KR20070038901A - 데이터 판독기 및 위치특정 시스템 - Google Patents

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KR20070038901A
KR20070038901A KR1020060097581A KR20060097581A KR20070038901A KR 20070038901 A KR20070038901 A KR 20070038901A KR 1020060097581 A KR1020060097581 A KR 1020060097581A KR 20060097581 A KR20060097581 A KR 20060097581A KR 20070038901 A KR20070038901 A KR 20070038901A
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도시미 고야마
노부유끼 노나까
노리오 고떼라
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아르재 가부시키가이샤
가부시키가이샤세다
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Abstract

데이터 판독기는 무선 IC 태그의 위치에 관계없이 데이터를 판독할 수 있다. 데이터 판독기는 데이터를 기억하는 기억 유닛과 상기 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비하는 무선 IC 태그로부터, 이격된 위치에서 데이터를 판독하고, 캐리어 웨이브를 변소함으로써 변조된 신호를 생성하는 판독기/기록기와, 변조된 신호를 공중으로 방사시킴으로써 기억 매체와 함께 데이터를 통신하는 판독용 전파를 송신하는 복수의 안테나 유닛을 포함한다. 판독기/기록기는 캐리어 웨이브의 위상을 변경시키기 위한 위상 조정 회로를 포함한다.
데이터 판독기, 위치특정 시스템, 무선 IC 태그, 판독기/기록기, 판독기/기록기 제어 장치, 안테나 스위치 유닛

Description

데이터 판독기 및 위치특정 시스템{DATA READER AND POSITIONING SYSTEM}
도1은 데이터 판독기의 기본적인 구성의 예의 기능을 도시하는 블럭도.
도2는 복수의 안테나 유닛을 갖는 데이터 판독기(1)의 구성의 예의 기능을 도시하는 블럭도.
도3은 복수의 판독기(readers)/기록기(writers) 및 안테나 유닛을 갖는 데이터 판독기(1)의 구성의 예를 도시하는 블럭도.
도4a는 폐쇄된 공간 내에 판독기/기록기 및 안테나 유닛이 배치되었을 경우의 전계 패턴(electric field pattern) 및 데드 스폿(dead spot)을 도시한 도면.
도4b는 안테나의 방사 특성이 변경된 후의 전계 패턴 및 데드 스폿을 도시한 도면.
도5는 안테나 유닛으로부터의 거리와 안테나 유닛에 의해 방사되는 전파의 전계 강도(electric field intensity) 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도6은 인접하는 2개의 공간에 4개의 안테나 유닛이 설치되어 있는 데이터 판독기(1)의 예를 도시하는 도면.
도7은 도6에 도시된 구성에 있어서, 인접하는 판독기/기록기로부터의 직접파(direct wave)에 의한 판독 방해(read interference)가 발생하는 예를 도시한 도면.
도8a는 데이터 판독기(1)의 작동의 예를 도시한 도면.
도8b는 도8a에 도시된 작동 이후의 데이터 판독기(1)의 작동의 예를 도시한 도면.
도9a는 도8b에 도시된 작동 이후의 데이터 판독기(1)의 작동의 예를 도시한 도면.
도9b는 도9a에 도시된 작동 이후의 데이터 판독기(1)의 작동의 예를 도시한 도면.
도10은 연속하는 3개의 공간에 배치되는 데이터 판독기(1)의 예를 도시한 도면.
도11은 도10에 도시된 데이터 판독기의 작동을 도시하는 타이밍 차트.
도12는 제2 실시 형태에 따른 판독기/기록기의 구성의 예의 기능을 도시하는 블럭도.
도13a는 판독용 전파, 간섭파(interference wave), 및 합성파(composite wave)의 파형(waveforms)을 도시한 도면.
도13b는 도13a에 도시된 것으로부터 π/2 만큼 위상을 진행시킨 판독용 전파, 간섭파, 및 합성파의 파형을 도시한 도면.
도13c는 도13b에 도시된 것으로부터 π/2 만큼 위상을 진행시킨 판독용 전파, 간섭파, 및 합성파의 파형을 도시한 도면.
도13d는 도13c에 도시된 것으로부터 π/2 만큼 위상을 진행시킨 판독용 전파, 간섭파, 및 합성파의 파형을 도시한 도면.
도14의 (a)는 도13a에 도시된 예에서 발생하는 데드 스폿의 위치를 도시한 도면.
도14의 (b)는 도13b에 도시된 예에서 발생하는 데드 스폿의 위치를 도시한 도면.
도14의 (c)는 도13c에 도시된 예에서 발생하는 데드 스폿의 위치를 도시한 도면.
도14의 (d)는 도13d에 도시된 예에서 발생하는 데드 스폿의 위치를 도시한 도면.
도15는 제3 실시 형태에 따른 위치특정 시스템(positioning system)의 구성의 예를 도시하는 블럭도.
도16은 제3 실시 형태에 따른 판독기/기록기의 구성의 예의 기능을 도시하는 블럭도.
도17은 제3 실시 형태에 따른 위치특정 장치의 예의 기능을 도시하는 블럭도.
도18은 판독 결과 기억 유닛(read result storage unit)에 기억된 판독 결과 데이터의 예를 도시한 도면.
도19는 위치 산출 유닛(position calculation unit)이 평가 전파 강도(evaluated radio wave intensity)로부터 추정 거리를 산출하기 위해 이용하는 데이터의 예를 도시한 도면.
도20은 위치 산출 유닛이 평가 전파 강도로부터 산출된 추정 거리에 의거하 여 무선 IC 태그(radio IC tag)의 추정 위치를 산출한 결과를 저장하는 테이블의 예를 도시하는 도면.
도21은 제1 추정 거리 필드(first estimated distance field) 및 제2 추정 거리 필드에 저장되는 추정 거리에 기초하여 추정 위치를 산출하는 방법의 개념도.
도22는 제4 실시 형태에 따른 판독기/기록기의 구성의 예의 기능을 도시한 블럭도.
도23은 변조 유닛(modulation unit)의 구성의 예를 도시하는 블럭도.
도24는 제4 실시 형태에 따른 판독 결과 기억 유닛에 기억되는 데이터의 예를 도시한 도면.
도25는 제5 실시 형태에 따른 위치특정 장치의 예의 기능을 도시하는 블럭도.
도26은 판독 결과 기억 유닛에 기억되는 판독 결과 데이터의 예를 도시한 도면.
도27은 위치 산출 유닛이 판독 성공 횟수로부터 추정 거리를 산출하기 위해서 이용하는 데이터의 예를 도시한 도면.
도28은 위치 산출 유닛이 판독 성공 횟수로부터 산출된 추정 거리에 기초하여 무선 IC 태그(40)의 추정 위치를 산출한 결과를 저장하는 테이블의 예를 도시하는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 데이터 판독기
10 : 판독기/기록기 제어 장치
20 : 판독기/기록기
23 : 변조 유닛
24 : 복조 유닛
25 : 안테나 스위치 유닛
30 : 안테나 유닛
40 : 무선 IC 태그
43 : 송수신 유닛
본 발명은 데이터 판독기 및 위치특정 시스템에 관한 것이며, 특히 RFID 태그, 무선 IC 태그 등과 같은 전파에 의해 데이터를 판독가능한 기억 매체로부터 데이터를 판독하기 위한 데이터 판독기, 및 상기 데이터 판독기를 이용한 위치특정 시스템에 관한 것이다.
최근의 무선 통신 기술, 정보 처리 기술의 발전에 따라, 무선 IC 태그라 불리는 기억 매체에 각종 정보를 저장하고, 이 정보를 전파에 의해 판독함으로써, 물품의 관리를 행하는 기술이 발전되었다. 이러한 기술의 예로서, 도서관에서 도서 각각의 서명이나 코드를 기억시킨 IC 태그를 붙이고, 이것을 책장 근방에 설치한 판독기에 의해 판독함으로써, 도서의 관리를 행하는 데이터 판독 시스템이 예를 들 면 일본 특허 공개 평10-334198호에 개시되어 있다.
전술한 데이터 판독 시스템은 판독기에 의해 방사되는 판독용 전파의 범위내 이더라도 영역 또는 위치에 따라 그의 환경에서 데이터의 판독이 곤란하거나 또는 불가능해지는 경우가 존재하는데, 이는 벽, 물품 등에 의해 반사된 판독용 전파로서의 반사파와, 판독용 전파의 직접파가 특정 지점에서 역 위상(inverse phases)으로 되어 서로 간섭해버리기 때문이다. 간섭이 발생하는 지점에서, 무선 IC 태그는 판독기로부터 판독용 전파를 수신할 수 없다. 그 결과, 무선 IC 태그로부터의 데이터 판독은 실패하게 된다.
복수의 판독기 및 판독기용 복수의 안테나가 설치되어 있을 경우, 각각의 안테나로부터 방사되는 판독용 전파가 서로 간섭해, 전술된 간섭이 발생하는 지점에서, 무선 IC 태그로부터의 데이터 판독은 실패하게 된다.
본 발명의 목적은 데이터 판독기로부터 방사되는 판독용 전파의 간섭에 의해 데이터 판독이 곤란하거나 또는 불가능한 지점/영역인 데드 스폿(널 포인트)[dead spot(null point)]의 발생 위치를 변경시켜서, 무선 IC 태그의 위치에 관계없이 데이터를 판독할 수 있는 데이터 판독기를 제공하는 것이다.
전술된 문제점을 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 이하의 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 데이터 판독기는 데이터를 기억하는 기억 유닛과, 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신용 안테나를 구비한 기억 매체(예를 들면, 무선 IC 태그)로부터, 떨어진 위치에서 데이터를 판독하기 위한 데이터 판독기로서 제안된다.
상기 데이터 판독기는 기억 매체와 데이터를 송수신하기 위한 복수의 안테나 유닛과, 각각의 안테나 유닛에 접속된 제어 유닛(예를 들면, 판독기/기록기 또는 판독기/기록기 제어 장치)를 구비하며, 각각의 안테나 유닛은 제어 유닛에 따라서 방사 특성[예를 들면, 전계 패턴, 빔 방향(beam direction), 빔 폭(beam width) 등]을 변경할 수 있다.
본 데이터 판독기에 의하면, 안테나 유닛의 방사 특성을 변경함으로써, 직접파, 반사파 등에 의한 데드 스폿의 발생이 회피될 수 있거나, 또는 발생 위치를 변경함으로써, 기억 매체의 위치에 관계없이, 데드 스폿에 의한 판독 불능 상태가 회피될 수 있고, 그 결과 데이터 판독에 실패하는 일없이 데이터 판독을 실행할 수 있다.
전술한 데이터 판독기는 이하의 특징을 더 가질 수 있다. 즉, 제어 유닛은 다른 안테나 유닛의 지향성과 연관지여 각 안테나 유닛의 지향성을 변경시킨다.
이러한 데이터 판독기에 의하면, 다른 안테나 유닛으로부터 방사되는 전파가 기억 매체로부터 송신되는 미약한 전파와 간섭하지 않으며, 따라서 기억 매체의 위치에 관계없이, 데이터 판독에 실패하는 일없이(무선 IC 태그의 판독 에러의 발생없이) 데이터 판독을 실행할 수 있다.
상기 데이터 판독기는 이하의 특징을 더 가질 수 있다. 즉, 상기 데이터 판독기에 있어서, 제어 유닛은 복수의 안테나 유닛을 차례로 구동시킴으로써, 안테나 유닛으로부터 방사되는 전파의 방향을 변경한다.
이러한 데이터 판독기에 의하면, 복수의 안테나 유닛으로부터 데이터 판독용 전파를 방사하는 경우, 다른 안테나 유닛으로부터 방사된 전파가 기억 매체로부터 송신되는 미약한 전파와 간섭하지 않고, 그에 따라 기억 매체의 위치에 관계없이, 데이터 판독에 실패하는 일없이 데이터 판독을 실행할 수 있다.
전술한 데이터 판독기는 이하의 특징을 더 가질 수 있다. 즉, 복수의 안테나 유닛 중 2개 이상이 동시에 구동되었을 경우, 제어 유닛은 동시에 구동되는 각각의 안테나 유닛의 빔 방향이 다른 안테나 유닛의 방향과 상이하도록 제어한다.
이러한 데이터 판독기에 의하면, 복수의 안테나 유닛으로부터 데이터 판독용 전파를 방사하는 경우, 다른 안테나 유닛으로부터 방사된 전파가 기억 매체로부터 송신되는 미약한 전파와 간섭하지 않으며, 그에 따라 기억 매체의 위치에 관계없이, 데이터 판독에 실패하는 일없이 데이터 판독을 실행할 수 있다.
본 발명의 제2 형태는 데이터를 기억하는 기억 유닛과, 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비한 기억 매체(예를 들면, 무선 IC 태그)로부터, 떨어진 위치에서 데이터를 판독하기 위한 데이터 판독기로서 제안된다.
상기 데이터 판독기는 캐리어 웨이브(carrier wave)를 변조함으로써 변조 신호를 생성하고 상기 생성된 변조 신호를 안테나 유닛에 제공하는 제어 유닛(예를 들면, 판독기/기록기)과, 변조 신호를 공중에 방사시킴으로써 기억 매체와 데이터의 송수신을 실행하기 위한 판독용 전파를 송출하는 복수의 안테나 수단(예를 들면, 안테나 유닛)을 구비하는 것으로서 제안되고, 상기 제어 수단은 캐리어 웨이브 의 위상을 변경하기 위한 위상 조정 수단(예를 들면, 위상 조정 회로)을 구비한다.
본 데이터 판독기에 의하면, 캐리어 웨이브의 위상을 변화시킴으로써, 데드 스폿의 발생 위치가 변경될 수 있다. 그 결과, 무선 IC 태그가 일시적으로 데드 스폿에 위치하더라도, 위상의 변화 이후에 데드 스폿이 해소될 수 있으며, 그 결과 판독 불능 상태를 회피할 수 있고, 데이터 판독에 실패하는 일없이 데이터 판독을 실행할 수 있다.
상기 데이터 판독기는 이하의 특징을 더 가질 수 있다. 즉, 위상 조정 유닛은 캐리어 웨이브의 위상을 단계적으로(예를 들면, π/2씩) 변화시킬 수 있다. 이러한 데이터 판독기에 의하면, 캐리어 웨이브의 위상을 단계적으로 변화시킴으로써, 데드 스폿의 발생 위치가 변경될 수 있다. 그 결과, 무선 IC 태그가 일시적으로 데드 스폿에 위치하더라도, 위상의 변화 이후 데드 스폿은 해소될 수 있으며, 그 결과 판독 불능 상태를 회피할 수 있고, 판독에 실패하는 일없이 데이터 판독을 실행할 수 있다. 위상은 소정 양(예를 들면, π/2)씩 변할 수 있다.
