JP7449057B2

JP7449057B2 - 無線タグ読取装置

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Publication number: JP7449057B2
Application number: JP2019166821A
Authority: JP
Inventors: 信男室伏
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2019-09-13
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2024-03-13
Anticipated expiration: 2039-09-13
Also published as: JP2021043830A

Description

本発明の実施形態は、無線タグ読取装置に関する。

最近、スーパーマーケットや量販店等の店舗において、店内で販売される商品に無線タグを取り付け、購入する商品に係る情報を当該無線タグから読み取る無線タグ読取装置が存在する。このような無線タグ読取装置は、容器内または台に載置された商品に付された無線タグを一括で読み取る。

ところで、無線タグ読取装置のアンテナから発信された電波は、電波が強いエリア（強調部）と弱いエリア（微弱部）が発生するため、電波が弱いエリアに位置する無線タグが読みにくいことがあった。そこで従来は、アンテナを移動させて電波が強いエリアを移動させながら読み取っていた。そのためアンテナを移動させる機構が必要となり、当該移動機構の耐久性が問題となっていた。

本発明が解決しようとする課題は、アンテナを移動させることなく、電波が弱いエリアを減少させる無線タグ読取装置を提供することである。

実施形態の無線タグ読取装置は、無線タグに情報を発信させるために出力信号を発生する発生手段と、前記出力信号に基づいて、前記出力信号と位相が異なるとともに相互に位相が異なる複数の第１送信信号と、前記出力信号と位相が異なるとともに少なくとも一つが前記第１送信信号と位相が異なり相互に位相が異なる複数の第２送信信号を出力する出力手段と、前記出力手段によって出力された前記第１送信信号と前記第２送信信号を個別に出力させるための制御を行う制御手段と、出力された前記複数の第１送信信号のそれぞれを、一つの読取領域に向けて異なる方向から放射して前記読取領域内に第１合成波を生成し、出力された前記複数の第２送信信号のそれぞれを、前記読取領域に向けて異なる方向から放射して前記読取領域内に第２合成波を生成する、ように前記読取領域に向けて異なる角度で設置されるとともに、前記読取領域に位置する無線タグからタグ情報を受信する複数のアンテナと、を備える。

図１は、第１実施形態に係る無線タグ読取装置示す外観図である。図２は、無線タグ読取装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図３は、分配部周りのハードウェア構成を示すブロック図である。図４は、送受信部との接続関係を変更した分配部周りのハードウェア構成を示すブロック図である。図５は、合成波の強弱を示す説明図である。図６は、位相を変化させた場合の合成波の強弱を示す説明図である。図７は、無線タグ読取装置の機能構成を示す機能ブロック図である。図８は、無線タグ読取装置の制御処理の流れを示すフローチャートである。図９は、第２実施形態に係る分配部周りのハードウェア構成を示すブロック図である。図１０は、第３実施形態に係る分配部周りのハードウェア構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、無線タグ読取装置の実施形態について説明する。なお、実施形態により、この発明が限定されるものではない。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。まず、無線タグ読取装置１の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る無線タグ読取装置１を示す外観図である。

まず、無線タグについて説明する。無線タグは、アンテナと記憶部を備えたタグである。上記記憶部はタグ情報（無線タグが付された商品を一意に特定する個品番号を含む）を記憶する。無線タグは、アンテナから発信された電波を受信することで起電力が生じ、生じた起電力によって記憶部に記憶している、当該無線タグが付された商品のタグ情報を発信する。

無線タグ読取装置１は、商品Ｗに付された無線タグＹから発信されたタグ情報を読み取る装置である。無線タグ読取装置１は、略立方体または横長の直方体状の箱の形状である。無線タグ読取装置１は、本体２と蓋部３を有する。本体２は、内部に中空部を有し、当該中空部に略立方体または横長の直方体状の読取領域４を有する。また、蓋部３は、一辺を軸に本体２に対して開放位置と閉止位置との間で回動可能である。蓋部３が開放位置に回動すると、読取領域４が開放される。蓋部３が閉止位置に回動すると、蓋部３が閉じられ、読取領域４が略密閉状態とされる。読取領域４に位置する無線タグは、蓋部３が閉止状態で読み取られる。

本体２の内側の底面部５には、第１アンテナ５０が取り付けられる。第１アンテナ５０は、略上方の読取領域４に向けて、読取領域４に位置する無線タグＹを読み取るための電波を放射する。本体２の内側の側面部６には、第２アンテナ６０が取り付けられる。第２アンテナ６０は、略側方の読取領域４に向けて、読取領域４に位置する無線タグＹを読み取るための電波を放射する。第１アンテナ５０から放射された電波と第２アンテナ６０から放射された電波は、読取領域４において互いに干渉し合い、合成波が生成される。合成波は、読取領域４に位置する無線タグＹに起電力を発生させ、無線タグＹは、記憶されているタグ情報（無線タグＹが貼付された商品Ｗに係る商品情報）を発信する。なお、第１アンテナ５０と第２アンテナ６０は、相互に異なる角度で取り付けられている。第１実施形態では、第１アンテナ５０と第２アンテナ６０は、取り付け角度が略９０°異なっている。

