JP4847716B2 - Position detection system using IC tag - Google Patents

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Description

本発明は、外部アンテナから発信される電波を介して、該外部アンテナとの間で非接触方式により情報を送受信するＩＣタグを用いた位置検出システムに関する。 The present invention relates to a position detecting system using via radio waves transmitted from the external antenna, the IC tag for transmitting and receiving information by non-contact method with a external antenna.

近年、物体（例えば、商品、人）などの識別に利用される微小な無線ＩＣタグが、各産業界において採用されている。このようなＩＣタグには、自身を識別するための識別番号などの情報が予め記録されており、電波を介してかかる情報を送受信することで物体を管理するためのシステムとして適用されている。例えば、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）というＩＣタグを媒体として電波を介する情報発信で物体を正確に認識することができるシステムがある。このＲＦＩＤは、例えば、生産・物流・在庫を管理するシステム、商品の盗難を防止するシステム、及び施設への入退室を管理するシステムなど、社会一般の様々な用途として採用されている。   In recent years, a minute wireless IC tag used for identifying an object (for example, a product, a person) or the like has been adopted in each industry. Such an IC tag stores information such as an identification number for identifying itself in advance, and is applied as a system for managing an object by transmitting and receiving such information via radio waves. For example, there is a system capable of accurately recognizing an object by transmitting information via radio waves using an RFID (Radio Frequency Identification) RFID tag as a medium. This RFID is adopted for various uses in general society, such as a system for managing production / distribution / inventory, a system for preventing goods theft, and a system for managing entry / exit to / from a facility.

上述のような状況において、ＩＣタグは、社会一般におけるＩＴ化及び自動化を推進する上での基盤技術として注目が高まっていると共に、各産業界の要望に応じた様々なタイプのＩＣタグの開発が求められている。   Under the circumstances described above, IC tags are gaining attention as a basic technology for promoting IT and automation in general society, and various types of IC tags are developed according to the demands of each industry. Is required.

しかしながら、上述したＩＣタグは、専ら商品又は人などの物体を識別するために用いられているものが殆どであり、かかるＩＣタグを発展又は応用させて他の技術に展開できるようなものではなかった。   However, most of the IC tags described above are used exclusively for identifying objects such as goods or people, and such IC tags cannot be developed or applied to other technologies by developing or applying them. It was.

一方、上述のようなＩＣタグを位置検出に関連付けた技術が提案されている。例えば、タグ位置検出部が、対象物保持部の規定位置に載置された読取対象物のチップ埋込み領域をサーチし、チップ埋込み領域に埋め込まれているＩＣタグの位置を検出してＩＣタグの識別データを確実に読取ることができるＩＣタグ読取装置が提案されている（特許文献１参照）。また、例えば、撮影装置で撮った映像に基づいて複数のＩＣタグの位置を各設定時間ごとに逐次判別することで、タグの存否に加えて位置も自動検知することができるタグ検知システムが提案されている（特許文献２参照）。   On the other hand, a technique in which the above-described IC tag is associated with position detection has been proposed. For example, the tag position detection unit searches the chip embedded region of the reading object placed at the specified position of the object holding unit, detects the position of the IC tag embedded in the chip embedded region, and detects the IC tag There has been proposed an IC tag reader capable of reliably reading identification data (see Patent Document 1). In addition, for example, a tag detection system that can automatically detect the position in addition to the presence or absence of a tag by sequentially determining the position of a plurality of IC tags at each set time based on video taken by a photographing device is proposed. (See Patent Document 2).

しかしながら、何れの技術も、ＩＣタグとは別の構成によりＩＣタグの位置を検出する技術である。すなわち、ＩＣタグをタグ位置検出部でサーチする又は撮影装置で撮影することで客観的に検出する技術であり、例えば、ＩＣタグからの情報発信によって主体的に検出するものではなかった。このため、ＩＣタグの位置検出を補助する周辺の装置又は機器が必要なためにシステムの規模が大きくなり、コストが高く且つ複雑化し易くなる傾向にあった。   However, any technique is a technique for detecting the position of the IC tag by a configuration different from that of the IC tag. In other words, it is a technique for objectively detecting an IC tag by searching with an IC tag by a tag position detection unit or photographing with an imaging device, and for example, it is not proactively detected by transmitting information from the IC tag. For this reason, since a peripheral device or device for assisting the detection of the position of the IC tag is required, the scale of the system increases, and the cost tends to increase and the cost tends to be complicated.