이러한 데이터 판독기에 의하면, 무선 IC 태그가 데드 스폿에 위치하더라도, 위상을 변경함으로써 상기 데드 스폿이 해소될 수 있으며, 따라서 기억 매체의 위치에 관계없이, 데이터 판독에 실패하는 일없이(무선 IC 태그의 판독 에러의 발생없이) 데이터를 판독한다.
본 발명의 제3 형태는 무선 IC 태그 등과 같은 기억 매체를 판독함으로써, 기억 매체의 위치를 특정하는 시스템으로서의 위치특정 시스템으로서 제안된다.
위치특정 시스템은, 데이터(예를 들면, 고유 ID)를 기억하는 기억 유닛과 상 기 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비하는 기억 매체(예를 들면, 무선 IC 태그)로부터, 상이한 편파 방향(different polarization directions)을 갖는 전파[예를 들면, 수직 편파(vertical polarization), 수평 편파(horizontal polarization), 시계방향 원 편파(clockwise circular polarization), 반시계방향 원 편파(counterclockwise circular polarization) 등]를 이용함으로써, 데이터를 판독하는 복수의 안테나 유닛과;
안테나 유닛에 접속되는 한편, 안테나 유닛의 방사 특성(예를 들면, 전계 패턴, 빔 방향, 빔 폭 등)이 변하도록 안테나 유닛을 제어하는 제어 유닛(예를 들면, 판독기/기록기 또는 판독기/기록기 제어 장치)과;
안테나 유닛의 방사 특성을 변경시키면서, 상이한 편파 방향을 갖는 전파를 이용함으로써, 기억 매체에 기억된 데이터의 작동을 판독한 결과 얻어지는 신호 강도에 기초하여, 각 기억 매체의 위치를 산출하는 위치특정 유닛(예를 들면, 위치특정 장치)을 포함한다.
이러한 위치특정 시스템에 의하면, 무선 IC 태그 등과 같은 기억 매체는 안테나 수단의 방사 특성을 변경시키면서 상이한 편파 방향을 갖는 전파에 의해 판독되고, 따라서 무선 IC 태그가 소위 데드 스폿에 위치하고 있거나, 또는 무선 IC 태그 또는 특히 그의 안테나의 방향에 관계없이, 무선 IC 태그에 충분한 전파 강도로 판독용 전파를 수신하고, 안정되게 무선 IC 태그를 판독하며, 그 위치를 특정한다.
본 발명의 제4 형태는 무선 IC 태그 등와 같은 기억 매체를 판독함으로써, 기억 매체의 위치를 특정하는 위치특정 시스템으로서 제안된다.
상기 위치특정 시스템은, 데이터를 기억하는 기억 유닛과 상기 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비한 기억 매체로부터, 상이한 중심 주파수를 갖는 전파(예를 들면, 할당 주파수대가 복수 부분으로 분할되었을 경우의 채널)을 이용함으로써, 데이터를 판독하기 위한 복수의 안테나 유닛과; 안테나 유닛에 접속되는 한편, 안테나 유닛의 방사 특성(예를 들면, 전계 패턴, 빔 방향, 빔 폭 등)이 변경될 수 있도록 안테나 유닛을 제어하는 제어 유닛(예를 들면, 판독기/기록기 또는 판독기/기록기 제어 장치)과; 안테나 유닛의 방사 특성을 변경시키면서 상이한 중심 주파수를 갖는 전파를 이용함으로써, 기억 매체의 데이터의 판독 작동의 결과로서 얻어지는 신호 강도에 기초하여 각 기억 매체의 위치를 산출하는 위치특정 유닛(예를 들면, 위치특정 장치)을 포함한다.
이러한 위치특정 시스템에 의하면, 안테나 유닛의 방사 특성을 변경시키면서 상이한 중심 주파수를 갖는 전파를 사용함으로써, 무선 IC 태그가 중심 주파수의 전파를 이용하는 경우에 데드 스폿에 위치하고 있을지라도, 별도의 중심 주파수를 갖는 전파가 이용될 경우에는 파장의 차이로 인해 데드 스폿에 위치하지 않게 된다. 그 결과, 무선 IC 태그에 충분한 전파 강도로 판독용 전파가 수신될 수 있고, 따라서 안정되게 무선 IC 태그를 판독하고, 그 위치를 특정한다.
본 발명의 제5 형태는 상기 제3 및 제4 형태의 조합이고, 무선 IC 태그 등과 같은 기억 매체를 판독함으로써, 기억 매체의 위치를 특정하는 위치특정 시스템으로서 제안된다.
이러한 위치특정 시스템은, 데이터를 기억하는 기억 유닛과 상기 기억 유닛 에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비한 기억 매체(예를 들면, 무선 IC 태그)로부터, 상이한 편파 방향(예를 들면, 수직 편파, 수평 편파, 시계방향 원 편파, 반시계방향 원 편파 등)과 중심 주파수(예를 들면, 할당 주파수대가 복수 부분으로 분할되었을 경우의 채널)를 갖는 전파를 이용함으로써, 데이터(예를 들면, 고유 ID)를 판독하기 위한 복수의 안테나 유닛과; 안테나 유닛에 접속되는 한편, 안테나 유닛의 방사 특성(예를 들면, 전계 패턴, 빔 방향, 빔 폭 등)이 변경될 수 있도록 안테나 유닛을 제어하는 제어 유닛(예를 들면, 판독기/기록기 또는 판독기/기록기 제어 장치)과; 안테나 유닛의 방사 특성을 변경시키면서, 상이한 편파 방향과 상이한 중심 주파수를 갖는 전파를 이용함으로써, 기억 매체에 기억된 데이터의 판독 작동의 결과로서 얻어지는 신호 강도에 기초하여 각 기억 매체의 위치를 산출하는 위치특정 유닛(예를 들면, 위치특정 장치)을 포함한다.
이러한 위치특정 시스템에 의하면, 무선 IC 태그 등과 같은 기억 매체는 안테나 유닛의 방사 특성을 변경시키면서 상이한 편파 방향과 상이한 중심 주파수를 갖는 전파에 의해 판독되고, 따라서 무선 IC 태그가 소위 데드 스폿에 위치하거나, 또는 무선 IC 태그, 또는 특히 그의 안테나의 방향에 관계없이, 무선 IC 태그에 충분한 전파 강도로 판독용 전파를 수신하고, 안정되게 무선 IC 태그를 판독하며, 위치를 특정한다.
본 발명의 제6 형태는 무선 IC 태그 등과 같은 기억 매체를 판독함으로써, 기억 매체의 위치를 특정하는 위치특정 시스템으로서 제안된다.
상기 위치특정 시스템은, 데이터를 기억하는 기억 유닛과 상기 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비한 기억 매체(예를 들면, 무선 IC 태그)로부터 데이터(예를 들면, 고유 ID)를 판독하기 위한 복수의 안테나 유닛과;
안테나 유닛에 접속되는 한편, 안테나 유닛의 방사 특성(예를 들면, 전계 패턴, 빔 방향, 빔 폭 등)이 변경될 수 있도록 안테나 유닛을 제어하는 제어 유닛(예를 들면, 판독기/기록기 또는 판독기/기록기 제어 장치)과;
안테나 유닛의 방사 특성을 변경시키면서, 안테나 유닛이 기억 매체를 복수회 판독하도록 함으로써 얻어진 성공적인 판독 작동 횟수를 이용해, 각 기억 매체의 위치를 산출하는 위치특정 유닛(예를 들면, 위치특정 장치)을 포함한다.
상기 위치특정 시스템에 의하면, 기억 매체의 위치는, 장해물의 통과로 인해 기억 매체로부터의 전파 강도의 변동에 영향을 미치는 일없이, 데드 스폿에 의한 기억 매체의 판독 에러를 해소함으로써 특정될 수 있다.
전술된 위치특정 시스템에 있어서, 위치특정 유닛은, 판독이 각 기억 매체에 대해서 성공적으로 실행되었을 경우 각 기억 매체로부터 수신된 신호 강도를 더욱 기록할 수 있고, 판독 성공 횟수와 함께 상기 신호 강도를 이용해서 기억 매체의 위치를 산출할 수 있다.
본원에 첨부되고 본원의 일부를 구성하는 첨부도면은 본 발명의 예를 도시하며, 전술된 일반적인 설명 및 하기에 기술되는 실시예의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명한다.
본 발명에 따른 실시예는 첨부도면을 참조하여 자세히 설명된다.
[A. 제1 실시 형태]
[A.1. 기본적인 구성]
첨부도면을 참조하면서 제1 실시 형태에 따른 데이터 판독기가 설명된다. 우선, 실시 형태에 따른 데이터 판독기의 기본적인 구성의 예가 설명된다.
도1은 데이터 판독기의 기본적인 구성의 예의 기능을 도시하는 블럭도이다.
데이터 판독기(1)는 판독기/기록기 제어 장치(10)과, 판독기/기록기 제어 장치(10)에 접속된 판독기/기록기(20)와, 판독기/기록기(20)에 접속된 안테나 유닛(30)으로 구성된다.
판독기/기록기 제어 장치(10)는 판독기/기록기(20)에 판독 작동을 실행하도록 명령하고, 무선 IC 태그(40)로부터의 판독 데이터를 판독기/기록기(20)에 송신하고, 판독기/기록기(20)로부터 수신된 데이터를 기억하고, 소정의 정보처리(예를 들면, 목록 리스트의 표시 등)를 실행한다. 판독기/기록기 제어 장치(10)는 예를 들면, 컴퓨터, 각종 제어기 등일 수 있다.
판독기/기록기(20)는 제어 유닛(21)과, 제어 유닛(21)에 접속된 송수신 유닛(22)을 포함한다. 제어 유닛(21)은 판독기/기록기 제어 장치(10)로부터의 명령을 수신하고, 이에 따라 송수신 유닛(22)을 구동시키며, 송수신 유닛(22)로부터 출력된 데이터[무선 IC 태그(40)으로부터 판독된 것]를 판독기/기록기 제어 장치(10)에 전송한다.
송수신 유닛(22)은 안테나 유닛(30)을 거쳐서 무선 IC 태그(40)와 데이터를 통신하는 기능을 갖는다. 송수신 유닛(22)은 변조 유닛(23)과, 복조 유닛(24)을 갖는다. 변조 유닛(23)은 캐리어 웨이브를 제어 유닛(21)으로부터 수신한 소정의 명령, 요청, 지시 등과 같은 정보에 의해 소정의 변조 시스템에서 변조하고, 변조된 변조 캐리어 웨이브(변조 신호)를 발생시키며, 이를 안테나 유닛(30)에 공급한다. 복조 유닛(24)은 무선 IC 태그(40)에 기억된 데이터에 따른 신호에 따라서 소정의 변조 시스템에서 변조된 변조 신호를 복조하고, 상기 데이터에 따른 신호를 취출하며, 이를 제어 유닛(21)에 전송한다.
안테나 유닛(30)은 판독기/기록기(20), 특히 변조 유닛(23)으로부터 수신된 변조된 캐리어 웨이브를 공중에 방사하고, 전파를 무선 IC 태그(40)를 향해서 방사하며, 무선 IC 태그로부터 방사된 변조 신호를 수신하고, 이 변조 신호를 판독기/기록기(20), 특히 복조 유닛(24)에 공급한다. 안테나 유닛(30)은 송신 안테나 및 수신 안테나(첨부도면에 도시하지 않음)와, 상기 안테나를 보호하기 위한 케이스(첨부도면에 도시하지 않음)로 구성된다. 안테나 유닛(30)은 판독기/기록기(20)와는 분리되어 있고, 케이블 등을 통해서 판독기/기록기(20)에 접속된다. 따라서, 안테나 유닛(30)은 판독기/기록기(20)로부터 이격된 장소에 설치될 수 있다. 다른 구성의 예로서, 판독기/기록기(20)에 접속된 복수의 안테나 유닛(30) 중 하나가 판독기/기록기(20)내에 합체될 수 있다.
무선 IC 태그(40)는 메모리(41)와, 제어 유닛(42)과, 송수신 유닛(43)과, 안테나(44)를 구비한다. 메모리(41)는 상품 정보, 발송자 정보 등에 관한 식별 코드와 같은 판독될 정보를 기억하고 있는 기억 장치이다. 제어 유닛(42)은 판독기/기 록기(20)로부터의 지시, 요청, 명령 등을 해석하고, 응답 작동을 실행한다. 송수신 유닛(43)은 판독기/기록기(20)와 마찬가지로 변조 유닛 및 복조 유닛(첨부도면에 도시하지 않음)을 구비하고, 판독기/기록기(20)와 데이터를 통신하기 위해서 신호를 변조/복조한다. 안테나(44)는 판독기/기록기(20)로부터의 변조 신호를 수신하고, 이것을 송수신 유닛(43)에 공급하며, 송수신 유닛(43)으로부터 변조된 웨이브를 수신하고, 이를 공중에 방사하여 판독기/기록기(20)가 상기 웨이브를 수신할 수 있도록 한다.
데이터 판독기(1)는 복수의 안테나 유닛(30)을 구비하고, 상기 복수의 안테나 유닛(30)을 절환해서 사용하도록 구성될 수 있다.
도2는 복수의 안테나 유닛(30)을 갖는 데이터 판독기(1)의 구성의 예의 기능을 도시하는 블럭도이다. 데이터 판독기(1)에 있어서, N개의 안테나 유닛(301, 302, …, 30N)이 판독기/기록기(20)에 접속된다. 판독기/기록기(20)는 안테나 스위치 유닛(25)을 더 포함하고, 안테나 스위치 유닛(25)은 제어 유닛(21)의 제어하에서 N개의 안테나 유닛(301, 302, …, 30N)을 송수신 유닛(22)에 선택적으로 접속하고, 원하는 안테나 유닛(30)을 이용해서 무선 IC 태그(40)와 데이터를 통신한다. 도2에서, 도1에 도시된 것과 동일한 장치 및 구성요소는 도1에 도시된 것과 동일한 참조부호를 붙이고, 이들의 설명은 생략한다.
도3은 복수의 판독기/기록기(20)와 안테나 유닛(30)을 갖는 데이터 판독기(1)의 구성의 예의 기능을 도시하는 블럭도이다. 데이터 판독기(1)에 있어서, N 개의 판독기/기록기(201, …, 20N)가 판독기/기록기 제어 장치(10)에 접속되고, N개의 안테나 유닛(301, …, 30N)이 대응하는 판독기/기록기(201, …, 20N)에 접속된다. 판독기/기록기 제어 장치(10)는 판독기/기록기(201, …, 20N)가 독립적으로 작동하도록 판독기/기록기(201, …, 20N)를 제어할 수 있다. 결과적으로, 데이터 판독기(1)는 판독기/기록기(201, …, 20N)에 선택적으로 명령을 전달하여, N개의 안테나 유닛(301, 302, …, 30N)으로부터 원하는 안테나 유닛(30)을 선택해서 무선 IC 태그(40)와 데이터를 통신한다. 도3에서, 도1에 도시된 것과 동일한 장치 및 구성요소는 도1에 도시된 것과 동일한 참조부호를 붙이고, 이들의 설명은 생략한다.
