JP4473146B2

JP4473146B2 - Contactless tag system

Info

Publication number: JP4473146B2
Application number: JP2005017196A
Authority: JP
Inventors: 秀幸安田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-01-25
Filing date: 2005-01-25
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2025-01-25
Also published as: JP2006209236A

Description

本発明は、電磁結合または静電結合を利用して、タグとタグリーダとの間で非接触的に情報の送受信を行う非接触タグシステムに関するものである。 The present invention relates to a non-contact tag system that performs non-contact transmission / reception of information between a tag and a tag reader using electromagnetic coupling or electrostatic coupling.

図１４は、従来の非接触タグシステムの一例として、一般的な電波タグシステムの構成を概略的に示す図である。この電波タグシステムは、CRTや液晶ディスプレイ等からなる表示装置1と、パーソナルコンピュータ2と、タグ走査装置3と、単一もしくは複数のタグとから構成される。図中では、活性化タグ9と非活性化タグ10の２種類のタグを示しているが、これらは必ずしも必須の構成ではない。 FIG. 14 is a diagram schematically showing a configuration of a general radio wave tag system as an example of a conventional non-contact tag system. This radio wave tag system includes a display device 1 composed of a CRT, a liquid crystal display or the like, a personal computer 2, a tag scanning device 3, and a single or a plurality of tags. In the figure, two types of tags, an activation tag 9 and a non-activation tag 10, are shown, but these are not necessarily indispensable components.

図１４において、タグ走査装置3は、活性化タグ9，非活性化タグ10との通信処理を行うものであり、アンテナ4と、制御回路5と、ＲＦ回路6とを含んで構成されている。一方、活性化タグ9，非活性化タグ10は、内部にアンテナコイルとＩＣチップを搭載し、タグ走査装置3と無線通信を行うことができるようになっている。この無線通信には、長波帯135KHz、短波帯の6.78MHz、13.56MHz、27.125MHz、40.68MHz、433.92MHz、869.0MHz、915.0MHz、及びマイクロ波帯の2.45GHz、5.8GHz、24.125GHzなどの周波数の電波を使用することができるが、国の法規等によっては利用できない周波数もある。 In FIG. 14, the tag scanning device 3 performs communication processing with the activation tag 9 and the deactivation tag 10, and includes an antenna 4, a control circuit 5, and an RF circuit 6. . On the other hand, the activation tag 9 and the deactivation tag 10 have an antenna coil and an IC chip mounted therein, and can perform wireless communication with the tag scanning device 3. For this wireless communication, long wave band 135KHz, short wave band 6.78MHz, 13.56MHz, 27.125MHz, 40.68MHz, 433.92MHz, 869.0MHz, 915.0MHz, and microwave band 2.45GHz, 5.8GHz, 24.125GHz, etc. However, there are some frequencies that cannot be used depending on national regulations.

パーソナルコンピュータ2には、表示装置1に表示信号を出力し、タグ走査装置3と通信するための制御ソフトが組み込まれている。パーソナルコンピュータ2からタグ走査装置3に送信されたコマンドはタグ走査装置3の制御回路5において受信され、制御回路5は受信したコマンドに従ったデジタル送信データをＲＦ回路6に送信する。タグ走査装置3のＲＦ回路6は、受信したデジタルデータをＲＦ(Radio Frequency)信号に変換する。このＲＦ信号はアンテナ4に給電され、空間に送信電波として放射される。送信電波が放射された空間にはＲＦ磁界が発する。 The personal computer 2 incorporates control software for outputting a display signal to the display device 1 and communicating with the tag scanning device 3. The command transmitted from the personal computer 2 to the tag scanning device 3 is received by the control circuit 5 of the tag scanning device 3, and the control circuit 5 transmits digital transmission data according to the received command to the RF circuit 6. The RF circuit 6 of the tag scanning device 3 converts the received digital data into an RF (Radio Frequency) signal. This RF signal is fed to the antenna 4 and radiated as a transmission radio wave to the space. An RF magnetic field is generated in the space where the transmission radio wave is radiated.

活性化タグ9，非活性化タグ10は、上記のＲＦ磁界内に配置されている状態で、内蔵されるアンテナコイルによりＲＦ磁界の電磁波を受信することができる。活性化タグ9，非活性化タグ10を駆動する電力は、受信される電磁波から抽出される。この受信電力は、タグ走査装置3と活性化タグ9，非活性化タグ10との通信距離により変動する。すなわち、タグ走査装置3と活性化タグ9，非活性化タグ10との間の距離が近い場合は受信電力が大きくなり、遠い場合は受信電力が小さくなる。受信電力を得た活性化タグ9，非活性化タグ10は活性化し、さらに受信された電磁波からデータを取り出し、各タグに実装されたデータ処理機能によりデータ解析を行い、自身がタグ走査装置3の通信対象であると認識した場合には、受信データに対して所定の処理を行ったデータを再びＲＦ信号に変換して内蔵ループコイルアンテナから空間に受信電波として放射する動作を行う“活性化タグ”になる。一方、活性化タグ9，非活性化タグ10は、タグ走査装置3からの受信データを解析した結果、自身がタグ走査装置3の通信対象でないと認識した場合には、内蔵ループコイルアンテナからの受信電波の放射はおこなわず“非活性化タグ”として振る舞う。 The activation tag 9 and the deactivation tag 10 can receive an electromagnetic wave of an RF magnetic field by a built-in antenna coil in a state where the activation tag 9 and the deactivation tag 10 are arranged in the RF magnetic field. The power for driving the activation tag 9 and the deactivation tag 10 is extracted from the received electromagnetic wave. This received power varies depending on the communication distance between the tag scanning device 3, the activation tag 9, and the deactivation tag 10. That is, when the distance between the tag scanning device 3 and the activation tag 9 and the deactivation tag 10 is short, the reception power increases, and when it is far away, the reception power decreases. The activation tag 9 and the deactivation tag 10 that have received the received power are activated, and further, the data is extracted from the received electromagnetic wave, analyzed by the data processing function mounted on each tag, and the tag scanning device 3 itself. When it is recognized that it is a communication target, the data obtained by performing predetermined processing on the received data is converted again into an RF signal and radiated from the built-in loop coil antenna to the space as received radio waves. It becomes a “tag”. On the other hand, when the activation tag 9 and the deactivation tag 10 recognize that they are not communication targets of the tag scanning device 3 as a result of analyzing the received data from the tag scanning device 3, the activation tag 9 and the deactivation tag 10 It does not radiate received radio waves and behaves as a “deactivation tag”.

活性化タグ9から放射された電波は、タグ走査装置3のアンテナ4により受信され、ＲＦ回路6によりデジタル受信データに変換され、制御回路5により復号化される。復号化された情報は、所定の通信プロトコルに従って応答信号に変換され、パーソナルコンピュータ2に送信される。パーソナルコンピュータ2では、制御ソフトにより受信した応答信号に準じた処理が行われる。また、必要に応じてこの処理結果から表示情報が生成され、当該表示情報を表示するための表示信号が表示装置1に出力される。表示装置1により所定の文字や図形等がユーザに表示されることになる。表示内容は、例えば、タグ走査装置3と通信したタグの固有ＩＤコードなどである。 The radio wave radiated from the activation tag 9 is received by the antenna 4 of the tag scanning device 3, converted into digital reception data by the RF circuit 6, and decoded by the control circuit 5. The decrypted information is converted into a response signal according to a predetermined communication protocol and transmitted to the personal computer 2. In the personal computer 2, processing according to the response signal received by the control software is performed. In addition, display information is generated from the processing result as necessary, and a display signal for displaying the display information is output to the display device 1. The display device 1 displays predetermined characters, graphics, and the like to the user. The display content is, for example, a unique ID code of a tag communicated with the tag scanning device 3.

以上の手順によりタグ走査装置3は、主に活性化タグ9との間で非接触式のデータ通信を行うことができる。 Through the above procedure, the tag scanning device 3 can perform non-contact data communication mainly with the activation tag 9.

図１５は、従来の電波タグシステム等の非接触タグシステムにおいて用いられるタグの構成を概略的に示す図である。図１５（ａ）〜（ｄ）に示す各タイプにおいて、タグは主にアンテナコイル120とＩＣチップ121とから構成されている。アンテナ120の形状は、通信に使用される電波の周波数、偏波面や、到達距離、その用途に従って様々な形状や大きさが存在する。一般的に、使用する電波の周波数が低いほどその波長が長くなるため、アンテナは大きくなる。アンテナの偏波面が問題にならない場合には、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すような直線偏波アンテナが用いられるのが一般的である。 FIG. 15 is a diagram schematically showing a configuration of a tag used in a non-contact tag system such as a conventional radio wave tag system. In each type shown in FIGS. 15A to 15D, the tag is mainly composed of an antenna coil 120 and an IC chip 121. The shape of the antenna 120 has various shapes and sizes according to the frequency of radio waves used for communication, the plane of polarization, the reach distance, and the application. In general, the lower the frequency of the radio wave used, the longer the wavelength, and the larger the antenna. When the plane of polarization of the antenna does not become a problem, a linearly polarized antenna as shown in FIGS. 15A to 15D is generally used.

