JP2007148957A - 無線タグ情報読み取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】確実にタグＩＤの有無を判定するとともにタグＩＤが存在した場合はこれを抽出取得する。
【解決手段】無線タグＴに記憶されたタグＩＤを取得する無線タグ情報読み取り装置１００であって、タグＩＤを所定の条件下で取得するための「Scroll ID」コマンド、又はタグＩＤを不確定な条件下で探索しつつ取得するための「Ping ID」コマンドを生成するＡＭ変調部と、このＡＭ変調部で生成した指令を無線タグＴに送信可能であるとともに、送信した指令に応じ無線タグＴから送信されたタグＩＤを含む応答信号を受信可能な高周波送受信部及びアンテナと、受信した応答信号より無線タグＴのタグＩＤを取得するために用いるレベルを判定するためのしきい値を、送信コマンドの種別とノイズのレベルに応じて可変に設定するしきい値設定部を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、外部と情報の無線通信が可能な無線タグに対し情報の読み取りを行う無線タグ情報読み取り装置に関するものである。

小型の無線タグに対し、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（Ｒａｔｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムが知られている。

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。リーダ／ライタの送信アンテナより応答器としての無線タグに対し送信波の送信を行うと、無線タグ回路素子はその送信波の電波のもつエネルギを利用して返答の送信を行う。このような無線通信においては、信号に混入する不要波成分（ノイズ）と情報成分（信号本体）との識別・分離が重要である。このような不要波について配慮した従来技術としては、例えば特許文献１記載のものがある。

この従来技術では、リーダ／ライタが、情報の送受信を行う前に、交信の余裕度をチェックするテストモードを実行するようにしている。このテストモードでは、無線タグと試験的な交信を実行して交信の成功率を求め、これを表示部に表示する。ユーザは、この表示に基づき、成功率が十分に高い状態で交信が行われるようにリーダ／ライタとタグとの距離を調整することで、交信の安定性を十分に確保できるようになっている。
特開２００５−２３５１８０号公報

一般に、無線通信を介して情報の送受を行う場合において、情報を識別するためには、信号強度（信号レベル）においてあるしきい値を設定し、これよりもレベルが大きいものをデータ「１」の情報成分、レベルが小さいものをデータ「０」の情報成分として分離する手法が行われる。しかしながら、受信される信号の強度に応じてデータ「１」の情報成分のレベルは変化する。また不要波の強度に応じてデータ「０」のレベルは変化する。このため、上記しきい値をある値に設定する場合、データ「１」の情報成分のレベルが小さい場合に備えてこれを下回るようにしきい値を比較的小さい値に設定すると、不要波のレベルが大きい場合に、不要波成分のレベルがしきい値を上回ってしまい情報の識別が困難となる。不要波成分のレベルが大きい場合に備えてしきい値を比較的大きい値に設定すると、データ「１」の情報成分のレベルが小さい場合に当該情報成分のレベルがしきい値を下回ってしまい、情報を識別することが困難となる。

上記従来技術においては、交信の安定性をチェックするテストモードをリーダ／ライタに設けし、ユーザがリーダ／ライタを用いて情報の送受信を行う前に、当該テストモードを実行することで、自ら距離調整を行って交信状態を向上可能としている。しかしながら、上記のように情報をしきい値を用いて識別する際において、データの情報成分のレベル大小や不要波成分のレベルの変動に対応することまでは特に配慮されていなかった。

本発明の目的は、不要波成分のレベルの変動に対応しつつ、しきい値を用いた情報成分と不要波成分との確実な分離を実行できる無線タグ情報通信装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、情報を記憶するＩＣ回路部及びこのＩＣ回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた無線タグ回路素子の前記ＩＣ回路部に記憶された無線タグ情報を取得する無線タグ情報読み取り装置であって、前記ＩＣ回路部の前記無線タグ情報を所定の条件下で取得するための条件付き情報取得指令、又は前記ＩＣ回路部の前記無線タグ情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための通常探索指令を生成する指令生成手段と、この指令生成手段で生成した指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、この送信手段から送信した指令に応じ前記無線タグ回路素子から送信された、当該無線タグ回路素子の識別情報を含む応答信号を受信可能な受信手段と、この受信手段で受信した前記応答信号より前記無線タグ回路素子の識別情報を取得するために用いる信号強度を判定するためのしきい値を、不要波の信号強度に応じて可変に設定するしきい値設定手段と、前記受信手段で受信した信号強度を検出する受信強度検出手段とを有し、前記送信手段は、前記条件付き情報取得指令又は前記通常探索指令を前記送信手段から送信するのに先立ち、前記指令生成手段で生成された情報非取得指令を送信し、前記しきい値設定手段は、前記情報非取得指令に基づき前記信号強度検出手段で検出された前記不要波の信号強度に応じて、前記しきい値を設定することを特徴とする。

本願第１発明においては、指令生成手段で生成された条件付き情報取得指令（又は通常探索指令）が送信手段より無線タグ回路素子に送信されると、これに応じて無線タグ回路素子から送信された応答信号が受信手段で受信され、その受信された応答信号に含まれる当該無線タグ回路素子の識別情報が取得される。この応答信号には、上記識別情報以外に無線通信において不可避の不要波成分（ノイズや回路上の回り込みの成分や環境での反射成分）が含まれるため、相対的に信号強度が大きい識別情報と相対的に信号強度が小さい不要波とをしきい値との大小比較によって区別し、識別情報の有無を検出するとともに識別情報が存在した場合はこれを抽出取得しなければならない。このとき、本願第１発明においては、しきい値設定手段が、上記しきい値を、不要波の信号強度に応じて可変に設定する。すなわち、送信手段から情報非取得指令を送信した場合は受信手段では無線タグ回路素子からの応答信号は受信されず不要波のみが受信されるので、このとき信号強度検出手段で検出された受信信号強度は不要波の信号強度に相当する。そこでこの検出された不要波の信号強度に応じてしきい値設定手段がしきい値を可変に設定することにより、不要波レベルが大きいときにはしきい値を比較的高く設定し、不要波レベルが小さいときにはしきい値を比較的低く設定することができる。このようにして、不要波レベルの変動に応じて適切にしきい値の大きさを変化させ、確実に識別情報の有無を判定できるとともに識別情報が存在した場合は不要波を確実に分離して識別情報を抽出取得することができる。

第２の発明は、上記第１発明において、前記指令生成手段は、前記無線タグ回路素子へアクセスするための搬送波を発生させる搬送波発生手段と、この搬送波発生手段から発生された搬送波を変調する変調手段とを備え、前記搬送波発生手段で発生され前記変調手段による変調がされない状態での前記搬送波を、前記情報非取得指令として前記送信手段へ出力することを特徴とする。

搬送波発生手段で発生された搬送波を変調手段で変調して条件付き情報取得指令（又は通常探索指令）とする場合には、変調手段による変調を行わないまま出力することで、簡単に情報非取得指令を生成することができる。

第３の発明は、上記第１発明において、前記指令生成手段は、対応する無線タグ回路素子が存在しない非使用識別情報を特定した前記条件付き情報取得指令を、前記情報非取得指令として前記送信手段へ出力することを特徴とする。

非使用識別情報を特定して条件付き情報取得指令を送信手段から送信した場合は、対応する無線タグ回路素子が存在しないことから受信手段では応答信号は受信されず不要波のみが受信されるので、このとき信号強度検出手段で検出された受信信号強度は不要波の信号強度に相当する。そこでこの検出された不要波の信号強度に応じてしきい値設定手段がしきい値を可変に設定することにより、不要波レベルが大きいときにはしきい値を比較的高く設定し、不要波レベルが小さいときにはしきい値を比較的低く設定することができる。

第４の発明は、上記第１発明において、前記受信手段で受信した信号強度を検出する信号強度検出手段を有し、前記指令生成手段は、前記条件付き情報取得指令又は前記通常探索指令を前記送信手段から送信するのに先立ち、しきい値設定用に用意された設定用無線タグ回路素子の前記識別情報に応じたしきい値設定用探索指令を情報非取得指令として生成して前記送信手段へ出力し、前記送信手段は、前記指令生成手段で生成された前記しきい値設定用探索指令を送信し、前記しきい値設定手段は、前記しきい値設定用探索指令に基づき前記信号強度検出手段で検出された前記設定用無線タグ回路素子の前記識別情報及び前記不要波の信号強度に応じて、前記しきい値を設定することを特徴とする。

本願第４発明においては、例えば予めタグ感度（タグ側アンテナやＩＣ回路部の感度）が所定の値に設定された設定用無線タグ回路素子を用意しておき、指令生成手段で生成されたしきい値設定用探索指令が送信手段より上記設定用無線タグ回路素子に送信されると、これに応じた応答信号（信号強度が相対的に大きい識別情報と信号強度が相対的に小さい不要波とを含む）が受信手段で受信される。そこで、しきい値設定手段がこれら識別情報の信号強度と不要波の信号強度とに応じて、例えばしきい値を不要波信号強度より大きく識別情報信号強度よりも小さく設定する（＝識別情報と不要波との間に設定する）ことにより、不要波レベルが変動したとしてもその変動に応じて適切にしきい値を変化させ、確実に識別情報の有無を判定し識別情報が存在した場合はこれを抽出取得することが可能となる。

