JP4305420B2 - Interrogator - Google Patents

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Description

本発明は、外部と情報の無線通信を行う無線タグを検出する無線タグ検出システムに用いる質問器に関する。   The present invention relates to an interrogator used in a wireless tag detection system that detects a wireless tag that performs wireless communication of information with the outside.

応答器としての小型の無線タグに対し、質問器としてのリーダ/ライタより非接触で問い合わせの送信及び返答の受信を行うことで、無線タグの情報の読み取り/書き込みを行うRFID(Radio Frequency Identification)システムが知られている。   RFID (Radio Frequency Identification) that reads / writes information of a wireless tag by transmitting and receiving an inquiry and receiving a response from a reader / writer as an interrogator to a small wireless tag as a responder The system is known.

例えばラベル状の無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するIC回路部とこのIC回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えている。IC回路部は、上記アンテナで受信された信号を復調して解釈するとともに、メモリに記憶された情報信号に基づいて上記受信した搬送波を変調反射しアンテナを介して質問器へ返信する。   For example, a wireless tag circuit element included in a label-like wireless tag includes an IC circuit unit that stores predetermined wireless tag information and an antenna that is connected to the IC circuit unit and transmits / receives information. The IC circuit unit demodulates and interprets the signal received by the antenna, modulates and reflects the received carrier wave based on the information signal stored in the memory, and returns it to the interrogator via the antenna.

この際、上記のような無線通信における復調処理を高感度に行うために、従来、質問器のアンテナによる指向性(特にメインローブ)を制御する手法が行われている。また一般に、質問器と上記無線タグ回路素子との無線通信においては、質問器側のアンテナの偏波面方向と上記無線タグ回路素子の偏波面方向とが合致しているときが最も通信感度がよく、ずれるほど通信感度が低くなる。そこで、質問器側のアンテナのメインローブ及び偏波面を可変に制御する手法が既に提唱されている(例えば、特許文献1参照)。   At this time, in order to perform demodulation processing in wireless communication as described above with high sensitivity, conventionally, a technique for controlling directivity (particularly, main lobe) by an interrogator antenna has been used. In general, in wireless communication between the interrogator and the RFID circuit element, the communication sensitivity is best when the polarization plane direction of the antenna on the interrogator side and the polarization plane direction of the RFID tag circuit element match. , The communication sensitivity becomes lower as the deviation occurs. Therefore, a method for variably controlling the main lobe and the polarization plane of the interrogator antenna has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

この従来技術の質問器では、アンテナから出力された質問信号を、可変電波反射板で反射させて無線タグへと送信する。このとき、反射板変更手段で上記可変電波反射板の反射面の形状又は位置を変更することで反射後の質問信号の伝播方向(メインローブ)を適宜設定する。また、質問器のアンテナが、相互に直交する2つのダイポールアンテナと移相器とを有し、移相器から各ダイポールアンテナに相互に90度の位相差をもたせることで、無線タグから直線偏波で送信される応答信号と円偏波で送信される応答信号のいずれも受信可能としている。これらメインローブと偏波面との可変制御により、質問器の読み取り(サーチ)対象である無線タグの存在方向や姿勢が種々様々である場合でも、それに関係なく当該無線タグと確実に通信を行えるよう図られている。
特開2003−298465号公報
In this conventional interrogator, the interrogation signal output from the antenna is reflected by the variable radio wave reflector and transmitted to the wireless tag. At this time, the propagation direction (main lobe) of the interrogated signal is appropriately set by changing the shape or position of the reflecting surface of the variable radio wave reflecting plate by the reflecting plate changing means. In addition, the interrogator antenna has two dipole antennas and phase shifters that are orthogonal to each other, and each dipole antenna has a phase difference of 90 degrees from the phase shifter. Both a response signal transmitted by waves and a response signal transmitted by circularly polarized waves can be received. The variable control of the main lobe and the polarization plane enables reliable communication with the wireless tag regardless of the existence direction and attitude of the wireless tag that is the subject of the interrogator reading (search). It is illustrated.
JP 2003-298465 A

上記従来技術では、メインローブの方向を可変に設定でき、また偏波面についても複数の態様に対応可能である。しかしながら、偏波面については直線偏波と円偏波との切り替えが可能であるに過ぎず、ダイポールアンテナのような直線的なアンテナを通常備えている無線タグに対して円偏波を用いるため、通信距離が比較的短くなってしまう(言い換えれば通信距離が長くなると通信が不可能となる)という欠点があった。   In the above prior art, the direction of the main lobe can be set variably, and the polarization plane can also correspond to a plurality of modes. However, for the polarization plane, it is only possible to switch between linearly polarized waves and circularly polarized waves, and because circularly polarized waves are used for radio tags that normally have a linear antenna such as a dipole antenna, There is a drawback that the communication distance becomes relatively short (in other words, communication becomes impossible when the communication distance becomes long).

本発明の目的は、比較的遠い距離であっても、無線タグの姿勢に関係なく確実に無線タグ回路素子との無線通信を行える質問器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an interrogator that can reliably perform wireless communication with a wireless tag circuit element regardless of the posture of the wireless tag even at a relatively long distance.

発明は、質問対象の無線タグ回路素子と無線通信を行うためのアンテナ手段と、前記アンテナ手段によるメインローブの方向又は位置を反復的に変化させるメインローブ制御手段と、このメインローブ制御手段により前記アンテナ手段のメインローブの方向又は位置が変化するときに、少なくとも、同一のメインローブの方向又は位置において複数の態様が可能となるように前記アンテナ手段の無線通信時の偏波面を変化させる偏波面制御手段と、前記アンテナ手段を介した前記無線タグ回路素子との通信結果に応じ、前記無線タグ回路素子の姿勢方向を検出するタグ姿勢検出手段を有することを特徴とする。 The first invention is an antenna means for performing wireless communication with the RFID tag circuit element to be interrogated, a main lobe control means for repeatedly changing the direction or position of the main lobe by the antenna means, and the main lobe control means When the direction or position of the main lobe of the antenna means changes due to, the plane of polarization of the antenna means during wireless communication is changed so that a plurality of modes are possible at least in the same main lobe direction or position. It has tag attitude | position detection means which detects the attitude | position direction of the said RFID tag circuit element according to the communication result of a polarization plane control means and the said RFID tag circuit element via the said antenna means.

一般に、アンテナどうしの無線通信では、両者の偏波面が平行関係にあるときが通信感度が高く、それらが平行でなくなり交差角をもつようになるに従い通信感度が低下していく。この性質を利用し、本願第発明においては、タグ姿勢検出手段が、アンテナ手段による無線タグ回路素子との通信結果に応じ、その通信が良好なほど無線タグ回路素子の偏波面がアンテナ手段による偏波面方向と略平行に近づくとみなし、これによって無線タグ回路素子の姿勢方向を検出することができる。 In general, in wireless communication between antennas, the communication sensitivity is high when the planes of polarization of both are in a parallel relationship, and the communication sensitivity decreases as they become non-parallel and have a crossing angle. Utilizing this property, in the first invention of this application, the tag orientation detection means is in accordance with the result of communication with the RFID tag circuit element by the antenna means, and the polarization plane of the RFID tag circuit element is determined by the antenna means as the communication is better. Assuming that the direction of polarization plane is nearly parallel, the orientation direction of the RFID circuit element can be detected.

発明は、上記第発明において、前記アンテナ手段から受信した信号強度を検出する信号強度検出手段を有し、前記タグ姿勢検出手段は、前記信号強度検出手段の検出結果に基づき、前記無線タグ回路素子の姿勢方向を検出することを特徴とする。 According to a second invention, there is provided signal strength detection means for detecting the signal strength received from the antenna means in the first invention, wherein the tag attitude detection means is configured to detect the wireless signal based on a detection result of the signal strength detection means. It is characterized by detecting the orientation direction of the tag circuit element.

信号強度検出手段で検出した信号強度が大きいほど、タグ姿勢検出手段は無線タグ回路素子の偏波面がアンテナ手段による偏波面方向と略平行に近づくとみなし、これによって無線タグ回路素子の姿勢方向(貼付されている物品の姿勢を含む)を検出することができる。   As the signal strength detected by the signal strength detection means is larger, the tag orientation detection means regards that the polarization plane of the RFID tag circuit element is substantially parallel to the polarization plane direction of the antenna means, and thereby the orientation direction of the RFID tag circuit element ( Including the posture of the affixed article).

発明は、上記第発明において、異なる複数の偏波面態様において前記信号強度検出手段でそれぞれ検出した複数の信号強度値を記憶する記憶手段を有し、前記タグ姿勢検出手段は、前記記憶手段に記憶された複数の信号強度値のうち最大のものを与えた前記偏波面の態様に応じ、前記無線タグ回路素子の姿勢方向を検出することを特徴とする。 According to a third invention, there is provided storage means for storing a plurality of signal intensity values respectively detected by the signal intensity detection means in a plurality of different polarization planes in the second invention, wherein the tag attitude detection means is the memory The posture direction of the RFID circuit element is detected according to the mode of the polarization plane that gives the maximum signal intensity value stored in the means.

信号強度検出手段で検出した信号強度が最大のものは、無線タグ回路素子の偏波面がアンテナ手段による偏波面方向に対し最も平行に近くなることから、記憶手段に各偏波面態様における信号強度を記憶しておきこれを比較して最大のものを抽出し当該偏波面方向を割り出すことで、無線タグ回路素子の姿勢方向を検出することができる。   When the signal strength detected by the signal strength detection means is the largest, the polarization plane of the RFID circuit element is closest to the direction of the polarization plane of the antenna means. The orientation direction of the RFID tag circuit element can be detected by storing and extracting the maximum one and determining the polarization plane direction.

発明は、上記第乃至第発明のいずれかにおいて、前記アンテナ手段を介した、所定の目標通信領域内に配置された位置補正用無線タグ回路素子との通信結果に応じ、前記タグ姿勢検出手段の検出基準データを補正するデータ補正手段を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the tag according to any one of the first to third aspects of the present invention, according to a communication result with the position correcting RFID circuit element disposed in a predetermined target communication area via the antenna means. Data correction means for correcting detection reference data of the posture detection means is provided.

例えば予め所定の目標通信領域内の確かな位置に位置補正用無線タグ回路素子を配置しておき、これと通信したときに質問器側の検出基準データ(位置や方向を特定するときの基準位置や基準方角等)をデータ補正手段で補正することにより、タグ姿勢検出手段において誤差の少ない高精度なタグ姿勢方向の検出を行うことができる。   For example, a position correction RFID circuit element is arranged in advance at a certain position within a predetermined target communication area, and when it communicates with this, detection reference data on the interrogator side (reference position for specifying position and direction) Or the reference direction or the like is corrected by the data correction unit, the tag posture detection unit can detect the tag posture direction with high accuracy and with less error.

発明は、上記第1乃至第発明のいずれかにおいて、前記アンテナ手段を介した、所定の目標通信領域内に配置された出力設定用無線タグ回路素子との通信結果に応じ、前記無線通信時の送信信号出力を制御する送信制御手段を有することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the invention, the wireless communication is performed according to a result of communication with the output setting RFID tag circuit element disposed in a predetermined target communication area via the antenna unit. It has the transmission control means which controls the transmission signal output at the time of communication, It is characterized by the above-mentioned.

例えば予め所定の目標通信領域の外延部等の所定の位置に出力設定用無線タグ回路素子を配置しておき、少なくともこの出力設定用無線タグ回路素子と良好な通信を行えるように送信制御手段が送信信号出力を制御することで、目標通信領域の全域を確実に通信可能エリアとすることができる。   For example, an output setting RFID tag circuit element is disposed in advance in a predetermined position such as an extension of a predetermined target communication area, and at least the transmission control means can perform good communication with the output setting RFID tag circuit element. By controlling the transmission signal output, the entire target communication area can be reliably set as the communicable area.

発明は、上記第発明において、前記送信制御手段は、前記目標通信領域の形状に基づき、前記メインローブ制御手段により変化する前記メインローブの方向又は位置に応じて前記無線通信時の送信信号出力を変化させることを特徴とする。 In a sixth aspect based on the fifth aspect , the transmission control means performs transmission during the wireless communication according to the direction or position of the main lobe changed by the main lobe control means based on the shape of the target communication area. The signal output is changed.

例えば目標通信領域の形状に基づき、その外延部のうちアンテナ手段からの距離が最小となる位置やアンテナ手段からの距離が最大となる位置に出力設定用無線タグ回路素子を配置しておき、そのような距離の差に応じて過不足なく良好な通信を行えるように送信制御手段が送信信号出力を制御することで、無駄な電力消費を防止しつつ、目標通信領域の全域を確実に通信可能エリアとすることができる。   For example, based on the shape of the target communication area, the output setting RFID circuit element is arranged at the position where the distance from the antenna means is the smallest or the position where the distance from the antenna means is the maximum, The transmission control means controls the transmission signal output so that good communication can be performed without excess or deficiency according to the difference in distance, so that it is possible to reliably communicate over the entire target communication area while preventing wasteful power consumption. It can be an area.

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[0041]   [0041]

発明は、上記第1乃至第発明のいずれかにおいて、前記アンテナ手段は、送信用アンテナ機能及び受信用アンテナ機能を兼ね備えた八木アンテナであることを特徴とする。
A seventh invention is characterized in that, in any one of the first to sixth inventions, the antenna means is a Yagi antenna having both a transmitting antenna function and a receiving antenna function.

