JP5209416B2

JP5209416B2 - Ｒｆｉｄタグの読取装置

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Publication number: JP5209416B2
Application number: JP2008225923A
Authority: JP
Inventors: 辰樹柏原; 祐治桑子; 尚人松本; 勝田幡; 正亮佐藤; 岳島本
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Holdings Corp
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-09-03
Also published as: JP2010061359A

Description

本発明は、物流などの分野で流通物に貼付されるＲＦＩＤタグから、該ＲＦＩＤタグに予め設定された固有識別子を非接触で読み取るＲＦＩＤタグの読取装置に関する。

この種のＲＦＩＤタグの読取装置は、データの読み取り処理を行う制御部及び変調回路・復調回路等を含む高周波回路等を備えた読取装置本体と、ループ状のアンテナとを備えている。また、この種のＲＦＩＤタグの読取装置では、ＲＦＩＤタグの読み取り範囲を広げることや読み取り精度の向上を図ることを目的として、１つの読取装置本体に対して複数のアンテナを接続する場合がある（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載のものでは、読取装置本体はアンテナ切替部を備えている。
特開２００６−１７２１０１号公報

しかし、上記特許文献１に記載のものでは、読取装置本体に複数のアンテナをそれぞれ同軸ケーブルで接続するため、アンテナ数が多くなると同軸ケーブルの配置が乱雑になってしまいメンテナンス性にも欠けるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
設置作業性及びメンテナンス性の良好なＲＦＩＤタグの読取装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本願発明に係るＲＦＩＤタグの読取装置は、ＲＦＩＤタグの読み取り制御を行う読取制御手段及びＲＦＩＤタグ読み取り用の高周波信号を送受信する高周波回路とを備えた読取装置本体と、高周波信号用の１つの第１の入出力部，高周波信号用の複数の第２の入出力部，前記第１の入出力部と前記第２の入出力部の接続を切り替える切替手段，前記読取装置本体とデータ通信可能に接続されるとともに読取装置本体からの切替指示に応じて前記切替手段を制御する切替制御手段，自身の識別情報を記憶した識別情報記憶手段，データ通信可能に接続された読取装置本体からの要求に応じて前記識別情報記憶手段に記憶されている識別情報を応答する応答手段を備えた切替器と、１つ以上のアンテナ素子，インピーダンス整合回路，自身の識別情報を記憶した識別情報記憶手段，データ通信可能に接続された読取装置本体からの要求に応じて前記識別情報記憶手段に記憶されている識別情報を応答する応答手段を備えたアンテナ装置とを備える。そして、前記読取装置本体の高周波回路と前記切替器の第１の入出力部とを接続するとともに、該切替器の第２の入出力部と前記アンテナ装置のインピーダンス整合回路或いは前記アンテナ装置のインピーダンス整合回路及び他の切替器の第１の入出力部とを接続する。また、前記読取装置本体及び切替器の何れか一方或いは双方は、高周波信号に直流電圧を印加する直流電圧印加回路を備え、前記アンテナ装置は、高周波信号に印加された直流電圧を抽出し、該直流電圧を電源として動作する。さらに、前記読取装置本体は、前記高周波回路からアンテナ素子までの経路情報を記憶する経路情報記憶手段と、該経路情報記憶手段に経路情報を構築する経路情報構築手段とを備えるとともに、前記読取制御手段は読み取り制御時には前記経路情報記憶手段に記憶されている経路情報に基づき切替器に対して切替指示を送信する。ここで、前記識別情報には切替器又はアンテナ装置の何れかを示す種別情報を含み、前記経路情報構築手段は、識別情報の応答要求であって全ての切替器及びアンテナ装置を宛先としたもの（以下単に「応答要求」と言う）を送信する応答要求送信処理と、切替器又はアンテナ装置からの応答に対して制御処理する応答制御処理とを行い、該応答制御処理では、応答に含まれる種別情報がアンテナ装置の場合には、応答に含まれる識別情報及び種別情報並びに応答要求時に選択されていた切替器における第２の入出力部を経路情報として経路情報記憶手段に記憶するとともに、応答に含まれる種別情報が切替器に係る場合には、該切替器に対して第１の入出力部の接続先の切り替え指示を送出するとともに前記応答要求送信処理及び該応答要求に対する応答制御処理を全ての第２の入出力部に対して再帰的に実行する。一方、前記切替器の応答手段は、読取装置本体に対して識別情報を応答した後にさらに読取装置本体から応答要求を受信しても当該応答要求に対しては応答しない。