特開２００３−１３２３０６号公報JP 2003-132306 A 特開２０００−２２７９４８号公報JP 2000-227948 A

本発明はこのような事情に鑑み、所定の空間において時間の経過と共に位置が変化する対象物を特定するための情報を非接触方式で発信することができる低コスト且つ小型化されたＩＣタグを活用して所定の空間における対象物の位置情報を時間の経過と共に容易に検出することができる位置検出システムを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, IC tags which are low cost and miniaturization can be transmitting information for identifying the object position changes with time in a predetermined spatial in a non-contact manner It is an object of the present invention to provide a position detection system that can easily detect position information of an object in a predetermined space with the passage of time by utilizing the above.

本発明の第１の態様は、外部アンテナから発信される電波を介して、該外部アンテナとの間で非接触方式により情報を送信するＩＣタグを用いた位置検出システムであって、少なくとも、所定の情報が格納されているＩＣチップ、該ＩＣチップに電気的に接続される非接触通信用アンテナコイル、及び該ＩＣチップに電気的に接続されていると共に超音波を発信する超音波圧電素子を有して全体としてＩＣタグを構成し、前記非接触通信用アンテナコイルが前記外部アンテナからの電波を受信して起電した際に、前記ＩＣチップに予め格納された自身を識別するための識別番号を送信すると共に、超音波を発信するＩＣタグと、前記ＩＣタグから発信される超音波を受信して当該超音波に関する超音波情報を出力する超音波マイクと、前記外部アンテナ及び前記超音波マイクと接続されており、当該外部アンテナ又は超音波マイクを介して前記ＩＣタグから送信又は発信される情報を受信して前記ＩＣチップが設置されている位置を特定するための位置情報を測定する測定通信機器とを具備し、前記測定通信機器は、前記外部アンテナに対する起電があった際に、当該外部アンテナから送信される前記ＩＣタグの識別番号を含む識別情報及び前記超音波マイクから送信される超音波に関する超音波情報を受信した場合に、当該識別情報に含まれる識別番号の受信タイミングと当該超音波情報に含まれる超音波の受信タイミングとの差分に基づいて、前記ＩＣタグと前記超音波マイクとの間の距離を算出して当該ＩＣタグが設置されている対象物の位置情報を検出することを特徴とするＩＣタグを用いた位置検出システムにある。 A first aspect of the present invention is a position detection system using an IC tag that transmits information to and from an external antenna via radio waves transmitted from the external antenna, and includes at least a predetermined IC chip information is stored, the non-contact communication antenna coil which is electrically connected to the IC chip, and an ultrasonic piezoelectric which transmits ultrasonic waves to co If is electrically connected to the IC chip In order to identify itself stored in the IC chip when the non-contact communication antenna coil receives a radio wave from the external antenna and generates power when an IC tag is configured as a whole and has an element. transmits the identification number, the IC tag transmits ultrasonic waves, and the ultrasonic microphone receives the ultrasonic wave is transmitted to output the ultrasonic information relating to the ultrasonic waves from the IC tag, the outer Connected to an antenna and the ultrasonic microphone, for receiving information transmitted or transmitted from the IC tag via the external antenna or the ultrasonic microphone and specifying the position where the IC chip is installed A measurement communication device that measures position information, and the measurement communication device includes identification information including an identification number of the IC tag transmitted from the external antenna when power is generated for the external antenna; Based on the difference between the reception timing of the identification number included in the identification information and the reception timing of the ultrasonic wave included in the ultrasonic information when receiving ultrasonic information related to the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic microphone, The distance between the IC tag and the ultrasonic microphone is calculated to detect position information of an object on which the IC tag is installed. In the position detecting system using the IC tag.

