JP4091200B2 - トランスポンダのアクセス方法及びトランスポンダシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中波帯以下の周波数を用いる複数のトランスポンダをほぼ同時にアクセスできるトランスポンダのアクセス方法とトランスポンダシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、トランスポンダをタイヤ中に埋設するなどして、タイヤ個別情報などをトランスポンダの記憶手段に記憶させておき、この情報を用いてタイヤの管理を行う方法が用いられるようになってきた。
【０００３】
このようにトランスポンダを用いてタイヤ等の管理を行うことにより、多大な管理対象情報を短時間で、且つ高精度で処理可能となり、管理作業の手間を省くことができると共に誤りの発生を防止することができる。
【０００４】
この場合に用いられるトランスポンダの送受信周波数としては、通信速度、即ち情報伝達量を考慮して、現在一般的には２．４５ＧＨｚ帯の周波数が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した２．４５ＧＨｚ帯のような極超短波の送受信回路は周囲環境の影響を非常に受けやすいため、トランスポンダの回路設計及び製造に細心の注意が必要であり、製造コストの低減を図ることが困難であった。
【０００６】
このため、上記のようなトランスポンダを埋設したタイヤは通常のタイヤよりもコスト高になり、一般への普及が遅れている。
【０００７】
また、現在バーコード等を用いて行われている商品管理などにおいても、上記のタイヤ管理と同様にトランスポンダを用いることが可能であるが、現時点においては２．４５ＧＨｚ帯の周波数のトランスポンダが主流であるため、コスト高になるので現時点ではほとんど実用化されていない。
【０００８】
また、中波帯以下の低い周波数の電磁波を用いるトランスポンダ、例えば１３５ＫＨｚの電磁波を用いるトランスポンダは、回路設計及び製造が比較的容易であるため、低コストで製品化されている。しかし、周波数が低いため、極超短波を用いたものと比較して通信速度が遅いので、複数のトランスポンダをほぼ同時にアクセスすることが難しく、単独アクセスの用途に用いられのみである。
【０００９】
このような低コストで製造可能な中波帯以下の低い周波数の電磁波を用いるトランスポンダを複数ほぼ同時にアクセス可能になれば、トランスポンダを用いたタイヤ及びその他の商品管理等を一般に広く普及させることができるので、これを可能にする装置及びシステムの実用化が待ち望まれている。
【００１０】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、低コストで製造可能な中波帯以下の低い周波数の電磁波を用いる複数のトランスポンダをほぼ同時にアクセスできるトランスポンダのアクセス方法及びトランスポンダシステムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために請求項１では、中波帯以下の所定周波数の電磁波を用い、質問信号となる電磁波を受信したときに応答信号を送信する複数のトランスポンダに対して、トランスポンダリーダーから質問信号を送信して前記複数のトランスポンダからの応答信号を受信するトランスポンダのアクセス方法であって、前記複数のトランスポンダのそれぞれにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が、予め設定されている一定の分散時間内で予めランダムに設定されており、アクセス対象となるトランスポンダの数が前記トランスポンダリーダーに設定され、前記トランスポンダリーダーは、質問信号を１回送信した後、少なくとも前記分散時間と１回の応答信号送信に要する時間とを加算した時間の間は受信状態を維持して応答信号を受信すると共に、アクセス対象となる全てのトランスポンダから応答信号を受信できるまで質問信号の送信を繰り返すトランスポンダのアクセス方法を提案する。
【００１２】
該トランスポンダのアクセス方法によれば、前記複数のトランスポンダのそれぞれにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が予め設定されている一定の分散時間内で予めランダムに設定されているので、各トランスポンダからの応答信号の送信タイミングがランダムになると共にアクセス対象となる全てのトランスポンダから応答信号を受信できるまで質問信号の送信を繰り返すので、複数のトランスポンダからの応答信号を分離して受信することができる。
【００１３】
また、請求項２では、請求項１記載のトランスポンダのアクセス方法において、前記トランスポンダリーダーに互いに異なる位置に配置された２つ以上の送受信用アンテナが設けられており、前記トランスポンダリーダーは前記送受信アンテナを順番に切り替えて前記質問信号の送信及び応答信号の受信を行うトランスポンダのアクセス方法を提案する。
【００１４】
該トランスポンダのアクセス方法によれば、２つ以上の送受信アンテナを設けているため、これらの送受信アンテナと複数のトランスポンダのそれぞれとの間の位置関係、距離、間に存在する遮蔽物等は送受信アンテナ毎に異なるものとなる。このため、質問信号の電磁波が送信される送受信アンテナが異なると、前記質問信号の電磁波を各トランスポンダが受信するタイミングが変わるので、トランスポンダからの応答信号の送信タイミングも異なるものとなる。これにより、２つ以上のトランスポンダにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が一致したときも、これらのトランスポンダからの応答信号を分離して受信することができる。
【００１５】
また、請求項３では、請求項１記載のトランスポンダのアクセス方法において、前記トランスポンダにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が各トランスポンダ毎に異なる値に設定されているトランスポンダのアクセス方法を提案する。
【００１６】
該トランスポンダのアクセス方法によれば、トランスポンダにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が各トランスポンダ毎に異なる値に設定されているため、２つ以上のトランスポンダからの応答信号の送信タイミングが一致する確率を低減できる。
【００１７】
また、請求項４では、請求項１記載のトランスポンダのアクセス方法において、前記電磁波の周波数として１３５ＫＨｚ帯を用いるトランスポンダのアクセス方法を提案する。
【００１８】
該トランスポンダのアクセス方法によれば、トランスポンダとトランスポンダリーダーとの間で周波数が１３５ＫＨｚ帯の電磁波を用いた交信が行われる。
【００１９】
また、請求項５では、中波帯以下の所定周波数の電磁波を用い、質問信号となる電磁波を受信したときに応答信号を送信する複数のトランスポンダと、これらのトランスポンダに対して質問信号を送信して応答信号を受信するトランスポンダリーダーにとからなるトランスポンダシステムおいて、前記トランスポンダリーダーは、送受信用アンテナと、送信命令を受けたときに質問信号の電磁波を所定送信時間だけ前記送受信用アンテナを介して送信し、質問信号を送信するとき以外は受信状態を維持すると共に受信した応答信号を電気信号として出力する送受信部と、該送受信部に対して前記送信命令を送出する送受信制御手段と、ほぼ同時にアクセスするトランスポンダの数を設定するアクセス対象数設定手段と、前記応答信号から個々のトランスポンダに固有の識別情報を抽出し、該抽出した互いに異なる識別情報の数が前記アクセス対象数設定手段によって設定されている数に達するまで前記送受信制御手段に対して送信を繰り返させる送信繰り返し手段と、前記送受信部から出力される複数の応答信号を入力し、該複数の応答信号のそれぞれに含まれる所定情報を抽出する情報抽出手段と、該情報抽出手段によって抽出された情報を表示する表示手段とを備え、前記トランスポンダは、前記質問信号の電磁波を受信してから所定の遅延時間経過後に応答信号の送信を開始する応答遅延手段を有し、前記各トランスポンダの応答遅延手段による遅延時間は、予め設定されている一定の分散時間内でランダムな値に予め設定されているトランスポンダシステムを提案する。
【００２０】
該トランスポンダシステムによれば、送受信制御手段によって各送受信部に送信命令が順次出力されると、該送受信命令を受けた送受信部は所定の送信時間の間だけ質問信号の電磁波を送信した後に受信状態となる。
【００２１】
この質問信号の電磁波を受信したトランスポンダは応答信号を送信する。この応答信号は受信状態にある送受信部によって受信され、応答信号に含まれる所定情報が情報抽出手段によって抽出され、抽出された情報が表示手段によって表示される。
【００２２】
また、各トランスポンダによる応答信号の送信タイミングは、各トランスポンダにおける応答遅延手段によってランダムなタイミングとなる。これにより、複数のトランスポンダからの応答信号を分離して受信することができる。
【００２３】
さらに、応答信号から抽出した互いに異なる識別情報の数が前記アクセス対象数設定手段によって設定されている数に達するまで、前記送受信制御手段による質問信号の送信が繰り返されるので、電磁波の伝搬状態などによって複数のトランスポンダからの応答信号が一時的に重なった場合にも、質問信号送信の繰り返しによりこれを回避でき、アクセス対象となる全てのトランスポンダからの応答信号を漏れなく取得することができる。
【００２４】
また、請求項６では、請求項５記載のトランスポンダシステムにおいて、前記応答遅延手段による遅延時間は各トランスポンダ毎に異なる値に設定されているトランスポンダシステムを提案する。
【００２５】