送受信を兼ねた八木アンテナを用いる場合であっても、メインローブの反復変化動作と偏波面の変化動作とを組み合わせ、八木アンテナと無線タグ回路素子とで偏波面を高確率で一致させることで、比較的遠い距離であっても確実に無線タグ回路素子との無線通信を行うことができる。   Even when using a Yagi antenna that also serves for transmission and reception, combining the main lobe repetitive change operation and the change operation of the polarization plane, by matching the polarization plane with the Yagi antenna and the RFID circuit element with high probability, Wireless communication with the RFID tag circuit element can be reliably performed even at a relatively long distance.

本発明によれば、比較的遠い距離であっても、無線タグの姿勢に関係なく高い感度で無線タグ回路素子との無線通信を行うことができる。   According to the present invention, wireless communication with a wireless tag circuit element can be performed with high sensitivity regardless of the posture of the wireless tag even at a relatively long distance.

以下、本発明の第1の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、例えば建造物内のフロアモニター用に本発明を適用した例であり、また後述するメインローブの反復変化動作と偏波面の変化動作を機械的構成により行うものである。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an example in which the present invention is applied to, for example, a floor monitor in a building, and performs a main lobe repetitive change operation and a polarization plane change operation, which will be described later, by a mechanical configuration.

図1は、本実施形態によるリーダを用いた無線タグ検出システムの概略を表すシステム構成図である。   FIG. 1 is a system configuration diagram showing an outline of a wireless tag detection system using a reader according to the present embodiment.

図1において、この無線タグ検出システムSは、所定の広さのフロアFL内の無線タグを検出するための質問器である1つのリーダ100と、これらリーダ100に適宜の通信ネットワーク(回線、無線等)NWで接続された操作・表示装置(管理サーバ)500とから構成されている。管理サーバ500での操作入力による指示信号等が通信ネットワークNWを介しリーダ100へ出力され、リーダ100からは検出(検索)対象の無線タグTについての検出信号等が管理サーバ500へと出力される。   In FIG. 1, this wireless tag detection system S includes a reader 100 that is an interrogator for detecting a wireless tag in a floor FL of a predetermined area, and an appropriate communication network (line, wireless). Etc.) It is composed of an operation / display device (management server) 500 connected by NW. An instruction signal or the like by an operation input in the management server 500 is output to the reader 100 via the communication network NW, and a detection signal or the like for the detection (search) target wireless tag T is output from the reader 100 to the management server 500. .

管理サーバ500は、例えばパソコンで構成されており、操作部(操作手段)、表示部、CPU、ROM、RAM等を備えている。操作部は、操作入力手段として適宜のキー、ボタン、スイッチ、パッド等を備えており、表示やサーチ等に係わる種々の操作入力が行えるようになっている。   The management server 500 is composed of, for example, a personal computer, and includes an operation unit (operation unit), a display unit, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The operation unit includes appropriate keys, buttons, switches, pads, and the like as operation input means, and can perform various operation inputs related to display, search, and the like.

図2は、上記フロアFLの側壁に設置された状態の上記リーダ100の外観を側面から見た側面図である。   FIG. 2 is a side view of the external appearance of the reader 100 in a state installed on the side wall of the floor FL as seen from the side.

図2において、リーダ100は、後述する制御部を内部に備えて側壁WLに直接固定する固定本体部101と、この固定本体部101から固定的に突設した支持軸102と、この支持軸102の先端に設けられた角度調節ヒンジ103と、首振り駆動器(方向駆動手段、メインローブ制御手段)107とを有している。首振り駆動器107は、上記角度調節ヒンジ103に連結する固定軸104と、この固定軸104と直列に配置された回動軸105と、上記固定軸104と回動軸105との間に設けられそれら2軸104,105を軸心周りに相対的に回転駆動可能な首振り用モータ106とを備えている。   In FIG. 2, the reader 100 includes a fixed main body 101 that includes a control unit that will be described later and is directly fixed to the side wall WL, a support shaft 102 that is fixedly projected from the fixed main body 101, and the support shaft 102. An angle adjustment hinge 103 provided at the tip of the head and a swinging drive (direction drive means, main lobe control means) 107. The swinging driver 107 is provided between the fixed shaft 104 connected to the angle adjusting hinge 103, the rotating shaft 105 arranged in series with the fixed shaft 104, and the fixed shaft 104 and the rotating shaft 105. And a swinging motor 106 capable of rotationally driving the two shafts 104 and 105 relatively around the axis.

またリーダ100には、上記回動軸105と直交する配置に備えたアンテナ回転軸108と、回動軸105の先端に固定されたアンテナ回転器(回転駆動手段、偏波面制御手段)110と、このアンテナ回転器110の内部に設けられ、アンテナ回転軸108をその軸心周りに回転駆動可能なアンテナ回転用モータ109と、そのアンテナ回転軸108の先端に直交する配置で放射器(詳しくは後述する)を固定されたアンテナ(装置側アンテナ、アンテナ手段)111とを備えている。   The reader 100 also includes an antenna rotation shaft 108 provided in an arrangement orthogonal to the rotation shaft 105, an antenna rotator (rotation drive means, polarization plane control means) 110 fixed to the tip of the rotation shaft 105, An antenna rotation motor 109 provided inside the antenna rotator 110 and capable of rotating the antenna rotation shaft 108 about its axis, and a radiator (details will be described later) arranged perpendicular to the tip of the antenna rotation shaft 108. The antenna (device side antenna, antenna means) 111 is fixed.

角度調節ヒンジ103は、首振り駆動器107の固定軸104を伏仰するように回動させて任意の角度で固定可能となっており、図2中に示す例ではアンテナ回転器110のアンテナ回転軸108を略水平の姿勢とする角度で固定している。   The angle adjustment hinge 103 can be fixed at an arbitrary angle by rotating the fixed shaft 104 of the swinging driver 107 so as to face up and down. In the example shown in FIG. The shaft 108 is fixed at an angle that makes the posture substantially horizontal.

首振り駆動器107において、首振り用モータ106は固定軸104と回動軸105の間に例えば図示しないギヤ機構を介して連結されており、その首振り用モータ106は固定本体部101の内部に備えられている後述の制御部から入力される制御信号によって、回動軸105を介しアンテナ回転器110及びアンテナ111を(回動軸105の軸心まわりの)任意の回転方向に首振り駆動する(後に示す図3参照)。   In the swinging driver 107, the swinging motor 106 is connected between the fixed shaft 104 and the rotating shaft 105 through a gear mechanism (not shown), for example, and the swinging motor 106 is connected to the inside of the fixed main body 101. The antenna rotator 110 and the antenna 111 are swung in any rotation direction (around the axis of the rotation shaft 105) via a rotation shaft 105 by a control signal input from a control unit described later provided in (See FIG. 3 shown later).

アンテナ回転器110は、例えば全体が円筒形状に形成されてその一方の端面の中心からアンテナ回転軸108を突出させており、アンテナ回転器110の内部のアンテナ回転用モータ109が例えば後述する制御部からの制御信号により図示しないギヤ機構を介してアンテナ回転軸108を回転駆動する。   The antenna rotator 110 is formed, for example, in a cylindrical shape as a whole and has an antenna rotation shaft 108 protruding from the center of one end surface thereof. An antenna rotation motor 109 inside the antenna rotator 110 is, for example, a control unit described later. The antenna rotation shaft 108 is rotationally driven through a gear mechanism (not shown) in accordance with a control signal from.

図3は、上記フロアFLの側壁に設置された状態の上記リーダ100を図2中III方向から見た上面図である。   FIG. 3 is a top view of the reader 100 installed on the side wall of the floor FL as viewed from the direction III in FIG.

図3において、破線で示す首振り駆動器107によりアンテナ回転器110及びアンテナ111を首振り駆動することで、アンテナ111のメインローブMを首振り駆動器107の回動軸周り方向(図3中A両回転方向)に連続的に首振り駆動(=メインローブMの首振り挙動の反復変化動作)させる。   In FIG. 3, the antenna rotator 110 and the antenna 111 are driven to swing by the swing driver 107 indicated by a broken line, so that the main lobe M of the antenna 111 is rotated around the rotation axis of the swing driver 107 (in FIG. 3). The head is continuously driven in the swing direction (A rotation direction) (= repetitive change operation of the swing behavior of the main lobe M).

図4は、上記フロアFLの側壁に設置された状態の上記リーダ100を図2中IV方向から見た正面図である。   FIG. 4 is a front view of the reader 100 installed on the side wall of the floor FL as seen from the direction IV in FIG.

図4において、アンテナ111は、この例では、中央給電型1/2波長ダイポールで構成された放射器111aと、この放射器111aをそれぞれ挟むよう並設された導波器111bと反射器111cを一つずつ有する3素子型の八木アンテナであり、導波器111b、放射器111a及び反射器111cはそれぞれの中央部分で同一の支持器(導体軸)111dにより一体的に固定され、また放射器111aの中央の給電部分でアンテナ回転器110のアンテナ回転軸108と直交固定されている。このような八木アンテナを用いた構成により、アンテナ111によるメインローブMの方向(指向性方向)は、アンテナ回転軸108の軸線と平行な直線上に位置することとなる。また、これら導波器111b、放射器111a及び反射器111cからなるアンテナ111から放射された電波の伝播方向に交差して電界(その方向の一例をEで表す。後述の図8参照)が発生され、その電界の振動方向を含む面である偏波面Hがこの例では放射器111a、導波器111b、反射器111cを含む面となっている(言い換えれば偏波方向が放射器111aと平行となっている。図2、図3参照)。なお、図は偏波面Hを概念的に示している。なお、アンテナ111として八木アンテナを一例に示したが、指向性を持たせられるアンテナであればこれに限られるものではなく、例えばパッチアンテナ等の平面アンテナ等を用いてもよい。   In FIG. 4, the antenna 111 in this example includes a radiator 111a composed of a centrally fed half-wave dipole, and a waveguide 111b and a reflector 111c arranged in parallel so as to sandwich the radiator 111a. It is a three-element type Yagi antenna having one by one, and the director 111b, the radiator 111a and the reflector 111c are integrally fixed by the same supporter (conductor shaft) 111d at each central portion. The central feeding portion 111a is orthogonally fixed to the antenna rotation shaft 108 of the antenna rotator 110. With such a configuration using the Yagi antenna, the direction of the main lobe M (directivity direction) by the antenna 111 is positioned on a straight line parallel to the axis of the antenna rotation shaft 108. Further, an electric field (an example of the direction is represented by E. Refer to FIG. 8 to be described later) is generated across the propagation direction of the radio wave radiated from the antenna 111 including the director 111b, the radiator 111a, and the reflector 111c. In this example, the polarization plane H that is a plane including the vibration direction of the electric field is a plane including the radiator 111a, the waveguide 111b, and the reflector 111c (in other words, the polarization direction is parallel to the radiator 111a). (See FIGS. 2 and 3). The figure conceptually shows the polarization plane H. Note that the Yagi antenna is shown as an example of the antenna 111, but the antenna 111 is not limited to this as long as it has directivity. For example, a planar antenna such as a patch antenna may be used.

また、アンテナ回転器110に備えられたアンテナ回転用モータ109の(図3参照)の駆動により、アンテナ回転軸108(図3参照)及びアンテナ111をアンテナ回転軸108の軸心周りに回転駆動することで、アンテナ111から放射される偏波面Hの方向をアンテナ回転軸108の軸心周りに90°異なる2つの角度位置のいずれかに切り替えるよう回転(=偏波面の変化動作)させる。   Further, the antenna rotation shaft 108 (see FIG. 3) and the antenna 111 are driven to rotate around the axis of the antenna rotation shaft 108 by driving the antenna rotation motor 109 provided in the antenna rotator 110 (see FIG. 3). Thus, the direction of the polarization plane H radiated from the antenna 111 is rotated (= polarization plane changing operation) so as to switch to one of two angular positions that differ by 90 ° around the axis of the antenna rotation axis 108.

図5は、上記リーダ100の機能的構成を表す機能ブロック図である。上記図2〜図4と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   FIG. 5 is a functional block diagram showing a functional configuration of the reader 100. Parts equivalent to those in FIGS. 2 to 4 are given the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

図5において、この例では、フロアFLの側壁に直接固定する固定本体部101の内部に、上記首振り用モータ106及び上記アンテナ回転用モータ109にそれぞれ駆動用の制御信号を出力するとともにアンテナ111を介して通信制御を行う制御部120が備えられている。   In FIG. 5, in this example, control signals for driving are output to the swing motor 106 and the antenna rotation motor 109, respectively, inside the fixed main body portion 101 that is directly fixed to the side wall of the floor FL, and the antenna 111 is provided. The control part 120 which performs communication control via is provided.

この制御部120は、CPU(中央演算装置)121と、上記ネットワークNWを介した信号授受の制御を行うネットワーク通信制御部122と、例えばRAMやROM等からなるメモリ123と、CPU121からの指令に応じて上記首振り駆動器107に備えられた首振り用モータ106に制御信号を出力する首振り用モータ駆動部124と、CPU121からの指令に応じて上記アンテナ回転器110に備えられた上記アンテナ回転用モータ109に制御信号を出力するアンテナ回転用モータ駆動部125と、アンテナ111を介し無線タグTに備えられたアンテナ151と通信制御を行うRF通信制御部140とを備えている。なお、上記首振り用モータ106及び上記アンテナ回転用モータ109の回転角度の制御は、ロータリエンコーダを用いて回転角度を検出したりモータ自体にステッピングモータを用いたりするなど公知の回転角制御によって行えばよい。   The control unit 120 includes a CPU (Central Processing Unit) 121, a network communication control unit 122 that controls signal exchange via the network NW, a memory 123 including, for example, a RAM and a ROM, and a command from the CPU 121. In response to this, the swing motor driving unit 124 that outputs a control signal to the swing motor 106 provided in the swing drive unit 107, and the antenna provided in the antenna rotator 110 in response to a command from the CPU 121. An antenna rotation motor driving unit 125 that outputs a control signal to the rotation motor 109 and an RF communication control unit 140 that performs communication control with the antenna 151 provided in the wireless tag T via the antenna 111 are provided. The rotation angle of the swing motor 106 and the antenna rotation motor 109 is controlled by known rotation angle control, such as detecting the rotation angle using a rotary encoder or using a stepping motor for the motor itself. Just do it.