蓋部３が閉止位置に位置する場合、合成波は無線タグ読取装置１から外部に漏れにくい。そのため、合成波は減衰し難いため、読取領域４に位置する無線タグＹを確率よく読み取ることができる。

しかしながら、合成波には、読取領域４において、電波が強い（すなわち、第１アンテナ５０から放射された電波と第２アンテナ６０から放射された電波が相乗し合い、合成波の振幅が大きい）場所と、電波が弱い（すなわち、第１アンテナ５０から放射された電波と第２アンテナ６０から放射された電波が打ち消し合い、合成波の振幅が小さい）場所が発生する。そのため電波が弱い位置に位置する無線タグＹは、依然として読取り難い場合がある。しかしながら第１実施形態では、電波が弱い場所を極力低減させる。詳細は後述する。

ここからは、無線タグ読取装置１のハードウェアについて説明する。図２は、無線タグ読取装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図２に示すように、無線タグ読取装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３、メモリ部１４等を備えている。ＣＰＵ１１は制御主体となる。ＲＯＭ１２は各種プログラムを記憶する。ＲＡＭ１３はプログラムや各種データを展開する。メモリ部１４は各種プログラムを記憶する。ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、メモリ部１４は、互いにバス１５を介して接続されている。ＣＰＵ１１とＲＯＭ１２とＲＡＭ１３が、制御部１００を構成する。すなわち、制御部１００は、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２やメモリ部１４に記憶されＲＡＭ１３に展開された制御プログラムに従って動作することによって、後述する無線タグ読取装置１の制御処理を実行する。

ＲＡＭ１３は、タグ情報部１３１を備える。タグ情報部１３１は、無線タグ読取装置１が読み取った無線タグＹのタグ情報を記憶する。

メモリ部１４は、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、フラッシュメモリ等で構成されており、電源を遮断しても記憶内容を維持する。メモリ部１４は、制御プログラム部１４１を備える。制御プログラム部１４１は無線タグ読取装置１を制御するための制御プログラムを記憶する。

制御部１００は、バス１５とコントローラ１６を介して、操作部１７、送受信部３０と接続する。操作部１７は、無線タグ読取装置１を動作させるためのキーを備える。送受信部３０は、無線タグＹに送信する高周波の信号（出力信号）を生成する。また送受信部３０は、無線タグＹから受信した高周波の上記タグ情報を含む信号を復号する。

また、送受信部３０は、分配部４０を接続する。分配部４０は、送受信部３０が発生した出力信号を、位相が異なる複数の第１送信信号に分配する。すなわち、分配部４０は、送受信部３０が発生した出力信号に基づいて、位相が異なる複数の第１送信信号を出力する。第１実施形態では、位相が異なる２種類の第１送信信号を出力する。また、分配部４０は、送受信部３０が発生した出力信号を、位相が異なる複数の第２送信信号に分配する。すなわち、分配部４０は、送受信部３０が発生した出力信号に基づいて、位相が異なる複数の第２送信信号を出力する。第１実施形態では、位相が異なる２種類の第２送信信号を出力する。なお、分配部４０のハードウェア構成については図３と図４で後述する。

また、分配部４０は、複数のアンテナ（実施形態では第１アンテナ５０と第２アンテナ６０）を接続する。第１アンテナ５０は、分配部４０が分配した（すなわち出力した）２種類の第１送信信号のうち、１種類目の第１送信信号（以降「第１電波」という）を放射する。第２アンテナ６０は、分配部４０が分配した（すなわち出力した）２種類の電波のうち、２種類目の第１送信信号（以降「第２電波」という）を放射する。第１電波と第２電波は、周波数は同じであるが、互いに位相が異なる第１送信信号である。また、第１アンテナ５０は、分配部４０が分配した（すなわち出力した）２種類の第２送信信号のうち、１種類目の第２送信信号（以降「第３電波」という）を放射する。第２アンテナ６０は、分配部４０が分配した（すなわち出力した）２種類の電波のうち、２種類目の第２送信信号（以降「第４電波」という）を放射する。第３電波と第４電波は、周波数は同じであるが、互いに位相が異なる第２送信信号である。

また、制御部１００は、バス１５とコントローラ１６を介して、分配部４０と接続する。詳細は後述するが、制御部１００は、分配部４０を制御する。

また、制御部１００は、バス１５を介して、通信部１９と接続する。通信部１９は、接続線Ｖを介して、例えばＰＣ（Personal Computer）と接続し、無線タグ読取装置１が読み取ったタグ情報をＰＣに送信する。