図１５（ａ）に示すカード型タグは、クレジットカードの様な形状で非常に薄型である。図１５（ｂ）に示す方形ループ型タグ、図１５（ｃ）に示す円形ループ型タグ、並びに図１５（ｄ）に示す折り返しダイポールアンテナ型タグなど通常用いられている。尚、偏波面が定まらない場合には、円偏波アンテナ（図示）を用いるのが有利である。 The card-type tag shown in FIG. 15 (a) is a thin shape like a credit card. A square loop type tag shown in FIG. 15B, a circular loop type tag shown in FIG. 15C, and a folded dipole antenna type tag shown in FIG. 15D are generally used. If the plane of polarization is not determined, it is advantageous to use a circularly polarized antenna (shown).

このような非接触タグシステムにおいてタグとタグリーダとの間で通信を行う際には、タグにおいて発生する過剰電力が原因でタグのＩＣチップに発熱を伴う場合があることが知られている。例えば、特許文献１に記載の非接触タグでは、アンテナコイル自身の抵抗成分を大きくし、従来ＩＣチップで消費されていた過剰電力の一部をアンテナで消費させることにより、アンテナからも放熱させてＩＣチップにおける発熱を抑える技術が採用されている。 When communicating between a tag and a tag reader in such a non-contact tag system, it is known that the IC chip of the tag may be heated due to excessive power generated in the tag. For example, in the non-contact tag described in Patent Document 1, the resistance component of the antenna coil itself is increased, and a part of excess power consumed by the conventional IC chip is consumed by the antenna, so that the antenna also dissipates heat. A technology for suppressing heat generation in the IC chip is employed.

特開２０００−３４８１５２号公報。JP 2000-348152.

ところで、図１４に示すような非接触タグシステムにおいて、タグ走査装置は通信可能範囲内にある複数のタグとの間で通信を行う場合があるが、各タグの識別情報や位置情報も取得することができれば、より高機能な非接触タグシステムが実現されるものと考えられる。しかしながら、タグにはアンテナコイルや、信号処理部及びメモリ制御部を有するＩＣチップなど複雑な部品が搭載されており、これらに加えて位置検出用の部材を搭載するのでは、タグの製造コストが大きくなりすぎてしまう。 By the way, in the non-contact tag system as shown in FIG. 14, the tag scanning device may communicate with a plurality of tags within the communicable range, but also acquires identification information and position information of each tag. If possible, it is considered that a more sophisticated contactless tag system will be realized. However, the tag has complicated components such as an antenna coil and an IC chip having a signal processing unit and a memory control unit. In addition to these, mounting a member for position detection reduces the manufacturing cost of the tag. It gets too big.

そこで、本発明は、従来のタグをそのまま使用しながらもタグの識別情報や位置情報が取得できる非接触タグシステムを提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is intended to provide a non-contact tag system capable of acquiring tag identification information and position information while using a conventional tag as it is.

上記解決課題に鑑みて鋭意研究の結果、本発明者は、特許文献１に記載のタグにおいて生じる過剰電力の一部をアンテナで消費させる技術に着目し、このときアンテナから発せられる熱をタグ走査装置のセンサにより検出することにより、タグの位置を検出することができることに想到した。 As a result of diligent research in view of the above-mentioned problem, the inventor focused on a technique for consuming a part of excess power generated in the tag described in Patent Document 1 with the antenna, and at this time, the heat generated from the antenna was scanned with the tag. It was conceived that the position of the tag can be detected by detecting with the sensor of the apparatus.

すなわち、本発明は、タグと非接触で相互作用する手段と、タグの位置を検出する手段とを備えた非接触タグシステムであって、タグの相互作用した状態の違いに基づいて各タグを識別することを特徴とする非接触タグシステムを提供するものである。 That is, the present invention is a non-contact tag system including a means for interacting with a tag in a non-contact manner and a means for detecting the position of the tag. The present invention provides a contactless tag system characterized by identifying.

本発明は、また、所定周波数の電波を吸収し発熱する素子を含んだタグと、電波によりタグと通信する無線通信手段と、タグから放射される赤外線を撮像する赤外線撮像手段と、前記赤外線撮像手段による撮像画像に基づいてタグの位置を検出する位置検出手段とを備えた非接触タグシステムであって、前記撮像画像から求められるタグの温度の違いに基づいて各タグを識別することを特徴とする電波タグシステムを提供するものである。 The present invention also includes a tag that includes an element that absorbs radio waves of a predetermined frequency and generates heat, wireless communication means that communicates with the tag by radio waves, infrared imaging means that images infrared rays emitted from the tag, and the infrared imaging A non-contact tag system comprising a position detection unit that detects a tag position based on a captured image by the unit, wherein each tag is identified based on a difference in tag temperature obtained from the captured image. A radio wave tag system is provided.

本発明の電波タグシステムは、前記赤外線撮像手段により撮像した複数の撮像画像の差分を取ることにより、温度が変化したタグを検出する手段をさらに備えていることを特徴とする。 The radio wave tag system of the present invention further includes means for detecting a tag whose temperature has changed by taking a difference between a plurality of captured images taken by the infrared imaging means.

本発明の電波タグシステムは、各タグが含んでいる発熱素子の形状を予め記憶している記憶手段と、前記赤外線撮像手段により撮像した撮像画像と前記記憶手段により記憶している各タグの発熱素子の形状とを照合することにより、撮像画像に含まれるタグの位置、回転、反転のうち少なくとも１つに関する配置情報を取得する手段とをさらに備えていることを特徴とする。 The radio wave tag system of the present invention includes a storage unit that preliminarily stores the shape of the heating element included in each tag, a captured image captured by the infrared imaging unit, and a heat generation of each tag stored by the storage unit. The apparatus further includes means for acquiring arrangement information related to at least one of the position, rotation, and inversion of the tag included in the captured image by collating with the shape of the element.

本発明の電波タグシステムは、前記赤外線撮像手段により撮像した撮像画像に含まれる各タグの温度差に基づき、各タグの前記赤外線撮像手段からの相対的距離を取得する手段をさらに備えていることを特徴とする。 The radio wave tag system of the present invention further includes means for acquiring a relative distance of each tag from the infrared imaging means based on a temperature difference of each tag included in a captured image taken by the infrared imaging means. It is characterized by.

本発明の電波タグシステムは、前記赤外線撮像手段により撮像した撮像画像に含まれる各タグの発熱素子の形状を認識し、当該形状にエンコードされた情報を解析する手段をさらに備えていることを特徴とする。 The radio wave tag system of the present invention further includes means for recognizing the shape of the heating element of each tag included in the captured image captured by the infrared imaging means and analyzing the information encoded in the shape. And

さらに、本発明の電波タグシステムにおいて、各タグは周波数特性が異なる発熱素子を含んでおり、前記無線通信手段は、複数の周波数が異なる電波を用いてタグと通信することができ、前記通信に用いられた周波数の違いに基づいて各タグを識別することを特徴とする。 Further, in the radio wave tag system according to the present invention, each tag includes a heat generating element having different frequency characteristics, and the wireless communication means can communicate with the tag using radio waves having different frequencies. Each tag is identified based on the difference in frequency used.

以上、説明したように、本発明によれば、電波タグ走査装置が放射した電波により活性化発熱する電波タグの発熱パターンを赤外線カメラから、２次元赤外線分布データとして測定することにより、電波タグの位置情報と形状情報を得ることができる非接触タグシステムが提供される。 As described above, according to the present invention, by measuring the heat generation pattern of the radio wave tag that generates heat by the radio wave radiated from the radio wave tag scanning device from the infrared camera as two-dimensional infrared distribution data, A contactless tag system capable of obtaining position information and shape information is provided.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の非接触タグシステムを実施するための最良の形態を詳細に説明する。図１〜図１３は、本発明の一実施形態を例示する図であり、これらの図において、同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成及び動作は同様であるものとする。 The best mode for carrying out the contactless tag system of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 13 are diagrams illustrating an embodiment of the present invention. In these drawings, the same reference numerals denote the same components, and the basic configuration and operation are the same. To do.

図１は、本実施形態における電波タグシステムの全体構成を概略的に示すブロック図である。図１において、電波タグシステムは、CRTや液晶ディスプレイ等からなる表示装置1と、パーソナルコンピュータ2と、電波タグ走査装置3と、単一もしくは複数の電波タグとから構成される。図中では、活性化電波タグ9と非活性化電波タグ10の２種類のタグを示しているが、これらは必ずしも必須の構成ではない。 FIG. 1 is a block diagram schematically showing the overall configuration of the radio wave tag system in the present embodiment. In FIG. 1, the radio wave tag system includes a display device 1 composed of a CRT or a liquid crystal display, a personal computer 2, a radio wave tag scanning device 3, and a single or a plurality of radio wave tags. In the figure, two types of tags, an activated radio wave tag 9 and a non-activated radio wave tag 10, are shown, but these are not necessarily essential components.

