JP5071064B2 - 携帯型リーダライタ - Google Patents

Description

本発明は、手持ち操作可能な本体内に、光学的情報を撮像するための撮像素子を備えると共に、無線通信用のリーダライタ側アンテナを備えて構成され、前記光学的情報を読取る機能と、直線偏波方式のタグ側アンテナが組込まれたＲＦタグとの間で無線通信を行ってデータを読取り書込みする機能とを有する携帯型リーダライタに関する。

近年、例えば商品等の物品に設けられる識別情報として、バーコード等の光学的情報に加えて、商品等に関するデータを記録したＲＦタグを添付することが行われてきている。これに伴い、光学的情報を読取る機能と、ＲＦタグとの間で電磁波（例えばマイクロ波帯（あるいはＵＨＦ帯）の電波）による通信を行ない、該ＲＦタグに記録された商品等に関するデータの読取り及び書込みを行なう機能との双方を有する携帯型リーダライタが供されてきている。

この種の携帯型のリーダライタとして、例えば特許文献１には、手持ち操作可能なケース内に、光学的情報を読取る機構と、ＲＦタグの読取り書込みを行う機構とを組込んで構成されるものが開示されている。このものでは、光学的情報の読取りに使用される反射体に、ＲＦタグとの通信用のアンテナを一体的に設けることによって、部品点数の削減（装置の小型化）を図るようにしている。

ところで、上記した携帯型リーダライタ及びＲＦタグにあっては、装置（ＲＦタグ）の小型化や、アンテナの簡素化を図るため、リーダライタ側のアンテナ及びＲＦタグのアンテナに、ダイポールアンテナのような直線（線型）偏波方式のアンテナを採用することが行われている。ところが、ダイポールアンテナのような直線偏波方式のアンテナを採用した場合、リーダライタ側及びＲＦタグ側のアンテナ相互間の角度（偏波面の方向）によって、通信（読取）距離が大きく変動するため、相互間の偏波面を一致させた状態で通信を行うことが望ましい事情がある。

尚、例えば特許文献２には、第１アンテナ、及び、その第１アンテナの偏波特性に対して直交する偏波特性を有する第２アンテナを設け、それら第１アンテナ及び第２のアンテナを切替え可能に構成した偏波制御システムが開示されている。
特開２００５−１５７４３４号公報 特開２００２−６４３２１号公報

上記したＲＦタグのシステムでは、一般に、任意の方向を向いているＲＦタグに対し、携帯型のリーダライタを任意の位置に配置して通信（読取り及び書込み）を行う事情があるが、リーダライタ側及びＲＦタグ側のアンテナ相互間の偏波面がずれていると、通信がうまく行えなくなる問題がある。この場合、上記特許文献２のように、リーダライタ側に偏波面方向の異なる２種類のアンテナを設け、それらを選択的に使用することにより、ＲＦタグ側のアンテナとの偏波方向を合わせた状態で通信を行うことができれば、良好な通信性能が得られると考えられる。

しかし、ＲＦタグ側のアンテナの偏波面の方向が、リーダライタ側で判っていないと、アンテナの向き（偏波方向）を合わせて通信を行うことはできない。上記特許文献２では、新規端末に垂直偏波で送信させ、その時の送信波に対する出力（希望波信号対干渉波及び雑音レベル比）ＳＩＮＲを測定し、その最小値ＳＩＮＲ（Ｖ）を求め、新規端末に水平偏波で送信させ、その時の送信波に対する出力ＳＩＮＲを測定し、その最小値ＳＩＮＲ（Ｈ）を求め、それらの大きい方に対応する偏波を新規端末の送受信電波として割当てるようになっている。ところが、このような手法を、ＲＦタグのシステムにおけるリーダライタに適用したとしても、端末の偏波面方向を認識するためにＳＩＮＲの測定等を行う必要があり、手間がかかってＲＦタグとの間での通信を迅速に行うことは望めない。また、回路構成が複雑化する等の不具合が生ずる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、直線偏波方式のアンテナを用いてＲＦタグとの間での通信を行うものにあって、比較的簡単な構成で済ませながらも、良好な通信性能を得ることができる携帯型リーダライタを提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の携帯型リーダライタは、手持ち操作可能な本体内に、光学的情報を撮像するための撮像素子を備えると共に、無線通信用のリーダライタ側アンテナを備えて構成され、前記光学的情報を読取る機能と、直線偏波方式のタグ側アンテナが組込まれたＲＦタグとの間で無線通信を行ってデータを読取り書込みする機能とを有するものであって、前記リーダライタ側アンテナとして、直線偏波方式の２本のアンテナをその偏波面方向をクロスさせた形態に配設すると共に、前記ＲＦタグとの間で通信を行うにあたり前記撮像素子により前記ＲＦタグの画像を取込む画像取込み手段と、この画像取込み手段により取込まれた画像から前記ＲＦタグの配置方向を認識する認識手段と、この認識手段の認識に基づいて、前記タグ側アンテナとの偏波面方向を合わせるように、通信に使用するリーダライタ側アンテナを選択する選択手段とを設け、前記ＲＦタグの表面に、前記タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きを表す指標として、方向判別可能なマークを該タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きで設け、前記画像取込み手段を、前記ＲＦタグの表面に設けられた指標の画像を取込むように構成すると共に、前記認識手段を、前記指標の画像から、前記マークの配置方向を検出することに基づいて、該タグ側アンテナの偏波面方向を認識するように構成したところに特徴を有する（請求項１の発明）。

これによれば、ＲＦタグとの間で通信を行う際に、画像取込み手段によってＲＦタグの画像が取込まれ、その画像から認識手段によりＲＦタグの配置方向が認識される。この場合、ＲＦタグの配置方向と、タグ側アンテナの偏波面方向との間に予め対応関係を設けておくことにより、リーダライタ側で、ＲＦタグ側のアンテナの偏波面の方向を認識することが可能となる。そして、リーダライタ側アンテナとして、直線偏波方式の２本のアンテナがその偏波面方向をクロスさせた形態に配設されており、前記認識手段の認識に基づいて、選択手段により、通信に使用するリーダライタ側アンテナが選択される。