該トランスポンダシステムによれば、前記遅延時間が各トランスポンダ毎に異なる値に設定されているので、各トランスポンダからの応答信号が重なって受信される割合を低減できる。
【００２６】
また、請求項７では、請求項５記載のトランスポンダシステムにおいて、前記応答遅延手段が、前記質問信号の電磁波エネルギーを所定の時定数で蓄電する蓄電手段と、該蓄電手段による蓄電エネルギーが所定値に達したときに応答信号を送信する応答送信手段とからなり、前記時定数によって前記遅延時間が設定されているトランスポンダシステムを提案する。
【００２７】
該トランスポンダシステムによれば、トランスポンダの蓄電手段における蓄電の時定数を変えることによって、非常に簡単に各トランスポンダにおける応答信号の送信タイミングを変えることができる。
【００２８】
また、請求項８では、請求項５記載のトランスポンダシステムにおいて、前記質問信号及び応答信号の周波数が約１３５ＫＨｚ帯の周波数であるトランスポンダシステムを提案する。
【００２９】
該トランスポンダシステムによれば、トランスポンダとトランスポンダリーダーとの間で周波数が１３５ＫＨｚ帯の電磁波を用いた交信が行われる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダシステムを示す概略構成図、図２はトランスポンダの電気系回路を示すブロック図、図３はトランスポンダリーダーの電気系回路を示すブロック図である。
【００３２】
図１において、ＴＰ（ＴＰ-1〜ＴＰ-n（ｎは自然数））は中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダ、ＴＲＤはトランスポンダリーダーである。
【００３３】
本実施形態では、例えば商品情報が記録されたトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nが装着された商品が複数個まとめて梱包されているパッケージを開放することなく、トランスポンダリーダーＴＲＤを用いてパッケージ内の個々のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nが記憶している商品情報をほぼ同時に読み取ることができるトランスポンダシステムについて説明する。
【００３４】
トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nのそれぞれは、例えば１３５ＫＨｚ帯の所定の同一周波数において送受信を行うもので、トランスポンダリーダーＴＲＤから３０ｍｓの間連続して送信された質問信号となる電磁波を受信すると、所定時間（遅延時間）後に応答信号を３ｍｓの間送信するものである。また、この遅延時間は、３５ｍｓ〜２９５ｍｓの間でランダムに設定されている。
【００３５】
本実施形態では、トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nの一構成例として図２に示す構成を採用した。即ち、図２において、１０はトランスポンダで、アンテナ線１１、整流回路１２、中央処理部１３、記憶部１４、発信部１５及び切り替えスイッチ１６から構成されている。
【００３６】
整流回路１２は、ダイオード121、抵抗器122、及びコンデンサ123から構成され、周知の半波整流回路を形成している。この整流回路１２の入力側には切り替えスイッチ１６を介してアンテナ線１１が接続され、アンテナ線１１に誘起した高周波電流を整流して直流電流に変換し、中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５の駆動電源として出力するものである。
【００３７】
中央処理部１３は、周知のＣＰＵ131及びディジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａと称する）変換回路132から構成され、ＣＰＵ131は整流回路１２から出力される電圧Ｖcが所定の基準値に達したときに動作を開始する。供給電圧Ｖcが基準値に達するとＣＰＵ131は、ＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリからなる記憶部１４内に記憶されているプログラムに基づいて動作し、最初に切り替えスイッチを送信状態に設定してアンテナ線１１を発信部１５に接続し、次いで所定の応答信号をＤ／Ａ変換回路132を介して発信部１５に出力する。
【００３８】
ここでは応答信号として、記憶部１４内に予め記憶されている情報を送信する。本実施形態では、個々のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nに固有の識別情報、前述した商品の製造工場、製造年月日、商品コード等の情報が予め記憶部１４に記憶されており、これらの情報が応答信号として送信される。
【００３９】
発信部１５は、発振回路151、変調回路152及び高周波増幅回路153から構成され、中央処理部１３から入力した応答信号に基づいて、発振回路151によって発振された１３５ＫＨｚの搬送波を変調回路152を介して変調し、これを高周波増幅回路153を介してアンテナ線１１に供給する。
【００４０】
また、切り替えスイッチ１６は、ＣＰＵ131が非動作状態にあるときはアンテナ線１１と整流回路１２を接続し、ＣＰＵ131から切り替え信号が出力されている間だけアンテナ線１１と発信部１５とを接続する。
【００４１】
さらに、本実施形態では、整流回路１２における抵抗器122の抵抗値をＲ、コンデンサ123の静電容量をＣとしたときの時定数（＝Ｒ×Ｃ）を所定範囲内でランダムに設定することにより、質問信号の電磁波がアンテナ線１１に照射されてから整流回路１２の出力電圧（コンデンサ123の充電電圧）が基準値に達するまでの時間を３５ｍｓ〜２９５ｍｓの間でランダムに設定している。通常用いる抵抗器122とコンデンサ123の製品としての許容誤差は３％程度であり、複数の各トランスポンダにおいて同一値の抵抗器122とコンデンサ123を用いた場合においても、この誤差によって十分に前述の条件を満たすものとなる。
【００４２】
次に、本実施形態におけるトランスポンダリーダーＴＲＤとしては、図３に示す構成を採用した。即ち、図３において、２０はトランスポンダリーダーで、送受信アンテナ２１、送受信部２２、中央処理部２３、記憶部２４、表示部２５、操作部２６、電源部２７から構成されている。
【００４３】
送受信部２２は、中央処理部２３から送信命令を受けたときに１３５ＫＨｚの搬送波を３０ｍｓ間だけ送受信アンテナ２１に出力し、これ以外は受信状態を維持してトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号を受信し、受信した応答信号をディジタルデータとして中央処理部２３に出力する。
【００４４】
中央処理部２３は、周知のＣＰＵから構成され、ＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリからなる記憶部２４内に記憶されているプログラムに基づいて動作し、操作部２６のトリガスイッチ262がオンされたときに送受信部２２に対して送信命令を出力し、送受信部２２から入力した応答信号を記憶部２４に記憶すると共に応答信号中の所定情報抽出して表示部２５に表示する。
【００４５】
操作部２６は、中央処理部２３に対する命令等を入力するためのキーボード261とモーメンタリスイッチからなるトリガスイッチ262とから構成されている。
【００４６】
また、トランスポンダリーダー２０は、例えば図４に示すように、ピストル形状をなすハンドヘルド型の筐体１内に組み込まれている。この筐体１の先端部には、送受信アンテナ２１が配置され、上面にはキーボード261及び表示部２５が配置され、さらにグリップ１ａ前部のトリガー位置にはトリガスイッチ262が配置されている。
【００４７】
次に、前述の構成よりなるトランスポンダシステムの動作を説明する。
【００４８】
このシステムを使用する前に、ほぼ同時にアクセスするトランスポンダＴＰの数をトランスポンダリーダーＴＲＤに設定する。ここで「ほぼ同時にアクセスする」とは、１秒程度若しくはこれよりも短い時間内に複数個のトランスポンダＴＰの全てと質問信号及び応答信号の授受を完全に行うことを言う。
【００４９】
例えば、１つのパッケージ内に１０個の商品が入っており、これら１０個の商品のそれぞれにトランスポンダＴＰが装着されているときには、１つのパッケージ内の１０個のトランスポンダの記憶情報をほぼ同時に読み取るようにトランスポンダリーダーＴＲＤを設定する。これにより、トランスポンダリーダーＴＲＤの先端部を対象パッケージに向けてトリガスイッチ262を１度オンするだけで、パッケージ内の１０個のトランスポンダの記憶情報が表示部２５に表示される。
【００５０】
次に、上記動作の詳細を図５のトランスポンダリーダー動作フローチャート及び図６の送受信動作タイミングチャートを参照して説明する。
【００５１】
トランスポンダリーダーＴＲＤでは、動作を開始すると中央処理部２３が、アクセス対象数、即ちほぼ同時にアクセスするトランスポンダＴＰの数Ｎを「１」に初期設定する（ＳＡ１）。この後、中央処理部２３は、キーボード261を介しての操作者によるアクセス対象数Ｎの設定変更が行われた場合はアクセス対象数Ｎを変更する（ＳＡ２）。
【００５２】
次いで、中央処理部２３は、トリガスイッチ262がオンされたか否かを判定し（ＳＡ３）、トリガスイッチ262がオンされたときに送信命令を送受信部２２に出力し、送受信部２２から送受信アンテナ２１を介して質問信号の電磁波を３０ｍｓ送信する（ＳＡ４）。この後、中央処理部２３は応答信号の受信処理を行う（ＳＡ５）。
【００５３】
トランスポンダリーダーＴＲＤから送信された質問信号の電磁波はトランスポンダＴＰのアンテナ線１１に入力され、アンテナ線１１に高周波電流が誘起する。アンテナ線１１に誘起した高周波電流は、整流回路１２によって整流されて前述した時定数（＝Ｒ×Ｃ）でコンデンサ123を蓄電する。コンデンサ123の端子間電圧Ｖcが基準値に達したときにＣＰＵ131が動作を開始する。
