JP2007149060A - 無線タグ読取装置及び無線タグの位置検出方法並びに位置検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】リーダ・アンテナを移動させる構成において、電力を効率よくリーダ・アンテナから放射し、しかも、同軸ケーブルの長寿命化を図る。
【解決手段】ガイド１７と、このガイド上を移動するキャリッジ１８，１９と、このキャリッジに搭載された、質問器１１及びこの質問器と同軸ケーブル１３を介して接続したリーダ・アンテナ１２を備え、キャリッジ１８，１９の移動によって質問器１１とリーダ・アンテナ１２を一体で移動させ、質問器１１からの出力によってリーダ・アンテナ１２から電波を放射し、このリーダ・アンテナに対向した位置に並べて配置された複数の無線タグからタグＩＤを読取る。
【選択図】 図４

Description

本発明は、書類や書籍等の複数の物品に取付けられた無線タグから情報を読取る無線タグ読取装置、及びこの無線タグ読取装置を使用した無線タグの位置検出方法並びに位置検出プログラムに関する。

従来、無線タグ読取装置は、質問器とこの質問器に接続されたリーダ・アンテナを備え、質問器から出力される電力をリーダ・アンテナから、このリーダ・アンテナと対向して配置されている無線タグに対して電波を放射することで無線タグから情報を読取る構成になっている。この場合、無線タグとして、電池を搭載しないバッテリレス型の無線タグを使用した場合は、リーダ・アンテナから放射される電波を無線タグが受信するとその受信電力により駆動電力を取得し、質問器に対して識別情報等の情報を送信する。このような電池を搭載しないバッテリレス型の無線タグが無線タグ読取装置のリーダ・アンテナから電波を受信して動作するには、ある一定以上の受信電力が必要になる。

ところで、リーダ・アンテナと無線タグとの離間距離が大きくなると無線タグでの受信電力が低下する問題がある。また、リーダ・アンテナと無線タグとの離間距離が比較的小さくても無線タグが複数重なるように並んでいると、１枚の無線タグが受信できる電力が低下する問題がある。このような問題に対処するためには、複数重なるように並んでいる無線タグと通信を行う際には、リーダ・アンテナを無線タグに極力近づける必要がある。

しかし、無線タグが貼付された書類等が多数並べられた場合において、リーダ・アンテナを無線タグに極力近づけるようにすると、無線タグが配置されている位置におけるリーダ・アンテナの読取可能範囲が狭くなるため、一部の無線タグがリーダ・アンテナの読取可能範囲から外れることになる。

このようなことから、リーダ・アンテナを無線タグに極力近づけた状態でリーダ・アンテナを無線タグが並んでいる方向に往復移動させることでリーダ・アンテナの読取可能範囲を拡大し、並べられた全ての無線タグを読取るようにした無線タグ読取装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００５−１５７９１９号公報

通常、リーダ・アンテナは質問器と同軸ケーブル等の接続手段を介して接続されている。質問器から出力する電力を効率よくリーダ・アンテナから放射するためには、リーダ・アンテナと質問器とを接続する接続手段、例えば、同軸ケーブルは低損失のものを使用するのが望ましい。一般的に同軸ケーブルは直径が太いもの、長さが短いものほど低損失となる。

同軸ケーブルの一種に、外部導体に銅などの金属チューブを用いたセミリジッドケーブルがある。セミリジッドケーブルは、外部導体に網組線が使われる一般的な同軸ケーブルよりも低損失という特徴があるが、外部導体が金属のため固く、自由かつ容易に曲げられないという特性を持っている。従って、質問器とリーダ・アンテナが固定されているような状況においては、セミリジッドケーブルを使用することが可能である。

しかしながら、質問器を固定し、リーダ・アンテナを移動機構により往復移動させるためには、質問器とリーダ・アンテナとの接続手段として、外部導体が網組線からなる同軸ケーブルを使用し、かつケーブルの柔軟性が要求されるために同軸ケーブルは柔らかいもの、すなわち、径の細いものを使う必要がある。さらに、同軸ケーブルのケーブル長は、リーダ・アンテナの移動範囲を考慮して決める必要があり、短くすることは困難であった。結果として、リーダ・アンテナを往復移動させるものでは、質問器とリーダ・アンテナとを長く細い同軸ケーブルを使って接続することになり、このため、同軸ケーブルでの減衰が大きくなり、読取率の低下を招くという問題があった。また、リーダ・アンテナの移動により同軸ケーブルに伸長や圧縮などの大きな変形力が加わって同軸ケーブルが曲がったり伸びたりすることで同軸ケーブルの寿命低下を招く問題があった。

本発明はこのような問題を解決するために為されたもので、リーダ・アンテナを移動させる構成において、質問器とリーダ・アンテナを接続する同軸ケーブル等の接続手段を短くすることができ、これにより、質問器から出力する電力の減衰を低減し、電力を効率よくリーダ・アンテナから放射でき、しかも、接続手段を固定することができ、これにより、リーダ・アンテナが移動しても接続手段に対して大きな変形力が作用することは無く、接続手段の長寿命化を図ることができる無線タグ読取装置を提供する。さらには、接続手段として一般的な同軸ケーブルよりも低損失なセミリジッドケーブルを用いて質問器とリーダ・アンテナとを接続することができる無線タグ読取装置を提供する。

