JP5474330B2 - リーダライタシステム - Google Patents

Description

本発明は、リーダライタシステムに関し、さらに詳しくは、アンテナと非接触情報記録媒体の相対速度から、当該非接触情報記録媒体の通過方向を判定する技術に関するものである。

電波を利用したＲＦＩＤシステムは、電源を持たないパッシブ型のＲＦＩＤタグに対しても、数十ｃｍ〜数ｍという長い交信可能距離を持つ。しかし、ＲＦＩＤタグとの交信可能距離は、ＲＦＩＤタグに搭載されたアンテナの特性により決定されるため、狭指向性の小型アンテナの実現が困難な帯域（１ＧＨｚ以下のＵＨＦ帯など）を利用したＲＦＩＤシステムにおいては、これまでも複数のアンテナを設置し、その読取範囲に入った順序を利用して判定することで通過方向を検出することができたが、電波を利用したRFIDシステムにおける読取可能範囲はあいまいであるため、誤検出を避けるためにはアンテナを大きく離す必要があるなど、設置性や精度に問題があった。
特許文献１には、指向性の強い少数のアンテナで、通信不能部分の無い広い通信領域をカバーできるタグ通信用アンテナについて開示されている。
特開２００６−２００８３公報

しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術では、リーダライタに用いられるタグ通信用アンテナは、送信する電波のビームをスキャンできるビームスキャンアンテナであること、ビームはスキャン方向に指向性の強いビームであること、ビームのスキャンはスキャン方向を含む面が最も強い反射波の生じる反射面である床面と交わるように行われること、等の制約条件が多いため、場所によっては、アンテナを最適な位置に設置できないといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、２つのアンテナを備え、リーダライタから発信された電波とＲＦＩＤタグから反射された電波の遅延時間に基づいて、夫々のアンテナとＲＦＩＤタグとの相対速度を求めることにより、夫々のアンテナにＲＦＩＤタグが最接近したタイミングに基づいて、ＲＦＩＤタグの通過及び通過する方向を判別することができるリーダライタシステムを提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、非接触情報記録媒体との間で電波を送受する複数のアンテナを有するリーダライタと該リーダライタを制御する制御手段を有するリーダライタシステムにおいて、前記制御手段は前記アンテナから前記非接触情報記録媒体に送信された電波が反射された際の反射波の遅延時間を演算する演算手段を備え、前記制御手段は、前記演算手段により算出された遅延時間に基づいて前記複数のアンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対距離変化を演算し、それぞれのアンテナに対する前記非接触情報記録媒体の最接近点でのタイミングを検出して、当該これらの最接近点におけるタイミングの順序から該非接触情報記録媒体の通過の有無及び通過方向を判定することを特徴とする。
本発明は、マイクロ波を利用して非接触情報記録媒体と通信を行うマイクロ波方式におけるリーダライタであり、リーダライタから送信した電波（マイクロ波）は、２つのアンテナから放射されて非接触情報記録媒体により変調されて反射波として夫々のアンテナにより受信される。このとき発信した電波と反射波との間には、距離に応じた遅延時間が生じる。本発明は、その時の各アンテナと非接触情報記録媒体との遅延時間から相対距離変化を求めることにより、非接触情報記録媒体の通過及び通過方向を判定する。これにより、アンテナの前を通過した非接触情報記録媒体がどちらの方向から移動してきたかを識別する際に、アンテナの設置位置の自由度が向上する。

請求項２は、前記制御手段は、前記リーダライタと情報の授受を行なう通信部と、前記リーダライタにより演算された遅延時間に基づいて前記非接触情報記録媒体とアンテナとの相対距離変化を演算する相対距離変化演算手段と、それぞれのアンテナに対する前記非接触情報記録媒体の最接近点におけるタイミングを検出する最接近点検出手段と、前記相対距離変化と前記最接近点におけるタイミングの順序から前記非接触情報記録媒体の通過及び通過方向を判定する判定部と、前記最接近点が検出されたアンテナ名を記憶する記憶手段と、を備えていることを特徴とする。
リーダライタからは各アンテナと非接触情報記録媒体との遅延時間が出力される。制御手段は、この遅延時間から各アンテナと非接触情報記録媒体との相対距離変化を求める。そして求まった相対距離変化と最接近点におけるタイミングの順序から非接触情報記録媒体の通過及び通過方向を判定する。これにより、簡単な演算結果から容易に非接触情報記録媒体の通過及び通過方向を判定することができる。
請求項３は、前記制御手段は、前記非接触情報記録媒体との前記最接近点が最初に検出されたアンテナと前記最接近点が最後に検出されたアンテナが異なるアンテナである場合には、前記最接近点が最初に検出されたアンテナから前記最接近点が最後に検出されたアンテナの方向に前記非接触情報記録媒体が通過したと判定することを特徴とする。
複数のアンテナが並んで配置されているとき、非接触情報記録媒体が直線上に一定方向に進む場合、非接触情報記録媒体との最接近点が最初に検出されたアンテナと、最接近点が最後に検出されたアンテナが必ず存在する。従って、このような順番で検出された場合は、最接近点が最初に検出されたアンテナから最接近点が最後に検出されたアンテナの方向に非接触情報記録媒体が通過したと判定することができる。これにより、非接触情報記録媒体の通過ばかりでなく、通過した方向も判定することができる。