【００５４】
ここで、前述したように各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nの時定数はランダムに設定されているので、図６に示すように質問信号の電磁波が送信されてから応答信号が送信されるまでの時間（遅延時間）t1〜tnは、各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nで異なったものとなる。
【００５５】
動作を開始したＣＰＵ131は、記憶部１４内に記憶されているプログラムに基づいて動作し、最初に切り替えスイッチを送信状態に設定してアンテナ線１１を発信部１５に接続した後、応答信号をＤ／Ａ変換回路132を介して発信部１５に出力する。これにより、トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nのそれぞれから異なるタイミングで応答信号が送信される。
【００５６】
この応答信号は受信状態にあるトランスポンダリーダーＴＲＤの送受信部２２によって受信され、ディジタルデータに変換された後に中央処理部２３に出力される。
【００５７】
中央処理部２３は、質問信号の電磁波を送信してからの経過時間が最大受信時間に達するまで（ＳＡ６）、応答信号に含まれる情報を抽出して、順次、記憶部２４に記憶する。本実施形態では、最大受信時間を３００ｍｓに設定している。
【００５８】
最大受信時間が経過すると、中央処理部２３は、受信できた異なる応答信号の数をカウントして（ＳＡ７）、これがアクセス対象数Ｎに等しいか否かを判定する（ＳＡ８）。
【００５９】
この判定の結果、応答信号の受信完了数がアクセス対象数Ｎに達しないときは前記ＳＡ４の処理に移行して再度質問信号の送信と応答信号の受信を繰り返す。また、アクセス対象数Ｎの応答信号を全て受信したときは、中央処理部２３は、受信した応答信号から識別情報、製造工場、製造年月日、商品コード等の情報を抽出して表示部２５に表示する（ＳＡ９）。
【００６０】
また、質問信号の送信を２，３回繰り返しても全ての応答信号を受信できないときは、トランスポンダリーダーＴＲＤの位置を少し変えることにより、送受信アンテナ２１と複数のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nのそれぞれとの間の位置関係、距離、間に存在する遮蔽物等が変化するので、質問信号の電磁波を各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nが受信するタイミングが変わるため、トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号の送信タイミングも異なるものとなり、複数のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号を全て受信することができる。
【００６１】
また、本実施形態では各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nの時定数（＝Ｒ×Ｃ）を前述したように全くランダムに設定したが、全て異なる値に設定すれば、複数の応答信号が重なる確率を低減でき、全ての応答信号を受信するまでに要する時間を短縮することができる。このうえさらに、各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nにおける上記時定数による遅延時間を応答信号を送信するのに要する時間間隔があくように設定すれば、複数の応答信号が重なる確率をさらに低減でき、全ての応答信号を受信するまでに要する時間をさらに短縮することができる。
【００６２】
前述したように本実施形態によれば、短波帯以上の周波数の電磁波に比べて減衰の少ない中波帯以下の周波数の電磁波を用いる複数のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nをほぼ同時にアクセスして各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号を取得することができる。
【００６３】
また、少なくとも現時点においては、中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダは、短波帯以上の周波数の電磁波を用いるトランスポンダに比べて製造コストが低いので、低コストでシステムを構築することができる。
【００６４】
また、トランスポンダリーダーＴＲＤにおいて、質問信号を送信してから２，３秒程度経過しても、受信できた応答信号の数がアクセス対象数に満たないときは、エラー表示などを行うようにしても良い。
【００６５】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００６６】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様のトランスポンダシステムを一例として説明する。
【００６７】
図７は第２の実施形態におけるトランスポンダリーダーの電気系回路を示すブロック図、図８は第２の実施形態におけるトランスポンダリーダーを示す外観図である。これらの図において、前述した第１の実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。
【００６８】
また、第１の実施形態と第２の実施形態との相違点は、第２の実施形態ではトランスポンダリーダーＴＲＤの構成に２つの送受信アンテナ２１ａ，２１ｂとアンテナ切替器２８を設けると共に、受信した応答信号の情報を外部装置に出力するための外部出力インタフェース部２９を設けたことにある。
【００６９】
即ち、図７において、アンテナ切替器２８は中央処理部２３からの制御信号によって切り替え動作し、２つの送受信アンテナ２１ａ，２１ｂの何れかを送受信部２２に接続する。これらの送受信アンテナ２１ａ，２１ｂは、図８に示すように筐体１Ａの先端部に所定の間隔をあけて配置されている。
【００７０】
また、外部出力インタフェース部２９は、図８に示すようにグリップ１ａの底に配置されたコネクタ２９ａを有し、中央処理部２３の制御によって動作し、例えばＲＳ２３２ｃ等によって外部装置にデータを出力する。
【００７１】
次に、上記構成のトランスポンダリーダーを用いたトランスポンダシステムの動作を説明する。
【００７２】
このシステムを使用する前に、第１の実施形態と同様にほぼ同時にアクセスするトランスポンダＴＰの数をトランスポンダリーダーＴＲＤに設定する。
【００７３】
この後、トランスポンダリーダーＴＲＤの先端部を対象パッケージに向けてトリガスイッチ262を１度オンすると、受信できた応答信号の数がアクセス対象数に達するまで送受信アンテナ２１ａ，２１ｂを交互に切り替えて質問信号の送信及び応答信号の受信が行われる。
【００７４】
また、操作部２６のキーボード操作261によって、記憶部２４に記憶されている応答信号の情報を外部装置に出力することができる。
【００７５】
次に、上記動作の詳細を図９のトランスポンダリーダー動作フローチャートを参照して説明する。
【００７６】
トランスポンダリーダーＴＲＤでは、動作を開始すると中央処理部２３が、アクセス対象数、即ちほぼ同時にアクセスするトランスポンダＴＰの数Ｎを「１」に初期設定する（ＳＢ１）。この後、中央処理部２３は、キーボード261を介しての操作者によるアクセス対象数Ｎの設定変更が行われた場合はアクセス対象数Ｎを変更する（ＳＢ２）。
【００７７】
次いで、中央処理部２３は、トリガスイッチ262がオンされたか否かを判定し（ＳＢ３）、トリガスイッチ262がオンされないときはキーボード261を介して記録情報の出力命令が入力されたか否かを判定する（ＳＢ４）。
【００７８】
この判定の結果、出力命令が入力されていないときは前記ＳＢ２の処理に移行し、出力命令が入力されたときは記憶部２４に記憶されている応答信号の全ての情報をインタフェース部２９を介して外部装置に出力する（ＳＢ５）。この後、前記ＳＢ２の処理に移行する。
【００７９】
前記ＳＢ３の判定の結果、トリガスイッチ262がオンされたときは送信命令を送受信部２２に出力し、送受信部２２から送受信アンテナ２１を介して質問信号の電磁波を３０ｍｓ送信する（ＳＢ６）。この後、中央処理部２３は応答信号の受信処理を行う（ＳＢ７）。
【００８０】
これに伴って中央処理部２３は、質問信号の電磁波を送信してからの経過時間が最大受信時間に達したか否かを監視し（ＳＢ８）、経過時間が最大受信時間に達したときに、受信できた異なる応答信号の数をカウントする（ＳＢ９）。
【００８１】
次いで、中央処理部２３は、このカウント数がアクセス対象数Ｎに等しいか否かを判定する（ＳＢ１０）。
【００８２】
この判定の結果、応答信号の受信完了数がアクセス対象数Ｎに達しないときは、中央処理部２３は、アンテナ切替器２８に切り替え制御信号を出力してそれまでとは異なる送受信アンテナ２１ａ，２１ｂを送受信部２２に接続し（ＳＢ１１）、前記ＳＢ２の処理に移行する。これにより、異なる送受信アンテナ２１ａ，２１ｂから再び質問信号の電磁波が送信される。
【００８３】
また、応答信号の受信完了数がアクセス対象数Ｎに達したときは、中央処理部２３は、受信した応答信号から識別情報、製造工場、製造年月日、商品コード等の情報を抽出して表示部２５に表示する（ＳＢ１２）。
【００８４】
このようにアンテナ切替器２８によって送受信アンテナ２１ａ，２１ｂを切り替えて、送受信部２２によって質問信号の電磁波を送信することにより、複数のトランスポンダからの応答信号が重なる確率を低減することができる。
【００８５】