また、本発明は、この無線タグ読取装置を使用することで、並べて配置された複数の無線タグの位置検出が確実にできる無線タグの位置検出方法並びに位置検出プログラムを提供する。

本発明は、ガイドと、このガイドに沿って移動するキャリッジに載置される質問器と、この質問器と一体的に移動されるとともに質問器からの出力に基づいて複数の無線タグに対して電波を放射するリーダ・アンテナと、質問器から見て固定配置し質問器とリーダ・アンテナとを接続している接続手段とを備えた無線タグ読取装置にある。

また、本発明は、ガイド上を駆動パルスにより回転するステッピングモータを駆動源として移動するキャリッジに搭載された、質問器及びこの質問器の両側に配置されそれぞれ質問器と接続手段を介して接続された一対のリーダ・アンテナを、キャリッジの移動によって一体で移動させ、質問器からの出力を各リーダ・アンテナに選択的に与え、選択されたリーダ・アンテナから電波を放射し並べて配置された複数の無線タグを読取る無線タグ読取装置に対し、ステッピングモータの駆動パルス数、又は駆動時間をカウントするステップと、カウントした駆動パルス数、又は駆動時間と選択されたリーダ・アンテナの情報から、識別情報を読取った無線タグの位置を算出するステップと、算出した無線タグの位置を出力するステップを実行する無線タグの位置検出方法にある。

また、本発明は、ガイド上を駆動パルスにより回転するステッピングモータを駆動源として移動するキャリッジに搭載された、質問器及びこの質問器の両側に配置されそれぞれ質問器と接続手段を介して接続された一対のリーダ・アンテナを、キャリッジの移動によって一体で移動させ、質問器からの出力を各リーダ・アンテナに選択的に与え、選択されたリーダ・アンテナから電波を放射し並べて配置された複数の無線タグを読取る無線タグ読取装置に対し、コンピュータに、ステッピングモータの駆動パルス数、又は駆動時間をカウントするステップと、カウントした駆動パルス数、又は駆動時間と選択されたリーダ・アンテナの情報から、識別情報を読取った無線タグの読取り位置を算出するステップと、算出した読取り位置を出力するステップとを実行させる無線タグの位置検出プログラムにある。

本発明によれば、リーダ・アンテナを移動させる構成において、質問器とリーダ・アンテナを接続する同軸ケーブル等の接続手段を短くすることができ、これにより、質問器から出力する電力の減衰を低減し、電力を効率よくリーダ・アンテナから放射でき、しかも、接続手段を固定することができ、これにより、リーダ・アンテナが移動しても接続手段に対して大きな変形力が作用することは無く、接続手段の長寿命化を図ることができる無線タグ読取装置を提供できる。さらには、接続手段として一般的な同軸ケーブルよりも低損失なセミリジッドケーブルを用いて質問器とリーダ・アンテナとを接続することができる無線タグ読取装置を提供できる。

また、本発明によれば、この無線タグ読取装置を使用することで、並べて配置された複数の無線タグの位置検出が確実にできる無線タグの位置検出方法並びに位置検出プログラムを提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１に示すように、無線タグ読取装置１に対して、この無線タグ読取装置１を制御するコントローラ２を接続している。前記無線タグ読取装置１は、質問器１１とリーダ・アンテナ１２とで構成され、前記質問器１１とリーダ・アンテナ１２を接続手段、例えば、同軸ケーブル１３により接続し、質問器１１とリーダ・アンテナ１２との間で同軸ケーブル１３を介して高周波信号を伝達するようになっている。前記コントローラ２は、パーソナルコンピュータ等からなり、前記質問器１１に接続し、この質問器１１を制御するようになっている。

前記無線タグ読取装置１は、図２に示すように、周囲を長方形状の筐体１４で覆い、この筐体１４の上に、最下部位置に無線タグ１５を取付けた書類等の物品１６を、複数、長手方向に各無線タグ１５が対向し合うように並べて配置している。

前記無線タグ読取装置１は、図３、図４、図５に示すように、筐体１４内の長手方向に沿ってガイド（リニアガイド）１７を配置し、このガイド１７に沿って自在に移動可能な一対のキャリッジ１８，１９を設けている。前記各キャリッジ１８，１９は、連結部材２０で連結して一体化している。そして、一方のキャリッジ１８の上に前記質問器１１を配置し、他方のキャリッジ１９の上に前記リーダ・アンテナ１２を配置し、前記質問器１１とリーダ・アンテナ１２を前記同軸ケーブル１３で接続している。

前記キャリッジ１８に対する質問器１１の固定、及び前記キャリッジ１９に対するリーダ・アンテナ１２の固定は、接着剤を使用して直接固定してもよいし、両面テープ等を用いて固定してもよい。図６は前記キャリッジ１９に対するリーダ・アンテナ１２の固定の例を示すもので、両面テープなどの部材２１を使用して固定している。

前記各キャリッジ１８，１９は移動機構（図示せず）によってガイド１７の上を往復移動する構成になっている。移動機構としては、ガイド１７と並行して設けられたボールねじ、あるいは搬送ベルト等をモータにより回転駆動して各キャリッジ１８，１９を移動する周知のものである。

