JP2019105895A - 無線タグ読取装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線タグを、電波を遮蔽する収容室に収容することなく、所定の領域にある無線タグに登録された識別情報を読み取ることが可能な無線タグ読取装置を提供する。【解決手段】電波送信部（電波送信手段）が送信した互いに異なる第１の周波数と第２の周波数の信号に対するＲＦＩＤタグ（無線タグ）の応答信号を、電波受信部（電波受信手段）が受信する。そして、位相差算出部（位相差算出手段）は、電波受信部が受信した複数の応答信号の位相差を算出する。情報確定部（情報確定手段）は、算出された位相差に基づいて、識別番号（識別情報）を読み取るべきＲＦＩＤタグを選別する。そして、タグ情報読取部（タグ情報読取手段）は、選別されたＲＦＩＤタグに登録された識別番号（識別情報）を読み取る。【選択図】図４

Description

本発明の実施の形態は、無線タグ読取装置およびプログラムに関する。

従来、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ等の無線タグが付与された商品から商品情報を読み取る際に、密閉された、電波を遮蔽する収容室に商品を収容した状態で、商品情報を一括して読み取る無線タグ読取装置が知られている（例えば、特許文献１）。

しかしながら、このような無線タグ読取装置にあっては、電波を遮蔽する専用の収容室を設ける必要があるため、装置の規模が大きくなるとともに、システムを構築する際の費用がかかるという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、無線タグを、電波を遮蔽する収容室に収容することなく、所定の領域にある無線タグに登録された識別情報を読み取ることが可能な無線タグ読取装置を提供することである。

実施の形態の無線タグ読取装置は、無線タグに登録された識別情報を読み取るものであって、電波送信手段と、電波受信手段と、位相差算出手段と、情報確定手段と、タグ情報読取手段とを備える。電波送信手段は、互いに異なる周波数の信号を送信する。電波受信手段は、電波送信手段が送信した信号を受信して起動する無線タグの応答信号を受信する。位相差算出手段は、電波受信手段が受信した複数の応答信号の位相差を算出する。情報確定手段は、位相差算出手段が算出した位相差に基づいて、識別情報を読み取るべき無線タグを選別する。タグ情報読取手段は、情報確定手段が選別した無線タグに登録された識別情報を読み取る。

図１は、第１の実施の形態に係る無線タグ読取システムの外観斜視図である。 図２は、図１のＡ矢視図であり、無線タグ読取装置の概略構成を示す図である。 図３は、無線タグ読取システムのハードウェア構成の一例を示すハードウェアブロック図である。 図４は、無線タグ読取装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。 図５は、ＲＦＩＤタグの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。 図６は、図１のＡ矢視図であり、ＲＦＩＤタグの読取範囲について説明する図である。 図７は、無線タグ読取装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図８は、第１の実施の形態の変形例の無線タグ読取装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。

（第１の実施の形態）
本実施の形態は、本発明を、無線タグに登録された識別情報の読み取りを行う無線タグ読取システムに適用した例である。

（無線タグ読取装置の概略構成の説明）
図１を用いて、無線タグ読取システム１００の概略構成について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る無線タグ読取システム１００の外観斜視図である。無線タグ読取システム１００は、例えばスーパーマーケット等の店舗に設置されて、顧客が購入した商品Ｍの商品情報の登録処理および決済処理を行う際に使用する。特に、無線タグ読取システム１００は、顧客が購入した商品Ｍの商品情報の登録処理を行う際に、商品に付与されたＲＦＩＤタグＴ（図２参照）に登録された、当該ＲＦＩＤタグＴを一意に特定する識別情報等の情報を、電波を用いて非接触で読み取る。なお、ＲＦＩＤタグＴは、無線タグの一例である。

無線タグ読取システム１００は、図１に示すように、チェックアウトカウンタ１０上に載置されたＰＯＳ端末１と、無線タグ読取装置３０とを備える。ＰＯＳ端末１は、無線タグ読取装置３０が読み取ったＲＦＩＤタグＴの読み取り結果に基づいて、客が購入した商品Ｍを特定し、当該商品Ｍの商品コード、数量、価格等の商品情報を登録する登録処理を行う。さらに、ＰＯＳ端末１は、登録された商品Ｍを決済する決済処理を行う。また、ＰＯＳ端末１は、無線タグ読取装置３０の動作を制御する。ＰＯＳ端末１は、店員側ディスプレイ３と、客側ディスプレイ４と、キーボード５と、バーコードリーダ６と、レシートプリンタ８等を備える。

店員側ディスプレイ３は、ＰＯＳ端末１の上部に、チェックアウトカウンタ１０の内側（店員側）に向けて取り付けられている。店員側ディスプレイ３は、ＲＦＩＤタグＴから読み取った識別番号Ｉ（図３参照）に対応する商品Ｍの名称や価格等の情報を表示する。なお、識別番号Ｉは、前記した識別情報の一例である。

客側ディスプレイ４は、店員側ディスプレイ３の背面側に、チェックアウトカウンタ１０の外側（顧客側）に向けて取り付けられている。客側ディスプレイ４は、無線タグ読取システム１００が読み取ったＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉに対応する商品Ｍの商品情報等を表示する。なお、識別番号Ｉは、例えば商品Ｍの商品コードである。

キーボード５は、顧客が購入する商品Ｍの商品販売データ処理の終了を宣言する締めキー等のキーを備える。

バーコードリーダ６は、商品Ｍに付与されたバーコードを光学的に読み取るもので、チェックアウトカウンタ１０の中央部で使用できるよう配置されている。バーコードには、各商品Ｍの種類を識別する商品Ｍ毎に予め割り当てられた商品コード等の情報が含まれている。なお、各商品Ｍには、ＲＦＩＤタグＴおよびバーコードが貼付されている。以降、本実施の形態の特徴的機能である無線タグ読取機能について説明するため、バーコードリーダ６によるバーコードの読み取り処理に関する説明は省略する。

