JP4352641B2

JP4352641B2 - タグリーダ

Info

Publication number: JP4352641B2
Application number: JP2001210725A
Authority: JP
Inventors: 政敏山内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2021-07-11
Also published as: JP2003030602A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学的情報記録タグ及びＲＦＩＤタグに対する読取り機能を備えたタグリーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、商品に添付されたラベルに印刷されたバーコードや２次元コードなどをコードリーダで読取ることにより、商品の販売・在庫管理を行うようにしている。
【０００３】
一方、近年においては、ＲＦ(Radio Frequency) ＩＤタグを商品に装着し、ＲＦＩＤタグに記憶された情報を電波信号（電磁信号）を用いてタグリーダで読取ることにより、商品の販売、在庫管理を行うことが実用化しつつある。この場合、ＲＦＩＤタグに記憶可能な情報量はバーコード等に比較して大きく細かな商品管理が可能となるので、商品に応じてラベル（光学的情報記録タグ）またはＲＦＩＤタグの何れか適した方、またはその両方を装着するシステムが考えられている。
【０００４】
そして、このように両方のタグを混在して使用するシステムにおいて、何れのタグに記憶された情報も読み取ることができるタグリーダが考案されている。図７は、例えば特開平１２−３４８１３３号公報に開示されているタグリーダの構成を示す断面図である。この図７において、手持ち式リーダ１は握り部を兼用する操作部２、例えば液晶からなる表示部３などを備えている。操作部２には、例えば複数のキースイッチ４が設けられ、これらキースイッチ４により、動作内容を指示するようになっている。この操作部２には、上記のキースイッチ４に加えて、主に読取り開始を指示するためのスイッチ５が設けられている。
【０００５】
手持ち式リーダ１の筐体をなすケース６内にはプリント配線基板７が固定されており、そのプリント配線基板７の一方の面にキースイッチ４がマトリクス状に搭載されている。また、プリント配線基板７の他方の面には２次元ＣＣＤ（光学的読取り手段に相当）８が立設して実装されている。
【０００６】
ケース６の前端に形成された開口部６ａには光学系ユニット９が配設されており、ケース６内において光学系ユニット９の光軸上となる位置にミラー１０が配設されていると共に、ミラー１０により折曲げられた光軸上に２次元ＣＣＤ８が位置している。従って、検出対象物は光学系ユニット９及びミラー１０を介して２次元ＣＣＤ８に結像されるようになっている。
【０００７】
光学系ユニット９を構成するプリント配線基板１１の中央には孔１２が形成されており、その孔１２の周囲に複数の照明用ＬＥＤ１３が搭載されている。また、プリント配線基板１１の周縁部に対応してボビン１４が装着されており、そのボビン１４に送信アンテナコイル１５が巻装されている。
【０００８】
プリント配線基板１１に形成された孔１３にはレンズユニット１６が装着されている。このレンズユニット１６は、検出対象物からの反射光を集光する集光レンズ１６ａと、照明用ＬＥＤ１３からの光を正面に投光するための投光レンズ１６ｂとを一体にして形成されている。一方、プリント配線基板１１の裏面にはボビン１７が装着されており、そのボビン１７に受信アンテナコイル１８が巻装されている。
【０００９】
即ち、光学的情報記録タグのデータを読取るための光学系の光軸と、ＲＦＩＤタグとの通信を実行するための送信アンテナコイル１５及び受信アンテナコイル１８の中心軸とを一致させるように構成しているので、それらの指向特性が同一方向となり、光学的情報記録タグ及びＲＦＩＤタグからの情報読取に対する手持ち式リーダ１の操作環境を同一にでき、何れのタグであっても同じ操作環境で使用することを可能としている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