[A.2. 데드 스폿의 발생과 해소]
데이터 판독기(1)가 사용되었을 경우의 환경 조건에 따른 판독용 전파와의 간섭에 의해 발생하는 판독 불가능 또는 곤란한 지점/영역(이하, 데드 스폿이라 칭함)이 설명된다.
도4a는 판독기/기록기(20) 및 안테나 유닛(30)이 폐쇄된 공간(예를 들어, 창고, 빌딩 내의 룸 등)(400)에 배치되었을 경우의 전계 패턴 및 데드 스폿을 도시한다. 판독기/기록기(20)로부터 변조된 캐리어 웨이브의를 수신하는 안테나 유닛은 전파를 공중에 방사한다. 안테나 유닛(30)에 저장된 안테나(도4a에 도시하지 않음)는 특유한 방사의 방향 특성을 갖고, 수평 방향의 방향 특성이 전계 패턴(401)로서 도시된다. 안테나 유닛(30)의 빔 방향이 화살표(406)로 표시된다.
안테나 유닛(30)으로부터 방사된 전파는 다양한 방향으로 방사된다. 공간(400)내의 위치(P)에서, 안테나 유닛(30)으로부터 직접 도달하는 전파인 직접파(402A)가 도달하고, 안테나 유닛(30)으로부터 공간(400)내의 벽에 도달한 다른 직접파(403A)에 의해 발생되는 반사파(404A)도 도달한다. 이때, 반사파(404A)는 충분한 전계 강도를 갖은 상태에서 위치(P)에 도달한다. 따라서, 전파의 파장과, 직접파(402A) 및 반사파(404A)의 진행 거리 사이의 관계에 따라서 직접파(402A) 및 반사파(404A)가 역 위상으로 되고, 따라서 서로 상쇄해서 위치(P) 주변에 데드 스폿(405A)을 발생시킨다.
한편, 공간(400)내의 다른 지점인 위치(Q)에 있어서, 안테나 유닛(30)으로부터 직접 도달하는 전파인 직접파(402B)가 위치(Q)에 도달하고, 안테나 유닛(30)으로부터 공간(400)내의 벽에 도달한 다른 직접파(403B)에 의해 발생되는 반사파(404B)도 위치(Q)에 도달한다. 그러나, 나머지 직접파(403B)의 전계 강도는 약하며, 따라서 반사파(404B)의 전계 강도 또한 약하다. 결과적으로, 직접파(402B)와 반사파(404B)가 위치(Q)에 있어서 역 위상으로 되어도, 직접파(402B)가 상쇄되지 않고, 위치(Q) 주변에 데드 스폿은 없다.
도4a에 있어서, 단지 하나의 데드 스폿(405A)이 도시되었지만, 데드 스폿은 복수 위치에서 발생할 수 있다. 무선 IC 태그(40)가 데드 스폿(405A)에 위치했을 경우, 무선 IC 태그(40)는 판독기/기록기(20)와 통신할 수 없다. 그 결과, 판독기/기록기(20)는 데드 스폿(405) 내에 위치하는 무선 IC 태그(40)의 데이터를 판독할 수 없다.
도5는 어떤 조건하에서 안테나 유닛(30)으로부터의 거리와 안테나 유닛에 의해 방사되는 전파의 전계 강도 사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 도5에 있어서, 곡선(501)은 데드 스폿이 발생하지 않았다고 가정했을 경우의 전계 강도를 나타낸다. 곡선(502)은 데드 스폿이 발생했다고 가정했을 경우의 전계 강도를 나타낸다. 직선(503)은 무선 IC 태그(40)에 의해 수신가능한 전파의 최저 전계 강도를 나타낸다.
데드 스폿이 발생하지 않았다고 가정했을 경우, 안테나 유닛(30)으로부터의 거리가 증가함에 따라서 전계 강도는 완만하게 감소된다. 반면에, 실제로는 데드 스폿이 발생하기 때문에, 곡선(502)과 같은 전계 강도의 변화가 일어난다. 이 경우, 영역(504)은 직선(503)에 의해 표시된 최저 전계 강도를 상회하는 전파의 영역이기 때문에, 판독기/기록기(20)는 무선 IC 태그(40)로부터 데이터를 판독해야 한다. 하지만, 실제로는 곡선(502)으로 도시된 바와 같이, 무선 IC 태그(40)에 의해 수신된 전파의 전계 강도는 직선(503)으로 표시된 최저 전계 강도를 하회한다. 따라서, 무선 IC 태그(40)로부터 데이터가 판독될 수 없는 영역이 된다. 즉, 영역(504)은 데드 스폿이다.
도4b는 도4a에 도시된 상태에서 발생된 데드 스폿(405A)을 해소하기 위해 안테나 유닛(30)의 방사 특성을 변화시킨 상태를 도시한다. 안테나 유닛(30)에 탑재되는 안테나는 판독기/기록기 제어 장치(10)의 제어에 의해 방사 특성을 가변시킬 수 있는 안테나, 예를 들어 위상배열 안테나(phased array antenna)이다.
도4b에 도시된 예에서, 빔 방향(406) 및 전계 패턴(401)은 안테나의 방사 특 성을 변화시킴으로써 변화되었다. 전계 패턴(401)이 변하였기 때문에, 위치(P) 및 위치(Q)에 도달하는 반사파의 전계 강도 또한 변화된다. 즉, 위치(P)에 도달하는 반사파(404A)의 전계 강도는 약해지고, 위치(Q)에 도달하는 반사파(404B)의 전계 강도는 강해진다. 그 결과, 이 예에서, 위치(P) 주변의 데드 스폿(405A)은 소멸하지만, 위치(Q) 주변에 새로운 데드 스폿(405B)이 발생한다.
위치(P)에 위치한 무선 IC 태그(40)는 도4a에 도시된 상태에서 판독 불가능하지만, 안테나 유닛의 방사 특성이 변경된 후인 도4b에 도시된 상태에서는 판독가능해진다.
본 실시 형태에 따른 데이터 판독기(1)는, 예를 들어 도4a 및 도4b에 도시된 바와 같이, 안테나의 방사 특성을 변경하면서 무선 IC 태그(40)의 판독 처리를 실행함으로써, 데드 스폿(405)에 있어서의 판독 불가능 상태를 회피하면서, 무선 IC 태그(40)의 판독 처리를 실시할 수 있다.
변형예로서, 2 이상의 안테나 유닛(30)이 차례로 또는 동시에 구동될 수 있도록 데이터 판독기(1)가 구성될 수 있다. 이때의 조건으로서, 안테나 유닛(30)의 전계 패턴이 오버랩핑되는 것을 회피하거나 또는 오버랩핑 영역을 최소화하도록 각각의 안테나의 방사 특성(빔 방향, 빔 폭, 등)이 변경될 수 있게끔 판독기/기록기 제어 장치(10)가 안테나 유닛(30)을 구동 및 제어하도록 설계될 수 있다.
[A.3. 직접파에 의한 간섭 발생의 회피]
무선 IC 태그(40)의 판독시 복수의 안테나가 사용될 수 있다. 창고 등과 같은 넓은 영역에서 무선 IC 태그(40)의 판독시, 유효 통신 거리로 인해 넓은 영역은 작으로 구획으로 분할될 수 있고, 각각의 작은 구획에 복수의 안테나가 설치되어, 무선 IC 태그(40)는 판독될 수 있다. 무선 IC 태그(40)를 붙인 물품이 복수의 방에 저장되어 있을 경우, 복수의 안테나는 각 방에 설치되어 무선 IC 태그(40)가 판독된다.
도6은 4개의 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4)이 인접하는 2개의 공간(400A ,400B)(작은 구획 및 방에 상당함)에 제공되어 있는 데이터 판독기(1)의 예를 도시한다. 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4)은 판독기/기록기(20A, 20B)에 접속되고, 판독기/기록기(20A, 20B)는 판독기/기록기 제어 장치(10)에 의해 제어된다. 판독기/기록기 제어 장치(10)는 판독기/기록기(20A, 20B)를 통해서 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4)을 독립적으로 구동(전파의 방사 및 수신)할 수 있다.
도6에 있어서, 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4)은 공간(400A, 400B)의 중심을 향해서 전파를 방사하는 방사 특성을 갖고, 빔 방향은 화살표(406A1 내지 406A4, 406B1 내지 406B4)로 표시된다.
도7은 도6에 도시된 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4)의 배치에 있어서 직접파에 의한 데드 스폿의 발생의 예를 도시한다. 동일한 빔 방향을 갖는 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4)이 동시에 구동되었다고 가정한다. 이 때, 안테나 유닛의 전파 방사 강도에 따라서, 안테나 유닛(30A1, 30A3, 30B1 ,30B3)에 의해 방사되는 전파는 무선 IC 태그(40)에 의해 복귀되는 미약한 전파보다 강하고, 이들은 무선 IC 태그(40)에 의해 복귀되는 미약한 전파와 간섭하기 때문에 무선 IC 태그(40)가 판독될 수 없는 가능성이 있다. 영역(700)은 안테나 유닛(30A1)에 의해 방사된 전파가 무선 IC 태그(40)에 의해 복귀되는 미약한 전파와 간섭해 무선 IC 태그(40)가 판독될 수 없는 영역을 나타낸다. 즉, 상기 영역에서, 무선 IC 태그(40)로부터의 전파의 방해로 인해 데이터가 판독될 수 없는 가능성이 있다.
본 실시 형태에 따른 데이터 판독기(1)는 무선 IC 태그(40)의 전술된 판독 불능 상태 또는 판독 불가 상태(판독 에러라 간주됨)를 회피하기 위해, 동일한 빔 방향을 갖는 안테나 유닛이 동시에 구동되지 않도록, 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4)이 구동 및 제어될 수 있는 특징이 있다. 즉, 안테나 유닛(30)에 의해 방사된 강한 전파가 다른 안테나 유닛(30)이 판독을 실행하는 영역내에 도달하여 상기 영역에서 무선 IC 태그(40)에 의해 방사된 미약한 전파와 간섭할 수 없도록, 안테나 유닛(30)이 구동되고 제어된다.
도8a, 도8b, 도9a 및 도9b는 공간(400A, 400B)에 있어서 무선 IC 태그(40)의 판독 불능 상태 또는 판독 불가능 상태를 회피하면서 무선 IC 태그를 판독하는 데이터 판독기(1)의 작동의 예를 도시한다.
본 데이터 판독기(1)는 도8a에 도시된 바와 같이 공간(400A)에 있어서는 안 테나 유닛(30A1)만을 구동시키고, 동시에 공간(400B)에 있어서는 안테나 유닛(30B2)만을 구동시킨다. 이때, 안테나 유닛(30A1, 30B2)의 빔 방향이 다르기 때문에, 공간(400A, 400B) 내의 일 안테나 유닛(30)에 의해 방사된 전파는 다른 안테나 유닛(30)이 판독을 실행하고 있는 영역에 강한 전계 강도로 도달하지 않는다. 그 결과, 상기 영역에 있어서 무선 IC 태그(40)에 의해 방사된 미약한 전파와의 간섭은 회피될 수 있다.
다음으로, 본 데이터 판독기(1)는 도8b에 도시한 바와 같이 공간(400A)에 있어서 안테나 유닛(30A2)만을 구동시키고, 동시에 공간(400B)에 있어서 안테나 유닛(30B3)만을 구동시킨다. 이때, 안테나 유닛(30A2, 30B3)의 빔 방향(406A2, 406B3)이 상이하기 때문에, 안테나 유닛(30)으로부터 방사된 전파가 공간(400A, 400B) 내에서 다른 안테나 유닛(30)이 판독을 실행하는 영역에 강한 전계 강도로 도달하지 않는다. 그 결과, 상기 영역에 있어서 무선 IC 태그(40)에 의해 방사되는 미약한 전파와의 간섭이 회피될 수 있다.
다음으로, 본 데이터 판독기(1)는 도9a에 도시한 바와 같이 공간(400A)에 있어서 안테나 유닛(30A3)만을 구동시키고, 동시에 도9a에 도시한 바와 같이 공간(400B)에 있어서 안테나 유닛(30B4)만을 구동시킨다. 이때, 안테나 유닛(30A3, 30B4)의 빔 방향(406A3, 406B4)이 상이하기 때문에, 안테나 유닛(30)으로부터 방사된 전파가 공간(400A, 400B) 내의 다른 안테나 유닛(30)이 판독을 실행하는 영역에 강한 전계 강도로 도달하지 않는다. 그 결과, 상기 영역에 있어서 무선 IC 태그(40)에 의해 방사되는 미약한 전파와의 간섭은 회피될 수 있다.
마지막으로, 본 데이터 판독기(1)는 도9b에 도시된 바와 같이 공간(400A)에 있어서 안테나 유닛(30A4)만을 구동시키고, 동시에 도9b에 도시된 바와 같이 공간(400B)에 있어서 안테나 유닛(30B1)만을 구동시킨다. 이때, 안테나 유닛(30A4, 30B1)의 빔 방향(406A4, 406B1)은 다르기 때문에, 안테나 유닛(30)으로부터 방사된 전파가 공간(400A 또는 400B) 내에서 다른 안테나 유닛(30)이 판독을 실행하는 영역에 강한 전계 강도로 도달하지 않는다. 그 결과, 상기 영역에 있어서 무선 IC 태그(40)에 의해 방사되는 출발하는 미약한 전파와의 간섭이 회피될 수 있다.
이상과 같이 안테나 유닛(30)을 구동 및 제어함으로써, 공간(400A, 400B)에 제공된 모든 안테나 유닛(30)이 구동되고, 안테나 유닛(30)에 의해 방사된 전파가 다른 안테나 유닛(30)이 판독을 실행하는 영역에 강한 전계 강도로 도달하지 않으며, 따라서, 상기 영역에 있어서 무선 IC 태그(40)에 의해 방사되는 미약한 전파를 회피할 수 있다.
안테나 유닛(30)은 사각형의 공간에 있어서 대각선 방향으로 빔 방향이 설정되도록 설계될 수 있다. 이 경우, 대각선 방향으로 인접하는 공간에 있어서, 동일한 빔 방향을 갖는 안테나 유닛이 동시에 구동되지 않도록, 안테나 유닛(30)이 구동 및 제어될 수 있다.