このとき、タグ側アンテナ及びリーダライタ側アンテナの偏波面の相互間の角度が小さくなる方のリーダライタ側アンテナを選択することにより、タグ側アンテナ及びリーダライタ側アンテナに、共にダイポールアンテナのような直線偏波方式のアンテナを採用した場合でも、両アンテナの偏波面方向を合わせるようにしながら通信を行うことができ、この結果、良好な通信性能を得ることが可能となる。また、上記画像取込み手段を、光学的情報を読取るために元々設けられている撮像素子を用いて構成することができるので、簡単な構成で済ませることができる。

この場合、画像取込み手段を、タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きを表すようにＲＦタグの表面に設けられた指標の画像を取込むように構成すると共に、認識手段を、前記指標の画像から、該タグ側アンテナの偏波面方向を認識するように構成している。これによれば、ＲＦタグの表面に設けられた指標の画像から、タグ側アンテナの偏波面方向を容易に認識することが可能となる。

上記ＲＦタグの表面に設けられる指標として、より具体的には、請求項１の発明では、ＲＦタグの表面に、指標として方向判別可能なマークを、タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きで設け、認識手段を、前記マークの配置方向を検出することに基づいて、タグ側アンテナの偏波面方向を認識するように構成している。これによれば、ＲＦタグの表面に、方向判別可能なマークを設けるだけの簡単な構成で済む。

指標として方向判別可能なマークを設けることに代えて、請求項２の発明では、ＲＦタグの表面に、バーコードを、タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きで設けることにより、該バーコードが指標を兼用するようにし、認識手段を、前記バーコードの配列方向を検出することに基づいて、タグ側アンテナの偏波面方向を認識するように構成している。更には、請求項３の発明では、ＲＦタグの表面に、二次元コードを、タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きで設けることにより、該二次元コードが指標を兼用するようにし、認識手段を、前記二次元コードの切出しシンボルの配列方向を検出することに基づいて、前記タグ側アンテナの偏波面方向を認識するように構成している。これらによれば、ＲＦタグの表面に設けられた識別用のバーコード或いは二次元コードを、指標として兼用させることが可能となり、より簡単な構成で済ませることができる。

上記のような指標をＲＦタグに設けることに代えて、請求項４の発明では、画像取込み手段を、ＲＦタグの全体の画像を取込むように構成すると共に、認識手段を、前記ＲＦタグの外形形状に基づいてタグ側アンテナの偏波面方向を認識するように構成している。また、請求項５の発明では、画像取込み手段を、ＲＦタグの表面から視認可能に設けられたタグ側アンテナの画像を取込むように構成すると共に、認識手段を、前記タグ側アンテナの画像からその偏波面方向を認識するように構成している。これらによれば、ＲＦタグの表面に指標を設けずとも済ませることができる。

ところで、ＲＦタグの配置によっては、タグ側アンテナの偏波面方向が、２つのリーダライタ側アンテナのいずれの偏波面方向とも大きく外れており、どちらのリーダライタ側アンテナを選択しても、通信がうまく行えなくなるといったケースも考えられる。そこで、上記請求項１〜５のいずれかの発明において、認識手段により認識されたＲＦタグの配置方向が、２つのリーダライタ側アンテナにおける通信許容範囲を外れている場合に、ユーザに本体を傾けることを促す報知手段を設ければ（請求項６の発明）、ユーザの本体を傾ける操作によって、良好な通信を行うことが可能となり、効果的となる。

このとき、前記報知手段を、通信に使用するリーダライタ側アンテナの偏波面方向と、ＲＦタグのタグ側アンテナの偏波面方向とを合せるように、本体の適切な回転方向及び回転角度を報知するように構成することができる（請求項７の発明）。これによれば、ユーザが、本体の適切な回転方向及び回転角度を知ることができるので、より効果的となる。

以下、本発明を具体化したいくつかの実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、以下に述べる各実施例では、本発明を、ＲＦタグ（ＲＦＩＤタグ）のデータの読取り及び書込みと、バーコードや二次元コード等の光学的情報の読取りとの双方が可能な、いわゆるガンタイプの携帯型リーダライタに適用するようにしている。

（１）第１の実施例
まず、図１ないし図３を参照して、本発明の第１の実施例について述べる。図１は、本実施例に係る携帯型リーダライタ１の外観を示しており、図２には、この携帯型リーダライタ１の電気的構成を概略的に示している。図１に示すように、この携帯型リーダライタ１は、前後方向にやや長く角部が丸みを帯びたほぼ矩形箱状をなす本体２の下面側後部寄りに、下方やや斜め後方に延びユーザが片手で把持して操作することが可能なグリップ部３を一体的に有して構成されている。

前記本体２の先端面部には、光学的情報読取り用の読取口２ａが設けられている。また、前記グリップ部３の内側上端部には、読取指示用のトリガスイッチ４が設けられている。前記本体２の上面部には、図２にも示すように、小型の液晶表示器からなる表示部５、数字キーや機能キー等の複数個の操作キーを有するキー操作部６、報知用ＬＥＤ７、報知音出力用のスピーカ８等が設けられている。

そして、図２に示すように、本体２内には、マイコンを主体として構成され携帯型リーダライタ１全体を制御する制御部９が設けられている。この制御部９には、照合用の画像データベースが記憶されたメモリ１０が接続されている。制御部９には、前記トリガスイッチ４やキー操作部６等からの操作信号が入力されるようになっている。また、制御部９が、前記表示部５、報知用ＬＥＤ７、スピーカ８などを制御するようになっている。本体２内には、電源となるバッテリ１１及び電源部１２、外部（ホスト装置）との間での通信を行うための無線ＬＡＮ１３等も設けられている。

