JP2006071380A

JP2006071380A - 無線タグ探索装置

Info

Publication number: JP2006071380A
Application number: JP2004253478A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ikeda; 満池田; Noriyuki Mochizuki; 規之望月
Original assignee: Saxa Inc
Current assignee: Saxa Inc
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2006-03-16

Abstract

【課題】発光素子を備えていない無線タグの読取エリア内の位置を迅速に探し出せるようにする。
【解決手段】操作パネル２と、表示器３と、送信アンテナ４と、無指向性受信アンテナ５と、左指向性受信アンテナ６Ｌと、右指向性受信アンテナ６Ｒとを備えた携帯型の装置である。無指向性受信アンテナ５が無線タグ４からの応答電波を検出したことに基づいて左指向性受信アンテナ６Ｌ及び右指向性受信アンテナ６Ｒの受信信号のレベルを検出し、それらのレベル差に基づいて、無線タグからの応答電波の到来方向を判定し、表示器３に矢印Ａ１〜Ａ３により「左」、「中央」、「右」を表示する。
【選択図】図１

Description

本発明は無線タグの位置探索を行う装置に関し、特に読取エリアに存在する無線タグの位置を探索できる無線タグ探索装置に関する。

無線タグはバーコードに代わる物品識別手段として商品等に添付されている。無線タグはＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ或いはＩＣタグとも呼ばれている。無線タグは、タグＩＤ（タグ識別情報）等のデータを保持したメモリと、送受信回路と、アンテナとを備えており、無線タグ読取装置の読取エリア（無線タグ読取装置と無線タグとの交信可能範囲）に入ると、無線タグ読取装置から送信される電波を受信・整流して動作用電力を得ると共にメモリに保持しているデータに応じて変調した電波を無線タグ読取装置に送り返すことで、データの読取を可能にする。なお、無線タグには、このような無線タグ読取装置からの電波を用いて動作用電力を得るパッシブ型と、電池を内蔵するアクティブ型とがあり、アクティブ型の方が交信可能距離が長い。

無線タグ読取装置は、複数の無線タグが読取エリアに存在しても、それぞれ別々に認識して読み取ることができる（アンチコリジョン機能）。しかし、例えば無線タグが取り付けられた多数の図書が配置されている書棚から目的の図書を探すような場合は、無線タグ読取装置で可能なのは目的の図書が読取エリアに存在することの識別迄であり、探し出すのは目視で行う必要があるため時間がかかる。そこで、このような問題を解決するため、ＬＥＤ等の発光素子を備えた発光素子付無線タグが提案されている（特許文献１参照）。この発光素子付無線タグを用い、目的の物品に取り付けられた無線タグの発光素子を発光させることにより、目的の物品を迅速に探し出すことができる。
特開２０００−３０６０６２号公報

しかしながら、前記従来の発光素子付無線タグは発光素子を備えている分、消費電力が多くなるため、パッシブ型で構成した場合は無線タグ読取装置を無線タグからの近距離に接近させる必要があるので、読取エリア（交信可能範囲）が狭くなってしまう。また、無線タグの発光素子が無線タグ読取装置のユーザから見える場所に取り付けることが必要であるため、取付位置が制限されてしまう。さらに、発光素子を備えている分、無線タグが高価になってしまう。アクティブ型で構成すれば広い読取エリアを確保できるが、内蔵電池の寿命に対する考慮が必要になり、また無線タグが高価になってしまう。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、発光素子を備えていない無線タグの読取エリア内の位置を迅速に探し出せるようにすることである。

請求項１に係る発明は、タグＩＤで変調された無線電波を受信したとき、そのタグＩＤが自分のタグＩＤと一致した場合に無線電波を応答するようにした無線タグの位置を探索する無線タグ探索装置であって、前記無線タグの存在するエリアに探索対象である無線タグのタグＩＤで変調した無線電波を送信する送信手段と、それぞれ前記無線タグからの応答電波を受信する無指向性受信手段及び互いに異なる方向の指向性を有する複数の指向性受信手段と、前記無指向性受信手段の受信信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段と、該第１の振幅検出手段の出力に基づいて前記無線タグの有無を判別する判別手段と、該判別手段により前記無線タグが有ると判別されたときに前記複数の指向性受信手段を動作させるように制御する制御手段と、前記複数の指向性受信手段の受信信号の振幅に基づいて前記応答電波の到来方向を判定する方向判定手段とを備えたことを特徴とする無線タグ探索装置である。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の無線タグ探索装置において、前記方向判定手段で判定した到来方向を表示する表示手段を備えたことを特徴とする無線タグ探索装置である。
請求項３に係る発明は、請求項１記載の無線タグ探索装置において、前記指向性受信手段の受信信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段を備え、前記制御手段は、前記第２の振幅検出手段で検出された振幅が所定値以下のときに前記指向性受信手段の動作を停止させることを特徴とする無線タグ探索装置である。