3 이상의 공간이 인접하고 있을 경우, 전술된 안테나 유닛이 구동 및 제어될 수 있다. 도10은 연속하는 3개의 공간(400A, 400B, 400C)(작은 구획, 방 등에 상응함)에 있어서 무선 IC 태그(40)를 판독하는 데이터 판독기(1)의 예를 도시한다. 데이터 판독기(1)는 3개의 공간(400A, 400B, 400C) 각각에 대해 4개의 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4, 30C1 내지 30C4)을 갖는다. 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4, 30C1 내지 30C4)은 판독기/기록기(20A, 20B, 20C)에 접속되고, 판독기/기록기(20A, 20B, 20C)는 판독기/기록기 제어 장치(10)에 의해 제어된다. 판독기/기록기 제어 장치(10)는 판독기/기록기(20A, 20B, 20C)를 통해서 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4, 30C1 내지 30C4)을 독립적으로 구동(전파의 방사 및 수신)시킬 수 있다.
도10에 있어서, 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4, 30C1 내지 30C4)은 공간(400A, 400B, 400C)의 중심을 향해 전파를 방사하는 방사 특성을 갖고, 빔 방향은 화살표(406A1 내지 406A4, 406B1 내지 406B4, 406C1 내지 406C4)로 표시된다.
도11은 도10에 도시된 데이터 판독기(1)의 작동을 도시하는 타이밍 차트이며, 판독기/기록기 제어 장치(10)에 의한 안테나 유닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4, 30C1 내지 30C4)의 구동 타이밍을 도시한다.
도11에 도시된 바와 같이, 4개 1세트(a four-unit set)로서 안테나 유 닛(30A1 내지 30A4, 30B1 내지 30B4, 30C1 내지 30C4)은 주기(T1)로 동일 세트의 임의의 안테나 유닛을 구동하고, 그 구동 시간은 T2(T2≤T1/N, N은 안테나 유닛의 세트 수를 나타냄)이다. 도11에 도시된 예에서, 판독기/기록기 제어 장치(10) 또는 판독기/기록기(20A)는 우선 공간(400A)에 있어서 안테나 유닛(30A1)을 시간(T2) 동안 구동시키고, 동시에 공간(400C)에 있어서 안테나 유닛(30C1)을 시간(T2) 동안 구동시킨다[시간(t1)]. 이때, 안테나 유닛(30A1, 30C1)에 의해 방사되는 강한 전파에 의해서 무선 IC 태그(40)에 의해 방사되는 미약한 전파와의 간섭 가능성이 있는 공간(400B)에서는, 어떠한 안테나 유닛(30)도 구동되지 않는다. 그 때문에, 공간(400A, 400B, 400C)에 있어서, 안테나 유닛(30)에 의해 방사되는 전파와 무선 IC 태그(40)에 의해 방사되는 미약한 전파의 간섭에 의해 야기는 무선 IC 태그(40)의 판독 불능 상태 또는 판독 불가 상태는 없다.
다음으로, 판독기/기록기 제어 장치(10)는 안테나 유닛(30A1, 30C1)의 구동 시간(T2) 경과 후, 공간(400B)에 있어서 안테나 유닛(30B1)을 시간(T2) 동안 구동시킨다[(시간(t2)]. 이때, 안테나 유닛(30B1)으로부터 방사되는 전파에 의한 간섭이 존재할거라 예상되는 공간(400A, 400C)에서는, 어떠한 안테나 유닛(30)도 구동되지 않는다. 따라서, 공간(400A, 400B, 400C)에 있어서, 안테나 유닛(30)에 의해 방사되는 전파와 무선 IC 태그(40)에 의해 방사되는 미약한 전파의 간섭에 의한 무선 IC 태그(40)의 판독 에러는 발생하지 않는다.
다음으로, 판독기/기록기 제어 장치(10)는, 안테나 유닛(30B1)의 구동 시간(T2)이 종료한 후에, 전번 시간(t1)으로부터 시간(T1)의 경과한 시간(t3)에 있어서, 공간(400A)에서 안테나 유닛(30A2)을, 공간(400C)에서 안테나 유닛(30C2)을 동시에 시간(T2)동안 구동한다. 이때, 안테나 유닛(30A2, 30C2)으로부터 방사되는 전파에 의한 간섭이 존재하는 공간(400B)에서는, 어떠한 안테나 유닛도 구동시키지 않는다. 따라서, 공간(400A, 400B, 400C)에 있어서, 안테나 유닛(30)에 의해 방사되는 전파와 무선 IC 태그(40)에 의해 방사되는 미약한 전파의 간섭에 의해 야기되는 무선 IC 태그(40)의 판독 에러는 발생하지 않는다. 안테나 유닛(30A2, 30C2)의 방사 특성[예를 들면, 빔 방향이 공간(400B)과는 상이함]에 따라서 안테나 유닛(30A2, 30C2)으로부터의 직접파가 공간(400B)에 못 미치기 때문에, 공간(400B) 내의 안테나 유닛은 구동될 수 있다.
다음으로, 판독기/기록기 제어 장치(10)는 안테나 유닛(30A2, 30C2)의 구동 시간(T2)의 종료 후, 전번 시간(t2)으로부터 시간(T1) 경과한 시간(t4)에 있어서, 공간(400B)에서 안테나 유닛(30B2)을 시간(T2) 동안 구동시킨다. 이때, 안테나 유닛(30B2)으로부터 방사되는 전파에 의한 간섭 가능성이 있는 공간(400A, 400C)에서는, 어떠한 안테나 유닛도 구동되지 않는다. 따라서, 공간(400A, 400B, 400C)에 있어서, 안테나 유닛(30)에 의해 방사되는 전파와 무선 IC 태그(40)에 의해 방사되 는 미약한 전파의 간섭에 의해 야기되는 무선 IC 태그(40)의 판독 에러는 발생하지 않는다. 안테나 유닛(30B2)의 방사 특성[예를 들면, 빔 방향이 공간(400A, 400C)과 상이함]에 따라서 안테나 유닛(30B2)으로부터의 직접파가 공간(400A, 400C)에 못 미치기 때문에, 공간(400A, 400C)에서 안테나 유닛이 구동될 수 있다.
유사한 방법으로, 안테나 유닛(30)을 차례로 구동 및 제어함으로써, 안테나 유닛(30)에 의해 방사되는 전파와 무선 IC 태그(40)에 의해 방사되는 미약한 전파의 간섭에 의한 무선 IC 태그(40)의 판독 에러는 회피될 수 있다.
전술된 데이터 판독기(1)에 있어서, 판독기/기록기(20)와 무선 IC 태그(40) 사이의 전파 간섭의 발생은 안테나 유닛(30)의 구동 타이밍에 의해 회피될 수 있다. 하지만, 판독기/기록기(20)와 무선 IC 태그(40) 사이의 통신시 복수의 주파수 또는 채널이 사용가능한 경우에는, 구동 타이밍과 주파수의 선택 또는 변경을 조합함으로써, 다른 안테나 유닛(30)에 의해 방사되는 전파와 무선 IC 태그(40)에 의해 방사되는 미약한 전파의 간섭에 의한 무선 IC 태그(40)의 판독 에러를 회피하는 구성으로서 본 발명이 성립될 수 있다.
[B. 제2 실시 형태]
제2 실시 형태가 하기에 설명된다.
제2 실시 형태는 판독기/기록기(20)가 안테나 유닛(30)으로부터 방사되는 판독용 전파의 위상을 변화시킴으로써 간섭파와의 합성에 의해 발생하는 데드 스폿(널 포인트)의 위치를 변화시켜, 판독 대상 범위 내에 존재하는 무선 IC 태그(40)의 판독 실패를 방지한다.
제2 실시 형태에 따른 데이터 판독기의 구성은 기본적으로 제1 실시 형태에 따른 데이터 판독기(1)의 구성과 동일하지만, 판독기/기록기(20)의 변조 유닛(23)이 캐리어(캐리어 웨이브)의 위상을 시프트시킴으로써 위상을 조정하는 기능을 갖는 점에서 상이하다.
도12는 제2 실시 형태에 따른 판독기/기록기(20)의 구성의 예의 기능을 도시하는 블럭도이다.
변조 유닛(23)은 캐리어 신호를 생성하는 발진 회로(1201)와, 발진 회로(1201)에 의해 생성된 캐리어 신호의 위상을 변화시킬 수 있는 위상 조정 회로(1202)와, 위상 조정 회로(1202)로부터 출력된 캐리어 신호를 가지고서 제어 유닛(21)에 의해 공급되는 정보 신호에 따라 변조 신호를 생성하는 변조 회로(1203)와, 변조 회로(1203)로부터 출력된 변조 신호를 증폭하는 증폭 회로(1204)를 포함한다.
복조 유닛(24)은 무선 IC 태그(40)로부터 안테나 유닛(30)을 통해서 수신한 신호를 복조 가능한 레벨까지 증폭하는 증폭 회로(1205)와, 증폭 회로(1205)에 의해 증폭된 신호를 소정의 복조 시스템에서 복조하여 정보 또는 데이터를 취출하는 복조 회로(1206)를 구비한다.
변조 유닛(23)에 포함되는 발진 회로(1201)는 데이터 판독기(1)에 의해 사용되는 판독용 무선 주파수대에 따른 주파수의 캐리어 웨이브를 발생시킨다. 위상 조정 회로(1202)는 제어 유닛(21)으로부터의 제어 신호에 따라 캐리어 웨이브의 위상을 변화시켜서 그 결과를 출력하는 회로이며, 예를 들어 프로그램가능한 위상 쉬 프트의 기능을 갖춘 PLL(Phase Locked Loop) 회로, 위상 이동기(phase shifter) 등일 수 있다. 위상 조정 회로(1202)는 복수의 다른 위상 변화량에 기초하여 캐리어 웨이브의 위상을 조정한다. 예를 들면, 위상 조정 회로(1202)는 제어 유닛(21)으로부터의 제어 신호에 따라, π/2 만큼 위상을 진행시킨 캐리어 웨이브를 소정 기간 동안 출력하고, 이 후 π 만큼 위상을 진행시킨 캐리어 웨이브를 소정 기간 동안 출력하고, 이 후 3π/2 만큼 위상을 진행시킨 캐리어 웨이브를 소정 기간 동안 출력함으로써 위상을 조정한다. 이러한 예에서, 위상 변화가 π/2 단위로 실시되었지만, 위상 조정은 π/4, π/8 등과 같은 임의의 단위로 실시될 수 있다.
도13a 내지 도13d는 본 실시 형태에 따른 데이터 판독기(1)가 위상을 바꾸면서 판독용 전파를 방사했을 경우에 발생하는 데드 스폿(널 포인트)을 나타내는 설명도이다. 도13a 내지 도13d에 있어서, 실선은 판독용 전파(1301)를 나타내고, 점선은 간섭파(1302)를 나타내며, 파선은 판독용 전파(1301)와 간섭파(1302)의 합성파(1303)를 나타낸다. 종축은 강도(진폭)을 나타내고, 횡축은 기준점(0)(예를 들면, 안테나 유닛의 위치)로부터의 거리를 나타낸다.
도13a는 발진 회로(1201)에 의해 생성된 캐리어 웨이브의 위상을 위상 조정 회로(1202)에 의해 조정하는 일 없이 판독용 전파(1301)가 방사된 상태를 도시한다. 이러한 상태에서, 판독용 전파(1301)와 간섭파(1302)의 합성파(1303)의 진폭이 0이 되는 지점이 데드 스폿이다. 도13a에 도시된 예에서, 위치(P11 내지 P17)에서 데드 스폿이 발생한다.
도13b는 발진 회로(1201)에 의해 생성된 캐리어 웨이브를 π/2 만큼 진행시 킴으로써 위상 조정 회로(1202)에 의해 실시되는 위상 조정한 이후의 방사된 판독용 전파(1301)의 상태를 도시한다. 도13b에 있어서, 판독용 전파(1301)는 도13a에 도시된 것과 비교했을 때 π/2 만큼 진행한 상태에서 방사된다. 간섭파(1302)는 도13a에 도시된 경우와 같이 변하지 않는다. 이러한 상태에서, 판독용 전파(1301)와 간섭파(1302)의 합성파(1303)의 진폭이 0이 되는 지점이 데드 스폿이다. 도13b에 도시된 예에서, 위치(P21 내지 P26)에서 데드 스폿이 발생한다.
도13c는 위상 조정 회로(1202)가 발진 회로(1201)에 의해 생성된 캐리어 웨이브의 위상을 π/2 만큼 더욱 진행시킨 이후 방사되는 판독용 전파(1301)를 도시한다. 도13c에 있어서, 판독용 전파(1301)는 도13b에 도시된 것과 비교했을 때 π/2 만큼 더욱 진행하고, 도13a에 도시된 것과 비교했을 때 π 만큼 더욱 진행한 상태에서 방사된다. 간섭파(1302)는 도13a 및 도13b에 도시된 경우에서와 같이 변하지 않는다. 이러한 상태에서, 판독용 전파(1301)와 간섭파(1302)의 합성파(1303)의 진폭이 0이 되는 지점이 데드 스폿이다. 도13c에 도시된 예에서, 위치(P31 내지 P37)에서 데드 스폿이 발생한다.
도13d는 위상 조정 회로(1202)가 발진 회로(1201)에 의해 생성된 캐리어 웨이브의 위상을 π/2 만큼 더욱 진행시킨 이후에 방사되는 판독용 전파(1301)를 도시한다. 도13d에 있어서, 판독용 전파(1301)는 도13c에 도시된 것과 비교했을 때 π/2 만큼 더욱 진행되고, 도13a에 도시된 것과 비교했을 때 3π/2 만큼 더욱 진행한 상태에서 방사된다. 간섭파(1302)는 도13a, 도13b 및 도13c에 도시된 경우에서와 같이 변하지 않는다. 이러한 상태에서, 판독용 전파(1301)와 간섭파(1302)의 합성파(1303)의 진폭이 0이 되는 지점이 데드 스폿이다. 도13d에 도시된 예에서, 위치(P41 내지 P46)에서 데드 스폿이 발생한다.
도14의 (a) 내지 도14의 (d)는 도13a 내지 도13d에 도시된 각각의 경우에 발생하는 데드 스폿의 위치의 비교를 나타낸다. 도14의 (a)는 도13a에 도시된 예에서 발생하는 데드 스폿의 위치(P11 내지 P17)를 나타낸다. 도14의 (b)는 도13b에 도시된 예에서 발생하는 데드 스폿의 위치(P21 내지 P26)를 나타낸다. 도14의 (c)는 도13c에 도시된 예에서 발생하는 데드 스폿의 위치(P31 내지 P37)를 나타낸다. 도14의 (d)는 도13d에 도시된 예에서 발생하는 데드 스폿의 위치(P41 내지 P46)를 나타낸다.