請求項４は、前記制御手段は、前記非接触情報記録媒体との前記最接近点が最初に検出されたアンテナに再び前記非接触情報記録媒体が最接近し、それ以後、他のアンテナへの前記最接近点が検出されなかった場合には、前記最接近点が最初に検出されたアンテナに接近してから引き返したと判定することを特徴とする。
動線上を非接触情報記録媒体が一定方向に移動するとは限らない。例えば、１つのアンテナに最接近して、そのまま引き返すこともある。このような状況を判定するには、非接触情報記録媒体との最接近点が最初に検出されたアンテナに再び非接触情報記録媒体が最接近し、それ以後、異なるアンテナへの最接近点が検出されなかった場合を検出することである。これにより、従来、判別することが困難であった途中で反転して戻って行く非接触情報記録媒体についても、どの時点で引き返したかの判別が可能となる。
請求項５は、前記制御手段は、同時に前記複数のアンテナにより前記非接触情報記録媒体との前記最接近点が検出され、前記最接近点が最初に検出されたアンテナから前記最接近点が最後に検出されたアンテナの方向に前記非接触情報記録媒体が通過したと判定されず、且つ、前記最接近点が最初に検出されたアンテナに接近してから引き返したと判定されない場合には、前記複数のアンテナの手前で引き返したと判定することを特徴とする。
同時に複数のアンテナにより非接触情報記録媒体が検出された場合は、それぞれのアンテナに最接近したことになる。その後、非接触情報記録媒体が通過したと判定されず、且つ、最接近点が最初に検出されたアンテナの方向から接近して引き返したと判定されない場合には、複数のアンテナの手前で引き返したと判定する。これにより、アンテナには近づいたが、そのまま戻った非接触情報記録媒体を検出して、例えばドアー開閉等の制御対象から外すことができる。

本発明によれば、各アンテナと非接触情報記録媒体との遅延時間から相対速度を求めることにより、非接触情報記録媒体の通過及び通過方向を判定するので、アンテナの前を通過した非接触情報記録媒体がどちらの方向から移動してきたかを識別する際に、アンテナの設置位置の自由度が向上し、その結果、非接触情報記録媒体が確実にアンテナの前を通過したことを保証することができる。
また、遅延時間から各アンテナと非接触情報記録媒体との相対速度を求め、相対速度の向きが変わる点がアンテナとの最接近点となり、求まった相対速度と最接近点に基づいて非接触情報記録媒体の通過及び通過方向を判定するので、簡単な演算結果から容易に非接触情報記録媒体の通過及び通過方向を判定することができる。
また、複数のアンテナが並んで配置されているとき、非接触情報記録媒体が直線上に一定方向に進む場合、非接触情報記録媒体との最接近が最初に検出されたアンテナと、最接近が最後に検出されたアンテナが必ず存在する。従って、このような順番で検出された場合は、最接近が最初に検出されたアンテナから最接近が最後に検出されたアンテナの方向に非接触情報記録媒体が通過したと判定することができるので、非接触情報記録媒体の通過ばかりでなく、通過した方向も判定することができる。