図6は、上述したリーダ100の検索(サーチ)対象である物品・部材等に添付された無線タグTに備えられ、上記アンテナ151を含む無線タグ回路素子Toの機能的構成の一例を表すブロック図である。   FIG. 6 is a block showing an example of the functional configuration of the RFID circuit element To including the antenna 151 provided in the RFID tag T attached to the article / member or the like to be searched by the reader 100 described above. FIG.

図6において、無線タグ回路素子Toは、リーダ100と例えばUHF帯又はマイクロ波帯等の高周波を用いて非接触で信号の送受信を行う上記アンテナ151(タグ側アンテナ)と、このアンテナ151に接続されたIC回路部150とを有している。   In FIG. 6, the RFID circuit element To is connected to the reader 151 and the antenna 151 (tag-side antenna) for transmitting and receiving signals in a non-contact manner using a high frequency such as UHF band or microwave band, and the antenna 151. IC circuit unit 150.

IC回路部150は、アンテナ151により受信された搬送波を整流する整流部152と、この整流部152により整流された搬送波のエネルギを蓄積しIC回路部150の駆動電源とするための電源部153と、上記アンテナ151により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部(後述)157に供給するクロック抽出部154と、所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部155と、上記アンテナ151に接続された変復調部156と、上記整流部152、クロック抽出部154、及び変復調部156等を介して無線タグ回路素子Toの作動を制御するための制御部157とを備えている。   The IC circuit unit 150 includes a rectification unit 152 that rectifies the carrier wave received by the antenna 151, and a power source unit 153 that accumulates energy of the carrier wave rectified by the rectification unit 152 and serves as a driving power source for the IC circuit unit 150. A clock extraction unit 154 that extracts a clock signal from the carrier wave received by the antenna 151 and supplies the clock signal to a control unit (described later) 157; a memory unit 155 that functions as an information storage unit that can store a predetermined information signal; A modulation / demodulation unit 156 connected to the antenna 151, and a control unit 157 for controlling the operation of the RFID circuit element To via the rectification unit 152, the clock extraction unit 154, the modulation / demodulation unit 156, and the like are provided. .

変復調部156は、アンテナ151により受信された上記リーダ100のアンテナ(後述)からの通信信号の復調を行うとともに、上記制御部157からの返信信号に基づき、リーダ100のアンテナより受信された搬送波を変調反射する。   The modem unit 156 demodulates the communication signal received from the antenna of the reader 100 (described later) received by the antenna 151, and receives the carrier wave received from the antenna of the reader 100 based on the return signal from the control unit 157. Modulated reflection.

制御部157は、上記変復調部156により復調された受信信号を解釈し、上記メモリ部155において記憶された情報信号に基づいて返信信号を生成し、上記変復調部156により返信する制御等の基本的な制御を実行する。   The control unit 157 interprets the received signal demodulated by the modulation / demodulation unit 156, generates a return signal based on the information signal stored in the memory unit 155, and performs basic control such as returning by the modulation / demodulation unit 156. Execute proper control.

クロック抽出部154は、受信した信号からクロック成分を抽出して制御部157にクロックを抽出するものであり、受信した信号のクロック成分の速度に対応したクロックを制御部157に供給する。   The clock extraction unit 154 extracts a clock component from the received signal and extracts the clock to the control unit 157, and supplies the control unit 157 with a clock corresponding to the speed of the clock component of the received signal.

図7は、上記RF通信制御部140の詳細構成をアンテナ111とともに表す機能ブロック図である。   FIG. 7 is a functional block diagram showing the detailed configuration of the RF communication control unit 140 together with the antenna 111.

図7において、アンテナ111は、送信アンテナと受信アンテナとを兼ねた1つの八木アンテナで構成されている。   In FIG. 7, the antenna 111 is composed of a single Yagi antenna serving as both a transmission antenna and a reception antenna.

RF通信制御部140は、上記アンテナ111を介し上記無線タグ回路素子ToのIC回路部150の情報(無線タグ情報)へアクセスする(読み取り又は書き込みを行う)ための送信部212及び受信部213と、送受分離器214とを有し、無線タグ回路素子ToのIC回路部150から読み取られた信号を処理して情報を読み出すとともに無線タグ回路素子ToのIC回路部150へアクセスするためのアクセス情報を生成する機能を含む上記CPU121と接続されている。   The RF communication control unit 140 has access to the information (RFID tag information) of the IC circuit unit 150 of the RFID circuit element To via the antenna 111 (reading or writing). Access information for reading out information by processing a signal read from the IC circuit unit 150 of the RFID circuit element To and accessing the IC circuit unit 150 of the RFID circuit element To Is connected to the CPU 121 including the function of generating.

送信部212は、アンテナ111を介し無線タグ回路素子Toに対して信号を送信するものであり、無線タグ回路素子ToのIC回路部150の無線タグ情報にアクセスする(読み取り/書き込みを行う)ための搬送波を発生させる水晶発振回路215と、上記CPU121から供給される信号に基づいて上記搬送波発生部により発生させられた搬送波を変調(この例ではCPU121からの「TX_ASK」信号に基づく振幅変調)する送信乗算回路216(但し「TX_ASK信号」の場合は増幅率可変アンプ等を用いてもよい)と、その送信乗算回路216により変調された変調波を増幅(この例ではCPU121からの「TX_PWR」信号によって増幅率を決定される増幅)する送信アンプ217とを備えている。そして、上記搬送波発生部により発生される搬送波は、好適には周波数300MHz以上とされ、望ましくは900MHz近傍あるいは2.45GHz近傍とされ、上記送信アンプ217の出力は、送受分離器214を介してアンテナ111に伝達されて無線タグ回路素子ToのIC回路部150に供給される。   The transmission unit 212 transmits a signal to the RFID circuit element To through the antenna 111, and accesses (reads / writes) the RFID tag information of the IC circuit unit 150 of the RFID circuit element To. And a carrier wave generated by the carrier wave generator based on a signal supplied from the CPU 121 (in this example, amplitude modulation based on a “TX_ASK” signal from the CPU 121). Transmission multiplier circuit 216 (in the case of “TX_ASK signal”, an amplification factor variable amplifier or the like may be used), and a modulated wave modulated by transmission multiplier circuit 216 is amplified (in this example, “TX_PWR” signal from CPU 121) And a transmission amplifier 217 that amplifies the amplification factor). The carrier wave generated by the carrier wave generation unit is preferably set to a frequency of 300 MHz or more, preferably near 900 MHz or near 2.45 GHz, and the output of the transmission amplifier 217 is transmitted to the antenna via the transmission / reception separator 214. 111 is supplied to the IC circuit unit 150 of the RFID circuit element To.

受信部213は、アンテナ111で受信され送受分離器214を経た無線タグ回路素子Toからの反射波と上記搬送波発生部により発生させられた搬送波とを掛け合わせる受信第1乗算回路218と、その受信第1乗算回路218の出力から必要な帯域の信号のみを取り出すための第1バンドパスフィルタ219と、この第1バンドパスフィルタ219の出力を増幅する受信第1アンプ221と、この受信第1アンプ221の出力をさらに増幅してデジタル信号に変換する第1リミッタ220と、アンテナ111で受信され送受分離器214を経た無線タグ回路素子Toからの反射波と上記搬送波発生部により発生された後に移相器227で位相を90°遅らせた搬送波とを掛け合わせる受信第2乗算回路222と、その受信第2乗算回路222の出力から必要な帯域の信号のみを取り出すための第2バンドパスフィルタ223と、この第2バンドパスフィルタ223の出力を増幅する受信第2アンプ225と、この受信第2アンプ225の出力をさらに増幅してデジタル信号に変換する第2リミッタ224とを備えている。そして、上記第1リミッタ220から出力される信号「RXS−I」及び第2リミッタ224から出力される信号「RXS−Q」は、上記CPU121に入力されて処理される。   The reception unit 213 receives the first reception multiplication circuit 218 that multiplies the reflected wave from the RFID circuit element To received by the antenna 111 and passed through the transmission / reception separator 214 and the carrier wave generated by the carrier wave generation unit, and the reception thereof. A first bandpass filter 219 for extracting only a signal of a necessary band from the output of the first multiplication circuit 218, a reception first amplifier 221 for amplifying the output of the first bandpass filter 219, and the reception first amplifier A first limiter 220 that further amplifies the output of 221 and converts it into a digital signal, a reflected wave from the RFID circuit element To that is received by the antenna 111 and passed through the transmission / reception separator 214, and generated after being generated by the carrier wave generation unit. A reception second multiplication circuit 222 that multiplies the carrier whose phase is delayed by 90 ° by the phase shifter 227, and its reception second multiplication circuit 2 2, a second band pass filter 223 for extracting only a signal of a necessary band from the output of 2, a reception second amplifier 225 for amplifying the output of the second band pass filter 223, and an output of the reception second amplifier 225. Further, a second limiter 224 that amplifies and converts it into a digital signal is provided. The signal “RXS-I” output from the first limiter 220 and the signal “RXS-Q” output from the second limiter 224 are input to the CPU 121 and processed.

また、受信第1アンプ221及び受信第2アンプ225の出力は、RSSI(Received Signal Strength Indicator)回路226(信号強度検出手段)にも入力され、それらの信号の強度を示す信号「RSSI」がCPU121に入力される。このようにして、本実施形態のリーダ100のRF通信制御部140では、I−Q直交復調によって無線タグ回路素子Toからの反射波の復調が行われる。   The outputs of the reception first amplifier 221 and the reception second amplifier 225 are also input to an RSSI (Received Signal Strength Indicator) circuit 226 (signal intensity detection means), and a signal “RSSI” indicating the intensity of these signals is input to the CPU 121. Is input. In this manner, the RF communication control unit 140 of the reader 100 according to the present embodiment demodulates the reflected wave from the RFID circuit element To by IQ orthogonal demodulation.

CPU121は、いわゆるマイクロコンピュータであり、詳細な図示を省略するが、中央演算処理装置であるCPU、ROM、及びRAM等から構成され、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。このCPU121は、上述した受信部213からの受信信号等を入力した後所定の演算処理を行い、上述した送信部212への増幅制御信号及び変調制御信号等を出力する。   The CPU 121 is a so-called microcomputer, and although not shown in detail, the CPU 121 is composed of a central processing unit such as a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and is a program stored in advance in the ROM using the temporary storage function of the RAM. The signal processing is performed according to the above. The CPU 121 inputs a received signal from the receiving unit 213 described above, performs predetermined arithmetic processing, and outputs an amplification control signal, a modulation control signal, and the like to the transmitting unit 212 described above.

なお、上記CPU121は、例えば上記ネットワーク通信制御部122(又はそれとは別の入出力インターフェイス)を介し、図示しないルートサーバ、他の端末、汎用コンピュータ、及び情報サーバ等との間で情報のやりとりが可能なように構成してもよい。   The CPU 121 exchanges information with a route server (not shown), another terminal, a general-purpose computer, an information server, and the like via, for example, the network communication control unit 122 (or another input / output interface). It may be configured as possible.

以上の構成において、本実施形態のリーダ100の最も大きな特徴は、首振り駆動器107でアンテナ111によるメインローブMの方向を反復的に変化させ、その際、アンテナ回転器110によって、少なくとも、同一のメインローブMの方向において複数の態様が可能となるようにアンテナ111の偏波面Hの態様(この例では回転角度)を変化させることである。 In the above configuration, the most significant feature of the reader 100 of the present embodiment is that the direction of the main lobe M by the antenna 111 is repeatedly changed by the swing driver 107, and at this time, at least the same by the antenna rotator 110. The mode of the polarization plane H (rotation angle in this example) of the antenna 111 is changed so that a plurality of modes are possible in the direction of the main lobe M.

特にこの実施形態では、首振り駆動器107の首振り挙動の反復動作における一単位に連動して、アンテナ回転器110が、アンテナ111の偏波面Hの方向を、予め定められた第1方向とこの第1方向と略直交する第2方向の2つの方向(態様)とに順次切り替えている。図8は本実施形態のリーダ100によって行われる上記首振り挙動及び上記アンテナ回転動作の組合せを模式的に示した図であり、図8(a)は一の方向における首振り挙動を示す図、図8(b)は逆方向における首振り挙動を示す図である。なお、図示の煩雑を避けるために、アンテナ回転器110、アンテナ回転軸108、アンテナ111のみを示して他の部材の図示を省略する。   Particularly in this embodiment, in conjunction with one unit in the repetitive operation of the swing behavior of the swing driver 107, the antenna rotator 110 changes the direction of the polarization plane H of the antenna 111 to a predetermined first direction. The two directions (modes) of the second direction substantially orthogonal to the first direction are sequentially switched. FIG. 8 is a diagram schematically showing a combination of the swing behavior and the antenna rotation operation performed by the reader 100 of the present embodiment, and FIG. 8A is a diagram showing the swing behavior in one direction. FIG. 8B is a diagram showing the swing behavior in the reverse direction. In addition, in order to avoid the complexity of illustration, only the antenna rotator 110, the antenna rotation shaft 108, and the antenna 111 are shown, and illustration of other members is omitted.