さらに、本体２内には、前方に配置されたＲＦタグ１４（図１参照）との間で電磁波による通信を行なってデータの読取り及び書込みを行なう無線タグ処理部１５、並びに、前記ＲＦタグ１４の表面等の読取対象に記された光学的情報（バーコードや二次元コード）を読取るための光学コード読取部１６及び画像処理部１７が設けられている。これら無線タグ処理部１５、並びに、光学コード読取部１６及び画像処理部１７は、前記制御部９によって制御されるようになっている。

そのうち光学コード読取部１６は、図示はしないが、例えばＣＣＤエリアセンサからなる撮像素子を備えると共に、結像レンズ、複数個のＬＥＤやレンズ等から構成される照明部などを備えて構成されている。これにて、照明部によって、前記読取口２ａの前方に正対して配置された読取対象に該読取口２ａを通して照明光が照射され、光学的情報（バーコードや二次元コード）からの反射光が読取口２ａを通して入射され、前記結像レンズを介して撮像素子により撮像されて光学的情報の画像データが取込まれ、画像処理部１７によりデータの読取り（デコード）が行なわれる。これにて、制御部９、光学コード読取部１６及び画像処理部１７から光学的情報を読取る機能が実現されるようになっている。

さて、前記無線タグ処理部１５には、アンテナ切替スイッチ１８を介して、第１及び第２の２本のリーダライタ側アンテナ１９及び２０が接続されている。これらリーダライタ側アンテナ１９，２０は、共に直線偏波方式のアンテナからなり、ここではダイポールアンテナが採用されている。このとき、詳しく図示はしないが、第１のリーダライタ側アンテナ１９は、本体２内において、縦方向に垂直に延びるように配設され、垂直な偏波面を持つ（垂直に偏波する電波を出力する）ようになっている（図１（ａ）参照）。

これに対し、第２のリーダライタ側アンテナ２０は、本体２内において、横方向に水平に延びるように配設され、水平な偏波面を持つ（水平に偏波する電波を出力する）ようになっている（図１（ｂ）参照）。つまり、第１及び第２のリーダライタ側アンテナ１９及び２０は、偏波面方向をクロス（この場合直交）させた形態に配設されている。これら第１及び第２のリーダライタ側アンテナ１９及び２０は、前記アンテナ切替スイッチ１８の切替動作に応じて、どちらか一方が選択的に使用されるようになっている。

前記無線タグ処理部１５は、送信回路、受信回路、信号処理回路等を備えて構成され、前記ＲＦタグ１４に対する無線通信の処理を実行するようになっている。この無線タグ処理部１５は、前記制御部９により制御され、アンテナ切替スイッチ１８によりいずれかのリーダライタ側アンテナ１９，２０を選択すると共に、選択したリーダライタ側アンテナ１９，２０を介して、前記ＲＦタグ１４に対して電磁波により電力供給を行うと共に、データの通信（読取り及び書込み）を行うようになっている。尚、本実施例では、ＲＦタグ１４との通信には、マイクロ波帯（例えば２．４５ＧＨｚ）、或いはＵＨＦ帯（例えば９５３ＭＨｚ）の通信周波数が用いられるようになっている。

ここで、前記ＲＦタグ１４について簡単に述べておく。図１に示すように、前記ＲＦタグ１４は、例えば商品などの物品に付されるものであり、例えばプラスチック製の荷札状（長方形の板状）をなしている。そして、その内部には、前記携帯型リーダライタ１との間での通信を行うためのタグ側アンテナ２１を備えると共に、そのタグ側アンテナ２１に接続されたＩＣチップ２２を備えて構成される。ＩＣチップ２２は、給電用信号から動作電源を得るための整流・平滑回路、通信等の制御を行うＣＰＵ、送受信信号の変調，復調を行う変復調回路、動作プログラム等を記憶するＲＯＭ、データを記憶する読書き可能なＥＥＰＲＯＭ等をワンチップＩＣ化して構成され、データの保持や応答信号の発生などを行うようになっている。

前記タグ側アンテナ２１は、やはり直線偏波方式のダイポールアンテナからなり、ＲＦタグ１４を構成するシート材に対する、導電塗料の印刷により形成されているのであるが、ここでは、ＲＦタグ１４の表面から視認可能（透明なシートにより覆われた状態）に設けられている。この場合、タグ側アンテナ２１の延びる方向（ダイポール軸の延びる方向）は、ＲＦタグ１４の長手方向（長辺方向）に一致している。ダイポールアンテナは、基板（基材）上に直接的にパターンを設けることで簡単に形成することができ、しかも直線的なパターンを設けるだけの極めて小さな面積で済むメリットがある。

尚、ＲＦタグには、荷札状以外にも、コイン状、キー（キーホルダ）状など様々な形状のものがあり、更に、カード状のもの（非接触ＩＣカード）もＲＦタグに含まれる。また、光学情報が記載されたラベルに、更にＲＦタグを固着して構成された情報ラベル（スマートラベル等と称される）を物品に貼付して使用するようなシステムも存在する。

さて、本実施例の携帯型リーダライタ１は、上記のように、上記無線タグ処理部１５やリーダライタ側アンテナ１９，２０等からなるＲＦタグ読取機構により、ＲＦタグ１４との間で無線通信を行ってデータの読取り及び書込みを行うことが可能となっている。ここで、携帯型リーダライタ１において、第１のリーダライタ側アンテナ１９を使用してＲＦタグ１４と通信を行う場合、図１（ａ）に示すように、垂直に偏波する電波が出力される。ここで、同様なダイポールアンテナからなるタグ側アンテナ２１（ＲＦタグ１４）が垂直方向に配置されていれば、偏波面の方向が一致し、適切な通信性能が得られる。