第５の発明は、上記第１乃至第４発明のいずれかにおいて、前記受信手段は、前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記通常探索指令に応じて前記無線タグ回路素子から送信された前記応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信することを特徴とする。

通常探索指令に応じて送信された無線タグ回路素子からの応答信号を複数の識別スロットに区分して受信することで、当該無線タグ回路素子の識別情報が含まれる識別スロットと識別情報が含まれない不要波のみの識別スロットとが生じるが、適切に設定されたしきい値を用いて識別スロットごとに信号強度をしきい値と比較対照させることで、識別情報が含まれる識別スロットを検出して確実に識別情報を取得することができる。

第６の発明は、上記第１乃至第５発明のいずれかにおいて、前記送信手段は、前記指令の送信パラメータを可変に制御する出力制御手段を備えており、前記しきい値設定手段は、前記出力制御手段による送信パラメータ設定値に応じて、前記しきい値を可変に設定することを特徴とする。

出力制御手段を備えることにより、通信対象の無線タグ回路素子との距離の遠近に応じて送信電力や送信位相等の送信パラメータを可変制御することができる。このとき、しきい値設定手段がこの送信電力や送信位相の設定値に応じてしきい値を可変に設定することでしきい値の大きさを適切に設定することができ、確実に識別情報の有無を判定できるとともに識別情報が存在した場合はこれを抽出取得することができる。

第７の発明は、上記第６発明において、前記送信パラメータは、送信電力または送信位相であることを特徴とする。

例えば送信電力を可変制御する場合、遠距離でも送信電力を増大させることで確実に通信を行うことができるが、送信電力が増大した場合にはこれに応じて不要波成分の信号強度も増大する。このとき、しきい値設定手段がこの送信電力設定値に応じてしきい値を可変に設定することで、送信電力増大時にはしきい値を大きめに設定することができる。したがって、この場合でもしきい値の大きさを適切に設定することができ、確実に識別情報の有無を判定できるとともに識別情報が存在した場合はこれを抽出取得することができる。またたとえば、送信位相を可変制御する場合、送信波の位相を変化させることにより通信の相手方である無線タグ回路素子の位置によらず応答波の位相を制御することができ、ひいては復調信号の強度を大きくすることができる。このとき、しきい値設定手段がこの送信波位相（言い換えれば復調信号の強度）に応じてしきい値を可変に設定することで、復調信号が大きい時にはしきい値を大きめに設定することができる。したがって、この場合でもしきい値の大きさを適切に設定することができ、確実に識別情報の有無を判定できるとともに識別情報が存在した場合はこれを抽出取得することができる。

第８の発明は、上記第１乃至第７発明のいずれかにおいて、前記受信手段は、前記応答信号の受信感度を可変に制御する感度制御手段を備えており、前記しきい値設定手段は、前記感度制御手段による受信感度設定値に応じて、前記しきい値を可変に設定することを特徴とする。

感度制御手段を備えることにより、通信対象の無線タグ回路素子との距離の遠近に応じて受信感度を可変制御できるので、遠距離でも受信感度を増大させることで確実に通信を行うことができる。このとき、受信感度が増大した場合にはこれに応じて不要波成分の信号強度も増大するが、しきい値設定手段がこの受信感度設定値に応じてしきい値を可変に設定することで、受信感度増大時にはしきい値を大きめに設定することができる。したがって、この場合でもしきい値の大きさを適切に設定することができ、確実に識別情報の有無を判定できるとともに識別情報が存在した場合はこれを抽出取得することができる。

弟９の発明は、上記第１乃至第８発明のいずれかにおいて、前記しきい値設定手段は、該しきい値を所定の条件で更新する更新手段を有することを特徴とする。

不要波の大きさは周りの環境により変化するものであるが、更新手段を用いてしきい値をコマンド送信毎、所定時間ごと、読み取り誤り率に応じて、受信信号強度の変化に応じて等の所定条件が満たされる度に更新するよう設定することにより、不要波の大きさが変動しても常に確実に識別情報を判定できる。

第１０の発明は、上記第１乃至第９発明のいずれかにおいて、前記送信手段又は前記受信手段の少なくとも一方は、前記無線タグ回路素子の前記ＩＣ回路部と非接触で情報送受を行うための複数のアンテナ素子を備えており、それら複数のアンテナ素子による指向性を制御する指向性制御手段を設け、前記しきい値設定手段は、前記指向性制御手段による指向性設定値に応じて、前記しきい値を可変に設定することを特徴とする。

通信対象の無線タグ回路素子の無線タグ情報読み取り装置に対する位置関係や周囲の電波環境の影響等に応じ、送信手段からの電波の届きやすさや受信手段への電波の届きやすさについて、装置からの方向別に差異が生じる場合がある。本願第１０発明においては、複数のアンテナ素子の指向性を指向性制御手段で制御することにより、無線タグ回路素子との通信における送受信感度が最も良い方向に送信手段又は受信手段の指向性を制御することができ、この制御された指向性設定値に応じてしきい値設定手段がしきい値を設定することで、さらに確実に無線タグ回路素子の識別情報を取得することが可能となる。

本発明によれば、不要波成分のレベルの変動に対応しつつ、しきい値を用いた情報成分と不要波成分との確実な分離を実行することができる。

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態による無線タグ情報読み取り装置を備えた無線通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。

図１において、この無線タグ通信システムＳは、本実施形態による無線タグ情報読み取り装置１００と、これに対応して情報が読み取られる無線タグＴとから構成される。

無線タグＴは、アンテナ部７２とＩＣ回路部７４とを備えた無線タグ回路素子Ｔoを有している。

無線タグ情報読み取り装置１００は、無線タグ回路素子Ｔoの上記アンテナ部７２との間で無線通信により信号の授受を行う、装置側アンテナとしてのアンテナ３０と、このアンテナ３０を介し上記無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部７４へアクセスする（識別情報の読み取りを行う）ための高周波回路１０と、上記アンテナ３０と高周波回路１０を介して読み取った無線タグ回路素子Ｔoの識別情報（以下、タグＩＤという）を表示する表示部１３と、読み取ったタグＩＤを格納保持するデータベース（図中ではＤＢと省略）１５と、上記高周波回路１０を介して無線タグ回路素子Ｔoから読み出された信号を処理するとともに表示部１３及びデータベース１５を介し無線タグ情報読み取り装置１００全体を制御するための制御回路１１とを有する。

制御回路１１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。

図２は、上記無線タグ情報読み取り装置１００の機能的構成を表す機能ブロック図である。この図２に示すように、制御回路１１は、無線タグ情報読み取り装置１００全体を制御するための各指令を生成する中央制御部１２と、この中央制御部１２からの指令に基づき無線タグＴへの送信信号に対応するコマンドビット列を生成するコマンドビット列生成部２０と、そのコマンドビット列生成部２０から出力されたディジタル信号をパルス幅変調等により符号化する符号化部２２とを有している。

高周波回路１０は、上記符号化部２２により符号化された信号をＡＭ方式で変調するＡＭ変調部（変調手段）２４と、所定の局発信号を出力する局部発振器３２と、高周波送受信部３４と、その高周波送受信部３４から出力される受信信号をＡＭ方式で復調してＡＭ復調波を検出するＡＭ復調部４０と、ゲイン制御部（出力制御手段、感度制御手段）３５とを有している。

ＡＭ変調部２４は、内部に搬送波（キャリア）を発生させる搬送波発生部（搬送波発生手段）２３を備えており、制御回路１１からの制御信号を受信することで符号化部２２からの入力に関係なく搬送波のみをそのまま変調することなく高周波送受信部３４に出力できるようになっている。

高周波送受信部３４は、局部発振器３２から出力される局発信号に応じて上記２４から出力される送信信号をアップコンバートして所定の増幅率で増幅し、上記アンテナ３０から質問波として送信すると共に、アンテナ３０により受信される受信信号を所定の増幅率で増幅し、上記局部発振器３２から出力される局発信号に応じてダウンコンバートして出力するようになっている。

ゲイン制御部３５は、上記ＡＭ復調波の検出状態に応じて制御回路１１が出力する入力ゲイン制御信号（受信感度設定値）によりアンテナ３０から入力される入力信号の増幅率を設定し高周波送受信部３４に出力するとともに、後述する探索距離モードに応じて制御回路１１が出力する出力ゲイン制御信号（送信電力設定値）によりアンテナ３０から出力する出力信号の増幅率を設定し高周波送受信部３４に出力するようになっている。