即ち、送受信アンテナ２１ａ，２１ｂを２つ設けると、これらの送受信アンテナ２１ａ，２１ｂと複数のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nのそれぞれとの間の位置関係、距離、間に存在する遮蔽物等が送受信アンテナ毎に異なるものとなる。このため、質問信号の電磁波が送信される送受信アンテナが異なると、前記質問信号の電磁波を各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nが受信するタイミングが変わるので、各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号の送信タイミングも異なるものとなる。これにより、複数のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号を分離して受信することができる。
【００８６】
前述したように、第２の実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８７】
尚、第２の実施形態ではトランスポンダリーダーＴＲＤの送受信アンテナ２１ａ，２１ｂを２個としたが、３個以上であっても良い。例えば、図１０に示すように４個の送受信アンテナ２１ａ〜２１ｄを備えてこれらを切り替えて送受信を行うトランスポンダリーダーＴＲＤを構成しても良い。この場合、図１１に示すようにアンテナ切替器２８を削除して、送受信アンテナ２１ａ〜２１ｄのそれぞれに送受信部２２ａ〜２２ｄを設けるようにしても良い。これにより、それぞれの送受信アンテナ２１ａ〜２１ｄから質問信号の電磁波を輻射するタイミングを多彩に変化させて、応答信号の受信をさらに短時間に完了することも可能である。
【００８８】
また、第１及び第２の実施形態では、パッケージ内に梱包された複数の商品情報を外部から読み取るトランスポンダシステムを構成したが、本発明がこれらに限定されることはなく、車両に装着されたタイヤの情報管理などにも容易に適用できることは言うまでもない。
【００８９】
また、第１及び第２の実施形態では、１３５ＫＨｚ帯の周波数の電磁波を用いるトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nとトランスポンダリーダーＴＲＤからなるトランスポンダシステムを構成したが、使用周波数が１３５ＫＨｚ帯に限定されることはない。
【００９０】
さらに、第１及び第２の実施形態の構成は、本発明の一具体例にすぎず、本発明がこれらの構成のみに限定されることはない。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１乃至４記載のトランスポンダのアクセス方法によれば、中波帯以下の周波数の電磁波を用いる複数のトランスポンダをほぼ同時にアクセスして各トランスポンダからの応答信号を取得することができる。これにより、短波帯以上の周波数の電磁波に比べて減衰の少ない中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダを各種の分野において活用することができる。さらに、中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダは、少なくとも現時点においては、短波帯以上の周波数の電磁波を用いるトランスポンダに比べて製造コストが低いので、活用分野を広げることができ産業上の利益に大いに貢献するものである。
【００９２】
また、請求項２記載の記載のトランスポンダのアクセス方法によれば、上記の効果に加えて、２つ以上のトランスポンダにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が一致したときも、これらのトランスポンダからの応答信号を分離して受信することができる。
【００９３】
また、請求項３記載の記載のトランスポンダのアクセス方法によれば、上記の効果に加えて、２つ以上のトランスポンダからの応答信号の送信タイミングが一致する確率を低減できるので、ほぼ同時にアクセス対象となる全てのトランスポンダからの応答信号を取得するのに要する時間を短縮することができる。
【００９４】
また、請求項４記載の記載のトランスポンダのアクセス方法によれば、上記の効果に加えて、少なくとも現時点において製品化されている周波数１３５ＫＨｚの電磁波を用いたトランスポンダを活用することができるので、トランスポンダの利用を広く普及させることができる。
【００９５】
また、請求項５記載のトランスポンダシステムによれば、短波帯以上の周波数の電磁波に比べて減衰の少ない中波帯以下の周波数の電磁波を用いる複数のトランスポンダをほぼ同時にアクセスして各トランスポンダからの応答信号を取得することができるので、中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダを各種の分野において活用することができる。さらに、少なくとも現時点においては、中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダは、短波帯以上の周波数の電磁波を用いるトランスポンダに比べて製造コストが低いので、活用分野を広げることができ産業上の利益に大いに貢献するものである。
【００９６】
また、請求項６記載のトランスポンダシステムによれば、上記の効果に加えて、ほぼ同時にアクセス対象となる各トランスポンダにおける遅延時間が各トランスポンダ毎に異なる値に設定されているため、各トランスポンダからの応答信号が重なって受信される割合を低減できるので、ほぼ同時にアクセス対象となる全てのトランスポンダからの応答信号を取得するのに要する時間を短縮することができる。
【００９７】
また、請求項７記載のトランスポンダシステムによれば、上記の効果に加えて、トランスポンダの蓄電手段における蓄電の時定数を変えることによって、非常に簡単に各トランスポンダにおける応答信号の送信タイミングを互いに異なるものとすることができる。
【００９８】
また、請求項８記載のトランスポンダシステムによれば、上記の効果に加えて、少なくとも現時点において製品化されている周波数１３５ＫＨｚの電磁波を用いたトランスポンダを活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダシステムを示す概略構成図
【図２】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダの電気系回路を示すブロック図
【図３】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダリーダーの電気系回路を示すブロック図
【図４】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダリーダーを示す外観図
【図５】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダリーダーの動作フローチャート
【図６】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダリーダーとトランスポンダの送受信動作タイミングチャート
【図７】 本発明の第２の実施形態におけるトランスポンダリーダーの電気系回路を示すブロック図
【図８】 本発明の第２の実施形態におけるトランスポンダリーダーを示す外観図
【図９】 本発明の第２の実施形態におけるトランスポンダリーダーの動作フローチャート
【図１０】 本発明におけるトランスポンダリーダーの他の構成例を示す外観図
【図１１】 本発明におけるトランスポンダリーダーの他の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
ＴＰ（ＴＰ-1〜ＴＰ-n）…トランスポンダ、ＴＲＤ…トランスポンダリーダー、１０…トランスポンダ、１１…アンテナ線、１２…整流回路、121…ダイオード、122…抵抗器、123…コンデンサ、１３…中央処理部、１４…記憶部、１５…発信部、１６…切り替えスイッチ、２０，２０Ａ…トランスポンダリーダー、２１，２１ａ〜２１ｄ…送受信アンテナ、２２，２２ａ〜２２ｄ…送受信部、２３…中央処理部、２４…記憶部、２５…表示部、２６…操作部、261…キーボード、262…トリガスイッチ、２７…電源部、２８…アンテナ切替器、２９…外部出力インタフェース部、２９ａ…コネクタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、中波帯以下の周波数を用いる複数のトランスポンダをほぼ同時にアクセスできるトランスポンダのアクセス方法とトランスポンダシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、トランスポンダをタイヤ中に埋設するなどして、タイヤ個別情報などをトランスポンダの記憶手段に記憶させておき、この情報を用いてタイヤの管理を行う方法が用いられるようになってきた。
【０００３】
このようにトランスポンダを用いてタイヤ等の管理を行うことにより、多大な管理対象情報を短時間で、且つ高精度で処理可能となり、管理作業の手間を省くことができると共に誤りの発生を防止することができる。
【０００４】
この場合に用いられるトランスポンダの送受信周波数としては、通信速度、即ち情報伝達量を考慮して、現在一般的には２．４５ＧＨｚ帯の周波数が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した２．４５ＧＨｚ帯のような極超短波の送受信回路は周囲環境の影響を非常に受けやすいため、トランスポンダの回路設計及び製造に細心の注意が必要であり、製造コストの低減を図ることが困難であった。
【０００６】
このため、上記のようなトランスポンダを埋設したタイヤは通常のタイヤよりもコスト高になり、一般への普及が遅れている。
【０００７】
また、現在バーコード等を用いて行われている商品管理などにおいても、上記のタイヤ管理と同様にトランスポンダを用いることが可能であるが、現時点においては２．４５ＧＨｚ帯の周波数のトランスポンダが主流であるため、コスト高になるので現時点ではほとんど実用化されていない。