本発明によれば、探索対象である無線タグが読取エリアのどの方向に存在するかを表示するので、無線タグの位置を迅速に探し出せる。また、無線タグからの応答電波の振幅を同時に表示して、無線タグまでの距離の把握を可能にすることにより、より迅速に無線タグの位置を探し出せる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る無線タグ探索装置の正面図、図２はその電気的構成のブロック図、図３はその動作を示すフローチャートである。

図１に示すように、本実施形態に係る無線タグ探索装置１は、操作パネル２と、表示器３と、送信アンテナ４と、無指向性受信アンテナ５と、左指向性受信アンテナ６Ｌと、右指向性受信アンテナ６Ｒと、スピーカ７と、ランプ８とを備えた携帯型の装置である。

操作パネル２は、無線タグ探索装置１の筐体の正面側中央部に配置されており、この無線タグ探索装置１を操作するための各種キー（電源キー、数字キー等）を備えている。表示器３は、操作パネル２に対する筐体先端側に配置された液晶表示器等からなる表示器であり、この無線タグ探索装置１の動作状態や操作パネル２から入力された情報等を表示する。スピーカ７は、この無線タグ探索装置１のユーザに通知するための音声メッセージを出力する。ランプ８は、この無線タグ探索装置１の動作状態を表示する。

送信アンテナ４は、筐体の先端部に配置されており、探索対象である無線タグ（図示せず）が存在するエリアに対して無線電波を送信する。無指向性受信アンテナ５は、筐体の先端部中央に配置されており、無線タグからの応答電波をその到来方向に関係なく受信する。左指向性受信アンテナ６Ｌ、右指向性受信アンテナ６Ｒは、それぞれ筐体の先端部左右に配置されており、それぞれ左又は右方向から到来する無線タグからの無線電波を受信する。ここで、送信アンテナ４の指向性及び送信電波強度により無線電波の到達するエリアが読取エリアとなり、そのエリアに存在する無線タグからの応答電波が左方向から到来した場合は無指向性受信アンテナ５及び左指向性受信アンテナ６Ｌで受信し、右方向から到来した場合は無指向性受信アンテナ５及び右指向性受信アンテナ６Ｒで受信する。中央方向から到来した場合は無指向性受信アンテナ５で受信する。また、受信信号レベルは低いが、左指向性受信アンテナ６Ｌ及び右指向性受信アンテナ６Ｒも受信する。

図２に示すように、無線タグ探索装置１は、この装置全体の制御等を行う制御部１１と、それぞれが制御部１１に接続された変調器１２、復調器及びレベル計１５、左レベル計１７Ｌ、右レベル計１７Ｒ、並びに混合器及び復調器１８を備えている。また、図１を参照しながら説明した操作パネル２及び表示器３も制御部１１に接続されている。さらに、この無線タグ探索装置１の各部に動作用電力を供給するための電池１９を備えている。

変調器１２の出力側は増幅器１３に接続され、その出力側は送信アンテナ４に接続されている。無指向性受信アンテナ５の出力側は増幅器１４に接続され、その出力側は復調器及びレベル計１５に接続され、その出力側は制御部１１に接続されている。また、左右の指向性受信アンテナ６Ｌ，６Ｒの出力側は増幅器１６Ｌ，１６Ｒに接続され、それらの出力側は左右のレベル計１７Ｌ，１７Ｒに接続され、それらの出力側は制御部１１に接続されている。増幅器１６Ｌ，１６Ｒの出力側は混合器及び復調器１８にも接続され、その出力側は制御部１１に接続されている。

以上の構成を備えた無線タグ探索装置１の制御部１１の動作について図３のフローチャートを参照しながら説明する。このフローチャートの処理は、操作パネル２から探索対象となる無線タグのタグＩＤを入力した後、スタートキーを操作することで開始する。

制御部１１は、操作パネル２からの入力操作を検出すると、入力されたタグＩＤを内蔵するＲＡＭに記憶すると共に、そのタグＩＤを含むデータを無線タグに送信するためのデータとして生成し、変調器１２へ送る。そのデータは変調器１２にて搬送波を変調し、変調器１２の出力信号は増幅器１３により増幅されて、送信アンテナ４から送信される。このとき、ユーザは無線タグ探索装置１の先端を探索対象である無線タグの存在する方向に向けているので、送信アンテナ４から送信された電波は無線タグに到達する。