斯様な構成では、開口部６ａの略中心に光学系ユニット９を配置して光路を確保し、その周辺部分にアンテナコイル１５及び１８を配置することで光学系の光軸とアンテナコイル１５及び１８の中心軸とを一致させている。しかし、アンテナコイル１５及び１８をこの様に配置すると、プリント配線基板７上の配線パターンや電子部品等の金属の影響を受けることによってアンテナの利得が低下してしまう。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、送受信アンテナの利得をより高めることを可能とし、光学的情報記録タグと共にＲＦＩＤタグの情報をも良好に読み取ることができるタグリーダを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のタグリーダによれば、送受信アンテナを、アンテナコイルとそのアンテナコイルの中心部に配置される磁性材料からなるコアとで構成して、光学的読取り手段による情報読取り経路の両側に配置する。即ち、送受信アンテナに磁性材料からなるコアを備えることで、アンテナの利得を高めてＲＦＩＤタグの読取りをより容易に行うことができる。そして、送受信アンテナを光学的読取り手段による情報読取り経路の両側に配置するので、光学的読取り手段による情報の読取りを妨げることがなく、また、ＲＦＩＤタグの読取り可能エリアを十分に確保することができる。
【００１３】
請求項２記載のタグリーダによれば、制御手段は、ノイズレベル測定手段によって測定されたノイズレベルが所定値以上となった場合は、２つの送受信アンテナによる磁界の発生方向が互いに逆向きとなるように切替え手段による切替えを制御する。即ち、送受信アンテナが受信するノイズレベルが高い場合はＲＦＩＤタグの読取りが困難となるが、２つの送受信アンテナによる磁界の発生方向を互いに逆向きにすれば、２つのアンテナに対して略同様のレベルで受信されるノイズ成分は夫々逆向きとなるので、受信側では打ち消されるようになる（所謂ノイズキャンセルアンテナとして作用する）。
【００１４】
従って、２つの送受信アンテナの磁界発生方向を互いに逆向きにすれば、ノイズレベルが高い場合であってもＲＦＩＤタグを何れか一方の送受信アンテナに近い側に位置させれば、そちらのアンテナによってデータの読取りを容易に行うことができる。
【００１５】
請求項３記載のタグリーダによれば、制御手段は、切替え手段による磁界発生方向の切替え制御に応じて表示手段による表示をも切替えて、筐体に配置される２つの送受信アンテナによるＲＦＩＤタグの読取り可能エリアを表示させる。即ち、２つの送受信アンテナのコイルによる磁界の発生方向が同じである場合は、両者の間に位置する領域においてＲＦＩＤタグの読取りが可能であるが、上述したように２つの送受信アンテナがノイズキャンセルアンテナとして動作する場合は、両者の間に位置する領域ではタグリーダからＲＦＩＤタグに送信した電波信号も打ち消されてしまうためデータの読取りが不能となる。
【００１６】
従って、ＲＦＩＤタグの読取り可能エリアを表示することで、ユーザは、ＲＦＩＤタグに対してタグリーダをどのように配置して読取り処理を行えば良いかを容易に把握することができるようになる。
【００１７】
請求項４記載のタグリーダによれば、制御手段は、測定されたノイズレベルに応じて受信データの判定を行うためのしきい値を調整する。即ち、ノイズレベルが所定値未満でありそれ程大きくない状態では、２つの送受信アンテナをノイズキャンセルアンテナとして動作させずとも、受信データ判定用のしきい値をノイズレベルに応じて調整すれば受信を行うことは可能である。従って、通信可能領域が極力広くなるように維持してＲＦＩＤタグとの通信を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について図１乃至図６を参照して説明する。図１（ａ）は、手持ち式タグリーダ２１の外観を一部を破断して示す正面図，（ｂ）は同側面図，（ｃ）は開口部６ａ側から見た図である。本発明のタグリーダ２１では、ボビン１４に送信アンテナコイル１５、並びにボビン１７及び受信アンテナコイル１８は削除されており、それらに代えて、ＲＦＩＤタグと通信を行うために２つの送受信アンテナ２２Ｌ，２２Ｒを備えている。
