JP2013167927A - 読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通信不能状態の発生を抑制しつつ、ＲＦＩＤタグとの通信時間の短縮化を図り得る、読取装置を提供する。
【解決手段】ＲＦＩＤタグ（ＩＣカード）２０から情報を読み取るため、読取装置１０は、情報読取信号を出力するアンテナ１１と、情報読取信号の供給側のインピーダンスとＲＦＩＤタグ２０のインピーダンスとを整合させる整合部１２と、情報読取信号の出力及び情報の読み取りのための制御を行なう制御部１３とを備える。整合部１２は、複数のインピーダンス素子と、制御部１３からの指示に応じて、アンテナ１１に接続させるインピーダンス素子の切り替えを行なうスイッチとを備える。制御部１３は、インピーダンス素子に対して前記アンテナに接続させる際の順序を設定し、情報を読み取れない場合に、スイッチに対して、順序に従って、インピーダンス素子の切り替えを行なわせ、その後、再度情報の読み取りを実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグからの情報の読み取りに用いられる読取装置に関する。

近年、非接触型のＩＣカードに代表されるＲＦＩＤタグは、公共の交通機関、小売店での支払い、入退室管理といった多くの分野で採用されているが、ＲＦＩＤタグと読取装置との間の通信は、電磁誘導を利用して行なわれるため、両者間の距離に制約がある。

つまり、ＲＦＩＤタグと読取装置とが接近しすぎたり、離れすぎたりすると、両者間での通信が不可能となってしまう。図７は、ＲＦＩＤタグと読取装置との通信が不可能になる領域を示す図である。

図７において、領域Ａは、読取装置のアンテナからの距離が０ｍｍ〜Ｘｍｍとなる領域であり、領域Ａでは、ＲＦＩＤタグは読取装置に接近しすぎとなり、両者間の通信が不可能となる。なお、ＲＦＩＤタグが領域Ａにあり、読取装置とＲＦＩＤタグとの通信が不可能となっている状態は、「ＮＵＬＬ」と呼ばれている。

また、領域Ｃは、読取装置のアンテナからの距離がＹ（Ｙ＞Ｘ）ｍｍ以上となる領域であり、領域Ｃでは、ＲＦＩＤタグは読取装置から離れすぎとなり、両者間の通信が不可能になる。一方、領域Ｂは、読取装置のアンテナからの距離がＸｍｍ〜Ｙｍｍとなる領域であり、領域Ｂでは、ＲＦＩＤと読取装置との通信が可能となる。

このため、例えば、ＲＦＩＤタグと読取装置との接近しすぎを防止する構造が、読取装置に付加されることがある。この場合、ＲＦＩＤタグと読取装置との距離は構造的に制約され、ＮＵＬＬが回避される。

また、特許文献１及び２は、ＲＦＩＤタグとアンテナとの距離を測定するセンサと、測定された距離に応じて自動的に共振周波数を変更するチューニング回路とを実装した、読取装置を提案している。特許文献１又は２に開示された読取装置によれば、ＲＦＩＤタグの位置に応じて、通信不可能となる領域を変更でき、通信不能な状態の発生が抑制される。

更に、特許文献３は、アンテナと接続された整合回路においてインピーダンスを調整できるようにした読取装置を開示している。具体的には、特許文献３に開示された読取装置は、整合回路に加えて、インピーダンス調整回路と、これを制御する制御ユニットとを備えている。

このうち、インピーダンス調整回路は、インピーダンス素子及びスイッチからなる直列回路を複数個備えている。そして、制御ユニットは、ＲＦＩＤタグがＮＵＬＬとなると、各直列回路のスイッチを切り替えて、整合回路のインピーダンスを調整する。この結果、ＲＦＩＤタグに供給される電力が大きくなり、ＮＵＬＬが回避される。特許文献３に開示された読取装置によっても、通信不能な状態の発生が抑制される。

特開２００６−２３８３９８号公報 特開２００６−２７９８１３号公報 特開２００８−２２６０９３号公報

ところで、読取装置に対して、構造的に距離に制約を加える場合は、読取装置の筐体が大きくなるという問題と、実質的な通信距離が短くなるという問題とが発生してしまう。また、特許文献１及び２に開示された読取装置では、距離センサ及びその制御回路が新たに必要となるため、回路コストが大きく上昇するという問題が発生する。