かかる第１の態様では、外部アンテナに対する起電があった際、その外部アンテナから送信される超音波に関する超音波情報を受信した場合に、識別情報に含まれる識別番号の受信タイミングと超音波情報に含まれる超音波の受信タイミングとの差分に基づいて、ＩＣタグと超音波マイクとの間の距離が算出されて、ＩＣタグが設置されている対象物の位置情報が検出される。これにより、従来から用いられているＩＣタグを改良したＩＣタグを用いて、識別番号及び超音波が送信又は発信できるようにすることで、対象物の位置情報を容易に検出することができる。 In such a first aspect, when the ultrasonic information related to the ultrasonic wave transmitted from the external antenna is received when the external antenna is electromotive, the reception timing and the ultrasonic information of the identification number included in the identification information are received. The distance between the IC tag and the ultrasonic microphone is calculated based on the difference from the reception timing of the ultrasonic wave included in the position information of the object on which the IC tag is installed. Thereby, the position information of the object can be easily detected by enabling the identification number and the ultrasonic wave to be transmitted or transmitted using an IC tag obtained by improving the IC tag used conventionally.

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記超音波マイクが所定の空間を形成するように鉛直方向に段差を設けて複数箇所に設置されており、当該空間内において検出したい位置となる対象物に前記ＩＣタグを設置した場合に、前記測定通信機器は、当該ＩＣタグに関する識別情報及び複数の前記超音波マイクで構成された空間で発信される超音波に基づいて検出される位置情報から所定時間内における対象物の位置の変化を三次元上で検出することを特徴とするＩＣタグを用いた位置検出システムにある。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the ultrasonic microphone is provided at a plurality of locations with steps in the vertical direction so as to form a predetermined space, and a position to be detected in the space. When the IC tag is installed on the target object, the measurement communication device is detected based on identification information related to the IC tag and ultrasonic waves transmitted in a space constituted by the plurality of ultrasonic microphones. A position detection system using an IC tag is characterized in that a change in the position of an object within a predetermined time is detected in three dimensions from position information.

かかる第２の態様では、ＩＣタグに関する識別情報及び複数の超音波マイクで構成された空間で発信される超音波に基づいて検出される位置情報から所定時間内における対象物の位置の変化が三次元上で検出される。これにより、所定の空間における対象物の位置情報を時間の経過と共に容易に検出することができる。 In the second aspect, the change in the position of the object within a predetermined time is determined from the identification information related to the IC tag and the position information detected based on the ultrasonic wave transmitted in the space constituted by the plurality of ultrasonic microphones. Detected on the original. Thereby, the position information of the object in the predetermined space can be easily detected with the passage of time.

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記ＩＣタグに予め設定されている起動情報に基づいて、前記識別番号の送信タイミング及び前記超音波の発信タイミングが制御されることを特徴とするＩＣタグを用いた位置検出システムにある。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the transmission timing of the identification number and the transmission timing of the ultrasonic waves are controlled based on activation information preset in the IC tag. In a position detection system using an IC tag characterized by the above.

かかる第３の態様では、識別番号の送信タイミング及び超音波の発信タイミングが制御される。これにより、例えば、ＩＣタグからの情報発信を制御しながら、容易に位置情報を検出することが可能となる。 In the third aspect, the transmission timing of the identification number and the transmission timing of the ultrasonic waves are controlled. Thereby, for example, position information can be easily detected while controlling information transmission from the IC tag.

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記測定通信機器は、前記外部アンテナに対して通電するタイミング又は通電する間隔を制御することを特徴とするＩＣタグを用いた位置検出システムにある。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the IC tag according to any one of the first to third aspects, wherein the measurement communication device controls a timing of energizing the external antenna or an energization interval. It is in the position detection system used.

かかる第４の態様では、外部アンテナに対して通電するタイミング又は通電する間隔が制御される。これにより、例えば、ＩＣタグに対する起電時間を制御しながら、容易に位置情報を検出することが可能となる。 In the fourth aspect, the timing for energizing the external antenna or the energization interval is controlled. Thereby, for example, it is possible to easily detect the position information while controlling the electromotive time for the IC tag.