ここからは、分配部４０の構成について説明する。図３は、分配部４０のハードウェア構成を示すブロック図である。図４は、送受信部３０との接続関係を変更した分配部４０のハードウェア構成を示すブロック図である。

図３および図４に示すように、第１実施形態に係る分配部４０は、３ｄＢハイブリッドカプラ４１とスイッチ回路４２とを備える。３ｄＢハイブリッドカプラ４１は、端子Ｄ、端子Ｅ、端子Ｆ、端子Ｇを備えた公知の回路である。端子Ｄに信号が入力されると、端子Ｅからは９０°位相がずれた信号が出力される。また、端子Ｄに信号が入力されると、端子Ｆからは１８０°位相がずれた信号が出力される。端子Ｇからは信号が出力されない。スイッチ回路４２は、端子Ａ、端子Ｂ、端子Ｃを備える。また、スイッチ回路４２は、端子Ａと端子Ｂを接続、あるいは端子Ａと端子Ｃを接続するために切り換えるスイッチ４２１を備える。図３では、スイッチ４２１は端子Ａと端子Ｃを接続している。スイッチ回路４２は、制御部１００からの信号によって、スイッチ４２１を切り換えて、端子Ａと端子Ｂ接続、または端子Ａと端子Ｃを接続する。例えば、スイッチ回路４２は、制御部１００からＬ信号が入力されると、スイッチ４２１を端子Ａと端子Ｂの接続に切り換え、制御部１００からＨ信号が入力されると、スイッチ４２１を端子Ａと端子Ｃの接続に切り換える。

そして、図３に示すように、スイッチ回路４２において、制御部１００がスイッチ４２１を端子Ａと端子Ｃの接続に切り換えると、送受信部３０で生成された信号は、端子Ａから端子Ｃを経て分配部４０の端子Ｄに入力される。すると、分配部４０は、端子Ｄに入力された信号から９０°位相がずれた第１送信信号を端子Ｅから出力する。端子Ｅから出力された第１送信信号は、第１電波として第１アンテナ５０から放射される。また、分配部４０は、端子Ｄに入力された信号から１８０°位相がずれた第１送信信号を端子Ｆから出力する。端子Ｆから出力された第１送信信号は、第２電波として第２アンテナ６０から放射される。

第１アンテナ５０から放射された第１電波と第２アンテナ６０から放射された第２電波は、ともに読取領域４に向けて放射される。そして放射された第１電波と第２電波に基づいて、読取領域４内で第１合成波が生成される。第１合成波は、第１電波と第２電波が強調し合い、あるいは相殺し合って構成される電波であり、読取領域４内において、強調部と微弱部が形成される。強調部は合成波が強い（合成波の振幅が大きい）エリアであり、微弱部は合成波が弱い（合成波の振幅が小さい）エリアである。強調部に位置する無線タグＹは、第１合成波に反応してタグ情報を応答する。微弱部に位置する無線タグＹは、第１合成波に反応しづらくタグ情報を応答し難い。

図５は、第１アンテナ５０から放射された第１電波と第２アンテナ６０から放射された第２電波とによって形成された第１合成波において、強調部と微弱部を表した図である。図５に示すように、第１合成波の強調部はＰ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ８であり、微弱部はＰ２、Ｐ４、Ｐ７である。強調部Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ８付近に位置する無線タグＹは、第１合成波を受信してタグ情報を応答する。一方、微弱部Ｐ２、Ｐ４、Ｐ７付近に位置する無線タグＹは、第１合成波を受信しづらく、よってタグ情報を応答し難い。

また、図４に示すように、スイッチ回路４２において、制御部１００がスイッチ４２１を端子Ａと端子Ｂの接続に切り換えると、送受信部３０で生成された信号は、端子Ａから端子Ｂを経て分配部４０の端子Ｇに入力される。すると、分配部４０は、端子Ｇに入力された信号から９０°位相がずれた第２送信信号を端子Ｆから出力する。端子Ｆから出力された第２送信信号は、第４電波として第２アンテナ６０から放射される。また、分配部４０は、端子Ｇに入力された信号から１８０°位相がずれた第２送信信号を端子Ｅから出力する。端子Ｅから出力された第２送信信号は、第３電波として第１アンテナ５０から放射される。

第２アンテナ６０から放射された第４電波と第１アンテナ５０から放射された第３電波は、ともに読取領域４に向けて放射される。そして放射された第３電波と第４電波は、読取領域４内で第２合成波となる。第２合成波は、第３電波と第４電波が強調し合い、あるいは相殺し合って構成される電波であり、読取領域４内において、強調部と微弱部が形成される。第２合成波は、第１合成波とは異なる波形である。強調部は合成波が強い（合成波の振幅が大きい）エリアであり、微弱部は合成波が弱い（合成波の振幅が小さい）エリアである。強調部に位置する無線タグＹは、第２合成波に反応してタグ情報を応答する。微弱部に位置する無線タグＹは、第２合成波に反応しづらくタグ情報を応答し難い。