これに対して、特許文献３に開示された読取装置では、このような問題には対応できると考えられるが、ＲＦＩＤタグと読取装置との間の通信に時間がかかるという別の問題が発生する。

即ち、特許文献３に開示された読取装置において、通信不能となる状態を回避するためには、インピーダンス調整回路に多数の直列回路を搭載する必要がある。しかし、このような構成とすると、直列回路におけるスイッチを何度も切り替えなければ、インピーダンスを適切な値に調整できない場合があり、結果、ＲＦＩＤタグと読取装置との間の通信に時間がかかってしまう。

本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、通信不能状態の発生を抑制しつつ、ＲＦＩＤタグとの通信時間の短縮化を図り得る、読取装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一側面における読取装置は、ＲＦＩＤタグから情報を読み取るための読取装置であって、前記情報の読み取りのための信号を出力する、アンテナと、前記信号の供給側のインピーダンスと前記ＲＦＩＤタグのインピーダンスとを整合させる、整合部と、前記信号の出力及び前記情報の読み取りのための制御を行なう、制御部と、を備え、前記整合部は、複数のインピーダンス素子と、前記制御部からの指示に応じて、前記アンテナに接続させる前記インピーダンス素子の切り替えを行なうスイッチと、を備え、前記制御部は、複数の前記インピーダンス素子に対して前記アンテナに接続させる際の順序を設定し、前記ＲＦＩＤタグから前記情報を読み取れない場合に、前記スイッチに対して、前記順序に従って、前記インピーダンス素子の切り替えを行なわせ、その後、再度前記情報の読み取りを実行する、ことを特徴とする。

以上のように、本発明における読取装置によれば、通信不能状態の発生を抑制しつつ、ＲＦＩＤタグとの通信時間の短縮化を図ることができる。

図１は、本発明の実施の形態１における読取装置の構成を示すブロック図である。 図２は、図１に示す整合部の具体的構成を示す構成図である。 図３は、本発明の実施の形態１における読取装置の動作を示すフロー図である。 図４は、本発明の実施の形態２における読取装置が備える整合部の具体的構成を示す構成図である。 図５は、本発明の実施の形態２における順序の設定処理の一例を説明するための図である。 図６は、本発明の実施の形態２における読取装置の動作を示すフロー図である。 図７は、ＲＦＩＤタグと読取装置との通信が不可能になる領域を示す図である。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における読取装置について、図１〜図３を参照しながら説明する。

［装置構成］
最初に、本実施の形態１における読取装置１０の構成を、図１及び図２を用いて説明ずる。図１は、本発明の実施の形態１における読取装置の構成を示すブロック図である。図２は、図１に示す整合部の具体的構成を示す構成図である。

図１に示す、本実施の形態１における読取装置１０は、ＲＦＩＤタグ２０から、情報を読み取るための装置である。図１の例では、ＲＦＩＤタグ２０は、カード状に形成されたＩＣカードであり、以下、「ＩＣカード２０」と表記する。なお、本実施の形態１において、ＲＦＩＤタグは、カード状に限定されることはなく、ラベル状、はがき状、帯状等いずれであっても良い。

図１に示すように、読取装置１０は、アンテナ１１と、整合部１２と、制御部１３と、ＲＦ部１４とを備えている。更に、読取装置１０は、読み取った情報の出力先となる上位システム３０に接続されている。上位システム３０としては、交通機関の自動改札システム、入退管理システム、商品管理システム、などが挙げられる。

また、アンテナ１１は、情報の読み取りのための信号（以下「情報読取用信号」と表記する。）の出力に用いられる。ＲＦ部１４は、整合部１２を介して、アンテナ１１に情報読取用信号を供給する。

具体的には、ＲＦ部１４は、搬送波となる高周波を生成し、これを増幅した後、搬送波に情報読取信号をのせて出力する。アンテナは、情報読取用信号を搬送する搬送波（電波）を放射する。また、ＲＦ部１４は、ＩＣカード２０が負荷変調によって情報を出力すると、検波及び復調を行なって情報を抽出し、抽出した情報を制御部１３に出力する。

整合部１２は、情報読取用信号の供給側（ＲＦ部１４）のインピーダンスとＩＣカード（ＲＦＩＤ）２０のインピーダンスとを整合させる整合回路である。具体的には、図２に示すように、整合部１２は、ＲＦ部１４とアンテナ１２とを接続させる配線１２４と、配線上に設けられた結合容量１２５とを備えている。