このような構成においては、質問器１１とリーダ・アンテナ１２とを接続する同軸ケーブル１３は固定できるので、低損失の同軸ケーブルを使用することができる。特に、セミリジッドケーブルのような、外部導体に金属チューブを使用したものも使用することができる。しかも、使用する距離を短くできるので、質問器１１から出力される電力はほとんど減衰することなくリーダ・アンテナ１２に伝達でき、また、同様にリーダ・アンテナ１２で受信した電波はほとんど減衰することなく質問器１１に伝達でき、送信時には電力を効率よくリーダ・アンテナ１２から放射できる。

これにより、無線タグ読取装置１と無線タグ１５との間の通信品質を向上させることができ、無線タグ１５からのタグＩＤの読取率を向上させることができる。
また、質問器１１とリーダ・アンテナ１２が同軸ケーブル１３で接続した状態で一体的に移動するので、この移動によって同軸ケーブル１３に対して大きな変形力が作用することは無く、同軸ケーブル１３の長寿命化を図ることができる。

また、質問器１１もリーダ・アンテナ１２と一体で移動することになるので、質問器１１に接続される電源ケーブル、質問器１１とコントローラ２とを接続する信号線が質問器１１の移動によって曲がったり、伸びたりするが、電源や信号のためのケーブルは曲げや伸ばしに強いフラットケーブルを使用することができ、しかも、質問器１１の移動範囲を考慮して十分な長さにできる。

従って、同軸ケーブル１３は勿論、電源ケーブルや信号線が断線等のトラブルを発生する虞はなく、装置全体の信頼性を向上できる。
なお、質問器１１とコントローラ２とはディジタル信号により制御されるため、信号の減衰はほとんど考慮する必要は無く、従って、質問器１１とコントローラ２との距離は長くても動作に支障はない。

図７はこの無線タグ読取装置１の使用例を示す図で、壁２２で仕切られた棚２３の底部に無線タグ読取装置１を取付ける。そして、棚２３内に複数の物品１６を、無線タグ読取装置１の上に並べて収納することで、無線タグ読取装置１は各物品１６に取付けられた無線タグ１５からタグＩＤ等の情報を読取る。このようにすることで、書類の在庫管理や位置検索等に利用することができる。

また、図８に示すように、一方のキャリッジ１８の上に質問器１１を配置し、他方のキャリッジ１９の上にリーダ・アンテナ１２を配置し、前記質問器１１とリーダ・アンテナ１２を接続手段としての同軸コネクタ１３′で接続することも可能である。このように、質問器１１とリーダ・アンテナ１２を同軸コネクタ１３′で接続して固定しても、質問器１１とリーダ・アンテナ１２が一体的に移動するので、何等問題は無い。

さらに、図９に示すように、一方のキャリッジ１８の上に質問器１１とリーダ・アンテナ１２を重ねて配置しても良い。この場合も、質問器１１とリーダ・アンテナ１２との接続は、同軸ケーブルや同軸コネクタなどの接続手段を使用する。

なお、この実施の形態では、質問器１１とリーダ・アンテナ１２を別体として、質問器１１とリーダ・アンテナ１２を同軸ケーブル、同軸コネクタ等の接続手段で接続するものについて述べたがこれに限定するものではなく、質問器１１とリーダ・アンテナ１２を何らかの接続手段で接続した状態で一つの筐体内に収められる構成であってもよい。

（第２の実施の形態）
なお、前述した第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。
図１０に示すように、質問器１１′を搭載したキャリッジ１８の両側に所定の間隔を隔ててキャリッジ３１，３２をガイド１７に対して移動自在に設け、前記キャリッジ１８とキャリッジ３１を連結部材３３で連結して一体化し、前記キャリッジ１８とキャリッジ３２を連結部材３４で連結して一体化している。

前記キャリッジ３１の上に第１のリーダ・アンテナ３５を両面テープ等の部材を使用して固定し、前記キャリッジ３２の上に第２のリーダ・アンテナ３６を同じく両面テープ等の部材を使用して固定し、前記質問器１１′と第１のリーダ・アンテナ３５を同軸ケーブル３７で接続し、前記質問器１１′と第２のリーダ・アンテナ３６を同軸ケーブル３８で接続している。

前記各キャリッジ１８，３１，３２は移動機構によってガイド１７の上を往復移動する構成になっている。すなわち、前記移動機構は、ガイド１７と並行して搬送ベルト３７をプーリ３８，３９間に掛け渡して配置し、前記搬送ベルト３７と前記連結部材３３間を連結部材４０で連結している。そして、例えば、一方のプーリ３８をモータ（図示せず）によって正逆回転駆動することで搬送ベルト３７を正逆搬送させ、これにより、前記各キャリッジ１８，３１，３２をガイド１７に沿って往復移動させる構成になっている。

前記質問器１１′は、図１１に示すように、コントローラ２によって制御され、このコントローラ２からの切替え信号によって第１のリーダ・アンテナ３５と第２のリーダ・アンテナ３６を選択的に切替えるようになっている。

前記質問器１１′はコントローラ２に制御されて第１のリーダ・アンテナ３５と第２のリーダ・アンテナ３６を選択的に切替えるが、その切替え方法としては、例えば、２通りが考えられる。