図６は、第２アンテナ６０から放射された第４電波と第１アンテナ５０から放射された第３電波とによって形成された第２合成波において、強調部と微弱部を表した図である。図６に示すように、第２合成波の強調部はＰ２、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７であり、微弱部はＰ１、Ｐ３、Ｐ８である。強調部Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７付近に位置する無線タグＹは、第２合成波を受信してタグ情報を応答する。一方、微弱部Ｐ１、Ｐ３、Ｐ８付近に位置する無線タグＹは、合成波を受信しづらく、よってタグ情報を応答し難い。

このように、分配部４０において第１送信信号によって形成された第１合成波と、第２送信信号によって形成された第２合成波は、強調部と微弱部が異なる。そのため、制御部１００が、スイッチ回路４２を切換えることにより分配部４０から交互に発生する第１送信信号と第２送信信号により、合成波の微弱部を補うことができる。そのため、全体として読取領域４内の微弱部が少なることで、読取領域４内に位置するほとんどの無線タグＹを読み取ることができる。

なお、第１電波と第２電波による第１合成波、第３電波と第４電波による第２合成波は、第１アンテナ５０と第２アンテナ６０が角度をもって取り付けられているから生成される訳ではない。例えば第１アンテナ５０と第２アンテナ６０が並行に取り付けられていても第１合成波および第２合成波は生成される。

ここからは、第１実施形態に係る無線タグ読取装置１の機能構成について説明する。図７は、無線タグ読取装置１の機能構成を示す機能ブロック図である。図７に示すように、無線タグ読取装置１は、ＲＯＭ１２および制御プログラム部１４１に記憶され、ＲＡＭ１３に展開された制御プログラムに従うことで、発生手段１０１、出力手段１０２、制御手段１０３として機能する。

発生手段１０１は、無線タグＹに情報を発信させるために出力信号を発生する。具体的には、発生手段１０１は、送受信部３０を駆動させ、電波を受信した無線タグＹが起動するための起電力を発生し、無線タグＹが記憶しているグ情報を発信するための出力信号を発生する。

出力手段１０２は、出力信号に基づいて、相互に位相が異なる複数の第１送信信号と、少なくとも一つが第１送信信号と位相が異なる相互に位相が異なる複数の第２送信信号を出力する。具体的には、出力手段１０２は、分配部４０において、位相が異なる複数の第１送信信号を出力し、かつ位相が異なる複数の第２送信信号を出力する。出力手段１０２が出力した複数の第２送信信号の少なくとも一つは、第１送信信号と位相が異なる。

出力手段１０２が出力する複数の第１送信信号と複数の第２送信信号は、いずれも出力信号と位相が異なる。

制御手段１０３は、出力手段１０２によって出力された第１送信信号と前記第２送信信号を出力させるための制御を行う。具体的には、制御手段１０３は、分配部４０が複数の第１送信信号と複数の第２送信信号を個別に出力するための制御を行う。第１実施形態では、制御手段１０３は、分配部４０が複数の第１送信信号と複数の第２送信信号を個別に出力するために、スイッチ回路４２の切り換え制御を行う。

次に、第１実施形態に係る無線タグ読取装置１の制御について説明する。図８は、無線タグ読取装置１の制御処理の流れを示すフローチャートである。無線タグ読取装置１の制御部１００は、スイッチ回路４２のスイッチ４２１を切換える（Ｓ１１）。例えばＳ１１において、制御部１００は、図３で示すように、端子Ａと端子Ｃが接続されるようにスイッチ回路４２を切換える。次に発生手段１０１は、送受信部３０を駆動させて、無線タグＹに情報を発信させるために出力信号を発生する（Ｓ１２）。

次に出力手段１０２は、端子Ｄから入力された出力信号に基づいて、相互に位相が異なる複数の第１送信信号を出力する（Ｓ１３）。すなわち、出力手段１０２は、３ｄＢハイブリッドカプラ４１を駆動して、出力信号と位相が９０°ずれた第１送信信号を端子Ｅから出力する。また、出力手段１０２は、３ｄＢハイブリッドカプラ４１を駆動して、出力信号と位相が１８０°ずれた第１送信信号を端子Ｆから出力する。

次に制御部１００は、端子Ｅから出力された第１送信信号に基づいて、第１アンテナ５０から第１電波を放射する（Ｓ１４）。第１アンテナ５０は、第１電波を読取領域４に向けて放射する。また、制御部１００は、端子Ｆから出力された第１送信信号に基づいて、第２アンテナ６０から第２電波を放射する。第２アンテナ６０は、第２電波を読取領域４に向けて放射する。読取領域４に向けて放射された第１電波と第２電波によって、第１合成波が生成される。読取領域４内に位置する無線タグは、第１合成波を受信する。第１合成波を受信した無線タグは、内部に記憶しているタグ情報を送信する。第１アンテナ５０および第２アンテナ６０は、無線タグから送信されたタグ情報を受信する。この際、例えば図５における微弱部Ｐ２、Ｐ４、Ｐ７付近に位置する無線タグＹは第１合成波を受信し難い。