【０００８】
また、中波帯以下の低い周波数の電磁波を用いるトランスポンダ、例えば１３５ＫＨｚの電磁波を用いるトランスポンダは、回路設計及び製造が比較的容易であるため、低コストで製品化されている。しかし、周波数が低いため、極超短波を用いたものと比較して通信速度が遅いので、複数のトランスポンダをほぼ同時にアクセスすることが難しく、単独アクセスの用途に用いられのみである。
【０００９】
このような低コストで製造可能な中波帯以下の低い周波数の電磁波を用いるトランスポンダを複数ほぼ同時にアクセス可能になれば、トランスポンダを用いたタイヤ及びその他の商品管理等を一般に広く普及させることができるので、これを可能にする装置及びシステムの実用化が待ち望まれている。
【００１０】
本発明の目的は上記の問題点に鑑み、低コストで製造可能な中波帯以下の低い周波数の電磁波を用いる複数のトランスポンダをほぼ同時にアクセスできるトランスポンダのアクセス方法及びトランスポンダシステムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために請求項１では、中波帯以下の所定周波数の電磁波を用い、質問信号となる電磁波を受信したときに応答信号を送信する複数のトランスポンダに対して、トランスポンダリーダーから質問信号を送信して前記複数のトランスポンダからの応答信号を受信するトランスポンダのアクセス方法であって、前記複数のトランスポンダのそれぞれにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が、予め設定されている一定の分散時間内で予めランダムに設定されており、アクセス対象となるトランスポンダの数が前記トランスポンダリーダーに設定され、前記トランスポンダリーダーは、質問信号を１回送信した後、少なくとも前記分散時間と１回の応答信号送信に要する時間とを加算した時間の間は受信状態を維持して応答信号を受信すると共に、アクセス対象となる全てのトランスポンダから応答信号を受信できるまで質問信号の送信を繰り返すトランスポンダのアクセス方法を提案する。
【００１２】
該トランスポンダのアクセス方法によれば、前記複数のトランスポンダのそれぞれにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が予め設定されている一定の分散時間内で予めランダムに設定されているので、各トランスポンダからの応答信号の送信タイミングがランダムになると共にアクセス対象となる全てのトランスポンダから応答信号を受信できるまで質問信号の送信を繰り返すので、複数のトランスポンダからの応答信号を分離して受信することができる。
【００１３】
また、請求項２では、請求項１記載のトランスポンダのアクセス方法において、前記トランスポンダリーダーに互いに異なる位置に配置された２つ以上の送受信用アンテナが設けられており、前記トランスポンダリーダーは前記送受信アンテナを順番に切り替えて前記質問信号の送信及び応答信号の受信を行うトランスポンダのアクセス方法を提案する。
【００１４】
該トランスポンダのアクセス方法によれば、２つ以上の送受信アンテナを設けているため、これらの送受信アンテナと複数のトランスポンダのそれぞれとの間の位置関係、距離、間に存在する遮蔽物等は送受信アンテナ毎に異なるものとなる。このため、質問信号の電磁波が送信される送受信アンテナが異なると、前記質問信号の電磁波を各トランスポンダが受信するタイミングが変わるので、トランスポンダからの応答信号の送信タイミングも異なるものとなる。これにより、２つ以上のトランスポンダにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が一致したときも、これらのトランスポンダからの応答信号を分離して受信することができる。
【００１５】
また、請求項３では、請求項１記載のトランスポンダのアクセス方法において、前記トランスポンダにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が各トランスポンダ毎に異なる値に設定されているトランスポンダのアクセス方法を提案する。
【００１６】
該トランスポンダのアクセス方法によれば、トランスポンダにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が各トランスポンダ毎に異なる値に設定されているため、２つ以上のトランスポンダからの応答信号の送信タイミングが一致する確率を低減できる。
【００１７】
また、請求項４では、請求項１記載のトランスポンダのアクセス方法において、前記電磁波の周波数として１３５ＫＨｚ帯を用いるトランスポンダのアクセス方法を提案する。
【００１８】
該トランスポンダのアクセス方法によれば、トランスポンダとトランスポンダリーダーとの間で周波数が１３５ＫＨｚ帯の電磁波を用いた交信が行われる。
【００１９】
また、請求項５では、中波帯以下の所定周波数の電磁波を用い、質問信号となる電磁波を受信したときに応答信号を送信する複数のトランスポンダと、これらのトランスポンダに対して質問信号を送信して応答信号を受信するトランスポンダリーダーにとからなるトランスポンダシステムおいて、前記トランスポンダリーダーは、送受信用アンテナと、送信命令を受けたときに質問信号の電磁波を所定送信時間だけ前記送受信用アンテナを介して送信し、質問信号を送信するとき以外は受信状態を維持すると共に受信した応答信号を電気信号として出力する送受信部と、該送受信部に対して前記送信命令を送出する送受信制御手段と、ほぼ同時にアクセスするトランスポンダの数を設定するアクセス対象数設定手段と、前記応答信号から個々のトランスポンダに固有の識別情報を抽出し、該抽出した互いに異なる識別情報の数が前記アクセス対象数設定手段によって設定されている数に達するまで前記送受信制御手段に対して送信を繰り返させる送信繰り返し手段と、前記送受信部から出力される複数の応答信号を入力し、該複数の応答信号のそれぞれに含まれる所定情報を抽出する情報抽出手段と、該情報抽出手段によって抽出された情報を表示する表示手段とを備え、前記トランスポンダは、前記質問信号の電磁波を受信してから所定の遅延時間経過後に応答信号の送信を開始する応答遅延手段を有し、前記各トランスポンダの応答遅延手段による遅延時間は、予め設定されている一定の分散時間内でランダムな値に予め設定されているトランスポンダシステムを提案する。
【００２０】
該トランスポンダシステムによれば、送受信制御手段によって各送受信部に送信命令が順次出力されると、該送受信命令を受けた送受信部は所定の送信時間の間だけ質問信号の電磁波を送信した後に受信状態となる。
【００２１】
この質問信号の電磁波を受信したトランスポンダは応答信号を送信する。この応答信号は受信状態にある送受信部によって受信され、応答信号に含まれる所定情報が情報抽出手段によって抽出され、抽出された情報が表示手段によって表示される。
【００２２】
また、各トランスポンダによる応答信号の送信タイミングは、各トランスポンダにおける応答遅延手段によってランダムなタイミングとなる。これにより、複数のトランスポンダからの応答信号を分離して受信することができる。
【００２３】
さらに、応答信号から抽出した互いに異なる識別情報の数が前記アクセス対象数設定手段によって設定されている数に達するまで、前記送受信制御手段による質問信号の送信が繰り返されるので、電磁波の伝搬状態などによって複数のトランスポンダからの応答信号が一時的に重なった場合にも、質問信号送信の繰り返しによりこれを回避でき、アクセス対象となる全てのトランスポンダからの応答信号を漏れなく取得することができる。
【００２４】
また、請求項６では、請求項５記載のトランスポンダシステムにおいて、前記応答遅延手段による遅延時間は各トランスポンダ毎に異なる値に設定されているトランスポンダシステムを提案する。
【００２５】
該トランスポンダシステムによれば、前記遅延時間が各トランスポンダ毎に異なる値に設定されているので、各トランスポンダからの応答信号が重なって受信される割合を低減できる。
【００２６】
また、請求項７では、請求項５記載のトランスポンダシステムにおいて、前記応答遅延手段が、前記質問信号の電磁波エネルギーを所定の時定数で蓄電する蓄電手段と、該蓄電手段による蓄電エネルギーが所定値に達したときに応答信号を送信する応答送信手段とからなり、前記時定数によって前記遅延時間が設定されているトランスポンダシステムを提案する。
【００２７】
該トランスポンダシステムによれば、トランスポンダの蓄電手段における蓄電の時定数を変えることによって、非常に簡単に各トランスポンダにおける応答信号の送信タイミングを変えることができる。
【００２８】
また、請求項８では、請求項５記載のトランスポンダシステムにおいて、前記質問信号及び応答信号の周波数が約１３５ＫＨｚ帯の周波数であるトランスポンダシステムを提案する。
【００２９】
該トランスポンダシステムによれば、トランスポンダとトランスポンダリーダーとの間で周波数が１３５ＫＨｚ帯の電磁波を用いた交信が行われる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダシステムを示す概略構成図、図２はトランスポンダの電気系回路を示すブロック図、図３はトランスポンダリーダーの電気系回路を示すブロック図である。
【００３２】
図１において、ＴＰ（ＴＰ-1〜ＴＰ-n（ｎは自然数））は中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダ、ＴＲＤはトランスポンダリーダーである。
【００３３】