本発明によれば、識別番号を送信するＩＣタグから超音波を発信させるようにすることで、所定の空間において時間の経過と共に位置が変化する対象物を特定するための情報を非接触方式で発信することができる低コスト且つ小型化されたＩＣタグを活用して所定の空間における対象物の位置情報を時間の経過と共に容易に検出することができる位置検出システムを提供することが可能となる。
According to the present invention, by transmitting an ultrasonic wave from an IC tag that transmits an identification number, information for specifying an object whose position changes with time in a predetermined space can be obtained in a non-contact manner. it is possible to provide a position detection system that can be easily detected over the position information of time of the object in a given space by utilizing low cost and miniaturized IC tag capable of transmitting Become.

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明の構成は以下の説明に限定されない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. The description of the present embodiment is an exemplification, and the configuration of the present invention is not limited to the following description.

図１は、本発明の一実施形態に係るＩＣタグの回路構成の概略を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a circuit configuration of an IC tag according to an embodiment of the present invention.

図示するように、ＩＣタグ３０は、少なくとも、所定の情報が格納されているＩＣチップ３１と該ＩＣチップ３１に電気的に接続される非接触通信用アンテナコイル３２とを有し、外部アンテナから発信される電波を介して非接触通信用アンテナコイル３２で起電をトリガとして起電した際に、非接触方式で情報を該外部アンテナへ送信する。このようなＩＣチップ３１としては、例えば、一般的にＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）などで用いられている３〜５ｍｍ角のチップマイコンを想定しているため、詳細な説明については省略する。なお、上述した非接触通信用アンテナコイル３２とは、例えば、直列に接続された２つのコンデンサＣを介して接続されるアンテナ機能を備えた誘電コイルである。   As shown in the figure, the IC tag 30 has at least an IC chip 31 in which predetermined information is stored, and a non-contact communication antenna coil 32 electrically connected to the IC chip 31, from an external antenna. When the electromotive force is generated by the non-contact communication antenna coil 32 via the transmitted radio wave as a trigger, information is transmitted to the external antenna in a non-contact manner. As such an IC chip 31, for example, a 3 to 5 mm square chip microcomputer generally used in RFID (Radio Frequency Identification) or the like is assumed, and detailed description thereof is omitted. The non-contact communication antenna coil 32 described above is, for example, a dielectric coil having an antenna function that is connected via two capacitors C connected in series.

本実施形態では、上述のようなＩＣタグ３０において、ＩＣチップ３１に電気的に接続されると共に、超音波を発信する超音波圧電素子３３を具備することで、非接触通信用アンテナコイル３２が外部アンテナからの電波を受信して起電した際に、ＩＣチップ３１に予め格納された自身を識別するための識別番号が送信されると共に、超音波が発信される。このような超音波圧電素子３３としては、例えば、高周波圧電ブザーなどを挙げることができる。   In the present embodiment, the IC tag 30 as described above includes the ultrasonic piezoelectric element 33 that is electrically connected to the IC chip 31 and transmits ultrasonic waves, so that the antenna coil 32 for non-contact communication is provided. When a radio wave is received from an external antenna to generate power, an identification number for identifying itself stored in the IC chip 31 is transmitted and an ultrasonic wave is transmitted. Examples of the ultrasonic piezoelectric element 33 include a high-frequency piezoelectric buzzer.

また、ＩＣタグ３０は、非接触通信用アンテナコイル３２に対して起電があった際に、超音波の発信タイミング又は識別番号の送信タイミングを制御するタイマー制御部３４をさらに具備している。このような制御は、例えば、ＩＣタグ３０が複数箇所に設置されている場合に有効であり、時間差を利用して各ＩＣタグ３０から発信される情報を確実に認識させることを可能とする。ここで、超音波の発信タイミングのみを制御する場合には、例えば、そのタイミングの時間差を測定通信機器５０で管理しておき、位置情報１１０を検出する際に、対応する識別番号の送信タイミングに加算して調整するようにすればよい。   The IC tag 30 further includes a timer control unit 34 that controls the transmission timing of the ultrasonic wave or the transmission timing of the identification number when the non-contact communication antenna coil 32 is electromotive. Such control is effective, for example, when the IC tags 30 are installed at a plurality of locations, and makes it possible to reliably recognize information transmitted from each IC tag 30 using a time difference. Here, when controlling only the transmission timing of the ultrasonic wave, for example, the time difference of the timing is managed by the measurement communication device 50, and when the position information 110 is detected, the transmission timing of the corresponding identification number is set. Adjustment may be made by adding.