制御部１００は、第１アンテナ５０および第２アンテナ６０が無線タグから送信されたタグ情報を受信したかを判断する（Ｓ１５）。タグ情報を受信したと判断した場合には（Ｓ１５のＹｅｓ）、制御部１００は、受信したタグ情報をタグ情報部３３１に記憶する（Ｓ１６）。タグ情報をタグ情報部３３１に記憶したら、また、タグ情報を受信していないと判断した場合には（Ｓ１５のＮｏ）、次に制御部１００は、所定時間（読取領域４にある無線タグを読み取るのに充分な時間であって、例えば３秒～５秒）を経過したかを判断する（Ｓ１７）。所定時間を経過していないと判断した場合には（Ｓ１７のＮｏ）、制御部１００は、Ｓ１５に戻り、Ｓ１５～Ｓ１７を繰り返す。一方、所定時間を経過したと判断した場合には（Ｓ１７のＹｅｓ）、制御部１００は、第１アンテナ５０からの第１電波の放射および第２アンテナ６０からの第２電波の放射を停止する（Ｓ１８）。

次に制御手段１０３は、スイッチ回路４２のスイッチ４２１を切換える（Ｓ２１）。例えばＳ２１において、制御部１００は、図４に示すように、端子Ａと端子Ｂが接続されるようにスイッチ回４２路を切換える。次に発生手段１０１は、送受信部３０を駆動させて、無線タグＹに情報を発信させるために出力信号を発生する（Ｓ２２）。

次に出力手段１０２は、端子Ｇから入力された出力信号に基づいて、相互に位相が異なる複数の第２送信信号を出力する（Ｓ２３）。すなわち、出力手段１０２は、３ｄＢハイブリッドカプラ４１を駆動して、出力信号と位相が９０°ずれた第２送信信号を端子Ｆから出力する。また、出力手段１０２は、３ｄＢハイブリッドカプラ４１を駆動して、出力信号と位相が１８０°ずれた第２送信信号を端子Ｅから出力する。

次に制御部１００は、端子Ｆから出力された第２送信信号に基づいて、第２アンテナ６０から第４電波を放射する（Ｓ２４）。第２アンテナ６０は、第４電波を読取領域４に向けて放射する。また、制御部１００は、端子Ｅから出力された第２送信信号に基づいて、第１アンテナ５０から第３電波を放射する。第１アンテナ５０は、第３電波を読取領域４に向けて放射する。読取領域４に向けて放射された第３電波と第４電波によって、第２合成波が形成される。読取領域４内に位置する無線タグは、第２合成波を受信する。第２合成波を受信した無線タグは、内部に記憶しているタグ情報を送信する。第１アンテナ５０および第２アンテナ６０は、無線タグから送信されたタグ情報を受信する。この際、例えば図６における微弱部Ｐ１、Ｐ３、Ｐ８付近に位置する無線タグＹは第２合成波を受信し難い。

制御部１００は、第１アンテナ５０および第２アンテナ６０が無線タグから送信されたタグ情報を受信したかを判断する（Ｓ２５）。タグ情報を受信したと判断した場合には（Ｓ２５のＹｅｓ）、制御部１００は、受信したタグ情報をタグ情報部３３１に記憶する（Ｓ２６）。タグ情報をタグ情報部３３１に記憶したら、また、タグ情報を受信していないと判断した場合には（Ｓ２５のＮｏ）、次に制御部１００は、所定時間を経過したかを判断する（Ｓ２７）。所定時間を経過していないと判断した場合には（Ｓ２７のＮｏ）、制御部１００は、Ｓ２５に戻り、Ｓ２５～Ｓ２７を繰り返す。一方、所定時間を経過したと判断した場合には（Ｓ２７のＹｅｓ）、制御部１００は、第１アンテナ５０からの第３電波の放射および第２アンテナ６０からの第４電波の放射を停止する（Ｓ２８）。そして制御部１００は、処理を終了する。その後、制御部１００は、Ｓ１１に戻り、Ｓ１１の処理～Ｓ２８の処理を繰り返してもよい。