本発明によれば、読取装置本体とアンテナ装置との間に切替器が介在し、アンテナ装置の数にかかわらず読取装置本体と切替器とは１対１で接続するので、設置作業性が向上する。特に、本発明では、複数の切替器を多段接続することができる。すなわち、読取装置本体を根、切替器を節、アンテナ装置を葉としたツリー構造とすることができる。これにより多数のアンテナ装置を効率的に設置することができる。なお、このような読取装置では読み取り処理を実施するにあたっては、読み取り処理で用いるアンテナ装置が読取装置本体と接続するように切替器を制御する必要がある。そして、この切替器の制御を行うには、各アンテナ装置がどの切替器のどの入出力部に接続されているかを予め把握している必要がある。本発明では、読取装置本体に設けた経路情報構築手段により高周波回路からアンテナ素子までの経路情報を構築し、該経路情報を経路情報記憶手段に記憶している。これにより、ＲＦＩＤタグの読み取り処理を確実に実施することができる。

また、本発明によれば、読取装置本体の経路情報構築手段は、切替器又はアンテナ装置への識別情報の応答要求を行い、該応答要求に対する応答である識別情報を収集することにより、経路情報を構築することができる。ここで、前記識別情報には切替器又はアンテナ装置の何れかを示す種別情報が含まれるようにすると、経路情報を確実に構築することができるので好適である。

また、本発明の好適な態様の一例としては、前記切替器は、高周波信号に直流電圧を印加する直流電圧印加回路を備えることを特徴とするものが挙げられる。本発明によれば、アンテナ装置には電源専用のケーブルを接続したり電池を内蔵させる必要がないので設置性が向上する。

以上説明したように本発明によれば、読取装置本体とアンテナ装置との間に切替器が介在し、アンテナ装置の数にかかわらず読取装置本体と切替器とは１対１で接続するので、設置作業性が向上する。特に、本発明では、複数の切替器を多段接続することができる。すなわち、読取装置本体を根、切替器を節、アンテナ装置を葉としたツリー構造とすることができる。これにより多数のアンテナ装置を効率的に設置することができる。また、本発明では、読取装置本体に設けた経路情報取得手段により高周波回路からアンテナ素子までの経路情報を取得し、該経路情報を経路情報記憶手段に記憶しているので、ＲＦＩＤタグの読み取り処理を確実に実施することができる

本願発明の一実施の形態に係るＲＦＩＤタグの読取装置について図面を参照して説明する。図１はＲＦＩＤタグ読取装置の全体構成図である。

本実施の形態に係る読取装置は、ショーケース１に陳列されている商品１０に付設されているＲＦＩＤタグ１１から該ＲＦＩＤタグ１１の固有識別子を読み取る用途で用いるものとする。

ショーケース１は、図１に示すように、商品１０を陳列するための複数段の商品棚２と、商品１０を冷却するための冷却機構（図示省略）とを備えている。冷却機構については従来周知のものと同様なのでここでは説明を省略する。各商品棚２の上面には、陳列されている商品１０のＲＦＩＤタグ１１と通信するためのアンテナユニット３００が設けられている。各アンテナユニット３００は各商品棚２に対して複数（図１では４つ）配置されている。アンテナユニット３００は２種類のタイプに分けられる。１つは４つのアンテナ素子を内蔵した４ｃｈアンテナユニット３１０であり、もう１つは１つのアンテナ素子を内蔵した１ｃｈアンテナユニット３２０である。また、ショーケース１は、各アンテナユニット３００を接続したアンテナ切替ユニット２００と、アンテナ切替ユニット２００と１対１で接続した読取装置本体である制御ユニット１００とを備えている。制御ユニット１００は、アンテナ切替ユニット２００に接続したアンテナユニット３００を用いてＲＦＩＤタグ１１から固有識別子を読み取り、読み取り結果を店舗に設置されたコンピュータ５０に送信する。各アンテナユニット３００とアンテナ切替ユニット２００とは高周波信号伝送用の同軸ケーブルとデジタル制御信号伝送用の信号ケーブルにより接続されている。また同様に、アンテナ切替ユニット２００と制御ユニット１００とは同軸ケーブル及び信号ケーブルにより接続されている。なお、デジタル制御信号伝送用の信号ケーブルはシリアルバス接続されており、制御ユニット１００から送出した信号はアンテナ切替ユニット２００及びアンテナユニット３００の全てに伝送される。

次に、読取装置本体である制御ユニット１００の詳細について図２を参照して説明する。図２は制御ユニットの機能ブロック図である。制御ユニット１００は、図２に示すように、コンピュータ５０と接続するための通信インタフェイス１１０と、主制御部１２０と、所定の通信プロトコルに従ってＲＦＩＤタグ１１との通信を制御するタグ通信制御部１３１と、タグ通信制御部１３１の出力信号を高周波信号に変調する変調回路１３２と、搬送波を生成する発振回路１４０と、高周波信号を増幅する増幅回路１５０と、増幅回路１５０からの高周波信号に直流バイアスを印加する直流バイアス印加回路１６０とを備えている。また、制御ユニット１００は、アンテナユニット３００から受信した高周波信号を増幅する増幅回路１７０と、高周波信号から通信信号を復調する復調回路１３３とを備えている。さらに、制御ユニット１００は、アンテナユニット３００に制御信号を伝送するための通信インタフェイス１８０を備えている。直流バイアス印加回路１６０は同軸ケーブル４００を介してアンテナ切替ユニット２００に接続する。また通信インタフェイス１８０は信号ケーブル４１０を介してアンテナ切替ユニット２００に接続する。なお、前記タグ通信制御部１３１・変調回路１３２・復調回路１３３は、専用の通信用ＩＣ１３０に実装されている。