また、非接触情報記録媒体との最接近が最初に検出されたアンテナに再び非接触情報記録媒体が最接近し、それ以後、異なるアンテナへの最接近が検出されなかった場合を検出するので、従来、判別することが困難であった途中で反転して戻って行く非接触情報記録媒体についても、どの時点で引き返したかの判別が可能となる。
また、同時に複数のアンテナにより非接触情報記録媒体が検出された場合は、それぞれのアンテナに最接近したことになる。その後、非接触情報記録媒体が通過したと判定されず、且つ、最接近が最初に検出されたアンテナの方向から接近して引き返したと判定されない場合には、複数のアンテナの手前で引き返したと判定するので、アンテナには近づいたが、そのまま戻った非接触情報記録媒体を検出して、例えばドアー開閉等の制御対象から外すことができる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は、本発明の一実施形態に係るリーダライタユニット（以下、単にリーダライタと呼ぶ）のブロック図である。このリーダライタ５０は、ＶＣＯ２の出力信号の位相を、基準となる入力信号の位相に同期させるＰＬＬ回路１と、ＰＬＬ回路１の制御電圧に基づいて所定の周波数を発振するＶＣＯ２と、ＶＣＯ２から発信された信号をマイクロ波（電波）に変調する変調器３と、マイクロ波を増幅する増幅器４（ここまでが送信手段）と、マイクロ波の方向により向きを決定するサーキュレータ５と、マイクロ波を発信して非接触ＩＣタグ（非接触情報記録媒体）（以下、単にタグと呼ぶ）７からの反射波を受信するアンテナ６ａ、６ｂと、サーキュレータ５により合成された合成波を増幅する増幅器８と、ＶＣＯ２の信号と増幅器８により増幅された信号を加算重畳してｓｉｎ波を復調するミキサ９と、ＶＣＯ２の信号を９０°移相器１０により移相した信号と増幅器８により増幅された信号を加算重畳してｃｏｓ波を復調するミキサ１１と、ミキサ９の信号から所定の周波数成分のみを通過するＢＰＦ１２と、ミキサ１１の信号から所定の周波数成分のみを通過するＢＰＦ１３と、ＢＰＦ１２の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１４と、ＢＰＦ１３の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１６と（ここまでが復調手段）、Ａ／Ｄコンバータ１４とＡ／Ｄコンバータ１６から位相を演算する演算器１５（ここまでが演算手段）と、タグ７を同時に読取可能とするように配置された２つのアンテナ６ａ、６ｂと、を備えて構成されている。

電波を利用したＲＦＩＤシステムでは、タグ７に与えた電波（ＣＷ波）の一部を、タグ７が変調を加えて戻す（振幅・位相を変化させて反射させる）ことにより、タグ７からリーダライタ５０への通信を行っている。
リーダライタ５０には「自ら発信した電波の反射波（後方散乱波）」が戻ることとなるが、この後方散乱波は、タグ７とアンテナ６ａ、又は６ｂとの間を往復した波であるため、自ら発信した電波に対しタグ７とアンテナ６ａ、又は６ｂの距離の倍に比例した遅延を持った波であると考えることができる。
本実施形態では、複数のアンテナ６ａ、６ｂを使用して、タグ７からの後方散乱波の遅延の測定を行い、それぞれのアンテナ６ａ、６ｂとタグ７との相対速度を求めることで、タグ７の移動の有無と移動の方向を判定することができる。

本発明は、マイクロ波を利用してタグ７と通信を行うマイクロ波方式におけるリーダライタ５０であり、リーダライタ５０から送信した電波（マイクロ波）は、２つのアンテナ６ａ、６ｂから放射されてタグ７により変調されて反射波として夫々のアンテナ６ａ、６ｂにより受信される。このとき発信した電波と反射波との間には、距離に応じた遅延時間が生じる。本発明は、その時の各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との遅延時間から相対速度を求めることにより、タグ７の通過及び通過方向を判定する。これにより、アンテナ６ａ、６ｂの前を通過したタグ７が、どちらの方向から移動してきたかを識別する際に、アンテナ６ａ、６ｂの設置位置の自由度が向上し、その結果、タグ７が確実にアンテナ６ａ、６ｂの前を通過したことを保証することができる。
ここで、リーダライタ５０に接続されたアンテナ６ａ、６ｂから送信されるＣＷ波を