電波タグ走査装置3は、アンテナ4、制御回路5、ＲＦ回路6、並びに赤外線センサ7及び光学系8から構成される赤外線カメラ11を有している。制御回路5は、パーソナルコンピュータ2から受信したコマンドに応じて、周波数制御信号、発振制御信号及び変調制御信号をＲＦ回路6に対して出力する。また、図示しないが、電波タグから受信されるデジタル受信データを応答信号としてパーソナルコンピュータ2に送信する。ＲＦ回路6は、可変発振回路、変調回路、増幅回路等（詳細は後述する）から構成されるものであり、制御回路5から受信した発振制御信号及び変調制御信号に従って、特定周波数の発振、変調増幅を行ったＲＦ信号をアンテナ4に給電する。これをアンテナ4が空間に送信電波として放射することにより、ＲＦ磁界が発生する。赤外線カメラ11は、電波タグの発熱を検出するためのものであり、赤外線センサ7による測定視野が光学系8により規定されている。 The radio wave tag scanning device 3 includes an antenna 4, a control circuit 5, an RF circuit 6, an infrared sensor 11 including an infrared sensor 7 and an optical system 8. The control circuit 5 outputs a frequency control signal, an oscillation control signal, and a modulation control signal to the RF circuit 6 according to the command received from the personal computer 2. Although not shown, digital reception data received from the radio wave tag is transmitted to the personal computer 2 as a response signal. The RF circuit 6 is composed of a variable oscillation circuit, a modulation circuit, an amplification circuit, and the like (details will be described later). According to the oscillation control signal and the modulation control signal received from the control circuit 5, the RF circuit 6 oscillates and modulates at a specific frequency. The amplified RF signal is fed to the antenna 4. When the antenna 4 radiates this as a transmission radio wave in the space, an RF magnetic field is generated. The infrared camera 11 is for detecting the heat generated by the radio wave tag, and the field of view to be measured by the infrared sensor 7 is defined by the optical system 8.

パーソナルコンピュータ2は、制御回路5及び赤外線カメラ11と通信するための制御ソフトが組み込まれており、制御回路5からは電波タグからの受信データを受信し、赤外線カメラ11からは電波タグの位置検出データを受信する。必要に応じてこれらの受信データの処理結果から表示情報が生成され、当該表示情報を表示するための表示信号が表示装置1に出力される。また、パーソナルコンピュータ2は、後述する電波タグの電波吸収材についての相関データを保持している。 The personal computer 2 has built-in control software for communicating with the control circuit 5 and the infrared camera 11, receives received data from the radio tag from the control circuit 5, and detects the position of the radio tag from the infrared camera 11. Receive data. Display information is generated from the processing results of these received data as necessary, and a display signal for displaying the display information is output to the display device 1. Further, the personal computer 2 holds correlation data regarding a radio wave absorber for a radio wave tag described later.

本実施形態の電波タグシステムにおいては、図１に示すように、電波タグ走査装置3のアンテナ4が発生する磁束の中心θ1と、赤外線カメラ11の光学軸L1とをほぼ一致させるようにして、アンテナ4と光学系8とを配置するのが望ましい。アンテナ4は、上記条件を満足するものであれば、図示するようなループアンテナでなくとも、マイクロストリップラインで構成される平面アンテナや他の形状のアンテナであってもよい。また、アンテナ4は、光学系8のレンズ鏡筒周辺に配置してもよいし、光学系8のレンズ鏡筒の延長上に配置してもよい。 In the radio wave tag system according to the present embodiment, as shown in FIG. 1, the center θ1 of the magnetic flux generated by the antenna 4 of the radio wave tag scanning device 3 and the optical axis L1 of the infrared camera 11 are substantially matched. It is desirable to arrange the antenna 4 and the optical system 8. As long as the above conditions are satisfied, the antenna 4 may be a planar antenna constituted by a microstrip line or an antenna of another shape, instead of a loop antenna as illustrated. The antenna 4 may be disposed around the lens barrel of the optical system 8 or may be disposed on an extension of the lens barrel of the optical system 8.

以上のように構成された本実施形態の電波タグシステムにおいて、電波吸収材を含んだ電波タグが電波タグ走査装置3の走査範囲内にあるときには、電波タグ走査装置3から発せられる電波を吸収することにより発熱するので、電波タグ走査装置3の赤外線カメラ11はその電波タグの位置を検出することができる。尚、電波タグに含まれる電波吸収材とは、電波タグ走査装置3と通信するためのアンテナコイルであってもよいし、アンテナコイルとは別に設けられた部材であってもよい。例えば、高周波での電波吸収性能に優れているフェライトなどを用いるのが望ましい。 In the radio wave tag system of the present embodiment configured as described above, when a radio wave tag including a radio wave absorber is within the scanning range of the radio wave tag scanning device 3, the radio wave emitted from the radio wave tag scanning device 3 is absorbed. Therefore, the infrared camera 11 of the radio wave tag scanning device 3 can detect the position of the radio wave tag. The radio wave absorber included in the radio wave tag may be an antenna coil for communicating with the radio wave tag scanning device 3, or may be a member provided separately from the antenna coil. For example, it is desirable to use ferrite or the like that is excellent in radio wave absorption performance at high frequencies.

以下において、電波タグ走査装置3から放射された電波を受信することにより活性化して発熱した電波タグを活性化電波タグ9と称し、電波タグ走査装置3から放射された電波を受信せず非活性な発熱しない電波タグを非活性化電波タグ10と称する。活性化電波タグ9と非活性化電波タグ10とは、それぞれ異なる周波数の電波を吸収する電波吸収材を備えており、電波タグ走査装置3から放射される所定周波数の電波を吸収する電波吸収材を備える電波タグのみが、当該電波を吸収し発熱活性化し、固有の発熱パターンを発生することになる。 Hereinafter, a radio wave tag that is activated by receiving radio waves radiated from the radio wave tag scanning device 3 and is heated is referred to as an activated radio wave tag 9, and is inactive without receiving radio waves radiated from the radio wave tag scanning device 3. A radio wave tag that does not generate heat is referred to as an inactivated radio wave tag 10. The activated radio wave tag 9 and the deactivated radio wave tag 10 are each equipped with a radio wave absorber that absorbs radio waves of different frequencies, and the radio wave absorber that absorbs radio waves of a predetermined frequency emitted from the radio wave tag scanning device 3. Only the radio wave tag including the above will absorb the radio wave and activate the heat generation to generate a unique heat generation pattern.

例えば、電波タグ走査装置3が放射する電波の周波数がAである場合には、上記ＲＦ磁界内において、周波数Ａに対する電波吸収特性を示す電波吸収材を含んだ電波タグは活性化電波タグ9となり、周波数Bに対する電波吸収特性を示す電波吸収材を含んだ電波タグは非活性化電波タグ10となる。尚、電波吸収材の発熱量は、電波タグ走査装置3と電波タグとの距離により変動する。 For example, when the frequency of the radio wave emitted by the radio wave tag scanning device 3 is A, the radio wave tag including the radio wave absorber exhibiting the radio wave absorption characteristic with respect to the frequency A in the RF magnetic field becomes the activated radio wave tag 9. The radio wave tag including the radio wave absorber exhibiting the radio wave absorption characteristic with respect to the frequency B becomes the inactivated radio wave tag 10. Note that the amount of heat generated by the radio wave absorber varies depending on the distance between the radio wave tag scanning device 3 and the radio wave tag.

図２は、図１に示す電波タグシステムにおける電波タグ走査装置3の制御回路5及びＲＦ回路6の詳細な内部構成を示すブロック図である。図２において、制御回路5は、電源回路12と、インタフェース13と、マイクロプロセッサ14と、メモリ15とから構成されている。 FIG. 2 is a block diagram showing a detailed internal configuration of the control circuit 5 and the RF circuit 6 of the radio tag scanning device 3 in the radio tag system shown in FIG. In FIG. 2, the control circuit 5 includes a power supply circuit 12, an interface 13, a microprocessor 14, and a memory 15.

電源回路12は、制御回路5の構成部分とＲＦ回路6の構成部分とに電源を供給する。インタフェース13は、パーソナルコンピュータ2と信号の送受信を行うためのインタフェースであり、RS-232C、USB、SCSI、IEEE1394などの規格による汎用インタフェースを利用することができる。マイクロプロセッサ14は、パーソナルコンピュータ2やＲＦ回路6との間でやりとりされるコマンドや信号の処理を行うものである。メモリ15は、マイクロプロセッサ14の動作に必要な制御プログラムや処理用データなどを記憶するものである。パーソナルコンピュータ2からインタフェース 13を介して入力されたコマンドは、マイクロプロセッサ14により、周波数制御信号、発振制御信号、変調制御信号等に変換されてＲＦ回路6の所定の部材に出力されるようになっている。 The power supply circuit 12 supplies power to the components of the control circuit 5 and the components of the RF circuit 6. The interface 13 is an interface for transmitting and receiving signals to and from the personal computer 2, and a general-purpose interface based on standards such as RS-232C, USB, SCSI, and IEEE1394 can be used. The microprocessor 14 processes commands and signals exchanged with the personal computer 2 and the RF circuit 6. The memory 15 stores a control program and processing data necessary for the operation of the microprocessor 14. A command input from the personal computer 2 via the interface 13 is converted by the microprocessor 14 into a frequency control signal, an oscillation control signal, a modulation control signal, etc., and output to a predetermined member of the RF circuit 6. ing.