このようなＩＣタグ３０は、例えば、ＩＣチップ３１に内蔵された電源３５及びＩＣチップ３１を介して外部に設けられた電源としての外部電池３９を具備している。すなわち、非接触通信用アンテナコイル３２が外部アンテナからの電波を受信して起電した際に作動する電源３５及びＩＣチップ３１を介して外部に設けられた電源としての外部電池３９を具備することで動作する。まず、非接触通信用アンテナコイル３２に起電があった場合に、電源３５が作動して制御部３６に対して通電が行われる。そして、直ちに外部電源スイッチ３８がオンとなり電源を外部電池３９に切り替えることで、制御部３６、信号部３７、及びタイマー制御部３４に対して通電が行われる。また、タイマー制御部３４は、信号部３７、超音波圧電素子３３、及び外部電源スイッチ３８と接続されており、それら信号部３７、超音波圧電素子３３、及び外部電源スイッチ３８は、タイマー制御部３４を介してそれぞれ制御されることになる。   Such an IC tag 30 includes, for example, a power source 35 built in the IC chip 31 and an external battery 39 as a power source provided outside via the IC chip 31. That is, the non-contact communication antenna coil 32 includes a power source 35 that operates when a radio wave is received from an external antenna and generates electricity, and an external battery 39 as a power source provided outside via the IC chip 31. Works with. First, when an electromotive force is generated in the non-contact communication antenna coil 32, the power source 35 is activated to energize the control unit 36. Then, immediately after the external power switch 38 is turned on and the power source is switched to the external battery 39, the control unit 36, the signal unit 37, and the timer control unit 34 are energized. The timer control unit 34 is connected to the signal unit 37, the ultrasonic piezoelectric element 33, and the external power switch 38. The signal unit 37, the ultrasonic piezoelectric element 33, and the external power switch 38 are connected to the timer control unit. 34 to be controlled respectively.

なお、本実施形態では、電源３５及び外部電池３９の双方を電源として動作させることを例示しているが、勿論、電源３５を単独の電源として用いてもよいし、外部電池３９を電源３５のバックアップ用電源として動作させるようにしてもよい。   In the present embodiment, it is exemplified that both the power source 35 and the external battery 39 are operated as power sources, but of course, the power source 35 may be used as a single power source or the external battery 39 may be used as the power source 35. It may be operated as a backup power source.

ここで、タイマー制御部３４による具体的な制御の一例について説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るＩＣタグの処理例を示すフローチャートである。なお、図２に示す例では、起動時間の設定として、内部タイマー１に情報発信のトリガが設定されており、内部タイマー２に超音波圧電素子３３に対する通電時間が設定されていることが前提となっている。   Here, an example of specific control by the timer control unit 34 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing a processing example of an IC tag according to an embodiment of the present invention. In the example shown in FIG. 2, it is assumed that the trigger for information transmission is set in the internal timer 1 and the energization time for the ultrasonic piezoelectric element 33 is set in the internal timer 2 as the setting of the activation time. It has become.

まず、非接触通信用アンテナコイル３２に起電があると、電源３５がオンとなり、タイマー制御部３４が通電されることで、内部タイマー１がオンとなる（Ｓ１）。   First, when an electromotive force is generated in the non-contact communication antenna coil 32, the power source 35 is turned on and the timer control unit 34 is energized, whereby the internal timer 1 is turned on (S1).