また、一方、制御回路１１は、上記ＡＭ復調部４０により復調されたＡＭ復調波をパルス幅変調等により復号する復号部４２と、その復号部４２により復号された復号信号を解釈して前記無線タグＴの変調に関する情報信号（この例では識別情報であるタグＩＤ）を読み出す返答ビット列解釈部４４も有している。そして上記復号部４２は、入力されたＡＭ復調波と上記ゲイン制御部３５の入力ゲイン制御信号に基づいてしきい値を設定するしきい値設定部（しきい値設定手段）４１を備えており、さらにそのしきい値設定部４１はＡＭ復調波の信号強度を検出するＲＳＳＩ回路（信号強度検出手段）４３を備えている。

図３は、高周波送受信部３４の詳細機能を表す機能ブロック図である。この図３に示すように、高周波送受信部３４は、ＡＭ変調部４０から供給される送信信号をアナログ信号に変換する送信信号Ｄ／Ａ変換器５０と、その送信信号Ｄ／Ａ変換器５０によりアナログ変換された送信信号の周波数を前記局部発振器３２から出力される局発信号の周波数だけ高くするアップコンバータ５２と、そのアップコンバータ５２によりアップコンバートされた送信信号を前述したゲイン制御部３５から設定される増幅率で増幅する送信信号増幅器５４と、その送信信号増幅器５４から出力される送信信号をアンテナ３０に供給すると共に、そのアンテナ３０から供給される受信信号を受信信号増幅部５８に供給する方向性結合器５６と、その方向性結合器５６から供給される受信信号を前述したゲイン制御部３５から設定される増幅率で増幅する受信信号増幅器５８と、その受信信号増幅器５８から出力される受信信号の周波数を局部発振器３２から出力される局発信号の周波数だけ低くするダウンコンバータ６０と、そのダウンコンバータ６０によりダウンコンバートされた受信信号をディジタル信号に変換して前記ＡＭ復調部４０に供給する受信信号Ａ／Ｄ変換器６２とを有している。

図４は、無線タグＴに備えられた無線タグ回路素子Ｔoの詳細機能を表す機能ブロック図である。この図４に示す無線タグ回路素子Ｔoは、前述したように、無線タグ情報読み取り装置１００との間で信号の送受信を行うためのダイポールアンテナで構成されるアンテナ部（タグ側アンテナ）７２と、そのアンテナ部７２により受信された信号を処理するためのＩＣ回路部７４とを有している。そのＩＣ回路部７４は、上記アンテナ部７２により受信された無線タグ情報読み取り装置１００からの質問波を整流する整流部７６と、その整流部７６により整流された質問波のエネルギを蓄積するための電源部７８と、上記アンテナ部７２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８６に供給するクロック抽出部８０と、タグＩＤ等の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８２と、上記アンテナ部７２に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部８４と、上記整流部７６、クロック抽出部８０、及び変復調部８４等を介して上記無線タグ回路素子Ｔoの作動を制御するための制御部８６とを機能的に含んでいる。

この制御部８６は、無線タグ情報読み取り装置１００と通信を行うことにより上記メモリ部８２に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ部７２により受信された質問波を上記変復調部８４において上記メモリ部８２に記憶された情報信号に基づいて変調したうえで応答波として上記アンテナ部７２から反射返信する制御等の基本的な制御を実行する。

クロック抽出部８０は受信した信号からクロック成分を抽出して制御部８６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８６に供給する。

なお、例えばメモリ部８２に記憶されている情報信号のうち無線タグＴを個別に識別するためのタグＩＤは、所定数の２値化ビットを並べたビット列で構成されるものであり、それぞれの内容が異なることにより各単体の無線タグＴを一意に特定できる情報となっている。

以上において、本実施形態の最も大きな特徴は、無線タグＴからの応答信号に含まれる相対的に信号強度が大きい識別情報（タグＩＤ）成分と、それに不可避に含まれる相対的に信号強度が小さい不要波成分（ノイズ）とを区別するためのしきい値を、しきい値設定部４１において送信コマンドの種別とノイズの信号強度に応じて可変に設定することにより、無線タグＴからの応答波から確実に識別情報（タグＩＤ）の有無を判定できるとともに当該タグＩＤを抽出取得することにある。以下、その詳細を順次説明する。なお、本明細書では、「信号」には上記ノイズを含み、「信号強度」にはそのノイズの強度（レベル）を含むものとする。

図５は、上記構成の無線タグ情報読み取り装置１００の制御回路１１によって実行される制御手順を表すフローチャートである。

この図５において、無線タグ情報読み取り装置１００の電源が投入されるとこのフローが開始される。

まずステップＳ５において、中央制御部１２で、遠距離探索モードを行うか否かを判定する。これは、探索する対象の無線タグＴが、アンテナ３０から遠くに位置する場合にはそれに応じて確実に無線通信を行うために信号の送信電力を大きく設定する必要があり、また一方で探索対象の無線タグＴがいずれもアンテナ３０に比較的近い距離にあることが分かっている場合には消費電力をできるだけ削減するために信号の送信電力を小さく設定する事が好ましく、そのためこのような探索距離モードの区別による送信電力の切り換えを行うものである。

具体的には、例えば図示しない操作部からの操作信号に基づき、遠距離探索モードが選択されたかどうかを判定する。遠距離探索モードを行う場合には、判定が満たされ、ステップＳ１０において中央制御部１２で送信電力を大きく設定（図２中のゲイン制御部３５に対して大きな出力ゲイン制御信号を出力する）した後、ステップＳ２０へ移る。一方、近距離探索モードを行う場合には、判定が満たされず、ステップＳ１５において中央制御部１２で送信電力を小さく設定（図２中のゲイン制御部３５に対して小さな出力ゲイン制御信号を出力する）した後、ステップＳ２０へ移る。

次のステップＳ２０では、中央制御部１２で上記図２中のゲイン制御部３５に対して最も大きい入力ゲイン制御信号を出力することで、受信ゲインを最大に設定する。これにより、アンテナ３０から入力される入力信号の増幅率を最も高くし、最も高い受信感度で無線信号を受信することができる。

次にステップＳ１００へ移り、ＡＭ復調部４０からのＡＭ復調波に含まれるノイズのレベルと、ゲイン制御部３５の受信ゲインとに応じて、受信信号中に含まれるノイズとタグＩＤとを区別するための比較基準であるしきい値を、そのときの電波環境に応じて適切に設定する（＝しきい値設定処理、後述の図６のフローを参照）。

そして次のステップＳ２００において、上記ステップＳ１００で設定したしきい値を用いて復号部４２及び返答Ｂｉｔ列解釈部４４でタグＩＤの有無を検出するとともに、タグＩＤが存在した場合にはこれを抽出取得し表示部１３に表示する（＝タグＩＤ取得処理、後述の図８のフローを参照）。そしてこのフローを終了する。

このフローにより、アンテナ３０と無線タグＴとの距離やそのときの周囲の電波状況に応じて確実に無線タグＴの有無とその無線タグ回路素子Ｔoが備えるタグＩＤを検出することができる。

図６は、上記図５中におけるステップＳ１００のしきい値設定処理の詳細手順を表すフローチャートである。

この図６において、まずステップＳ１０５において、中央制御部１２でＡＭ変調部２４に制御信号を出力し、搬送波発生部２３で発生させた搬送波をそのまま変調せずに高周波送受信部３４に出力させることで、搬送波のみを情報非取得指令としてアンテナ３０から送信させる。これにより、アンテナ３０からは何も指令内容を有さずに最大振幅の電波が連続するだけの搬送波を出力し続けるだけで、いずれの無線タグＴも何も応答せずにその搬送波のみによりノイズだけが生じることになる。

そして次のステップＳ１１０で、この搬送波の出力により生じアンテナ３０から受信されたノイズを高周波回路１０のＡＭ復調部４０で復調後に、復号部４２のＲＳＳＩ回路４３でそのレベル（ノイズレベル）を検出し、ステップＳ１１５へ移る。

ステップＳ１１５では、しきい値設定部４１で上記検出したノイズレベルに応じてしきい値を決定し、このフローを終了する。

ここで、上記ステップＳ１１５での、しきい値設定部４１によるしきい値の決定の仕方について図７を用いて説明する。

図７は、上記ステップＳ１１０においてＡＭ復調部４０から入力されたノイズの波形の一例を表す図である。図７において、ノイズは平均振幅Ａからあまり振幅を大きく変化させずに連続して受信する波形であり、何も応答信号を受信していない間（又は無線タグＴからの応答信号のうち０レベル信号を受信している間）にアンテナ３０が取り込む信号である（前述したように、本明細書では、このノイズも信号に含まれる）。

つまり、このノイズは、理想的には受信レベルが０（振幅が０）であるべき状態のところ、周囲からの反射波や回路上の電気的な雑音のため生じてしまうものであり、アンテナ３０からの送信電力が大きいほどそれに対する無線タグＴからの応答信号も大きい出力で送信されるため、ノイズもこれに応じて大きくなる。この結果、このノイズレベルは、無線通信を行う際のそのときの通信条件や電波環境によって変化し、このノイズと相対的にレベルの大きいタグＩＤとを区別するための比較基準となるしきい値は、その通信条件や電波環境の変化に応じて設定する必要がある。