ＲＦ回路6は、可変発振回路16と、周波数可変回路17と、変調回路20と、送信増幅回路21とから構成されている。可変発振回路16は、マイクロプロセッサ14から入力される発振制御信号に従って所定周波数の発振を出力する。すなわち、可変発振回路16は発振制御信号がアクティブな時に発振し、インアクティブな時には発振停止する。周波数可変回路17は、マイクロプロセッサ14から入力される周波数制御信号Vfに従ってその静電容量が変化する。周波数可変回路17は可変発振回路16に接続されており、周波数可変回路17の静電容量の変化に応じて、可変発振回路16からの発振出力Foutの周波数が変化するようになっている。図３は、発振制御信号がアクティブな時の発振出力Foutの周波数変化を示すグラフである。図示するように、周波数制御信号Vfを変化させることにより、発振出力Foutの周波数を変化させることができる。 The RF circuit 6 includes a variable oscillation circuit 16, a frequency variable circuit 17, a modulation circuit 20, and a transmission amplifier circuit 21. The variable oscillation circuit 16 outputs an oscillation with a predetermined frequency in accordance with an oscillation control signal input from the microprocessor 14. That is, the variable oscillation circuit 16 oscillates when the oscillation control signal is active and stops oscillating when inactive. The capacitance of the frequency variable circuit 17 changes in accordance with the frequency control signal Vf input from the microprocessor 14. The frequency variable circuit 17 is connected to the variable oscillation circuit 16, and the frequency of the oscillation output Fout from the variable oscillation circuit 16 changes according to the change in the capacitance of the frequency variable circuit 17. FIG. 3 is a graph showing a change in frequency of the oscillation output Fout when the oscillation control signal is active. As shown in the figure, the frequency of the oscillation output Fout can be changed by changing the frequency control signal Vf.

可変発振回路16からの発振出力は変調回路20に出力される。変調回路20は、マイクロプロセッサ14から入力される変調制御信号に従って可変発振回路16からの発振出力を搬送波に変調する。ここで用いられる変調方式には特に制限はなく、従来のAM,FM,SS(スペクトラム拡散)など、使用条件に適した変調方式を選択すればよい。変調回路20により変調された搬送波は、送信増幅回路21において電力増幅された後アンテナ4に給電されて、アンテナ4から空間に送信電波として放射される。 The oscillation output from the variable oscillation circuit 16 is output to the modulation circuit 20. The modulation circuit 20 modulates the oscillation output from the variable oscillation circuit 16 into a carrier wave according to the modulation control signal input from the microprocessor 14. The modulation scheme used here is not particularly limited, and a modulation scheme suitable for the use conditions such as conventional AM, FM, SS (spread spectrum) may be selected. The carrier wave modulated by the modulation circuit 20 is power-amplified by the transmission amplifier circuit 21 and then fed to the antenna 4 and radiated from the antenna 4 to the space as a transmission radio wave.

図１〜図３に示す電波タグシステムは、電波タグ走査装置により単一周波数の電波を発信することができるものであるが、本実施形態の電波タグシステムでは同様の構成で複数周波数の電波を発信させることもできる。図４は、電波タグ走査装置から複数周波数の電波を発信することができる電波タグシステムの構成例を示す図である。この電波タグシステムは、図１〜図３に示す電波タグシステムとほぼ同様に構成されているが、ＲＦ回路6の構成において異なっている。 The radio wave tag system shown in FIGS. 1 to 3 can transmit a radio wave of a single frequency by the radio wave tag scanning device, but the radio wave tag system of the present embodiment transmits radio waves of a plurality of frequencies with the same configuration. You can also make a call. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a radio wave tag system that can transmit radio waves of a plurality of frequencies from the radio wave tag scanning device. This radio wave tag system is configured in substantially the same manner as the radio wave tag system shown in FIGS. 1 to 3, but differs in the configuration of the RF circuit 6.

図４において、ＲＦ回路6は、水晶発振子Ａ25及び水晶発振子Ｂ26と、発振回路Ａ23及び発振回路Ｂ24と、スイッチ19と多重回路18と、変調回路20と、送信増幅回路21とを含んでいる。発振回路Ａ23及び発振回路Ｂ24は、マイクロプロセッサ14から出力される発振制御信号がアクティブ／インアクティブな時に発振／停止するようになっており、それぞれが水晶発振子Ａ25及び水晶発振子Ｂ26の周波数による発振を出力する。発振回路23Ａ及び発振回路Ｂ24の出力は、それぞれスイッチ19の端子ｂ及び端子ｄに接続されている。 4, the RF circuit 6 includes a crystal oscillator A25 and a crystal oscillator B26, an oscillation circuit A23 and an oscillation circuit B24, a switch 19, a multiplexing circuit 18, a modulation circuit 20, and a transmission amplifier circuit 21. Yes. The oscillation circuit A23 and the oscillation circuit B24 are configured to oscillate / stop when the oscillation control signal output from the microprocessor 14 is active / inactive. The oscillation circuit A23 and the oscillation circuit B24 depend on the frequency of the crystal oscillator A25 and the crystal oscillator B26, respectively. Outputs oscillation. The outputs of the oscillation circuit 23A and the oscillation circuit B24 are connected to the terminal b and the terminal d of the switch 19, respectively.

スイッチ19は、制御回路5から出力される周波数制御信号Ａに基づき端子ａ，ｂ間の開閉を、周波数制御信号Ｂに基づき端子ｃ，ｄ間の開閉を制御する。例えば、周波数制御信号Ａが、スイッチ19の端子ａ，ｂ間をオン(閉)することで、発振回路Ａ23の出力は、スイッチ19の端子ａに発振出力として表れ、多重回路18に入力される。また、周波数制御信号Ｂが、スイッチ19の端子ｃ，ｄ間をオン(閉)することで、発振回路Ｂ24の出力は、スイッチ19の端子ｃに発振出力として表れ、多重回路18に入力される。このように、発振制御信号がアクティブな時に、周波数制御信号Ａ及び周波数制御信号Ｂに基づく発振出力が、それぞれ多重回路18に入力されることになる。多重回路18は、発振回路Ａ23及び発振回路Ｂ24からの発振出力を混合し多重したものを変調回路20に出力する。変調回路20は、マイクロプロセッサ14からの変調制御信号に従い、多重回路18からの発振出力を搬送波に変調する。ここで用いられる変調方式には特に制限はなく、従来のAM,FM,SS(スペクトラム拡散)など、使用条件に適した変調方式を選択すればよい。変調回路20により変調された搬送波は、送信増幅回路21において電力増幅された後アンテナ4に給電されて、アンテナ4から空間に送信電波として放射される。 The switch 19 controls the opening and closing between the terminals a and b based on the frequency control signal A output from the control circuit 5 and the opening and closing between the terminals c and d based on the frequency control signal B. For example, when the frequency control signal A is turned on (closed) between the terminals a and b of the switch 19, the output of the oscillation circuit A 23 appears as an oscillation output at the terminal a of the switch 19 and is input to the multiplexing circuit 18. . Further, when the frequency control signal B is turned on (closed) between the terminals c and d of the switch 19, the output of the oscillation circuit B 24 appears as an oscillation output at the terminal c of the switch 19 and is input to the multiplexing circuit 18. . As described above, when the oscillation control signal is active, the oscillation outputs based on the frequency control signal A and the frequency control signal B are respectively input to the multiplexing circuit 18. The multiplexing circuit 18 mixes and multiplexes the oscillation outputs from the oscillation circuit A 23 and the oscillation circuit B 24 and outputs the result to the modulation circuit 20. The modulation circuit 20 modulates the oscillation output from the multiplexing circuit 18 into a carrier wave in accordance with the modulation control signal from the microprocessor 14. The modulation method used here is not particularly limited, and a modulation method suitable for the use conditions such as conventional AM, FM, SS (spread spectrum) may be selected. The carrier wave modulated by the modulation circuit 20 is power-amplified by the transmission amplifier circuit 21 and then fed to the antenna 4 and radiated from the antenna 4 to the space as a transmission radio wave.

尚、本実施形態の電波タグシステムでは、３以上の周波数を多重した電波の送信も可能であるが、説明を簡易にするため、上記では２種類の周波数を多重した電波の送信を例にして説明をした。３種類以上の周波数を多重した電波を送信する場合には、発振回路を適宜増設すればよい。 In the radio wave tag system according to the present embodiment, it is possible to transmit a radio wave in which three or more frequencies are multiplexed. However, in order to simplify the explanation, the above description is based on the transmission of a radio wave in which two types of frequencies are multiplexed. I explained. When transmitting radio waves in which three or more types of frequencies are multiplexed, an oscillation circuit may be added as appropriate.

次に、図１に示す赤外線カメラ11の構成及び動作について説明する。本実施形態において用いられるのは一般的な赤外線カメラであるが、その仕組みについて以下に説明する。まず、温度と赤外線との間には次のような関係がある。
（１）全ての物体は赤外線を放射する。
（２）温度が高い物体は赤外線を強く放射する。
（３）赤外線エネルギーと物体の温度とは相対関係にある。 Next, the configuration and operation of the infrared camera 11 shown in FIG. 1 will be described. In this embodiment, a general infrared camera is used. The mechanism will be described below. First, there is the following relationship between temperature and infrared rays.
(1) All objects emit infrared rays.
(2) An object having a high temperature radiates infrared rays strongly.
(3) The infrared energy and the temperature of the object are in a relative relationship.