主制御部１２０の詳細について図３を参照して説明する。図３は主制御部１２０の機能ブロック図である。主制御部１２０は、図３に示すように、所定の通信プロトコルに従いＲＦＩＤタグ１１の読取処理を行う読取処理部１２１と、システムの構成を記憶する構成テーブル１２２と、該構成テーブル１２２を構築するテーブル構築部１２３とを備えている。

構成テーブル１２２は、制御ユニット１００に接続されたアンテナ切替ユニット２００及びアンテナユニット３００の接続状況を記憶したものである。換言すれば、構成テーブル１２２は、制御ユニット１００から各アンテナユニット３００への経路情報を記録したものである。図４に制御ユニット１００，アンテナ切替ユニット２００，アンテナユニット３００の接続状況の一例を示す。また、図５に図４の状況下における構成テーブル１２２の一例を示す。図４に示すように、制御ユニット１００には第１のアンテナ切替ユニット２００ａが接続されている。該第１のアンテナ切替ユニット２００ａには、第２のアンテナ切替ユニット２００ｂ，第１の１ｃｈアンテナユニット３２０ａ及び第１の４ｃｈアンテナユニット３１０ａが接続されている。さらに、第２のアンテナ切替ユニット２００ｂには、第２の１ｃｈアンテナユニット３２０ｂ及び第２の４ｃｈアンテナユニット３１０ｂが接続されている。このように、本発明ではアンテナ切替ユニット２００を多段接続することができるようになっている。なお、本実施の形態では、アンテナ切替ユニット２００の接続可能段数は２段までとする。

図５に示すように、構成テーブル１２２は、各アンテナユニット３００のアンテナＩＤ、アンテナタイプ、及び、経路情報を記憶したものである。経路情報は、初段のアンテナ切替ユニット２００のＩＤ、該アンテナ切替ユニット２００におけるチャンネル番号、２段目のアンテナ切替ユニット２００のＩＤ、該アンテナ切替ユニット２００におけるチャンネル番号を含む。

読取処理部１２１は、コンピュータ５０からアンテナＩＤを指定した読取要求を受信すると、構成テーブル１２２を参照して経路情報を取得する。そして、読取処理部１２１は、通信インタフェイス１８０を介してアンテナ切替ユニット２００に対してチャンネルの切替指示を送出し、アンテナユニット３００までの通信経路を確保する。読取処理部１２１は、タグ通信制御部１３１にＲＦＩＤタグ１１の読み取りを指示し、タグ通信制御部１３１から受信した固有識別子を所定の記憶手段（図示省略）に記憶する。なお、アンテナユニット３００が４ｃｈアンテナユニット３１０の場合には、４ｃｈアンテナユニット３１０に対してアンテナの切替指示を送出し、タグ通信制御部１３１に読取を指示し、受信した固有識別子を所定の記憶手段に記憶する処理を、全てのアンテナ素子について繰り返し行う。以上の処理により記憶手段にはアンテナユニット３００で検出されたＲＦＩＤタグ１１の固有識別子が記憶されるので、読取処理部１２１は当該固有識別子をコンピュータ５０に返答する。

テーブル構築部１２３は、通信インタフェイス１８０を介してアンテナ切替ユニット２００及びアンテナユニット３００に対してＩＤ応答要求を送出し、その応答結果に基づき構成テーブル１２２を構築する。構成テーブル１２２構築のアルゴリズムについては後述する。構成テーブル１２２の構築処理は、電源投入時又はコンピュータ５０からの指示に基づき実施する。

再び図２を参照して制御ユニット１００の他の構成について詳述する。タグ通信制御部１３１は、主制御部１２０からの要求に応じて所定の通信プロトコルに従ってＲＦＩＤタグ１１との通信を行う。タグ通信制御部１３１からの出力信号は変調回路１３２によりＡＳＫ変調される。ＡＳＫ変調された高周波信号は増幅回路１５０で増幅され、さらに直流バイアス印加回路１６０で直流バイアスが掛けられる。この直流バイアスは、後段の機器における電源として用いられる。アンテナユニット３００から受信した高周波信号は増幅回路１７０で増幅され、復調回路１３３で復調され、タグ通信制御部１３１で処理される。