・・・（１）
とした時（Ａとθ_Cは回路による決まる一定値）、同じアンテナで受信されるタグ７からの後方散乱波は、以下のように表せる。

・・・（２）
ｌ［ｍ］はタグ−アンテナ間の距離、ｃは電波の速度［ｍ／ｓ］、Ｂは空間やタグでの減衰を表す係数、θ_Tはタグでの反射時の位相変化である。電波を利用するＲＦＩＤにおいては、タグ７からリーダライタ５０への通信を行う際、タグ７で加えられる変調により、このＢとθ_Tが変化する。
ここで、タグ７→リーダライタ５０間における通信がＡＳＫ変調により行われる場合には、１を表すシンボルに同期して遅延時間の測定を行うとする。これにより、θ_Tをタグ固有のある一定の値とする事ができる。

また、ＢＰＳＫ変調の場合では、１または０を表すシンボルに同期して遅延時間の測定を行うとする。これにより、θ_Tをタグ固有のある一定値θ_T1、もしくは、θ_T2（＝θ_T1−π）のどちらかの値とする事ができる。同様に、その他の位相変調においても、あるシンボルに同期して遅延時間を測定を行うとすることで、θ_Tをタグ固有のある一定の値とする事ができる。
このように、タグ７との通信を行う際に、そのシンボルと同期して遅延時間を測定する事により、タグ７で反射される際の位相が安定し、θ_Tを定数値とみなすことができる。
また、変調のかけられた後方散乱波を対象として測定を行う事で、変化を持たない後方散乱波（反射波）を、ＢＰＦにより除去することが可能となり、周囲の金属物や通信状態に無いタグからの反射等の影響を排除する事ができる。
さらに、タグ７からリーダライタ５０への通信を行う際に遅延時間を測定しているため、アンチコリジョン機能を持つプロトコルのもとでは、通信相手となるタグを一つに限定した条件の下で遅延時間の測定を行うことが可能となり、複数のタグが存在する環境においても、特定のタグの後方散乱波のみを選択して遅延時間を測定する事と、その通信で得られたデータ（ＩＤ）と遅延時間を関連付けて管理することが可能となる。

後方散乱波の遅延時間の測定は、ＣＷ波と共通の信号源から作成されるローカル信号

・・・（３）
を使用して、直交検波を行うことによって行う。
これにより、以下のＩＱ信号が得られる。

・・・（４）

・・・（５）
ここで、Ｃとθ_Rは、直交検波の操作により付加される変数であるが、Ｃは回路により決まる値であるため一定値と考える事ができる。また、ローカル信号とＣＷ波は、同じ信号源からの信号であるため、その位相差を回路により決まる一定値とみなすことができ、これにより、θ_Rも回路により決まる一定値とみなすことができる。

ここで、θ_c・θ_T・θ_Rはいずれも定数値とみなせるため、θ_rは以下のように表すことができる。

・・・（６）
ただし、θ_Rは回路による固有値であるため、使用するアンテナによって、値が異なる場合がある。そこで、あらかじめそれぞれのアンテナを使用した際のθ_constの値を得ておき、各アンテナにおいて測定されたθ_rから、固有のオフセット量θ_constを減算することで補正を行うこととし、その補正後の値をθ_ANTnとする。

・・・（７）
タグ７への電波の送信をアンテナ６ａとアンテナ６ｂからそれぞれ行い、その後方散乱波の遅延を同じアンテナで得たとする。この時、θ_ANT1−θ_ANT2により、タグ７−アンテナ６ａの距離ｌ₁とタグ７−アンテナ６ｂの距離ｌ₂の差のｄ＝ｌ₁−ｌ₂を得る事ができる。

・・・（８）
このとき、θ_ANT1とθ_ANT2の測定を行う間にタグ７が移動すると、その移動量が誤差となるが、この場合、θ_ANT2の測定後に、再度θ_ANT1の測定を行い平均化することで、誤差を補正できる。

また、アンテナｍで送信を行い、異なるアンテナｎで受信をおこなった場合は、アンテナｍとタグ７との距離をｌ_m、アンテナｎとタグとの距離をｌ_nとした時、以下のように表すことができる。

・・・（９）
そして、回路による固有値であるθ_Rの補正を、前記と同様に行い、その補正後の値をθ_ANTmnとする。

・・・（１０）
ここで、タグ７への電波の送信をあるアンテナａから行い、その後方散乱波の遅延をアンテナ６ａとアンテナ６ｂで得たとすれば、θ_ANTa1−θ_ANTa2により、タグ７−アンテナ６ａの距離ｌ₁とタグ７−アンテナ６ｂの距離ｌ₂の差のｄ＝ｌ₁−ｌ₂を得る事ができる（アンテナａはアンテナ６ａもしくはアンテナ６ｂであっても構わない）。