無線タグは、タグＩＤ等のデータを保持したメモリと、送受信回路と、アンテナとを備えており、無線タグ読取装置から送信される電波を受信・整流して動作用電力を得ると共に、受信したデータ中のタグＩＤと自身がメモリに保持しているタグＩＤとが一致した場合は、自身が保持しているデータ（タグＩＤを含む）に応じて変調した電波を応答する。

無線タグ探索装置１の制御部１１は、まず無指向性アンテナ５の受信信号の振幅を読み取り（ステップＳ１）、その有無を判定する（ステップＳ２）。即ち、無指向性アンテナ５で受信し、増幅器１４で増幅し、復調器及びレベル計１５で振幅測定した受信信号の振幅を読み取る。受信信号の振幅がゼロであった場合は、受信不可能であること及び無線タグに接近することを促すことのメッセージを作成し、表示器３に表示させ（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻る。なお、表示器３で表示する代わりに又は同時にスピーカ７からの音声で通知するように構成してもよい。

受信信号の振幅がゼロでなかった場合には、ランプ８を点灯すると共に左指向性受信アンテナ６Ｌ及び右指向性受信アンテナ６Ｒの受信信号の振幅を検出し（ステップＳ４）、それらのレベルの有無を判定する（ステップＳ５）。即ち、左右の指向性アンテナ６Ｌ，６Ｒで受信し、増幅器１６Ｌ，１６Ｒで増幅し、レベル計１７Ｌ，１７Ｒで測定した受信信号の振幅を読み取る。なお、読取エリア内に無線タグが確実に存在する場合には、探索を開始すると同時にステップＳ１及びＳ２を省略し、ステップＳ４を実行するように設定してもよい（図の破線）。また、制御部１１は、受信信号の振幅を読み取ったときに、復調されたタグＩＤが登録したタグＩＤと一致するか否かを認証し、一致した場合（当然、振幅はゼロではない）のみ、受信レベルがゼロでないと判定してもよい。

制御部１１は、レベル計１７Ｌ，１７Ｒの計測値を比較し、その差が一定値以下の場合は表示器３に中央の矢印Ａ２を表示させ、その差が一定値を超え、かつレベル計１７Ｌの計測値の方が大きい場合は表示器３に左の矢印Ａ１を表示させ、その差が一定値を超え、かつレベル計１７Ｒの計測値の方が大きい場合は表示器３に右の矢印Ａ３を表示させる。ここで、中央の矢印Ａ２は無線タグからの電波が無線タグ探索装置１の前方の中央方向から到来すること、従って、無線タグが読取エリアの中央部に存在することを示している。同様に、左の矢印Ａ１、右の矢印Ａ３は、それぞれ無線タグが読取エリアの左部又は右部に存在することを示している。制御部１１は、表示器３に矢印を表示させると共に、矢印方向へ進むことを促すメッセージを表示器３に表示させる（ステップＳ９）。このとき、矢印の長さにより左右のレベル計１７Ｌ，１７Ｒの計測値の差の大きさも表示する。

ステップＳ５において左右の受信信号の振幅が共にゼロであった場合は、ランプ８を消灯すると共に、受信不可能であること及び無線タグに接近することを促すことのメッセージを表示器３に表示させた（ステップＳ６）後に、再度復調器及びレベル計１５の計測値を読み取り、その有無を判定する（ステップＳ７）。そして、振幅がゼロであった場合は、読取エリア外であること及び無線タグに接近することを促すことのメッセージを作成し、表示器３に表示させ（ステップＳ８）、ステップＳ１に戻る。また、振幅がゼロでなかった場合は、ランプ８を点灯した後にステップＳ４へ戻る。ここで、ステップＳ６〜８の処理は、ユーザが無線タグに接近したつもりであっても実際は遠ざかってしまうことも考慮し、再度探索をやり直せるようにしたものである。

ステップＳ９にて矢印方向へ進むことを促すメッセージを表示器３に表示させた後に、矢印方向からの電波の受信信号の強度が高くなっているか否かを判定する（ステップＳ１０）。高くなっていた場合は、その無線タグが１つであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで、表示器３で表示している矢印の方向に１つの無線タグのみしか存在しない場合は１つであると判定し、複数の無線タグが存在し、探している無線タグを特定できない場合は１つではないと判定する。つまり、この判定はユーザが行う。