また、図２に示すように、整合部１２は、更に、インピーダンス素子１２１及び１２２と、スイッチ１２０とを備えている。このうち、スイッチ１２０は、制御部１３からの指示に応じて、アンテナ１１（配線１２４）に接続させるインピーダンス素子を切り替える。

制御部１３は、情報読取用信号の出力及び情報の読み取りのための制御、具体的には、ＲＦ部１４の制御を行なう。また、制御部１３は、ＲＦ部１４の制御に加えて、インピーダンス素子１２１及び１２２に対してアンテナ１１に接続させる際の順序を設定する。そして、制御部１３は、ＩＣカード２０から情報を読み取れない場合が発生すると、スイッチ１２０に対して、設定順序に従って、インピーダンス素子の切り替えを行なわせ、その後、再度、情報の読み取りを実行する。

このように、本実施の形態１における読取装置１０では、ＩＣカードの読み取りの可否をインプットとして、整合回路におけるインピーダンスが切り替えられる。つまり、ＩＣカード２０がアンテナ１１に近づいて、情報読取用信号の供給側のインピーダンスが、ＩＣカード２０のインピーダンスからずれた場合は、再度、インピーダンス整合が行なわれる。結果、ミスマッチロスが小さくなり、送信電力は大きくなるので、ＩＣカードからの情報の読み取りが可能となる。

従って、本実施の形態１における読取装置１０によれば、距離に制約を与える構造は必要ないので、実質的な通信距離が短くなるという問題が発生する余地はない。また、距離センサ及びその制御回路は、必要とされないので、回路コストが上昇するという問題も発生しない。

更に、本実施の形態１では、情報の読取が不可能であった場合のインピーダンス整合は、インピーダンス素子を、設定順序に沿って切り替えることによって行なわれるので、ＲＦＩＤタグと読取装置１０との間の通信にかかる時間を短縮できる。また、本実施の形態１では、順序の設定の仕方は、特に限定されるものではないが、無駄な切り替えが発生しないように、例えば、順序は、過去の実績、読取装置１０の使用環境等に基づいて設定されているのが好ましい。

また、本実施の形態１において、インピーダンス素子１２１及び１２２の具体例としては、チップコンデンサ、インダクタなどが挙げられる。そして、各インピーダンス素子の仕様は、例えば、ＩＣカード２０とアンテナとの距離が確保されている場合（図７に示す領域Ｂ参照）、又はＩＣカード２０がアンテナに接近し過ぎている場合（図７に示す領域Ａ参照）に、情報読取用信号の供給側のインピーダンスとＩＣカード２０のインピーダンスとの整合が図られるように設定される。

更に、本実施の形態１において、インピーダンス素子の数は、限定されず、２以上であれば良い。また、インピーダンス素子の数が３以上であるときは、各インピーダンス素子の仕様は、ＩＣカード２０とアンテナとの距離が確保されている場合、ＩＣカード２０がアンテナに接近し過ぎている場合に加えて、それぞれの前後の場合にも整合が図られるように設定される。

また、本実施の形態１において、スイッチ１２０は、制御部１３からの指示に応じてインピーダンス素子の切り替えを行なえるものであれば特に限定されるものではない。具体例としては、ディスクリート部品の高周波スイッチが挙げられる。この場合、スイッチ１２０は、各インピーダンス素子に対応する複数のダイオードを備えており、制御部１３からの制御信号に応じてダイオードを切り替える。結果、インピーダンス素子の切り替えが実行される。

更に、各インピーダンス素子が、単体スイッチの機能を有している場合であれば、スイッチ１２０は、各インピーダンス素子のスイッチ機能によって構成されていても良い。この場合は、回路の簡易化を図ることができ、整合部１２の製造コストの低減が図られる。

［装置動作］
次に、本発明の実施の形態１における読取装置１０の動作について図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１における読取装置の動作を示すフロー図である。また、以下の説明では、適宜、図１及び図２を参照する。

更に、以下においては、（１）ＩＣカード２０が領域Ｂに位置している場合、（２）ＩＣカード２０が領域Ａに位置している場合、及び（３）ＩＣカード２０が領域Ｃに位置している場合のそれぞれについて（図７参照）、読取装置１０の動作を説明する。