次に、アンテナ切替ユニット２００について図６を参照して説明する。図６はアンテナ切替ユニットの機能ブロック図である。アンテナ切替ユニット２００は、図６に示すように、１つの入出力部と複数の入出力部とを備えており、１つの制御ユニット１００又は他のアンテナ切替ユニット２００に対して複数のアンテナユニット３００又はアンテナ切替ユニット２００を接続し、その接続先を切り替えるものである。図６においては、アンテナ切替ユニット２００は、前述のように同軸ケーブル４００及び信号ケーブル４１０により制御ユニット１００と接続している。また、アンテナ切替ユニット２００は同軸ケーブル４０１及び信号ケーブル４１１を介して各アンテナユニット３００に接続している。本実施の形態では、制御信号の伝送方法してはシリアルバス方式を採用しており、信号ケーブル４１０と信号ケーブル４１１とはバス接続している。アンテナ切替ユニット２００は、同軸ケーブル４００を介して制御ユニット１００から入力された高周波信号を交流成分と直流成分に分離する交流直流分離回路２１０と、各アンテナユニット３００との高周波的接続をオン・オフするスイッチ２２０と、高周波信号に直流バイアスを印加する直流バイアス印加回路２３０と、信号ケーブル４１０を介して制御ユニット１００から受信したチャンネル切替指示に基づき前記スイッチ２２０及び直流バイアス印加回路２３０を制御する切替制御部２４０とを備えている。さらにアンテナ切替ユニット２００は、信号ケーブル４１０を介して制御ユニットから受信したＩＤ応答要求を処理する応答処理部２５０と、自身の基板種別及びＩＤ等を記憶した記憶手段２６０とを備えている。該記憶手段２６０としては、不揮発性のメモリを用いたり、ＤＩＰスイッチやロータリスイッチなどのスイッチ手段を用いる。また、基板種別は、アンテナ切替ユニット２００，４ｃｈアンテナユニット３１０，１ｃｈアンテナユニット３２０の何れかを示す値である。

切替制御部２４０は、切替指示で指定されたチャンネルのスイッチ２２０のみ高周波的に導通させ、他のスイッチ２２０については高周波的に切断されるよう制御する。また、切替制御部２４０は、指定されたチャンネルの直流バイアス印加回路２３０のみ動作させ、他の直流バイアス印加回路２３０は動作させない。なお、切替制御部２４０は、電源投入時、及び、制御ユニット１００からのリセット信号受信時には何れのチャンネルも導通させない。

応答処理部２５０は、制御ユニット１００に対して応答すべき状態であるか否かを示すフラグを所定の記憶手段に記憶している。応答処理部２５０は、制御ユニット１００からＩＤ応答要求を受信すると、前記フラグが「応答必要状態」にある場合にのみ、前記記憶手段２６０に記憶されている基板種別及びＩＤを制御ユニット１００に応答する。前記フラグは、電源直後の初期化処理において、及び、制御ユニット１００からリセット信号を受信した際に「応答必要状態」にセットされる。また後述するように、応答処理部２５０が制御ユニット１００に対して応答を行うと、制御ユニット１００は応答処理部２５０に対して状態遷移指示を送出する。応答処理部２５０は、該状態遷移指示を受信すると前記フラグを「応答不要状態」にセットする。このような処理により、応答処理部２５０による応答処理は、電源投入後、或いは、制御ユニット１００からリセット信号を受信した後に１回だけである。すなわち、応答処理部２５０は、ＩＤ応答要求を連続して複数回受信しても最初の１回のみ応答する。

前記交流直流分離回路２１０により分離された直流電流は、切替制御部２４０や応答処理部２５０や直流バイアス印加回路２３０等の電源として供給される。

次にアンテナユニット３００の構成について詳述する。まず４ｃｈアンテナユニット３１０の構成について図７及び図８を参照して説明する。図７はアンテナユニットの内部構造を説明する上面図、図８はアンテナユニットの機能ブロック図である。

図７に示すように、４ｃｈアンテナユニット３１０は、薄箱状の筐体３０１の内部に設けた複数（本実施の形態では４つ）のループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄと、各ループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄで共通の整合回路基板３３０とを備えている。なお、図７では各ループアンテナ３０２の配置を明確にするために、実線・点線・一点鎖線・二点鎖線を用いている。各ループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄは、例えば銅箔や銅線等の金属部材からなる。また、各ループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄは筐体３０１の底面をマトリクス状に９ブロック分割し、それぞれ２ｘ２の４ブロックに沿うように矩形に配置されている。したがって、図７に示すように、各ループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄの一部は隣り合う他のループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄの一部と重なり合っている。また換言すれば、一のループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄにおけるループの中央部には、隣り合う他のループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄの配線が配置されている。

図８に示すように、整合回路基板３３０は同軸ケーブル４０１及び信号ケーブル４１１を介してアンテナ切替ユニット２００と接続している。整合回路基板３３０は、交流直流分離回路３３１と、インピーダンス整合回路３３２と、ループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄを切り替える切替回路３３３と、切替回路３３３を制御するアンテナ制御部３３４と、信号ケーブル４１１を介して制御ユニットから受信したＩＤ応答要求を処理する応答処理部３３５と、自身の基板種別及びＩＤ等を記憶した記憶手段３３６とを備えている。該記憶手段３３６としては、不揮発性のメモリを用いたり、ＤＩＰスイッチやロータリスイッチなどのスイッチ手段を用いる。また、基板種別は、アンテナ切替ユニット２００，４ｃｈアンテナユニット３１０，１ｃｈアンテナユニット３２０の何れかを示す値である。