以上の（１）から（３）までの関係を利用して、赤外線カメラは、赤外線エネルギーをレンズにより集光し、赤外線センサによって２次元走査することにより、次のような測定を行うことができる。
（ａ）対象物の表面の温度分布を捉え、可視化情報として表示する。
（ｂ）対象物から離れたところから、非接触で温度測定する。
（ｃ）リアルタイムで温度計測する。 By utilizing the relationship from (1) to (3) above, the infrared camera can perform the following measurement by collecting infrared energy with a lens and two-dimensionally scanning with an infrared sensor. .
(A) The temperature distribution on the surface of the object is captured and displayed as visualization information.
(B) Non-contact temperature measurement is performed from a location away from the object.
(C) Measure temperature in real time.

図５は、赤外線カメラ11の内部構成を概略的に示すブロック図である。赤外線カメラ11は赤外線センサ7と光学系8から構成される。 FIG. 5 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the infrared camera 11. The infrared camera 11 includes an infrared sensor 7 and an optical system 8.

図５において、赤外線センサ7は、走査51と、集光52と、外部インタフェース53と、メモリ54と、同期55と、検知56と、増幅57とから構成されている。被測定物から放射される赤外線は面の赤外線分布として光学系8の光学軸L1を中心に撮像される。撮像された面の赤外線分布は、走査51にて２次元走査される。この２次元走査は同期55から発生される同期信号によって行われる。この同期信号は走査51とメモリ54に入力される。走査51にて２次元走査された信号は集光52にて集光される。この走査は光学的に行われても、電子的におこなわれてもよい。最終的に検知56は赤外線の量を検知する手段であり、検知56にて２次元の赤外線分布が検知できれば良い。検知56にて検知された２次元の赤外線分布データは、増幅57にて増幅される、増幅された２次元の赤外線分布データはデジタル信号として、メモリ54に同期信号による走査を持って、図示するような水平方向アドレスx0,x1….x(n-1)、垂直方向アドレスy0,y1…y(n-1)のメモリ配列としてメモリ54に書き込まれる。書き込み例として最初のラインはx0y0,x1y0….x(n-1)y0、次のラインはx0y1,x1y1….x(n-1)y1となる。このようにしてメモリ54に被測定物から放射される赤外線の２次元分布データが書き込まれる。メモリ54に書き込まれたデータは、外部インタフェース53を介して２次元赤外線分布データとして出力される。赤外線センサ7から出力された２次元赤外線分布データは、図１に示すパーソナルコンピュータ2に入力され、表示装置1に可視情報として表示される。 In FIG. 5, the infrared sensor 7 includes a scan 51, a light collection 52, an external interface 53, a memory 54, a synchronization 55, a detection 56, and an amplification 57. The infrared rays emitted from the object to be measured are imaged around the optical axis L1 of the optical system 8 as an infrared distribution of the surface. The infrared distribution of the imaged surface is two-dimensionally scanned by scanning 51. This two-dimensional scanning is performed by a synchronization signal generated from the synchronization 55. This synchronization signal is input to the scan 51 and the memory 54. The signal that is two-dimensionally scanned by the scanning 51 is condensed by the condensing 52. This scanning may be performed optically or electronically. Finally, the detection 56 is a means for detecting the amount of infrared rays, and it is sufficient that the detection 56 can detect a two-dimensional infrared distribution. The two-dimensional infrared distribution data detected by the detection 56 is amplified by the amplification 57. The amplified two-dimensional infrared distribution data is shown as a digital signal with scanning by the synchronization signal in the memory 54. .., X (n−1) and vertical addresses y0, y1... Y (n−1) are written in the memory 54 as a memory array. As a writing example, the first line is x0y0, x1y0 .... x (n-1) y0, and the next line is x0y1, x1y1 .... x (n-1) y1. In this way, the two-dimensional distribution data of infrared rays emitted from the object to be measured is written in the memory 54. The data written in the memory 54 is output as two-dimensional infrared distribution data via the external interface 53. The two-dimensional infrared distribution data output from the infrared sensor 7 is input to the personal computer 2 shown in FIG. 1 and displayed on the display device 1 as visible information.

上記したように、本実施形態の電波タグにおいて、電波タグ走査装置3が放射した電波を受信し活性化された活性化電波タグ9は、電波吸収材が電波を吸収することにより発熱する。そこで、活性化電波タグ9の発熱を、赤外線カメラ11により２次元の可視情報として捉えることにより、活性化電波タグ9の位置情報を取得するができる。また、赤外線カメラ11により取得される２次元赤外線分布データは、活性化電波タグ9が有する電波吸収材の形状を示す情報ともなる。 As described above, in the radio wave tag of the present embodiment, the activated radio wave tag 9 that is activated by receiving the radio wave emitted by the radio wave tag scanning device 3 generates heat when the radio wave absorber absorbs the radio wave. Therefore, by capturing the heat generated by the activated radio wave tag 9 as two-dimensional visible information by the infrared camera 11, the position information of the activated radio wave tag 9 can be acquired. The two-dimensional infrared distribution data acquired by the infrared camera 11 also serves as information indicating the shape of the radio wave absorber that the activated radio wave tag 9 has.

さらに、赤外線カメラは、その撮像対象の温度を非接触で測定することができる（但し、絶対温度の測定においては、被測定物固有の放射率に対して補正が必要である）。すなわち、本実施形態の電波タグでは、赤外線カメラ11により取得される２次元赤外線分布データから、複数の活性化電波タグ9の相対温度差を求めることができる。 Furthermore, the infrared camera can measure the temperature of the object to be imaged in a non-contact manner (however, in measuring the absolute temperature, it is necessary to correct the emissivity specific to the object to be measured). That is, in the radio wave tag of this embodiment, the relative temperature difference between the plurality of activated radio wave tags 9 can be obtained from the two-dimensional infrared distribution data acquired by the infrared camera 11.

パーソナルコンピュータ2は、赤外線カメラ11から取得される２次元赤外線分布データを解析して、これらの電波タグに関する情報を抽出し、表示装置1上に表示することができる。その具体的態様について、以下に例を挙げて説明する。 The personal computer 2 can analyze the two-dimensional infrared distribution data acquired from the infrared camera 11, extract information regarding these radio wave tags, and display the information on the display device 1. Specific examples thereof will be described below with examples.

図６は、赤外線カメラ11から取得される電波タグの２次元赤外線分布データの差分を取る例を示す図である。赤外線カメラ11により、円形の電波吸収材を有する電波タグ61、ひし形の電波吸収材を有する電波タグ62、方形の電波吸収材を有する電波タグ63、三角形の電波吸収材を有する電波タグ64と、各電波タグのキャビネット等が撮像されているものとする。図６（ａ）は、電波タグ操作装置から電波が放射されておらず、電波タグも活性化していない状態において得られる２次元温度分布図である。図６（ｂ）は、電波タグ操作装置から電波が放射されており、電波タグ61の電波吸収材のみが電波を吸収して活性化している状態において得られる２次元温度分布図である。パーソナルコンピュータ2は、両状態において取得された２次元赤外線分布データの差分を取る処理を行うことができる。取得される差分データは図６（ｃ）に示すような２次元赤外線分布データとなる。これにより、電波タグ操作装置から放射された電波により、電波タグ61のみが活性化したことが分かる。また、電波タグ61〜64は、それぞれ形状が異なる電波吸収材を有しているので、活性化した電波タグを他の電波タグから識別することもできる。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of taking a difference of the two-dimensional infrared distribution data of the radio wave tag acquired from the infrared camera 11. By the infrared camera 11, a radio wave tag 61 having a circular radio wave absorber, a radio wave tag 62 having a rhombus radio wave absorber, a radio wave tag 63 having a square radio wave absorber, a radio wave tag 64 having a triangular radio wave absorber, It is assumed that the cabinet of each radio wave tag is imaged. FIG. 6A is a two-dimensional temperature distribution diagram obtained in a state where no radio wave is emitted from the radio wave tag operating device and the radio wave tag is not activated. FIG. 6B is a two-dimensional temperature distribution diagram obtained in a state where radio waves are radiated from the radio wave tag operating device and only the radio wave absorber of the radio wave tag 61 absorbs radio waves and is activated. The personal computer 2 can perform processing for obtaining a difference between the two-dimensional infrared distribution data acquired in both states. The acquired difference data is two-dimensional infrared distribution data as shown in FIG. Thereby, it can be seen that only the radio wave tag 61 is activated by the radio wave radiated from the radio wave tag operating device. Moreover, since the radio wave tags 61 to 64 have radio wave absorbers having different shapes, the activated radio wave tag can be identified from other radio wave tags.

図７は、周波数特性が同じ電波吸収材を使用した複数の電波タグ同士を識別する方法を示す図である。図中（ａ）〜（ｃ）に示す電波タグは、周波数Ａに対して同じく吸収特性を示す電波吸収材であるがそれぞれ形状が異なるもの（円形、方形、バーコードの形状）を有している。このように各電波タグに異なる形状の電波吸収材を貼り付けておくことにより、電波タグ走査装置3から周波数Ａの電波が放射されると、各電波タグの電波吸収材が当該電波を吸収し、それぞれが固有形状の発熱パターンを示すので、赤外線カメラ11により取得される２次元赤外線分布データにおいて各電波タグを識別することができる。特に、（ｃ）に示す電波タグは、バーコードに所定の情報をエンコードしておくことが可能である。 FIG. 7 is a diagram illustrating a method of identifying a plurality of radio wave tags using radio wave absorbers having the same frequency characteristics. The radio wave tags shown in (a) to (c) in the figure are radio wave absorbers that also exhibit absorption characteristics with respect to the frequency A, but have different shapes (circular, square, and barcode shapes). Yes. In this way, by attaching a radio wave absorber having a different shape to each radio wave tag, when radio waves of frequency A are radiated from the radio wave tag scanning device 3, the radio wave absorber of each radio wave tag absorbs the radio waves. Since each of the heat generation patterns has a unique shape, each radio wave tag can be identified in the two-dimensional infrared distribution data acquired by the infrared camera 11. In particular, the radio wave tag shown in (c) can encode predetermined information in a barcode.