１つは、第１のリーダ・アンテナ３５と第２のリーダ・アンテナ３６を移動方向に応じて切替える方法で、図１２の(a)に移動方向の切替えタイミングを示し、図１２の(b)に選択するリーダ・アンテナの切替えタイミングを示すように、移動方向が右方向のときには第１のリーダ・アンテナ３５を選択し、移動方向が左方向のときには第２のリーダ・アンテナ３６を選択する。

もう１つは、１往復目は第１のリーダ・アンテナ３５を選択し、２往復目は第２のリーダ・アンテナ３６を選択するように１往復毎に切替える方法で、図１３の(a)に移動方向の切替えタイミングを示し、図１３の(b)に選択するリーダ・アンテナの切替えタイミングを示すように、最初に右方向、そして左方向と１往復する期間は第１のリーダ・アンテナ３５を選択し、次に右方向、そして左方向と１往復する期間は第２のリーダ・アンテナ３６を選択する。

このような構成においては、質問器１１′と各リーダ・アンテナ３５，３６とを接続する同軸ケーブル３７，３８は固定できるので、低損失の同軸ケーブルを使用することができる。特に、セミリジッドケーブルのような、外部導体に金属チューブを使用したものを使用することができる。しかも、使用する距離を短くできるので、質問器１１′から出力される電力はほとんど減衰することなくリーダ・アンテナ３７，３８に伝達でき、また、同様にリーダ・アンテナ３７，３８で受信した電波はほとんど減衰することなく質問器１１′に伝達でき、送信時には電力を効率よくリーダ・アンテナ３７，３８から放射できる。これにより、無線タグ読取装置１と無線タグ１５との間の通信品質を向上させることができ、無線タグ１５からのタグＩＤの読取率を向上させることができる。

また、質問器１１′の両側に第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６を配置しているので、例えば、各リーダ・アンテナ３５，３６の間隔をガイド１７の長さの略半分に設定することで、第１のリーダ・アンテナ３５がガイド１７の左端から中央部までの左半分の領域を受け持ち、第２のリーダ・アンテナ３６がガイド１７の中央部から右端までの右半分の領域を受け持つことでガイド全体の領域をカバーできることになる。そして、キャリッジ３１，３２にそれぞれリーダ・アンテナ３５，３６を固定する部材として例えば両面テープを使用すれば、リーダ・アンテナ３５，３６を容易に剥がすことができるので、各リーダ・アンテナ３５，３６の間隔をガイド１７の長さの略半分に設定する場合の微調整ができる。

これにより、図７に示すように棚に無線タグ読取装置１を取付け、棚内に複数の物品１６を並べて収納する場合に、無線タグ読取装置１の筐体１４上の全面にわたって物品１６を左端から右端まで並べることができ、このように並べても全ての物品１６の無線タグ１５からタグＩＤ等の情報を読取ることができる。

また、各キャリッジ１８，３１，３２がガイド１７を移動する距離はガイド１７の全長の半分でよく、従って、搬送ベルト３７を掛け渡すプーリ３８，３９の距離をガイド１７の全長の略半分にでき、移動機構の小形化を図ることができる。

そして、第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６の切替えを、図１２に示すように、移動方向に応じて切替える方法を採用した場合は、１往復で筐体１４上に並べられた全ての物品１６の無線タグ１５からタグＩＤを読取ることができるので、速度を重視する場合に適している。また、第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６の切替えを、図１３に示すように、１往復毎に切替える方法を採用した場合は、２往復で筐体１４上に並べられた全ての物品１６の無線タグ１５からタグＩＤを読取ることになり、読取率を重視する場合に適している。

なお、この実施の形態では質問器１１′をキャリッジ１８の上に搭載したがこれに限定するものではなく、キャリッジ１８を無くし、代わりに、キャリッジ３１とキャリッジ３２を１つの連結部材で連結し、その部材の上に質問器１１′を搭載するものであってもよい。

（第３の実施の形態）
この実施の形態は、前述した第２の実施の形態における移動機構の変形例について述べる。なお、前述した第２の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し詳細な説明は省略する。

図１４に示すように、移動機構は、ガイド１７と並行してボールねじ４１を配置し、このボールねじ４１を支持材４２，４３によって両側から支持している。そして、前記ボールねじ４１を前記支持材４３に取付けたステッピングモータ４４によって回転駆動するようになっている。前記ボールねじ４１には、ナット４５が設けられ、このナット４５と連結部材３３間を連結部材４６で連結している。

この移動機構は、ステッピングモータ４４を正逆回転することでボールねじ４１が正逆回転し、これにより、ナット４５がボールねじ４１上を左右に移動する。そして、前記各キャリッジ１８，３１，３２をガイド１７に沿って往復移動させる。従って、前記ステッピングモータ４４の回転方向、回転数を制御することによって、質問器１１′及び各リーダ・アンテナ３５，３６の移動方向及び移動速度を制御できる。

この場合も、各リーダ・アンテナ３５，３６の間隔Ｄをガイド１７の長さの略半分に設定することで、第１のリーダ・アンテナ３５がガイド１７の左端から中央部までの左半分の領域を受け持ち、第２のリーダ・アンテナ３６がガイド１７の中央部から右端までの右半分の領域を受け持つことでガイド全体の領域をカバーできることになる。