図8(a)において、首振り挙動の一の方向としての往路では、八木アンテナ111の放射器111aを縦方向(図中紙面に向かって手前と奥の方向)となるような姿勢とし、これによってアンテナ111からの偏波面Hをその縦方向の放射器111aを含む面としている。この状態で上記往路の首振り挙動を行うことにより、無線通信の指向方向であるメインローブMを広い略扇形範囲に届かせることができるとともに、この範囲において、タグ側アンテナ151の偏波面が略同じ縦方向の姿勢である無線タグ回路素子Toに対して偏波面が略一致し、高い通信感度を確保することができる。   In FIG. 8 (a), in the forward path as one direction of the swing behavior, the radiator 111a of the Yagi antenna 111 is in a vertical direction (front and back directions in the drawing). Thus, the plane of polarization H from the antenna 111 is a plane including the radiator 111a in the vertical direction. By performing the above-described swinging behavior in the forward direction in this state, the main lobe M, which is the directing direction of wireless communication, can reach a wide substantially fan-shaped range, and in this range, the polarization plane of the tag-side antenna 151 is substantially the same. The plane of polarization substantially coincides with the RFID circuit element To having the same vertical orientation, and high communication sensitivity can be ensured.

そしてこの往路の首振り挙動を終えた後に、アンテナ回転器110によってアンテナ111を90°回転させてアンテナ111の放射器111aを横方向(図中紙面と平行な方向)となるような姿勢とし、これによってアンテナ111からの偏波面Hをその横方向の放射器111aを含む面としている。この状態で、図8(b)に示す逆方向の復路の首振り挙動を行うことにより、往路と同様にメインローブMを広い範囲に届かせることができるとともに、この範囲においてタグ側アンテナ151の偏波面が略同じ横方向の姿勢である無線タグ回路素子Toに対して偏波面が略一致し、高い通信感度を確保することができる。   Then, after finishing the forward swing motion, the antenna 111 is rotated by 90 ° by the antenna rotator 110 so that the radiator 111a of the antenna 111 is in a lateral direction (a direction parallel to the paper surface in the drawing). Thus, the plane of polarization H from the antenna 111 is a plane including the radiator 111a in the lateral direction. In this state, by performing the backward swing motion shown in FIG. 8B, the main lobe M can reach a wide range as in the forward path, and in this range, the tag side antenna 151 The plane of polarization substantially coincides with the RFID circuit element To whose polarization plane is substantially the same in the lateral direction, and high communication sensitivity can be ensured.

以上説明したように、本実施形態のリーダ100においては、アンテナ111を介し質問対象の無線タグ回路素子Toと無線通信を行う際、まず首振り駆動器107によってアンテナ111のメインローブMの方向が反復的に変化される。この反復変化動作によりメインローブMを比較的広い範囲にわたって届かせることができ、また、比較的遠い距離に位置する無線タグ回路素子Toを通信可能エリアに収めることができる。そしてこのとき、アンテナ回転器110によってアンテナ111の偏波面Hが変化し、少なくとも同一メインローブ方向において異なる複数の態様の偏波面(上記の例では縦方向のときの放射器111aを含む偏波面Hと、横方向のときの放射器111aを含む偏波面Hの2態様)が実現される。 As described above, in the reader 100 of the present embodiment, when performing wireless communication with the RFID tag circuit element To that is the question via the antenna 111, the direction of the main lobe M of the antenna 111 is first determined by the swing driver 107. It is changed repeatedly. The Repeated changing operation can be reach over a relatively wide range of the main lobe M, also allows suppressing the RFID circuit element To located relatively far distance communicable area. At this time, the polarization plane H of the antenna 111 is changed by the antenna rotator 110, and at least a plurality of different polarization planes in the same main lobe direction (in the above example, the polarization plane H including the radiator 111a in the vertical direction). And two modes of the polarization plane H including the radiator 111a in the horizontal direction are realized.

これにより、一方の態様においてアンテナ111と無線タグTの無線タグ回路素子Toに備えられたアンテナ151との偏波面の一致が不十分であったとしても、もう一方の態様においてはアンテナ111と無線タグ回路素子Toのアンテナ151との偏波面を一致できる可能性が高くなり、良好な通信感度を確保することができる。以上のようにして、メインローブMの反復変化動作と偏波面Hの変化動作とを組み合わせることにより、無線タグT(あるいはこれが添付された物品)の姿勢に関わらず、また、比較的遠い距離であっても確実に無線タグ回路素子Toとの無線通信を行うことができる。   Thereby, even if the polarization plane coincides between the antenna 111 and the antenna 151 provided in the RFID tag circuit element To of the RFID tag T in one aspect, the antenna 111 and the wireless There is a high possibility that the plane of polarization of the tag circuit element To and the antenna 151 can coincide with each other, and good communication sensitivity can be ensured. As described above, by combining the repetitive changing operation of the main lobe M and the changing operation of the polarization plane H, regardless of the posture of the wireless tag T (or an article to which the wireless tag T is attached), and at a relatively far distance. Even if it exists, radio | wireless communication with the radio | wireless tag circuit element To can be performed reliably.

また、本実施形態では特に、アンテナ回転器110は、首振り駆動器107の反復動作の一単位(往路と復路)に略連動してアンテナ111の偏波面Hの態様(方向)を変化させることにより、メインローブMの反復変化動作と偏波面Hの変化動作とを連動させて組み合わせ、アンテナ111と無線タグ回路素子Toとで偏波面を高確率で一致させることができる。   In the present embodiment, in particular, the antenna rotator 110 changes the mode (direction) of the polarization plane H of the antenna 111 substantially in synchronization with one unit of the repetitive operation of the swing driver 107 (outward path and backward path). Thus, the repetitive changing operation of the main lobe M and the changing operation of the polarization plane H are combined in an interlocking manner, and the polarization plane can be matched with the antenna 111 and the RFID circuit element To with high probability.

また、本実施形態では特に、アンテナ回転器110が、アンテナ111の無線通信時の偏波面Hを、予め定められた複数の態様(この例では上記縦方向のときの放射器111aを含む偏波面Hと、横方向のときの放射器111aを含む偏波面Hの2態様)に順次切り替えて変化させることにより、アンテナ111の偏波面Hを順次切り替えながら無線タグ回路素子Toとの偏波面一致を探ることができ、偏波面を高確率で一致させることができる。   In this embodiment, in particular, the antenna rotator 110 has a polarization plane H at the time of wireless communication of the antenna 111 with a plurality of predetermined modes (in this example, the polarization plane including the radiator 111a in the vertical direction). H and two modes of polarization plane H including radiator 111a in the horizontal direction) are sequentially switched to change the polarization plane coincidence with RFID circuit element To while sequentially switching polarization plane H of antenna 111. It is possible to search and match the polarization planes with high probability.

なお、上記第1実施形態は、本発明の趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。   The first embodiment can be variously modified without departing from the spirit and technical idea of the present invention. Hereinafter, such modifications will be described in order.

(1−1)平行移動によりメインローブを反復変化動作させる場合
上記第1実施形態においては、メインローブMの反復変化動作をアンテナ111の首振り挙動により行っていたが、これに限られず、例えばアンテナ111の平行移動によりメインローブMの反復変化動作を行ってもよい。
(1-1) When the main lobe is repeatedly changed by parallel movement In the first embodiment, the main lobe M is repeatedly changed by the swinging behavior of the antenna 111. However, the present invention is not limited to this. The main lobe M may be repeatedly changed by the parallel movement of the antenna 111.

図9は、メインローブを平行移動により反復変化動作させる変形例の平行移動動作及びアンテナ回転動作を模式的に示した図であり、図9(a)は一の方向における平行移動動作を示す図、図9(b)は逆方向における平行移動動作を示す図であって、上記第1実施形態における図8に相当する図である。なお、図示の煩雑を避けるために、アンテナ回転器110、アンテナ回転軸108、アンテナ111のみを示して他の部材の図示を省略している。   FIG. 9 is a diagram schematically showing a translation operation and an antenna rotation operation of a modification in which the main lobe is repeatedly changed by translation, and FIG. 9A is a diagram showing the translation operation in one direction. FIG. 9B is a view showing the parallel movement operation in the reverse direction, and corresponds to FIG. 8 in the first embodiment. In addition, in order to avoid the complexity of illustration, only the antenna rotator 110, the antenna rotation shaft 108, and the antenna 111 are shown, and illustration of other members is omitted.

図9(a)において、平行移動動作の一の方向としての往路では、八木アンテナ111の放射器111aを縦方向(図中紙面に向かって略手前及び略奥側の方向)となるような姿勢とし、これによってアンテナ111からの偏波面Hをその縦方向の放射器111aを含む面(第1方向)としている。そしてこの往路の平行移動動作を終えた後に、アンテナ回転器110によってアンテナ111を90°回転させてアンテナ111の放射器111aを横方向(図中紙面と略平行な方向)となるような姿勢とし、これによってアンテナ111からの偏波面Hをその横方向の放射器111aを含む面(第2方向)としている。なお、特に図示していないが、上記アンテナ回転器110の平行移動動作は、送りネジを用いたスライダーや、リニアモータなどの公知のアクチュエータを用いて行うことが可能である。   In FIG. 9A, in the forward path as one direction of the parallel movement operation, the attitude of the radiator 111a of the Yagi antenna 111 in the vertical direction (the direction toward the front and the substantially back side in the drawing). Thus, the plane of polarization H from the antenna 111 is defined as a plane (first direction) including the radiator 111a in the vertical direction. Then, after completing the parallel movement operation of the forward path, the antenna 111 is rotated by 90 ° by the antenna rotator 110 so that the radiator 111a of the antenna 111 is in a horizontal direction (a direction substantially parallel to the paper surface in the drawing). Thus, the plane of polarization H from the antenna 111 is set as a plane (second direction) including the radiator 111a in the lateral direction. Although not particularly illustrated, the parallel movement operation of the antenna rotator 110 can be performed using a known actuator such as a slider using a feed screw or a linear motor.

本変形例では、この往復路の平行移動動作により、無線通信の指向方向である直線的なメインローブMを広い矩形範囲に届かせることができ、上記第1実施形態と同様にその矩形範囲内おいてアンテナ111の偏波面Hと無線タグ回路素子Toの偏波面を高確率で一致させることができる。この結果、無線タグT(あるいはこれが添付された物品)の姿勢に関わらず、また、比較的遠い距離であっても確実に無線タグ回路素子Toとの無線通信を行うことができる。   In the present modification, the linear main lobe M, which is the directing direction of the wireless communication, can reach a wide rectangular range by the parallel movement operation of the round-trip path, and within the rectangular range as in the first embodiment. Thus, the polarization plane H of the antenna 111 and the polarization plane of the RFID circuit element To can be matched with high probability. As a result, wireless communication with the RFID circuit element To can be reliably performed regardless of the attitude of the RFID tag T (or an article to which the RFID tag T is attached) and even at a relatively long distance.

(1−2)周回首振り挙動によりメインローブを反復変化動作させる場合
上記第1実施形態においては、メインローブMの反復変化動作をアンテナ111の首振り挙動により行っていたが、これに限られず、例えば周回首振り挙動によりメインローブMの反復変化動作を行ってもよい。
(1-2) When the main lobe is repetitively changed by the swiveling behavior of the lap In the first embodiment, the repetitive changing operation of the main lobe M is performed by the swinging behavior of the antenna 111. For example, the repetitive change operation of the main lobe M may be performed by, for example, the orbital swing motion.

図10は、メインローブMを周回首振り挙動により反復変化動作させる変形例のリーダ300の外観側面図であり、上記第1実施形態における図2に相当する図である。上記第1実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   FIG. 10 is an external side view of a modified example of the reader 300 in which the main lobe M is repeatedly changed according to the swivel behavior, and corresponds to FIG. 2 in the first embodiment. Parts equivalent to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate.

図10において、本変形例のリーダ300の本体固定部301はフロアFLの天井RFに固定設置されており、アンテナ回転器110は、直交する配置の2対の回転軸302,303と一つのリング304からなる公知の自在継ぎ手(ユニバーサルジョイント)305を介して本体固定部301に設置されている。また、本体固定部301の中央に周回首振り用モータ306が備えられており、アンテナ回転器110はそのアンテナ回転軸108が突出している側と逆側の端面において、傾斜する姿勢方向に配置されたリンク307を介して周回首振り用モータ306の回転軸と連結しており、これによってアンテナ回転軸108の姿勢方向は天井RFの壁面(水平面)とある一定の仰角をなす配置となっている。   In FIG. 10, the main body fixing portion 301 of the reader 300 of this modification is fixedly installed on the ceiling RF of the floor FL, and the antenna rotator 110 includes two pairs of rotating shafts 302 and 303 arranged orthogonally and one ring. It is installed on the main body fixing portion 301 via a known universal joint (305) 305. In addition, a circling head swing motor 306 is provided at the center of the main body fixing portion 301, and the antenna rotator 110 is disposed in an inclined posture direction on the end surface opposite to the side from which the antenna rotation shaft 108 protrudes. Further, the rotation direction of the rotation shaft 306 is connected to the rotating shaft 306 via the link 307 so that the antenna rotating shaft 108 is arranged at a certain elevation angle with respect to the wall surface (horizontal plane) of the ceiling RF. .

以上の構成において、周回首振り用モータ306と自在継ぎ手305とリンク307で周回首振り駆動器(メインローブ制御手段)308が構成される。この周回首振り駆動器308によれば、周回首振り用モータ306が一方向で回転し続けることにより、アンテナ回転軸108の延長方向に位置するメインローブMが天井FRの壁面に対してある一定の仰角をなしつつ全周(360°)にわたって周回首振り挙動による反復変化動作を行うことができる。   In the above configuration, the orbital swing motor (main lobe control means) 308 is configured by the orbital swing motor 306, the universal joint 305, and the link 307. According to this orbital swinging driver 308, the mainlobe M positioned in the extending direction of the antenna rotation shaft 108 is fixed to the wall surface of the ceiling FR by continuously rotating the orbital swinging motor 306 in one direction. It is possible to perform a repetitive change operation by the orbital swinging behavior over the entire circumference (360 °) while forming the elevation angle.