ステップＳ１１において、無線タグが１つであると判定したとき、ユーザは操作パネル２から探索終了操作を行う（ステップＳ１２）。制御部１１は、この探索終了操作の検出に基づいて、先にＲＡＭに記憶したタグＩＤを消去し、探索処理を終了させる。なお、探索終了操作が行われるまで、ステップＳ４から繰り返す。

ステップＳ１１において、無線タグが１つではない（２つ以上）と判定したとき、ユーザは操作パネル２から、送信電力を低下させる指示を入力する（ステップＳ１３）。制御部１１は、この指示に基づいて増幅器１３のゲインを低下させ、ユーザが矢印方向へ進むことに伴ってその方向からの電波の受信信号の強度が高くなっているか否かを判定する（ステップＳ１４）。そして、高くなっていない場合は、ステップＳ４へ移行し、高くなっていた場合はステップＳ１１へ移行する。

［第２の実施形態］
図４（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る無線タグ探索装置の正面図であり、図４（ｂ）はその右側面図である。

本実施形態に係る無線タグ探索装置２１は、操作パネル２２と、表示器２３と、送信アンテナ２４と、無指向性受信アンテナ（図示せず）と、左指向性受信アンテナ２５Ｌと、右指向性受信アンテナ２５Ｒと、下指向性受信アンテナ２５Ｕと、テレビカメラ２６と、スピーカ２７と、ランプ２８とを備えた携帯型の装置である。ここで、表示器２３、送信アンテナ２４、無指向性受信アンテナ、左右の指向性受信アンテナ２５Ｌ，２５Ｒ、スピーカ２７及びランプ２８は、第１の実施形態に係る無線タグ探索装置１における同名の構成要素と同じものである。つまり、本実施形態は、第１の実施形態に係る無線タグ探索装置１に対して、下指向性受信アンテナ２５Ｕ及びテレビカメラ２６を付加したものである。

本実施形態に係る無線タグ探索装置２１の電気的構成のブロック図は、図２において下指向性受信アンテナ２５Ｕ、その受信信号の増幅器、及びその振幅レベルを測定するレベル計、並びにテレビカメラ２６を付加すると共に、前記増幅器の出力信号を混合器及び復調器１８に入力するように接続したものである。テレビカメラ２６の光軸２９は、無線タグ探索装置２１の筐体の先端部の斜め下方に向いている。無線タグ探索装置２１の表示器２３の画面には、テレビカメラ２６で撮影した読取エリアにおける探索対象の無線タグの概略の位置がマーカーＭとして表示される。図４（ａ）では、無線タグが読取エリアの中央の少し左側に存在することを示している。

本発明の第１の実施形態に係る無線タグ探索装置の正面図である。本発明の第１の実施形態に係る無線タグ探索装置の電気的構成のブロック図である。本発明の第１の実施形態に係る無線タグ探索装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係る無線タグ探索装置の正面図及び右側面図である。

符号の説明

１、２１・・・無線タグ探索装置、２、２２・・・操作パネル、３、２３・・・表示器、４、２４・・・送信アンテナ、５・・・無指向性アンテナ、６Ｌ、６Ｒ、２５Ｌ、２５Ｒ、２５Ｕ・・・指向性アンテナ。

Claims

タグＩＤで変調された無線電波を受信したとき、そのタグＩＤが自分のタグＩＤと一致した場合に無線電波を応答するようにした無線タグの位置を探索する無線タグ探索装置であって、前記無線タグの存在するエリアに探索対象である無線タグのタグＩＤで変調した無線電波を送信する送信手段と、それぞれ前記無線タグからの応答電波を受信する無指向性受信手段及び互いに異なる方向の指向性を有する複数の指向性受信手段と、前記無指向性受信手段の受信信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段と、該第１の振幅検出手段の出力に基づいて前記無線タグの有無を判別する判別手段と、該判別手段により前記無線タグが有ると判別されたときに前記複数の指向性受信手段を動作させるように制御する制御手段と、前記複数の指向性受信手段の受信信号の振幅に基づいて前記応答電波の到来方向を判定する方向判定手段とを備えたことを特徴とする無線タグ探索装置。
請求項１記載の無線タグ探索装置において、前記方向判定手段で判定した到来方向を表示する表示手段を備えたことを特徴とする無線タグ探索装置。
請求項１記載の無線タグ探索装置において、前記指向性受信手段の受信信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段を備え、前記制御手段は、前記第２の振幅検出手段で検出された振幅が所定値以下のときに前記指向性受信手段の動作を停止させることを特徴とする無線タグ探索装置。