従って、この実施の形態においても、物品１６が筐体１４上の左端から右端まで並べられても全ての物品１６の無線タグ１５から情報を読取ることができるようになる。また、各キャリッジ１８，３１，３２がガイド１７を移動する距離はガイド１７の全長の半分でよく、従って、ボールねじ４１の長さをガイド１７の全長の略半分にでき、移動機構の小形化を図ることができる。

（第４の実施の形態）
この実施の形態で使用する無線タグ読取装置１の機械的構成は前述した第３の実施の形態と同一で、図１４に示す構成になっている。

前記無線タグ読取装置１は、図１５に示すように、質問器１１′がコントローラ２に制御されて第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６を切替えるとともに、前記コントローラ２に制御されて駆動パルスを発生する駆動パルス発生回路５１を設け、この駆動パルス発生回路５１からの駆動パルスをモータドライバ５２に供給している。なお、ここでは、第１のリーダ・アンテナ３５と第２のリーダ・アンテナ３６を切替える方法として、図１２に示す移動方向に応じて切替える方法を採用している。前記モータドライバ５２は与えられる駆動パルスに応じてステッピングモータ４４を回転駆動するようになっている。

前記コントローラ２は、駆動パルス発生回路５１を制御して駆動パルスを発生させると、その駆動パルス発生回路５１から駆動パルスを受け取り、内部に設けたカウンタでパルス数をカウントし、無線タグのＩＤ情報の読取り処理を行うと共に位置検出処理を行うようになっている。

すなわち、前記コントローラ２は、第１のリーダ・アンテナ３５がガイド１７の左端に位置している状態で、図１７に示すように、先ず、ステップＳ１にて、第１のリーダ・アンテナ３５を選択するように質問器１１′を制御する。そして、ステップＳ２にて、質問器１１′を制御して物品１６に取付けられた無線タグ１５の読み取りを開始させる。同時に、駆動パルス発生回路５１を駆動してステッピングモータ４４を回転し、質問器１１′及び第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６の右方向への移動を開始させる。

そして、ステップＳ３にて、無線タグ１５からのタグＩＤの読み取り状態を判断すると、ステップＳ４にて、位置算出処理を行う。また、ステップＳ３にて、タグＩＤの読み取りが無くなったことを判断すると、ステップＳ５にて、質問器１１′に対して読取り終了制御を行う。同時に駆動パルス発生回路５１を停止制御して駆動パルスの発生を停止させ、質問器１１′及び第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６の右方向への移動を停止させる。このとき、第２のリーダ・アンテナ３６がガイド１７の右端に位置するようになる。

続いて、ステップＳ６にて、第２のリーダ・アンテナ３６を選択するように質問器１１′を制御する。そして、ステップＳ７にて、質問器１１′を制御して物品１６に取付けられた無線タグ１５の読み取りを開始させる。同時に、駆動パルス発生回路５１を駆動してステッピングモータ４４を逆回転し、質問器１１′及び第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６の左方向への移動を開始させる。

そして、ステップＳ８にて、無線タグ１５からのタグＩＤの読み取り状態を判断すると、ステップＳ９にて、位置算出処理を行う。また、ステップＳ８にて、タグＩＤの読み取りが無くなったことを判断すると、ステップＳ１０にて、質問器１１′に対して読取り終了制御を行う。同時に駆動パルス発生回路５１を停止制御して駆動パルスの発生を停止させ、質問器１１′及び第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６の左方向への移動を停止させる。このとき、第１のリーダ・アンテナ３５がガイド１７の左端に位置するようになる。

最後に、ステップＳ１１にて、全ての無線タグの読み取りが完了したかを判断する。この判断は、例えば、コントローラ２の内部メモリに読取り対象となる無線タグのＩＤリストを予め設定しておき、実際に読取った無線タグのタグＩＤとメモリに設定されているＩＤリストのＩＤを照合することで行う。そして、読み残した無線タグがあると判断したときにはステップＳ１に戻って再度読取りを行い、また、読取りの完了を判断すると一連の処理を終了する。

なお、再度読取りを繰り返す場合は、何回も繰り返すことを避けるため、例えば、質問器１１′及び第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６が移動する往復回数を２回と予めすることで、繰り返し回数を１回だけ認め、再度の読取り時においてステップＳ１１でたとえ読み残しありと判断しても処理を終了させるようにしている。

前記ステップＳ４及びＳ９の位置算出処理は、図１８に示すように、ステップＳ２１にて、駆動パルス発生回路５１が発生する駆動パルスの数を内部に設けたカウンタでカウントし、ステップＳ２２にて、読取ったタグＩＤ、そのときのカウンタのカウント値及びアンテナ番号（第１アンテナか第２アンテナか）を内部に設けたメモリに記憶する。そして、ステップ２３にて、タグＩＤを読取った位置を算出し、ステップＳ２４にて、読取ったタグＩＤと算出したそのタグＩＤの位置を内部に設けたメモリに記憶して終了し、ステップＳ３にリターンする。