そして、メインローブMの周回首振り挙動が1回転(360°)するごとにアンテナ回転器110によってアンテナ111を90°回転させて(上述の例では第1方向→これと90°ずらした第2方向→さらに90°ずらした第1方向→‥)八木アンテナ111の放射器111a及びその偏波面Hの方向を切り替える。   The antenna 111 is rotated by 90 ° by the antenna rotator 110 every time the turning motion of the main lobe M makes one rotation (360 °) (in the above example, the first direction is shifted by 90 ° from the second direction). Direction → first direction shifted by 90 ° →...) The direction of the radiator 111 a of the Yagi antenna 111 and its polarization plane H are switched.

本変形例では、このように周回首振り駆動器308によりメインローブMの方向又は位置を、一方向(時計回り又は反時計回り)への周回首振り挙動を用いて反復的に変化させることで、同じメインローブ方向を多数回にわたって(例えば同じ周期で)繰り返す、反復的な変化を実現することができる。そして、上記第1実施形態と同様にアンテナ111の偏波面Hと無線タグ回路素子Toの偏波面を高確率で一致させることができる。 In the present modification, the direction or position of the main lobe M is repeatedly changed by using the orbital swing behavior in one direction (clockwise or counterclockwise) by the orbital swing driver 308 as described above. A repetitive change can be realized that repeats the same main lobe direction many times (eg, with the same period). As in the first embodiment, the polarization plane H of the antenna 111 and the polarization plane of the RFID circuit element To can be matched with high probability.

なお、本変形例では、メインローブMの周回首振り挙動が1回転(360°)するごとにアンテナ回転器110によってアンテナ111を90°ずつ回転させて八木アンテナ111の放射器111a及びその偏波面Hの方向を切り替えたが、これに限られず、メインローブMの周回首振り挙動が1回転(360°)単位以外のタイミングでアンテナ111の姿勢(言い換えれば偏波面Hの方向)を90°ずつ切り替えるようにしてもよい。その場合には、90°異なる第1方向と第2方向と両方の偏波面HでそれぞれメインローブMの周回首振り方位の全体にわたってカバーできるように、メインローブMの周回首振り挙動及び偏波面Hの変化動作を繰り返し行うよう設定すればよい。   In this modification, the antenna 111 is rotated by 90 ° by the antenna rotator 110 every time the swivel behavior of the main lobe M makes one rotation (360 °), and the radiator 111a of the Yagi antenna 111 and its polarization plane The direction of H is switched, but the present invention is not limited to this, and the attitude of the antenna 111 (in other words, the direction of the polarization plane H) is changed by 90 ° at a timing other than the rotation of the main lobe M by one revolution (360 °). You may make it switch. In that case, the swivel behavior and polarization plane of the main lobe M are covered so that the entire swivel azimuth of the main lobe M can be covered with both polarization planes H in the first direction and the second direction 90 degrees different from each other. What is necessary is just to set so that the change operation of H may be repeated.

(1−3)目標通信領域の形状に応じて無線通信時の送信信号出力を変化させる場合
上記第1実施形態においては、メインローブMの首振り挙動(周回首振り挙動)の全挙動範囲にわたって常に同じ送信信号出力で無線通信を行っていたが、これに限られず、目標通信領域の形状に応じて出力値を変化させるようにしてもよい。
(1-3) When changing the transmission signal output during wireless communication according to the shape of the target communication area In the first embodiment, over the entire behavior range of the swing behavior (circular swing motion) of the main lobe M. Although wireless communication is always performed with the same transmission signal output, the present invention is not limited to this, and the output value may be changed according to the shape of the target communication area.

図11は、四方を壁面で囲まれたフロアFLを目標通信領域としてその形状に基づき無線通信時の送信信号出力を制御する様子を説明する図であり、図11(a)はメインローブMが長い距離で壁面に到達する状態を示す図、図11(b)はメインローブMが短い距離で壁面に到達する状態を示す図である。なお、この図示する例では、フロアFLの天井RFに設置されてメインローブMの周回首振り挙動を行う上記第2変形例によるリーダ300を用いた場合を示している。   FIG. 11 is a diagram for explaining a state in which the transmission signal output during wireless communication is controlled based on the shape of the floor FL surrounded by walls on all four sides as a target communication region. FIG. FIG. 11B is a diagram illustrating a state in which the main lobe M reaches the wall surface at a short distance. In the illustrated example, a case is shown in which the reader 300 according to the second modified example installed on the ceiling RF of the floor FL and performing the swivel behavior of the main lobe M is used.

図11(a)において、フロアFLの天井RFに設置されたリーダ300は周回首振り挙動によりメインローブMをフロアFLの床面及び直交する2つの側壁で囲まれた下方隅部CNに向けている状態となっている。この際には、リーダ300からのメインローブMが比較的長い距離で壁面に到達することになり、この下方隅部CNまで通信可能エリアとするには比較的高い送信信号出力が必要となる。   In FIG. 11A, the reader 300 installed on the ceiling RF of the floor FL turns the main lobe M toward the lower corner CN surrounded by the floor surface of the floor FL and two orthogonal side walls by the orbital swing behavior. It is in a state. At this time, the main lobe M from the reader 300 reaches the wall surface at a relatively long distance, and a relatively high transmission signal output is required to make the communicable area up to the lower corner CN.

図11(b)において、リーダ300は周回首振り挙動によりメインローブMをリーダ300に最も近い側壁WLと直交する方向に向けている状態となっている。この際には、リーダ300からのメインローブMが比較的短い距離で壁面に到達することになり、比較的低い送信信号出力でこの壁面WLでの到達部分までを通信可能エリアとすることができる。   In FIG. 11B, the reader 300 is in a state in which the main lobe M is directed in a direction orthogonal to the side wall WL closest to the reader 300 due to the circling head swing behavior. At this time, the main lobe M from the reader 300 reaches the wall surface at a relatively short distance, and the reachable portion at the wall surface WL can be made a communicable area with a relatively low transmission signal output. .

本変形例では、上記のような目標通信領域形状に応じた出力制御を行うに際し、その出力設定を行うための出力設定用無線タグ回路素子ToP(図示せず)を上記目標通信領域の所定箇所(例えば上記の例では側壁WLや下方隅部CN)に設け、この出力設定用無線タグ回路素子ToPに対する通信結果に応じ、無線通信時の送信信号出力を制御する(=送信制御手段)。   In this modification, when performing output control according to the target communication area shape as described above, an output setting RFID circuit element ToP (not shown) for performing output setting is provided at a predetermined location in the target communication area. (For example, in the above example, it is provided on the side wall WL or the lower corner CN), and the transmission signal output at the time of wireless communication is controlled (= transmission control means) according to the communication result with respect to the output setting RFID circuit element ToP.

ここで、出力設定用無線タグ回路素子ToPとは、予めそのタグ側アンテナ151の偏波面がリーダ300の装置側アンテナの偏波面Hと一致するように姿勢を決めて配置しておく。そして、リーダ300が、少なくとも当該出力設定用無線タグ回路素子ToPと良好な通信を行えるように出力値を確保しつつ、上記図示したように下方隅部CNのようにリーダ300から比較的距離が遠い位置にメインローブMが向くときには比較的大きい送信信号出力とし、壁面WLのようにリーダ300から比較的距離が近い位置にメインローブMが向くときには比較的小さい送信信号出力とする。   Here, the RFID tag circuit element ToP for output setting is arranged in advance such that its orientation is determined so that the polarization plane of the tag-side antenna 151 coincides with the polarization plane H of the apparatus-side antenna of the reader 300. The reader 300 secures an output value so that at least good communication with the output setting RFID circuit element ToP can be performed, and the reader 300 is relatively far from the reader 300 like the lower corner CN as shown above. When the main lobe M is directed to a distant position, a relatively large transmission signal is output. When the main lobe M is directed to a position relatively close to the reader 300 such as the wall surface WL, a relatively small transmission signal is output.

以上のように通常のフロアでは、メインローブMの反復変化動作を行った際にアンテナ111から目標通信領域の境界(フロア壁面)までの距離が変化する場合がほとんどであり、そのような距離の差に応じて過不足なく良好な通信を行えるよう送信信号出力を可変制御することで無駄な電力消費を防止しつつ、目標通信領域の全域(周回首振り挙動の全周)を確実に通信可能エリアとすることができる。このとき上記のように適宜の箇所に設けた出力設定用無線タグ回路素子ToPを送信目標とすることで、さらに確実に出力無駄のない通信を行うことができるが、単にCPU121に目標通信領域の形状を反映させたプログラムを実行させることにより送信信号出力の制御を行わせるようにしてもよいことはいうまでもない。   As described above, in the normal floor, when the main lobe M is repeatedly changed, the distance from the antenna 111 to the boundary (floor wall surface) of the target communication area is almost always changed. Variable control of the transmission signal output to allow good communication without excess or deficiency according to the difference prevents wasteful power consumption and ensures communication over the entire target communication area (the entire circumference of the swivel behavior) It can be an area. At this time, by setting the output setting RFID circuit element ToP provided at an appropriate location as described above as a transmission target, it is possible to perform more reliable communication without waste of output. Needless to say, the transmission signal output may be controlled by executing a program reflecting the shape.

1−4)その他
上記実施形態においては、アンテナ回転用モータ109がアンテナ回転軸108を回転駆動することでアンテナ111による偏波面Hの態様(この例では)を変化させたが、これに限られない。すなわち、例えばアンテナ回転器110自体等、アンテナ回転軸108の支持部材を適宜の駆動手段で回転駆動させ、これによって偏波面Hの態様を変化させてもよい。この場合も同様の効果を得る。また、上記実施形態においては、首振り用モータ106の駆動力でアンテナ回転器110自体を回転させることでアンテナ111によるメインローブMの方向を変化させたが、これに限られない。すなわち、アンテナ回転軸108又はアンテナ111のみを適宜の駆動手段で首振り駆動させ、これによってメインローブMの方向を変化させてもよい。この場合も同様の効果を得る。
( 1-4 ) Others In the above embodiment, the antenna rotation motor 109 rotationally drives the antenna rotation shaft 108 to change the mode of the polarization plane H by the antenna 111 (in this example). I can't. That is, for example, the support member of the antenna rotation shaft 108 such as the antenna rotator 110 itself may be rotationally driven by an appropriate driving unit, and thereby the aspect of the polarization plane H may be changed. In this case, the same effect is obtained. Further, in the above embodiment, the direction of the main lobe M by the antenna 111 is changed by rotating the antenna rotator 110 itself by the driving force of the swing motor 106, but the present invention is not limited to this. That is, only the antenna rotating shaft 108 or the antenna 111 may be driven to swing by an appropriate driving unit, and thereby the direction of the main lobe M may be changed. In this case, the same effect is obtained.

次に、本発明の第2の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、メインローブMの反復変化動作と偏波面Hの変化動作を電気的構成により行うものである。なお、各図において、上記第1実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the repetitive changing operation of the main lobe M and the changing operation of the polarization plane H are performed by an electrical configuration. In each figure, the same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment, and the description will be omitted as appropriate.

図12は、本実施形態のリーダ400の機能的構成の詳細を表す機能ブロック図であり、上記第1実施形態における図5に相当する図である。   FIG. 12 is a functional block diagram showing details of the functional configuration of the reader 400 of the present embodiment, and corresponds to FIG. 5 in the first embodiment.

図12において、リーダ400は、制御部120と、アンテナ(アンテナ手段)130とを有している。   In FIG. 12, the reader 400 includes a control unit 120 and an antenna (antenna means) 130.

制御部120は、CPU121と、ネットワーク通信制御部122と、メモリ123(記憶手段)と、アンテナ130を介し無線タグTに備えられたアンテナ151と通信制御を行うRF通信制御部140′とを備えている。   The control unit 120 includes a CPU 121, a network communication control unit 122, a memory 123 (storage means), and an RF communication control unit 140 ′ that performs communication control with the antenna 151 provided in the wireless tag T via the antenna 130. ing.

図13は、上記RF通信制御部140′及びアンテナ130の詳細構成を表す機能ブロック図であり、上記第1実施形態の図7に相当する図である。   FIG. 13 is a functional block diagram showing detailed configurations of the RF communication control unit 140 ′ and the antenna 130, and corresponds to FIG. 7 of the first embodiment.

図13において、アンテナ130は、1つの送信アンテナ(アンテナ素子)10と、複数(この例では8つ)の受信アンテナ(アンテナ素子)11A,11B,11C,11D,11E,11F,11G,11H(但し煩雑防止のため一部図示省略、以下同様)とから構成されている。また、各受信アンテナ11A〜11Hは2つのアンテナを一体に構成して互いに直交する偏波面を電気的に切り替え可能な兼用アンテナ(マイクロストリップアンテナ)で構成されており、各兼用アンテナの内部にはCPU121からの切替信号により切り替えられる偏波面切替スイッチ(切替手段、偏波面制御手段)12を備えている。   In FIG. 13, an antenna 130 includes one transmission antenna (antenna element) 10 and a plurality (eight in this example) of reception antennas (antenna elements) 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F, 11G, and 11H ( However, in order to prevent complications, some parts are omitted, and the same applies hereinafter. Each of the receiving antennas 11A to 11H is composed of a dual-purpose antenna (microstrip antenna) in which two antennas are integrally formed so that polarization planes orthogonal to each other can be electrically switched. A polarization plane changeover switch (switching means, polarization plane control means) 12 that is switched by a switching signal from the CPU 121 is provided.