レシートプリンタ８は、決済処理の終了後にレシートを印刷して、これを図１に不図示のレシート発行口から発行する。

無線タグ読取装置３０は、ＰＯＳ端末１からの指示を受けて、商品Ｍに付されたＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉを読み取る。なお、商品Ｍは、買い物かご１２に入れられて、チェックアウトカウンタ１０の台上に明示された読取範囲３２内に載置されるものとする。

次に、図２を用いて、無線タグ読取装置３０の概略構成について説明する。図２は、図１のＡ矢視図であり、無線タグ読取装置３０の概略構成を示す図である。無線タグ読取装置３０は、チェックアウトカウンタ１０の読取範囲３２の下方にＲＦＩＤアンテナ２２を備えている。ＲＦＩＤアンテナ２２は、ＰＯＳ端末１からの指示を受けて、読取範囲３２に向けて電波を放射する。すなわち、ＲＦＩＤアンテナ２２は、読取範囲３２に向かう方向に指向性を有している。

放射された電波は、買い物かご１２に入った商品Ｍに付されたＲＦＩＤタグＴを起動させる。起動したＲＦＩＤタグＴは、当該ＲＦＩＤタグＴが付された商品Ｍを一意に特定する識別番号Ｉを電波に載せて、応答信号として放射する。

ＲＦＩＤアンテナ２２は、ＲＦＩＤタグＴが放射した応答信号を受信する。そして、無線タグ読取装置３０は、応答信号が含む識別番号Ｉを読み取る。

（無線タグ読取装置のハードウェア構成の説明）
次に、無線タグ読取システム１００のハードウェア構成について、図３を用いて説明する。図３は、無線タグ読取システム１００のハードウェア構成の一例を示すハードウェアブロック図である。

無線タグ読取システム１００は、図３に示すように、ＰＯＳ端末１と、無線タグ読取装置３０と、ＲＦＩＤタグＴとを備える。

ＰＯＳ端末１は、制御部２６と、記憶部２７とを備える。制御部２６は、無線タグ読取システム１００の全体の動作を制御する。制御部２６は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを備える。ＣＰＵは、ＰＯＳ端末１の動作を統括的に制御する。ＲＯＭは、各種プログラムやデータを記憶する記憶媒体である。ＲＡＭは、各種プログラムを一時的に記憶したり、各種データを書き換えたりする記憶媒体である。そして、ＣＰＵは、ＲＡＭをワークエリアとして、記憶部２７に格納された制御プログラムＰ０を実行する。このように、制御部２６は、一般的なコンピュータの構成を有する。

記憶部２７は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置である。記憶部２７は、制御部２６と内部バスを介して接続している。記憶部２７は、制御プログラムＰ０と、不図示の商品マスタ等を記憶する。制御プログラムＰ０は、オペレーティングシステムや、ＰＯＳ端末１が備える機能を発揮させるためのプログラムである。制御プログラムＰ０には、本実施の形態に係る特徴的な機能を実現させるプログラムが含まれる。また、記憶部２７は、ＰＯＳ端末１を管理する店舗サーバ（不図示）から提供される商品マスタを記憶する。商品マスタは、店舗で販売する商品Ｍ毎に、当該商品を識別可能な識別番号Ｉと、商品名と、商品単価とを互いに関連付けたマスタファイルである。

制御部２６は、内部バスを介して、キーボード５と、店員側ディスプレイ３と、客側ディスプレイ４と、バーコードリーダ６と、レシートプリンタ８と、通信Ｉ／Ｆ（Interface）２８と接続される。

店員側ディスプレイ３と、客側ディスプレイ４と、キーボード５と、バーコードリーダ６と、レシートプリンタ８とは、それぞれ、前記した機能を有する。

通信Ｉ／Ｆ２８は、無線タグ読取装置３０の後述する通信Ｉ／Ｆ３６と通信を行う。通信Ｉ／Ｆ２８は、ＰＯＳ端末１から無線タグ読取装置３０に対して、ＲＦＩＤタグＴの読み取り開始を指示する。また、通信Ｉ／Ｆ２８は、無線タグ読取装置３０が読み取ったＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを受信する。

無線タグ読取装置３０は、制御部３３と、記憶部３４と、通信Ｉ／Ｆ３６と、リーダライタ部３８と、ＲＦＩＤアンテナ２２とを備える。

制御部３３は、無線タグ読取装置３０の動作を制御する。制御部３３は、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭとを備える。ＣＰＵは、無線タグ読取装置３０の動作を統括的に制御する。ＲＯＭは、各種プログラムやデータを記憶する記憶媒体である。ＲＡＭは、各種プログラムを一時的に記憶したり、各種データを書き換えたりする記憶媒体である。そして、ＣＰＵは、ＲＡＭをワークエリアとして、記憶部３４に格納された制御プログラムＰ１を実行する。このように、制御部３３は、一般的なコンピュータの構成を有する。

記憶部３４は、ＨＤＤやＳＳＤ等の記憶装置である。記憶部３４は、制御部３３と内部バスを介して接続している。記憶部３４は、制御プログラムＰ１等を記憶する。制御プログラムＰ１は、オペレーティングシステムや、無線タグ読取装置３０が備える機能を発揮させるためのプログラムである。制御プログラムＰ１には、本実施の形態に係る特徴的な機能を実現させるプログラムが含まれる。

制御部３３は、内部バスを介して、リーダライタ部３８と、通信Ｉ／Ｆ３６と接続される。リーダライタ部３８は、さらに、前記したＲＦＩＤアンテナ２２と接続されている。

リーダライタ部３８は、制御部３３の指示を受けて、ＲＦＩＤアンテナ２２の動作を制御する。より具体的には、リーダライタ部３８は、制御部３３が生成した所定の周波数の高周波信号を、送信信号としてＲＦＩＤアンテナ２２から送信する。また、リーダライタ部３８は、送信信号に対する応答信号としてＲＦＩＤアンテナ２２が受信した高周波信号を読み取る。