このような第１実施形態によれば、無線タグ読取装置１は、無線タグに情報を発信させるために出力信号を発生する発生手段１０１と、出力信号に基づいて、相互に位相が異なる複数の第１送信信号と、少なくとも一つが前記第１送信信号と位相が異なり相互に位相が異なる複数の第２送信信号を出力する出力手段１０２と、出力手段１０２によって出力された第１送信信号と第２送信信号を交互に出力させるための制御を行う制御手段１０３と、出力された複数の第１送信信号のそれぞれおよび複数の第２送信信号のそれぞれを、無線タグの読取領域４に向けて放射するとともに、読取領域４に位置する無線タグからタグ情報を受信する複数のアンテナと、を備える。そのため、第１アンテナ５０と第２アンテナ６０からは、第１電波と第２電波、第３電波と第４電波が交互に放射される。そのため、アンテナを物理的に移動させなくても、第１合成波と第２合成波が互いの電波の微弱部を補完し合うことで、全体として読取領域４内の電波が弱いエリアを減少させることができる。よって、読取領域４内に位置する無線タグを読み取り易くなる。第１実施形態の場合、第１合成波によって生じた微弱部Ｐ２、Ｐ４、Ｐ７が、第２合成波によって強調部に変化するため、全体として読取領域４内の電波が弱いエリアを減少させることができる。

（第２実施形態）
ここからは第２実施形態に係る無線タグ読取装置１について説明する。第２実施形態は、図２で示す無線タグ読取装置１のハードウェア構成のうち、分配部４０の構成が第１実施形態と異なる。図２のその他の構成は、第１実施形態と同等である。図９は、第２実施形態に係る分配部４０周りのハードウェア構成を示すブロック図である。第２実施形態に係る分配部４０は、スイッチ回路を備えない。分配部４０は、二股に分かれた分配路４４と分配路４５を備える。分配路４４は、第２アンテナ６０と接続される。分配路４５は、可変位相器４３を介して第１アンテナ５０と接続される。

可変位相器４３は入力された信号の位相を変更する公知の装置である。可変位相器４３は、制御部１００から印加される電圧を昇降することで、入力される信号に対して出力する信号の位相のずれの程度を変化させることができる。例えば、制御部１００から可変位相器４３に印加する電圧を高くすると、可変位相器４３に入力される信号に対する出力する信号の位相のずれを大きくすることができる。逆に、制御部１００から可変位相器４３に印加する電圧を低くすると、可変位相器４３に入力される信号に対する出力する信号の位相のずれを小さくすることができる。

図９の例では、送受信部３０が発生させた出力信号を分配部４０に入力した場合、分配路４４に流れる出力信号は、当該出力信号から位相を変えない第１送信信号として第２アンテナ６０に出力される。一方、分配路４５に流れる出力信号は、制御部１００から可変位相器４３に印加された所定の第１レベルの電圧に応じて位相が変化した第１送信信号が第１アンテナ５０に出力される。

分配手段１０２が分配する複数の第１送信信号は、出力信号から位相を変更しない第１送信信号と出力信号と位相が異なる第１送信信号であり、複数の第２送信信号は、出力信号から位相を変更しない、第１送信信号と同じ第２送信信号と、出力信号と位相が異なり、かつ前記の出力信号と位相が異なる第１送信信号と位相が異なる第２送信信号である。

所定時間が経過すると、制御部１００は、可変位相器４３に印加された所定の電圧を第１レベルから第２レベルに変更する。制御部１００が可変位相器４３に印加する第２レベルの電圧は第１レベルの電圧より高くても低くてもよい。

制御部１００から第２レベルの電圧が印加されると、分配路４４と可変位相器４３から第２送信信号が出力される。分配路４４から出力される第２送信信号は、分配路４４から出力される第１送信信号と位相が同じの同一波形の信号である。また、可変位相器４３から出力される第２送信信号は、可変位相器４３から出力される第１送信信号に対して位相がずれた信号となる。

制御部１００から第１レベルの電圧が可変位相器４３に印加されている状態で、第１アンテナ５０から読取領域４に放射される第１電波と第２アンテナ６０から読取領域４に放射される第２電波によって、第１合成波が生成される。また、制御部１００から第２レベルの電圧が可変位相器４３に印加されている状態で、第１アンテナ５０から読取領域４に放射される第３電波と第２アンテナ６０から読取領域４に放射される第４電波によって、第２合成波が生成される。

このような第２実施形態によれば、無線タグ読取装置１は、無線タグに情報を発信させるために出力信号を発生する発生手段１０１と、出力信号に基づいて、相互に位相が異なる複数の第１送信信号と、少なくとも一つが第１送信信号と位相が異なり相互に位相が異なる複数の第２送信信号を出力する出力手段１０２と、出力手段１０２によって出力された第１送信信号と第２送信信号を個別に出力させるための制御を行う制御手段１０３と、出力された複数の第１送信信号のそれぞれおよび複数の第２送信信号のそれぞれを、無線タグを読み取り可能な単一の読取領域に向けて放射するとともに、読取領域４に位置する無線タグからタグ情報を受信する複数のアンテナと、を備える。そのため、第１アンテナ５０と第２アンテナ６０からは、第１電波と第２電波、第３電波と第４電波が個別に放射される。そのため、アンテナを物理的に移動させなくても、第１合成波と第２合成波が互いの電波の微弱部を補完し合うことで、全体として読取領域４内の電波が弱いエリアを減少させることができる。よって、読取領域４内に位置する無線タグを読み取り易くなる。なお、第２実施形態では、第１レベルの電圧に対して第２レベルの電圧を任意に可変することができる。そのため、第２電波に対し任意に波形を異ならせた第３電波を生成させることができる。また、制御部１００は、電圧が異なる複数種類の第２レベルの電圧を可変位相器４３に印加させてもよい。また、分配路４４と分配路４５に分配する信号の電力は同じにしてもよいし、どちらか一方の電力を大きくしてもよい。このようにすることで、第２実施形態では、２種類以上の合成波が生成される。