図８は、周波数特性が異なる電波吸収材を使用した複数の電波タグ同士を識別する方法を示す図である。（ａ）及び（ｂ）に示す電波タグは、ほぼ同一形状であって、それぞれ周波数Ａ及び周波数Ｂに対して吸収特性を示す電波吸収材を有している。このように各電波タグに異なる周波数特性の電波吸収材を貼り付けておくことにより、電波タグ走査装置3から周波数Ａ又はＢの電波が放射されると、それに対する周波数特性を示す電波吸収材のみが当該電波を吸収し発熱して、赤外線カメラ11により撮像されることになる。また、電波タグ走査装置3から周波数Ａと周波数Ｂとを多重した電波が放射されると、両方の電波タグが発熱し、赤外線カメラ11により撮像されることになる。したがって、電波タグ走査装置3から放射される電波の周波数に基づき、赤外線カメラ11により取得される２次元赤外線分布データにおいて各電波タグを識別することができる。 FIG. 8 is a diagram illustrating a method for identifying a plurality of radio wave tags using radio wave absorbers having different frequency characteristics. The radio wave tags shown in (a) and (b) have substantially the same shape, and have radio wave absorbers that exhibit absorption characteristics with respect to frequency A and frequency B, respectively. In this way, when radio wave absorbers having different frequency characteristics are attached to each radio wave tag, when radio waves of frequency A or B are radiated from the radio wave tag scanning device 3, only the radio wave absorbers exhibiting frequency characteristics with respect to the radio wave are radiated. Absorbs the radio wave, generates heat, and is imaged by the infrared camera 11. When the radio wave tag scanning device 3 emits a radio wave in which the frequency A and the frequency B are multiplexed, both radio wave tags generate heat and are imaged by the infrared camera 11. Therefore, each radio wave tag can be identified in the two-dimensional infrared distribution data acquired by the infrared camera 11 based on the frequency of the radio wave radiated from the radio wave tag scanning device 3.

さらに、本実施形態の電波タグシステムでは、赤外線カメラ11による電波タグの撮像において、以下のような性質を利用することができる。 Furthermore, in the radio wave tag system of the present embodiment, the following properties can be used in radio wave tag imaging by the infrared camera 11.

図９は、赤外線カメラ11から異なる距離に配置された複数の活性化電波タグを識別する方法を示す図である。図９において、（ａ）は活性化された電波タグを含む赤外線センサによる２次元投射パターンを示す。電波タグ71’、74’は方形、電波タグ72’、73’は円形であるが、投射パターンの大きさが異なる。（ｂ）の電波タグ71、72、73、74に対応した２次元投射パターンである。（ｂ）は各電波タグの奥行き方向の配置を示したものである。（ｂ）より電波タグ71、72、73、74の大きさは同様であり、奥行き方向の配置が異なる事が分かる。電波タグ71’と73’は光学系8からの距離L2の奥行きに、電波タグ72’と74’は距離L3の奥行きにある事が分かる。つまり赤外線カメラに近い電波タグの２次元投射パターンが大きく見える事を示している。しかしながら、方形の電波吸収材を備えた電波タグ71、74と円形の電波吸収材を備えた電波タグ72、73は、投射パターンの大きさが異なるも、形状が明らかに事なるため、２次元投射パターンを基に識別が可能である。電波タグ固有の発熱形状パターン（方形、円形など）は、電波タグの相関データとして予めパーソナルコンピュータ2にて記憶しておき、赤外線カメラから得られる２次元赤外線データと相関をとることで各電波タグの識別を行うことができる。 FIG. 9 is a diagram showing a method for identifying a plurality of activated radio wave tags arranged at different distances from the infrared camera 11. FIG. 9A shows a two-dimensional projection pattern by an infrared sensor including an activated radio wave tag. The radio wave tags 71 ′ and 74 ′ are square, and the radio wave tags 72 ′ and 73 ′ are circular, but the projection patterns are different in size. It is a two-dimensional projection pattern corresponding to the radio wave tags 71, 72, 73, 74 of (b). (B) shows the arrangement of each radio wave tag in the depth direction. (B) It turns out that the magnitude | size of the radio wave tags 71, 72, 73, 74 is the same, and the arrangement | positioning in a depth direction differs. It can be seen that the radio wave tags 71 'and 73' are at a depth L2 from the optical system 8, and the radio wave tags 72 'and 74' are at a depth L3. That is, it shows that the two-dimensional projection pattern of the radio wave tag close to the infrared camera looks large. However, the radio wave tags 71 and 74 having a square wave absorber and the radio wave tags 72 and 73 having a circular wave absorber have different projection patterns, but the shape is clearly different. Identification is possible based on the projection pattern. The radio wave tag-specific heat generation shape pattern (square, circle, etc.) is stored in advance in the personal computer 2 as correlation data of the radio tag, and each radio wave tag is correlated with the two-dimensional infrared data obtained from the infrared camera. Can be identified.

図１０は、赤外線カメラ11から等距離に配置された複数の活性化電波タグを識別する方法を示す図である。図１０において、（ａ）は活性化された電波タグを含む赤外線センサによる２次元投射パターンを示す。電波タグの２次元投射パターン81’、82’、83’は、（ｂ）の電波タグ81、82、83に対応したものであり、同一形状であるが投射パターンの大きさが異なる。（ｂ）は同一形状で大きさの異なる電波タグ81、82、83を同一の奥行きL4上に配置した事を示したものである。つまり赤外線カメラから同じ距離に配置された同一形状で大きさの異なる電波タグを、（ａ）の投射パターンを基に識別が可能である。大きさの異なる方形の電波吸収材を備えた電波タグ81、82、83は、同位置測定距離上に配置した場合、２次元投射パターンを基に識別が可能である。電波タグ固有の発熱形状の大きさパターン（大、中、小など）は、電波タグの相関データとして予めパーソナルコンピュータ2にて記憶しておき、赤外線カメラから得られる２次元赤外線データと相関をとることで各電波タグの識別を行うことができる。 FIG. 10 is a diagram showing a method for identifying a plurality of activated radio wave tags arranged at an equal distance from the infrared camera 11. FIG. 10A shows a two-dimensional projection pattern by an infrared sensor including an activated radio wave tag. The two-dimensional projection patterns 81 ′, 82 ′, 83 ′ of the radio wave tag correspond to the radio wave tags 81, 82, 83 of (b) and have the same shape but different projection pattern sizes. (B) shows that radio wave tags 81, 82 and 83 having the same shape and different sizes are arranged on the same depth L4. In other words, radio wave tags having the same shape and different sizes arranged at the same distance from the infrared camera can be identified based on the projection pattern of (a). The radio wave tags 81, 82, and 83 having rectangular radio wave absorbers having different sizes can be identified based on a two-dimensional projection pattern when arranged at the same position measurement distance. The size pattern (large, medium, small, etc.) of the heat generation shape unique to the radio wave tag is stored in the personal computer 2 in advance as correlation data of the radio wave tag and correlated with the two-dimensional infrared data obtained from the infrared camera. Thus, each radio wave tag can be identified.

図１１は、同一形状で同一の大きさ複数の活性化電波タグについて、その赤外線カメラ11からの距離（奥行き）を検知して、各電波タグを識別する方法を示す図である。図１１において、（ａ）は同一形状、同一の大きさの電波吸収材を備えた電波タグを奥行き方向に並べた時の赤外線センサによる２次元放射パターンを示す。２次元投射パターン電波タグ91’、92’、93’は、（ｂ）の電波タグ91、92、93に対応したものであり、同一形状かつ同一の大きさであるが異なる大きさの発熱投射パターンになる。これは、電波タグそれぞれが異なる測定距離に配置される為である。（ｂ）は同一形状で同一の大きさの電波吸収材を備えた電波タグ91、92、93をそれぞれ奥行きL5、L6、L7上に配置した事を示したものである。つまり赤外線カメラから異なる距離に配置された同一形状で大きさの同じ電波吸収材を備えた電波タグを、（ａ）の投射パターンから奥行き方向の違いを識別することが可能である。予め同一形状かつ同一の大きさの電波吸収材を備えた電波タグを使用する事が分かっていれば、最も近くの測定距離L5に配置された電波タグ91の発熱投射パターン91’が最も大きく、続く距離L6に配置された電波タグ92の投射パターン92’が、最後に距離L7に配置された電波タグ93の投射パターン93’が最も小さい事が分かる。以上の様に、赤外線カメラから得られる２次元赤外線データから、電波タグそれぞれの奥行き方向の相関を取ることで各電波タグの識別を行うことができる。 FIG. 11 is a diagram illustrating a method of identifying each radio wave tag by detecting the distance (depth) from the infrared camera 11 of a plurality of activated radio wave tags having the same shape and the same size. 11A shows a two-dimensional radiation pattern by an infrared sensor when radio wave tags having radio wave absorbers having the same shape and the same size are arranged in the depth direction. The two-dimensional projection pattern radio wave tags 91 ′, 92 ′, 93 ′ correspond to the radio wave tags 91, 92, 93 of (b), and have the same shape and the same size, but different heat generation projections. Become a pattern. This is because the radio wave tags are arranged at different measurement distances. (B) shows that the radio wave tags 91, 92, 93 having the same shape and the same size of the radio wave absorber are arranged on the depths L5, L6, L7, respectively. That is, it is possible to identify the difference in the depth direction from the projection pattern of (a) for the radio wave tag having the same shape and the same size of the radio wave absorber disposed at different distances from the infrared camera. If it is known in advance that the radio wave tag having the same shape and the same size of the radio wave absorber is used, the heat generation projection pattern 91 ′ of the radio wave tag 91 arranged at the nearest measurement distance L5 is the largest, It can be seen that the projection pattern 92 ′ of the radio wave tag 92 arranged at the following distance L6 is the smallest, and the projection pattern 93 ′ of the radio wave tag 93 arranged at the distance L7 is the smallest. As described above, each radio wave tag can be identified by obtaining the correlation in the depth direction of each radio wave tag from the two-dimensional infrared data obtained from the infrared camera.

