JP4473014B2

JP4473014B2 - 無線タグ読取装置

Info

Publication number: JP4473014B2
Application number: JP2004076851A
Authority: JP
Inventors: 英一森
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2024-03-17
Also published as: JP2005267076A

Description

本発明は、流通物に設けられた無線タグに記憶された識別情報を無線通信により読取る無線タグ読取装置に関する。

同一棚段内を細かくエリア分けし、より細かな管理ができるようにし、そして、書架のＲＦ−ＩＤ読み取り制御部が、切り換え部をコントロールして棚段およびエリアを順次スキャンして、目的のＲＦ−ＩＤ素子を探し出すように動作することで、ＲＦ−ＩＤ読み取り装置の出力を増大させることなく、図書類分類ラベル内のＲＦ−ＩＤ素子との交信が可能となり、他のＲＦ−ＩＤ読み取り装置間との交信不安定も発生せず信頼性を向上し、また、他の無線設備に妨害を与えることなく、さらに、機械的複雑な機構も不要であり、システムのコストダウンを図った図書類の保管管理システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）
特開平１０−３３４１９８号公報

ＲＦＩＤ（ラジオ・フリークエンシー・アイデンティフィケーション）タグである無線タグを書留郵便物、小荷物等の流通物に設け収容箱に収容し、その収容箱内の無線タグの識別情報を読取ることにより流通過程における管理を行うことが提案されている。この識別情報の読取りは、収容箱が載置台に載置された後、その載置台内に配設された複数のアンテナを順次切換えながらアンテナから電波を発信し、その応答電波をアンテナを介して受信することにより行われる。

特許文献１に記載された書架のように図書が整理されて収納される場合なら予めＲＦ−ＩＤ素子が読めるアンテナの配置、電波強度を定めておくことも可能であるが、収容箱内の流通物の配置状態等により、載置台内に予め配置されたアンテナや電波強度では無線タグの識別情報が読取れない場合がある。例えば、アンテナとアンテナとの中間に無線タグが位置していると、どちらのアンテナから放射される電波も届かず、その識別情報が読取れない場合が生じてしまう。このときに予め出力する電波の強度を単純に強くすると、特許文献１にも記載されているように、切換える前のアンテナで出力した電波と切換えた後のアンテナから出力する電波とが干渉し、かえって識別情報の読取りを困難にしてしまうことになる。

一方、識別情報が読取れない場合にアンテナを上下左右等に移動させる駆動装置を設けることにより、収容箱内の無線タグへの電波状態を変化させて対応することも可能であるが、これでは、装置が大型化するとともに重量も増大し、コストもかかってしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、収容箱内の無線タグの識別情報を読取るときに読取れない識別情報が発生することを防止し、装置の大型化を防止し、さらに、コストダウンを実現することができる無線タグ読取装置を提供することにある。

本発明は、識別情報を記憶した無線タグが設けられた流通物を収容する収容箱を載置する載置台内に、その載置台の外周に沿って配設されたアンテナを、載置台の外周に沿って順番に切換えながら、第１の電波強度と第２の電波強度とを交互に繰返す設定に基づいて、無線タグに放射する電波の電波強度を第１の電波強度とその第１の電波強度より高強度である第２の電波強度とを選択して電波を放射して収容箱内の無線タグの識別情報を複数の質問器により読み取るものである。

本発明によると、収容箱内の無線タグの識別情報を読取るときに読取れない識別情報が発生することを防止し、装置の大型化を防止し、コストダウンを実現することができる無線タグ読取装置を提供できる。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、例えば、書留郵便物のような流通物１にＲＦＩＤ（ラジオ・フリークエンシー・アイデンティフィケーション）である無線タグ２が貼付けられている場合で説明する。図２は、無線タグ２が貼付けられた流通物１を収容した収容箱３の断面を示す図である。収容箱３は、流通物１を収容する収容箱本体４と箱蓋５から構成されている。収容箱本体４内は、流通物１を例えば、宛先に応じて区分けするために底面から鉛直方向に所定距離延出された区分板４ａを複数有し、流通物１を宛先に応じて区分板４ａにより区分けして例えば２列のように列をなして（図示しない。）収容している。また、箱蓋５は収容箱本体４の開口部を覆うように設けている。