（第３実施形態）
ここからは第３実施形態に係る無線タグ読取装置１について説明する。第３実施形態は、図２で示す無線タグ読取装置１のハードウェア構成のうち、第１実施形態に対して分配部４０の構成が異なる。図２のその他の構成は、第１実施形態と同等である。図１０は、第３実施形態に係る分配部４０周りのハードウェア構成を示すブロック図である。分配部４０は、スイッチ回路４６、スイッチ回路４７、スイッチ回路４８、スイッチ回路４９、スイッチ回路５１、導通路５２、導通路５３を備える。制御部１００は、スイッチ回路４６のスイッチ４６１を動作させ、端子Ａと端子Ｂの接続と端子Ａと端子Ｃの接続を切換える。制御部１００は、スイッチ回路４７のスイッチ４７１を動作させ、端子Ｈと端子Ｉの接続と端子Ｈと端子Ｊの接続を切換える。制御部１００は、スイッチ回路４８のスイッチ４８１を動作させ、端子Ｌと端子Ｍの接続と端子Ｋと端子Ｍの接続を切換える。制御部１００は、スイッチ回路４９のスイッチ４９１を動作させ、端子Ｎと端子Ｑの接続と端子Ｎと端子Ｐの接続を切換える。スイッチ回路５１のスイッチ５１１を動作させ、端子Ｒと端子Ｔの接続と端子Ｓと端子Ｔの接続を切換える。なお、制御部１００は、スイッチ回路４７、スイッチ回路４８、スイッチ回路４９、スイッチ回路５１を同時に動作させ、端子Ｈと端子Ｉ、端子Ｌと端子Ｍ、端子Ｎと端子Ｐ、端子Ｓと端子Ｔが、同時に接続される。この状態で制御部１００が端子Ａと端子Ｃを接続すると、図３の同等の回路となる。また、この状態で制御部１００が端子Ａと端子Ｂを接続すると、図４の同等の回路となる。そのため、端子Ｈと端子Ｉ、端子Ｌと端子Ｍ、端子Ｎと端子Ｐ、端子Ｓと端子Ｔが、同時に接続されている場合は、第１実施形態と同等の制御が行われる。すなわち、送受信部３０で生成された出力信号は、第１送信信号として第１アンテナ５０と第２アンテナ６０に出力され、第１アンテナ５０から第１電波が放射され、第２アンテナ６０から第２電波が放射される。また、送受信部３０で生成された出力信号は、第２送信信号として第１アンテナ５０と第２アンテナ６０に出力され、第１アンテナ５０から第３電波が放射され、第２アンテナ６０から第４電波が放射される。

一方、制御部１００は、スイッチ回路４７、スイッチ回路４８、スイッチ回路４９、スイッチ回路５１を同時に動作させ、端子Ｈと端子Ｊ、端子Ｋと端子Ｍ、端子Ｎと端子Ｑ、端子Ｒと端子Ｔが、同時に接続される。このような状態で制御部１００が端子Ａと端子Ｃを接続すると、送受信部３０で生成された出力信号は、導通路５３を経由して第１アンテナ５０に出力される。第１アンテナ５０は、出力信号と同じ位相の第１送信信号を放射する。この場合、第２アンテナ６０からは信号は放射されない。すなわち、第１送信信号は、出力信号から分配されることなく第１アンテナ５０から放射される。そのため、第１アンテナ５０から放射される第１送信信号は、分配による減衰が生じないため、第１電波～第４電波より強い（例えば約２倍の強さの）電波を放射することができる。

また、制御部１００が端子Ａと端子Ｂを接続すると、送受信部３０で生成された出力信号は、導通路５２を経由して第２アンテナ６０に出力される。第２アンテナ６０は、第２送信信号を放射する。この場合、第１アンテナ５０からは信号は放射されない。すなわち、第２送信信号は、出力信号から分配されることなく第２アンテナ６０から放射される。そのため、第２アンテナ６０から放射される第２送信信号は、分配による減衰が生じないため、第１電波～第４電波より強い（例えば約２倍の強さの）電波を放射することができる。

制御手段１０３は、分配手段１０２が分配した複数の第１送信信号または複数の第２送信信号の複数のアンテナへの出力と、出力信号から位相を変更しない第１送信信号または第２送信信号の複数のアンテナのいずれか一の出力と、を切換えるための制御を行う。