ところが、タグ側アンテナ２１（ＲＦタグ１４）が水平方向に配置されていれば、タグ側アンテナ２１が水平な偏波面を持つことになり、この場合、通信効率が大幅に低下する事情がある。同様に、第２のリーダライタ側アンテナ２０を使用してＲＦタグ１４と通信を行う場合、図１（ｂ）に示すように、水平に偏波する電波が出力されるので、タグ側アンテナ２１（ＲＦタグ１４）が水平方向に配置されていれば、適切な通信性能が得られるが、タグ側アンテナ２１（ＲＦタグ１４）が垂直方向に配置された場合に、通信効率が大幅に低下することになる。

そこで、本実施例では、後の作用説明（フローチャート説明）でも述べるように、前記制御部９は、そのソフトウエア的構成（制御プログラムの実行）により、前記ＲＦタグ１４との間で通信（データの読取り書込み）を行うにあたり、次のような制御を行う。即ち、まず前記光学コード読取部１６の撮像素子により、前記ＲＦタグ１４の正面からの画像（タグ側アンテナ２１の画像）を取込み（画像取込みステップ）、次に取込まれた画像から前記ＲＦタグ１４の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）を認識し（認識ステップ）、その認識に基づいて、前記タグ側アンテナ２１との偏波面方向を合わせるように、通信に使用するリーダライタ側アンテナ１９，２０を選択する（選択ステップ）。

つまり、図１（ａ）に示すように、ＲＦタグ１４の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）が垂直方向に近い場合には、第１のリーダライタ側アンテナ１９が選択され、図１（ｂ）に示すように、ＲＦタグ１４の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）が水平方向に近い場合には、第２のリーダライタ側アンテナ２０が選択されるのである。従って、制御部９及び光学コード読取部１６等から画像取込み手段が構成され、制御部９及び画像処理部１７等から認識手段が構成され、制御部９及びアンテナ切替スイッチ１８等から選択手段が構成されるのである。

また、本実施例では、制御部９は、取込まれた画像からＲＦタグ１４の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）を認識する際に、ＲＦタグ１４の配置方向の認識が良好に行われなかった場合には、一方例えば第２のリーダライタ側アンテナ２０を使用してＲＦタグ１４との通信を行い、その通信が不調であった場合には、他方例えば第１のリーダライタ側アンテナ１９に切替えて該ＲＦタグ１４との通信を行うように構成されている。

尚、本実施例では、上記ＲＦタグ１４の配置方向の認識は、予めメモリ１０に記憶されている画像データベース中のＲＦタグ１４（タグ側アンテナ２１）の画像データと、取込まれた画像データとを照合し、一致するかどうかにより行われるようになっている。このとき、画像データベース中の画像データは、ＲＦタグ１４（タグ側アンテナ２１）が例えば水平方向に配置されることを基準として記憶されている。

次に、上記構成の作用について、図３も参照しながら説明する。今、ユーザが携帯型リーダライタ１を用いて、例えば商品に付されたＲＦタグ１４との間で通信（データの読取り、書込み）を行う場合には、携帯型リーダライタ１をＲＦタグ１４との通信のモードとした状態で、本体２の読取口２ａをＲＦタグ１４に対して対面させるように近接させ（ＲＦタグ１４（タグ側アンテナ２１）の画像を取込める状態とし）、トリガスイッチ４をオン操作する。すると、制御部９は、図３のフローチャートに示す処理手順に従って、通信に使用するリーダライタ側アンテナ１９，２０を選択するようになっている。

即ち、ステップＳ１では、メモリ１０の画像データベースのレコードのポインタを先頭にする（検索位置を初期化する）処理が行われる。ステップＳ２では、トリガスイッチ４が押されているかどうかが判断される。そして、トリガスイッチ４が押されている場合には（ステップＳ２にてＹｅｓ）、ステップＳ３にて、光学コード読取部１６（撮像素子）によるＲＦタグ１４（タグ側アンテナ２１）の画像取込みが行われる。

次のステップＳ４では、画像データベースからポインタで示されるＲＦタグ１４の画像データ（タグ側アンテナ２１の画像データ）とその偏波特性情報（例えば偏波面方向が水平方向といった情報）とが読込まれる。ステップＳ５では、上記ステップＳ３で取込まれた実際の撮影画像データと、ステップＳ４にて画像データベースから読込まれた画像データとの照合が行われる。

ステップＳ６では、ステップＳ５の照合において画像が一致したかどうかが判断される。画像が一致しなかった場合には（ステップＳ６にてＮｏ）、ステップＳ７にて、画像データベースのレコードのポインタが次に進められ、画像データベースのレコードが終わりでない限りは（ステップＳ８にてＮｏ）、ステップＳ４からの処理が繰返される。この処理の繰返しにより、遂には、ステップＳ５の照合において画像が一致するようになり（ステップＳ６にてＹｅｓ）、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、画像データベースの画像データに対する、実際の撮影画像データの回転角度が計算される。ステップＳ１０では、その回転角度が、水平方向（角度０度、１８０度）と、垂直方向（角度９０度、−９０度）とのどちらに近いかが計算される。そして、ステップＳ１１では、ステップＳ１０で計算した回転角度が水平方向に近いかどうかが判断され、垂直方向に近い場合には（ステップＳ１１にてＮｏ）、ステップＳ１２にて、リーダライタ側アンテナの偏波特性を垂直偏波とするように、即ち第１のリーダライタ側アンテナ１９を使用するように切替え、ＲＦタグ１４との通信（データの読取り書込み）が実行される。

これに対し、ステップＳ１０で計算した回転角度が水平方向に近い場合には（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、ステップＳ１３にて、リーダライタ側アンテナの偏波特性を水平偏波とするように、即ち第２のリーダライタ側アンテナ２０を使用するように切替え、ＲＦタグ１４との通信（データの読取り書込み）が実行される。このようなステップＳ１２、Ｓ１３の処理によって、タグ側アンテナ２１との偏波面方向を合わせるように、通信に使用するリーダライタ側アンテナ１９，２０が選択されるので、常にＲＦタグ１４との間で良好な（効率の良い）通信が行われるようになるのである。