そこで、このステップＳ１１５において、この検出されたノイズレベルに応じてしきい値設定部４１でしきい値を可変に設定し、ノイズレベルが大きいときにはしきい値を比較的高く設定し、ノイズレベルが小さいときにはしきい値を比較的低く設定する。

その設定手法としては、例えば、ノイズの平均振幅Ａのうちのプラス側（＋側）のレベルに対し所定の正の値を加算することによりしきい値を決定する方法や、プラス側のレベルに対し１より大きい所定の値との積によりしきい値を決定する方法や、それらを組み合わせた方法などが可能である。そしてこのしきい値の決定においては、上記図５におけるステップＳ１０又はステップＳ１５で設定した出力ゲイン制御信号、及びステップＳ２０（又は後述の図１２中のステップＳ４２０）で設定した入力ゲイン制御信号のそれぞれの大きさも考慮してしきい値を決定する。つまり、出力ゲイン制御信号及び入力ゲイン制御信号が大きい場合にはしきい値も大きめに設定し、出力ゲイン制御信号及び入力ゲイン制御信号が小さい場合にはしきい値も小さめに設定する。

図８は、上記図５中におけるステップＳ２００のタグＩＤ取得処理の詳細手順を表すフローチャートである。なお、本実施形態では、後述する「id value」をパラメータとしたタグ探索指令のコマンドである「Ping ID」コマンドを利用して、複数の無線タグＴの存在の有無とそれらのタグＩＤの特定を行うものである。ここで「id
value」について概略説明すると、「id value」は可変長のビット列で構成する変数であり、探索する無線タグＴのタグＩＤの上位側のビット列に対応させて内容を変化させるものである。

この図８において、まずステップＳ２０５において、中央制御部１２で「id value」の内容を初期値として１ビット長の「０」として設定する。次にステップＳ３００へ移り、タグ探索処理を行う。これにより、タグＩＤの最上位のビットが０である無線タグＴの存在の有無の検出と、存在した場合のそれらのタグＩＤの特定が行われる（後述の図９のフローを参照）。

次にステップＳ２１０において、中央制御部１２で「id value」の内容を１ビット長の「１」として設定する。次にステップＳ３００のタグ探索処理を行い、これによりタグＩＤの最上位のビットが１である無線タグＴの存在の有無の検出と、存在した場合のそれらのタグＩＤの特定が行われる（後述の図９のフローを参照）。

そして次のステップＳ２１５で、中央制御部１２より表示部１３に表示信号を出力し、それまでに検出したタグＩＤを全て表示部１３にリスト表示し、このフローを終了する。なお、各タグ探索処理において検出されたタグＩＤは中央制御部１２よりデータベース１５へと記録保持され、ステップＳ２１５において中央制御部１２でそれらを取得することで検出したタグＩＤの受け渡しが行われる。

図９は、上記図８中におけるステップＳ３００のタグ探索処理の詳細手順を表すフローチャートである。この図９において、まずステップＳ４００において、「Ping ID」コマンド処理を行う。これは、その時点における「id value」の内容がタグＩＤの上位側のビット列と一致する無線タグＴの存在の有無と、さらにそのタグＩＤのビット列情報において上位側の「id
value」に続く３ビットの内容に関連した情報（ＢＩＮ［ｎ］）を検出する処理である（後述の図１２のフローを参照）。

次にステップＳ３０５へ移り、上記ステップＳ４００で検出した情報であるＢＩＮ［ｎ］に基づいて、中央制御部１２で、その時点での探索対象である無線タグＴのタグＩＤで上位側「id value」に続く３ビットの内容を特定し、「id value」の末尾に追加するよう更新する（「id value」のビット列が追加延長される）。

そして次のステップＳ３１０で、中央制御部１２で、「id value」のビット列長に３ビット加算した値が検出対象のタグＩＤのビット列長以上となったか否かを判定する。「id value」のビット列長に３ビット加算した値がタグＩＤのビット列長より短い場合、判定が満たされず、ステップＳ４００に戻って同様の手順を繰り返し、検出対象のタグＩＤに対応する「id
value」のビット列の末尾を３ビットずつ追加し続ける。また一方、「id value」のビット列長に３ビット加算した値がタグＩＤのビット列長以上である場合、判定が満たされ、すなわち検出中のタグＩＤを最下位ビットまで特定できたものとみなされて次のステップＳ３１５へ移る。

この時点で「id value」の上位側の所定長のビット列は、検出された無線タグＴのタグＩＤと内容が一致することになり、ステップＳ３１５で中央制御部１２よりデータベース１５にアクセスし、上記「id
value」を検出タグＩＤとしてデータベース１５の検出済みタグリストに追加記録する。

次にステップＳ３２０へ移り、中央制御部１２で、上記ステップＳ４００で存在の有無が確認された全ての無線タグＴのタグＩＤを完全に特定できたか否かを判定する。全ての無線タグＴのタグＩＤを完全に特定できている場合、判定が満たされ、このフローを終了する。一方、まだタグＩＤを完全に特定できていない無線タグＴがある場合、判定が満たされず、ステップＳ３２５へ移って中央制御部１２で次に検出する無線タグＴのタグＩＤに対応する「id value」を作成し、ステップＳ４００に戻ってタグＩＤの特定を繰り返す。なお、ステップＳ３２０における具体的な判定方法と、ステップＳ３２５における具体的な手順内容については後に詳述する。

次に上記ステップＳ４００の「Ping ID」コマンド処理で用いる「Ping ID」コマンドについて説明する。前述したように「Ping
ID」コマンドは「id value」をパラメータとして出力される指令であり、タグＩＤのビット列においてその上位側の内容が「id value」の内容と一致する無線タグＴのみ応答させるよう指令するものである。そしてこの無線タグＴによる応答形態としては、「id
value」の次に位置する３ビットの内容に応じた時間差でハイレベル信号を出力することにより応答するものである。

図１０は、送信電力が小さい「Ping ID」コマンドに対する応答信号の一例を表す図であり、図１０（ａ）はＡＭ復調部４０で復調された後の波形を表し、図１０（ｂ）は無線タグＴによる応答部分（ハイレベル部分）、非応答部分（ローレベル部分）の平均振幅を表している。

これら図１０（ａ）、図１０（ｂ）の両方において、横軸は時間を表しており、無線タグ情報読み取り装置１００のアンテナ３０から「Ping ID」コマンドが発信されてから所定時間経過後のＢＩＮ［０］からＢＩＮ［７］まで等分割されたスロット（識別スロット；時間帯）に、ノイズの信号又は応答信号をアンテナ３０が受信していることを示している。

図中、ＢＩＮ［０］から順にＢＩＮ［７］までのスロットのうち、この例では、２番目のＢＩＮ［１］のスロット（時間）にだけハイレベル（明らかに振幅が大きい）の信号が出力されている。この信号は、タグＩＤの上位側の内容が「id value」と一致する無線タグＴが出力した応答信号であり、そのハイレベルの応答信号が出力されたスロットの時系列位置の順番が、そのタグＩＤのビット列情報において上位側「id
value」に続く３ビットの内容に対応している。

つまりＢＩＮ［１］におけるハイレベル応答信号は２進数表記の「００１」の３ビットデータに対応している。他のスロットでは、例えばＢＩＮ［０］は最初の時系列位置の順番にあるため「０００」に、ＢＩＮ［７］は最後の時系列位置の順番にあるため「１１１」に対応する（すなわちＢＩＮ［ｎ］のｎを２進数表記した内容と一致する）。これにより、上記図９中のステップＳ３０５において、「id value」の末尾にこのスロットＢＩＮ［ｎ］に対応する３ビットデータを延長追加することで、「id value」を検出対象の無線タグＴのタグＩＤのビット列情報にさらに３ビット分一致させることができる。

なお、１度の「Ping ID」コマンドに対して、このＢＩＮ［０］〜ＢＩＮ［７］のスロットに複数のハイレベル信号が検出された場合には、その時点での「id
value」が上位側に一致するタグＩＤを備える無線タグＴが複数存在することが確認できたことになる（一つのタグＩＤの内容では１度の「Ping ID」コマンドに対して応答信号を出力できる対応スロット位置は一つしかないため）。このように複数の無線タグＴの存在が確認できた場合、その時点での「id
value」と２番目以降のハイレベル信号のスロットＢＩＮ［ｎ］をデータベース１５に記録しておき、１番目に検出された無線タグＴのタグＩＤを優先して特定した後にそれら２番目以降の無線タグＴのタグＩＤを順に特定する。