このような第３実施形態によれば、無線タグ読取装置１は、無線タグに情報を発信させるために出力信号を発生する発生手段１０１と、出力信号に基づいて、相互に位相が異なる複数の第１送信信号と、少なくとも一つが第１送信信号と位相が異なり相互に位相が異なる複数の第２送信信号を出力する出力手段１０２と、出力手段１０２によって出力された第１送信信号と第２送信信号を個別に出力させるための制御を行う制御手段１０３と、出力された複数の第１送信信号のそれぞれおよび複数の第２送信信号のそれぞれを、無線タグを読み取り可能な単一の読取領域に向けて放射するとともに、読取領域４に位置する無線タグからタグ情報を受信する複数のアンテナと、を備える。そのため、第１アンテナ５０と第２アンテナ６０からは、第１電波と第２電波、第３電波と第４電波が個別に放射される。そのため、アンテナを物理的に移動させなくても、第１合成波と第２合成波が互いの電波の微弱部を補完し合うことで、全体として読取領域４内の電波が弱いエリアを減少させることができる。よって、読取領域４内に位置する無線タグを読み取り易くなる。

また、第３実施形態によれば、第１アンテナ５０のみ、また第２アンテナ６０のみから、強い電波を放射することができるため、読取領域４内に位置する無線タグを読み取り易くなる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、第１実施形態および第３実施形態では、分配部４０に３ｄＢハイブリッドカプラ４１を用いて出力信号の位相を変化させた。しかしながらこれに限らず、３ｄＢハイブリッドカプラ４１以外の構成を用いて出力信号の位相を変化させてもよい。

また、実施形態では、第１アンテナ５０と第２アンテナ６０の２個のアンテナを用いて説明した。しかしながらこれに限らず、アンテナの数は２個以上であればよい。

また、実施形態では、第１アンテナ５０と第２アンテナ６０を相対的に略９０°傾けて配置した。しかしながらこれに限らず、複数のアンテナは、一つの読取領域４において合成波を生成するように放射するものであればよく、アンテナどうしの相対的な角度は問わない。

また、実施形態では、無線タグ読取装置１を箱の形状とした。しかしながらこれに限らず、無線タグ読取装置１は、箱形状以外の形状であってもよい。また、無線タグ読取装置１の読取領域４は、外壁等で囲まれていなくてもよい。

なお、実施形態の無線タグ読取装置１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（FD）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、実施形態の無線タグ読取装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、実施形態の無線タグ読取装置１で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

また、実施形態の無線タグ読取装置１で実行されるプログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

１無線タグ読取装置
２本体
３蓋部
４読取領域
５底面部
６側面部
１１ＣＰＵ
１２ＲＯＭ
１３ＲＡＭ
１４メモリ部
１７操作部
３０送受信部
４０分配部
４１３ｄＢハイブリッドカプラ
４２スイッチ回路
４３可変位相器
４４分配路
４５分配路
４６スイッチ回路
４７スイッチ回路
４８スイッチ回路
４９スイッチ回路
５０第１アンテナ
５１スイッチ回路
５２導通路
５３導通路
６０第２アンテナ
１００制御部
１０１発生手段
１０２出力手段
１０３制御手段
１３１タグ情報部
１４１制御プログラム部
Ｙ無線タグ

特開２０１５－２０７１１８号公報

Claims

無線タグに情報を発信させるために出力信号を発生する発生手段と、
前記出力信号に基づいて、前記出力信号と位相が異なるとともに相互に位相が異なる複数の第１送信信号と、前記出力信号と位相が異なるとともに少なくとも一つが前記第１送信信号と位相が異なり相互に位相が異なる複数の第２送信信号を出力する出力手段と、
前記出力手段によって出力された前記第１送信信号と前記第２送信信号を個別に出力させるための制御を行う制御手段と、
出力された前記複数の第１送信信号のそれぞれを、一つの読取領域に向けて異なる方向から放射して前記読取領域内に第１合成波を生成し、出力された前記複数の第２送信信号のそれぞれを、前記読取領域に向けて異なる方向から放射して前記読取領域内に第２合成波を生成する、ように前記読取領域に向けて異なる角度で設置されるとともに、前記読取領域に位置する無線タグからタグ情報を受信する複数のアンテナと、
を備えた無線タグ読取装置。
入力された前記出力信号を分配する分配部を備え、
前記出力手段は、前記出力信号を前記分配部の第１入力端子に入力して、相互に位相が異なる複数の第１送信信号を前記分配部から出力し、前記出力信号を前記分配部の第２入力端子に入力して、少なくとも一つが前記第１送信信号と位相が異なり相互に位相が異なる複数の第２送信信号を前記分配部から出力する、
請求項１に記載の無線タグ読取装置。
前記複数の第１送信信号は、いずれも周波数は同じであり、前記複数の第２送信信号は、いずれも周波数は同じである、
請求項１または２に記載の無線タグ読取装置。