通信Ｉ／Ｆ３６は、通信Ｉ／Ｆ２８と通信を行う。通信Ｉ／Ｆ３６は、無線タグ読取装置３０からＰＯＳ端末１に対して、無線タグ読取装置３０が読み取ったＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを送信する。また、通信Ｉ／Ｆ３６は、ＰＯＳ端末１から、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉの読み取りを開始する指示を受信する。

ＲＦＩＤタグＴは、制御部４０と、記憶部４２と、ＲＦＩＤアンテナ４４と、リーダライタ部４６とを備える。

制御部４０は、ＲＦＩＤタグＴの動作を制御する。制御部４０は、図示しないＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭとを備える。ＣＰＵは、ＲＦＩＤタグＴの動作を統括的に制御する。ＲＯＭは、各種プログラムやデータを記憶する記憶媒体である。ＲＡＭは、各種プログラムを一時的に記憶したり、各種データを書き換えたりする記憶媒体である。そして、ＣＰＵは、ＲＡＭをワークエリアとして、記憶部４２に格納された制御プログラムＰ２を実行する。このように、制御部４０は、一般的なコンピュータの構成を有する。

記憶部４２は、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶デバイスである。記憶部４２は、制御部４０と内部バスを介して接続している。記憶部４２は、制御プログラムＰ２と、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉ等を記憶する。制御プログラムＰ２は、ＲＦＩＤタグＴが備える機能を発揮させるためのプログラムである。制御プログラムＰ２には、本実施の形態に係る特徴的な機能を実現させるプログラムが含まれる。

制御部４０は、内部バスを介して、リーダライタ部４６と、記憶部４２と接続される。リーダライタ部４６は、さらに、前記したＲＦＩＤアンテナ４４と接続されている。

ＲＦＩＤアンテナ４４は、ＲＦＩＤアンテナ２２が送信した送信信号を受信する。また、ＲＦＩＤアンテナ４４は、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを含む応答信号を送信する。

リーダライタ部４６は、制御部４０の指示を受けて、ＲＦＩＤアンテナ４４の動作を制御する。より具体的には、リーダライタ部４６は、ＲＦＩＤアンテナ４４が受信した無線タグ読取装置３０からの送信信号を読み取る。また、リーダライタ部４６は、制御部４０が生成した、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを含む応答信号を、ＲＦＩＤアンテナ４４から送信する。

（無線タグ読取装置の機能構成の説明）
次に、図４を用いて、無線タグ読取装置３０の機能構成について説明する。図４は、無線タグ読取装置３０の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。

無線タグ読取装置３０の制御部３３は、前記した記憶部３４（図３参照）が記憶している制御プログラムＰ１をＲＡＭに展開し、制御プログラムＰ１に従って動作することで、図４に示す各機能部を、ＲＡＭ上に生成する。具体的には、制御部３３は、電波送信部５０と、電波受信部５２と、発振部５４と、周波数制御部５６と、位相検出部５８と、位相差算出部６０と、タグ情報読取部６２と、情報確定部６４とを機能部として実現する。

電波送信部５０は、前記したＲＦＩＤアンテナ２２に対して、後述する増幅部７２が出力した高周波信号を、送信信号として空間に放射させる。電波送信部５０は、さらに詳しくは、変調部７０と、増幅部７２と、電波送受信部７４とを備える。なお、電波送信部５０は、電波送信手段の一例である。また、電波送信部５０が送信する送信信号は、当該送信信号を受信したＲＦＩＤタグＴに実行させる命令を含む。

変調部７０は、例えば符号化回路とフィルタとを使用して、後述する周波数制御部５６から出力されるデジタルデータをアナログ信号に変換して、ミキサ回路において、当該アナログ信号と、発振部５４が出力する正弦波と、を合成して高周波信号を出力する。

増幅部７２は、増幅回路を使用して、変調部７０からの高周波信号を増幅して出力する。なお、高周波信号の増幅率は、設定するＲＦＩＤタグＴの読み取り範囲に応じて設定する。詳しくは後述する。また、変調部７０から出力される高周波信号の電力が、所定の範囲内で無線通信を行うために十分である場合には、増幅部７２は設置しなくてもよい。

電波送受信部７４は、前記したリーダライタ部３８に対して、ＲＦＩＤアンテナ２２に、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを読み取るための送信信号を送信させる。

電波受信部５２は、さらに詳しくは、電波送受信部７４と、復調部７６とを備える。電波受信部５２は、前記したＲＦＩＤアンテナ２２に対して、空間を伝搬する高周波信号を、応答信号として受信させて、受信した応答信号を、復調部７６に出力する。なお、電波受信部５２は、電波受信手段の一例である。

電波送受信部７４は、前記したリーダライタ部３８に対して、ＲＦＩＤアンテナ２２に、ＲＦＩＤタグＴからの応答信号を受信させる。そして、電波送受信部７４は、ＲＦＩＤアンテナ２２が受信した応答信号を、リーダライタ部３８を介して取得する。

復調部７６は、例えば、ミキサ回路を使用して、電波送受信部７４が受信した高周波信号と、発振部５４の出力信号とを合成して、受信に不要な周波数成分をフィルタで除去してアナログ信号を抽出する。抽出されたアナログ信号は、位相検出部５８に出力される。また、復調部７６は、二値化回路を使用して、アナログ信号をデジタル化して、後述する周波数制御部５６に出力する。

発振部５４は、例えば、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路を使用して、周波数制御部５６の指示に従って、周波数の安定した正弦波を出力する。発振部５４の出力信号が、ＲＦＩＤタグＴに放射する高周波信号（電波）の搬送波となる。