図３は、流通物１を引受けた引受局や流通物１の中継を行う中継局、流通物１の配達を行う配達局に設置される無線タグ読取装置６を示す図である。無線タグ読取装置６は、収容箱３内から無線タグ２の識別情報を読取る質問器７、質問器８及び質問器７,８の上位装置であるホスト・コンピュータ９とで構成している。また、質問器７，８はそれぞれホスト・コンピュータ９と例えば通信ケーブルで接続している。収容箱３内の無線タグ２の読取りが行われる際には、作業者により収容箱３は図示しないマーク等に基づいて予め定められた位置となるように載置台１２上に載置される。この載置台１２内には、質問器７のアンテナ部１０のアンテナＡ１からＡ６、質問器８のアンテナ部１１のアンテナＢ１からＢ６を、載置台１２の載置面に対して略口字形状となるように配設している。なお、載置台１２内における図示は省略しているが、アンテナＡ１からＡ６は質問器７と、アンテナＢ１からＢ６とは質問器８とそれぞれ接続している。

図４は、質問器７,８の構成及び無線タグ２に共通する構成を示すブロック図である。

質問器７は、アンテナ部１０、質問器本体１３からなる。質問器本体１３は、ホスト・コンピュータ９とのインタフェース部１４、ＣＰＵ，ＲＯＭ，情報を記憶するバッファを有するＲＡＭ等で構成される制御部１５、無線タグ２への送信情報を変調する変調部１６、変調電波を増幅してアンテナ部１０から放射させる出力部１７、電波を放射するアンテナ部１０の各アンテナＡ１からＡ６を後述するアンテナパターン及び所定の時間毎に制御部１５の制御の下に切換えるアンテナ切換部１８、アンテナ部１０で受信した電波を増幅する増幅部１９及び増幅された受信電波を復調する復調部２０等で構成している。

上述の出力部１７において変調電波は、電波強度Ｖ１（第１の電波強度）とこの電波強度Ｖ１より強い電波強度である電波強度Ｖ２（第２の電波強度）のいずれかの電波強度となるように増幅される（電波強度手段）。なお、電波強度Ｖ２は、電波強度Ｖ１に対して、電波強度Ｖ１の強度、隣接するアンテナの配置距離、無線タグ２の受信感度等を考慮して定めることとする。この電波強度Ｖ１と電波強度Ｖ２のいずれの電波強度に増幅されるかの選択は詳細は後述するが制御部１５の制御の下、アンテナパターンに基づいて行われる。なお、質問器８の構成は、質問器７と同様な構成としているため説明を省略する。

続いて、質問器７，８の制御部１５に記憶されているアンテナパターンについて説明する。先ず、質問器７の制御部１５について説明する。図５は載置台１２内のアンテナＡ１からＡ６、アンテナＢ１からＢ６の配置を上側から示すとともに電波強度の設定を説明するための図である。収容箱３内の無線タグ２の識別情報を読取るときの質問器７のアンテナ部１０は、図５に示すように、アンテナＡ１からＡ６の順序で切換えられるアンテナパターンが設定されている。また、出力部１７から出力される電波強度は、アンテナＡ１，Ａ３，Ａ５に切換えられているときは電波強度Ｖ１となり、アンテナＡ２，Ａ４，Ａ６に切換えられているときはの電波強度Ｖ２となるように設定されている。電波強度Ｖ２として出力されるアンテナＡ２，Ａ４，Ａ６を斜線を付して示すように、電波強度Ｖ１と電波強度Ｖ２とを交互に繰返す設定となっている。次に、質問器８の制御部１５について説明する。収容箱３内の無線タグ２の識別情報を読取るときの質問器８のアンテナ部１１は、同じく図５に示すように、アンテナＢ１からＢ６の順序で切換えられるアンテナパターンが設定されている。また、出力部１７から出力される電波強度は、アンテナＢ１，Ｂ３，Ｂ５に切換えられているときは電波強度Ｖ１となり、アンテナＢ２，Ｂ４，Ｂ６に切換えられているときは電波強度Ｖ２となるように設定されている。電波強度Ｖ２として出力されるアンテナＢ２，Ｂ４，Ｂ６を斜線を付して示すように、電波強度Ｖ１と電波強度Ｖ２とを交互に繰返す設定となっている。