도14의 (a) 내지 도14의 (d)에 도시된 바와 같이, 데드 스폿의 위치는 판독용 전파(1301)의 위상을 변화시킴으로써 많은 경우에 있어서 변화된다. 예를 들면, 도14의 (a)에 도시된 위치(P11)에서 발생하는 데드 스폿은 도14의 (b)에 도시된 경우(위상이 π/2 진행되었을 경우)에서 해소될 수 있다. 무선 IC 태그가 위치(P11)에 존재할 경우, 판독용 전파가 도13a에 도시된 위상에서 방사되었다면, 위치(P11)에서 무선 IC 태그는 판독될 수 없지만, 캐리어 웨이브의 위상을 π/2 진행시켜서 도13b에 도시된 위상에서 판독용 전파가 방사된 경우에는 위치(P11)가 데드 스폿이 아니고[도14의 (b)참조], 위치(P11)에서 무선 IC 태그는 판독될 수 있다. 이것은 다른 위치(P12 내지 P17, P21 내지 P26, P31 내지 P37, P41 내지 P46)에 대해서도 전부 사실이다. 즉, 캐리어 웨이브의 위상이 바뀐채 판독용 전파를 방사시킴으로써, 데이터 판독기는 데드 스폿의 발생 위치를 변경시키고, 따라서, 판독 범 위 내의 모든 위치에서 무선 IC 태그를 성공적으로 판독한다.
[C. 제3 실시 형태]
제1, 및 제2 실시 형태는 무선 IC 태그(40)의 위치를 특정하는 위치특정 시스템에 적용될 수 있다. 본 발명의 제3 형태는 무선 IC 태그(40)의 위치를 특정하는 위치특정 시스템에 있어서, 데드 스폿에 따라서 무선 IC 태그(40)를 판독함으로써 보다 높은 정밀도로 위치를 특정을 실현하는 시스템으로서 제안된다.
도15는 본 발명의 제3 실시 형태인 위치특정 시스템의 구성의 예를 도시한다.
위치특정 시스템(1500)은 무선 IC 태그(40)를 판독하는 안테나 유닛(30) 및 판독기/기록기(20X)와, 판독기/기록기(20X)의 판독 작동을 제어하는 판독기/기록기 제어 장치(10)와, 판독기/기록기(20X)에 의해 판독되는 무선 IC 태그(40)로부터의 무선 신호의 강도에 의거하여 무선 IC 태그(40)의 위치를 특정하는 위치특정 장치(50)를 포함한다. 제1 및 제2 실시 형태에서와 동일한 장치 및 구성요소는 제1 및 제2 실시 형태에서의 것과 동일한 참조 부호를 붙이고, 상세한 설명은 생략한다.
[C.1. 판독기/기록기]
도16은 판독기/기록기(20X)의 구성의 예의 기능을 도시하는 블럭도이다.
판독기/기록기(20X)는 CPU 등을 갖는 제어 유닛(21)과, 변조, 복조, 증폭 등을 위해 무선으로 송수신을 실행하는 회로로서 제어 유닛(21)에 접속된 송수신 유닛(22)과, 송수신 유닛(22)에 의해 공급되는 변조된 캐리어 웨이브를 안테나 유 닛(301, 302, 303, 304)에 선택적으로 공급하는 안테나 스위치 유닛(25)을 포함한다. 안테나 스위치 유닛(25)은 안테나 유닛(301, 302, 303, 304)에 접속된다.
제어 유닛(21)은 판독기/기록기 제어 장치(10)로부터 명령을 받고, 상기 명령에 따라 송수신 유닛(22)을 구동시키고, 송수신 유닛(22)으로부터 출력된 데이터[무선 IC 태그(40)로부터 판독된 고유 ID 등)를 판독기/기록기 제어 장치(30)에 전송한다. 제어 유닛(21)은 안테나 유닛(301, 302, 303, 304)을 선택적으로 구동시키도록, 안테나 스위치 유닛(25)에 스위치 명령을 전송한다. 제어 유닛(21)은 각각의 안테나 유닛(301, 302, 303, 304)의 방사 특성[예를 들면, 전계 패턴, 빔 방향, 빔 폭, 편파 방향(수직 편파, 수평 편파, 반시계방향 원 편파, 시계방향 원 편파) 등]을 변경시킨다. 안테나 유닛(30)에 구비된 안테나(첨부도면에 도시하지 않음)는 제1 실시 형태에 있어서 설명된 제어하에서 방사 특성을 변화시킬 수 있는 안테나, 예를 들어 위상배열 안테나 등일 수 있다.
송수신 유닛(22)은 안테나 유닛(301, 302, 303, 304)을 거쳐서 무선 IC 태그(40)와 무선으로 통신한다. 송수신 유닛(22)은 변조 유닛(23)과 복조 유닛(24)을 갖는다. 변조 유닛(23)은 제어 유닛(21)으로부터 수신한 소정의 지시, 요청, 명령 등과 같은 정보에 따른 신호를 소정의 변조 시스템에서 변조해서, 송신 신호(변조된 캐리어 웨이브)를 생성한다. 복조 유닛(24)은 무선 IC 태그(40)에 기억된 데이터에 따른 신호에 따라서 소정의 변조 시스템에서 변조된 캐리어 웨이브를 복 조하고, 상기 무선 IC 태그(40)에 기억된 데이터에 따른 신호를 취출해, 이를 제어 유닛(21)에 전송한다.
각각의 안테나 유닛(301, 302, 303, 304)[각각의 유닛이 구별하지 않는 경우에는 단순히 "안테나 유닛(30)"으로 간주됨]의 구성의 변형으로서는, 각각의 안테나 유닛(30)은 상이한 편파 방향을 갖는 전파를 방사하는 복수의 안테나를 포함한다. 이들은 판독기/기록기(20X) 또는 판독기/기록기 제어 장치(10)로부터의 제어 명령에 기초하여 선택적으로 구동될 수 있다. 예를 들면, 각각의 안테나 유닛(30)은 수직 방향의 편파를 방사하는 다이폴 안테나(dipole antenna), 수평 방향의 편파를 방사하는 다이폴 안테나, 시계방향 원 편파를 방사하는 원 편파 패치 안테나(patch antenna), 및 반시계방향 원 편파를 방사하는 원 편파 패치 안테나를 구비하는 4개의 안테나를 갖는다. 이것들은 원하는 편파 방향을 갖는 전파의 송신을 위해 선택적으로 구동될 수 있다.
이들 4개의 안테나에는 변조된 캐리어 웨이브가 안테나 스위치 유닛(25)에 의해 선택적으로 공급된다. 선택된 안테나는 송수신 유닛(22), 특히 변조 유닛(23)으로부터 수신된 변조된 캐리어 웨이브를 공중에 방사하고, 선택된 편파 방향을 갖는 전파를 무선 IC 태그(40)를 향해서 방사하며, 무선 IC 태그(40)로부터의 송신 신호(예를 들면, 부하 변조에 의해 발생된 전계의 변화에 따른 신호)를 수신하고, 이 신호를 송수신 유닛(22), 특히 복조 유닛(24)에 공급한다. 복조 유닛(24)은 무선 IC 태그(40)로부터 송신되는 신호, 및 부하 변조 등에 의해 변화되 는 전자계의 수신 강도를 측정하는 기능을 갖고, 복조의 결과로서 얻어진 신호와 함께 그 수신 강도를 제어 유닛(21)에 전송한다.
안테나 유닛(30)이 판독기/기록기(20X)와 분리될 필요는 없으나, 안테나 유닛(30)은 판독기/기록기(20X)의 하우징 내에 저장될 수 있다. 안테나 유닛(30)은 송신 안테나/수신 안테나 및 이들을 보호하는 케이스로 구성된다. 안테나 유닛(30)은 제어 유닛(21) 및 송수신 유닛(22)을 저장하는 판독기/기록기 본체(첨부도면에 도시하지 않음)와 분리된 장치 또는 유닛이고, 케이블 등에 의해 판독기/기록기 본체에 접속된다. 따라서, 안테나 유닛(30)은 판독기/기록기 본체로부터 이격된 장소에 설치되도록 설계된다. 상이한 장소에 설치되는 복수의 안테나 유닛(30)을 1개의 판독기/기록기 본체에 접속하고, 판독기/기록기 본체는 복수의 안테나 유닛(30)을 절환하면서 사용한다.
구성의 다른 예로서, 본 실시 형태는 판독기/기록기(20X)에 접속되는 복수의 안테나 유닛(30) 중 하나를 판독기/기록기(20X) 내에 조립함으로써 실현될 수 있다.
판독기/기록기(20X), 특히 제어 유닛(21)은 안테나 유닛(301, 302, 303, 304)을 절환함으로써 무선 IC 태그(40)를 판독한다. 판독기/기록기(20X), 특히 제어 유닛(21)은 각각의 안테나 유닛(301, 302, 303, 304)에 대해 판독이 실행되는 경우 무선 IC 태그(40)로부터의 응답으로서 송신된 전파의 수신 강도를 기록한다.
[C.2. 무선 IC 태그]
무선 IC 태그(40)의 구성은 제1 및 제2 실시 형태의 구성과 동일하므로, 설명은 생략한다.
[C.3. 판독기/기록기 제어 장치]
판독기/기록기 제어 장치(10)의 구성은 제1 및 제2 실시 형태의 구성과 동일하므로, 설명은 생략한다.
[C.4. 위치특정 장치]
위치특정 장치(50)는 각각의 안테나 유닛(30)에 있어서 수신된 무선 IC 태그(40)로부터의 전파의 수신 강도에 기초하여 무선 IC 태그(40)의 위치를 특정하는 기능을 갖는다.
위치특정 장치(50)에는 연산 처리 유닛(CPU), 메인 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(R0M), 입출력 장치(I/O), 및 필요할 경우에는 하드 디스크 장치 등와 같은 외부 기억 장치가 제공되고, 예를 들어 컴퓨터, 워크스테이션 등과 같은 정보 처리 장치일 수 있다. 상기 R0M, 하드 디스크 장치 등은 정보 처리 장치가 위치특정 장치(50)로서 기능하도록 하는 프로그램, 또는 위치특정 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기억한다. 이 프로그램을 RAM에 로딩하여 CPU가 이를 실행함으로써, 위치특정 장치(50)가 실현되거나, 또는 위치특정 방법이 실행된다. 도15에 도시된 구성의 예에서, 판독기/기록기 제어 장치(10)는 위치특정 장치(50)와 분리된다. 하지만, 본 발명은 상기 구성에 한정되지 않고, 동일한 정보 처리 장치(퍼스널 컴퓨터, 워크스테이션 등)가 판독기/기록기 제어 장치(10) 및 위치특정 장치(50)로서 기능할 수 있다.
도17은 위치특정 장치(50)의 예를 도시하는 기능 블럭도이다.
위치특정 장치(50)는 판독 지시 유닛(501)과, 판독 결과 기억 유닛(502)과, 위치 산출 유닛(503)을 구비한다.
판독 지시 유닛(501)은 위치가 특정되는 경우에 판독기/기록기 제어 장치(10)를 통해서 판독기/기록기(20X)에 판독 처리를 실행하도록 명령을 내리는 기능을 갖는다. 명령이 수신되면, 판독기/기록기(20X)는 각각의 안테나 유닛(30)에 대해서 안테나의 방사 특성(예를 들면, 전계 패턴, 빔 방향, 빔 폭 등)을 변화시키고, 상이한 편파 방향을 갖는 전파를 절환하면서 판독 처리를 실행한다. 예를 들면, 판독기/기록기(20X)는 각각의 안테나 유닛(30)에 대해서 빔 방향이 제1 방향이 되도록 안테나의 방사 특성을 변화시키고, 상이한 편파 방향을 갖는 전파를 절환하면서 송신함으로써 판독 처리를 실행하고, 그 후 각각의 안테나 유닛(30)에 대해서 빔 방향이 제1 방향과는 상이한 제2 방향일 수 있도록 안테나의 방사 특성을 변화시키며, 상이한 편파 방향을 갖는 전파를 절환하면서 송신함으로써 판독 처리를 실행한다. 이때, 위치특정 시스템(1500), 특히 판독기/기록기(20X)는 판독 처리에 있어서 무선 IC 태그(40)로부터의 신호의 수신 강도를 측정하고, 이를 기억해 둔다.
상이한 편파 방향을 갖는 전파를 절환하면서 송신함으로써 판독 처리를 실행하는 처리는 하기에 설명된다. 즉, 전술된 안테나 구성예에 있어서, 통신 영역 내의 모든 무선 IC 태그(40)는 각각의 안테나 유닛(30)의 방사 특성을 변화시키면서 수직 편파를 이용해 판독된다. 그 후, 통신 영역 내의 모든 무선 IC 태그(40)는 안테나의 방사 특성을 변화시키면서 수평 편파를 이용해 판독된다. 다음으로, 안테나의 방사 특성을 변화시키면서, 통신 영역 내의 모든 무선 IC 태그(40)는 시계방향 원 편파를 이용해 판독된다. 마지막으로, 통신 영역 내의 모든 무선 IC 태그(40)는 안테나의 방사 특성을 변화시키면서 시계방향 원 편파를 이용해 판독된다. 필요에 따라서, 판독기/기록기(20)의 판독 주파수로서 사용되는 채널을 전환하면서, 전술된 편파를 전환하는 것은 효과적이다.
안테나의 방사 특성을 변화시키면서 각각의 형태의 편파를 이용하는 판독 처리에 있어서, 판독기/기록기(20X)는 안테나의 각 방사 특성에 대해 각각의 안테나 유닛(30)의 통신 영역에 존재하는 모든 무선 IC 태그(40)와 통신하고, 통신의 결과로서 판독 처리가 성공적으로 실행된 모든 고유 ID를 판독기/기록기 제어 장치(10)를 통해서 위치특정 장치(50), 특히 판독 결과 기억 유닛(502)에 통지한다.
판독 결과 기억 유닛(502)은 판독기/기록기(20X)로부터 수신된 판독 결과를 기억하는 기능을 갖는다. 도18은 판독 결과 기억 유닛(502)에 기억된 판독 결과 데이터의 예를 도시한다. 도18에 도시된 판독 결과 데이터는 안테나 유닛(30)으로부터의 판독 결과를 테이블(1800)로서 기억하는 예이다. 이러한 테이블(1800)은 각각의 안테나 유닛(30) 또는 안테나 유닛이 구비된 각각의 안테나에 대해서, 하나씩 판독 결과 기억 유닛(502)에 기억된다.