つまり、上記図９中のステップＳ３２０において、データベース１５にアクセスしその記録内容を確認することにより２番目以降の無線タグＴでタグＩＤが未特定であるものの有無を確認するようにし、その後、ステップＳ３２５で記録した「id value」に２番目以降のスロットＢＩＮ［ｎ］に対応する３ビットデータを延長追加して新たに「id value」を作成し、ステップＳ４００からのタグＩＤを特定する手順を繰り返せばよい。

図１１は、送信電力が大きい「Ping ID」コマンドに対する応答信号の一例を表す図であり、図１１（ａ）、図１１（ｂ）はそれぞれ上記図１０（ａ）、図１０（ｂ）に対応する状態を表している。そして図１０、図１１の両図が示すように、無線タグＴが出力する信号はローレベル（振幅がほぼ０）の信号とハイレベルの応答信号のいずれか（２値化信号）であって、さらにハイレベルの応答信号が出力されている時以外において振幅Ａのノイズが入力されるようになっている。また、送信電力の小さい場合の図１０と、送信電力の大きい場合の図１１とを比較して分かるように、ノイズの振幅だけでなくハイレベルの応答信号の振幅もまた送信電力の大きさによって変化するものである。したがって、送信電力等の通信条件や電波環境等が変化する度にしきい値を設定し直す必要があり、そしてそのしきい値の設定はノイズの平均振幅Ａの一方の側（この例ではプラス側）のレベルより大きく、同じ側の応答信号のハイレベルより小さく設定する必要がある（図１０（ｂ）、図１１（ｂ）参照）。

図１２は、上記図９におけるステップＳ４００の「Ping ID」コマンド処理の詳細手順を表すフローチャートである。この図１２において、まずステップＳ４０５において、「id value」をパラメータとしてコマンドＢｉｔ列生成部２０及び符号化部２２より搬送波発生部２３及びＡＭ変調部２４に制御信号を出力し、これにより高周波送受信部３４及びアンテナ３０を介し「Ping
ID」コマンドを送信する。次のステップＳ４１０で、その「Ping ID」コマンドに対しアンテナ３０で受信された応答信号を、高周波送受信部３４及びＡＭ復調部４０を介して、復号部４２においてスロットＢＩＮ［ｎ］で検出する。

次にステップＳ４１５へ移り、受信信号が飽和しているか否かを判定する。具体的には、上記図２中の復号部４２のＲＳＳＩ回路４３が検出したレベルがどのスロットＢＩＮ［ｎ］においても飽和しているか否かを中央制御部１２で判定する。どのスロットＢＩＮ［ｎ］においてもレベルが飽和している場合、判定は満たされ、次のステップＳ４２０で受信ゲインを下げるよう中央制御部１２から入力ゲイン制御信号を所定値だけ低く出力し、ゲイン制御部３５を介して高周波送受信部３４の受信信号増幅器５８の増幅率を下げて受信感度を低くする。このようにステップＳ４０５からステップＳ４２０までの手順が、ステップＳ４１５で受信信号の飽和がなくなったと判定されるまで繰り返される。

一方、上記ステップＳ４１５の判定において、どのスロットＢＩＮ［ｎ］においても受信信号が飽和していない場合、判定が満たされず、次のステップＳ４２５へ移る。ステップＳ４２５では、上記ステップＳ４１５において一度でも判定が満たされ、ステップＳ４２０で受信ゲインの変更を行ったか否かを中央制御部１２で判定する。一度でも受信ゲインの変更を行った場合、判定が満たされ、すなわちノイズの振幅と応答信号の振幅も変化してしきい値を設定し直さなければならないとみなして、再びステップＳ１００のしきい値設定処理を行い（前述の図６のフローを参照）、次のステップＳ４３０へ移る。また一方で、上記ステップＳ４２５の判定において、一度も受信ゲインの変更が行われなかった場合、判定が満たされず、そのままステップＳ４３０へ移る。

そしてステップＳ４３０〜ステップＳ４５５では、上記ステップＳ４１０で受信した「Ping ID」コマンドに対する応答信号がいずれかのスロットＢＩＮ［ｎ］に出力されたか検出する。まずステップＳ４３０で、中央制御部１２で変数ｎを初期値の０に設定する。次にステップＳ４３５で、ＢＩＮ［ｎ］のスロットで検出された受信信号のレベルが、しきい値以上の大きさにあるか否かを中央制御部１２で判定する。ＢＩＮ［ｎ］のスロットでの検出受信信号がしきい値以上の大きさにある場合、判定が満たされ、すなわちハイレベルの応答信号が検出されたとみなされて、ステップＳ４４０で中央制御部１２よりデータベース１５にその時点での「id
value」とＢＩＮ［ｎ］＝１を記録保持させ（上記ステップＳ３０５で応答信号が検出されたことを判断させる）、ステップＳ４５０へ移る。

また一方、上記ステップＳ４３５の判定で、ＢＩＮ［ｎ］のスロットでの検出受信信号がしきい値より小さい場合、判定が満たされず、すなわちそのスロットではハイレベルの応答信号が検出されなかったとみなされて、ステップＳ４４５で中央制御部１２からデータベース１５にその時点での「id value」とＢＩＮ［ｎ］＝０を記録保持させ、ステップＳ４５０へ移る。

ステップＳ４５０では、中央制御部１２で変数ｎに１を加算し、さらに次のステップＳ４５５でその時点での変数ｎが８以上であるか否かを中央制御部１２で判定する。変数ｎが８以上である場合、判定が満たされ、すなわち全てのスロットＢＩＮ［０］〜ＢＩＮ［７］における応答信号の有無を検出し終えたとみなしてこのフローを終了する。また一方、変数ｎが８より小さ場合、判定が満たされず、すなわちまだ全てのスロットにおける応答信号の有無の検出が終わっていないとみなしてステップＳ４３５に戻り、同様の手順で次のスロットでの応答信号の有無を検出する。

以上において、搬送波発生部２３を備えたＡＭ変調部２４が、無線タグＴのＩＣ回路部のタグＩＤを不確定な条件下で探索しつつ取得するための「Ping ID」コマンドを生成する指令生成手段を構成する。また、高周波送受信部３４及びアンテナ３０が、このＡＭ変調部２４で生成した指令を無線タグＴに送信可能な送信手段を構成するとともに、送信した指令に応じ無線タグＴから送信された、当該無線タグＴのタグＩＤを含む応答信号を受信可能な受信手段を構成する。

以上のように構成した本実施形態においては、搬送波発生部２３を備えたＡＭ変調部２４で生成された「Ping ID」コマンドが高周波送受信部３４及びアンテナ３０より無線タグＴに送信されると、これに応じて無線タグＴから送信された応答信号がアンテナ３０及び高周波送受信部３４で受信され、その受信された応答信号に含まれる当該無線タグＴのタグＩＤが取得される。この応答信号には、上記タグＩＤ以外に無線通信において不可避のノイズ成分（ノイズ）が含まれる。本実施形態においては、しきい値設定部４１が、上記しきい値を、送信コマンドの種別とノイズのレベル（ノイズレベル）に応じて、ノイズレベルが大きいときにはしきい値を比較的高く設定しノイズレベルが小さいときにはしきい値を比較的低く設定し（ステップＳ１１５参照）、ノイズレベルの変動に応じて適切にしきい値の大きさを変化させるので、確実にタグＩＤの有無を判定できるとともにタグＩＤが存在した場合はこれを抽出取得することができる。

また、この実施形態では特に、「Ping ID」コマンドに応じて送信された無線タグＴからの応答信号を複数のスロットＢＩＮ［ｎ］に区分して受信し、当該無線タグＴのタグＩＤが含まれるスロットとタグＩＤが含まれないノイズのみのスロットとについて、適切に設定されたしきい値を用いてスロットごとにレベルをしきい値と比較対照させることで、タグＩＤが含まれるスロットを検出して確実にタグＩＤを取得することができる。

また、この実施形態では特に、ゲイン制御部３５で送信電力を制御し、通信対象の無線タグＴとの距離の遠近に応じて送信電力を可変制御（探索距離モードの切り替え）できるので、遠距離でも送信電力を増大させることで確実に通信を行うことができる。このとき、送信電力が増大した場合にはこれに応じてノイズ成分のレベルも増大するが、上述のようにしきい値設定部４１が探索距離モードに対応する出力ゲイン制御信号に応じてしきい値を可変に設定することで、送信電力増大時にはしきい値を大きめに設定する。したがって、この場合でもしきい値の大きさを適切に設定することができ、確実にタグＩＤの有無を判定できるとともにタグＩＤが存在した場合はこれを抽出取得することができる。

また、この実施形態では特に、ゲイン制御部３５で受信感度を制御し、通信対象の無線タグＴとの距離の遠近に応じて受信感度を可変制御できるので、遠距離でも受信感度を増大させることで確実に通信を行うことができる。このとき、受信感度が増大した場合にはこれに応じてノイズ成分のレベルも増大するが、しきい値設定部４１がこの受信感度に対応する入力ゲイン制御信号に応じてしきい値を可変に設定することで、受信感度増大時にはしきい値を大きめに設定する。したがって、この場合でもしきい値の大きさを適切に設定することができ、確実にタグＩＤの有無を判定できるとともにタグＩＤが存在した場合はこれを抽出取得することができる。