このように、略口字形状に配置したアンテナＡ１からＡ６，Ｂ１からＢ６の対角方向に配置したアンテナであるアンテナＡ１とＢ１とを読取り開始時に使用するアンテナとし、順次切換えられていくようになっている。また、この実施の形態では、アンテナ部１０とアンテナ部１１のアンテナパターン及び電波強度の設定は同様な設定としているが、載置台１２内のアンテナの配置等により、異なるように設定しても勿論良い。

無線タグ２に共通する構成は、ループコイル等からなるタグアンテナ２１と、タグアンテナ２１で受信した変調電波の整流と安定化を行うことにより各部に電源を供給する電源生成部２２、上記変調電波を復調して制御部２３へ送出する復調部２４、制御部２３から送出された情報を変調してタグアンテナ２１に送出する変調部２５、復調部２４で復調された情報が所定の読取りコマンドであるとき、記憶部２６に記憶した情報を読み出し変調部２５へ送出する制御部２３及び記憶部２６等からなるＬＳＩチップ２７とで構成している。記憶部２６には例えば当該無線タグ２の製造段階で製造業者により設定された固有の識別ＩＤ番号である識別情報が記憶されている。

かかる構成により、質問器７は、ホスト・コンピュータ９の制御の下、所定の読取りコマンドを電波に変調してアンテナ部１０のＡ１からＡ６のいずれかのアンテナから発信する。一方、無線タグ２は、タグアンテナ２１で電波を受信すると、電源生成部２２から各部に電源が供給されて制御部２３が作用し、記憶部２６に記憶された情報が読取られる。そして、記憶部２６に記憶された識別情報が変調部２５で無線送信に適した形態に変調された後、タグアンテナ２１から電波として発信される。この電波を質問器７がアンテナ部１０の読取りコマンドを発信したアンテナを介して受信し制御部１５内のバッファに記憶する。

続いて、このように構成された質問器７，８の制御部１５が収容箱３内の無線タグ２の識別情報を読取る処理について図６を参照して説明する。ホスト・コンピュータ９から読取開始の指示を受付けると、この処理を開始する。質問器７，８の各制御部１５は実質的に同様な処理を行うため、質問器７の場合で説明する。

先ず、制御部１５はアンテナ切換部１８を制御して、無線タグ２の識別情報の読取りに使用するアンテナ部１０のアンテナを、アンテナパターンに基づいて、例えば、アンテナＡ１に切換える（ＳＴ１）。続いて、切換えたアンテナに設定された電波強度が電波強度Ｖ１であるか電波強度Ｖ２であるかを読出し、その設定に基づいて出力部１７の電波強度を選択する。例えば、アンテナＡ１の場合であれば、電波強度Ｖ１となるように出力部１７の電波強度を選択する（ＳＴ２，選択制御手段）。

続いて、切換えられたアンテナを使用して、所定の読取りコマンドを変調部１６で電波に変調して発信する（ＳＴ３）。このときに発信される電波の強度は、ステップＳＴ２で設定された電波強度で出力される。そして、この発信した電波に応答した識別情報が変調された電波を切換えられたアンテナを介して受信すると、その電波を識別情報に復調部２０で復調した後、制御部１５内のバッファに記憶する（ＳＴ４）。そして、制御部１５は、アンテナを切換えるために予め設定された所定時間を経過したか否かを判断する（ＳＴ５）。この判断で所定時間を経過していないと判断した場合には、ステップＳＴ３からＳＴ５の処理を繰返し、所定時間を経過したと判断した場合には、アンテナパターンに基づくアンテナの切換えが終了したか否かを判断する（ＳＴ６）。この判断でアンテナの切換えが終了していないと判断した場合はステップＳＴ１の処理へ戻り、アンテナパターンに基づいて、次のアンテナへの切換えを行い、そのアンテナに設定された電波強度を選択し、識別情報の読取りを行う処理を続ける。ステップＳＴ６の判断でアンテナの切換えが終了したと判断した場合は、この処理を終了する。