交流直流分離回路３３１は、同軸ケーブル４０１を介してアンテナ切替ユニット２００から入力された高周波信号を交流成分と直流成分に分離する。分離された直流成分は、アンテナ制御部３３４や切替回路３３３や応答処理部３３５等に電源として供給される。なお、後段のインピーダンス整合回路３３２は一般的に直列にキャパシタ素子が接続されていることが多いので、直流重畳された高周波信号を入力しても問題はない。したがって、交流直流分離回路３３１としては、少なくとも高周波信号に含まれる直流成分を抽出する機能があればよい。

切替回路３３３は、各ループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄに対応したスイッチ３３３ａ〜３３３ｄを備えている。各スイッチ３３３ａ〜３３３ｄは、高周波的号な接続をオン・オフするものであり、例えばダイオードスイッチ回路などの高周波スイッチ回路により構成される。各スイッチ３３３ａ〜３３３ｄは、ループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄの両端子に接続している。したがって、スイッチ３３３ａ〜３３３ｄがオフになると、該スイッチ３３３ａ〜３３３ｄに接続されているループアンテナ３０２は高周波的に完全に接続断となり、換言すればオープン状態になる。これにより、給電中のループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄが他のループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄと磁気結合することを防止できるので、読み取り範囲の狭小化を防止できる。

アンテナ制御部３３４は、信号ケーブル４１１を介して入力された制御ユニット１００からのループアンテナ（アンテナ素子）の選択制御信号に基づき、選択されたループアンテナ３０２ａ〜３０２ｄが接続されたスイッチ３３３ａ〜３３３ｄのみをオンに制御し、他のスイッチ３３３ａ〜３３３ｄについてはオフに制御する。

応答処理部３３５は、制御ユニット１００からＩＤ応答要求を受信すると前記記憶手段３３６に記憶されている基板種別及びＩＤを制御ユニット１００に応答する。

次に１ｃｈアンテナユニット３１０の構成について図９及び図１０を参照して説明する。図９はアンテナユニットの内部構造を説明する上面図、図１０はアンテナユニットの機能ブロック図である。

図９に示すように、１ｃｈアンテナユニット３２０は、薄箱状の筐体３０１の内部に設けた１つのループアンテナ３０２ｅと、整合回路基板３４０とを備えている。図１０に示すように、整合回路基板３４０は同軸ケーブル４０１及び信号ケーブル４１１を介してアンテナ切替ユニット２００と接続している。整合回路基板３４０は、交流直流分離回路３４１と、インピーダンス整合回路３４２と、インピーダンス整合回路３４２とループアンテナ３０２ｅの高周波的導通をスイッチングするスイッチ３４３と、スイッチ３４３のオンオフを制御するアンテナ制御部３４４と、信号ケーブル４１１を介して制御ユニットから受信したＩＤ応答要求を処理する応答処理部３４５と、自身の基板種別及びＩＤ等を記憶した記憶手段３４６とを備えている。該記憶手段３４６としては、不揮発性のメモリを用いたり、ＤＩＰスイッチやロータリスイッチなどのスイッチ手段を用いる。また、基板種別は、アンテナ切替ユニット２００，４ｃｈアンテナユニット３１０，１ｃｈアンテナユニット３２０の何れかを示す値である。交流直流分離回路３４１，インピーダンス整合回路３４２，スイッチ３４３，アンテナ制御部３４４，応答処理部３４５及び記憶手段３４６は、上記４ｃｈアンテナユニット３１０と同様である。

次に、制御ユニット１００の動作について説明する。まず、構成テーブル１２２の構築処理について図１１のフローチャートを参照して説明する。この構築処理は制御ユニット１００及びアンテナ切替ユニット２００の電源投入直後、又は制御ユニット１００がリセット信号を送出した後に実施される。このため、アンテナ切替ユニット２００は何れのチャンネルにも接続されていない。したがって、どのアンテナユニット３００も給電状態にはなっていない点、及び、アンテナ切替ユニット２００の応答処理部２５０は「応答必要状態」にある点に留意されたい。