なお、上記実施形態では、図６のしきい値設定処理において、しきい値の設定基準となるノイズのみを受信するために搬送波のみを情報非取得指令として送信していたが（ステップＳ１０５）、本発明はそれに限るものではなく、例えばその検出現場には存在しないと分かっている無線タグＴのタグＩＤ（非使用ＩＤ）を取得するための「Scroll ID」コマンド（条件付き情報取得指令）を情報非取得指令として用いて送信することでノイズのみを受信し、それに応じてしきい値を設定することも可能である。

つまり、非使用ＩＤを特定して「Scroll ID」コマンドを高周波送受信部３４及びアンテナ３０から送信した場合は、対応する無線タグＴが存在しないことからアンテナ３０及び高周波送受信部３４では応答信号は受信されずノイズのみが受信されるので、このときＲＳＳＩ回路４３で検出された受信レベルはノイズのレベルに相当する。そこでこの検出されたノイズのレベルに応じてしきい値設定部４１がしきい値を可変に設定することにより、ノイズレベルが大きいときにはしきい値を比較的高く設定し、ノイズレベルが小さいときにはしきい値を比較的低く設定することができる。この場合は、図６のしきい値設定処理のステップＳ１０５において、搬送波の代わりに非使用ＩＤを取得するための「Scroll
ID」コマンドを送信するだけでよく、他は上記実施形態と同様の手順を行えばよい。また、実際に「Scroll ID」コマンドを用いた場合はしきい値を通常の大きさで設定し、「Ping
ID」コマンドを用いた場合はしきい値を比較的低めに設定するようにしてもよい。

なお、本発明は、上記に限られるものではなく、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。

（１）しきい値設定用無線タグを用いる場合
上記実施形態では、しきい値設定処理において、しきい値の設定基準となるノイズのみを受信するために、応答信号を受信することのない搬送波のみの信号（又は非使用ＩＤを特定した「Scroll ID」コマンド）を情報非取得指令として送信していたが、本発明はこれに限らず、例えばしきい値設定用の無線タグ（設定用無線タグ）Ｔｓを予め用意し、その既知のタグＩＤを探索するための「Ping
ID」コマンド（しきい値設定用探索指令）を（探索目的の実質的な意味での情報は取得しない、言い換えればノイズ測定目的という意義付けで）情報非取得指令として送信してノイズを受信してもよい。

図１３は本変形例におけるしきい値設定処理の詳細手順を表すフローチャートであり、上記実施形態における図６に対応する図である。この図１３において、まず上記図６のステップＳ１０５に対応するステップＳ１０５Ａにおいて、中央制御部１２でＡＭ変調部２４及びコマンドｂｉｔ列生成部２０に制御信号を出力し、搬送波発生部２３で発生させた搬送波に対して、コマンドｂｉｔ列生成部から符号化部２２を介しＡＭ変調部へ入力した信号に応じた所定の変調を行い、高周波送受信部３４に出力させることで、しきい値設定用無線タグＴｓのタグＩＤを探索するための（送信コマンドの種別の一つである）「Ping ID」コマンドをアンテナ３０から上記しきい値設定用無線タグＴｓに送信する。このとき、他の検出対象の無線タグＴが誤って応答信号を送信することがないよう、「id value」は十分長ビット長で指定した方がよい。

これにより、しきい値設定用無線タグＴｓからは既知のスロットにおけるハイレベルの応答信号が送信され、次の上記図６のステップＳ１１０に対応するステップＳ１１０Ａにおいて、高周波回路１０のＡＭ復調部４０で復調後に復号部４２で、そのスロットの応答信号（ハイレベル）と、その他のスロットのノイズの両方の信号を受信することができる。

そして、上記図６のステップＳ１１５に対応する次のステップＳ１１５Ａにおいて、しきい値設定部４１で、上記検出した相対的に小さいノイズレベルと相対的に大きい応答信号のハイレベル（＝タグＩＤの信号レベル）との間にしきい値を決定し、このフローを終了する。

以上のように構成した本変形例においては、例えば予めタグ感度（タグ側のアンテナ部７２やＩＣ回路部７４の感度）が所定の値に設定されたしきい値設定用無線タグＴｓを用意しておき、しきい値設定部４１がこれらタグＩＤのレベルとノイズのレベルとに応じて、しきい値をノイズレベルより大きくタグＩＤレベルよりも小さく設定する（＝タグＩＤに関係する信号とノイズとの間に設定する）ことにより、ノイズレベルが変動したとしてもその変動に応じて適切にしきい値を変化させ、確実にタグＩＤの有無を判定しタグＩＤが存在した場合はこれを抽出取得することが可能となる。

なお、本変形例においてアンテナ３０から送信するしきい値設定用のタグ応答コマンドとして、上記しきい値設定用無線タグＴｓのタグＩＤを探索するための「Ping ID」コマンド以外にも、しきい値設定用無線タグＴｓのタグＩＤを取得するための「Scroll ID」コマンドを上記ステップＳ１０５Ａにおいて「Ping
ID」コマンドの代わりに送信してもよい。この場合でも相対的に小さいノイズレベルと、相対的に大きい応答信号のハイレベルの両方を検出することができ、しきい値をそれらのレベルの間に設定すればよい。

（２）指向性制御を併せて行う場合
上記実施形態では、アンテナ３０の指向性を固定して無線タグＴを検出していたが、本発明はそれに限らず、例えばアンテナを複数設けてそれらの指向性を可変制御できるようにすることでより確実に無線タグＴのタグＩＤを取得できるようにしてもよい。

図１４は、本変形例における無線タグ情報読み取り装置２００の機能的構成を表す機能ブロック図であり、上記実施形態における図２に相当する図である。この図１４に示す構成は概略的図２に示した構成とほぼ同じであり、図２における高周波回路１０とアンテナ３０の内部構成が異なっている。以下その相違する構成のみを説明し、同等の構成については同じ符号を付して適宜説明を省略する。

図１４において、高周波回路１０Ａは、ＡＭ変調部２４、高周波送受信部３４、局部発振器３２、ＡＭ復調部４０及びゲイン制御部３５の他にも、ＡＭ変調部２４で変調された信号を一時的に記憶する送信メモリ２６と、その送信メモリ部２６に記憶された送信信号を随時読み出して所定の送信ウェイトを掛算する送信ＰＡＡ（Phased Array Antenna）処理部である送信ウェイト掛算部２８とを有している。

そしてこの変形例での高周波回路１０Ａにおいては、３つの高周波送受信部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ（以下、特に区別しない場合には単に高周波送受信部３４と称する）を有しており、それぞれ上記一つの局部発振器３２から出力される局発信号に応じて上記送信ウェイト掛算部２８から出力される送信信号をアップコンバートして所定の増幅率で増幅し後述の複数のアンテナ素子３０ａ〜３０ｃから各種の指令信号として送信するとともに、それらの複数のアンテナ素子３０ａ〜３０ｃによりそれぞれ受信される受信信号を所定の増幅率で増幅し上記局部発振器３２から出力される局発信号に応じてダウンコンバートするものとなっている。

さらに、高周波回路１０Ａは、上記３つの高周波送受信部３４ａ〜３４ｃからそれぞれダウンコンバートされて出力された受信信号を記憶する受信メモリ３６と、この受信メモリ部３６に記憶された受信信号を随時読み出して所定の受信ウェイト（受信ＰＡＡウェイト）を掛算する受信ＰＡＡ処理部である受信ウェイト掛算部３８と、送信ウェイト掛算部２８において掛算される送信ウェイト、受信ウェイト掛算部３８において掛算される受信ウェイト及び高周波送受信部３４において送信信号及び受信信号を増幅する増幅率を制御（算出）するＰＡＡウェイト制御部４６も有している。

そして装置側アンテナであるアンテナ３０Ａは、複数（この変形例では３つ）のアンテナ素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃで構成されており、それぞれアンテナ素子３０ａ〜３０ｃは平行であって相互に等しい間隔で配置されている。上記３つの高周波送受信部３４ａ〜３４ｃは、それぞれ一つずつアンテナ素子３０ａ〜３０ｃに接続しており、アップコンバートした送信信号をアンテナ素子３０ａ〜３０ｃから送信するとともに、それら複数のアンテナ素子３０ａ〜３０ｃによりそれぞれ受信される受信信号を所定の増幅率で増幅しダウンコンバートして受信メモリ部３６に供給する。