なお、質問器８の制御部１５も同時に、かつアンテナＡ１からＡ６とアンテナＢ１とＢ６とが異なるだけで実質的に同様な処理を行い、収容箱３内の無線タグ２の識別情報を読取っていく。

図７は、ホスト・コンピュータ９の構成を示すブロック図である。ホスト・コンピュータ９は、制御部本体としてのＣＰＵ２８、各種情報や制御プログラムを記憶したＲＯＭ２９、ワークエリアなどとして使用されるＲＡＭ３０、質問器７と接続するためのインタフェース部３１、質問器８と接続するためのインタフェース部３２、図示しないサーバ等が設けられたネットワークと接続するためのインタフェース部３３、作業者が各種指示を指示するための操作部３４、局員に必要な情報を表示するための表示部３５等が設けられている。ホスト・コンピュータ９は、無線タグ２の識別情報の読取りを質問器７，８に同時に開始させた後は、質問器７，８の制御部１５のバッファに記憶された情報を質問器７，８の読取りが終了するまで、所定の時間間隔で読取るようになっている。このようにして、収容箱３内の無線タグ２の識別情報を読取る。

次に、このように構成された無線タグ読取装置６において、質問器７，８が収容箱３から無線タグ２の識別情報を読取るときの作用について図８を参照して説明する。図８は、収容箱３を載置台１２に載置したときのアンテナＡ１からＡ５を通過する断面を示している。

ホスト・コンピュータ９から読取開始の指示を受付けると、質問器７の制御部１５は、アンテナパターンに基づいて、アンテナＡ１からＡ６へ所定時間が経過する毎に切換えていく。アンテナＡ１に切換えられているときは電波強度Ｖ１で電波を放射し、その応答電波を受信することにより収容箱３内の無線タグ２の識別情報を読取る。次に、アンテナＡ２に切換えられると今度は、電波強度Ｖ２で電波を放射し、その応答電波を受信することにより収容箱３内の無線タグ２の識別情報を読取る。すなわち、アンテナＡ１から放射された電波の範囲より、広い範囲でアンテナＡ２から電波が放射される。これにより、アンテナＡ１から電波が放射された範囲にもアンテナＡ２から電波が重複して放射されることになり、アンテナＡ１とアンテナＡ２との中間に位置する無線タグ２の識別情報に電波を放射することができずその識別情報を読取ることができない無線タグ２が発生することを防止できる。また、アンテナＡ１から放射されている電波は、アンテナＡ２から放射されている電波より電波強度が弱いため、電波干渉の発生も防止することができる。このように質問器７から放射される電波は、アンテナが切換えられる毎に電波強度Ｖ１と電波強度Ｖ２とが交互に繰返される。なお、質問器８の場合も同様な作用が生じる。

また、質問器７と質問器８とを同時に動作させて収容箱３内の無線タグ２の識別情報を読取る構成となっている。しかしながら、最も近接して読取りを行うとき、すなわち、アンテナＡ３とアンテナＢ３から同時に電波を放射するときには、上述の図５に示すように、隣接したアンテナのアンテナ間隔より広い距離となるようにアンテナＡ３とアンテナＢ３とを配置している。このため、質問器７と質問器８とを同時に動作させて無線タグ２の識別情報の読取りを行っても、電波干渉が発生することはない。

したがって、このように構成された無線タグ読取装置６によると、収容箱３内の無線タグ２の識別情報を読取るときに、識別情報の読取れない無線タグ２が発生することを防止し、載置台１２内に配設されたアンテナＡ１からＡ６，Ｂ１からＢ６を移動させる駆動装置を設ける必要がないので装置の大型化を防止し、コストダウンを実現することができる
なお、上述した実施の形態で説明したアンテナパターンに基づく電波強度を切換える設定は、電波強度Ｖ１及びＶ２を交互に繰返す場合で説明したが、これに限るものではなく、例えば、以下で説明するように設定しても良い。