テーブル構築部１２３は、全ての機器（アンテナ切替ユニット２００及びアンテナユニット３００）を宛先としたＩＤ応答要求を送出する（ステップＳ１）。テーブル構築部１２３は、該ＩＤ応答要求に対する応答をアンテナ切替ユニット２００から受信すると（ステップＳ２）、当該アンテナ切替ユニット２００に対して「応答不要状態」となるように状態遷移指示を送出する（ステップＳ３）。次に、テーブル構築部１２３は、該アンテナ切替ユニット２００に対してチャンネル毎の下記処理を全てのチャンネルに対して実施する（ステップＳ４〜Ｓ１０）。具体的には、テーブル構築部１２３は、アンテナ切替ユニット２００に対してチャンネル切替指示を送出し（ステップＳ５）、全ての機器を宛先としたＩＤ応答要求を送出する（ステップＳ６）。なお、前述したように、このＩＤ応答要求に対しては、既に応答したアンテナ切替ユニット２００は応答しない。このため、応答はアンテナユニット３００又は既に応答したアンテナ切替ユニット２００に接続された他のアンテナ切替ユニット２００からのものである。応答がアンテナユニット３００からの場合（ステップＳ７，８）、テーブル構築部１２３は、当該応答に含まれる基板種別とＩＤを構成テーブル１２２に記憶する（ステップＳ９）。このとき、前記ステップＳ１に対する応答に含まれるアンテナ切替ユニット２００のＩＤ、及び、前記ステップＳ６においてＩＤ応答要求を送出したチャンネル番号を経路情報として記憶する。

他方、応答が他のアンテナ切替ユニット２００からの場合（ステップＳ７，Ｓ８）、当該アンテナ切替ユニット２００に対して「応答不要状態」となるように状態遷移指示を送出する（ステップＳ１１）。次に、テーブル構築部１２３は、該アンテナ切替ユニット２００の各チャンネルに接続されたアンテナユニット３００の基板種別及びＩＤを取得するための処理を行う（ステップＳ１２〜１７）。具体的には、テーブル構築部１２３は、該２段目のアンテナ切替ユニット２００に対してチャンネル切替指示を送出し（ステップＳ１３）、全ての機器を宛先としたＩＤ応答要求を送出する（ステップＳ１４）。なお、このＩＤ応答要求に対しては、既に応答したアンテナ切替ユニット２００は応答しない。また、本実施の形態ではアンテナ切替ユニット２００の接続可能段数は２段である。このため、応答はアンテナユニット３００からのものである。テーブル構築部１２３は、応答を受信すると当該応答に含まれる基板種別とＩＤを構成テーブル１２２に記憶する（ステップＳ１５，Ｓ１６）。このとき、前記ステップＳ１に対する応答に含まれるアンテナ切替ユニット２００のＩＤ、及び、前記ステップＳ６においてＩＤ応答要求を送出したチャンネル番号、並びに、前記ステップＳ６に対する応答に含まれる２段目のアンテナ切替ユニット２００のＩＤ、及び、前記ステップＳ１４においてＩＤ応答要求を送出したチャンネル番号を経路情報として記憶する。

以上の処理により制御ユニット１００が送出したＩＤ応答要求に対して、全てのアンテナ切替ユニット２００及びアンテナユニット３００が応答を返す。図４に示すような接続状況の場合、応答順序は、第１のアンテナ切替ユニット２００ａ，第２のアンテナ切替ユニット２００ｂ，第２の１ｃｈアンテナユニット３２０ｂ，第２の４ｃｈアンテナユニット３１０ｂ，第１の１ｃｈアンテナユニット３２０ａ，第２の４ｃｈアンテナユニット３１０ａとなる。そして、各応答に含まれる基板種別及びＩＤの基づき、処理時におけるアンテナ切替ユニット２００及びアンテナユニット３００の接続状況、換言すれば制御ユニット１００から各アンテナユニット３００までの経路情報が構成テーブル１２２に構築される。これにより、以降、制御ユニット１００は、アンテナユニット３００を指定したＲＦＩＤタグ１１の読取処理を行うことができる。

次に、本実施の形態に係るＲＦＩＤタグの読取装置におけるＲＦＩＤタグ１１の読取動作について図１１及び図１２のシーケンスチャートを参照して説明する。図１１は１ｃｈアンテナユニットを用いた読取処理のシーケンスチャート、図１２は４ｃｈアンテナユニットを用いた読取処理のシーケンスチャートである。ここでは、１ｃｈアンテナユニット３２０及び４ｃｈアンテナユニット３１０がそれぞれ２段接続されたアンテナ切替ユニット２００に接続されているものとする。