一方、上記したステップＳ４〜Ｓ８の照合の処理において、ＲＦタグ１４のタグ側アンテナ２１の偏波方向の認識ができない、つまり、画像が一致することなく（ステップＳ６にてＮｏ）、画像データベースのレコードが終ってしまう（ステップＳ８にてＹｅｓ）ことが考えられる。このような場合、本実施例では、まずステップＳ１４にて、リーダライタ側アンテナの偏波特性を水平偏波となるように、即ち第２のリーダライタ側アンテナ２０を使用するように切替え、ＲＦタグ１４との通信（データの読取り書込み）が実行される。

そして、ステップＳ１５にて、ＲＦタグ１４との通信が良好にできたかどうかが判断され、通信が不調であった場合には（ステップＳ１５にてＮｏ）、次のステップＳ１６にて、リーダライタ側アンテナの偏波特性を垂直偏波となるように、即ち第１のリーダライタ側アンテナ１９を使用するように切替え、ＲＦタグ１４との通信（データの読取り書込み）が実行されるようになっている。これにより、タグ側アンテナ２１の偏波面方向の認識が行えなかった場合でも、ＲＦタグ１４との通信を行うことが可能となるのである。

このような本実施例によれば、ＲＦタグ１４（タグ側アンテナ２１）の画像を取込むことに基づいて、ＲＦタグ１４の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）を認識することができ、その認識に応じて、偏波面方向をクロスさせた形態に配設されたリーダライタ側アンテナ１９，２０を選択して使用するようにした。これにより、タグ側アンテナ２１及びリーダライタ側アンテナ１９，２０に、共にダイポールアンテナのような直線偏波方式のアンテナを採用した場合でも、両アンテナの偏波面方向を合わせるようにしながら通信を行うことができ、この結果、良好な通信性能を得ることが可能となった。しかも、画像取込み手段を、光学的情報を読取るために元々設けられている撮像素子（光学コード読取部１６）を用いて構成したので、簡単な構成で済ませることができるものである。

（２）第２の実施例、その他の実施例
図４及び図５は、本発明の第２の実施例を示すものである。この第２の実施例が、上記第１の実施例と異なる点は、主として制御部９のソフトウエア的構成にある。従って、携帯型リーダライタ１のハードウエア的構成については、上記第１の実施例と共通するので、新たな図示や説明を省略し、符号も共通して使用することとする。

この第２の実施例においても、制御部９は、前記ＲＦタグ１４との間で通信（データの読取り書込み）を行うにあたり、光学コード読取部１６の撮像素子により、ＲＦタグ１４の画像（タグ側アンテナ２１の画像）を取込み（画像取込みステップ）、次に取込まれた画像から前記ＲＦタグ１４の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）を認識し（認識ステップ）、その認識に基づいて、前記タグ側アンテナ２１との偏波面方向を合わせるように（近い側に）、通信に使用するリーダライタ側アンテナ１９，２０を選択する（選択ステップ）。

このとき、本実施例では、制御部９は、認識されたＲＦタグ１４の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）が、２つのリーダライタ側アンテナ１９，２０における通信許容範囲を外れているかどうかを判断する。そして、２つのリーダライタ側アンテナ１９，２０における通信許容範囲（例えば、垂直方向、水平方向の夫々に関して角度でプラスマイナス１０度程度）を外れている場合には、ユーザに本体２を傾けることを促す報知を行うようになっている。

この場合、ユーザに対する報知は、例えば、表示部５にメッセージを表示すると共に、スピーカ８から報知音を出力することにより行われる。従って、制御部９、表示部５、スピーカ８等から報知手段が構成されるようになっている。更に、特に本実施例では、上記報知にあたって、通信に使用するリーダライタ側アンテナ１９，２０の偏波面方向と、ＲＦタグ１４のタグ側アンテナ２１の偏波面方向とを合せるように、本体２の前後方向に延びる軸に対し、本体２の適切な回転方向及び回転角度を報知（表示部５に表示）するようになっている。

図５のフローチャートは、本実施例において、制御部９が実行する、通信に使用するリーダライタ側アンテナ１９，２０の選択、及び、ユーザに対する報知の処理手順を示すものである。尚、この図５においては、上記第１の実施例で説明した図３のフローチャートに対し、新たなステップ（ステップＳ２１〜Ｓ２３）が付加されたものであるため、図３と同一のステップ（ステップＳ１〜Ｓ１６）には、同一符号を付して詳しい説明を省略し、以下、異なるところについて述べる。

この第２の実施例においても、ステップＳ３で取込まれた実際のＲＦタグ１４の撮影画像データと、ステップＳ４にて画像データベースから読込まれた画像データとの照合が行われ（ステップＳ５）、画像が一致すると（ステップＳ６にてＹｅｓ）、実際の撮影画像データの回転角度、つまりタグ側アンテナ２１の延びる方向（偏波面方向）が計算され（ステップＳ９）、水平方向（角度０度、１８０度）と、垂直方向（角度９０度、−９０度）とのどちらに近いかが計算される（ステップＳ１０）。

そして、ステップＳ１１にて、ステップＳ１０で計算した回転角度が水平方向に近いかどうかが判断され、垂直方向に近い場合には（ステップＳ１１にてＮｏ）、ステップＳ２１にて、回転角度が許容範囲内（例えば垂直方向から角度±１０度の範囲内）であるかどうかが判断される。回転角度が許容範囲内であれば（ステップＳ２１にてＹｅｓ）、ステップＳ１２にて、リーダライタ側アンテナの偏波特性が垂直偏波となるように、即ち第１のリーダライタ側アンテナ１９を使用するように切替え、そのままＲＦタグ１４との通信（データの読取り書込み）が実行される。回転角度が許容範囲を越えていれば（ステップＳ２１にてＮｏ）、後述するステップＳ２３に進む。