そして、内部タイマー１が終了した場合（Ｓ２；Ｙｅｓ）、すなわち情報発信を遅らせるための時間が経過した場合には、識別番号が送信されると共に超音波圧電素子３３に対する通電が行われて、内部タイマー２がオンとなる（Ｓ３）。すなわち、内部タイマー１が終了すると同時に、タイマー制御部３４から信号部３７に対して信号発信指示が出力され、同時に超音波圧電素子３３が通電されて、内部タイマー２が動作する。そして、信号部３７は、信号発信指示を受けると予め格納されているＩＣチップ３１の識別番号を制御部３６から非接触通信用アンテナコイル３２を介して外部アンテナに対して送信する。このとき、超音波の発信も開始される。   When the internal timer 1 is finished (S2; Yes), that is, when the time for delaying information transmission has elapsed, the identification number is transmitted and the ultrasonic piezoelectric element 33 is energized, and the internal timer 1 Timer 2 is turned on (S3). That is, simultaneously with the end of the internal timer 1, a signal transmission instruction is output from the timer control unit 34 to the signal unit 37, and at the same time, the ultrasonic piezoelectric element 33 is energized and the internal timer 2 operates. When receiving the signal transmission instruction, the signal unit 37 transmits the identification number of the IC chip 31 stored in advance to the external antenna from the control unit 36 via the non-contact communication antenna coil 32. At this time, transmission of ultrasonic waves is also started.

そして、内部タイマー２が終了した場合（Ｓ４；Ｙｅｓ）、すなわち超音波圧電素子３３に対する通電時間が経過した場合には、超音波圧電素子３３に対する通電をオフにすると共に電源３５をオフにする（Ｓ５）。このとき、超音波の発信も終了して、次の起電があるまで待機状態となる。すなわち、内部タイマー２が終了するまで超音波圧電素子３３に対する通電が行われ、内部タイマー２の終了と同時に超音波圧電素子３３に対する通電が終了となる。このとき、外部電源スイッチ３８がオフとなり、ＩＣチップ３１が休止状態となる。   When the internal timer 2 has ended (S4; Yes), that is, when the energization time for the ultrasonic piezoelectric element 33 has elapsed, the energization for the ultrasonic piezoelectric element 33 is turned off and the power supply 35 is turned off ( S5). At this time, the transmission of the ultrasonic wave is also finished, and it is in a standby state until the next electromotive force is generated. That is, energization to the ultrasonic piezoelectric element 33 is performed until the internal timer 2 is terminated, and energization to the ultrasonic piezoelectric element 33 is terminated simultaneously with the termination of the internal timer 2. At this time, the external power switch 38 is turned off, and the IC chip 31 enters a dormant state.

上述のような処理により、起電をトリガとして送信される識別番号及び発信される超音波におけるＩＣタグ３０からの情報発信を時間で制御することが可能となる。   With the processing as described above, it is possible to control the transmission of information from the IC tag 30 in the identification number transmitted using the electromotive force as a trigger and the ultrasonic wave transmitted.

次に、上述したＩＣタグ３０を適用した位置検出システムについて説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る位置検出システムのシステム構成を示す図である。   Next, a position detection system to which the above-described IC tag 30 is applied will be described. FIG. 3 is a diagram showing a system configuration of a position detection system according to an embodiment of the present invention.

図示するように、位置検出システム１０は、外部アンテナ２０、ＩＣタグ３０、超音波マイク４０、及び測定通信機器５０を具備しており、外部アンテナ２０から発信される電波を介して、該外部アンテナ２０との間で非接触方式により情報を送信するＩＣタグ３０を用いて対象物の位置情報１１０が検出される。   As illustrated, the position detection system 10 includes an external antenna 20, an IC tag 30, an ultrasonic microphone 40, and a measurement communication device 50, and the external antenna is transmitted via radio waves transmitted from the external antenna 20. The position information 110 of the object is detected using the IC tag 30 that transmits information to and from the terminal 20 in a non-contact manner.

ＩＣタグ３０は、上述したように、少なくとも、所定の情報が格納されているＩＣチップ３１、該ＩＣチップ３１に電気的に接続される非接触通信用アンテナコイル３２、及び該ＩＣチップ３１に電気的に接続されていると共に外部アンテナ２０に対する起電があった際に超音波を発信する超音波圧電素子３３を有する。また、ＩＣタグ３０には予め外部に対して情報発信するための起動情報が設定されており、その起動情報に基づいて、識別番号の送信タイミング及び超音波の発信タイミングが制御されるようにすればよい。これにより、例えば、ＩＣタグ３０が複数箇所に装着される場合に、各ＩＣタグ３０の情報発信に対して時間差を設けることができるため、混信を防止することも可能となる。   As described above, the IC tag 30 includes at least the IC chip 31 in which predetermined information is stored, the non-contact communication antenna coil 32 electrically connected to the IC chip 31, and the IC chip 31. And an ultrasonic piezoelectric element 33 that emits ultrasonic waves when the external antenna 20 is electromotively connected. Further, activation information for transmitting information to the outside is set in advance in the IC tag 30, and the transmission timing of the identification number and the transmission timing of the ultrasonic wave are controlled based on the activation information. That's fine. Thereby, for example, when the IC tag 30 is mounted at a plurality of locations, a time difference can be provided for information transmission of each IC tag 30, so that it is possible to prevent interference.