本実施形態では、例えば商品情報が記録されたトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nが装着された商品が複数個まとめて梱包されているパッケージを開放することなく、トランスポンダリーダーＴＲＤを用いてパッケージ内の個々のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nが記憶している商品情報をほぼ同時に読み取ることができるトランスポンダシステムについて説明する。
【００３４】
トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nのそれぞれは、例えば１３５ＫＨｚ帯の所定の同一周波数において送受信を行うもので、トランスポンダリーダーＴＲＤから３０ｍｓの間連続して送信された質問信号となる電磁波を受信すると、所定時間（遅延時間）後に応答信号を３ｍｓの間送信するものである。また、この遅延時間は、３５ｍｓ〜２９５ｍｓの間でランダムに設定されている。
【００３５】
本実施形態では、トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nの一構成例として図２に示す構成を採用した。即ち、図２において、１０はトランスポンダで、アンテナ線１１、整流回路１２、中央処理部１３、記憶部１４、発信部１５及び切り替えスイッチ１６から構成されている。
【００３６】
整流回路１２は、ダイオード121、抵抗器122、及びコンデンサ123から構成され、周知の半波整流回路を形成している。この整流回路１２の入力側には切り替えスイッチ１６を介してアンテナ線１１が接続され、アンテナ線１１に誘起した高周波電流を整流して直流電流に変換し、中央処理部１３、記憶部１４及び発信部１５の駆動電源として出力するものである。
【００３７】
中央処理部１３は、周知のＣＰＵ131及びディジタル／アナログ（以下、Ｄ／Ａと称する）変換回路132から構成され、ＣＰＵ131は整流回路１２から出力される電圧Ｖcが所定の基準値に達したときに動作を開始する。供給電圧Ｖcが基準値に達するとＣＰＵ131は、ＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリからなる記憶部１４内に記憶されているプログラムに基づいて動作し、最初に切り替えスイッチを送信状態に設定してアンテナ線１１を発信部１５に接続し、次いで所定の応答信号をＤ／Ａ変換回路132を介して発信部１５に出力する。
【００３８】
ここでは応答信号として、記憶部１４内に予め記憶されている情報を送信する。本実施形態では、個々のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nに固有の識別情報、前述した商品の製造工場、製造年月日、商品コード等の情報が予め記憶部１４に記憶されており、これらの情報が応答信号として送信される。
【００３９】
発信部１５は、発振回路151、変調回路152及び高周波増幅回路153から構成され、中央処理部１３から入力した応答信号に基づいて、発振回路151によって発振された１３５ＫＨｚの搬送波を変調回路152を介して変調し、これを高周波増幅回路153を介してアンテナ線１１に供給する。
【００４０】
また、切り替えスイッチ１６は、ＣＰＵ131が非動作状態にあるときはアンテナ線１１と整流回路１２を接続し、ＣＰＵ131から切り替え信号が出力されている間だけアンテナ線１１と発信部１５とを接続する。
【００４１】
さらに、本実施形態では、整流回路１２における抵抗器122の抵抗値をＲ、コンデンサ123の静電容量をＣとしたときの時定数（＝Ｒ×Ｃ）を所定範囲内でランダムに設定することにより、質問信号の電磁波がアンテナ線１１に照射されてから整流回路１２の出力電圧（コンデンサ123の充電電圧）が基準値に達するまでの時間を３５ｍｓ〜２９５ｍｓの間でランダムに設定している。通常用いる抵抗器122とコンデンサ123の製品としての許容誤差は３％程度であり、複数の各トランスポンダにおいて同一値の抵抗器122とコンデンサ123を用いた場合においても、この誤差によって十分に前述の条件を満たすものとなる。
【００４２】
次に、本実施形態におけるトランスポンダリーダーＴＲＤとしては、図３に示す構成を採用した。即ち、図３において、２０はトランスポンダリーダーで、送受信アンテナ２１、送受信部２２、中央処理部２３、記憶部２４、表示部２５、操作部２６、電源部２７から構成されている。
【００４３】
送受信部２２は、中央処理部２３から送信命令を受けたときに１３５ＫＨｚの搬送波を３０ｍｓ間だけ送受信アンテナ２１に出力し、これ以外は受信状態を維持してトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号を受信し、受信した応答信号をディジタルデータとして中央処理部２３に出力する。
【００４４】
中央処理部２３は、周知のＣＰＵから構成され、ＥＥＰＲＯＭ等の半導体メモリからなる記憶部２４内に記憶されているプログラムに基づいて動作し、操作部２６のトリガスイッチ262がオンされたときに送受信部２２に対して送信命令を出力し、送受信部２２から入力した応答信号を記憶部２４に記憶すると共に応答信号中の所定情報抽出して表示部２５に表示する。
【００４５】
操作部２６は、中央処理部２３に対する命令等を入力するためのキーボード261とモーメンタリスイッチからなるトリガスイッチ262とから構成されている。
【００４６】
また、トランスポンダリーダー２０は、例えば図４に示すように、ピストル形状をなすハンドヘルド型の筐体１内に組み込まれている。この筐体１の先端部には、送受信アンテナ２１が配置され、上面にはキーボード261及び表示部２５が配置され、さらにグリップ１ａ前部のトリガー位置にはトリガスイッチ262が配置されている。
【００４７】
次に、前述の構成よりなるトランスポンダシステムの動作を説明する。
【００４８】
このシステムを使用する前に、ほぼ同時にアクセスするトランスポンダＴＰの数をトランスポンダリーダーＴＲＤに設定する。ここで「ほぼ同時にアクセスする」とは、１秒程度若しくはこれよりも短い時間内に複数個のトランスポンダＴＰの全てと質問信号及び応答信号の授受を完全に行うことを言う。
【００４９】
例えば、１つのパッケージ内に１０個の商品が入っており、これら１０個の商品のそれぞれにトランスポンダＴＰが装着されているときには、１つのパッケージ内の１０個のトランスポンダの記憶情報をほぼ同時に読み取るようにトランスポンダリーダーＴＲＤを設定する。これにより、トランスポンダリーダーＴＲＤの先端部を対象パッケージに向けてトリガスイッチ262を１度オンするだけで、パッケージ内の１０個のトランスポンダの記憶情報が表示部２５に表示される。
【００５０】
次に、上記動作の詳細を図５のトランスポンダリーダー動作フローチャート及び図６の送受信動作タイミングチャートを参照して説明する。
【００５１】
トランスポンダリーダーＴＲＤでは、動作を開始すると中央処理部２３が、アクセス対象数、即ちほぼ同時にアクセスするトランスポンダＴＰの数Ｎを「１」に初期設定する（ＳＡ１）。この後、中央処理部２３は、キーボード261を介しての操作者によるアクセス対象数Ｎの設定変更が行われた場合はアクセス対象数Ｎを変更する（ＳＡ２）。
【００５２】
次いで、中央処理部２３は、トリガスイッチ262がオンされたか否かを判定し（ＳＡ３）、トリガスイッチ262がオンされたときに送信命令を送受信部２２に出力し、送受信部２２から送受信アンテナ２１を介して質問信号の電磁波を３０ｍｓ送信する（ＳＡ４）。この後、中央処理部２３は応答信号の受信処理を行う（ＳＡ５）。
【００５３】
トランスポンダリーダーＴＲＤから送信された質問信号の電磁波はトランスポンダＴＰのアンテナ線１１に入力され、アンテナ線１１に高周波電流が誘起する。アンテナ線１１に誘起した高周波電流は、整流回路１２によって整流されて前述した時定数（＝Ｒ×Ｃ）でコンデンサ123を蓄電する。コンデンサ123の端子間電圧Ｖcが基準値に達したときにＣＰＵ131が動作を開始する。
【００５４】
ここで、前述したように各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nの時定数はランダムに設定されているので、図６に示すように質問信号の電磁波が送信されてから応答信号が送信されるまでの時間（遅延時間）t1〜tnは、各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nで異なったものとなる。
【００５５】
動作を開始したＣＰＵ131は、記憶部１４内に記憶されているプログラムに基づいて動作し、最初に切り替えスイッチを送信状態に設定してアンテナ線１１を発信部１５に接続した後、応答信号をＤ／Ａ変換回路132を介して発信部１５に出力する。これにより、トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nのそれぞれから異なるタイミングで応答信号が送信される。
【００５６】
この応答信号は受信状態にあるトランスポンダリーダーＴＲＤの送受信部２２によって受信され、ディジタルデータに変換された後に中央処理部２３に出力される。
【００５７】
中央処理部２３は、質問信号の電磁波を送信してからの経過時間が最大受信時間に達するまで（ＳＡ６）、応答信号に含まれる情報を抽出して、順次、記憶部２４に記憶する。本実施形態では、最大受信時間を３００ｍｓに設定している。
【００５８】
最大受信時間が経過すると、中央処理部２３は、受信できた異なる応答信号の数をカウントして（ＳＡ７）、これがアクセス対象数Ｎに等しいか否かを判定する（ＳＡ８）。
【００５９】
この判定の結果、応答信号の受信完了数がアクセス対象数Ｎに達しないときは前記ＳＡ４の処理に移行して再度質問信号の送信と応答信号の受信を繰り返す。また、アクセス対象数Ｎの応答信号を全て受信したときは、中央処理部２３は、受信した応答信号から識別情報、製造工場、製造年月日、商品コード等の情報を抽出して表示部２５に表示する（ＳＡ９）。
【００６０】