まず、読取装置１０の初期設定について説明する。整合部１２は、図２に示したように、２つのインピーダンス素子１２１及び１２２を備えている。よって、整合部１２における整合回路のパターン数Ｎは「２」となる（Ｎ＝２）。なお、本実施の形態１では、Ｎは２以上（Ｎ≧２）であれば良い。

インピーダンス素子１２１の仕様は、ＩＣカード２０がアンテナに接近し過ぎている場合（図７に示す領域Ａ参照）に、情報読取用信号の供給側のインピーダンスとＩＣカード２０のインピーダンスとの整合が図られるように設定されている。インピーダンス素子１２２の仕様は、ＩＣカード２０とアンテナとの距離が確保されている場合（図７に示す領域Ｂ参照）に、情報読取用信号の供給側のインピーダンスとＩＣカード２０のインピーダンスとの整合が図られるように設定されている。

また、図３の例では、制御部１３は、インピーダンス素子をアンテナ１１に接続させる際の切り替えの順序を、（１）インピーダンス素子１２２、（２）インピーダンス素子１２１の順に設定する。よって、初期状態では、インピーダンス素子１２２が整合回路に接続されており、このとき、図３に示す変数ｘの値は１となる（ｘ＝１）。また、インピーダンス素子１２１が整合回路に接続された状態では、変数ｘの値は２となる（ｘ＝２）。

（１）ＩＣカードが領域Ｂにある場合
最初に、制御部１３は、順序が先頭のインピーダンス素子を整合回路に接続させ、そして、ＲＦ部１４に、情報読取用信号を乗せた搬送波を生成させて、これを出力させる。これにより、アンテナ１１から、情報読取信号が送信される（ステップＡ１）。

次に、制御部１３は、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが可能であったかどうかを判定する（ステップＡ２）。具体的には、制御部１３は、ＲＦ部１４から、それによって抽出された情報が出力されてきているかどうかを判定する。

ＩＣカード２０は、図７に示す領域Ｂに位置しており、更に、初期状態（ｘ＝１）ではインピーダンス素子１２２が整合回路に接続されているので、情報の読み取りは可能となる。ステップＡ２において、制御部１３は、読み取りが可能であると判定する（ステップＡ２においてＹｅｓ）。

制御部１３がステップＡ２においてＹｅｓと判定した場合は、情報読取装置１０において、情報の読み取りのための処理は終了する。なお、この後、制御部１３は、更に、読み取った情報を上位システム３０（図１参照）に送信するといった処理も行なう。

また、制御部１３は、ステップＡ２においてＹｅｓと判定した後に、更に、ｘの値が１より大きいかどうかを判定することができる。この場合、上述したように、初期状態（ｘ＝１）であるので、制御部１３は、ｘの値が１より大きくないと判定する。そして、この結果から、制御部１３は、ＩＣカード２０はアンテナ１１から一定の距離をおいた領域（領域Ｂ）に位置していると判断する。

（２）ＩＣカードが領域Ａにある場合
最初に、上記（１）の場合と同様に、制御部１３は、順序が先頭のインピーダンス素子を整合回路に接続させ、そして、ＲＦ部１４に、アンテナ１１を介して、情報読取信号を送信させる（ステップＡ１）。続いて、制御部１３は、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが可能であったかどうかを判定する（ステップＡ２）。

ＩＣカード２０は、図７に示す領域Ａに位置しており、更に、初期状態（ｘ＝１）ではインピーダンス素子１２２が整合回路に接続されているので、インピーダンスが整合せず、情報の読み取りは不可能となる。ステップＡ２において、制御部１３は、読み取りが不可能であると判定する（ステップＡ２においてＮｏ）。

次に、制御部１３は、ｘの値に「１」を加算する（ステップＡ３）。これにより、ｘの値は「２」となる（ｘ＝２）。続いて、制御部１３は、ｘの値がＮ（＝２）以下であるかどうかを判定する（ステップＡ４）。

上述したように、ｘ＝２となっているので、ステップＡ４において、制御部１３は、ｘの値はＮ以下であると判定する（ステップＡ４においてＹｅｓ）。次に、制御部１３は、整合部１２のスイッチ１２０にインピーダンス素子の切り替えを指示し（ステップＡ５）、その後、再度、ステップＡ１を実行する。これにより、インピーダンス素子１２１が整合回路に接続された状態で、情報の読み取りが実行される。