【００１９】
送受信アンテナ２２は、アンテナコイル２３と、アンテナコイル２３の中心に配置されるコア２４とで構成されている。コア２４は、例えばフェライト等の磁性体で円柱状に形成されている。これら２つの送受信アンテナ２２Ｌ，２２Ｒは、コア２４の端面が前方を向く方向でレンズユニット１６等の左右両側に、即ち、光軸を中心とする情報読取り経路の両側に配置されている。アンテナコイル２３Ｌの一端は、図２に示すように切替えスイッチからなるアンテナ切替部（切替え手段）２５を介してアンテナコイル２３Ｒの一端側に接続されるようになっている。
【００２０】
アンテナ切替部２５は、アンテナコイル２３Ｌの一端に接続される可動接点２５Ｌ，及び後述する送受信部のアンテナコイル２３Ｒ側の一端に接続される可動接点２５Ｒと、２つの固定接点２５ａ，２５ｂとで構成されている。２つの可動接点２５Ｌ，２５Ｒは連動して切り替わり、可動接点２５Ｌが固定接点２５ａに接続される場合、可動接点２５Ｌは固定接点２５ｂに接続され、可動接点２５Ｒが固定接点２５ｂに接続される場合、可動接点２５Ｌは固定接点２５ａに接続されるようになっている。
【００２１】
また、表示部３の上方側（開口部６ａ側）には、矩形状の点灯表示部を有する３つのＬＥＤ２６Ｌ，２６Ｃ，２６Ｒが配置されている。両側に位置するＬＥＤ２６Ｌ，２６Ｒの点灯表示部は、中央に位置するＬＥＤ２６Ｃの点灯表示部よりも長くなっている。
【００２２】
図３は、タグリーダ２１の電気的構成を示す機能ブロック図である。ＣＰＵ部（マイクロコンピュータ，制御手段）２７は、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ等で構成されており、キー操作部２８より与えられる操作信号に応じてタグリーダ２１の動作を制御するようになっている。キー操作部２８は、スイッチ４及び５で構成されるものである。バーコード（光学的情報記録タグ）のデータを読取るための光学情報媒体読取部（光学的情報読取り手段）２９は、２次元ＣＣＤ８及び照明用ＬＥＤ１３で構成されており、読取ったデータをＣＰＵ部２７に出力するようになっている。
【００２３】
ＣＰＵ部２７は、送信データを送信部３０に出力して変調を行わせ、送信部３０は、被変調信号を前述したアンテナ切替部２５を介して送受信アンテナ２２Ｌ，２２Ｒに出力する（尚、図３ではアンテナコイルのみ図示している）。また、送受信アンテナ２２Ｌ，２２ＲがＲＦＩＤタグより受信した信号は、アンテナ切替部２５及び受信部３１を介して信号処理部（ノイズレベル測定手段）３２に与えられる。
【００２４】
信号処理部３２は受信信号の復調及び復号化を行い、復号化して受信データをＣＰＵ部２７に出力する。また、信号処理部３２は、受信ノイズレベルを測定するため、受信信号を整流平滑したレベル信号をもＣＰＵ部２７に出力するようになっており、ＣＰＵ部２７は、そのレベル信号をＡ／Ｄ変換して読み込むようになっている。
【００２５】
また、ＣＰＵ部２７は、アンテナ切替部２５に制御信号を与えて接点の切替えを制御し、ＬＥＤ表示部（表示手段）２６に駆動信号を出力してＬＥＤ２６Ｌ，２６Ｃ，２６Ｒの点消灯を制御する。電源３３は、各部に電源を供給するためのバッテリである。その他の構成については、図７に示すものと同様である。
【００２６】
次に、本実施例の作用について図４乃至図６をも参照して説明する。図４は、ＣＰＵ部２７がＲＦＩＤタグの読取り処理を行う場合の制御内容を示すフローチャートである。先ず、ＣＰＵ部２７は、アンテナ切替部２５によって２つの送受信アンテナ２２Ｌ，２２Ｒの磁界発生方向が等しくなるようにセットする（ステップＳ１）。即ち、可動接点２５Ｌを固定接点２５ａに接続させ、可動接点２５Ｒを固定接点２５ｂに接続させる（図５（ａ）参照）。