読取ったタグＩＤの位置算出は以下のようにして行う。
例えば、ガイド１７の全長が６０ｃｍ、第１のリーダ・アンテナ３５と第２のリーダ・アンテナ３６との距離Ｄが３０ｃｍ、質問器１１′及び第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６が１駆動パルス当たり移動する距離を０．０５ｍｍとする。

第１のリーダ・アンテナ３５が無線タグ１５からＩＤを読取ったときの位置は、ガイド１７の左端を０とすると、パルスカウント値×０．０５（ｍｍ）となる。また、第２のリーダ・アンテナ３６が無線タグ１５からＩＤを読取ったときの位置は、パルスカウント値×０．０５（ｍｍ）＋３００（ｍｍ）となる。

前記コントローラ２は、ステップＳ２４にて、読取ったタグＩＤと算出したそのタグＩＤの位置を内部に設けたメモリに記憶するが、そのメモリへの記憶としては、例えば、図１４に示すように、タグＩＤ、パルスカウント値、アンテナ番号、位置（ｃｍ）を１組のデータとして記憶する。なお、アンテナ番号「１」は第１のリーダ・アンテナ３５を示し、アンテナ番号「２」は第２のリーダ・アンテナ３６を示している。

図１６の場合、例えば、タグＩＤ「００３」を持った無線タグ１５は第１のリーダ・アンテナ３５で読取られ、その位置はガイド１７の左端から４００パルス目、すなわち、左端から２ｃｍの位置にあることを示している。また、タグＩＤ「０６２」を持った無線タグ１５は第２のリーダ・アンテナ３６で読取られ、その位置はガイド１７の中央から３００パルス目、すなわち、ガイド１７の左端から３１．５ｃｍの位置にあることを示している。

このように、タグＩＤとリニアガイド１７の左端からの位置が図１９に示すように対応づけられているので、無線タグ読取装置１上に置かれた無線タグ１５を取付けた書類等の物品１６を探す場合には、ＩＤ番号を入力すればその物品１６のある位置が分かるようになる。さらに、ＩＤ番号と物品の文書名を関連づけるようにすれば、文書名を入力することで物品の位置が分かるようにすることもできる。

物品１６の位置を知らせる例を示すと、図２０に示すように、無線タグ読取装置１の側面に例えば発光ダイオードのランプ５３を一定の間隔で複数配置し、入力したＩＤ番号に対応した位置に基づいて該当するランプ５３ａを点灯させる。この場合、ランプ５３の数は物品１６の数に比べて少なく、ランプ５３ａはこの近傍に該当する物品があることを示すことになる。従って、作業者は点灯したランプ５３ａの付近にある物品１６を見ることで容易に該当する物品を探すことができる。

なお、この実施の形態は、コントローラ２が駆動パルス発生回路５１からの駆動パルスをカウントし、そのパルスカウント値とタグＩＤを読取ったアンテナ番号によって、無線タグ１５の位置、すなわち、物品１６の位置を検出するようにしたがこれに限定するものではない。

例えば、質問器１１′及び第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６がガイド１７上を移動する速度を一定とし、その速度とタグＩＤを読取ったアンテナ番号によって、無線タグ１５及び物品１６の位置を検出することもできる。

このときにおける、ステップＳ４及びＳ９の位置算出処理は、図２１に示す処理になる。すなわち、コントローラ２は質問器１１′及び駆動パルス発生回路５１を制御して無線タグの読取りを開始すると、ステップＳ３１にて、内部に設けたタイマにより時間をカウントし、ステップＳ３２にて、読取ったタグＩＤ、そのときのカウンタのカウント値及びアンテナ番号（第１か第２か）を内部に設けたメモリに記憶する。そして、ステップ３３にて、タグＩＤを読取った位置を算出し、ステップＳ３４にて、読取ったタグＩＤと算出したそのタグＩＤの位置を内部に設けたメモリに記憶して終了し、ステップＳ３にリターンする。

ステップＳ３３においては、例えば、質問器１１′及び第１、第２のリーダ・アンテナ３５，３６がガイド１７上を移動する速度を５ｃｍ／秒とし、第１のリーダ・アンテナ３５が読取りを開始してから３秒後にあるタグＩＤを読取ったとすると、そのタグＩＤを記憶している無線タグ１５の位置を、５ｃｍ／秒×３秒＝１５ｃｍによって算出する。

このように時間をカウントする方式を使用した場合は、コントローラ２は駆動パルス発生回路５１から駆動パルスを受信してカウントする必要がなく、内部のクロックを使用してタイマで時間をカウントすればよいので処理は容易になる。

また、単に読取ったタグＩＤと読み取った順番とアンテナ番号によって、無線タグ１５及び物品１６の位置を検出することもできる。
このときにおける、ステップＳ４及びＳ９の位置算出処理は、図２２に示す処理になる。すなわち、コントローラ２は、ステップＳ４１にて、読取ったタグＩＤ、そのときの順番及びアンテナ番号（第１か第２か）を内部に設けたメモリに記憶する。そして、ステップ４２にて、タグＩＤを読取った位置を求め、ステップＳ４３にて、読取ったタグＩＤと算出したそのタグＩＤの位置を内部に設けたメモリに記憶して終了し、ステップＳ３にリターンする。