次に、ステップＡ１の実行後、制御部１３は、ステップＡ２を実行して、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが可能であったかどうかを判定する。この場合は、インピーダンス素子１２１が整合回路に接続されているので、インピーダンスが整合し、情報の読み取りは可能となる（ステップＡ２においてＹｅｓ）。

制御部１３がステップＡ２においてＹｅｓと判定した場合は、情報読取装置１０において、情報の読み取りのための処理は終了する。なお、この後、制御部１３は、更に、読み取った情報を上位システム３０（図１参照）に送信するといった処理も行なう。

また、制御部１３は、（１）の場合と同様に、（２）の場合においても、ステップＡ２においてＹｅｓと判定した後に、更に、ｘの値が１より大きいかどうかを判定することができる。上述したように、ｘ＝２であるので、制御部１３は、ｘの値が１より大きいと判定する。そして、この結果から、制御部１３は、ＩＣカード２０はアンテナ１１に最接近した領域（領域Ａ）に位置していると判断する。

（３）ＩＣカードが領域Ｃにある場合
最初に、上記（１）及び（２）の場合と同様に、制御部１３は、順序が先頭のインピーダンス素子を整合回路に接続させ、そして、ＲＦ部１４に、アンテナ１１を介して、情報読取信号を送信させる（ステップＡ１）。続いて、制御部１３は、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが可能であったかどうかを判定する（ステップＡ２）。

ＩＣカード２０は、図７に示す領域Ｃに位置しており、インピーダンスを整合させるインピーダンス素子は存在しないので、情報の読み取りは不可能となる。よって、ステップＡ２において、制御部１３は、読み取りが不可能であると判定する（ステップＡ２においてＮｏ）。

次に、制御部１３は、ステップＡ３及びＡ４を実行する。この場合も、上記（２）の場合と同様に、ステップＡ４において、制御部１３は、ｘの値はＮ以下であると判定する。そして、制御部１３は、ステップＡ５でインピーダンス素子を切り替えた後、再度、ステップＡ１を実行する。

次に、制御部１３は、再度、ステップＡ２を実行するが、ステップＡ５でインピーダンス素子が切り替えられていても情報の読み取りは不可能となるので、ステップＡ２において、再度、読み取りが不可能であると判定する。

従って、制御部１３は、ステップＡ３及びＡ４を実行するが、ステップＡ３でｘの値は「３」となるので、ステップＡ４において、ｘの値はＮ以下でないと判定する（ステップＡ４においてＮｏ）。その後、制御部１３は、ＩＣカード２０はアンテナ１１から離れすぎた領域（領域Ｃ）に位置していると判断する（ステップＡ６）。

ステップＡ６の実行により、情報読取装置１０において、情報の読み取りのための処理は終了する。但し、制御部１３は、上位システム３０（図１参照）に対しては、ＩＣカード２０の位置が離れすぎていることによって情報を読み取れない旨を通知する。

以上のように本実施の形態１では、ＩＣカード２０からの情報の読み取りができなかったことをインプットとして、インピーダンス素子の切り替えが行なわれる。また、その切り替えの順序は、無駄な切り替えが発生し難いように、設定されている。従って、情報読取装置１０によれば、通信不能状態の発生を抑制しつつ、ＩＣカード（ＲＦＩＤタグ）２０との通信時間の短縮化を図ることができる。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２における読取装置について、図４〜図６を参照しながら説明する。

［装置構成］
最初に、本実施の形態２における読取装置の構成を、図４を用いて説明ずる。図４は、本発明の実施の形態２における読取装置が備える整合部の具体的構成を示す構成図である。

本実施の形態２における読取装置は、制御部が情報の読み取りの実績に応じて設定順序の見直しを行なう点において、実施の形態１で図１に示した読取装置１０と異なっている。以下に、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

なお、図４に示すように、本実施の形態２では、整合部１２は、３つのインピーダンス素子１２１〜１２３を備えているが、これはインピーダンス素子の数を限定する趣旨ではない。また、これらの点以外においては、本実施の形態２における読取装置は、図１に示した読取装置１０と同様であるので、以下の説明では、適宜、図１を参酌する。

本実施の形態２においては、制御部１３は、インピーダンス素子毎に、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが可能となった回数を計測し、回数が多いほど順位が早くなるように、切り替えの際の順序を設定する。また、制御部１３は、回数が同じとなった２以上のインピーダンス素子に対しては、情報の読み取りが可能となった時期が新しいほど順位が早くなるように、順序を設定することもできる。