図１５は、送信ウェイト掛算部２８の詳細機能を表す機能ブロック図である。この図１５に示すように、送信ウェイト掛算部２８は、送信メモリ部２６から読み出される送信信号に前記ＰＡＡウェイト制御部４６から供給される送信ＰＡＡウェイトをそれぞれ掛け合わせて各高周波送受信部３４ａ〜３４ｃに供給する複数（図１５では３つ）の掛算器４８ａ、４８ｂ、４８ｃ（以下、特に区別しない場合には単に掛算器４８と称する）を備えている。ここで、上記掛算器４８ａが高周波送受信部３４ａに、掛算器４８ｂが高周波送受信部３４ｂに、掛算器４８ｃが高周波送受信部３４ｃに、それぞれ対応しており、各掛算器４８からの出力が対応する高周波送受信部３４に供給されるようになっている。

図１６は、本変形例における高周波送受信部３４の詳細機能を表す機能ブロック図である。この図１６に示すように、高周波送受信部３４は、送信ウェイト掛算部２８から供給される送信信号をアナログ信号に変換する送信信号Ｄ／Ａ変換器５０と、その送信信号Ｄ／Ａ変換器５０によりアナログ変換された送信信号の周波数を前記局部発振器３２から出力される局発信号の周波数だけ高くするアップコンバータ５２と、そのアップコンバータ５２によりアップコンバートされた送信信号を後述するＰＡＡウエイト制御部４６及びゲイン制御部３５から設定される増幅率で増幅する送信信号増幅器５４と、その送信信号増幅器５４から出力される送信信号を対応するアンテナ素子３０ａ〜３０ｃに供給すると共に、そのアンテナ素子３０ａ〜３０ｃから供給される受信信号を受信信号増幅部５８に供給する方向性結合器５６と、その方向性結合器５６から供給される受信信号を後述するＰＡＡウエイト制御部４６及びゲイン制御部３５から設定される増幅率で増幅する受信信号増幅器５８と、その受信信号増幅器５８から出力される受信信号の周波数を局部発振器３２から出力される局発信号の周波数だけ低くするダウンコンバータ６０と、そのダウンコンバータ６０によりダウンコンバートされた受信信号をディジタル信号に変換して前記受信メモリ部３６に供給する受信信号Ａ／Ｄ変換器６２とを有している。

図１７は、受信ウェイト掛算部３８の詳細機能を表す機能ブロック図である。この図１７に示すように、受信ウェイト掛算部３８は、受信メモリ部３６から読み出される受信信号それぞれにＰＡＡウェイト制御部４６から供給される所定の受信ＰＡＡウェイトを掛け合わせる複数（図１７では３つ）の掛算器６４ａ、６４ｂ、６４ｃ（以下、特に区別しない場合には単に掛算器６４と称する）と、それら掛算器６４から出力される信号を合成してＡＭ復調部４０に供給する合成器６６とを有している。ここで、上記掛算器６４ａが高周波送受信部３４ａに、掛算器６４ｂが高周波送受信部３４ｂに、掛算器６４ｃが高周波送受信部３４ｃに、それぞれ対応している。

以上の構成の無線タグ情報読み取り装置２００においては、中央制御部１２が設定した送受信ＰＡＡウェイトをＰＡＡウェイト制御部４６に出力することで、複数のアンテナ素子３０ａ〜３０ｃによる指向性方向を上記送受信ＰＡＡウェイトに対応する単一の角度方向に保持するいわゆるフェイズドアレイ制御を行うことができる。そして中央制御部１２は送受信ＰＡＡウェイトを順次変化させることで、上記指向性方向を順次対応する角度に変化させることができる。

図１８は、本変形例における無線タグ情報読み取り装置２００によって実行される制御手順を表すフローチャートであり、上記実施形態における図５に対応する図である。この図１８のフローにおける手順はほとんど図５のフローにおける手順と同じであり、図５のフローからさらに上記フェイズドアレイ制御を行うためのステップＳ１８、ステップＳ２５、ステップＳ９３０及びステップＳ３５の各手順を追加したものとなっている。以下その追加した手順を主に説明する。

図１８において、まず図５のステップＳ２０の直前に追加されて行うステップＳ１８では、中央制御部１２よりＰＡＡウェイト制御部４６に制御信号を出力し、送受信ＰＡＡウェイトを初期値に設定する。ここで、この例におけるフェイズドアレイ制御について説明すると、アンテナ３０Ａ全体の指向性方向は３本のアンテナ素子（ダイポールアンテナ）３０ａ〜３０ｃのうち中央に位置するアンテナ素子３０ｂの軸周りに回転させるよう制御する。そして、指向角（最大指向性方向の回転角度）θは、３本のアンテナ素子３０ａ〜３０ｃのいずれも含む平面の法線方向とアンテナ３０Ａの指向性方向が平行である際にθ＝０°とし、上記ステップＳ１８で設定される送受信ＰＡＡウェイトの初期値に対応する指向角θ＝−４５°となる。

そして次からのステップＳ２０〜ステップＳ３５のループにより、アンテナ３０Ａの指向角θが−４５°から４５°まで順次１５°ずつ変化させつつ、各指向角におけるしきい値の設定及びタグＩＤの取得を行う。

前述の図５と同様、まずステップＳ２０で受信ゲインを最大に設定し、ステップＳ１００のしきい値設定処理でしきい値を設定し、次のステップＳ２００のタグＩＤ取得処理でその時点の指向角θにおける指向性方向の近傍に位置する無線タグＴのタグＩＤを取得する。

次にステップＳ２５へ移り、中央制御部１２でＡＭ変調部２４及びコマンドｂｉｔ列生成部２０に制御信号を出力し、搬送波発生部２３で発生させた搬送波に対して、コマンドｂｉｔ列生成部から符号化部２２を介しＡＭ変調部へ入力した信号に応じた所定の変調を行い、高周波送受信部３４に出力させることで、上記ステップＳ２００で取得したタグＩＤを指定して「quiet」コマンドを送信する。これにより、指定されたタグＩＤの無線タグＴはその後所定時間経過するまで「Ping ID」コマンド、「Scroll
ID」コマンドなどの指令に応答しなくなり、すなわち同じ無線タグＴから複数回重複してタグＩＤを取得するのを防ぎ、作業効率を向上させることができる。なお、「quiet」コマンドに代えて「sleep」コマンドを用いてもよい。

次にステップＳ３０へ移り、中央制御部１２で、ＰＡＡウェイト制御部４６における指向角θが４５°以上であるか否か、すなわち送受信ＰＡＡウェイトが指向角θ＝４５°に相当する値を超えているか否かを判定する。指向角θが４５°以上である場合、判定が満たされ、すなわちフェイズドアレイ制御によりアンテナの指向性方向を一通り変化させて無線タグＴの検出が終了したものとみなしてこのフローを終了する。また一方で、指向角θが４５°未満である場合、判定が満たされず、すなわちまだフェイズドアレイ制御の途中であって無線タグＴの検出が終わっていないとみなされ、次のステップＳ３５で中央制御部１２よりＰＡＡウェイト制御部４６に制御信号を出力し、送受信ＰＡＡウェイトを更新（指向角θに１５°加算相当）した後、ステップＳ２０に戻って同様の手順を繰り返す。

以上において、送信ウェイト掛算部２８、受信ウェイト掛算部３８、及びＰＡＡウェイト制御部４６が、複数のアンテナ素子３０ａ〜３０ｃによる指向性を制御する指向性制御手段を構成する。

以上のように構成した本変形例の作用効果を以下に説明する。すなわち、通信対象の無線タグＴの無線タグ情報読み取り装置２００に対する位置関係や周囲の電波環境の影響等に応じ、アンテナ３０Ａからの電波の届きやすさやアンテナ３０Ａへの電波の届きやすさについて、無線タグ情報読み取り装置２００からの方向別に差異が生じる場合がある。これに対応して本変形例においては、複数のアンテナ素子３０ａ〜３０ｃの指向性を送信ウェイト掛算部２８、受信ウェイト掛算部３８及びＰＡＡウェイト制御部４６で制御することにより、無線タグＴとの通信における送受信感度が最も良い方向にアンテナの指向性を制御することができ、さらに上記図１８に示す各手順の中でステップＳ１００においてしきい値設定部４１が送信ウェイト掛算部２８、受信ウェイト掛算部３８、及びＰＡＡウェイト制御部４６により制御された指向性に応じてしきい値を可変に設定することでより確実に無線タグＴのタグＩＤを取得することができる。

（３）その他
（ａ）送信位相を制御する場合
以上は、送信パラメータの一例として送信電力を可変に制御した場合を例にとって説明したが、これに限られない。例えば、高周波回路送信部３４（図３参照）の部分抽出拡大図である図１９に示すように、高周波送受信部３４において周知の可変位相器５７を送信側に挿入配置してもよい。