まず１ｃｈアンテナユニット３２０を用いた読取処理について説明する。コンピュータ５０は、１ｃｈアンテナユニット３２０のアンテナＩＤを指定して読取要求を送信する（ステップＳ１０１）。制御ユニット１００は、構成テーブル１２２を参照して、当該１ｃｈアンテナユニット３２０の経路情報を取得する。そして、制御ユニット１００は、経路中のアンテナ切替ユニット２００に対してアンテナ切替指示を送出する。具体的には、まず制御ユニット１００は、初段のアンテナ切替ユニット２００ａに対してチャンネル切替指示を送出する（ステップＳ１０２）。アンテナ切替ユニット２００ａは該切替指示に基づきチャンネル切替処理を行う（ステップＳ１０３）次に、制御ユニット１００は、前記アンテナ切替ユニット２００ａから切替完了の信号を受信すると（ステップＳ１０４）、２段目のアンテナ切替ユニット２００ｂに対してチャンネル切替指示を送出する（ステップＳ１０５）。アンテナ切替ユニット２００ｂは該切替指示に基づきチャンネル切替処理を行う（ステップＳ１０６）。これにより、１ｃｈアンテナユニット３２０は通電状態となる。次に、制御ユニット１００は、前記アンテナ切替ユニット２００ｂから切替完了の信号を受信すると（ステップＳ１０７）、１ｃｈアンテナユニット３２０に対してアンテナ導通指示を送出する（ステップＳ１０８）。これにより、１ｃｈアンテナユニット３２０のアンテナ制御部３４４はスイッチ３４３をオンに制御し、その結果ループアンテナ３０２ｅは導通状態となる（図示省略）。次に、制御ユニット１００は、１ｃｈアンテナユニット３２０から導通切替完了の信号を受信すると（ステップＳ１０８）、所定のプロトコルに従ってＲＦＩＤタグ１１の読取処理を行う（ステップＳ１０９）。そして制御ユニット１００は、前記ステップＳ１０６の読取処理で読み取った１つ以上のＲＦＩＤタグ１１の固有識別子をコンピュータ５０に送信する（ステップＳ１１０）。

次に４ｃｈアンテナユニット３１０を用いた読取処理について説明する。コンピュータ５０は、４ｃｈアンテナユニット３１０のアンテナＩＤを指定して読取要求を送信する（ステップＳ２０１）。制御ユニット１００は、構成テーブル１２２を参照して、当該４ｃｈアンテナユニット３１０の経路情報を取得する。そして、制御ユニット１００は、経路中のアンテナ切替ユニット２００に対してアンテナ切替指示を送出する。具体的には、まず制御ユニット１００は、初段のアンテナ切替ユニット２００ａに対してチャンネル切替指示を送出する（ステップＳ２０２）。アンテナ切替ユニット２００ａは該切替指示に基づきチャンネル切替処理を行う（ステップＳ２０３）次に、制御ユニット１００は、前記アンテナ切替ユニット２００ａから切替完了の信号を受信すると（ステップＳ２０４）、２段目のアンテナ切替ユニット２００ｂに対してチャンネル切替指示を送出する（ステップＳ２０５）。アンテナ切替ユニット２００ｂは該切替指示に基づきチャンネル切替処理を行う（ステップＳ２０６）。これにより、４ｃｈアンテナユニット３１０は通電状態となる。次に、制御ユニット１００は、前記アンテナ切替ユニット２００ｂから切替完了の信号を受信すると（ステップＳ２０７）、４ｃｈアンテナユニット３１０に対して、内蔵する４つ全てのループアンテナ（アンテナ素子）を用いた処理を行う。具体的には、制御ユニット１００は、まずアンテナの切替指示を送出する（ステップＳ２０８）。４ｃｈアンテナユニット３１０は該切替指示に基づきアンテナ切替処理を行う（図示省略）。次に、制御ユニット１００は、４ｃｈアンテナユニット３１０から切替完了の信号を受信すると（ステップＳ２０９）、所定のプロトコルに従ってＲＦＩＤタグ１１の読取処理を行う（ステップＳ２１０）。制御ユニット１００は、前記ステップＳ２０８〜Ｓ２１０の処理を全てのループアンテナに対して実施する（ステップＳ２１１〜Ｓ２１９）。そして、制御ユニット１００は、前記各読取処理で読み取った１つ以上のＲＦＩＤタグ１１の固有識別子をコンピュータ５０に送信する（ステップＳ２２０）。

このように本実施の形態に係るＲＦＩＤタグの読取装置によれば、読取装置本体である制御ユニット１００と、各アンテナユニット３００との間に１：多のチャンネルを有するアンテナ切替ユニット２００が介在するので、設置作業性が向上する。また、本実施の形態に係るＲＦＩＤタグの読取装置では、各ユニットの接続状況が自動的に検出されるので設置時の設定を容易に行うことができるとともに誤配線を未然に防止できる。

以上本発明の一実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記アンテナユニット３００に更にインピーダンス整合回路の制御を行うインピーダンス制御回路を設け、制御ユニット１００から各ループアンテナ毎のインピーダンス調整を行うようにしてもよい。

また、上記実施の形態ではアンテナ切替ユニット２００の接続段数を２段までとし、また各アンテナ切替ユニット２００のチャンネル数を８としたが、これらの数値は適宜変更してもよい。同様にアンテナユニット３００に内蔵させるアンテナ素子の数も適宜変更してもよい。

また、上記実施の形態では、アンテナユニット３００の電源を高周波信号に重畳させていたが、別途アンテナユニット３００に電池等を内蔵させたり、信号ケーブルに電源ラインを含ませたり、別途電源専用のケーブルにより電源を供給するようにしてもよい。

また、上記実施の形態ではＲＦＩＤタグの読取装置の用途としてショーケース上の商品１０に貼付したＲＦＩＤタグ１１を読み取るものを例示したが、他の用途であっても本発明を適用できる。