周波数制御部５６は、復調部７６が受信した高周波信号の復調を完了して、位相検出部５８が位相の検出を完了している場合に動作して、発振部５４に対して、生成する正弦波の周波数を指示する。そして、前記した発振部５４は、周波数制御部５６の指示によって、異なる周波数の搬送波を生成する。なお、周波数制御部５６が選択する周波数は、例えば日本においては、電波法に基づいて使用可能な周波数領域である、９１６．８ＭＨｚから９２２．２ＭＨｚの範囲内の周波数とする。

位相検出部５８は、電波受信部５２が受信した応答信号の位相を検出する。また、位相検出部５８は、検出した位相を、前記した周波数制御部５６に出力する。なお、位相検出部５８は、例えば、応答信号の中から、送信信号と同相成分であるＩ信号と、送信信号と直交位相成分であるＱ信号とを検出することによって、応答信号の位相を検出する。この位相検出方法は、直交復調（直交検波）と呼ばれる公知の方法である。

位相差算出部６０は、電波受信部５２が受信した複数の応答信号の位相差を算出する。なお、位相差算出部６０は、位相差算出手段の一例である。位相差算出部６０は、例えば、電波送信部５０が送信した第１の周波数の高周波信号に対して、電波受信部５２が受信した第１の応答信号の位相と、電波送信部５０が送信した、第１の周波数とは異なる第２の周波数の高周波信号に対して、電波受信部５２が受信した第２の応答信号の位相との位相差を算出する。

タグ情報読取部６２は、電波受信部５２が受信した応答信号が含む、ＲＦＩＤタグＴに登録された当該ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを読み取る。なお、タグ情報読取部６２は、タグ情報読取手段の一例である。

情報確定部６４は、位相差算出部６０が算出した位相差に基づいて、タグ情報読取部６２が読み取るＲＦＩＤタグＴを選別する。なお、情報確定部６４は、情報確定手段の一例である。

具体的には、情報確定部６４は、位相差算出部６０が算出した位相差が、所定の閾値以下である場合に、当該位相差を算出させた応答信号が含むＲＦＩＤタグＴを、読み取り対象であるものと選別する。

なお、図４には記載しないが、無線タグ読取装置３０は、ＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉを読み取る以外に、ＲＦＩＤタグＴに情報を書き込む機能も備えている。例えば、無線タグ読取装置３０は、識別番号Ｉを読み取ったＲＦＩＤタグＴに対して、識別番号Ｉの読み取りを完了したことを示す情報を書き込むことができるものとする。

（ＲＦＩＤタグの機能構成の説明）
次に、図５を用いて、ＲＦＩＤタグＴの機能構成について説明する。図５は、ＲＦＩＤタグＴの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。

ＲＦＩＤタグＴの制御部４０は、前記した記憶部４２（図３参照）が記憶している制御プログラムＰ２をＲＡＭに展開し、制御プログラムＰ２に従って動作することで、図５に示す各機能部を、ＲＡＭ上に生成する。具体的には、制御部４０は、電波送受信部８０と、起動制御部８２と、識別番号読出部８４と、読取完了情報書込部８６とを機能部として実現する。

電波送受信部８０は、前記したリーダライタ部４６に対して、ＲＦＩＤアンテナ４４に、無線タグ読取装置３０からの送信信号を受信させる。また、電波送受信部８０は、リーダライタ部４６に対して、ＲＦＩＤアンテナ４４に、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを含む応答信号を送信させる。

起動制御部８２は、無線タグ読取装置３０からの送信信号を受けて、ＲＦＩＤタグＴを起動させる。また、起動制御部８２は、起動しているＲＦＩＤタグＴを停止させる。

識別番号読出部８４は、ＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉを、前記した記憶部４２から読み出す。

読取完了情報書込部８６は、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを読み取ったことを示す情報を、識別番号Ｉが登録されたＲＦＩＤタグＴに書き込む。

（読み取り範囲の設定方法の説明）
次に、無線タグ読取装置３０が読み取るＲＦＩＤタグＴの読み取り範囲の設定方法について説明する。

高周波信号（電波）が空間を伝わる際には、周波数が高くなると波長は短くなる。したがって、ＲＦＩＤアンテナ２２とＲＦＩＤタグＴとの距離が同じである場合は、異なる波長の高周波信号で通信をした際には、応答信号は異なる位相で検出される。言い換えると、無線タグ読取装置３０においては、第１の周波数ｆ１を使用してＲＦＩＤタグＴと通信を行ったときに検出される応答信号の位相と、第１の周波数ｆ１とは異なる第２の周波数ｆ２を使用してＲＦＩＤタグＴと通信を行ったときに検出される応答信号の位相とは異なる。

そして、ＲＦＩＤアンテナ２２とＲＦＩＤタグＴとの距離が離れるにつれて、位相差は変化する。位相差の変化の度合いは、第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２との周波数差に依存する。具体的には、第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２との周波数差が小さい場合、すなわち、波長差が小さい場合は、ＲＦＩＤアンテナ２２とＲＦＩＤタグＴとの距離がある程度離れないと、同じ位相差を有する領域が発生しない。一方、第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２との周波数差が大きい場合、すなわち、波長差が大きい場合は、ＲＦＩＤアンテナ２２とＲＦＩＤタグＴとの距離の僅かな変化に対して、同じ位相差を有する領域が発生する。

このように、第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２との周波数差を、ある程度小さく設定することによって、ＲＦＩＤアンテナ２２から所定の距離範囲内に置かれたＲＦＩＤタグＴからの応答信号を受信すると、特定の領域において、第１の周波数ｆ１の応答信号の位相と、第２の周波数ｆ２の応答信号の位相との位相差は、所定の閾値Δω以下となる。