테이블(1800)은 판독기/기록기(20X)에 의해 판독된 각각의 고유 ID에 대한 레코드(record)(1801)를 갖는다. 각 레코드(1801)는 고유 ID를 저장하는 고유 ID 필드(1802), 수직 편파를 이용하는 판독 처리에 있어서 대응하는 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)로부터 수신된 전파 강도를 저장하는 수직 편파 필드(1803), 수평 편파를 이용하는 판독 처리에 있어서 대응하는 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)로부터 수신된 전파 강도를 저장하는 수평 편파 필드(1804), 시계방향 원 편파를 이용하는 판독 처리에 있어서 대응하는 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)로부터 수신된 전파 강도를 저장하는 시계방향 원 편파 필드(1805), 반시계방향 원 편파를 이용하는 판독 처리에 있어서 대응하는 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)로부터 수신된 전파 강도를 저장하는 반시계방향 원 편파 필드(1806), 각각의 형태의 편파가 이용되었을 경우 전파 강도를 종합적으로 판단한 후에 결정되는 전파 강도를 저장하는 평가 전파 강도 필드(1807), 및 평가 전파 강도에 기초하여 결정되는 추정 거리를 저장하는 추정 거리 필드(1808)를 갖는다. 각각의 형태의 편파가 이용되었을 경우 전파 강도를 종합적으로 판단하는 다양한 방법이 있지만, 본 실시예에서는 가장 강한 전파 강도가 평가 전파 강도로서 규정된다.
고유 ID 필드(1802)는 판독기/기록기(20X)에 의해 주어진 고유 ID를 저장한다. 하나의 레코드는 하나의 고유 ID를 저장하기 때문에, 예를 들어 1회의 판독 조작에서 50개의 고유 ID가 판독되었을 경우에는, 50개의 레코드(1801)가 테이블(1800)에 만들어진다.
각 편파 필드(1803 내지 1806)는 수신된 전파의 강도에 대응하는 정보 또는 데이터를 저장한다. 위치특정 시스템(1500)은 안테나의 방사 특성을 변화시키고, 각각의 방사 특성에 대해서 각각의 형태의 편파가 송신되었을 경우에 수신되는 무선 IC 태그(40)로부터의 응답의 전파 강도를 측정한다. 위치특정 시스템(1500), 특히 위치특정 장치(50)는 각 방사 특성에 있어서 측정된 전파 강도를 이용해 편파가 이용되는 경우의 전파 강도를 결정하고, 이를 대응하는 필드에 저장한다. 예를 들면, 위치특정 시스템(1500)이 안테나 유닛(30)에 대해서 빔 방향이 제1 방향이 될 수 있도록 안테나의 방사 특성을 제어하면서 수직 편파를 방사시켰을 경우에, 무선 IC 태그(40)로부터 수신된 전파 강도는 X1이고, 빔 방향이 제2 방향이 되도록 안테나의 방사 특성을 제어하면서, 수직 편파를 방사시켰을 경우에, 무선 IC 태그(40)로부터 수신된 응답의 전파 강도는 X2이다. 그 후, 위치특정 시스템(1500), 특히 위치특정 장치(50)는 안테나 유닛(30)에 대응하는 테이블(1800)의 레코드(1801)에, 즉 무선 IC 태그(40)에 대응하는 레코드(1801)의 수직 편파 필드(1803)에, 소정의 전파 강도(X1, X2)에 기초하여 결정된 값을 저장한다. 저장되는 값을 결정하는 방법은 임의이지만, 예를 들면 위치특정 시스템(1500), 특히 위치특정 장치(50)는 전파 강도 X1 또는 X2 중 더 큰 것을 수직 편파 필드(1803)에 저장한다.
추정 거리 필드(1808)는 평가 전파 강도 필드(1807)에 저장된 평가 전파 강도에 기초하여 추정되는 거리, 즉, 그 레코드에 대응하는 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그와, 테이블(1800)에 대응하는 안테나 유닛(30) 사이의 추정 거리를 저장한다. 추정 거리는 후술하는 위치 산출 유닛(503)에 의해 산출되는 정보이다. 이 예에서, 테이블(1800)의 일부이지만, 상기 정보는 테이블(1800)의 일부일 필요는 없다.
전술한 바와 같이, 상기 테이블(1800)은 각각의 안테나 유닛(30) 또는 안테나 유닛(30)에 제공된 각각의 안테나에 대해서 작성된다. 따라서, 1개의 무선 IC 태그(40)와 각각의 안테나 유닛(30) 또는 안테나 유닛(30)에 제공된 각각의 안테나 사이의 추정 거리는 최종적으로 판독 결과 기억 유닛(502)에 기억된다.
위치특정 장치(50)의 구성예의 설명은 도17을 참조하여 계속 설명한다.
위치 산출 유닛(503)은 평가 전파 강도 필드(1807)에 기억된 평가 전파 강도 에 기초하여 안테나 유닛(30) 또는 안테나 유닛(30)에 제공된 각각의 안테나와 각각의 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40) 사이의 추정 거리를 산출하고, 각 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)는 각 추정 거리에 기초하여 산출된다.
도19는 평가 전파 강도로부터 추정 거리의 산출시 위치 산출 유닛(503)에 의해 이용되는 데이터의 예를 도시한다. 도19에 도시된 데이터는 평가 전파 강도(종축)의 값에 따라, 추정 거리를 특정하게 식별하는 그래프로서 표시된다. 예를 들면, 추정 거리 0은 평가 전파 강도 100(예를 들어, dB 또는 μV 단위 등임)으로 정할 수 있고, 추정 거리 L은 평가 전파 강도 50으로 정할 수 있으며, 추정 거리 2L은 평가 전파 강도 25로 정할 수 있다. 이러한 데이터는 무선 IC 태그(40)와 판독기/기록기(20) 사이의 거리를 바꾸면서 전파 강도의 통계를 얻음으로써 작성될 수 있지만, 상기 데이터는 다른 방법으로 작성될 수도 있다.
도20은 평가 전파 강도로부터 산출된 추정 거리에 기초하여 무선 IC 태그(40)의 추정 위치를 산출하는 위치 산출 유닛(503)의 결과를 저장하는 테이블의 예를 도시한다. 이 예에서, 위치는 2개의 상이한 안테나 유닛(30)[이하, 안테나 유닛(A) 및 안테나 유닛(B)로서 구별됨]을 이용해서 특정된다. 테이블(2000)은 각각의 고유 ID에 대해서 하나의 레코드(2001)를 갖는다. 각 레코드(2001)는 고유 ID를 저장하는 고유 ID 필드(2002), 안테나 유닛(A)에 대해 추정 거리를 저장하는 제1 추정 거리 필드(2003), 안테나 유닛(B)에 대해 추정 거리를 저장하는 제2 추정 거리 필드(2004), 및 고유 ID에 대응하는 무선 IC 태그(40)의 추정 위치를 저장하는 추정 위치 필드(2005)를 갖는다.
추정 위치 필드(2005)에 저장되는 추정 위치는 제1 추정 거리 필드(2003) 및 제2 추정 거리 필드(2004)에 저장되는 추정 거리에 기초하여 위치 산출 유닛(503)에 의해 산출된다. 도21은 제1 추정 거리 필드(2003) 및 제2 추정 거리 필드(2004)에 저장되는 추정 거리에 기초하여 추정 위치를 산출하는 방법의 개념을 도시한다. 이 예에서, 2개의 안테나 유닛(A, B)이 공간(예를 들면, 창고)에 설치된다. 안테나 유닛(A)의 위치는 위치(P)로서 규정되고, 안테나 유닛(B)의 위치는 위치(Q)로서 규정된다.
무선 IC 태그(40)와 판독기/기록기(A) 사이의 추정 거리가 L1이라고 가정하면, 무선 IC 태그(40)와 안테나 유닛(B) 사이의 추정 거리는 L2이다. 이 후, 무선 IC 태그는 반경(L1)과 중심 위치(P)를 갖는 원(801), 및 반경(L2)과 중심 위치(Q)를 갖는 원(802)에 위치된다. 즉, 원(801)과 원(802)의 교점을 구함으로써, 무선 IC 태그(40)의 추정 위치가 얻어질 수 있다.
추정 위치는 항상 좌표 정보가 아니지만, 특정 범위를 갖는 영역(예를 들면, 공간을 16개의 구획으로 분할해서 얻어지는 각각의 구획)을 특정하는 정보는 추정 위치일 수 있다. 도21에 도시된 예에서 교점이 2개[위치(R, S)] 존재하기 때문에, 좌표는 특정하게 정해질 수 없다. 이러한 경우, 이들 2개의 교점(R, S)을 포함하 는 영역은 추정 위치일 수 있다.
추정 위치를 산출하는 결과를 저장하는 테이블(2000)의 예의 설명은 도20을 참조하여 계속한다.
전술한 바와 같이 산출된 추정 위치는 각각의 레코드(2001)의 추정 위치 필드(2005)에 저장된다. 위치특정 장치(50)는 테이블(2000)을 참조함으로써, 각각의 고유 ID에 대해서 추정 위치를 출력하고, 사용자에게 각 무선 IC 태그(40)의 추정 위치를 제공할 수 있다. 또한, 본 위치특정 시스템(1500)에 의해 얻어진 추정 위치는 데드 스폿에 의한 데이터 판독 실패없이 보다 정확하게 얻어질 수 있다.
[D. 제4 실시 형태]
본 발명의 제4 실시 형태는 무선 IC 태그(40)의 위치를 특정하는 위치특정 시스템에 있어서, 데드 스폿에 대처하면서 무선 IC 태그(40)를 판독함으로써, 보다 높은 정밀도로 위치를 특정하는 시스템으로서 제안된다.
본 위치특정 시스템의 특징은 판독기/기록기에 의해 방사되는 판독용 전파의 주파수(또는 주기, 파장 등)를 절환해서 통신 영역내의 무선 IC 태그(40)를 판독하고, 데이터가 판독될 때에 무선 IC 태그(40)로부터 수신되는 신호의 강도를 측정하고, 측정된 신호의 수신 강도에 기초하여 무선 IC 태그(40)의 위치를 특정하는 것이다.
제4 실시 형태에 따른 위치특정 시스템의 구성은 제3 실시 형태의 구성과 동일하므로, 위치특정 시스템의 구성의 설명은 생략한다.
[D.1. 판독기/기록기]
도22는 제4 실시 형태에 따른 판독기/기록기(20Y)의 구성의 예의 기능을 도시하는 블럭도이다. 제4 실시 형태에 따른 판독기/기록기(20X)와 동일한 구성요소는 동일한 참조번호를 붙인다.
판독기/기록기(20Y)는 CPU 등에 의해 구성된는 제어 유닛(21)과; 변조, 복조, 증폭 등과 같은 무선 송수신을 위한 회로로서 제어 유닛(21)에 접속되는 송수신 유닛(22Y)을 포함한다. 안테나 유닛(30)은 송수신 유닛(22Y)에 접속된다. 제어 유닛(21)은 판독기/기록기 제어 장치(10) 또는 위치특정 장치(50)로부터의 명령을 받고, 상기 명령에 따라 송수신 유닛(22Y)을 구동시키며, 송수신 유닛(22Y)으로부터 출력된 데이터[무선 IC 태그(40)로부터 판독된 고유 ID 등]를 위치특정 장치(50)에 송신한다. 제어 유닛(21)은 안테나 유닛(30)의 방사 특성[예를 들면, 전계 패턴, 빔 방향, 빔 폭, 편파 방향(수직 편파, 수평 편파, 반시계방향 원 편파, 시계방향 원 편파) 등]을 변경시킨다. 안테나 유닛(30)에 구비된 안테나(첨부도면에 도시하지 않음)는 제1 또는 제3 실시 형태에서 설명된 제어에 의해 방사 특성을 바꿀 수 있는 안테나, 예를 들어 위상배열 안테나 등일 수 있다.
송수신 유닛(22Y)은 안테나 유닛(30)을 거쳐서 무선 IC 태그(40)와 무선으로 통신한다. 송수신 유닛(22Y)은 변조 유닛(23Y)과 복조 유닛(24)을 갖는다. 변조 유닛(23Y)은 제어 유닛(21)으로부터 수신한 소정의 지시, 요청, 명령 등과 같은 정보에 대응하는 신호에 따라서 캐리어 웨이브를 소정의 변조 시스템에서 변조해서, 송신 신호(변조된 캐리어 웨이브)을 생성한다. 변조 유닛(23Y)은 캐리어 웨이브의 주파수를 선택적으로 절환해서 변조한다.
도23은 변조 유닛(23Y)의 구성의 예를 도시하는 블럭도이다. 도23에 도시된 구성예에서, 변조 유닛(23Y)은 복수의 캐리어 웨이브 발생 유닛(23011 내지 23019)을 갖는다. 이 예에서, UHF 밴드(860 MHz 내지 960 MHz)의 판독기/기록기(20Y)이며, 각각의 캐리어 웨이브 발생 유닛(23011 내지 23019)은 상기의 대역을 200 KHz 단계로 분할해서 얻은 9개의 채널에 각각 대응한다. 따라서, 캐리어 웨이브 발생 유닛(23011 내지 23019)에 의해 발생되는 캐리어 웨이브의 파장은 상이하고, 각 캐리어 웨이브 발생 유닛(23011 내지 23019)이 선택될 때, 통신 영역 내에 발생하는 데드 스폿의 위치가 파장에 따라 변화된다고 예측할 수 있다.
상기 구성예에서, 캐리어 웨이브 발생 유닛은 각각의 채널에 대해 제공되지만, 캐리어 웨이브의 주파수는 주파수 신시사이저 회로(frequency synthesizer circuit)에 의해 절환될 수 있다.
스위치 유닛(2302)은 캐리어 웨이브 발생 유닛(23011 내지 23019) 중 하나의 출력을 캐리어 웨이브로서 선택하고, 이를 변조 회로(2303) 송신한다. 캐리어 웨이브 발생 유닛(23011 내지 23019) 중 어떠한 유닛으로부터 출력 신호가 선택되는가는 제어 회로(2305)로부터의 지령에 의해 결정된다.
변조 회로(2303)는 스위치 유닛(2302)에 의해 선택된 캐리어 웨이브 발생 유닛(2301)으로부터의 출력 신호를, 제어 회로(2305)로부터 수신한 정보 신호(예를 들면, 메시지, 지시 등을 나타내는 비트 열)를 이용해 소정의 변조 시스템에 의해 서 변조한다.
증폭 회로(2304)는 변조 회로(2303)에 의해 변조된 출력 신호(캐리어 웨이브)를 안테나로부터 신호가 방사될 수 있는 출력 레벨까지 증폭하고, 이를 안테나 유닛(30)에 공급한다.
즉, 상기 구성을 갖는 변조 유닛(23Y)은 주파수, 즉 파장을 변경함으로써 무선 IC 태그(40)의 판독 신호를 출력할 수 있다. 본 위치특정 시스템(1500)은 상이한 파장을 갖는 각각의 캐리어 웨이브에 대해 무선 IC 태그(40)를 판독한다.
도22를 참조하면서 판독기/기록기(20Y)의 설명을 계속한다.