図１２は、同一形状で同一の大きさ複数の活性化電波タグについて、その赤外線カメラ11からの距離（奥行き）を検知して、各電波タグを識別する方法を示す図である。図１２において、（ａ）は複数の電波タグを奥行き方向に並べた時の赤外線センサによる２次元放射パターンを示す。電波タグの２次元投射パターン101’、102’、103’は、（ｂ）の電波タグ101、102、103に対応したものであり、それぞれの相対温度が異なり、電波タグ101が最も高く、次に電波タグ102、電波タグ103の順である。（ｂ）は同一形状で同一の大きさの電波吸収材を備えた電波タグ101、102、103をそれぞれ奥行きL8、L9、L10上に配置した事を示したものである。つまり赤外線カメラから異なる距離に配置された同一形状で大きさの同じ電波吸収材を備えた電波タグを、（ａ）の投射パターンの相対温度から奥行き方向の違いを識別することが可能である。予め同一形状かつ同一の大きさで活性時に同一の発熱量を示す電波吸収材を備えた電波タグを使用する事が分かっていれば、赤外線カメラから得られる２次元赤外線の相対温度データから、電波タグそれぞれの奥行き方向の相関をとることが可能である。つまり電波タグが受信する電波の強度が大きい程、活性化された時の温度上昇は大きい。電波タグが受信する電波の強度は、電波タグ走査装置3のアンテナ6からの距離が遠いほど小さく、近いほど大きくなる。よって赤外線カメラにより測定される電波タグの相対温度は、該アンテナ6からの距離がL8である電波タグ101が最も高く、距離L9にある電波タグ102が次に、さらに最も遠い距離L10にある電波タグ103が最も低い。この様に、複数の電波タグの相対温度を利用して、複数電波タグの相対距離を求める。また、温度差が大きい場合、複数の異なる大きさで異なる形状の電波吸収材を備えた電波タグの奥行き検知も可能である。 FIG. 12 is a diagram showing a method of identifying each radio wave tag by detecting the distance (depth) from the infrared camera 11 for a plurality of activated radio wave tags having the same shape and the same size. In FIG. 12, (a) shows a two-dimensional radiation pattern by an infrared sensor when a plurality of radio wave tags are arranged in the depth direction. The two-dimensional projection patterns 101 ′, 102 ′, and 103 ′ of the radio wave tag correspond to the radio wave tags 101, 102, and 103 in (b), the relative temperatures thereof are different, and the radio wave tag 101 is the highest. The radio wave tag 102 and the radio wave tag 103 are in this order. (B) shows that the radio wave tags 101, 102, 103 having the same shape and the same size of the radio wave absorber are arranged on the depths L8, L9, L10, respectively. That is, it is possible to identify the difference in the depth direction from the relative temperature of the projection pattern of (a) for the radio wave tag having the same shape and the same size wave absorber disposed at different distances from the infrared camera. If you know in advance that radio wave tags with the same shape, the same size and the same amount of heat generated when activated will be used, the radio wave from the two-dimensional infrared relative temperature data obtained from the infrared camera It is possible to correlate the depth direction of each tag. That is, the greater the intensity of the radio wave received by the radio wave tag, the greater the temperature rise when activated. The intensity of the radio wave received by the radio wave tag decreases as the distance from the antenna 6 of the radio wave tag scanning device 3 increases, and increases as the distance from the antenna 6 decreases. Therefore, the relative temperature of the radio wave tag measured by the infrared camera is the highest for the radio wave tag 101 whose distance from the antenna 6 is L8, and the radio wave tag 102 at the distance L9 is the radio wave at the farthest distance L10. Tag 103 is the lowest. In this way, the relative distances of the plurality of radio tags are obtained using the relative temperatures of the plurality of radio tags. In addition, when the temperature difference is large, it is possible to detect the depth of a radio wave tag provided with a plurality of different sizes of radio wave absorbers.

図１３は、上下左右非対称な形状の電波吸収材を有する複数の電波タグについて、各電波タグの識別及びその上下左右配置方向の検知を行う方法を示す図である。（ａ）は活性化された電波タグを含む赤外線センサによる２次元投射パターンを示す。電波タグの発熱した２次元投射パターン111’、112’、113’、114’は、（ｂ）の電波タグ111、112、113,114に対応したものであり、電波タグの上下左右の配置方向が異なる。図中の矢印は実際の発熱パターンではなく、電波タグの向きを判りやすく説明するものである。（ｂ）は、複数の上下左右非対称な形状の電波吸収材を備えた電波タグ111、112、113、114を同一の奥行きL11上に配置した事を示したものである。つまり赤外線カメラから同じ距離に配置された、複数の上下左右非対称な形状の電波タグの配置される上下左右の向きを、（ａ）の投射パターンから各電波タグの識別を行うことができる。 FIG. 13 is a diagram illustrating a method of identifying each radio wave tag and detecting its vertical, left, and right arrangement directions with respect to a plurality of radio wave tags having radio wave absorbers that are asymmetrical in the vertical and horizontal directions. (A) shows the two-dimensional projection pattern by the infrared sensor containing the activated radio wave tag. The two-dimensional projection patterns 111 ′, 112 ′, 113 ′, and 114 ′ generated by the radio wave tag correspond to the radio wave tags 111, 112, 113, and 114 shown in FIG. . The arrows in the figure are not actual heat generation patterns, but are easy to understand the direction of the radio wave tag. (B) shows that the radio wave tags 111, 112, 113, 114 provided with a plurality of wave absorbers having asymmetrical shape in the vertical and horizontal directions are arranged on the same depth L11. That is, it is possible to identify each radio wave tag from the projection pattern of (a) with respect to the vertical and horizontal directions in which a plurality of radio wave tags having the asymmetrical shape arranged at the same distance from the infrared camera are arranged.

以上、詳記したように、本実施形態による電波タグシステムでは、電波タグ走査装置から発生した電波の周波数に従って、電波タグに備えられた電波吸収材の周波数特性を持って発熱することで、その発熱パターンを赤外線カメラから、２次元赤外線分布データとして測定する事で、電波タグの位置情報を得ることが可能な、優れた電波タグシステムを提供することができる。 As described above in detail, in the radio wave tag system according to the present embodiment, heat is generated with the frequency characteristics of the radio wave absorber provided in the radio wave tag according to the frequency of the radio wave generated from the radio wave tag scanning device. By measuring the heat generation pattern from the infrared camera as two-dimensional infrared distribution data, it is possible to provide an excellent radio tag system that can obtain radio tag position information.

また、電波タグ走査処理装置が電波を放出せず、電波タグが発熱する前の２次元赤外線分布データと、電波走査装置から電波が放出され、その電波の周波数と吸収特性が一致した電波吸収材を備える電波タグの発熱パターンを含む２次元赤外線分布データとの差分を取ることで、活性化して発熱した電波タグの位置情報を抽出することができる。 In addition, the radio wave tag scanning processing device does not emit radio waves, and the radio wave absorbing material in which the radio wave is emitted from the radio wave scanning device before the radio wave tag generates heat, and the radio wave frequency and the absorption characteristics match. By taking the difference from the two-dimensional infrared distribution data including the heat generation pattern of the radio wave tag provided with the position information of the radio wave tag that has been activated and generated heat can be extracted.

また、予め電波タグに備えられた電波吸収材固有の形状パターンを分類記憶し、活性化発熱する電波タグの発熱パターンを赤外線カメラから、２次元赤外線分布データとして測定し、その分布データから電波タグの位置情報を得、また配置方向情報を得、さらに形状データの相関により電波タグを分類することができる。 In addition, the shape pattern unique to the radio wave absorber provided in the radio wave tag is classified and stored in advance, and the heat generation pattern of the radio wave tag that generates heat is measured from an infrared camera as two-dimensional infrared distribution data. It is possible to classify radio wave tags based on correlation of shape data.

また、本発明によれば、複数の電波タグに備えられた電波吸収材の発熱パターンの相対温度差から、複数の電波タグの奥行き方向の順序の情報を得ることができる。 In addition, according to the present invention, information on the order of the plurality of radio wave tags in the depth direction can be obtained from the relative temperature difference between the heat generation patterns of the radio wave absorbers provided in the plurality of radio wave tags.