なお、第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２との周波数差をどの位小さく設定するかは、使用する第１の周波数ｆ１、第２の周波数ｆ２、およびＲＦＩＤタグＴの読取範囲の広さに基づいて決定すればよい。より具体的には、読取範囲３２（図１参照）内に載置された買い物かご１２に入った商品Ｍに付与されたＲＦＩＤタグＴに対して、異なる周波数ｆ１、ｆ２の高周波信号を送信した際に、得られる応答信号の位相差が所定の閾値Δω以下になるように、第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２とを選択する。また、送信電波の強度は、前記した所定の閾値Δω以下の位相差が検出される範囲内において、送信電波によってＲＦＩＤタグＴが起動する強度に設定される。具体的には、前記した増幅部７２の増幅率を、所定の閾値Δω以下の位相差が検出される範囲内において、ＲＦＩＤタグＴが起動するように設定する。

次に、図６を用いて、ＲＦＩＤタグＴの読取範囲の設定について、より具体的に説明する。図６は、図１のＡ矢視図であり、ＲＦＩＤタグＴの読取範囲について説明する図である。図６に示すように、第１の周波数ｆ１の応答信号の位相と、第２の周波数ｆ２の応答信号の位相との位相差が、所定の閾値Δω以下となる領域は、領域Ｒ１、Ｒ３のように周期的に出現する。ここで、領域Ｒ１、Ｒ３は、ＲＦＩＤアンテナ２２からの距離が一定である略球面で囲まれた領域である。そして、無線タグ読取装置３０は、このうち、ＲＦＩＤアンテナ２２から最も近い領域Ｒ１のみを読取範囲とする。なお、領域Ｒ１と領域Ｒ３に挟まれた領域Ｒ２では、第１の周波数ｆ１の応答信号の位相と、第２の周波数ｆ２の応答信号の位相との位相差が、所定の閾値Δωよりも大きくなる。なお、図６には図示しないが、ＲＦＩＤアンテナ２２が放射する送信信号は波として伝搬するため、領域Ｒ３の外側にも、周期的に、位相差が所定の閾値Δω以下となる領域が出現する。

また、無線タグ読取装置３０において、ＲＦＩＤアンテナ２２が放射する送信信号の強度が所定値以上になる領域は、例えば、図６の領域Ｑ１のように、ＲＦＩＤアンテナ２２が有する指向性の方向に向かって広がる形状を有する。すなわち、領域Ｑ１内にあるＲＦＩＤタグＴのみが、ＲＦＩＤアンテナ２２からの送信信号を受けて起動可能である。すなわち、領域Ｒ１と領域Ｑ１とが重複した領域である領域Ｓ１内にあるＲＦＩＤタグＴは、ＲＦＩＤアンテナ２２が放射する送信信号を受けて起動する。そして、さらに、領域Ｓ１内にあるＲＦＩＤタグＴは、第１の周波数ｆ１の応答信号の位相と、第２の周波数ｆ２の応答信号の位相との位相差が、所定の閾値Δω以下となる。これによって、領域Ｓ１を、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを読取可能な範囲とすることができる。この領域Ｓ１は、図６に示すように、読取範囲３２の内部に載置された買い物かご１２を包含するように設定される。

すなわち、ＲＦＩＤタグＴが領域Ｓ１の外部にある場合は、無線タグ読取装置３０は、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを読み取ることはない。例えば、図６において、ＲＦＩＤタグＴが領域Ｒ２の内部にある場合を考えると、ＲＦＩＤタグＴが領域Ｑ１の内部にある場合には、ＲＦＩＤタグＴは起動するが、位相差は所定の閾値Δωよりも大きくなる。したがって、無線タグ読取装置３０は、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを読み取らない。また、ＲＦＩＤタグＴが領域Ｑ１の外部にある場合には、ＲＦＩＤタグＴは起動しないため、無線タグ読取装置３０は、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを読み取らない。

また、図６において、ＲＦＩＤタグＴが領域Ｒ３の内部にある場合を考えると、ＲＦＩＤタグＴは起動しないため、無線タグ読取装置３０は、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを読み取らない。

なお、ＲＦＩＤアンテナ２２が放射する送信信号の強度を大きくして、前記した領域Ｑ１が領域Ｒ３と重複した場合を想定する。この場合、領域Ｑ１および領域Ｒ３にともに属する位置にＲＦＩＤタグＴが存在した場合には、当該ＲＦＩＤタグＴは、送信信号を受けて起動する。そして、位相差は所定の閾値Δω以下になる。したがって、この場合には、無線タグ読取装置３０は、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを読み取ってしまうことになる。これを防止するために、ＲＦＩＤアンテナ２２が放射する送信信号の強度を調整することによって、領域Ｑ１と領域Ｒ３とが重複しないようにする必要がある。逆に、ＲＦＩＤアンテナ２２が放射する送信信号の強度は、領域Ｑ１が領域Ｒ３と重複しない範囲で増大することができる。これによって、本来の読取範囲である領域Ｓ１における電波強度を高めることができるため、ＲＦＩＤタグＴの読み取り精度を向上させることができる。

（無線タグ読取装置が行う処理の流れの説明）
次に、無線タグ読取装置３０が行う処理の流れについて、図７を用いて説明する。図７は、無線タグ読取装置３０が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。

無線タグ読取装置３０が行う処理は、無線タグ読取装置３０側とＲＦＩＤタグＴ側とが協働することで行われる。まず、無線タグ読取装置３０側の処理の流れを説明する。まず、電波送信部５０は、ＲＦＩＤアンテナ２２に対して、第１の周波数ｆ１の電波を送信させる（ステップＳ１０）。