一方、ステップＳ１１にて水平方向に近いと判断された場合には（ステップＳ１１にてＹｅｓ）、ステップＳ２２にて、回転角度が許容範囲内（例えば水平方向から角度±１０度の範囲内）であるかどうかが判断される。回転角度が許容範囲内であれば（ステップＳ２２にてＹｅｓ）、ステップＳ１３にて、リーダライタ側アンテナの偏波特性が水平偏波となるように、即ち第２のリーダライタ側アンテナ２０を使用するように切替え、そのままＲＦタグ１４との通信（データの読取り書込み）が実行される。回転角度が許容範囲を越えていれば（ステップＳ２２にてＮｏ）、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、ＲＦタグ１４（タグ側アンテナ２１）の回転角度（偏波面方向）を、通信に使用するリーダライタ側アンテナ１９，２０の偏波面方向に合せることができるように、本体２を傾けることを促す報知、つまり、表示部５におけるメッセージの表示及びスピーカ８からの報知音の出力が行われる。このとき、表示部５には、本体２の適切な回転方向と回転角度とが表示されるようになっている。この報知が行われた後、ステップＳ２に戻る。

具体例をあげると、図４（ａ）に示すように、ＲＦタグ１４の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）が、例えば、垂直方向から右回りに角度２０度程度傾いている場合には、第１のリーダライタ側アンテナ１９の偏波面方向とタグ側アンテナ２１の偏波面方向とを一致させるべく、本体２を、右回り（時計回り）方向に、角度２０度程度傾けることを促す報知が行われるのである。また、図４（ｂ）に示すように、ＲＦタグ１４の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）が、例えば、水平方向から左回りに角度１５度程度傾いている場合には、第２のリーダライタ側アンテナ２０の偏波面方向とタグ側アンテナ２１の偏波面方向とを一致させるべく、本体２を、左回り（反時計回り）方向に、角度１５度程度傾けることを促す報知が行われるのである。

このような第２の実施例によれば、やはり、タグ側アンテナ２１及びリーダライタ側アンテナ１９，２０に、共にダイポールアンテナのような直線偏波方式のアンテナを採用した場合でも、両アンテナの偏波面方向を合わせるようにしながら通信を行うことができ、比較的簡単な構成で済ませながらも、良好な通信性能を得ることができる。

それに加えて、ＲＦタグ１４の配置によってタグ側アンテナ２１の偏波面方向が、２つのリーダライタ側アンテナ１９，２０のいずれの偏波面方向とも大きく外れている場合でも、報知に従ってユーザが本体２を傾ける操作を行うことにより、良好な通信を行うことが可能となり、効果的となる。特に本実施例では、本体２の適切な回転方向及び回転角度を報知するように構成したので、ユーザが、本体２の適切な回転方向及び回転角度を知ることができ、より効果的となるものである。

図６（ａ）、（ｂ）並びに図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の互いに異なる他の実施例を示すものであり、夫々、ＲＦタグ３１，３２，３３，３４の表面の様子を示している。これらＲＦタグ３１，３２，３３，３４においては、その表面に、タグ側アンテナ２１（破線で示す）の偏波面方向に対応した向きを表すための指標が設けられている。尚、図６及び図７では、便宜上、ＲＦタグ３１，３２，３３，３４は全て横長な矩形状をなし、タグ側アンテナ２１は図で横方向に延びて（偏波面方向を図で左右方向として）設けられている。また、ここでは、タグ側アンテナ２１は、ＲＦタグ３１，３２，３３，３４の内部に設けられ、表面からは視認不能なものとする。

即ち、図６（ａ）に示すＲＦタグ３１は、その表面（右下寄り部位）に、例えば「ＡＡＡ」の文字からなる指標３５が設けられている。この場合、「ＡＡＡ」の文字の配列（並び）方向が、タグ側アンテナ２１の偏波面方向に対応（一致）している。

携帯型リーダライタ１の制御部９は、ＲＦタグ３１との通信（データの読取り書込み）を行うにあたり、まず光学コード読取部１６（画像取込み手段）により少なくとも指標３５部分を含んだＲＦタグ３１の画像を取込み、その撮影画像データから指標３５（「ＡＡＡ」の文字）を抽出しその配置方向を求めることにより、ＲＦタグ３１の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）を認識し、使用するリーダライタ側アンテナ１９，２０を選択することができる。

図６（ｂ）に示すＲＦタグ３２は、その表面（右下寄り部位）に、指標として、例えば両矢印からなる方向判別可能なマーク３６が設けられている。この場合、矢印からなるマーク３６の示す方向が、タグ側アンテナ２１の偏波面方向に対応（一致）している。

携帯型リーダライタ１の制御部９は、ＲＦタグ３２との通信を行うにあたり、光学コード読取部１６（画像取込み手段）により少なくともマーク３６部分を含んだＲＦタグ３２の画像を取込み、その撮影画像データからマーク３６を抽出してその示す方向を求めることにより、ＲＦタグ３２の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）を認識し、使用するリーダライタ側アンテナ１９，２０を選択することができる。

これらによれば、ＲＦタグ３１及び３２の表面に夫々設けられた指標３５及びマーク３６の画像から、タグ側アンテナ２１の偏波面方向を容易に認識することが可能となる。しかも、ＲＦタグ３１，３２の表面に、指標３５やマーク３６を設けるだけの簡単な構成で済む。

図７（ａ）に示すＲＦタグ３３は、その表面（右下寄り部位）に、当該ＲＦタグ３３が付される商品に関しての情報（品番）等を表現した識別用のバーコード３７が設けられている。このとき、バーコード３７は、タグ側アンテナ２１の偏波面方向に対応した向きで設けられている（バーとスペースとの配列方向が偏波面方向に一致する）ことにより、該バーコード３７が指標を兼用するようになっている。