・・・（１１）
この場合には、二組の直交検波回路を使用して同時にθ_ANTa1とθ_ANTa2の取得を行うこともできる。また、１つの直交検波回路とアンテナ切替回路を用いて、アンテナ６ａにおいてθ_ANTa1の測定を行った後で、アンテナ切替を行い、アンテナ６ｂにおいてθ_ANTa2の取得を行ってもよい。
後者の手段を用いる場合は、θ_ANTa1とθ_ANTa2の測定を行う間にタグ７が移動すると、その差が誤差となるが、この場合、θ_ANTa2の測定後に、再度θ_ANTa1の測定を行い平均化することで、誤差を補正できる。

図２は本発明に係るリーダライタシステムの機能を表すブロック図である。リーダライタシステム１００は、アンテナ６ａ、６ｂを備えたリーダライタ５０と、ＰＣ６０により構成されている。また、ＰＣ（制御手段）６０は、リーダライタ５０と情報の授受を行なう通信部２０と、リーダライタ５０により演算された遅延時間に基づいてタグ７とアンテナとの相対速度を演算する相対速度演算手段２２と、タグ７の動線とアンテナとの最接近点を検出する最接近点検出手段２３と、相対速度と最接近点からタグ７の通過及び通過方向を判定する判定部２４と、最接近が検出されたアンテナ名を記憶する記憶手段２５と、全体を同期制御する制御部２１と、を備えて構成されている。
即ち、リーダライタ５０からは各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との遅延時間が出力される。ＰＣ６０は、この遅延時間から各アンテナ６ａ、６ｂとタグ７との相対速度を求める。また、相対速度の向きが変わる点がアンテナ６ａ、６ｂとの最接近点となる。そして求まった相対速度と最接近点に基づいてタグ７の通過及び通過方向を判定する。これにより、簡単な演算結果から容易にタグ７の通過及び通過方向を判定することができる。

図３（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るリーダライタがタグの通過及び通過方向を検出する動作を説明する図である。円２３はアンテナ６ａに対してタグの動線２０が最接近したときの点２１までの等距離の範囲を表し、円２４はアンテナ６ｂに対してタグの動線２０が最接近したときの点２２までの等距離の範囲を表している。本発明では、複数のアンテナ（本実施形態では２つ）６ａ、６ｂを用意し、それぞれのアンテナ６ａ、６ｂと対象とするタグの動線２０とが最短になる点（動線２０と直交する点）２１、２２が異なるように設置する。タグのそれぞれのアンテナ６ａ、６ｂに対する距離の変化(相対速度)から、それぞれのアンテナ６ａ、６ｂにタグが最も近付いたタイミングを得て、以下のようにタグの通過及び通過方向を判断する。図３（ａ）より、 最初に最接近が検出されたアンテナ６ａと、最後に最接近が検出されたアンテナ６ｂが異なる場合には、アンテナ６ａからアンテナ６ｂ方向へ通過したと判定する。
即ち、２つのアンテナ６ａ、６ｂが並んで配置されているとき、タグが直線２０上に一定方向に進む場合、タグとの最接近が最初に検出されたアンテナ６ａと、最接近が最後に検出されたアンテナ６ｂが必ず存在する。従って、このような順番で検出された場合は、最接近が最初に検出されたアンテナ６ａから最接近が最後に検出されたアンテナ６ｂの方向にタグが通過したと判定することができる。これにより、タグの通過ばかりでなく、通過した方向も判定することができる。

図３（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係るリーダライタがタグの通過及び通過方向を検出する動作を説明する図である。最初と最後に最接近が検出されたアンテナが同じ場合(最初に最接近が点２５で検出されたアンテナ６ａ に再び点２６で最接近し、それ以後、異なるアンテナ６ｂへの最接近が検出されなかった場合)には、そのアンテナ６ａ方向からやって来て引き返したと判断する。但し、最接近する動きが、同時に複数のアンテナに対してのものであった場合には、それを無視して考える。
即ち、動線２７上をタグが一定方向に移動するとは限らない。例えば、１つのアンテナ６ａに最接近して、そのまま引き返すこともある。このような状況を判定するには、タグとの最接近が最初に検出されたアンテナ６ａに再びタグが最接近し、それ以後、異なるアンテナ６ｂへの最接近が検出されなかったことを検出することである。これにより、従来、判別することが困難であった途中で反転して戻って行くタグについても、どの時点で引き返したかの判定が可能となる。