ＲＦＩＤタグの読取装置のシステム構成図制御ユニットの機能ブロック図主制御部の機能ブロック図各ユニットの接続状況の一例図４における構成テーブルの一例アンテナ切替ユニットの機能ブロック図４ｃｈアンテナユニットの内部構造を説明する上面図４ｃｈアンテナユニットの機能ブロック図１ｃｈアンテナユニットの内部構造を説明する上面図１ｃｈアンテナユニットの機能ブロック図構成テーブルの構築処理を説明するフローチャート１ｃｈアンテナユニットを用いた読取処理を説明するシーケンスチャート４ｃｈアンテナユニットを用いた読取処理を説明するシーケンスチャート

符号の説明

１０…商品、１１…ＲＦＩＤタグ、５０…コンピュータ、１００…制御ユニット、１２０…主制御部、１２１…読取処理部、１２２…構成テーブル、１２３…テーブル構築部、１３１…タグ通信制御部、１３２…変調回路、１３３…復調回路、１５０、１７０…増幅回路、１６０…直流バイアス印加回路、２００…アンテナ切替ユニット、２１０…交流直流分離回路、２２０…スイッチ、２３０…直流バイアス印加回路、２４０…切替制御部、２５０…応答処理部、２６０…記憶手段、３００…アンテナユニット、３１０…４ｃｈアンテナユニット、３２０…１ｃｈアンテナユニット、３０１…筐体、３０２ａ〜３０２ｅ…ループアンテナ、３３０，３４０…整合回路基板、３３１，３４１…交流直流分離回路、３３２，３４２…インピーダンス整合回路、３３３…切替回路、３３３ａ〜３３３ｄ…スイッチ、３３４…アンテナ制御部、３３５，３４５…応答処理部、３３６，３４６…記憶手段。

Claims

ＲＦＩＤタグの読み取り制御を行う読取制御手段及びＲＦＩＤタグ読み取り用の高周波信号を送受信する高周波回路とを備えた読取装置本体と、
高周波信号用の１つの第１の入出力部，高周波信号用の複数の第２の入出力部，前記第１の入出力部と前記第２の入出力部の接続を切り替える切替手段，前記読取装置本体とデータ通信可能に接続されるとともに読取装置本体からの切替指示に応じて前記切替手段を制御する切替制御手段，自身の識別情報を記憶した識別情報記憶手段，データ通信可能に接続された読取装置本体からの要求に応じて前記識別情報記憶手段に記憶されている識別情報を応答する応答手段を備えた切替器と、
１つ以上のアンテナ素子，インピーダンス整合回路，自身の識別情報を記憶した識別情報記憶手段，データ通信可能に接続された読取装置本体からの要求に応じて前記識別情報記憶手段に記憶されている識別情報を応答する応答手段を備えたアンテナ装置とを備え、
前記読取装置本体の高周波回路と前記切替器の第１の入出力部とを接続するとともに、該切替器の第２の入出力部と前記アンテナ装置のインピーダンス整合回路或いは前記アンテナ装置のインピーダンス整合回路及び他の切替器の第１の入出力部とを接続し、
前記読取装置本体及び切替器の何れか一方或いは双方は、高周波信号に直流電圧を印加する直流電圧印加回路を備え、
前記アンテナ装置は、高周波信号に印加された直流電圧を抽出し、該直流電圧を電源として動作し、
前記読取装置本体は、前記高周波回路からアンテナ素子までの経路情報を記憶する経路情報記憶手段と、該経路情報記憶手段に経路情報を構築する経路情報構築手段とを備えるとともに、前記読取制御手段は読み取り制御時には前記経路情報記憶手段に記憶されている経路情報に基づき切替器に対して切替指示を送信し、
前記識別情報には切替器又はアンテナ装置の何れかを示す種別情報を含み、
前記経路情報構築手段は、識別情報の応答要求であって全ての切替器及びアンテナ装置を宛先としたもの（以下単に「応答要求」と言う）を送信する応答要求送信処理と、切替器又はアンテナ装置からの応答に対して制御処理する応答制御処理とを行い、該応答制御処理では、応答に含まれる種別情報がアンテナ装置の場合には、応答に含まれる識別情報及び種別情報並びに応答要求時に選択されていた切替器における第２の入出力部を経路情報として経路情報記憶手段に記憶するとともに、応答に含まれる種別情報が切替器に係る場合には、該切替器に対して第１の入出力部の接続先の切り替え指示を送出するとともに前記応答要求送信処理及び該応答要求に対する応答制御処理を全ての第２の入出力部に対して再帰的に実行し、
前記切替器の応答手段は、読取装置本体に対して識別情報を応答した後にさらに読取装置本体から応答要求を受信しても当該応答要求に対しては応答しない
ことを特徴とするＲＦＩＤタグの読取装置。
前記切替器は、高周波信号に印加された直流電圧を抽出し、該直流電圧を電源として動作する
ことを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグの読取装置。