RF通信制御部140′は、上記送信アンテナ10及び受信アンテナ11A,11B,11C,11D,11E,11F,11G,11Hを介し上記無線タグ回路素子ToのIC回路部150の情報(無線タグ情報)へアクセスする(読み取り又は書き込みを行う)ための送信部212及び受信部213と、受信アンテナ11A,11B,11C,11D,11E,11F,11G,11Hにそれぞれ係わる位相制御ユニット(制御手段、メインローブ制御手段)203A,203B,203C,203D,203E,203F,203G,203Hと、これら位相制御ユニット203A〜203Hからの出力を加算する合波器205とを有し、無線タグ回路素子ToのIC回路部150から読み取られた信号を処理して情報を読み出すとともに無線タグ回路素子ToのIC回路部150へアクセスするためのアクセス情報を生成する機能を含む上記CPU121と接続されている。   The RF communication control unit 140 ′ receives information (wireless tag information) of the IC circuit unit 150 of the RFID circuit element To via the transmitting antenna 10 and the receiving antennas 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F, 11G, and 11H. Phase control units (control means, main lobe) for transmitting unit 212 and receiving unit 213 for accessing (reading or writing) and receiving antennas 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F, 11G, and 11H, respectively. Control means) 203A, 203B, 203C, 203D, 203E, 203F, 203G, 203H and a multiplexer 205 for adding outputs from these phase control units 203A to 203H, and an IC circuit of the RFID circuit element To Processing the signal read from the unit 150 to read information And it is connected to the CPU121 comprising the function of generating the access information for accessing to the IC circuit part 150 of the RFID circuit element To.

位相制御ユニット203A,203B,203C,203D,203E,203F,203G,203Hは、CPU121からの位相制御信号を入力しこれに応じて受信アンテナ11A,11B,11C,11D,11E,11F,11G,11Hにおける受信電波信号の位相をそれぞれ可変に設定する移相器206A,206B,206C,206D,206E,206F,206G,206Hと、CPU121からの信号を入力しこれに応じて移相器206A,206B,206C,206D,206E,206F,206G,206Hから入力した信号を可変に増幅し上記合波器205に出力する可変ゲインアンプ(増幅率可変アンプ)208A,208B,208C,208D,208E,208F,208G,208Hとを備えている。   The phase control units 203A, 203B, 203C, 203D, 203E, 203F, 203G, and 203H receive the phase control signal from the CPU 121, and receive antennas 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F, 11G, and 11H in response thereto. The phase shifters 206A, 206B, 206C, 206D, 206E, 206F, 206G, and 206H for variably setting the phase of the received radio signal at the input signal from the CPU 121 and the phase shifters 206A, 206B, Variable gain amplifiers 208A, 208B, 208C, 208D, 208E, 208F, 208G that variably amplify signals input from 206C, 206D, 206E, 206F, 206G, 206H and output the signals to the multiplexer 205. , 208H with .

送信部212は、送信アンテナ10を介し無線タグ回路素子Toに対して信号を送信するものであり、図7における送信部212と同等のものである。   The transmission unit 212 transmits a signal to the RFID circuit element To via the transmission antenna 10, and is equivalent to the transmission unit 212 in FIG.

受信部213は、図7における受信部213とほぼ同等のものであり、異なっている点は、受信アンテナ11A,11B,11C,11D,11E,11F,11G,11Hで受信され上記位相制御ユニット203A,203B,203C,203D,203E,203F,203G,203Hを経て合波器205で合波された無線タグ回路素子Toからの反射波を受信第1乗算回路218で上記搬送波発生部により発生させられた搬送波とを掛け合わせる点である。   The receiving unit 213 is substantially the same as the receiving unit 213 in FIG. 7, and is different in that it is received by the receiving antennas 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F, 11G, and 11H and the phase control unit 203A. , 203B, 203C, 203D, 203E, 203F, 203G, and 203H, the reflected wave from the RFID circuit element To that is multiplexed by the multiplexer 205 is generated by the reception first multiplier circuit 218 by the carrier wave generation unit. It is the point that multiplies with the carrier wave.

また、CPU121は、上述した受信部213からの受信信号等を入力した後所定の演算処理を行い、上述した送信部212への増幅制御信号及び変調制御信号、位相制御ユニット203A〜203Hへの位相制御信号、各受信アンテナ(兼用アンテナ)11A〜11Hの偏波面切替スイッチ12への切替信号等を出力する。   Further, the CPU 121 performs a predetermined calculation process after inputting the reception signal from the reception unit 213 described above, and performs the amplification control signal and the modulation control signal to the transmission unit 212 described above, and the phase to the phase control units 203A to 203H. A control signal, a switching signal to the polarization plane changeover switch 12 of each of the receiving antennas (shared antennas) 11A to 11H, and the like are output.

以下、上記受信アンテナ11A〜11Hを構成する兼用アンテナについて詳しく説明する。   Hereinafter, dual-purpose antennas constituting the reception antennas 11A to 11H will be described in detail.

図14(a)は、上記兼用アンテナの詳細構造を表す側面図であり、図14(b)はその断面図である。これら図14(a)及び図14(b)において、兼用アンテナ11は、一方側(図中上側)にマイクロストリップアンテナ素子11aを備え、他方側(図中下側)に地板11bを備え、それらに挟まれるように中間に誘電体11cを備えている。   FIG. 14A is a side view showing the detailed structure of the dual-purpose antenna, and FIG. 14B is a cross-sectional view thereof. 14 (a) and 14 (b), the dual-purpose antenna 11 includes a microstrip antenna element 11a on one side (upper side in the figure) and a ground plane 11b on the other side (lower side in the figure). A dielectric 11c is provided in the middle so as to be sandwiched between the two.

地板11b及び誘電体11cの径方向2箇所にはそれぞれ貫通孔11ba、11caが備えられている。そして、一端がRF通信制御部140′に接続された(後述の図15参照)兼用アンテナ11への給電線としてのマイクロストリップライン50が偏波面切替スイッチ12に接続され、さらにこの偏波面切替スイッチ12から分岐するように接続された2本の給電線50Aがそれぞれ貫通孔11ba,11caを介してマイクロストリップアンテナ素子11aの2箇所に設けた給電点P1,P2へと延設され、接続されている。   Through holes 11ba and 11ca are provided at two locations in the radial direction of the ground plane 11b and the dielectric 11c, respectively. A microstrip line 50 serving as a feed line to the dual-purpose antenna 11 having one end connected to the RF communication control unit 140 ′ (see FIG. 15 described later) is connected to the polarization plane changeover switch 12, and this polarization plane changeover switch. Two feed lines 50A connected so as to branch from 12 are extended and connected to feed points P1 and P2 provided at two locations of the microstrip antenna element 11a through through holes 11ba and 11ca, respectively. Yes.

図15(a)は、マイクロストリップアンテナ素子11a及び誘電体11cの上面概略構造を表す斜視図であり、図15(b)は地板11bの下面概略構造を表す斜視図である。また図15(c)は兼用アンテナ11及びRF通信制御部140′の電気的接続関係を表す説明図である。   FIG. 15A is a perspective view illustrating the schematic top surface structure of the microstrip antenna element 11a and the dielectric 11c, and FIG. 15B is a perspective view illustrating the schematic bottom surface structure of the ground plane 11b. FIG. 15C is an explanatory diagram showing the electrical connection relationship between the dual-purpose antenna 11 and the RF communication control unit 140 ′.

これら図15(a)〜(c)において、上記アンテナ素子11a上には、前述した2つの給電点Pとして、一の方向の第1偏波面Hhを兼用アンテナ11に生じさせるための第1偏波用給電点P1と、上記第1偏波面Hhと直交する方向の第2偏波面Hvを兼用アンテナ11に生じさせるための第2偏波用給電点P2とが設けられている。   15A to 15C, on the antenna element 11a, the first polarization for causing the dual antenna 11 to have the first polarization plane Hh in one direction as the two feeding points P described above. A wave feed point P1 and a second polarization feed point P2 for causing the dual antenna 11 to generate a second polarization plane Hv in a direction orthogonal to the first polarization plane Hh are provided.

そして各兼用アンテナ11が備える偏波面切替スイッチ12は、図15(a)中第1偏波側に切り替えられたときには所定の方向の第1偏波面Hhを構成してそれとほぼ同じ方向で偏波面を構成している無線タグ回路素子Toから高い感度で信号を受信し、第1偏波用給電点P1から偏波面切替スイッチ12を経て位相制御ユニット203へ導く。また偏波面切替スイッチ12はその一方で、図15(a)中第2偏波側に切り替えられたときには上記第1偏波面Hhと直交する方向の第2偏波面Hvを構成してそれとほぼ同じ方向の偏波面を構成している無線タグ回路素子Toから高い感度で信号を受信し、第2偏波用給電点P2から偏波面切替スイッチ12を経て位相制御ユニット203へ導く。   The polarization plane changeover switch 12 included in each dual-purpose antenna 11 constitutes a first polarization plane Hh in a predetermined direction when switched to the first polarization side in FIG. A signal is received with high sensitivity from the RFID circuit element To constituting the signal, and is guided from the first polarization feed point P1 to the phase control unit 203 via the polarization plane changeover switch 12. On the other hand, the polarization plane changeover switch 12 constitutes a second polarization plane Hv in a direction orthogonal to the first polarization plane Hh when switched to the second polarization side in FIG. A signal is received with high sensitivity from the RFID circuit element To that constitutes the plane of polarization of the direction, and is guided from the second polarization feed point P2 to the phase control unit 203 via the plane of polarization switch 12.

このような兼用アンテナ11によれば、上記第1偏波用給電点P1への給電により生じる第1偏波面Hhは、上記第2偏波用給電点P2への給電により生じる第2偏波面Hvと略直交するように構成されている。   According to such dual-purpose antenna 11, the first polarization plane Hh generated by feeding to the first polarization feed point P1 is the second polarization plane Hv generated by feeding to the second polarization feed point P2. And substantially orthogonal to each other.

図16は、上記のようなフロアFL内のモニター(無線タグTの検出)を行うために、リーダ400の制御部120に備えられたCPU121が行う制御手順を表すフローチャートである。   FIG. 16 is a flowchart showing a control procedure performed by the CPU 121 provided in the control unit 120 of the reader 400 in order to perform monitoring (detection of the wireless tag T) in the floor FL as described above.

図16において、管理サーバ500(図1参照)からリーダ400に向けて送信された動作開始指示信号がネットワークNW及びネットワーク通信制御部122を介しCPU121に入力されると、このフローが開始される。   In FIG. 16, when the operation start instruction signal transmitted from the management server 500 (see FIG. 1) to the reader 400 is input to the CPU 121 via the network NW and the network communication control unit 122, this flow is started.

まず、ステップS101で各受信アンテナ11A〜11Hの偏波面切替スイッチ12に切替信号を出力し、各受信アンテナ11A〜11Hの偏波面を第1偏波面Hhに設定する。   First, in step S101, a switching signal is output to the polarization plane changeover switch 12 of each reception antenna 11A to 11H, and the polarization plane of each reception antenna 11A to 11H is set to the first polarization plane Hh.

次に、ステップ102へ移り、メインローブ方向角θを初期角θaを設定する。ここで、リーダ400は、サーチ時において各受信アンテナ11A〜11HのメインローブMの方向(=受信指向性の方向)を単一方向に保持しつつその方向を変化させるいわゆるフェイズドアレイ制御を行うものである。その際、ある基準位置(例えばリーダ400から見て正面より真左側方向を0°)からのメインローブ方向の角度(以下適宜、メインローブ方向角という)をθとして、このメインローブ方向角θを初期角θaから所定刻みθSTEPごとに変化させることとなる。   Next, the process proceeds to step 102 where the main lobe direction angle θ is set to the initial angle θa. Here, the reader 400 performs so-called phased array control in which the direction of the main lobe M (= direction of reception directivity) of each of the reception antennas 11A to 11H is changed to a single direction while searching. It is. At this time, an angle in the main lobe direction (hereinafter, referred to as a main lobe direction angle as appropriate) from a certain reference position (for example, 0 ° in the right direction from the front as viewed from the reader 400) is defined as θ. The initial angle θa is changed every predetermined increment θSTEP.

そして、ステップS103に移る。ステップS103では、メインローブ方向角θの値に応じ、受信アンテナ11A,11B,11C,11D,11E,11F,11G,11Hに係る位相を決定し、これに対応した位相制御信号を位相制御ユニット203A,203B,203C,203D,203E,203F,203G,203Hに出力する。   Then, the process proceeds to step S103. In step S103, the phases related to the receiving antennas 11A, 11B, 11C, 11D, 11E, 11F, 11G, and 11H are determined according to the value of the main lobe direction angle θ, and the phase control signal corresponding thereto is sent to the phase control unit 203A. , 203B, 203C, 203D, 203E, 203F, 203G, 203H.

具体的には、一般に、受信電波の隣接するアンテナ素子間での受信信号の位相差は、隣接する受信アンテナ素子の間隔をd、受信電波の波長をλ、メインローブ方向角をθとして(2・π・d・cosθ)/λで表されることから、対応する位相差が位相制御ユニット203A〜203Hにそれぞれ与えられる。   Specifically, in general, the phase difference of the received signal between adjacent antenna elements of the received radio wave is expressed as (2) where d is the interval between adjacent receive antenna elements, λ is the wavelength of the received radio wave, and θ is the main lobe direction angle. Since π · d · cos θ) / λ, the corresponding phase difference is given to the phase control units 203A to 203H, respectively.