次に、電波受信部５２は、応答信号を受信したかを判定する（ステップＳ１２）。応答信号を受信したと判定される（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）とステップＳ１４に進む。一方、応答信号を受信したと判定されない（ステップＳ１２：Ｎｏ）とステップＳ１２の判定を繰り返す。なお、図７には記載しないが、所定時間に亘って応答信号が受信されないときは、読取対象となるＲＦＩＤタグＴが存在しないと判定して、図７の処理を終了する。

次に、ステップＳ１４において、位相検出部５８は、応答信号の位相を検出する。そして、ステップＳ１６において、タグ情報読取部６２は、受信した応答信号に含まれる識別番号Ｉを読み取って、位相とともに記憶部３４に記憶する。

次に、電波送信部５０は、ＲＦＩＤアンテナ２２に対して、第２の周波数ｆ２の電波を送信させる（ステップＳ１８）。

電波受信部５２は、応答信号を受信したかを判定する（ステップＳ２０）。応答信号を受信したと判定される（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）とステップＳ２２に進む。一方、応答信号を受信したと判定されない（ステップＳ２０：Ｎｏ）とステップＳ２０の判定を繰り返す。なお、図７には記載しないが、所定時間に亘って応答信号が受信されないときは、読取対象となるＲＦＩＤタグＴが存在しないと判定して、図７の処理を終了する。

次に、ステップＳ２２において、位相検出部５８は、応答信号の位相を検出する。そして、ステップＳ２４において、タグ情報読取部６２は、受信した応答信号に含まれる識別番号Ｉを読み取って、位相とともに記憶部３４に記憶する。

なお、図７には記載しないが、ＲＦＩＤタグＴは、一般的に複数個存在するため、ステップＳ１２からステップＳ１６までの処理と、ステップＳ２０からステップＳ２４までの処理は、読取範囲３２の内部に存在するＲＦＩＤタグＴの個数分だけ繰り返される。

ステップＳ２６において、位相差算出部６０は、同じ識別番号Ｉを有するＲＦＩＤタグＴから得た位相の位相差を算出する。すなわち、識別番号Ｉを有する応答信号が、第１の周波数ｆ１の送信信号に対する応答信号としてのみ得られた場合、あるいは、第２の周波数ｆ２の送信信号に対する応答信号としてのみ得られた場合には、当該識別番号Ｉを有するＲＦＩＤタグＴは、読み取り対象から除外する。

続いて、位相差算出部６０は、算出された位相差が所定の閾値Δω以下かを判定する（ステップＳ２８）。算出された位相差が所定の閾値Δω以下であると判定される（ステップＳ２８：Ｙｅｓ）とステップＳ３０に進む。一方、算出された位相差が所定の閾値Δω以下であると判定されない（ステップＳ２８：Ｎｏ）とステップＳ３４に進む。

次に、ステップＳ３０において、情報確定部６４は、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを出力する。

続いて、電波送信部５０は、ＲＦＩＤアンテナ２２に対して、識別番号Ｉを読み取ったＲＦＩＤタグＴを受信先に指定して、電波を送信させる（ステップＳ３２）。なお、このときに送信させる電波の周波数は周波数ｆ１、ｆ２である必要はなく、使用可能な周波数であればよい。

位相差算出部６０は、受信した全てのＲＦＩＤタグＴについて位相差を算出したかを判定する（ステップＳ３４）。受信した全てのＲＦＩＤタグＴについて位相差を算出したと判定される（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）と、図７の処理を終了する。一方、受信した全てのＲＦＩＤタグＴについて位相差を算出したと判定されない（ステップＳ３４：Ｎｏ）とステップＳ２６に戻る。

次に、ＲＦＩＤタグＴ側の処理の流れを説明する。まず、電波送受信部８０は、ＲＦＩＤアンテナ４４が第１の周波数ｆ１の電波を受信したかを判定する（ステップＳ４０）。電波を受信したと判定される（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）とステップＳ４２に進む。一方、電波を受信したと判定されない（ステップＳ４０：Ｎｏ）とステップＳ４０を繰り返す。

ステップＳ４２において、起動制御部８２は、ＲＦＩＤタグＴを起動させる。そして、ステップＳ４４において、識別番号読出部８４は、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを読み出す。

続いて、ステップＳ４６において、電波送受信部８０は、ＲＦＩＤアンテナ４４に対して、識別番号Ｉを含む応答信号を送信させる。その後、ステップＳ４８において、起動制御部８２は、ＲＦＩＤタグＴの動作を停止させる。

次に、電波送受信部８０は、ＲＦＩＤアンテナ４４が第２の周波数ｆ２の電波を受信したかを判定する（ステップＳ５０）。電波を受信したと判定される（ステップＳ５０：Ｙｅｓ）とステップＳ５２に進む。一方、電波を受信したと判定されない（ステップＳ５０：Ｎｏ）とステップＳ５０を繰り返す。

ステップＳ５２において、起動制御部８２は、ＲＦＩＤタグＴを起動させる。そして、ステップＳ５４において、識別番号読出部８４は、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを読み出す。

続いて、ステップＳ５６において、電波送受信部８０は、ＲＦＩＤアンテナ４４に対して、識別番号Ｉを含む応答信号を送信させる。その後、ステップＳ５８において、起動制御部８２は、ＲＦＩＤタグＴの動作を停止させる。

次に、電波送受信部８０は、ＲＦＩＤアンテナ４４が電波を受信したかを判定する（ステップＳ６０）。電波を受信したと判定される（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）とステップＳ６２に進む。一方、電波を受信したと判定されない（ステップＳ６０：Ｎｏ）とステップＳ６０を繰り返す。

ステップＳ６２において、起動制御部８２は、ＲＦＩＤタグＴを起動させる。そして、読取完了情報書込部８６は、識別番号Ｉの読み取りを完了したことを示す情報を、ＲＦＩＤタグＴに書き込む（ステップＳ６４）。その後、ステップＳ６６において、起動制御部８２は、ＲＦＩＤタグＴの動作を停止させて、図７の処理を終了する。