超音波マイク４０は、ＩＣタグ３０から発信される超音波を受信して、その超音波に関する超音波情報を出力する。この超音波マイク４０は、後述する測定通信機器５０と所定の回線を介して接続されており、ＩＣタグ３０から受信した超音波を超音波情報に変換して所定の回線を介して測定通信機器５０に出力する。ここでいう超音波情報とは、少なくとも、超音波を受信したタイミング、すなわち受信時間を含む情報である。   The ultrasonic microphone 40 receives ultrasonic waves transmitted from the IC tag 30 and outputs ultrasonic information related to the ultrasonic waves. The ultrasonic microphone 40 is connected to a measurement communication device 50, which will be described later, via a predetermined line, converts the ultrasonic wave received from the IC tag 30 into ultrasonic information, and measures the communication device via the predetermined line. Output to 50. The ultrasound information here is information including at least the timing of receiving the ultrasound, that is, the reception time.

測定通信機器５０は、外部アンテナ２０及び超音波マイク４０と接続されており、その外部アンテナ２０又は超音波マイク４０を介してＩＣタグ３０から送信又は発信される情報を受信してＩＣチップ３１が設置されている位置を特定するための位置情報１１０を測定する。具体的には、測定通信機器５０は、外部アンテナ２０に対する起電があった際に、その外部アンテナ２０から送信されるＩＣタグ３０の識別番号を含む識別情報及び超音波マイク４０から送信される超音波に関する超音波情報を受信した場合に、その識別情報に含まれる識別番号の受信タイミングと超音波情報に含まれる超音波の受信タイミングとの差分に基づいて、ＩＣタグ３０と超音波マイク４０との間の距離を算出してＩＣタグ３０が設置されている対象物の位置情報１１０を検出する。ここでいう識別情報とは、少なくとも、ＩＣタグ３０の識別番号および受信時間を含む情報である。さらに、測定通信機器５０は、外部アンテナ２０に対して通電するタイミング又は通電する間隔を制御する。このような制御により、例えば、外部アンテナ２０が各空間ごとに複数設置されている場合に、各外部アンテナ２０に対する通電のタイミングを制御することで、各空間ごとに存在するＩＣタグ３０をそれぞれ起電させることができる。また、外部アンテナ２０に対して通電する間隔を制御することにより、例えば、ＩＣタグ３０を定期的に起電させて時間帯ごとに変化する位置情報１１０を検出することも可能となる。   The measurement communication device 50 is connected to the external antenna 20 and the ultrasonic microphone 40, receives information transmitted or transmitted from the IC tag 30 via the external antenna 20 or the ultrasonic microphone 40, and the IC chip 31 is The position information 110 for specifying the installed position is measured. Specifically, the measurement communication device 50 transmits the identification information including the identification number of the IC tag 30 transmitted from the external antenna 20 and the ultrasonic microphone 40 when the external antenna 20 is powered. When ultrasonic information related to ultrasonic waves is received, based on the difference between the reception timing of the identification number included in the identification information and the reception timing of the ultrasonic waves included in the ultrasonic information, the IC tag 30 and the ultrasonic microphone 40 And the position information 110 of the object on which the IC tag 30 is installed is detected. The identification information here is information including at least the identification number of the IC tag 30 and the reception time. Further, the measurement communication device 50 controls the timing of energizing the external antenna 20 or the interval of energization. With such control, for example, when a plurality of external antennas 20 are installed in each space, the timing of energizing each external antenna 20 is controlled, so that the IC tag 30 existing in each space can be started. Can be electrified. In addition, by controlling the interval at which the external antenna 20 is energized, for example, it is possible to detect the position information 110 that changes every time period by periodically energizing the IC tag 30.