図９は、アンテナＡ１からＡ６、アンテナＢ１からＢ６の配置を上側から示すとともに電波強度の設定を説明するための図である。質問器７の出力部１７から出力される電波強度は、アンテナＡ１，Ａ２，Ａ４，Ａ５に切換えられているときは電波強度Ｖ１となり、アンテナＡ３，Ａ６に切換えられているときは電波強度Ｖ２となるように設定されている。電波強度Ｖ２として出力されるアンテナＡ３，Ａ６を斜線を付して示すように、２つアンテナを電波強度Ｖ１とし、その次のアンテナを電波強度Ｖ２とし、これを繰返す設定となっている。また、質問器８の出力部１７から出力される電波強度は、アンテナＢ１，Ｂ２，Ｂ４，Ｂ５に切換えられているときは電波強度Ｖ１となり、アンテナＢ３，Ｂ６に切換えられているときは電波強度Ｖ２となるように設定されている。電波強度Ｖ２として出力されるアンテナＢ３，Ｂ６を斜線を付して示すように、２つアンテナを電波強度Ｖ１とし、その次のアンテナを電波強度Ｖ２とし、これを繰返す設定となっている。このように電波強度の変更を設定しても良い。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明の実施の形態における流通物に貼付けられた無線タグを示す図。同実施の形態における収容箱の断面を示す図。同実施の形態における無線タグ読取装置を示す図。同実施の形態における質問器及び無線タグの構成を示すブロック図。同実施の形態における電波強度の設定を説明するための図。同実施の形態における無線タグの識別情報の読取る処理を示す図。同実施の形態における無線タグの識別情報を読取る作用を説明するための図。同実施の形態におけるホスト・コンピュータの構成を示すブロック図。同実施の形態における他の電波強度の設定を説明するための図。

符号の説明

１…流通物，２…無線タグ，３…収容箱，６…無線タグ読取装置，７，８…質問器，９…ホスト・コンピュータ，１０，１１…アンテナ部，１２…載置台，１５…制御部，１７…出力部，Ａ１からＡ６，Ｂ１からＢ６…アンテナ，Ｖ１，Ｖ２…電波強度

Claims

識別情報を記憶した無線タグが設けられた流通物を収容する収容箱を載置する載置台内に配設されたアンテナから前記無線タグに所定の電波を放射し、その応答電波を受信することにより前記収容箱内の無線タグの識別情報を読取る無線タグ読取装置において、
前記アンテナは、前記載置台の外周に沿って前記載置台内に複数配置されており、
前記載置台内に配設された複数のアンテナを前記載置台の外周に沿って順番に切換えながら電波を放射して前記収容箱内の無線タグの識別情報を読取る複数の質問器と、
前記電波の電波強度を第１の電波強度とその第１の電波強度より高強度である第２の電波強度とのいずれかで出力可能な前記複数の質問器毎に設けられた電波強度手段と、
前記複数の質問器がそれぞれ前記載置台の外周に沿って順番にアンテナを切換えて前記収容箱内の無線タグの識別情報を読取るときに、前記第１の電波強度と前記第２の電波強度とを交互に繰返す設定に基づいて前記アンテナの電波強度を前記電波強度手段を制御して選択する選択制御手段とを具備したことを特徴とする無線タグ読取装置。
識別情報を記憶した無線タグが設けられた流通物を収容する収容箱を載置する載置台内に配設されたアンテナから前記無線タグに所定の電波を放射し、その応答電波を受信することにより前記収容箱内の無線タグの識別情報を読取る無線タグ読取装置において、
前記アンテナは、前記載置台の外周に沿って前記載置台内に複数配置されており、
前記載置台内に配設された複数のアンテナを前記載置台の外周に沿って順番に切換えながら電波を放射して前記収容箱内の無線タグの識別情報を読取る複数の質問器と、
前記電波の電波強度を第１の電波強度とその第１の電波強度より高強度である第２の電波強度とのいずれかで出力可能な前記複数の質問器毎に設けられた電波強度手段と、
前記複数の質問器がそれぞれ前記載置台の外周に沿って順番にアンテナを切換えて前記収容箱内の無線タグの識別情報を読取るときに、少なくとも２つ以上のアンテナを前記第１の電波強度とし、その次のアンテナを前記第２の電波強度とし、これを繰返す設定に基づいて前記アンテナの電波強度を前記電波強度手段を制御して選択する選択制御手段とを具備したことを特徴とする無線タグ読取装置。
前記複数のアンテナは、前記載置台の外周に沿って略ロ字状にされていることを特徴とする請求項１または２記載の無線タグ読取装置。