図３（ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係るリーダライタがタグの通過及び通過方向を検出する動作を説明する図である。同時に点２９で複数のアンテナ６ａ、６ｂで最接近が検出され、上記図３（ａ）、図３（ｂ）も検出されなかった場合には、手前で引き返した動きと判定する。即ち、同時に２つのアンテナ６ａ、６ｂによりタグが検出された場合は、それぞれのアンテナ６ａ、６ｂに最接近したことになる。その後、タグが通過したと判定されず（図３（ａ）の場合）、且つ、最接近が最初に検出されたアンテナ６ａの方向から接近して引き返したと判定されない場合（図３（ｂ）の場合）には、２つのアンテナ６ａ、６ｂの手前で引き返したと判定する。これにより、アンテナ６ａ、６ｂには近づいたが、そのまま戻ったタグを検出して制御対象から外すことができる。また、相対速度の情報を追加して、さらに、精度の高い検出を行うこともできる。即ち、最初にアンテナ６ａに最接近する前の動きにおいて、いずれかのアンテナに対して遠ざかる動きが検出されず、かつ、最後にアンテナ６ｂに最接近した後の動きにおいて、いずれかのアンテナに対して近付く動きが検出されなかった場合には、アンテナ６ａからアンテナ６ｂ方向への通過と判断する。また、アンテナ６ａに対して遠ざかる動きを示し、また、アンテナ６ｂに対して近付く動きを示している場合には、そのタグは通過中(アンテナ６ａとアンテナ６ｂの間に存在する)であると判断する。

図４は図３の動作を制御するＰＣの動作を説明するフローチャートである。ＰＣ６０は、リーダライタ５０が同時に２つのアンテナ６ａと６ｂで最接近が検出されたかを最接近検出手段２３により検出する（Ｓ１）。その結果、同時に再接近が検出されると（Ｓ１でＹＥＳ）、判定部２４はアンテナの手前で引き返したと判定する（図３（ｃ）の場合）（Ｓ９）。ステップＳ１で最接近検出手段２３が同時に最接近が検出されないと検出した場合は（Ｓ１でＮＯ）、最初に最接近が検出されたアンテナがあるかを検証する（Ｓ２）。なければ（Ｓ２でＮＯ）、ステップＳ１に戻って繰り返す。最初に最接近が検出されると（Ｓ２でＹＥＳ）、そのアンテナ名Ｘを記憶手段２５に記憶する（Ｓ３）。次に、最接近検出手段２３は最後に最接近が検出されたアンテナがあるかを検証する（Ｓ４）。最後に最接近が検出されると（Ｓ４でＹＥＳ）、そのアンテナ名Ｙを記憶手段２５に記憶する（Ｓ５）。そして記憶手段２５に記憶されたアンテナ名ＸとＹが同じか否かを判定し（Ｓ６）、等しければ（Ｓ６でＹＥＳ）、アンテナＸ方向からやってきて引き換えしたと判定する（図３の（ｂ）の場合）（Ｓ８）。一方、ステップＳ６でアンテナ名が等しくなければ（Ｓ６でＮＯ）、アンテナＸからアンテナＹ方向へ通過したと判定する（図３（ａ）の場合）（Ｓ７）。

図５は３つのアンテナによりリーダライタがタグの通過及び通過方向を検出する動作を説明する図である。図５では、タグ１の動線３６に対してアンテナ６ａとの最短距離の点が３０、アンテナ６ｂとの最短距離の点が３１、アンテナ６ｃとの最短距離の点が３２とし、タグ２の動線３７に対してアンテナ６ａとの最短距離の点が３３、アンテナ６ｂとの最短距離の点が３５、アンテナ６ｃとの最短距離の点が３４とする。夫々の点は各アンテナと動線が直交する位置にある。例えば、タグ１の動線３６を矢印の方向に通過する場合の動作について説明する。タグ１のそれぞれのアンテナ６ａ、６ｂ、６ｃに対する距離の変化(相対速度)から、それぞれのアンテナ６ａ、６ｂ、６ｃにタグが最も近付いたタイミングを得て、以下のようにタグの通過及び通過方向を判断する。図５より、 最初に最接近が点３０で検出されたアンテナ６ａと、最後に最接近が点３２で検出されたアンテナ６ｃが異なる場合には、アンテナ６ａからアンテナ６ｃ方向へ通過したと判定する。同様に、タグ２の動線３７を矢印の方向に通過する場合の動作については、タグ２のそれぞれのアンテナ６ａ、６ｂ、６ｃに対する距離の変化(相対速度)から、それぞれのアンテナ６ａ、６ｃ、６ｂにタグが最も近付いたタイミングを得て、以下のようにタグの通過及び通過方向を判断する。図５より、 最初に最接近が点３３で検出されたアンテナ６ａと、最後に最接近が点３５で検出されたアンテナ６ｂが異なる場合には、アンテナ６ａからアンテナ６ｂ方向へ通過したと判定する。