このため、本実施の形態２においては、実運用上で最も使用頻度の高いインピーダンス素子が優先的に選択されるため、インピーダンス素子の切り替えにかかる時間を短縮化でき、結果、ＩＣカードと読取装置との間の通信時間をいっそう短縮化できる。

また、本実施の形態２では、インピーダンス素子それぞれの回数の合計に対して閾値が設定されていても良い。この場合、制御部１３は、回数の合計が閾値を越えると、最も古い時期に実行された情報の読み取りを回数に含んでいるインピーダンス素子について、その回数を減算することができる。この結果、切り替えの際の設定順序がよりいっそう適切なものとなる。

ここで、図４及び図５を参照しながら、制御部１３による順序の設定処理の具体例について説明する。図５は、本発明の実施の形態２における設定処理の一連の流れを説明するための図であり、図５（ａ）〜図５（ｇ）それぞれは、設定処理における主な工程を示している。なお、以下の説明では、インピーダンス素子１２１を「Ａ」、インピーダンス素子１２２を「Ｂ」、インピーダンス素子１２３を「Ｃ」と表記する（図４参照）。

まず、図５（ａ）に示すように、初期状態では、切り替えの順序は、「Ａ→Ｂ→Ｃ」に設定されている。また、各インピーダンス素子において、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが可能となった回数（以下「読取成功回数」と表記する。）の初期値は、「０」に設定されている。

次に、図５（ｂ）に示すように、１回目の通信により、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが成功するとする。整合回路には、Ａが接続されているので、制御部１３は、Ａの読取成功回数に「１」を加算する。

この場合、最も回数が多いのは、Ａの読取成功回数であるので、順序は、初期状態「Ａ→Ｂ→Ｃ」のままである。

次に、図５（ｃ）に示すように、整合回路に接続されているインピーダンス素子が、Ｂに切り替えられた状態で、２回目の通信が行なわれ、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが成功するとする。制御部１３は、Ｂの読取成功回数に「１」を加算する。

この場合、Ａの読取成功回数と、Ｂの読取成功回数とは、共に「１」であるが、情報の読み取りが可能となった時期が新しいのは、Ｂである。従って、制御部１３は、順序を入れ替え、「Ｂ→Ａ→Ｃ」の順に変更する。

次に、図５（ｄ）に示すように、整合回路に接続されているインピーダンス素子が、再度、Ａに切り替えられた状態で、３回目の通信が行なわれ、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが成功するとする。制御部１３は、Ａの読取成功回数に「１」を加算する。

この場合、最も回数が多いのは、Ａの読取成功回数となるので、制御部１３は、順序を入れ替え、「Ａ→Ｂ→Ｃ」の順に変更する。

次に、図５（ｅ）に示すように、整合回路に接続されているインピーダンス素子が、Ｃに切り替えられた状態で、４回目の通信が行なわれ、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが成功するとする。制御部１３は、Ｃの読取成功回数に「１」を加算する。

この場合、Ｃの読取成功回数と、Ｂの読取成功回数とは、共に「１」であるが、情報の読み取りが可能となった時期が新しいのは、Ｃである。但し、読取成功回数が最も多いのは、Ａのままである。従って、制御部１３は、順序を入れ替え、「Ａ→Ｃ→Ｂ」の順に変更する。

次に、図５（ｆ）に示すように、インピーダンス素子それぞれの読取成功回数の合計に対して、閾値として「１００」が設定されているとする。そして、読取成功回数の合計が１００回になったときに、Ａの読取成功回数が「４」、Ｂの読取成功回数が「９０」、Ｃの読取成功回数が「６」であったとする。

この場合、順序は、「Ｂ→Ｃ→Ａ」に設定される。また、この場合の順序は、読取装置の設置環境、ＲＦＩＤタグの種類などに応じた最適な順序であると考えられる。よって、閾値を超えた時点で、順序は固定されても良い。

一方、図５（ｇ）に示すように、インピーダンス素子それぞれの読取成功回数の合計が、閾値を超えた場合に、制御部１３は、最も古い時期に実行された情報の読み取りを成功読取回数に含んでいるインピーダンス素子について、その成功読取回数を減算することができる。