【００２７】
それから、ＣＰＵ部２７は、ＲＦＩＤタグの読取り範囲をユーザに示すためのＬＥＤ２６Ｌ，２６Ｃ，２６Ｒを全て点灯させる（ステップＳ２，図６（ａ）参照）。この場合、２つの送受信アンテナ２２Ｌ，２２Ｒの間に位置する領域でもＲＦＩＤタグとの通信が可能となる。但し、この時点ではまだアンテナコイル２３Ｌ，２３Ｒに通電（信号の送信）は行わない。
【００２８】
次に、ＣＰＵ部２７は、信号処理部３２の出力信号を参照して受信ノイズレベルを測定し（ステップＳ３）、その測定レベルに応じて受信データ判定用のしきい値を調整する（ステップＳ４）。ここでのしきい値調整は、以下のようにして行う。即ち、信号処理部３２は、復号化されたデータの“１，０”を判定するためのしきい値を分圧電位によって設定しているが、その分圧電位を設定するための基準電圧はＣＰＵ部２７より出力されて信号処理部３２に供給されている。従って、ＣＰＵ部２７は、信号処理部３２に供給している上記基準電圧を変化させることで、データ値が“１”であると判定するレベルが受信ノイズレベルに所定のマージンを加えたレベルとなるように設定する。
【００２９】
続いて、ＣＰＵ部２７は、ステップＳ４におけるしきい値の調整が、調整可能範囲内に収まったか否かを判定し（ステップＳ５）、調整範囲内であれば（「ＹＥＳ」）ＲＦＩＤタグとの通信を開始する（ステップＳ６）。即ち、送受信アンテナ２２Ｌ，２２Ｒより電波信号を送信してＲＦＩＤタグに動作用電源を供給し、ＲＦＩＤタグが応答して送信したデータ等を送受信アンテナ２２Ｌ，２２Ｒによって受信する。
【００３０】
一方、ステップＳ５において、ステップＳ４におけるしきい値の調整が調整可能範囲内に収まらなかった場合（「ＮＯ」）、ＣＰＵ部２７は、送受信アンテナ２２Ｒ側の磁界発生方向がアンテナ２２Ｌ側と逆方向となるようにセットする。（ステップＳ７）。即ち、アンテナ切替部２５の可動接点２５Ｌを固定接点２５ｂに接続させ、可動接点２５Ｒを固定接点２５ａに接続させる（図５（ｂ）参照）。
【００３１】
続いて、ＣＰＵ部２７は、ＬＥＤ表示部２６のＬＥＤ２６Ｃのみを消灯させる（ステップＳ８，図６（ｂ）参照）。この場合、２つの送受信アンテナ２２Ｌ，２２Ｒがノイズキャンセルアンテナとして動作することにより、両者の間に位置する領域では受信信号のノイズ成分も打ち消されるが、送受信電波信号も打ち消されることになりためＲＦＩＤタグとの通信は不能となる。従って、この場合はＬＥＤ表示部２６のＬＥＤ２６Ｌ，２６Ｒだけを点灯させて、ユーザに対して送受信アンテナ２２Ｌ側，または２２Ｒ側でのみＲＦＩＤタグとの通信（データの読取り）が可能であることを示す。それから、ステップＳ６に移行する。
【００３２】
即ち、送受信アンテナ２２Ｌ，２２Ｒがノイズキャンセルアンテナとして動作する場合は、ＲＦＩＤタグに対して何れか一方の送受信アンテナ２２Ｌ，２２Ｒによって通信を行えば他方の送受信アンテナ２２Ｒ，２２Ｌによる送受信信号のキャンセル作用は発生せず、通信可能領域は若干狭くなるが通信自体は可能となる。
【００３３】
以上のように本実施例によれば、送受信アンテナ２２を、アンテナコイル２３とその中心部に配置されるコア２４とで構成して、光学情報媒体読取部２９による光軸を中心とする情報読取り経路の両側に配置した。従って、送受信アンテナに磁性材料からなるコアを備えることで、アンテナ２２の利得を高めてＲＦＩＤタグの読取りをより容易に行うことができる。そして、光学情報媒体読取部２９によるバーコードの読取りを妨げることがなく、また、ＲＦＩＤタグの読取り可能エリアを十分に確保することができる。
【００３４】
また、本実施例によれば、ＣＰＵ部２７は、信号処理部３２によって測定されたノイズレベルが所定値以上となった場合は、２つの送受信アンテナ２２Ｌ，２２Ｒによる磁界発生方向が互いに逆向きとなるようにアンテナ切替部２５による切替えを制御するので、ノイズレベルが高い場合であってもＲＦＩＤタグを何れか一方の送受信アンテナに近い側に位置させれば、そちらのアンテナによってデータの読取りを容易に行うことができる。