その後、ステップS104で、上記のように受信アンテナ11A〜11Hの位相を設定した(言いかえればメインローブ方向角θを設定した)条件のもと、送信アンテナ10よりサーチ対象無線タグTに対する呼びかけ信号であるScrollID信号を出力させる。詳細には、「TX_ASK」信号を生成して送信乗算回路216に出力し、送信乗算回路216で対応する上記振幅変調が行われアクセス情報としての「Scroll ID」信号となる。一方CPU121は「TX_PWR」信号を生成して送信アンプ217に出力し、送信アンプ217でその「TX_PWR」信号に基づく増幅率で信号増幅が行われ、最終的に送信アンテナ10を介し送信され、サーチ対象である無線タグTの無線タグ回路素子Toからの返信を促す。   Thereafter, in step S104, a call signal for the search target RFID tag T from the transmission antenna 10 under the condition that the phases of the reception antennas 11A to 11H are set as described above (in other words, the main lobe direction angle θ is set). The ScrollID signal is output. Specifically, a “TX_ASK” signal is generated and output to the transmission multiplication circuit 216, and the corresponding amplitude modulation is performed in the transmission multiplication circuit 216 to become a “Scroll ID” signal as access information. On the other hand, the CPU 121 generates a “TX_PWR” signal and outputs it to the transmission amplifier 217. The transmission amplifier 217 performs signal amplification at an amplification factor based on the “TX_PWR” signal, and is finally transmitted via the transmission antenna 10. A reply from the RFID circuit element To of the target RFID tag T is urged.

その後、ステップS105で、上記「Scroll ID」信号に対応してサーチ対象の無線タグTの無線タグ回路素子Toから送信された返答信号(=リプライ信号;タグ識別情報等の無線タグ情報)を受信アンテナ11A〜11Hより受信し、位相制御ユニット203A〜203Hでその位相を制御し、合波器205及び受信部213を介し取り込む。このときのRSSI回路226からの受信信号強度信号「RSSI」が入力され、その値がステップS106でメモリ123に記憶される。   Thereafter, in step S105, a response signal (= reply signal; wireless tag information such as tag identification information) transmitted from the wireless tag circuit element To of the wireless tag T to be searched in response to the “Scroll ID” signal is received. The signals are received from the antennas 11 </ b> A to 11 </ b> H, the phases are controlled by the phase control units 203 </ b> A to 203 </ b> H, and are taken in via the multiplexer 205 and the receiving unit 213. The received signal strength signal “RSSI” from the RSSI circuit 226 at this time is input, and the value is stored in the memory 123 in step S106.

そしてステップS107で、θが、予めメインローブ方向角θを順次変化させるときの最終値として設定されたθEND(例えばリーダ400において円周方向に2周サーチする場合にはθEND=θa+720°、4周サーチする場合にはθEND=θa+1440°等)に等しくなったかどうかを判定する。最初はθ=θaであるから判定が満たされず、ステップS108に移る。   In step S107, θ is set in advance as a final value when the main lobe direction angle θ is sequentially changed (for example, when the reader 400 performs a two-round search in the circumferential direction, θEND = θa + 720 °, four rounds) In the case of searching, it is determined whether or not it becomes equal to θEND = θa + 1440 ° or the like. Since θ = θa at first, the determination is not satisfied, and the routine goes to Step S108.

ステップS108では、θが、初期角θaに360°の整数倍(n×360°:n=整数)を加えた角度であるか否か、つまりリーダ400が円周方向にちょうどn周したか否かを判定し、判定が満たされない通常の場合にはそのままステップS110へ移り、判定が満たされた場合にはステップS109で各受信アンテナ11A〜11Hの偏波面切替スイッチ12に切替信号を出力し偏波面の切り替え(第1偏波面Hhから第2偏波面Hvへ、又は第2偏波面Hvから第1偏波面Hhへ切り替え)を行ってステップS110へ移る。ステップS110では、予め定められたθSTEP(例えばθSTEP=15°等の360°を整数で割った値)だけ加え、ステップS102に戻り、同様の手順を繰り返す。   In step S108, whether θ is an angle obtained by adding an integral multiple of 360 ° (n × 360 °: n = integer) to the initial angle θa, that is, whether the reader 400 has just made n turns in the circumferential direction. If the determination is normal, the process proceeds to step S110. If the determination is satisfied, a switching signal is output to the polarization plane changeover switches 12 of the receiving antennas 11A to 11H in step S109. The wavefront is switched (switching from the first polarization plane Hh to the second polarization plane Hv, or from the second polarization plane Hv to the first polarization plane Hh), and the process proceeds to step S110. In step S110, only a predetermined θSTEP (for example, a value obtained by dividing 360 ° such as θSTEP = 15 ° by an integer) is added, the process returns to step S102, and the same procedure is repeated.

こうしてステップS103〜ステップS110を繰り返してθの値にθSTEPを小刻みに加え、全受信アンテナ11A〜11Hによって生じるメインローブ(指向性)Mの方向を単一方向に保持しつつそのメインローブ方向角θを徐々に変化させるとともに、メインローブMの方向を(この例では)n周回転させるごとに各受信アンテナ11A〜11Hの偏波面をそれまでと直交する偏波面に一斉に切り替えながら、信号送信及び受信を繰り返しその都度受信信号を記憶していく。   In this way, steps S103 to S110 are repeated, and θSTEP is added to the θ value in small increments, and the main lobe direction angle θ is maintained while maintaining the direction of the main lobe (directivity) M generated by all the receiving antennas 11A to 11H in a single direction. , And each time the direction of the main lobe M is rotated n times (in this example), the polarization planes of the receiving antennas 11A to 11H are simultaneously switched to the polarization planes orthogonal to the signal transmission, The reception signal is stored each time the reception is repeated.

このようにリーダ400は初期角θaからθSTEPを加えながらメインローブ方向角θを変化させることから、θSTEPずつメインローブ方向角をずらして(回転するように)サーチを行うこととなる。ここで、少なくとも2周以上(θEND≧θa+720°)サーチを行うことで、各受信アンテナは第1偏波面と第2偏波面でそれぞれ少なくとも1周以上サーチできる。そしてθ=θENDになったらステップS107の判定が満たされ、ステップS111に移る。   In this way, the reader 400 changes the main lobe direction angle θ while adding θSTEP from the initial angle θa, so that the search is performed by shifting (rotating) the main lobe direction angle by θSTEP. Here, by performing a search of at least two rounds (θEND ≧ θa + 720 °), each receiving antenna can be searched for at least one round in the first polarization plane and the second polarization plane. If θ = θEND, the determination in step S107 is satisfied, and the routine goes to step S111.

ステップS111では、上記繰り返しの間にステップS108で記憶した信号強度に基づき、無線タグTの存在する(リーダ400から見た相対的な)指向性方向(タグ方向)θTを決定する(例えば最も信号強度が大きかったメインローブ方向角方向とする)。   In step S111, the directivity direction (tag direction) θT in which the wireless tag T exists (relative to the reader 400) is determined based on the signal strength stored in step S108 during the repetition (for example, the most signal) The main lobe direction angle direction was high intensity).

その後、ステップS112に移り、上記タグ方向θTをタグ位置情報として含むタグ位置情報信号を、ネットワーク122通信部及び通信ネットワークNWを介して管理サーバ500に送信し、このフローを終了する。   Thereafter, the process proceeds to step S112, a tag position information signal including the tag direction θT as tag position information is transmitted to the management server 500 via the network 122 communication unit and the communication network NW, and this flow is finished.

以上説明したように、本実施形態のリーダ400においては、CPU121で複数の受信アンテナ11A〜11Hにおける受信信号の例えば移相や振幅等を電気的に制御し、複数の受信アンテナ11A〜11HによるメインローブMの方向又は位置を反復的に(この例では回転運動的に)変化させる。この反復変化動作によりメインローブMを比較的広い範囲にわたって届かせることができるので、比較的遠い距離に位置する無線タグ回路素子Toを通信可能エリアに収めることができる。そしてこのとき、各受信アンテナ11A〜11Hを構成する兼用アンテナ11が偏波面の異なる複数のアンテナを予め備え、これを偏波面切替スイッチ12で切り替えて選択的に使用してアンテナとしての偏波面方向を切り替えることで、少なくとも同一メインローブ方向(又は位置)において異なる複数の態様の偏波面(上記の例では第1偏波面Hhと第2偏波面Hvの2態様)が実現される。   As described above, in the reader 400 of the present embodiment, the CPU 121 electrically controls, for example, phase shifts and amplitudes of the reception signals at the plurality of reception antennas 11A to 11H, and the mains by the plurality of reception antennas 11A to 11H. The direction or position of the lobe M is changed repeatedly (in this example, rotationally). Since the main lobe M can reach a relatively wide range by this repeated change operation, the RFID circuit element To located at a relatively far distance can be accommodated in the communicable area. At this time, the dual-purpose antennas 11 constituting each of the receiving antennas 11A to 11H are previously provided with a plurality of antennas having different polarization planes, and are switched by the polarization plane changeover switch 12 to selectively use the polarization plane directions as antennas. Are switched, a plurality of different polarization planes (in the above example, two modes of the first polarization plane Hh and the second polarization plane Hv) are realized at least in the same main lobe direction (or position).

これにより、一方の態様(上記の例では第1偏波面Hh)においてアンテナ111と無線タグTの無線タグ回路素子Toに備えられたアンテナ151との偏波面の一致が不十分であったとしても、もう一方の態様(上記の例では第2偏波面Hv)においてはアンテナ111と無線タグ回路素子Toのアンテナ151との偏波面を一致できる可能性が高くなり、良好な通信感度を確保することができる。以上のようにして、メインローブMの反復変化動作と偏波面Hの変化動作とを組み合わせることにより、無線タグT(あるいはこれが添付された物品)の姿勢に関わらず、また、比較的遠い距離であっても確実に無線タグ回路素子Toとの無線通信を行うことができる。   As a result, even in one aspect (first polarization plane Hh in the above example), even if the polarization planes of the antenna 111 and the antenna 151 provided in the RFID tag circuit element To of the RFID tag T are not sufficiently matched. In the other mode (the second polarization plane Hv in the above example), there is a high possibility that the polarization planes of the antenna 111 and the antenna 151 of the RFID tag circuit element To can coincide with each other, thereby ensuring good communication sensitivity. Can do. As described above, by combining the repetitive changing operation of the main lobe M and the changing operation of the polarization plane H, regardless of the posture of the wireless tag T (or an article to which the wireless tag T is attached), and at a relatively far distance. Even if it exists, radio | wireless communication with the RFID circuit element To can be performed reliably.

なお、上記第2実施形態においても、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。   In the second embodiment, various modifications can be made without departing from the spirit and technical idea of the second embodiment. Hereinafter, such modifications will be described in order.

(2−1)検出対象の無線タグ回路素子Toの姿勢方向を検出する場合
すなわち、例えば上記第2実施形態の装置側アンテナ130を介した無線タグ回路素子Toとの通信結果に応じ、無線タグ回路素子Toの姿勢方向を検出するようにしてもよい(=タグ姿勢検出手段)。
(2-1) When detecting the orientation direction of the RFID circuit element To to be detected That is, according to the communication result with the RFID circuit element To via the device-side antenna 130 of the second embodiment, for example, the RFID tag The posture direction of the circuit element To may be detected (= tag posture detection means).

一般に、アンテナどうしの無線通信では、両者の偏波面が平行関係にあるときが通信感度が高く、それらが平行でなくなり交差角を持つようになるに従い通信感度が低下していく。この性質を利用し、アンテナ130による無線タグ回路素子Toとの通信結果に応じ、その通信が良好なほど(例えば上記RSSI回路226の信号強度が大きいほど)無線タグ回路素子Toの偏波面がアンテナ130による偏波面方向と略平行に近づくとみなすことができるので、これに基づき無線タグ回路素子Toの配置状態における姿勢方向(貼付されている物品の姿勢を含む)を検出することができる。   In general, in wireless communication between antennas, communication sensitivity is high when the polarization planes of both antennas are in parallel relation, and the communication sensitivity decreases as they become non-parallel and have a crossing angle. Using this property, depending on the communication result of the antenna 130 with the RFID circuit element To, the better the communication is (for example, the greater the signal strength of the RSSI circuit 226), the more the polarization plane of the RFID circuit element To is the antenna. Since it can be considered that the direction of polarization plane 130 is nearly parallel, the orientation direction (including the orientation of the attached item) of the RFID circuit element To can be detected based on this.

具体的には、図16に示したフローを実行する際に、異なる複数の偏波面態様(偏波面方向)においてRSSI回路226でそれぞれ検出した複数の受信信号強度値をメモリ123に記憶している。したがって、それら複数の偏波面態様それぞれでの受信信号強度値(上記の例では、例えば第1偏波面Hhで最大となった受信信号強度値と、第2偏波面Hvで最大となった受信信号強度値)を比較し、そのうちの最大のものを与えた偏波面の方向を決定する。受信信号強度が最大のものは、無線タグ回路素子Toの偏波面がアンテナ130による偏波面方向に対し最も平行に近くなっていることから、当該偏波面方向を割り出すことで、無線タグ回路素子Toの姿勢方向を検出することができるのである。   Specifically, when executing the flow shown in FIG. 16, a plurality of received signal intensity values respectively detected by the RSSI circuit 226 in a plurality of different polarization plane modes (polarization plane directions) are stored in the memory 123. . Therefore, the received signal intensity value in each of the plurality of polarization plane modes (in the above example, for example, the received signal intensity value maximized at the first polarization plane Hh and the received signal intensity maximized at the second polarization plane Hv). Intensity values) are compared, and the direction of the polarization plane giving the largest one is determined. When the received signal strength is the highest, the plane of polarization of the RFID circuit element To is closest to the direction of the plane of polarization of the antenna 130. It is possible to detect the orientation direction.