以上説明したように、第１の実施の形態の無線タグ読取装置３０は、電波送信部５０（電波送信手段）が送信した互いに異なる第１の周波数ｆ１と第２の周波数ｆ２の信号に対するＲＦＩＤタグＴ（無線タグ）の応答信号を、電波受信部５２（電波受信手段）が受信する。そして、位相差算出部６０（位相差算出手段）は、電波受信部５２が受信した複数の応答信号の位相差を算出する。情報確定部６４（情報確定手段）は、算出された位相差に基づいて、識別番号Ｉ（識別情報）を読み取るべきＲＦＩＤタグＴを選別する。そして、タグ情報読取部６２（タグ情報読取手段）は、選別されたＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉ（識別情報）を読み取る。したがって、ＲＦＩＤタグＴを、電波を遮蔽する収容室に収容することなく、所定の領域にあるＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉを読み取ることができる。

また、第１の実施の形態の無線タグ読取装置３０において、情報確定部６４は、タグ情報読取部６２が、電波送信部５０が送信した複数の周波数の信号の全てに対する応答信号が、同一のＲＦＩＤタグＴからの応答信号を含まないことを条件として、ＲＦＩＤタグＴを読取対象から除外する。したがって、ＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉを確実に読み取ることができる。

また、第１の実施の形態の無線タグ読取装置３０において、情報確定部６４は、位相差算出部６０が算出した位相差が、所定の閾値Δω以下であることを条件として、タグ情報読取部６２が読み取るＲＦＩＤタグＴとして選択する。したがって、所定の領域Ｓ１内にあるＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉのみを読み取ることができる。

そして、第１の実施の形態の無線タグ読取装置３０において、電波送信部５０は、送信する電波の強度を、少なくとも、所定の領域Ｓ１に置かれたＲＦＩＤタグＴが起動する強度とする。したがって、少なくとも所定の領域Ｓ１内にあるＲＦＩＤタグＴを確実に起動することができるため、領域Ｓ１内のＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉを確実に読み取ることができる。なお、ＲＦＩＤアンテナ２２が放射する電波の強度は、領域Ｒ３（図６参照）にあるＲＦＩＤタグＴが起動しないことを条件に増大させることができる。これによって、領域Ｓ１における電波の強度を最大化することができるため、ＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉの読み取り精度を向上させることができる。

（第１の実施の形態の変形例）
次に、第１の実施の形態の変形例である無線タグ読取装置３０ａ（不図示）について説明する。無線タグ読取装置３０ａは、第１の実施の形態で説明した無線タグ読取装置３０と同じハードウェア構成（図３参照）および機能構成（図４、図５参照）を有する。そして、第１の実施の形態において、全てのＲＦＩＤタグＴに対して第２の周波数ｆ２の電波を送信していたところを、第１の周波数ｆ１の送信信号に対して応答信号を返したＲＦＩＤタグＴのみに対して第２の周波数ｆ２の電波を送信する点が異なっている。なお、以降の説明において、無線タグ読取装置３０ａの構成部位は、無線タグ読取装置３０の構成部位と同じ符号を用いて表記する。

以下、無線タグ読取装置３０ａが行う処理の流れについて、図８を用いて説明する。図８は、第１の実施の形態の変形例の無線タグ読取装置３０ａが行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。

まず、無線タグ読取装置３０ａ側の処理の流れを説明する。ＲＦＩＤタグＴに対して、第１の周波数ｆ１の送信信号を送信し、ＲＦＩＤタグＴからの応答信号を受信するまでは、第１の実施の形態と同じ処理を行う（ステップＳ７０、Ｓ７２、Ｓ７４、Ｓ７６）。

次に、ステップＳ７８において、電波送信部５０は、識別番号Ｉを記憶したＲＦＩＤタグＴを送信先に指定して、ＲＦＩＤアンテナ２２に対して、第２の周波数ｆ２の電波を送信させる。

続いて、ステップＳ８０において、電波受信部５２は、応答信号を受信したかを判定する。応答信号を受信したと判定される（ステップＳ８０：Ｙｅｓ）とステップＳ８２に進む。一方、応答信号を受信したと判定されない（ステップＳ８０：Ｎｏ）とステップＳ９２に進む。なお、図８には記載しないが、ステップＳ８０において、所定時間に亘って応答信号が受信されないときは、読取対象となるＲＦＩＤタグＴが存在しないと判定して、図８の処理を終了する。

次に、ステップＳ８２において、位相検出部５８は、応答信号の位相を検出する。そして、ステップＳ８４において、位相差算出部６０は、同じ識別番号Ｉを有するＲＦＩＤタグＴから得た位相の位相差を算出する。

続いて、位相差算出部６０は、算出された位相差が所定の閾値Δω以下かを判定する（ステップＳ８６）。算出された位相差が所定の閾値Δω以下であると判定される（ステップＳ８６：Ｙｅｓ）とステップＳ８８に進む。一方、算出された位相差が所定の閾値Δω以下であると判定されない（ステップＳ８６：Ｎｏ）とステップＳ９２に進む。

次に、ステップＳ８８において、情報確定部６４は、ＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉを出力する。

続いて、電波送信部５０は、ＲＦＩＤアンテナ２２に対して、識別番号Ｉを読み取ったＲＦＩＤタグＴを受信先に指定して、電波を送信させる（ステップＳ９０）。なお、このときに送信させる電波の周波数は周波数ｆ１、ｆ２である必要はなく、使用可能な周波数であればよい。

位相差算出部６０は、第１の周波数ｆ１の電波に応答した全てのＲＦＩＤタグＴに対する処理を完了したかを判定する（ステップＳ９２）。第１の周波数ｆ１の電波に応答した全てのＲＦＩＤタグＴに対する処理を完了したと判定される（ステップＳ９２：Ｙｅｓ）と、図８の処理を終了する。一方、第１の周波数ｆ１の電波に応答した全てのＲＦＩＤタグＴに対する処理を完了したと判定されない（ステップＳ９２：Ｎｏ）とステップＳ７８に戻る。