【００３５】
更に、ＣＰＵ部２７は、磁界発生方向の切替え制御に応じてＬＥＤ表示部２６による表示をも切替えてＲＦＩＤタグの読取り可能エリアを表示させるので、ユーザは、ＲＦＩＤタグに対してタグリーダ２１をどのように配置して読取り処理を行えば良いかを容易に把握することができるようになる。そして、ＣＰＵ部２７は、測定されたノイズレベルに応じて受信データの判定を行うためのしきい値を調整するので、通信可能領域が極力広くなるように維持してＲＦＩＤタグとの通信を行うことができる。
【００３６】
加えて、ＣＰＵ部２７は、測定されたノイズレベルに応じて受信データの判定を行うためのしきい値を調整するので、通信可能領域が極力広くなるように維持してＲＦＩＤタグとの通信を行うことができる。
【００３７】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
２つの送受信アンテナの磁界発生方向の切替えは、必要に応じて行えば良い。
また、測定したノイズレベルに応じた受信データ判定用のしきい値調整も、必要に応じて行えば良い。
２つの送受信アンテナは、縦方向（即ち、２次元ＣＣＤ８の配列方向に直交する方向）に配置しても良い。
上記実施例では光学的情報読取り手段についてＣＣＤ８を用いた構成を示したが、レーザを用いた構成のタグリーダであっても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であり、（ａ）はタグリーダの外観を一部を破断して示す正面図、（ｂ）は同側面図、（ｃ）はタグリーダの開口部側から見た図
【図２】タグリーダの内部における送受信アンテナと光学的情報媒体読取部との配置関係を示す図
【図３】電気的構成を示す機能ブロック図
【図４】ＣＰＵ部がＲＦＩＤタグのデータ読取り処理を行う場合の制御内容を示すフローチャート
【図５】（ａ）は２つの送受信アンテナの磁界発生方向が同一である場合、（ｂ）は２つの送受信アンテナの磁界発生方向が逆である場合の電流通電方向を示す図
【図６】（ａ），（ｂ）は、夫々図５（ａ），（ｂ）の場合におけるＬＥＤ表示部の点灯状態を示す図
【図７】従来のタグリーダの構成を示す断面図
【符号の説明】
２１はタグリーダ、２２Ｌ，２２Ｒは送受信アンテナ、２３Ｌ，２３Ｒはアンテナコイル、２４Ｌ，２４Ｒはコア、２５はアンテナ切替部（切替え手段）、２７はＣＰＵ部（制御手段）、２６はＬＥＤ表示部（表示手段）、２９は光学情報媒体読取部（光学的情報読取り手段）、３２は信号処理部（ノイズレベル測定手段）を示す。

Claims

光学的情報記録タグから情報を読取る光学的読取り手段と、ＲＦＩＤタグに電力用信号を送信すると共に前記ＲＦＩＤタグからの信号を受信する送受信アンテナを備えて構成されるタグリーダにおいて、
前記送受信アンテナは、アンテナコイルと、そのアンテナコイルの中心部に配置される磁性材料からなるコアとで構成されており、
前記送受信アンテナを、前記光学的読取り手段による情報読取り経路の両側に配置したことを特徴とするタグリーダ。
前記送受信アンテナの一方について、アンテナコイルが発生させる磁界の方向を切り換えるための切替え手段と、
前記送受信アンテナによって受信されるノイズレベルを測定するためのノイズレベル測定手段と、
このノイズレベル測定手段によって測定されたノイズレベルが所定値以上となった場合は、前記２つの送受信アンテナによる磁界の発生方向が互いに逆向きとなるように前記切替え手段による切替えを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のタグリーダ。
筐体に、前記２つの送受信アンテナによるＲＦＩＤタグの読取り可能エリアを表示するための表示手段を備え、
前記制御手段は、前記切替え手段による切替えの制御に応じて、前記表示手段による表示をも切替え制御することを特徴とする請求項２記載のタグリーダ。
前記制御手段は、ノイズレベル測定手段によって測定されたノイズレベルに応じて、受信データの判定を行うためのしきい値を調整することを特徴とする請求項２または３記載のタグリーダ。