携帯型リーダライタ１の制御部９は、ＲＦタグ３３との通信を行うにあたり、光学コード読取部１６（画像取込み手段）によりバーコード３７の画像を取込み、その撮影画像データからバーコード３７の配列方向を求めることにより、ＲＦタグ３３の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）を認識し、使用するリーダライタ側アンテナ１９，２０を選択することができる。このとき、上記バーコード３７の画像からバーコード３７の読取り（デコード）を併せて行えることは勿論である。

図７（ｂ）に示すＲＦタグ３４は、その表面（右下寄り部位）に、当該ＲＦタグ３４が付される商品に関しての情報を表現した識別用の二次元コード３８が設けられている。この二次元コード３８は、「ＱＲコード」（登録商標）と称されるものであり、全体として正方形状をなし、その右下を除く３つの角部に切出しシンボル３８ａを備えると共に、それら切出しシンボル３８ａにより規定されるデータ領域にデータセルを設けて構成されている。そしてこのとき、二次元コード３８は、タグ側アンテナ２１の偏波面方向に対応した向きで設けられ、つまり、３個の切出しシンボル３８ａのうち、左上のもの及び右上のものの配列方向がタグ側アンテナ２１の偏波面方向に一致するようになっている。これにより、該二次元コード３８が指標を兼用するようになっている。

携帯型リーダライタ１の制御部９は、ＲＦタグ３４との通信を行うにあたり、光学コード読取部１６（画像取込み手段）により二次元コード３８の画像を取込み、その撮影画像データから３個の切出しシンボル３８ａの位置を求め、そのうち左上のもの及び右上のものの配列方向を求めることにより、ＲＦタグ３４の配置方向（タグ側アンテナ２１の偏波面方向）を認識し、使用するリーダライタ側アンテナ１９，２０を選択することができる。このとき、３個の切出しシンボル３８ａの位置を求めた後、上記二次元コード３８の読取り（デコード）を併せて行えることは勿論である。

これらによれば、ＲＦタグ３３及び３４の表面に夫々設けられたバーコード３７及び二次元コード３８の画像から、タグ側アンテナ２１の偏波面方向を容易に認識することが可能となる。しかも、商品に関する情報を表現した識別用のバーコード３７或いは二次元コード３８を、指標として兼用させることが可能となり、より簡単な構成で済ませることができるものである。

尚、上記各実施例では、認識手段として、タグ側アンテナ２１の画像やＲＦタグに設けられた指標３５等の画像からタグ側アンテナ２１の偏波面方向を認識するように構成したが、例えば、ＲＦタグが細長い形状をなし、タグ側アンテナの偏波面方向がその長手方向に一致するような場合には、認識手段を、ＲＦタグ全体の画像からその外形形状を検出することに基づいてタグ側アンテナの偏波面方向を認識するように構成することもでき、この場合ＲＦタグの表面に指標等を設けずとも済ませることができる。

また、上記第２の実施例では、本体２を傾けることを促す報知として、表示部５におけるメッセージの表示及びスピーカ８からの報知音の出力を行うようにしたが、それら以外にも、振動発生手段を設けて本体２（グリップ部３）を振動させたり、各種の色の報知用ＬＥＤ７を点灯や点滅させたりすることを組合せても良い。更には、ＲＦタグに設ける指標（マーク）としても、各種の図形、記号、文字などを採用することができる。

その他、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、例えば、ＲＦタグとしては、カード状やコイン形状等、様々な形状のものとすることができ、また、携帯型リーダライタの本体の外観構成などについても様々な変形が可能であるなど、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るものである。

本発明の第１の実施例を示すもので、携帯型リーダライタとＲＦタグとの通信時のアンテナの偏波面方向を示す図 携帯型リーダライタの電気的構成を概略的に示すブロック図 制御部が実行するリーダライタ側アンテナの選択の処理手順を示すフローチャート 本発明の第２の実施例を示す図１相当図 図３相当図 本発明の他の実施例を示すもので、ＲＦタグの表面に指標（ａ）及びマーク（ｂ）を設けた例を示す図 異なる他の実施例を示すもので、ＲＦタグの表面にバーコード（ａ）及び二次元コード（ｂ）を設けた例を示す図

符号の説明

図面中、１は携帯型リーダライタ、２は本体、５は表示部、６はキー操作部、８はスピーカ、９は制御部（認識手段、選択手段、報知手段）、１０はメモリ、１４，３１，３２，３３，３４はＲＦタグ、１５は無線タグ処理部、１６は光学コード読取部（画像取込み手段）、１８はアンテナ切替スイッチ、１９，２０はリーダライタ側アンテナ、２１はタグ側アンテナ、３５は指標、３６はマーク（指標）、３７はバーコード（指標）、３８は二次元コード（指標）を示す。

Claims (7)