また、質問信号の送信を２，３回繰り返しても全ての応答信号を受信できないときは、トランスポンダリーダーＴＲＤの位置を少し変えることにより、送受信アンテナ２１と複数のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nのそれぞれとの間の位置関係、距離、間に存在する遮蔽物等が変化するので、質問信号の電磁波を各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nが受信するタイミングが変わるため、トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号の送信タイミングも異なるものとなり、複数のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号を全て受信することができる。
【００６１】
また、本実施形態では各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nの時定数（＝Ｒ×Ｃ）を前述したように全くランダムに設定したが、全て異なる値に設定すれば、複数の応答信号が重なる確率を低減でき、全ての応答信号を受信するまでに要する時間を短縮することができる。このうえさらに、各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nにおける上記時定数による遅延時間を応答信号を送信するのに要する時間間隔があくように設定すれば、複数の応答信号が重なる確率をさらに低減でき、全ての応答信号を受信するまでに要する時間をさらに短縮することができる。
【００６２】
前述したように本実施形態によれば、短波帯以上の周波数の電磁波に比べて減衰の少ない中波帯以下の周波数の電磁波を用いる複数のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nをほぼ同時にアクセスして各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号を取得することができる。
【００６３】
また、少なくとも現時点においては、中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダは、短波帯以上の周波数の電磁波を用いるトランスポンダに比べて製造コストが低いので、低コストでシステムを構築することができる。
【００６４】
また、トランスポンダリーダーＴＲＤにおいて、質問信号を送信してから２，３秒程度経過しても、受信できた応答信号の数がアクセス対象数に満たないときは、エラー表示などを行うようにしても良い。
【００６５】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００６６】
第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様のトランスポンダシステムを一例として説明する。
【００６７】
図７は第２の実施形態におけるトランスポンダリーダーの電気系回路を示すブロック図、図８は第２の実施形態におけるトランスポンダリーダーを示す外観図である。これらの図において、前述した第１の実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表しその説明を省略する。
【００６８】
また、第１の実施形態と第２の実施形態との相違点は、第２の実施形態ではトランスポンダリーダーＴＲＤの構成に２つの送受信アンテナ２１ａ，２１ｂとアンテナ切替器２８を設けると共に、受信した応答信号の情報を外部装置に出力するための外部出力インタフェース部２９を設けたことにある。
【００６９】
即ち、図７において、アンテナ切替器２８は中央処理部２３からの制御信号によって切り替え動作し、２つの送受信アンテナ２１ａ，２１ｂの何れかを送受信部２２に接続する。これらの送受信アンテナ２１ａ，２１ｂは、図８に示すように筐体１Ａの先端部に所定の間隔をあけて配置されている。
【００７０】
また、外部出力インタフェース部２９は、図８に示すようにグリップ１ａの底に配置されたコネクタ２９ａを有し、中央処理部２３の制御によって動作し、例えばＲＳ２３２ｃ等によって外部装置にデータを出力する。
【００７１】
次に、上記構成のトランスポンダリーダーを用いたトランスポンダシステムの動作を説明する。
【００７２】
このシステムを使用する前に、第１の実施形態と同様にほぼ同時にアクセスするトランスポンダＴＰの数をトランスポンダリーダーＴＲＤに設定する。
【００７３】
この後、トランスポンダリーダーＴＲＤの先端部を対象パッケージに向けてトリガスイッチ262を１度オンすると、受信できた応答信号の数がアクセス対象数に達するまで送受信アンテナ２１ａ，２１ｂを交互に切り替えて質問信号の送信及び応答信号の受信が行われる。
【００７４】
また、操作部２６のキーボード操作261によって、記憶部２４に記憶されている応答信号の情報を外部装置に出力することができる。
【００７５】
次に、上記動作の詳細を図９のトランスポンダリーダー動作フローチャートを参照して説明する。
【００７６】
トランスポンダリーダーＴＲＤでは、動作を開始すると中央処理部２３が、アクセス対象数、即ちほぼ同時にアクセスするトランスポンダＴＰの数Ｎを「１」に初期設定する（ＳＢ１）。この後、中央処理部２３は、キーボード261を介しての操作者によるアクセス対象数Ｎの設定変更が行われた場合はアクセス対象数Ｎを変更する（ＳＢ２）。
【００７７】
次いで、中央処理部２３は、トリガスイッチ262がオンされたか否かを判定し（ＳＢ３）、トリガスイッチ262がオンされないときはキーボード261を介して記録情報の出力命令が入力されたか否かを判定する（ＳＢ４）。
【００７８】
この判定の結果、出力命令が入力されていないときは前記ＳＢ２の処理に移行し、出力命令が入力されたときは記憶部２４に記憶されている応答信号の全ての情報をインタフェース部２９を介して外部装置に出力する（ＳＢ５）。この後、前記ＳＢ２の処理に移行する。
【００７９】
前記ＳＢ３の判定の結果、トリガスイッチ262がオンされたときは送信命令を送受信部２２に出力し、送受信部２２から送受信アンテナ２１を介して質問信号の電磁波を３０ｍｓ送信する（ＳＢ６）。この後、中央処理部２３は応答信号の受信処理を行う（ＳＢ７）。
【００８０】
これに伴って中央処理部２３は、質問信号の電磁波を送信してからの経過時間が最大受信時間に達したか否かを監視し（ＳＢ８）、経過時間が最大受信時間に達したときに、受信できた異なる応答信号の数をカウントする（ＳＢ９）。
【００８１】
次いで、中央処理部２３は、このカウント数がアクセス対象数Ｎに等しいか否かを判定する（ＳＢ１０）。
【００８２】
この判定の結果、応答信号の受信完了数がアクセス対象数Ｎに達しないときは、中央処理部２３は、アンテナ切替器２８に切り替え制御信号を出力してそれまでとは異なる送受信アンテナ２１ａ，２１ｂを送受信部２２に接続し（ＳＢ１１）、前記ＳＢ２の処理に移行する。これにより、異なる送受信アンテナ２１ａ，２１ｂから再び質問信号の電磁波が送信される。
【００８３】
また、応答信号の受信完了数がアクセス対象数Ｎに達したときは、中央処理部２３は、受信した応答信号から識別情報、製造工場、製造年月日、商品コード等の情報を抽出して表示部２５に表示する（ＳＢ１２）。
【００８４】
このようにアンテナ切替器２８によって送受信アンテナ２１ａ，２１ｂを切り替えて、送受信部２２によって質問信号の電磁波を送信することにより、複数のトランスポンダからの応答信号が重なる確率を低減することができる。
【００８５】
即ち、送受信アンテナ２１ａ，２１ｂを２つ設けると、これらの送受信アンテナ２１ａ，２１ｂと複数のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nのそれぞれとの間の位置関係、距離、間に存在する遮蔽物等が送受信アンテナ毎に異なるものとなる。このため、質問信号の電磁波が送信される送受信アンテナが異なると、前記質問信号の電磁波を各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nが受信するタイミングが変わるので、各トランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号の送信タイミングも異なるものとなる。これにより、複数のトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nからの応答信号を分離して受信することができる。
【００８６】
前述したように、第２の実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００８７】
尚、第２の実施形態ではトランスポンダリーダーＴＲＤの送受信アンテナ２１ａ，２１ｂを２個としたが、３個以上であっても良い。例えば、図１０に示すように４個の送受信アンテナ２１ａ〜２１ｄを備えてこれらを切り替えて送受信を行うトランスポンダリーダーＴＲＤを構成しても良い。この場合、図１１に示すようにアンテナ切替器２８を削除して、送受信アンテナ２１ａ〜２１ｄのそれぞれに送受信部２２ａ〜２２ｄを設けるようにしても良い。これにより、それぞれの送受信アンテナ２１ａ〜２１ｄから質問信号の電磁波を輻射するタイミングを多彩に変化させて、応答信号の受信をさらに短時間に完了することも可能である。
【００８８】
また、第１及び第２の実施形態では、パッケージ内に梱包された複数の商品情報を外部から読み取るトランスポンダシステムを構成したが、本発明がこれらに限定されることはなく、車両に装着されたタイヤの情報管理などにも容易に適用できることは言うまでもない。
【００８９】
また、第１及び第２の実施形態では、１３５ＫＨｚ帯の周波数の電磁波を用いるトランスポンダＴＰ-1〜ＴＰ-nとトランスポンダリーダーＴＲＤからなるトランスポンダシステムを構成したが、使用周波数が１３５ＫＨｚ帯に限定されることはない。