次に、ＲＦＩＤタグＴ側の処理の流れを説明する。ＲＦＩＤタグＴは、無線タグ読取装置３０ａがステップＳ７０で送信した第１の周波数ｆ１の電波を受信して起動し、各ＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉを載せた応答信号を送信して、動作を停止する。この部分の処理の流れは、第１の実施の形態で説明した通りである（ステップＳ１００、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０８）。

続いて、ＲＦＩＤタグＴの電波送受信部８０は、ＲＦＩＤアンテナ４４が第２の周波数ｆ２の電波を受信したかを判定する（ステップＳ１１０）。電波を受信したと判定される（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）とステップＳ１１２に進む。一方、電波を受信したと判定されない（ステップＳ１１０：Ｎｏ）とステップＳ１１０を繰り返す。

ステップＳ１１２において、起動制御部８２は、ＲＦＩＤタグＴを起動させる。そして、ステップＳ１１４において、電波送受信部８０は、ＲＦＩＤアンテナ４４に対して応答信号を送信させる。その後、ステップＳ１１６において、起動制御部８２は、ＲＦＩＤタグＴの動作を停止させる。

続いて、ＲＦＩＤタグＴは、無線タグ読取装置３０ａがステップＳ９０で送信した電波を受信して起動し、読み取り完了を示す情報を書き込んだ後、動作を停止して、図８の処理を終了する。この部分の処理の流れは、第１の実施の形態で説明した通りである（ステップＳ１１８、Ｓ１２０、Ｓ１２２、Ｓ１２４）。

以上説明したように、第１の実施の形態の変形例の無線タグ読取装置３０ａにおいて、電波送信部５０は、送信した第１の周波数ｆ１の信号に対する応答信号が含むＲＦＩＤタグＴの識別番号Ｉに基づいて、当該識別情報Ｉを有するＲＦＩＤタグＴのみに対して、第２の周波数ｆ２の信号を送信する。したがって、より少ない演算量で、読み取るべきＲＦＩＤタグＴを特定することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、いずれも例示であり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、使用する電波の周波数は２種類に限定されるものではない。すなわち、３種類以上の異なる周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、…の送信信号を用いて、前記した各実施の形態を実現してもよい。この場合、３つの周波数の応答信号の中の任意の２つの応答信号を比較して得られる３つの位相差が、全て所定の閾値Δω以下である場合に、ＲＦＩＤタグＴに登録された識別番号Ｉを読み取るようにすればよい。

また、前記した実施の形態およびその変形例において、第１の周波数ｆ１と、第２の周波数ｆ２の大小関係に制約はない。すなわち、ｆ１＜ｆ２としてもよいし、ｆ１＞ｆ２としてもよい。

１ ＰＯＳ端末
２２、４４ ＲＦＩＤアンテナ
３０ 無線タグ読取装置
３２ 読取範囲
５０ 電波送信部（電波送信手段）
５２ 電波受信部（電波受信手段）
６０ 位相差算出部（位相差算出手段）
６２ タグ情報読取部（タグ情報読取手段）
６４ 情報確定部（情報確定手段）
１００ 無線タグ読取システム
ｆ１ 第１の周波数
ｆ２ 第２の周波数
Ｉ 識別番号（識別情報）
Ｍ 商品
Ｔ ＲＦＩＤタグ（無線タグ）
Δω 閾値

特開２０１６−１６２１７７号公報

Claims (6)

1. 無線タグに登録された識別情報を読み取る無線タグ読取装置であって、
   互いに異なる周波数の信号を送信する複数の電波送信手段と、
   前記電波送信手段が送信した前記信号を受信して起動する前記無線タグの応答信号を受信する電波受信手段と、
   前記電波受信手段が受信した複数の前記応答信号の位相差を算出する位相差算出手段と、
   前記位相差算出手段が算出した位相差に基づいて、前記識別情報を読み取るべき無線タグを選別する情報確定手段と、
   前記情報確定手段が選別した無線タグに登録された識別情報を読み取るタグ情報読取手段と、
   を備えることを特徴とする無線タグ読取装置。
2. 前記電波送信手段は、送信した第１の周波数の信号に対する前記応答信号が含む無線タグの識別情報に基づいて、当該識別情報を有する無線タグのみに対して、第２の周波数の信号を送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線タグ読取装置。
3. 前記情報確定手段は、前記タグ情報読取手段が、前記電波送信手段が送信した複数の周波数の信号の全てに対する応答信号が、同一の無線タグからの応答信号を含まないことを条件として、前記無線タグを読取対象から除外する、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線タグ読取装置。
4. 前記情報確定手段は、前記位相差算出手段が算出した位相差が、所定の閾値以下であることを条件として、前記タグ情報読取手段が読み取る無線タグとして選択する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線タグ読取装置。
5. 前記電波送信手段は、送信する電波の強度を、少なくとも、前記所定の領域に置かれた無線タグが起動する強度とする、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線タグ読取装置。
6. 無線タグに登録された識別情報を読み取る無線タグ読取装置を制御するコンピュータを、
   互いに異なる周波数の信号を送信する複数の電波送信手段と、
   前記電波送信手段が送信した前記信号を受信して起動する前記無線タグの応答信号を受信する電波受信手段と、
   前記電波受信手段が受信した複数の前記応答信号の位相差を算出する位相差算出手段と、
   前記位相差算出手段が算出した位相差に基づいて、前記識別情報を読み取るべき無線タグを選別する情報確定手段と、
   前記情報確定手段が選別した無線タグに登録された識別情報を読み取るタグ情報読取手段と、
   して機能させるプログラム。

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