복조 유닛(24)은 무선 IC 태그(40)에 기억된 데이터에 따른 신호를 기초로 소정의 변조 시스템(예를 들어, 부하 변조 등)에 의해 변조된 캐리어 웨이브를 복조하고, 상기 데이터에 따른 신호를 취출하며, 이를 제어 유닛(21)에 전송한다. 복조 유닛(24)은 부하 변조 등에 의한 신호의 수신 강도를 측정하는 기능을 갖고, 복조의 결과로서 얻어진 신호와 함께, 측정에 의해 얻어진 수신 강도를 제어 유닛(21)에 전송한다.
안테나 유닛(30)은 제3 실시 형태에 따른 것과 동일하다. 즉, 안테나 유닛(30)은 송수신 유닛(22Y), 특히 변조 유닛(23Y)로부터 전송되는 변조된 캐리어 웨이브를 공중에 방사하고, 전파를 무선 IC 태그(40)를 향해서 방사하는 동시에, 무선 IC 태그(40)로부터 송신된 예를 들면 부하 변조 등의 캐리어 웨이브를 수신하고, 상기 캐리어 웨이브를 송수신 유닛(22Y), 특히 복조 유닛(24)에 제공한다. 안테나 유닛(30)에 제공된 안테나(첨부도면에 도시하지 않음)는 제1 실시 형태를 참 조하여 전술된 바와 같은 제어에 의해 방사 특성을 가변시킬 수 있는 안테나일 수 있다. 상기 안테나는 예를 들면, 위상배열 안테나 등일 수 있다.
안테나 유닛(30)은 판독기/기록기(20Y)와 분리될 필요는 없지만, 안테나 유닛(30)은 판독기/기록기(20Y)의 하우징 내에 저장될 수 있다. 안테나 유닛(30)은 송신 안테나/수신 안테나 및 이들을 보호하기 위한 케이스로 형성된다. 안테나 유닛(30)은 제어 유닛(21) 및 송수신 유닛(22Y)을 저장하는 판독기/기록기 본체와 분리되는 장치 또는 유닛이고, 케이블 등을 통해서 판독기/기록기에 접속된다. 따라서, 안테나 유닛(30)은 판독기/기록기 본체로부터 이격된 장소에 설치되도록 설계된다. 상이한 장소에 설치되는 복수의 안테나 유닛(30)을 1개의 판독기/기록기에 접속할 수 있고, 판독기/기록기 본체가 안테나 유닛(30)을 절환하면서 사용한다.
구성의 다른예로서, 본 실시예는 판독기/기록기(20Y)에 접속되는 복수의 안테나 유닛(30) 중 하나를 판독기/기록기(20Y) 내에 조립함으로써 실현될 수 있다.
제어 유닛(21)은 스위치 유닛(2302)이 캐리어 웨이브 발생 유닛(23011 내지 23019)을 절환하도록 허용함으로써 무선 IC 태그(40)를 판독한다. 제어 유닛(21)은, 각각의 캐리어 웨이브(본 예에서는 채널)에 대해 판독이 실행되었을 경우, 무선 IC 태그(40)로부터 응답으로서 회신되는 전파의 수신 강도를 기록한다. 기록된 전파의 수신 강도는 판독기/기록기 제어 장치(10)를 통해서 위치특정 장치(50)에 전송된다.
[D.2. 위치특정 장치]
제4 실시 형태에 따른 위치특정 장치(50)는 제3 실시 형태에 따른 위치특정 장치(50)와 동일한 기본적인 구성을 가지며, 다른 점은 판독 결과 기억 유닛(502)에 기억되는 데이터이다.
도24는 제4 실시 형태에 따른 판독 결과 기억 유닛(502)(도17 참조)에 기억되는 데이터(판독 결과 데이터)의 예를 도시한다. 도24에 도시된 판독 결과 데이터는 판독기/기록기(20Y)로부터의 판독 결과를 테이블로서 기억하는 예이다. 테이블(2400)은 각각의 안테나 유닛(30) 또는 안테나 유닛(30)에 제공된 각각의 안테나에 대해서 판독 결과 기억 유닛(502)에 기억된다.
테이블(2400)은 판독기/기록기(20Y)에 의해 판독된 각각의 고유 ID에 대해서 레코드(2401)를 갖는다. 각 레코드(2401)는 고유 ID를 저장하는 고유 ID 필드(2402), 캐리어 웨이브 발생 유닛(23011)(채널 1에 대응하는 주파수의 캐리어 웨이브를 발생함)을 이용하는 판독 처리에 있어서, 대응하는 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)로부터 수신된 전파 강도를 저장하는 채널 1 필드(2403), 캐리어 웨이브 발생 유닛(23012)(채널 2에 대응하는 주파수의 캐리어 웨이브를 발생함)을 이용하는 판독 처리에 있어서, 대응하는 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)로부터 수신된 전파 강도를 저장하는 채널 2 필드(2404), 캐리어 웨이브 발생 유닛(23019)(채널 9에 대응하는 주파수의 캐리어 웨이브를 발생시킴)을 이용하는 판독 처리에 있어서, 대응하는 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)로부터 수신된 전파 강도를 저장하는 채널 9 필드(2405), 각 채널의 캐리어 웨이브가 이용될 경우에 전파 강도를 종합적으로 판단해서 결정한 평가 전파 강도 필드(2406), 및 평가 전파 강도에 기초하여 결정되는 추정 거리 필드(2407)를 갖는다. 테이블(2400)은 채널 3 내지 채널 8에 대응하는 채널 필드를 포함하지만, 도24에는 생략되어 있다.
고유 ID 필드(2402)는 판독기/기록기(20Y)로부터 수신된 고유 ID를 저장한다. 하나의 레코드는 하나의 고유 ID를 저장하기 때문에, 예를 들면, 1회의 판독 조작시 50개의 고유 ID가 판독되는 경우에는, 50개의 레코드(2401)가 테이블(50)에 만들어진다.
각 채널 필드(2403 내지 2405)는 대응하는 채널이 사용될 때 수신되는 전파 강도에 해당하는 정보를 저장한다.
평가 전파 강도 필드(2406)는 각각의 안테나 유닛(30)에 대해서, 안테나의 방사 특성(예를 들면, 전계 패턴, 빔 방향, 빔 폭)을 변화시키면서, 각 채널의 캐리어 웨이브를 이용해서 판독 처리가 실행되었을 경우의 전파 강도를 종합적으로 판단해서 얻어진 값을 저장한다. 예를 들면, 판독기/기록기(20Y)는 각각의 안테나 유닛(30)에 대해서, 빔 방향이 제1 방향이 되도록 안테나의 방사 특성을 변화시키고, 채널을 절환하고 송신함으로써 판독 처리를 실행하고, 이어서 빔 방향이 제1 방향과는 상이한 제2 방향일 수 있도록 안테나의 방사 특성을 변화시키며, 채널을 절환하고 송신해서 판독 처리를 실행한다. 이때, 위치특정 시스템(1500), 특히 판독기/기록기(20Y)는 판독 처리시 무선 IC 태그(40)로부터의 신호의 수신 강도를 측정하고, 이를 기억한다. 각 채널의 캐리어 웨이브가 이용될 경우에 무선 IC 태그로부터 수신되는 전파 강도를 종합적으로 판단하는 다양한 방법이 있지만, 본 실시 예에서는 가장 강한 전파 강도가 평가 전파 강도로서 규정된다.
추정 거리 필드(2407)는 평가 전파 강도 필드(2406)에 저장된 평가 전파 강도를 기초로 하여 추정되는 거리, 즉, 레코드에 대응하는 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)와, 안테나 유닛(30) 사이의 추정 거리를 저장한다. 추정 거리는 위치 산출 유닛(503)에 의해 산출되는 정보이다. 본 예에서, 테이블(2400)의 일부이지만, 상기 정보는 테이블(2400)의 일부일 필요는 없다.
전술된 바와 같이, 상기 테이블(2400)은 각각의 안테나 유닛(30) 또는 안테나 유닛(30)에 제공되는 각각의 안테나에 대해서 작성된다. 따라서, 1개의 무선 IC 태그(40)와 각각의 안테나 유닛(30) 또는 안테나 유닛(30)에 제공된 각각의 안테나 사이의 추정 거리는 최종적으로 판독 결과 기억 유닛(502)에 기억된다.
위치 산출 유닛(503)은 평가 전파 강도 필드(2407)에 저장된 평가 전파 강도 에 기초하여 안테나 유닛(30) 또는 안테나 유닛(30)에 제공된 각각의 안테나와 각각의 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40) 사이의 추정 거리를 산출하고, 각 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)는 각 추정 거리에 기초하여 산출된다.
추정 위치를 산출하는 방법은 제3 실시 형태와 동일하기 때문에, 상세한 것은 생략한다.
따라서, 본 실시 형태에 따른 위치특정 시스템(1500) 및 위치특정 장치(50)는 안테나의 방사 특성을 변화시키면서, 무선 IC 태그(40)에 송신되는 판독 전파의 캐리어 주파수를 절환함으로써 판독 처리를 실행하기 때문에, 판독 전파의 데드 스폿은 변화될 수 있다. 따라서, 판독이 주파수의 캐리어 웨이브를 이용해 실시되는 경우, 데드 스폿에 위치하기 때문에 판독기/기록기(20Y)에 응답하지 않는 무선 IC 태그(40)는 다른 주파수의 캐리어 웨이브를 이용해 판독이 실시되는 경우에 데드 스폿로부터 벗어날 수 있다. 따라서, 무선 IC 태그(40)로부터의 수신 강도가 임의의 주파수에서 정확하게 얻어질 수 있을 것으로 예상된다. 각각의 캐리어 웨이브가 이용되었을 경우에 얻어진 수신 강도를 종합적으로 판단함으로써, 정확한 수신 강도가 무선 IC 태그(40)로부터 얻어질 수 있고, 무선 IC 태그(40)의 보다 정확하거나 또는 적절한 위치가 특정될 수 있다.
[E. 제5 실시 형태]
제5 실시 형태를 설명한다. 본 발명의 제5 실시 형태는 무선 IC 태그(40)의 위치를 특정하는 위치특정 시스템에 있어서, 데드 스폿에 대처하면서 무선 IC 태그(40)를 판독함으로써, 보다 높은 정밀도로 위치를 특정하는 시스템으로서 제안된다.
제5 실시 형태에 따른 위치특정 시스템은 무선 IC 태그(40)를 판독하는 판독기/기록기(20)와, 판독기/기록기(20)의 판독 작동을 제어하는 판독기/기록기 제어 장치(10)와, 판독기/기록기(20)에 의해 판독된 무선 IC 태그(40)의 고유 ID에 대한 판독 성공 횟수 또는 성공율에 의거하여 무선 IC 태그의 위치를 특정하는 위치특정 장치(50Z)를 포함한다.
제5 실시 형태에 따른 위치특정 시스템은 위치특정 장치(50) 대신에 위치특정 장치(50Z)를 구비하는 점을 제외하고는, 제3 실시 형태에 따른 위치특정 시스템(1500)과 동일한 구성을 갖는다(도15 참조).
[E.1. 판독기/기록기 및 무선 IC 태그]
제5 실시 형태에 따른 위치특정 시스템에 이용되는 판독기/기록기 제어 장치(10), 판독기/기록기(20), 및 무선 IC 태그(40)의 구성은 제3 실시 형태에 따른 것과 동일하다. 따라서, 이들의 상세한 설명은 생략한다.
[E.2. 위치특정 장치]
위치특정 장치(50Z)는 판독기/기록기(20)에 의해 판독된 무선 IC 태그(40)의 고유 ID에 관한 판독 성공 횟수 또는 성공율에 의거하여 무선 IC 태그(40)의 위치를 특정하는 기능을 갖는다.
위치특정 장치(50Z)에는 연산 처리 유닛(CPU), 메인 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(R0M), 입출력 장치(I/O), 및 필요한 경우에는 하드 디스크 장치 등과 같은 외부 기억 장치가 구비되고, 예를 들어 컴퓨터, 워크스테이션 등과 같은 정보 처리 장치일 수 있다. 상기 R0M, 하드 디스크 장치 등은 정보 처리 장치로 하여금 위치특정 장치(50Z)로서 기능하도록 하는 프로그램, 또는 위치특정 방법을 컴퓨터에 실행시키기는 프로그램을 기억한다. 프로그램을 RAM에 로딩하고 CPU로 하여금 이를 실행하도록 함으로써, 위치특정 장치(50Z)가 실현되거나, 또는 위치특정 방법이 실행된다.
도25는 위치특정 장치(50Z)의 예를 도시하는 기능 블럭도이다.
위치특정 장치(50Z)는 판독 지시 유닛(501Z)과, 판독 결과 기억 유닛(502Z)과, 위치 산출 유닛(503Z)을 구비한다.
판독 지시 유닛(501Z)은 각 판독기/기록기(20)에 소정 횟수로 판독 처리를 실행하도록 명령을 지시하는 기능을 갖는다. 각 판독기/기록기(20)는 상기 명령에 따라서 안테나의 방사 특성을 변화시키면서, 소정 횟수로 판독 처리를 실행한다. 예를 들면, 판독기/기록기(20)는 안테나의 빔 방향이 제1 방향으로 될 수 있도록 안테나의 방사 특성을 변화시키면서 판독을 실시하고, 그 후, 안테나의 빔 방향이 제1 방향과는 상이한 제2 방향으로 될 수 있도록 안테나의 방사 특성을 변화시키면서 판독을 실행하며, 그에 따라 일회의 판독 처리를 완료한다. 판독이 임의의 방향에서 성공적으로 실행되면, 판독 처리는 성공적으로 실시되었다고 가정하고, 성공적인 처리의 통지가 위치특정 장치(50Z)에 전송된다.
본 실시예에서, 소정 횟수는 100회인 것으로서 간주되지만, 본 발명은 상기 횟수에 한정되지 않는다. 소정 횟수는 고정된 횟수가 아닌 값일 수 있고, 소정 횟수는 위치특정 시스템(1500)의 환경에 있어서 통신 환경에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 또한, 상이한 소정 횟수는 각 판독기/기록기(20) 또는 안테나 유닛(30)에 대해서 설정될 수 있다.
판독 처리가 실시되는 각각의 시간에 있어서, 각 판독기/기록기(20)는 판독기/기록기(20)의 통신 영역 내의 모든 무선 IC 태그(40)와 통신하고, 통신의 결과로서, 판독이 성공적으로 실행된 모든 고유 ID를 위치특정 장치(50Z), 특히 판독 결과 기억 유닛(502Z)에 통지한다.