(2−2)無線タグ回路素子を用いて位置検出補正を行う場合
すなわち例えば、予め所定の目標通信領域内の確かな位置(別途の方法で精密に位置測定が済んでいる箇所)に位置補正用無線タグ回路素子ToLを配置しておく。そしてリーダ側からこの位置補正用無線タグ回路素子ToLと通信を行い、リーダ側で検出した当該無線タグ回路素子ToLの位置検出データ(位置や方向を特定するときの基準位置や基準方角等)を、上記精密に測定された位置測定データと対比させ、これに合致するようにリーダ側の位置検出データを補正する(=データ補正手段)。これにより、上記(2−1)の変形例で説明したタグ姿勢検出手段において誤差の少ない高精度なタグ姿勢方向の検出を行うことができる。
(2-2) When performing position detection correction using a RFID circuit element In other words, for example, position correction to a certain position in a predetermined target communication area in advance (a place where precise position measurement has been completed by another method) A wireless tag circuit element ToL is disposed. Then, communication with the RFID circuit element ToL for position correction is performed from the reader side, and position detection data of the RFID circuit element ToL detected on the reader side (reference position and reference direction when specifying the position and direction, etc.) Then, the position measurement data on the reader side is corrected so as to match the position measurement data measured precisely and match the position measurement data (= data correction means). Thereby, the tag attitude | position detection means demonstrated in the modification of said (2-1) can detect the tag attitude | position direction with few errors with high precision.

(2−3)その他
なお、上記第2の実施形態では、上記兼用アンテナ(受信アンテナ)11のように直交する2つの偏波面を構成するアンテナよりも、より多くの姿勢方向で偏波面を切り替えて構成できるアンテナを用いることで、より確実に、比較的遠い距離であっても無線タグ回路素子Toとの無線通信を行うことができる。また、上記(2−1)や上記(2−2)の変形例でも、上記兼用アンテナ(受信アンテナ)11のように直交する2つの偏波面を構成するアンテナよりも、より多くの姿勢方向で偏波面を切り替えて構成できるアンテナを用いることで、より誤差の少ない高精度なタグ姿勢方向の検出を行える効果がある。
(2-3) Others In the second embodiment, the polarization plane is switched in more posture directions than the antennas that form two orthogonal polarization planes such as the dual-purpose antenna (reception antenna) 11. By using an antenna that can be configured, it is possible to more reliably perform wireless communication with the RFID circuit element To even at a relatively long distance. Also, in the modified examples of (2-1) and (2-2) above, in more posture directions than the antennas that form two orthogonal polarization planes such as the dual-purpose antenna (receiving antenna) 11. By using an antenna that can be configured by switching the polarization plane, there is an effect that the tag orientation direction can be detected with less error and with high accuracy.

また、上記第2実施形態では、移相制御ユニット203A〜203Hで、アンテナ素子による指向性を一つの方向のみ強くなるように保持しその方向を順次変化させつつ無線タグTへ送信するよう制御するフェイズドアレイ制御を行う場合を説明したが、これに限られない。すなわち、各アンテナ素子での受信信号に基づき、公知の手法により、各アンテナ素子による指向性を、通信対象(無線タグT)からの受信感度が最適となるように制御するアダプティブアレイ制御等、他の指向性制御を行ってもよい。この場合も同様の効果を得る。   Further, in the second embodiment, the phase shift control units 203A to 203H hold the directivity by the antenna element so as to increase only in one direction, and control to transmit to the wireless tag T while sequentially changing the direction. Although the case where the phased array control is performed has been described, the present invention is not limited to this. In other words, based on the received signal at each antenna element, adaptive array control for controlling the directivity by each antenna element so as to optimize the reception sensitivity from the communication target (wireless tag T), etc. Directivity control may be performed. In this case, the same effect is obtained.

なお、上記2つの実施形態にそれぞれに係る変形例は、実施形態の区別に係わらず適宜組み合わせて構成することも可能である。   It should be noted that the modified examples according to the two embodiments described above can be combined as appropriate regardless of the distinction between the embodiments.

また、以上においては、無線タグ回路素子ToのIC回路部150から情報を読み取る処理を行う場合を例にとって説明したが、これに限られず、情報の書き込みが可能な無線タグ回路素子Toを備えた無線タグTの無線タグ情報通信装置に本発明を適用してもよい。この場合も同様の効果を得る。   In the above description, the case where information is read from the IC circuit unit 150 of the RFID circuit element To has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the RFID circuit element To capable of writing information is provided. The present invention may be applied to the wireless tag information communication device of the wireless tag T. In this case, the same effect is obtained.

なお、以上で用いた「Scroll All ID」信号、「Scroll ID」信号等は、EPC globalが策定した仕様に準拠しているものとする。EPC globalは、流通コードの国際機関である国際EAN協会と、米国の流通コード機関であるUniformed Code Council(UCC)が共同で設立した非営利法人である。なお、他の規格に準拠した信号でも、同様の機能を果たすものであればよい。   It is assumed that the “Scroll All ID” signal, the “Scroll ID” signal, and the like used above comply with the specifications established by EPC global. EPC global is a non-profit corporation established jointly by the International EAN Association, which is an international organization of distribution codes, and the United Code Code Council (UCC), which is an American distribution code organization. Note that signals conforming to other standards may be used as long as they perform the same function.

その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。   In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.

本発明の第1実施形態によるリーダを用いた無線タグ検出システムの概略を表すシステム構成図である。1 is a system configuration diagram showing an outline of a wireless tag detection system using a reader according to a first embodiment of the present invention. フロアの側壁に設置された状態のリーダの外観を側面から見た側面図である。It is the side view which looked at the external appearance of the reader in the state installed in the side wall of the floor from the side. フロアの側壁に設置された状態のリーダを図2中III方向から見た上面図である。FIG. 3 is a top view of the reader installed on the side wall of the floor as viewed from the direction III in FIG. 2. フロアの側壁に設置された状態のリーダを図2中IV方向から見た正面図である。It is the front view which looked at the leader of the state installed in the side wall of the floor from the IV direction in FIG. リーダの詳細構造を表す概念的構成図である。It is a notional block diagram showing the detailed structure of a reader. リーダの検索対象である物品・部材等に添付された無線タグに備えられた無線タグ回路素子の機能的構成の一例を表すブロック図である。It is a block diagram showing an example of a functional structure of the radio | wireless tag circuit element with which the radio | wireless tag attached to the articles | goods and member etc. which are the search objects of a reader | leader was equipped. RF通信制御部の詳細構成を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the detailed structure of a RF communication control part. 第1実施形態のリーダによって行われる首振り挙動及びアンテナ回転動作の組合せを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the combination of the swing behavior and antenna rotation operation which are performed by the reader of 1st Embodiment. メインローブを平行移動により反復変化動作させる変形例の平行移動動作及びアンテナ回転動作を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the translation operation | movement and antenna rotation operation | movement of the modification which makes the main lobe change operation | movement repeatedly by translation. メインローブを周回首振り挙動により反復変化動作させる変形例のリーダの外観側面図である。It is an external appearance side view of the reader | leader of the modification which makes a main lobe change operation | movement repeatedly by a circular head swing behavior. 四方を壁面で囲まれたフロアを目標通信領域としてその形状に基づき無線通信時の送信信号出力を制御する様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that the transmission signal output at the time of radio | wireless communication is controlled based on the shape by making into a target communication area the floor enclosed by the wall on all sides. 第2実施形態のリーダの機能的構成の詳細を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the detail of the functional structure of the reader of 2nd Embodiment. RF通信制御部及びアンテナの詳細構成を表す機能ブロック図である。It is a functional block diagram showing the detailed structure of a RF communication control part and an antenna. 兼用アンテナの詳細構造を表す側面図及び断面図である。It is the side view and sectional drawing showing the detailed structure of a combined use antenna. 兼用アンテナの上面概略構造を表す斜視図と、電気的接続関係を表す説明図である。It is the perspective view showing the upper surface schematic structure of a combined use antenna, and explanatory drawing showing electrical connection relation. フロア内のモニターを行うために、リーダの制御部に備えられたCPUが行う制御手順を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the control procedure which CPU provided in the control part of the reader | leader performs in order to monitor in a floor.

符号の説明Explanation of symbols

10 送信アンテナ(アンテナ手段)
11A〜H 受信アンテナ、兼用アンテナ(アンテナ手段)
12 偏波面切替スイッチ(偏波面制御手段)
100 リーダ(質問器)
107 首振り駆動器(メインローブ制御手段)
110 アンテナ回転器(偏波面制御手段)
111 アンテナ(アンテナ手段、八木アンテナ)
123 メモリ(記憶手段)
130 アンテナ(アンテナ手段)
300 リーダ(質問器)
308 周回首振り駆動器(メインローブ制御手段)
400 リーダ(質問器)
500 管理サーバ
FL フロア(目標通信領域)
S 無線タグ検出システム
T 無線タグ
To 無線タグ回路素子
10 Transmitting antenna (antenna means)
11A to H Receiving antenna, dual-purpose antenna (antenna means)
12 Polarization plane changeover switch (Polarization plane control means)
100 reader (interrogator)
107 Swing drive (main lobe control means)
110 Antenna rotator (polarization plane control means)
111 antenna (antenna means, Yagi antenna)
123 Memory (storage means)
130 Antenna (antenna means)
300 Reader (Interrogator)
308 Orbital swing drive (main lobe control means)
400 Reader (Interrogator)
500 Management server FL floor (target communication area)
S wireless tag detection system T wireless tag To wireless tag circuit element

Claims (7)

質問対象の無線タグ回路素子と無線通信を行うためのアンテナ手段と、
前記アンテナ手段によるメインローブの方向又は位置を反復的に変化させるメインローブ制御手段と、
このメインローブ制御手段により前記アンテナ手段のメインローブの方向又は位置が変化するときに、少なくとも、同一のメインローブの方向又は位置において複数の態様が可能となるように前記アンテナ手段の無線通信時の偏波面を変化させる偏波面制御手段と、
前記アンテナ手段を介した前記無線タグ回路素子との通信結果に応じ、前記無線タグ回路素子の姿勢方向を検出するタグ姿勢検出手段を有することを特徴とする質問器。
Antenna means for performing wireless communication with the RFID tag circuit element to be interrogated;
Main lobe control means for repeatedly changing the direction or position of the main lobe by the antenna means;
When the direction or position of the main lobe of the antenna means is changed by the main lobe control means, at least during the wireless communication of the antenna means so that a plurality of modes are possible in the same direction or position of the main lobe. A polarization control means for changing the polarization plane;
An interrogator comprising tag orientation detection means for detecting the orientation direction of the RFID circuit element in accordance with a result of communication with the RFID circuit element via the antenna means.
請求項記載の質問器において、
前記アンテナ手段から受信した信号強度を検出する信号強度検出手段を有し、
前記タグ姿勢検出手段は、前記信号強度検出手段の検出結果に基づき、前記無線タグ回路素子の姿勢方向を検出することを特徴とする質問器。
The interrogator of claim 1 ,
Signal strength detection means for detecting the signal strength received from the antenna means;
The interrogator characterized in that the tag orientation detection means detects the orientation direction of the RFID circuit element based on the detection result of the signal strength detection means.
請求項記載の質問器において、
異なる複数の偏波面態様において前記信号強度検出手段でそれぞれ検出した複数の信号強度値を記憶する記憶手段を有し、
前記タグ姿勢検出手段は、前記記憶手段に記憶された複数の信号強度値のうち最大のものを与えた前記偏波面の態様に応じ、前記無線タグ回路素子の姿勢方向を検出することを特徴とする質問器。
The interrogator according to claim 2 ,
Storage means for storing a plurality of signal intensity values respectively detected by the signal intensity detection means in different polarization planes;
The tag orientation detection means detects the orientation direction of the RFID circuit element in accordance with the aspect of the polarization plane that gives the maximum signal intensity value stored in the storage means. Interrogator to ask.
請求項乃至のいずれか1項記載の質問器において、
前記アンテナ手段を介した、所定の目標通信領域内に配置された位置補正用無線タグ回路素子との通信結果に応じ、前記タグ姿勢検出手段の検出基準データを補正するデータ補正手段を有することを特徴とする質問器。
The interrogator according to any one of claims 1 to 3 ,
Data correction means for correcting the detection reference data of the tag attitude detection means according to the result of communication with the position correction RFID circuit element arranged in the predetermined target communication area via the antenna means. A characteristic interrogator.
請求項1乃至のいずれか1項記載の質問器において、
前記アンテナ手段を介した、所定の目標通信領域内に配置された出力設定用無線タグ回路素子との通信結果に応じ、前記無線通信時の送信信号出力を制御する送信制御手段を有することを特徴とする質問器。
The interrogator according to any one of claims 1 to 4 ,
It has a transmission control means for controlling the transmission signal output at the time of the wireless communication according to the communication result with the power setting RFID circuit element arranged in the predetermined target communication area via the antenna means. Interrogator.
請求項記載の質問器において、
前記送信制御手段は、前記目標通信領域の形状に基づき、前記メインローブ制御手段により変化する前記メインローブの方向又は位置に応じて前記無線通信時の送信信号出力を変化させることを特徴とする質問器。
The interrogator according to claim 5 ,
The transmission control means changes the transmission signal output during the wireless communication according to the direction or position of the main lobe changed by the main lobe control means based on the shape of the target communication area. vessel.
請求項1乃至のいずれか1項記載の質問器において、
前記アンテナ手段は、送信用アンテナ機能及び受信用アンテナ機能を兼ね備えた八木アンテナであることを特徴とする質問器。
The interrogator according to any one of claims 1 to 6 ,
The interrogator is a Yagi antenna having a transmitting antenna function and a receiving antenna function.
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