また、本実施形態による電波タグシステムでは、電波タグ上に備える電波吸収材を２次元コード化することで、電波タグ固有の情報を得ることができる。 Moreover, in the radio wave tag system according to the present embodiment, information specific to the radio wave tag can be obtained by two-dimensionally encoding the radio wave absorber provided on the radio wave tag.

また、異なる電波吸収特性を示す電波吸収材を複数の電波タグに備え、電波タグ走査装置から放射される電波の周波数に従った、周波数特性を持った電波吸収材による電波の吸収と発熱から、電波タグの識別と分類を行うことができる。 Also, equipped with radio wave absorbers showing different radio wave absorption characteristics in a plurality of radio wave tags, according to the frequency of radio waves radiated from the radio wave tag scanning device, from the absorption and heat generation of radio waves by the radio wave absorbers with frequency characteristics, Radio wave tags can be identified and classified.

上記では、本発明の非接触タグシステムについて、具体的な実施の形態を示して説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上記各実施形態又は他の実施形態にかかる発明の構成及び機能に様々な変更・改良を加えることが可能である。 In the above, the contactless tag system of the present invention has been described with reference to specific embodiments, but the present invention is not limited to these. A person skilled in the art can make various changes and improvements to the configurations and functions of the invention according to the above-described embodiments or other embodiments without departing from the gist of the present invention.

本発明の一実施形態における電波タグシステムの全体構成を概略的に示すブロック図である。1 is a block diagram schematically showing an overall configuration of a radio wave tag system according to an embodiment of the present invention. 図１に示す電波タグシステムにおける電波タグ走査装置の制御回路及びＲＦ回路の詳細な内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed internal structure of the control circuit and RF circuit of the radio | wireless tag scanning apparatus in the radio wave tag system shown in FIG. 図２に示すＲＦ回路の可変発信回路において発振制御信号がアクティブな時の発振出力Foutの周波数変化を示すグラフである。3 is a graph showing a change in frequency of an oscillation output Fout when an oscillation control signal is active in the variable oscillation circuit of the RF circuit shown in FIG. 2. 電波タグ走査装置から複数周波数の電波を発信することができる電波タグシステムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the electromagnetic wave tag system which can transmit the electromagnetic wave of multiple frequencies from an electromagnetic wave tag scanning apparatus. 図１に示す赤外線カメラの内部構成を概略的に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram schematically showing an internal configuration of the infrared camera shown in FIG. 1. 図１に示す赤外線カメラから取得される電波タグの２次元赤外線分布データの差分を取る例を示す図である。It is a figure which shows the example which takes the difference of the two-dimensional infrared distribution data of the radio wave tag acquired from the infrared camera shown in FIG. 周波数特性が同じ電波吸収材を使用した複数の電波タグ同士を識別する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of identifying the some electromagnetic wave tag using the electromagnetic wave absorption material with the same frequency characteristic. 周波数特性が異なる電波吸収材を使用した複数の電波タグ同士を識別する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of identifying the some electromagnetic wave tag using the electromagnetic wave absorption material from which frequency characteristics differ. 赤外線カメラから異なる距離に配置された複数の活性化電波タグを識別する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of identifying the several activated radio wave tag arrange | positioned in a different distance from an infrared camera. 赤外線カメラから等距離に配置された複数の活性化電波タグを識別する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of identifying the several activated radio wave tag arrange | positioned equidistantly from the infrared camera. 同一形状で同一の大きさ複数の活性化電波タグについて、その赤外線カメラからの距離を検知して、各電波タグを識別する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of detecting the distance from the infrared camera about the activated radio wave tag of the same shape and the same magnitude | size, and identifying each radio wave tag. 同一形状で同一の大きさ複数の活性化電波タグについて、その赤外線カメラからの距離を検知して、各電波タグを識別する方法を示す図である。It is a figure which shows the method of detecting the distance from the infrared camera about the activated radio wave tag of the same shape and the same magnitude | size, and identifying each radio wave tag. 上下左右非対称な形状の電波吸収材を有する複数の電波タグについて、各電波タグの識別及びその上下左右配置方向の検知を行う方法を示す図である。It is a figure which shows the method of performing the identification of each radio wave tag, and the detection of the up-and-down left-right arrangement direction about the some radio wave tag which has an up-and-down left-right asymmetrical wave absorber. 従来の非接触タグシステムの一例として、一般的な電波タグシステムの構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of a general electromagnetic wave tag system as an example of the conventional non-contact tag system. 従来の電波タグシステム等の非接触タグシステムにおいて用いられるタグの構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the structure of the tag used in non-contact tag systems, such as the conventional electromagnetic wave tag system.

符号の説明Explanation of symbols

1 表示装置
2 パーソナルコンピュータ
3 電波タグ走査装置
4 アンテナ
5 制御回路
6 ＲＦ回路
7 赤外線センサ
8 光学系
9 活性化電波タグ
10 非活性化電波タグ
11 赤外線カメラ
12 電源回路
13 インタフェース
14 マイクロプロセッサ
15 メモリ（制御プログラム）
16 可変発振回路
17 周波数可変回路
18 多重回路
19 スイッチ
20 変調回路
21 送信増幅回路
22 給電点
23 発振回路A
24 発振回路B
25 水晶発振子A
26 水晶発振子B
51 走査
52 集光
53 外部インタフェース
54 メモリ
55 同期
56 検知
57 増幅 1 Display device
2 Personal computer
3 Radio wave tag scanner
4 Antenna
5 Control circuit
6 RF circuit
7 Infrared sensor
8 Optical system
9 Activation radio wave tag
10 Deactivated radio wave tag
11 Infrared camera
12 Power supply circuit
13 Interface
14 Microprocessor
15 Memory (control program)
16 Variable oscillation circuit
17 Frequency variable circuit
18 Multiplex circuit
19 switch
20 Modulation circuit
21 Transmission amplifier circuit
22 Feed point
23 Oscillator circuit A
24 Oscillator circuit B
25 Crystal oscillator A
26 Crystal oscillator B
51 scans
52 Condensing
53 External interface
54 memory
55 Sync
56 detection
57 amplification

Claims

所定周波数の電波を吸収し発熱する素子を含んだタグと、
電波によりタグと通信する無線通信手段と、
タグから放射される赤外線を撮像する赤外線撮像手段と、
前記赤外線撮像手段による撮像画像に基づいてタグの位置を検出する位置検出手段と
を備えた非接触タグシステムであって、
前記撮像画像から求められるタグの温度の違いに基づいて各タグを識別することを特徴とする電波タグシステム。 A tag including an element that absorbs radio waves of a predetermined frequency and generates heat;
Wireless communication means for communicating with the tag by radio waves;
Infrared imaging means for imaging infrared radiation emitted from the tag;
A non-contact tag system comprising position detection means for detecting the position of a tag based on an image captured by the infrared imaging means,
A radio wave tag system, wherein each tag is identified based on a difference in tag temperature obtained from the captured image.

前記赤外線撮像手段により撮像した複数の撮像画像の差分を取ることにより、温度が変化したタグを検出する手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の電波タグシステム。 2. The radio wave tag system according to claim 1 , further comprising means for detecting a tag whose temperature has changed by taking a difference between a plurality of captured images taken by the infrared imaging means.

各タグが含んでいる発熱素子の形状を予め記憶している記憶手段と、
前記赤外線撮像手段により撮像した撮像画像と前記記憶手段により記憶している各タグの発熱素子の形状とを照合することにより、撮像画像に含まれるタグの位置、回転、反転のうち少なくとも１つに関する配置情報を取得する手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電波タグシステム。 Storage means for storing in advance the shape of the heating element included in each tag;
It relates to at least one of the position, rotation, and inversion of the tag included in the captured image by comparing the captured image captured by the infrared imaging unit with the shape of the heating element of each tag stored in the storage unit Telecommunications tag system according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises a means for obtaining location information.

前記赤外線撮像手段により撮像した撮像画像に含まれる各タグの温度差に基づき、各タグの前記赤外線撮像手段からの相対的距離を取得する手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電波タグシステム。 From claim 1, characterized in that it further comprises means based on the temperature difference of each tag contained in the captured image captured, to obtain a relative distance from the infrared imaging device of each tag by the infrared imaging device 3 Telecommunications tag system according to any one of.

前記赤外線撮像手段により撮像した撮像画像に含まれる各タグの発熱素子の形状を認識し、当該形状にエンコードされた情報を解析する手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電波タグシステム。 The infrared imaging unit recognizes the shape of the heat generating elements of each tag contained in the captured image captured by, claim 1, characterized in that it comprises further means for analyzing the information encoded in the shape of 4 The radio wave tag system according to any one of the above.

請求項１から５のいずれか１項に記載の電波タグシステムにおいて、
各タグは周波数特性が異なる発熱素子を含んでおり、
前記無線通信手段は、複数の周波数が異なる電波を用いてタグと通信することができ、
前記通信に用いられた周波数の違いに基づいて各タグを識別することを特徴とする電波タグシステム。 The radio wave tag system according to any one of claims 1 to 5 ,
Each tag contains heating elements with different frequency characteristics,
The wireless communication means can communicate with a tag using radio waves having different frequencies.
A radio wave tag system, wherein each tag is identified based on a difference in frequency used for the communication.