本発明の一実施形態に係るリーダライタのブロック図である。 本発明に係るリーダライタシステムの機能を表すブロック図である。 （ａ）は本発明の第１の実施形態に係るリーダライタがタグの通過及び通過方向を検出する動作を説明する図、（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係るリーダライタがタグの通過及び通過方向を検出する動作を説明する図、（ｃ）は本発明の第３の実施形態に係るリーダライタがタグの通過及び通過方向を検出する動作を説明する図である。 図３の動作を制御するＰＣの動作を説明するフローチャートである。 ３つのアンテナによりリーダライタがタグの通過及び通過方向を検出する動作を説明する図である。

符号の説明

１ ＰＬＬ回路、２ ＶＣＯ、３ 変調器、４、８ 増幅器、５サーキュレータ、６ａ、６ｂ アンテナ、７ タグ、９、１１ ミキサ、１２、１３ ＢＰＦ、１４、１６ Ａ／Ｄコンバータ、１５ 演算器、２０ 通信部、２１ 制御部、２２ 相対速度演算手段、２３ 最接近検出手段、２４ 判定部、２５ 記憶手段、５０ リーダライタ、６０ ＰＣ、１００ リーダライタシステム

Claims (5)

1. 非接触情報記録媒体との間で電波を送受する複数のアンテナを有するリーダライタと該リーダライタを制御する制御手段を有するリーダライタシステムにおいて、
   前記制御手段は前記アンテナから前記非接触情報記録媒体に送信された電波が反射された際の反射波の遅延時間を演算する演算手段を備え、
   前記制御手段は、前記演算手段により算出された遅延時間に基づいて前記複数のアンテナとの関係における前記非接触情報記録媒体の相対距離変化を演算し、それぞれのアンテナに対する前記非接触情報記録媒体の最接近点でのタイミングを検出して、当該これらの最接近点におけるタイミングの順序から該非接触情報記録媒体の通過の有無及び通過方向を判定することを特徴とするリーダライタシステム。
2. 前記制御手段は、前記リーダライタと情報の授受を行なう通信部と、前記リーダライタにより演算された遅延時間に基づいて前記非接触情報記録媒体とアンテナとの相対距離変化を演算する相対距離変化演算手段と、それぞれのアンテナに対する前記非接触情報記録媒体の最接近点におけるタイミングを検出する最接近点検出手段と、前記相対距離変化と前記最接近点におけるタイミングの順序から前記非接触情報記録媒体の通過及び通過方向を判定する判定部と、前記最接近点が検出されたアンテナ名を記憶する記憶手段と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のリーダライタシステム。
3. 前記制御手段は、前記非接触情報記録媒体との前記最接近点が最初に検出されたアンテナと前記最接近点が最後に検出されたアンテナが異なるアンテナである場合には、前記最接近点が最初に検出されたアンテナから前記最接近点が最後に検出されたアンテナの方向に前記非接触情報記録媒体が通過したと判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のリーダライタシステム。
4. 前記制御手段は、前記非接触情報記録媒体との前記最接近点が最初に検出されたアンテナに再び前記非接触情報記録媒体が最接近し、それ以後、他のアンテナへの前記最接近点が検出されなかった場合には、前記最接近点が最初に検出されたアンテナに接近してから引き返したと判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のリーダライタシステム。
5. 前記制御手段は、同時に前記複数のアンテナにより前記非接触情報記録媒体との前記最接近点が検出され、前記最接近点が最初に検出されたアンテナから前記最接近点が最後に検出されたアンテナの方向に前記非接触情報記録媒体が通過したと判定されず、且つ、前記最接近点が最初に検出されたアンテナに接近してから引き返したと判定されない場合には、前記複数のアンテナの手前で引き返したと判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のリーダライタシステム。

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