1. 手持ち操作可能な本体内に、光学的情報を撮像するための撮像素子を備えると共に、無線通信用のリーダライタ側アンテナを備えて構成され、
   前記光学的情報を読取る機能と、直線偏波方式のタグ側アンテナが組込まれたＲＦタグとの間で無線通信を行ってデータを読取り書込みする機能とを有する携帯型リーダライタであって、
   前記リーダライタ側アンテナは、直線偏波方式の２本のアンテナがその偏波面方向をクロスさせた形態に配設されていると共に、
   前記ＲＦタグとの間で通信を行うにあたり、前記撮像素子により前記ＲＦタグの画像を取込む画像取込み手段と、
   この画像取込み手段により取込まれた画像から前記ＲＦタグの配置方向を認識する認識手段と、
   この認識手段の認識に基づいて、前記タグ側アンテナとの偏波面方向を合わせるように、通信に使用するリーダライタ側アンテナを選択する選択手段とを備え、
   前記ＲＦタグの表面には、前記タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きを表す指標として、方向判別可能なマークが該タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きで設けられており、
   前記画像取込み手段は、前記ＲＦタグの表面に設けられた指標の画像を取込むように構成されていると共に、
   前記認識手段は、前記指標の画像から、前記マークの配置方向を検出することに基づいて、該タグ側アンテナの偏波面方向を認識するように構成されていることを特徴とする携帯型リーダライタ。
2. 手持ち操作可能な本体内に、光学的情報を撮像するための撮像素子を備えると共に、無線通信用のリーダライタ側アンテナを備えて構成され、
   前記光学的情報を読取る機能と、直線偏波方式のタグ側アンテナが組込まれたＲＦタグとの間で無線通信を行ってデータを読取り書込みする機能とを有する携帯型リーダライタであって、
   前記リーダライタ側アンテナは、直線偏波方式の２本のアンテナがその偏波面方向をクロスさせた形態に配設されていると共に、
   前記ＲＦタグとの間で通信を行うにあたり、前記撮像素子により前記ＲＦタグの画像を取込む画像取込み手段と、
   この画像取込み手段により取込まれた画像から前記ＲＦタグの配置方向を認識する認識手段と、
   この認識手段の認識に基づいて、前記タグ側アンテナとの偏波面方向を合わせるように、通信に使用するリーダライタ側アンテナを選択する選択手段とを備え、
   前記ＲＦタグの表面には、前記タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きを表す指標を兼用するバーコードが該タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きで設けられており、
   前記画像取込み手段は、前記ＲＦタグの表面に設けられた指標の画像を取込むように構成されていると共に、
   前記認識手段は、前記指標の画像から、前記バーコードの配列方向を検出することに基づいて、該タグ側アンテナの偏波面方向を認識するように構成されていることを特徴とする携帯型リーダライタ。
3. 手持ち操作可能な本体内に、光学的情報を撮像するための撮像素子を備えると共に、無線通信用のリーダライタ側アンテナを備えて構成され、
   前記光学的情報を読取る機能と、直線偏波方式のタグ側アンテナが組込まれたＲＦタグとの間で無線通信を行ってデータを読取り書込みする機能とを有する携帯型リーダライタであって、
   前記リーダライタ側アンテナは、直線偏波方式の２本のアンテナがその偏波面方向をクロスさせた形態に配設されていると共に、
   前記ＲＦタグとの間で通信を行うにあたり、前記撮像素子により前記ＲＦタグの画像を取込む画像取込み手段と、
   この画像取込み手段により取込まれた画像から前記ＲＦタグの配置方向を認識する認識手段と、
   この認識手段の認識に基づいて、前記タグ側アンテナとの偏波面方向を合わせるように、通信に使用するリーダライタ側アンテナを選択する選択手段とを備え、
   前記ＲＦタグの表面には、前記タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きを表す指標を兼用する二次元コードが該タグ側アンテナの偏波面方向に対応した向きで設けられており、
   前記画像取込み手段は、前記ＲＦタグの表面に設けられた指標の画像を取込むように構成されていると共に、
   前記認識手段は、前記指標の画像から、前記二次元コードの切出しシンボルの配列方向を検出することに基づいて、該タグ側アンテナの偏波面方向を認識するように構成されていることを特徴とする携帯型リーダライタ。
4. 手持ち操作可能な本体内に、光学的情報を撮像するための撮像素子を備えると共に、無線通信用のリーダライタ側アンテナを備えて構成され、
   前記光学的情報を読取る機能と、直線偏波方式のタグ側アンテナが組込まれたＲＦタグとの間で無線通信を行ってデータを読取り書込みする機能とを有する携帯型リーダライタであって、
   前記リーダライタ側アンテナは、直線偏波方式の２本のアンテナがその偏波面方向をクロスさせた形態に配設されていると共に、
   前記ＲＦタグとの間で通信を行うにあたり、前記撮像素子により前記ＲＦタグの画像を取込む画像取込み手段と、
   この画像取込み手段により取込まれた画像から前記ＲＦタグの配置方向を認識する認識手段と、
   この認識手段の認識に基づいて、前記タグ側アンテナとの偏波面方向を合わせるように、通信に使用するリーダライタ側アンテナを選択する選択手段とを備え、
   前記画像取込み手段は、前記ＲＦタグの全体の画像を取込むように構成されていると共に、
   前記認識手段は、前記ＲＦタグの外形形状に基づいて前記タグ側アンテナの偏波面方向を認識するように構成されていることを特徴とする携帯型リーダライタ。
5. 手持ち操作可能な本体内に、光学的情報を撮像するための撮像素子を備えると共に、無線通信用のリーダライタ側アンテナを備えて構成され、
   前記光学的情報を読取る機能と、直線偏波方式のタグ側アンテナが組込まれたＲＦタグとの間で無線通信を行ってデータを読取り書込みする機能とを有する携帯型リーダライタであって、
   前記リーダライタ側アンテナは、直線偏波方式の２本のアンテナがその偏波面方向をクロスさせた形態に配設されていると共に、
   前記ＲＦタグとの間で通信を行うにあたり、前記撮像素子により前記ＲＦタグの画像を取込む画像取込み手段と、
   この画像取込み手段により取込まれた画像から前記ＲＦタグの配置方向を認識する認識手段と、
   この認識手段の認識に基づいて、前記タグ側アンテナとの偏波面方向を合わせるように、通信に使用するリーダライタ側アンテナを選択する選択手段とを備え、
   前記画像取込み手段は、前記ＲＦタグの表面から視認可能に設けられた前記タグ側アンテナの画像を取込むように構成されていると共に、
   前記認識手段は、前記タグ側アンテナの画像からその偏波面方向を認識するように構成されていることを特徴とする携帯型リーダライタ。
6. 前記認識手段により認識されたＲＦタグの配置方向が、２つのリーダライタ側アンテナにおける通信許容範囲を外れている場合に、ユーザに前記本体を傾けることを促す報知手段を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の携帯型リーダライタ。
7. 前記報知手段は、通信に使用するリーダライタ側アンテナの偏波面方向と、前記ＲＦタグのタグ側アンテナの偏波面方向とを合せるように、前記本体の適切な回転方向及び回転角度を報知するように構成されていることを特徴とする請求項６記載の携帯型リーダライタ。

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