【００９０】
さらに、第１及び第２の実施形態の構成は、本発明の一具体例にすぎず、本発明がこれらの構成のみに限定されることはない。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１乃至４記載のトランスポンダのアクセス方法によれば、中波帯以下の周波数の電磁波を用いる複数のトランスポンダをほぼ同時にアクセスして各トランスポンダからの応答信号を取得することができる。これにより、短波帯以上の周波数の電磁波に比べて減衰の少ない中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダを各種の分野において活用することができる。さらに、中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダは、少なくとも現時点においては、短波帯以上の周波数の電磁波を用いるトランスポンダに比べて製造コストが低いので、活用分野を広げることができ産業上の利益に大いに貢献するものである。
【００９２】
また、請求項２記載の記載のトランスポンダのアクセス方法によれば、上記の効果に加えて、２つ以上のトランスポンダにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が一致したときも、これらのトランスポンダからの応答信号を分離して受信することができる。
【００９３】
また、請求項３記載の記載のトランスポンダのアクセス方法によれば、上記の効果に加えて、２つ以上のトランスポンダからの応答信号の送信タイミングが一致する確率を低減できるので、ほぼ同時にアクセス対象となる全てのトランスポンダからの応答信号を取得するのに要する時間を短縮することができる。
【００９４】
また、請求項４記載の記載のトランスポンダのアクセス方法によれば、上記の効果に加えて、少なくとも現時点において製品化されている周波数１３５ＫＨｚの電磁波を用いたトランスポンダを活用することができるので、トランスポンダの利用を広く普及させることができる。
【００９５】
また、請求項５記載のトランスポンダシステムによれば、短波帯以上の周波数の電磁波に比べて減衰の少ない中波帯以下の周波数の電磁波を用いる複数のトランスポンダをほぼ同時にアクセスして各トランスポンダからの応答信号を取得することができるので、中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダを各種の分野において活用することができる。さらに、少なくとも現時点においては、中波帯以下の周波数の電磁波を用いるトランスポンダは、短波帯以上の周波数の電磁波を用いるトランスポンダに比べて製造コストが低いので、活用分野を広げることができ産業上の利益に大いに貢献するものである。
【００９６】
また、請求項６記載のトランスポンダシステムによれば、上記の効果に加えて、ほぼ同時にアクセス対象となる各トランスポンダにおける遅延時間が各トランスポンダ毎に異なる値に設定されているため、各トランスポンダからの応答信号が重なって受信される割合を低減できるので、ほぼ同時にアクセス対象となる全てのトランスポンダからの応答信号を取得するのに要する時間を短縮することができる。
【００９７】
また、請求項７記載のトランスポンダシステムによれば、上記の効果に加えて、トランスポンダの蓄電手段における蓄電の時定数を変えることによって、非常に簡単に各トランスポンダにおける応答信号の送信タイミングを互いに異なるものとすることができる。
【００９８】
また、請求項８記載のトランスポンダシステムによれば、上記の効果に加えて、少なくとも現時点において製品化されている周波数１３５ＫＨｚの電磁波を用いたトランスポンダを活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダシステムを示す概略構成図
【図２】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダの電気系回路を示すブロック図
【図３】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダリーダーの電気系回路を示すブロック図
【図４】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダリーダーを示す外観図
【図５】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダリーダーの動作フローチャート
【図６】 本発明の第１の実施形態におけるトランスポンダリーダーとトランスポンダの送受信動作タイミングチャート
【図７】 本発明の第２の実施形態におけるトランスポンダリーダーの電気系回路を示すブロック図
【図８】 本発明の第２の実施形態におけるトランスポンダリーダーを示す外観図
【図９】 本発明の第２の実施形態におけるトランスポンダリーダーの動作フローチャート
【図１０】 本発明におけるトランスポンダリーダーの他の構成例を示す外観図
【図１１】 本発明におけるトランスポンダリーダーの他の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
ＴＰ（ＴＰ-1〜ＴＰ-n）…トランスポンダ、ＴＲＤ…トランスポンダリーダー、１０…トランスポンダ、１１…アンテナ線、１２…整流回路、121…ダイオード、122…抵抗器、123…コンデンサ、１３…中央処理部、１４…記憶部、１５…発信部、１６…切り替えスイッチ、２０，２０Ａ…トランスポンダリーダー、２１，２１ａ〜２１ｄ…送受信アンテナ、２２，２２ａ〜２２ｄ…送受信部、２３…中央処理部、２４…記憶部、２５…表示部、２６…操作部、261…キーボード、262…トリガスイッチ、２７…電源部、２８…アンテナ切替器、２９…外部出力インタフェース部、２９ａ…コネクタ。
Claims (8)
- 中波帯以下の所定周波数の電磁波を用い、質問信号となる電磁波を受信したときに応答信号を送信する複数のトランスポンダに対して、トランスポンダリーダーから質問信号を送信して前記複数のトランスポンダからの応答信号を受信するトランスポンダのアクセス方法であって、
前記複数のトランスポンダのそれぞれにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が、予め設定されている一定の分散時間内で予めランダムに設定されており、
アクセス対象となるトランスポンダの数が前記トランスポンダリーダーに設定され、
前記トランスポンダリーダーは、質問信号を１回送信した後、少なくとも前記分散時間と１回の応答信号送信に要する時間とを加算した時間の間は受信状態を維持して応答信号を受信すると共に、アクセス対象となる全てのトランスポンダから応答信号を受信できるまで質問信号の送信を繰り返す
ことを特徴とするトランスポンダのアクセス方法。 - 前記トランスポンダリーダーに互いに異なる位置に配置された２つ以上の送受信用アンテナが設けられており、
前記トランスポンダリーダーは前記送受信アンテナを順番に切り替えて前記質問信号の送信及び応答信号の受信を行う
ことを特徴とする請求項１記載のトランスポンダのアクセス方法。 - 前記トランスポンダにおいて質問信号を受信してから応答信号の送信を開始するまでの時間が各トランスポンダ毎に異なる値に設定されている
ことを特徴とする請求項１記載のトランスポンダのアクセス方法。 - 前記電磁波の周波数として１３５ＫＨｚ帯を用いることを特徴とする請求項１記載のトランスポンダのアクセス方法。
- 中波帯以下の所定周波数の電磁波を用い、質問信号となる電磁波を受信したときに応答信号を送信する複数のトランスポンダと、これらのトランスポンダに対して質問信号を送信し応答信号を受信するトランスポンダリーダーとからなるトランスポンダシステムであって、
前記トランスポンダリーダーは、送受信用アンテナと、
送信命令を受けたときに質問信号の電磁波を所定送信時間だけ前記送受信用アンテナを介して送信し、質問信号を送信するとき以外は受信状態を維持すると共に受信した応答信号を電気信号として出力する送受信部と、
該送受信部に対して前記送信命令を送出する送受信制御手段と、
ほぼ同時にアクセスするトランスポンダの数を設定するアクセス対象数設定手段と、
前記応答信号から個々のトランスポンダに固有の識別情報を抽出し、該抽出した互いに異なる識別情報の数が前記アクセス対象数設定手段によって設定されている数に達するまで前記送受信制御手段に対して送信を繰り返させる送信繰り返し手段と、
前記送受信部から出力される複数の応答信号を入力し、該複数の応答信号のそれぞれに含まれる所定情報を抽出する情報抽出手段と、
該情報抽出手段によって抽出された情報を表示する表示手段とを備え、
前記トランスポンダは、前記質問信号の電磁波を受信してから所定の遅延時間経過後に応答信号の送信を開始する応答遅延手段を有し、
前記各トランスポンダの応答遅延手段による遅延時間は、予め設定されている一定の分散時間内でランダムな値に予め設定されている
ことを特徴とするトランスポンダシステム。 - 前記応答遅延手段による遅延時間は各トランスポンダ毎に異なる値に設定されている
ことを特徴とする請求項５記載のトランスポンダシステム。 - 前記応答遅延手段が、前記質問信号の電磁波エネルギーを所定の時定数で蓄電する蓄電手段と、
該蓄電手段による蓄電エネルギーが所定値に達したときに応答信号を送信する応答送信手段とからなり、
前記時定数によって前記遅延時間が設定されている
ことを特徴とする請求項５記載のトランスポンダシステム。 - 前記質問信号及び応答信号の周波数が約１３５ＫＨｚ帯の周波数であることを特徴とする請求項５記載のトランスポンダシステム。
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