例えば、整合回路に接続されているインピーダンス素子が、Ｃに切り替えられた状態で、１０１回目の通信が行なわれ、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが成功するとする。制御部１３は、Ｃの読取成功回数に「１」を加算すると共に、１回目の通信での情報の読み取りに成功したＡの読取成功回数から「１」を減算する。

このように、読取成功回数の合計を固定値とした上で、新しく読み取りが成功する度に各成功読取回数を更新すれば、読取装置の設置環境が変わった場合等において、迅速に順序の最適化を行なうことが可能となる。なお、図５（ｇ）の例では、順序に変動は無く、「Ｂ→Ｃ→Ａ」のままとなる。

［装置動作］
次に、本発明の実施の形態２における読取装置の動作について図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態２における読取装置の動作を示すフロー図である。また、以下の説明では、適宜、図１及び図２を参照する。

まず、本実施の形態２における読取装置の初期設定について説明する。整合部１２は、図４に示したように、３つのインピーダンス素子１２１〜１２３（Ａ、Ｂ、Ｃ）を備えている。よって、整合部１２における整合回路のパターン数Ｎは「３」となる（Ｎ＝３）。

また、各インピーダンス素子の仕様は、情報読取用信号の供給側のインピーダンスとＩＣカード２０のインピーダンスとの整合が図られるときの、ＩＣカード２０とアンテナ１１との距離が、Ａ、Ｂ、Ｃの順で長くなるように、設定されている。更に、Ａ、Ｂ、Ｃそれぞれの成功読取回数を「ａ」、「ｂ」、「ｃ」とし、それぞれの初期値は「０」とする。

例えば、Ａのインピーダンス素子１２１は、ＩＣカードのアンテナからの距離が０ｍｍ〜５ｍｍとなる領域に対応し、Ｂのインピーダンス素子１２２は、ＩＣカードのアンテナからの距離が５ｍｍ〜１５ｍｍとなる領域に対応し、Ｃのインピーダンス素子１２３は、ＩＣカードのアンテナからの距離が１５ｍｍ〜２０ｍｍとなる領域に対応する。

また、図６では、ｘは、インピーダンス素子の順序を管理する変数であり、順位が先頭のインピーダンス素子が整合回路に接続された状態では、変数ｘの値は１に設定される（ｘ＝１）。また、順位が２番目のインピーダンス素子が整合回路に接続された状態では、変数ｘの値は２に設定され（ｘ＝２）、順位が３番目のインピーダンス素子が整合回路に接続された状態では、変数ｘの値は３に設定される（ｘ＝３）。

最初に、図６に示すように、制御部１３は、各インピーダンス素子の成功読取回数ａ、ｂ、ｃの値をメモリ等の記憶装置（図示せず）から読み出す（ステップＢ１）。なお、一度もＩＣカード２０からの情報の読み取りが行なわれていない場合、各成功読取回数がリセットされている場合は、ａ、ｂ、ｃそれぞれの値は初期状態の「０」となる。

次に、制御部１３は、最新の情報の読取時に使用されたインピーダンス素子を特定し、そして、特定したインピーダンス素子と、読み込んだ各成功読取回数ａ〜ｃとに基づいて、図５に示した処理に沿って切り替えの順序を設定する（ステップＢ２）。また、ステップＢ２において、制御部１３は、ｘの値を１に設定する（ｘ＝１）。

続いて、ステップＢ１及びＢ２の実行後、制御部１３は、順序が先頭のインピーダンス素子を整合回路に接続させ、そして、ＲＦ部１４に、情報読取用信号を乗せた搬送波を生成させて、これを出力させる。これにより、アンテナ１１から、情報読取信号が送信される（ステップＢ３）。

次に、制御部１３は、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが可能であったかどうかを判定する（ステップＢ４）。具体的には、制御部１３は、ＲＦ部１４から、それによって抽出された情報が出力されてきているかどうかを判定する。

ステップＢ４の判定の結果、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが可能であった場合は、制御部１３は、整合回路に接続されているインピーダンス素子の成功読取回数に「１」を加算する（ステップＢ５）。また、ステップＢ５では、制御部１３は、加算後の成功読取回数を記憶装置（図示せず）に格納する。

更に、ａ、ｂ、ｃの合計に対して閾値が設定されている場合であれば、ステップＢ５において、制御部１３は、合計が閾値を超えているかどうかを判断することができる。そして、制御部１３は、合計が閾値を越えると判断する場合は、最も古い時期に実行された情報の読み取りを成功読取回数に含んでいるインピーダンス素子について、その成功読取回数を減算する。