これは、無線タグ１５を取付けた物品１６が決められた間隔で並べられている場合に有効であり、この場合はコントローラ２が順番における位置情報を事前にテーブル等に持つことになる。そして、ステップ４２では読取ったＩＤの順番とアンテナ番号からテーブル等を参照してタグＩＤの位置を求めることになる。

このように読取ったタグＩＤの順番から位置を求める方式を使用した場合は、コントローラ２は計算を行う必要が無く、処理はさらに容易になる。

（第５の実施の形態）
この実施の形態はリーダ・アンテナの変形例について述べる。なお、無線タグ読取装置１におけるリーダ・アンテナ以外の構成は前述した第２、第３、第４の実施の形態のいずれの構成であってもよい。

図２３に示すように、第１のリーダ・アンテナ３５は、電波の放射方向である上方に延出し、かつ、電波の放射方向及び移動する方向と直交する方向に延出した長方形状の指向性を制限する導体からなる１対の遮蔽部材５４ａ，５４ｂを、移動方向の両端面に取付けている。また、第２のリーダ・アンテナ３６は、電波の放射方向である上方に延出し、かつ、電波の放射方向及び移動する方向と直交する方向に延出した長方形状の指向性を制限する導体からなる１対の遮蔽部材５５ａ，５５ｂを、移動方向の両端面に取付けている。

このように、遮蔽部材５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂを設けることで、各リーダ・アンテナ３５，３６から出力される電波はガイド１７に沿った横方向にはほとんど放射せずに真上方向に強く放射されるようになる。これにより、各リーダ・アンテナ３５，３６から放射される電波の指向性を鋭くでき、１つのリーダ・アンテナで無線タグのタグＩＤを読み取ることのできる範囲を狭くできる。その結果、無線タグの位置検出を精度良く行うことができる。

また、遮蔽部材５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂを設けることにより、リーダ・アンテナ３５，３６の上方への電波が集中するため、遮蔽部材が無い場合と比べて、より狭い間隔で並べられた無線タグのタグＩＤも読み取ることができるようになる。

なお、遮蔽部材５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂの配置はこの実施の形態に限定するものではなく、要は、リーダ・アンテナ３５，３６と一体で移動でき、また、リーダ・アンテナ３５，３６の電波を上方向に集中させる効果が得られる構成になっていればよい。従って、リーダ・アンテナ３５，３６から離して設けても良く、また、リーダ・アンテナ３５，３６の電波放射面上に設けても良い。また、リーダ・アンテナ３５，３６の電波放射面と垂直に設ける必要は無く、斜めに傾いていてもよい。

前述した各実施の形態では、ガイド１７はリニアガイドの例で図示したが、これに限定されることなく、キャリッジが移動する際にガイドの役割をするものであればどのような形態であっても良い。

また、質問器とリーダ・アンテナを接続するために使用する同軸ケーブルは、特にその種類を限定するものではない。例えば、外部導体に網組線が使われる一般的な同軸ケーブル以外に、外部導体に銅などの金属チューブを用いたセミリジッドケーブルなどを使うことも可能である。セミリジッドケーブルは低損失という特徴があるが、その構造上、外部導体に網組線が使われる一般の同軸ケーブルとは異なり、自由には曲がりにくいという特性を持つ。しかしながら、質問器とリーダ・アンテナとが一体で移動するために、ケーブルは一度接続してしまえば後は動かす必要が無いため、セミリジッドケーブルの使用は問題にはならない。

本発明の第１の実施の形態に係る全体の構成を示すブロック図。 同実施の形態において無線タグ読取装置に物品を載せた状態の外観を示す斜視図。 同実施の形態における無線タグ読取装置の要部構成を示す斜視図。 同実施の形態における無線タグ読取装置の要部構成を示す平面図。 同実施の形態における無線タグ読取装置の要部構成を示す側面図。 同無線タグ読取装置におけるリーダ・アンテナのキャリッジへの固定状態を示す図。 同実施の形態における無線タグ読取装置の使用例を示す部分図。 同実施の形態における質問器とリーダ・アンテナとの他の接続例を示す図。 同実施の形態における質問器とリーダ・アンテナとの他の配置例を示す図。 本発明の第２の実施の形態に係る無線タグ読取装置の要部構成を示す平面図。 同実施の形態の全体の構成を示すブロック図。 同実施の形態におけるリーダ・アンテナの切替え方法の一例を説明するためのタイミング図。 同実施の形態におけるリーダ・アンテナの切替え方法の他の例を説明するためのタイミング図。 本発明の第３の実施の形態に係る無線タグ読取装置の要部構成を示す平面図。 本発明の第４の実施の形態に係る全体の構成を示すブロック図。 同実施の形態においてコントローラのメモリに記憶したデータ例を示す図。 同実施の形態のコントローラによる無線タグの読取り及び位置検出の処理を示す流れ図。 図１５における位置算出処理の一例を示す流れ図。 同実施の形態における無線タグの位置データ例を示す図。 同実施の形態において無線タグ読取装置に物品を載せた状態の外観を示す斜視図。 同実施の形態における位置算出処理の他の例を示す流れ図。 同実施の形態における位置算出処理の他の例を示す流れ図。 本発明の第５の実施の形態に係る無線タグ読取装置の要部構成を示す斜視図。