すなわち、無線タグ回路素子Ｔoとアンテナ３０の位置関係によっては応答信号の位相と居局部発振器３２の局発信号の位相が直交する場合があり、その場合復調信号の強度は小さくなってしまう。このような場合、送信信号の位相を変化させることによりお互いの位相を同相になるように可変位相器を制御することにより復調信号の強度を大きくすることができる。したがって、無線タグ回路素子Ｔoとアンテナ３０の位置関係によらず、しきい値の大きさを適切に設定することができ、確実に識別情報（タグＩＤ）の有無を判定できるとともにタグＩＤが存在した場合はこれを抽出取得することができる。なお、上記可変位相器の挿入位置は、上記説明の位置だけでなく、局発信号の位相を制御するようにしても同様の効果を得ることができる。

（ｂ）しきい値の更新設定を行う場合
また、上述したしきい値設定部４１（図２参照）は、さらにしきい値を更新設定可能とすることにより、不要波の大きさが変動しても常に確実に識別情報を判定できるようにすることができる。

このとき、中央制御部１２は、更新の条件として、無線タグ回路素子Ｔoへのコマンド送信開始時、設定したのち所定の時間が経過時、読み取り率が低下した時、受信信号の強弱が変化した時などの条件から適宜選択して設定され、更新条件が満たされれば該しきい値を更新する動作を行うようにすればよい。この場合、不要波の大きさが変化しても常に確実に識別情報を判定できる効果がある。

なお、以上で用いた「Scroll ID」コマンド、「Ping ID」コマンド、「quiet」コマンド、「sleep」コマンド等は、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。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。

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。

本発明の一実施形態の無線タグ情報読み取り装置を備えた無線通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。 無線タグ情報読み取り装置の機能的構成を表す機能ブロック図である。 高周波送受信部の詳細機能を表す機能ブロック図である。 無線タグに備えられた無線タグ回路素子の詳細機能を表す機能ブロック図である。 無線タグ情報読み取り装置によって実行される制御手順を表すフローチャートである。 図５中におけるステップＳ１００のしきい値設定処理の詳細手順を表すフローチャートである。 図６中のステップＳ１１０においてＡＭ復調部から検出されたノイズの波形を表す図である。 図５中におけるステップＳ２００のタグＩＤ取得処理の詳細手順を表すフローチャートである。 図８中におけるステップＳ３００のタグ探索処理の詳細手順を表すフローチャートである。 送信電力が小さい「Ping ID」コマンドに対する応答信号の一例で、ＡＭ復調部で復調された後の波形と無線タグＴによる応答部分、非応答部分の平均振幅を表す図である。 送信電力が大きい「Ping ID」コマンドに対する応答信号の一例で、と、ＡＭ復調部で復調された後の波形と無線タグＴによる応答部分、非応答部分の平均振幅を表す図である。 図９におけるステップＳ４００の「Ping ID」コマンド処理の詳細手順を表すフローチャートである。 しきい値設定用無線タグを用いる変形例におけるしきい値設定処理の詳細手順を表すフローチャートである。 指向性制御を併せて行う変形例における無線タグ情報読み取り装置２００の機能的構成を表す機能ブロック図である。 送信ウェイト掛算部の詳細機能を表す機能ブロック図である。 指向性制御を併せて行う変形例における高周波送受信部の詳細機能を表す機能ブロック図である。 受信ウェイト掛算部の詳細機能を表す機能ブロック図である。 指向性制御を併せて行う変形例における無線タグ情報読み取り装置によって実行される制御手順を表すフローチャートである。 送信位相を制御する変形例における高周波送受信部の機能的構成の部分抽出拡大図である。

符号の説明

１０ 高周波回路（送信手段、受信手段）
１０Ａ 高周波回路（送信手段、受信手段）
１１ 制御回路
１２ 中央制御部
１３ 表示部
１５ データベース
２０ コマンドビット列生成部
２２ 符号化部
２３ 搬送派発生部（指令生成手段、搬送波発生手段）
２４ ＡＭ変調部（指令生成手段、変調手段）
２６ 送信メモリ部
２８ 送信ウェイト掛算部（指向性制御手段）
３０ アンテナ（送信手段、受信手段）
３０Ａ アンテナ
３０ａ アンテナ素子
３０ｂ アンテナ素子
３０ｃ アンテナ素子
３２ 局部発振器
３４ 高周波送受信部
３５ ゲイン制御部（出力制御手段、感度制御手段）
３６ 受信メモリ部
３８ 受信ウェイト掛算部（指向性制御手段）
４０ ＡＭ復調部
４１ しきい値設定部（しきい値設定手段）
４２ 復号部
４３ ＲＳＳＩ回路（レベル検出手段）
４４ 返答ビット列解釈部
４６ ＰＡＡウェイト制御部（指向性制御手段）
７２ アンテナ部（タグ側アンテナ）
７４ ＩＣ回路部
１００ 無線タグ情報読み取り装置
２００ 無線タグ情報読み取り装置
Ｓ 無線タグ通信システム
Ｔ 無線タグ
Ｔo 無線タグ回路素子

Claims (10)

1. 情報を記憶するＩＣ回路部及びこのＩＣ回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた無線タグ回路素子の前記ＩＣ回路部に記憶された無線タグ情報を取得する無線タグ情報読み取り装置であって、
   前記ＩＣ回路部の前記無線タグ情報を所定の条件下で取得するための条件付き情報取得指令、又は前記ＩＣ回路部の前記無線タグ情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための通常探索指令を生成する指令生成手段と、
   この指令生成手段で生成した指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、
   この送信手段から送信した指令に応じ前記無線タグ回路素子から送信された、当該無線タグ回路素子の識別情報を含む応答信号を受信可能な受信手段と、
   この受信手段で受信した前記応答信号より前記無線タグ回路素子の識別情報を取得するために用いる信号強度を判定するためのしきい値を、不要波の信号強度に応じて可変に設定するしきい値設定手段と、
   前記受信手段で受信した信号強度を検出する受信強度検出手段とを有し、
   前記送信手段は、前記条件付き情報取得指令又は前記通常探索指令を前記送信手段から送信するのに先立ち、前記指令生成手段で生成された情報非取得指令を送信し、
   前記しきい値設定手段は、前記情報非取得指令に基づき前記信号強度検出手段で検出された前記不要波の信号強度に応じて、前記しきい値を設定することを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
2. 請求項１記載の無線タグ情報読み取り装置において、
   前記指令生成手段は、
   前記無線タグ回路素子へアクセスするための搬送波を発生させる搬送波発生手段と、この搬送波発生手段から発生された搬送波を変調する変調手段とを備え、
   前記搬送波発生手段で発生され前記変調手段による変調がされない状態での前記搬送波を、前記情報非取得指令として前記送信手段へ出力することを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
3. 請求項１記載の無線タグ情報読み取り装置において、
   前記指令生成手段は、
   対応する無線タグ回路素子が存在しない非使用識別情報を特定した前記条件付き情報取得指令を、前記情報非取得指令として前記送信手段へ出力することを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
4. 請求項１記載の無線タグ情報読み取り装置において、
   前記受信手段で受信した信号強度を検出する信号強度検出手段を有し、
   前記指令生成手段は、前記条件付き情報取得指令又は前記通常探索指令を前記送信手段から送信するのに先立ち、しきい値設定用に用意された設定用無線タグ回路素子の前記識別情報に応じたしきい値設定用探索指令を情報非取得指令として生成して前記送信手段へ出力し、
   前記送信手段は、前記指令生成手段で生成された前記しきい値設定用探索指令を送信し、
   前記しきい値設定手段は、前記しきい値設定用探索指令に基づき前記信号強度検出手段で検出された前記設定用無線タグ回路素子の前記識別情報及び前記不要波の信号強度に応じて、前記しきい値を設定することを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項記載の無線タグ情報読み取り装置において、
   前記受信手段は、
   前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記通常探索指令に応じて前記無線タグ回路素子から送信された前記応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信する
   ことを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項記載の無線タグ情報読み取り装置において、
   前記送信手段は、前記指令の送信パラメータを可変に制御する出力制御手段を備えており、
   前記しきい値設定手段は、前記出力制御手段による送信パラメータ設定値に応じて、前記しきい値を可変に設定することを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
7. 請求項６記載の無線タグ情報読み取り装置において、
   前記送信パラメータは、送信電力または送信位相であることを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項記載の無線タグ情報読み取り装置において、
   前記受信手段は、前記応答信号の受信感度を可変に制御する感度制御手段を備えており、
   前記しきい値設定手段は、前記感度制御手段による受信感度設定値に応じて、前記しきい値を可変に設定することを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項記載の無線タグ情報読み取り装置において、
   前記しきい値設定手段は、該しきい値を所定の条件で更新する更新手段を有することを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項記載の無線タグ情報読み取り装置において、
    前記送信手段又は前記受信手段の少なくとも一方は、前記無線タグ回路素子の前記ＩＣ回路部と非接触で情報送受を行うための複数のアンテナ素子を備えており、
    それら複数のアンテナ素子による指向性を制御する指向性制御手段を設け、
    前記しきい値設定手段は、前記指向性制御手段による指向性設定値に応じて、前記しきい値を可変に設定する
    ことを特徴とする無線タグ情報読み取り装置。
    

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