판독 결과 기억 유닛(502Z)은 판독기/기록기(20)로부터 수신된 판독 결과를 기억하는 기능을 갖는다. 도26은 판독 결과 기억 유닛(502Z)에 기억된 판독 결과 데이터의 예를 도시한다. 도26에 도시된 판독 결과 데이터는 판독기/기록기로부터 의 판독 결과를 테이블로서 기억하고 있는 예이다. 이러한 테이블(50)은 각각의 안테나 유닛(30)에 대해서 판독 결과 기억 유닛(502Z)에 기억된다.
테이블(2600)은 판독기/기록기(20)에 의해 판독된 각각의 고유 ID에 대해서 레코드(2601)를 갖는다. 각 레코드(2601)는 고유 ID를 저장하는 고유 ID 필드(2602), 1회째의 판독 처리의 결과, 대응하는 고유 ID가 성공적으로 판독되었는지 여부로서의 정보를 저장하는 1회째 필드(2603), 2회째의 판독 처리의 결과, 대응하는 고유 ID가 성공적으로 판독되었는지 여부로서의 정보를 저장하는 2회째 필드(2604), 3회째의 판독 처리의 결과, 대응하는 고유 ID가 성공적으로 판독되었는지 여부로서의 정보를 저장하는 3회째 필드(2605), …, (4회째 필드부터 99회째 필드까지는 생략됨), 소정 횟수, 즉 100회째의 판독 처리의 결과, 대응하는 고유 ID가 성공적으로 판독되었는지 여부로서의 정보를 저장하는 100회째 필드(2606), 1회째부터 100회째까지의 판독 처리 결과 중, 판독 성공 횟수를 저장하는 성공 횟수 필드(2607), 및 판독 성공 횟수에 기초하여 결정되는 추정 거리 필드(2608)를 포함한다.
고유 ID 필드(2602)는 판독기/기록기(20)로부터 수신된 고유 ID를 저장한다. 하나의 레코드는 하나의 고유 ID를 저장하기 때문에, 예를 들면 1회의 판독 조작에서 50개의 고유 ID가 판독되었을 경우에는, 50개의 레코드(2601)가 테이블(2600)에 만들어진다.
1회째 필드(2603)로부터 100회째 필드(2606)까지의 필드에 있어서, 현재의 판독 처리의 결과, 대응하는 고유 ID가 판독기/기록기(20)로부터 전송되었는지 여 부로서의 정보가 저장된다. 이 예에서, "1"은 현재의 판독 처리 결과에 있어서, 대응하는 고유 ID가 판독기/기록기(20)로부터 수신되었음을 나타내고, 즉 "0"은 현재의 판독 처리 결과에 있어서, 대응하는 고유 ID가 판독기/기록기(20)로부터 수신되지 않았음을 나타내며, 즉, 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)는 성공적으로 판독하지 못하였다.
성공 횟수 필드(2607)는 1회째 필드(2603)로부터 100회째 필드(2606)까지의 필드에서, 대응하는 고유 ID가 판독기/기록기(20)로부터 주어진 정보를 저장하는 필드의 수, 즉, 레코드(2601)에 대응하는 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그의 판독 성공 횟수를 저장한다.
추정 거리 필드(2608)는 성공 횟수 필드(2607)에 저장된 판독 성공 횟수에 기초하여 추정되는 거리, 즉, 레코드에 대응하는 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그와, 안테나 유닛(30) 사이의 추정 거리를 저장한다. 추정 거리는 후술하는 위치 산출 유닛(503Z)에 의해 산출되는 정보이다. 이 예에서, 테이블(2600)의 일부이지만, 상기 정보는 항상 테이블(2600)의 일부일 필요는 없다.
전술된 바와 같이, 상기 테이블(2600)은 각각의 안테나 유닛(30)에 대해서 작성된다.
위치 산출 유닛(503Z)은 성공 횟수 필드(2607)에 저장된 판독 성공 횟수에 기초하여 각 판독기/기록기(20)와 각 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40) 사이의 추정 거리를 산출하고, 각 추정 거리에 의거하여 각 고유 ID를 갖는 무선 IC 태그(40)를 산출한다.
도27은 판독 성공 횟수로부터 추정 거리의 산출시 위치 산출 유닛(503Z)이 이용하는 데이터의 예를 도시한다. 도27에 도시된 데이터는 판독 성공 횟수 값(종축)에 따라, 추정 거리를 특정하게 정하는 그래프를 나타낸다. 예를 들면, 추정 거리 0은 판독 성공 횟수 100일 수 있고, 추정 거리 L은 판독 성공 횟수 50일 수 있으며, 추정 거리 2L은 판독 성공 횟수 25일 수 있다. 이러한 데이터는 무선 IC 태그(40)와 판독기/기록기(20) 사이의 거리를 변화시키면서 판독 성공 횟수의 통계를 구함으로써 작성될 수 있지만, 이러한 데이터는 다른 방법으로 작성될 수도 있다.
도28은 판독 성공 횟수로부터 산출된 추정 거리에 의거하여 무선 IC 태그(40)의 추정 위치를 산출하는 위치 산출 유닛(503Z)의 결과를 저장하는 테이블의 예를 도시한다. 이 예에서, 위치는 2개의 상이한 안테나 유닛(30)[이하, 안테나 유닛(A)와 안테나 유닛(B)으로 구별함]을 이용해서 특정된다. 테이블(2800)은 각각의 고유 ID에 대해서 하나의 레코드(2801)를 갖는다. 각 레코드(2801)는 고유 ID를 저장하는 고유 ID 필드(2802), 안테나 유닛(A)에 대해서 추정 거리를 저장하는 제1 추정 거리 필드(2803), 안테나 유닛(B)에 대해서 추정 거리를 저장하는 제2 추정 거리 필드(2804), 및 고유 ID에 대응하는 무선 IC 태그(40)의 추정 위치를 저장하는 추정 위치 필드(2805)를 갖는다.
전술한 바와 같이 산출된 추정 위치는 각각의 레코드(2801)의 추정 위치 필드(2805)에 저장된다. 위치특정 장치(50Z)는 테이블(2800)을 참조함으로써, 각각의 고유 ID에 대한 추정 위치를 출력하고, 사용자에게 각 무선 IC 태그의 추정 위 치를 제공할 수 있다.
본 실시 형태에 따르면, 무선 IC 태그(40)의 판독에 의한 위치 검출은 전파 전파 상태(radio wave propagation status)의 변동의 영향없이 보다 높은 정밀도로 실행될 수 있다.
[F. 변형예, 기타]
(1) 타임 스탬프(time stamp)[시각 정보(time information)]가 판독기/기록기(20X, 20Y)에 의해 출력되는 수신 강도를 나타내는 데이터에 부가되어 위치특정 장치(50)에 전달되고, 위치특정 장치(50)는 각 시간 위치에 대해서 테이블(2400)을 생성하여, 각 시간 위치에 대해서 무선 IC 태그(40)의 추정 위치를 출력한다.
(2) 본 발명은 제3 실시 형태와 제4 실시 형태를 조합해도 성립한다. 즉, 무선 IC 태그(40)는, 안테나의 방사 특성을 절환하면서, 각 주파수의 각각의 캐리어 웨이브에 대해서 편파의 방향을 절환함으로써 판독될 수 있고, 무선 IC 태그(40)로부터 판독기/기록기(20X)(20Y)로 복귀되는 신호의 강도(수신 신호 강도)가 측정될 수 있으며, 무선 IC 태그(40)의 추정 위치는 측정 결과에 기초하여 출력될 수 있다.
(3) 상기 제5 실시예에서, 추정 거리는 판독 성공 횟수를 기초로 하여 결정되지만, 추정 거리는 성공 확률(판독 성공 횟수/전체 판독 처리 횟수)을 기초로 하여 결정될 수 있다.
(4) 전술한 판독 성공 횟수에 부가하여, 각 판독 성공시의 무선 IC 태그(40)로부터의 응답 송신시의 전파 강도가 기록될 수 있고, 추정 거리는 각각의 판독 성 공 횟수와 전파 강도를 기초로 하여 산출될 수 있으며, 위치의 추정 거리는 양자의 추정 거리로부터 산출될 수 있다.
본 발명에 따르면, 데이터 판독이 가능한 데이터 판독기는 데이터 판독기에 의해 방사되는 판독용 전파의 간섭에 의한 판독 불가능 또는 판독 곤란한 위치/영역이 발생하는 일이 없으며, 무선 IC 태그의 위치에 관계없이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따르면, 데이터 판독기로부터 방사되는 판독용 전파의 간섭에 의한 판독 불가능 또는 판독 곤란한 위치/영역의 발생 위치가 캐리어 웨이브의 위상 변화에 따라 변화될 수 있으며, 따라서 무선 IC 태그의 위치에 관계없이 데이터 판독을 실패하지 않고 데이터를 판독한다.
본 발명의 또 다른 형태에 따르면, 데드 스폿에 의한 판독 에러없이 기억 매체의 위치가 특정될 수 있다.
다른 장점 및 변형은 당업자에 의해 용이하게 실시될 수 있다. 따라서, 보다 넓은 측면에서 본 발명은 본원에 도시되고 설명된 특정 실시예 및 대표적인 형태에 한정되지 않는다. 따라서, 첨부된 특허청구범위 및 그의 동등물에 의해 규정되는 일반적인 발명 개념의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 각종 수정이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 데이터 판독이 가능한 데이터 판독기는 데이터 판독기에 의해 방사되는 판독용 전파의 간섭에 의한 판독 불가능 또는 판독 곤란한 위치/영역이 발생하는 일이 없으며, 무선 IC 태그의 위치에 관계없이 제공될 수 있고; 데 드 스폿에 의한 판독 에러없이 기억 매체의 위치가 특정될 수 있다.

Claims (11)

  1. 데이터를 기억하는 기억 유닛과 상기 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비한 기억 매체로부터, 이격된 위치에서 데이터를 판독하기 위한 데이터 판독기이며,
    기억 매체와 함께 데이터를 송신 및 수신하는 복수의 안테나 수단과,
    각각의 안테나 수단에 접속된 제어 수단을 포함하고,
    각각의 안테나 수단은 제어 수단으로부터의 지시에 따라서 방사 특성을 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 데이터 판독기.
  2. 제1항에 있어서, 제어 수단은 안테나 수단의 방향성을 다른 안테나 수단의 방향성과 협력하여 변화시키는 것을 특징으로 하는 데이터 판독기.
  3. 제1항에 있어서, 제어 수단은 복수의 안테나 수단을 연속적으로 구동함으로써 안테나 수단으로부터 방사되는 전파의 방향을 변화시키는 것을 특징으로 하는 데이터 판독기.
  4. 제1항에 있어서, 2개 이상의 복수의 안테나 수단이 동시에 구동될 때, 제어 수단은 구동되는 안테나 수단의 빔 방향이 상기 안테나 수단과 함께 동시에 구동되는 다른 안테나 수단의 방향과 상이하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 데이터 판 독기.
  5. 데이터를 기억하는 기억 유닛과 상기 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비한 기억 매체로부터, 이격된 위치에서 데이터를 판독하기 위한 데이터 판독기이며,
    캐리어 웨이브를 변조함으로써 변조된 신호를 생성하는 제어 수단과,
    변조된 신호를 공중에 방사시킴으로써 기억 매체와의 데이터 통신을 위한 판독 작동용 전파를 송출하는 복수의 안테나 수단을 포함하고,
    제어 수단은 캐리어 웨이브의 위상을 변화시키기 위한 위상 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 데이터 판독기.
  6. 제5항에 있어서, 위상 조정 수단은 캐리어 웨이브의 위상을 단계적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 데이터 판독기.
  7. 위치특정 시스템이며,
    상이한 편파 방향을 갖는 전파를 이용함으로써, 데이터를 기억하는 기억 유닛과 상기 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비하는 기억 매체로부터 데이터를 판독하는 복수의 안테나 수단과,
    각각의 안테나 수단에 접속되는 한편, 각각의 안테나 수단의 방사 특성이 변하도록 각각의 안테나 수단을 제어하는 제어 수단과,
    각각의 안테나 수단의 방사 특성을 변경시키면서, 상이한 편파 방향을 갖는 전파를 이용해, 기억 매체에 기억된 데이터의 판독 작동의 결과로 얻어지는 신호 강도에 기초하여, 각 기억 매체의 위치를 산출하는 위치특정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치특정 시스템.
  8. 위치특정 시스템이며,
    상이한 중심 주파수를 갖는 전파를 이용함으로써, 데이터를 기억하는 기억 유닛과 상기 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비하는 기억 매체로부터 데이터를 판독하는 복수의 안테나 수단과,
    각각의 안테나 수단에 접속되는 한편, 각각의 안테나 수단의 방사 특성이 변경될 수 있도록 각각의 안테나 수단을 제어하는 제어 수단과,
    각각의 안테나 수단의 방사 특성을 변경시키면서, 상이한 중심 주파수를 갖는 전파를 이용해, 기억 매체에 기억된 데이터의 판독 작동의 결과로 얻어지는 신호 강도에 기초하여 각 기억 매체의 위치를 산출하는 위치특정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치특정 시스템.
  9. 위치특정 시스템이며,
    상이한 편파 방향과 중심 주파수를 갖는 전파를 이용함으로써, 데이터를 기억하는 기억 유닛과 상기 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비한 기억 매체로부터 데이터를 판독하기 위한 복수의 안테나 수단과,
    각각의 안테나 수단에 접속되는 한편, 각각의 안테나 수단의 방사 특성이 변경될 수 있도록 각각의 안테나 수단을 제어하는 제어 수단과,
    각각의 안테나 수단의 방사 특성을 변경시키면서, 상이한 편파 방향과 상이한 중심 주파수를 갖는 전파를 이용해, 판독 작동의 결과로 얻어지는 신호 강도에 기초하여 각 기억 매체의 위치를 산출하는 위치특정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치특정 시스템.
  10. 위치특정 시스템이며,
    데이터를 기억하는 기억 유닛과 상기 기억 유닛에 기억된 데이터를 송신하기 위한 통신 안테나를 구비한 기억 매체로부터 데이터를 판독하기 위한 복수의 안테나 수단과,
    각각의 안테나 수단에 접속되는 한편, 각각의 안테나 수단의 방사 특성이 변경될 수 있도록 각각의 안테나 수단을 제어하는 제어 수단과,
    각각의 안테나 수단의 방사 특성을 변경시키면서, 각각의 안테나 수단이 기억 매체를 복수회 판독하도록 함으로써 얻어지는 판독 성공 횟수를 이용해, 각 기억 매체의 위치를 산출하는 위치특정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치특정 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    위치특정 수단은, 판독 작동이 각 기억 매체에서 성공적으로 실행되었을 경 우 각 기억 매체로부터 수신된 신호 강도를 기록하고, 판독 작동 성공 횟수와 함께 신호 강도를 이용해 기억 매체의 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치특정 시스템.
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