符号の説明

１…無線タグ読取装置、１１…質問器、１２…リーダ・アンテナ、１３…同軸ケーブル、１５…無線タグ、１７…ガイド、１８，１９…キャリッジ。

Claims (10)

1. ガイドと、
   このガイドに沿って移動するキャリッジに載置される質問器と、
   この質問器と一体的に移動されるとともに前記質問器からの出力に基づいて複数の無線タグに対して電波を放射するリーダ・アンテナと、
   前記質問器から見て固定配置し前記質問器と前記リーダ・アンテナとを接続している接続手段とを備えたことを特徴とする無線タグ読取装置。
2. ガイドと、
   このガイドに沿って移動するキャリッジに載置される質問器と、
   この質問器と一体的に移動されるとともに前記質問器からの出力に基づいて複数の無線タグに対して電波を放射する一対のリーダ・アンテナと、
   前記一対のリーダ・アンテナを前記質問器の両側に配置し、かつ、前記質問器から見て固定配置し前記質問器と前記各リーダ・アンテナとを接続している接続手段とを備えたことを特徴とする無線タグ読取装置。
3. リニアガイドと、
   このリニアガイド上を移動するキャリッジと、
   このキャリッジに搭載された、質問器及びこの質問器と同軸ケーブルを介して接続したリーダ・アンテナを備え、
   前記キャリッジの移動によって前記質問器とリーダ・アンテナを一体で移動させ、前記質問器からの出力によって前記リーダ・アンテナから電波を放射し、このリーダ・アンテナに対向した位置に並べて配置された複数の無線タグを読取ることを特徴とする無線タグ読取装置。
4. リニアガイドと、
   このリニアガイド上を移動するキャリッジと、
   このキャリッジに搭載された、質問器及びこの質問器の両側に配置され、それぞれ前記質問器と同軸ケーブルを介して接続された１対のリーダ・アンテナを備え、
   前記キャリッジの移動によって前記質問器と１対のリーダ・アンテナを一体で移動させ、前記質問器からの出力によって前記各リーダ・アンテナから電波を放射し、この各リーダ・アンテナに対向した位置に並べて配置された複数の無線タグを読取ることを特徴とする無線タグ読取装置。
5. ガイドに沿ってキャリッジを往復移動させ、質問器は、前記キャリッジが一方向に移動する時には一方のリーダ・アンテナから電波を放射し、前記キャリッジが逆方向に移動する時には他方のリーダ・アンテナから電波を放射するように出力を切替えることを特徴とする請求項２又は４記載の無線タグ読取装置。
6. リーダ・アンテナは、電波の放射方向に延出し、かつ、電波の放射方向及び移動する方向と直交する方向に延出した指向性を制限する遮蔽部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１記載の無線タグ読取装置。
7. ガイド上を駆動パルスにより回転するステッピングモータを駆動源として移動するキャリッジに搭載された、質問器及びこの質問器の両側に配置されそれぞれ前記質問器と接続手段を介して接続された一対のリーダ・アンテナを、前記キャリッジの移動によって一体で移動させ、前記質問器からの出力を前記各リーダ・アンテナに選択的に与え、選択されたリーダ・アンテナから電波を放射し並べて配置された複数の無線タグを読取る無線タグ読取装置に対し、
   前記ステッピングモータの駆動パルス数、又は駆動時間をカウントするステップと、
   カウントした駆動パルス数、又は駆動時間と選択されたリーダ・アンテナの情報から、識別情報を読取った無線タグの位置を算出するステップと、
   算出した無線タグの位置を出力するステップと、
   を実行することを特徴とする無線タグの位置検出方法。
8. カウントするステップは、ステッピングモータの駆動パルス数をカウントし、
   読取り位置を算出するステップは、カウントした駆動パルス数と選択されたリーダ・アンテナの初期位置情報とこのリーダ・アンテナの１駆動パルス当たりの移動距離とから、識別情報を読取った無線タグの読取り位置を算出することを特徴とする請求項５記載の無線タグの読取り位置検出方法。
9. カウントするステップは、ステッピングモータの駆動時間をカウントし、
   読取り位置を算出するステップは、カウントした駆動時間と選択されたリーダ・アンテナの初期位置情報とこのリーダ・アンテナの移動速度とから、識別情報を読取った無線タグの読取り位置を算出することを特徴とする請求項７記載の無線タグの読取り位置検出方法。
10. ガイド上を駆動パルスにより回転するステッピングモータを駆動源として移動するキャリッジに搭載された、質問器及びこの質問器の両側に配置されそれぞれ前記質問器と接続手段を介して接続された一対のリーダ・アンテナを、前記キャリッジの移動によって一体で移動させ、前記質問器からの出力を前記各リーダ・アンテナに選択的に与え、選択されたリーダ・アンテナから電波を放射し並べて配置された複数の無線タグを読取る無線タグ読取装置に対し、
    コンピュータに、
    前記ステッピングモータの駆動パルス数、又は駆動時間をカウントするステップと、
    カウントした駆動パルス数、又は駆動時間と選択されたリーダ・アンテナの情報から、識別情報を読取った無線タグの読取り位置を算出するステップと、
    算出した読取り位置を出力するステップと、
    を実行させることを特徴とする無線タグの位置検出プログラム。

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