一方、ステップＢ４の判定の結果、ＩＣカード２０からの情報の読み取りが不可能であった場合は、制御部１３は、ｘの値に「１」を加算する（ステップＢ６）。続いて、制御部１３は、ｘの値がＮ（＝３）以下であるかどうかを判定する（ステップＢ７）。

ステップＢ７の判定の結果、ｘの値がＮ以下である場合は、制御部１３は、整合部１２のスイッチ１２０にインピーダンス素子の切り替えを指示し（ステップＢ８）、その後、再度、ステップＢ３を実行する。

一方、ステップＢ７の判定の結果、ｘの値がＮ以下でない場合は、制御部１３は、ＩＣカード２０はアンテナ１１から離れすぎた領域（領域Ｃ：図７参照）に位置していると判断する（ステップＢ９）。

制御部１３がステップＢ５又はステップＢ９を実行すると、情報読取装置１０において、情報の読み取りのための処理は終了する。なお、この後、制御部１３は、更に、読み取った情報を上位システム３０（図１参照）に送信するといった処理も行なう。

以上のステップＢ１〜Ｂ９は、利用者が、ＩＣカード２０を、読取装置のアンテナ１１に近づける度に実行される。つまり、本実施の形態における読取装置では、ＩＣカードとの通信が行なわれる度に、過去の成功読取回数に基づいて、インピーダンス素子について最適な順序が設定される。

このように、本実施の形態２によれば、上述したように、実運用上で最も使用頻度の高いインピーダンス素子が優先的に選択される。よって、インピーダンス素子の切り替えにかかる時間を短縮化でき、ＩＣカードと読取装置との間の通信時間はいっそう短縮化される。

以上のように、本発明によれば、ＩＣカードなどのＲＦＩＤタグと読取装置との通信不能状態の発生を抑制しつつ、両者間の通信時間の短縮化を図ることができる。本発明は、ＲＦＩＤタグを用いた情報の読み取りが必要となる全ての分野、例えば、交通機関での自動管理システム乗車券の確認処理、入退管理システム、小売店での商品管理システムなどで有用である。

１０ 読取装置
１１ アンテナ
１２ 整合部
１３ 制御部
１４ ＲＦ部
２０ ＩＣカード
３０ 上位システム
１２０ スイッチ
１２１ インピーダンス素子
１２２ インピーダンス素子
１２３ インピーダンス素子
１２４ 配線
１２５ 結合容量

Claims (4)

1. ＲＦＩＤタグから情報を読み取るための読取装置であって、
   前記情報の読み取りのための信号を出力する、アンテナと、
   前記信号の供給側のインピーダンスと前記ＲＦＩＤタグのインピーダンスとを整合させる、整合部と、
   前記信号の出力及び前記情報の読み取りのための制御を行なう、制御部と、
   を備え、
   前記整合部は、
   複数のインピーダンス素子と、
   前記制御部からの指示に応じて、前記アンテナに接続させる前記インピーダンス素子の切り替えを行なうスイッチと、を備え、
   前記制御部は、
   複数の前記インピーダンス素子に対して前記アンテナに接続させる際の順序を設定し、
   前記ＲＦＩＤタグから前記情報を読み取れない場合に、前記スイッチに対して、前記順序に従って、前記インピーダンス素子の切り替えを行なわせ、その後、再度前記情報の読み取りを実行する、
   ことを特徴とする読取装置。
2. 前記制御部が、前記インピーダンス素子毎に、前記ＲＦＩＤタグからの前記情報の読み取りが可能となった回数を計測し、回数が多いほど順位が早くなるように、前記順序を設定する、請求項１に記載の読取装置。
3. 前記制御部が、前記回数が同じとなった２以上の前記インピーダンス素子に対して、前記情報の読み取りが可能となった時期が新しいほど順位が早くなるように、前記順序を設定する、請求項２に記載の読取装置。
4. 前記インピーダンス素子それぞれの前記回数の合計に対して閾値が設定されており、前記合計が閾値を越えた場合に、前記制御部が、最も古い時期に実行された前記情報の読み取りを回数に含んでいる前記インピーダンス素子について、その前記回数を減算する、
   請求項２または３に記載の読取装置。

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