次に、上述した超音波マイク４０を複数用いた場合における位置情報１１０の検出について説明する。図４は、本発明の一実施形態に係る位置情報の検出方法の一例を説明する平面図であり、図５は、本発明の一実施形態に係る位置情報の検出方法の一例を説明する斜視図である。   Next, detection of the position information 110 when a plurality of the above-described ultrasonic microphones 40 are used will be described. FIG. 4 is a plan view illustrating an example of a position information detection method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view illustrating an example of a position information detection method according to an embodiment of the present invention. FIG.

まず、超音波マイク４０は、ＩＣタグ３０の位置の変化を三次元座標上で特定するために複数箇所に設置される。図４に示す例では、４つの超音波マイク４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、及び４０ｄが所定の空間１００を形成するように設置されている。ここで、所定の空間１００は、図５に示すように、鉛直方向に段差を設けて各超音波マイク４０ａ〜４０ｄを設置することで形成される。このような構成により、空間１００内において検出したい位置にＩＣタグ３０を設置することで、時間の経過と共に変化するＩＣタグ３０の位置の変化を位置情報１１０として検出することができる。図４に示す例では、時間の経過と共に、図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態にＩＣタグ３０の位置が変化している。   First, the ultrasonic microphones 40 are installed at a plurality of locations in order to specify a change in the position of the IC tag 30 on the three-dimensional coordinates. In the example shown in FIG. 4, four ultrasonic microphones 40 a, 40 b, 40 c, and 40 d are installed so as to form a predetermined space 100. Here, the predetermined space 100 is formed by installing the ultrasonic microphones 40a to 40d with steps in the vertical direction as shown in FIG. With such a configuration, by installing the IC tag 30 at a position to be detected in the space 100, a change in the position of the IC tag 30 that changes over time can be detected as the position information 110. In the example illustrated in FIG. 4, the position of the IC tag 30 changes from the state illustrated in FIG. 4A to the state illustrated in FIG.

そして、例えば、図５に示すように、ＩＣタグ３０を対象物６０に設置した場合に、測定通信機器５０により、ＩＣタグ３０に関する識別情報及び各超音波マイク４０ａ〜４０ｄで構成された空間１００内で発信される超音波に基づいて検出される位置情報１１０から所定時間内における対象物６０の位置の変化が三次元上で検出される。すなわち、各超音波マイク４０ａ〜４０ｄにおいてそれぞれ受信された超音波に基づいて、ＩＣタグ３０と各超音波マイク４０ａ〜４０ｄとの距離の関係から対象物６０の立体的な位置の変化が検出される。三次元による位置の検出には、例えば、距離データに基づき三次元座標位置を演算することが可能な一般的な三次元演算技術を用いればよい。この場合、上述のような演算が可能な三次元演算機能を測定通信機器５０に導入すればよい。   For example, as shown in FIG. 5, when the IC tag 30 is installed on the object 60, the measurement communication device 50 uses the identification information regarding the IC tag 30 and the space 100 configured by the ultrasonic microphones 40 a to 40 d. A change in the position of the object 60 within a predetermined time is detected in a three-dimensional manner from position information 110 detected based on the ultrasonic wave transmitted within the apparatus. That is, a change in the three-dimensional position of the object 60 is detected from the relationship between the distance between the IC tag 30 and each of the ultrasonic microphones 40a to 40d based on the ultrasonic waves respectively received by the ultrasonic microphones 40a to 40d. The For the detection of the position in three dimensions, for example, a general three-dimensional calculation technique capable of calculating a three-dimensional coordinate position based on distance data may be used. In this case, a three-dimensional calculation function capable of the above-described calculation may be introduced into the measurement communication device 50.

次に、上述した位置検出システム１０の通信手順について説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る位置検出システムの通信シーケンスを示す図である。   Next, a communication procedure of the position detection system 10 described above will be described. FIG. 6 is a diagram showing a communication sequence of the position detection system according to the embodiment of the present invention.

図示するように、まず、測定通信機器５０から外部アンテナ２０に対する通電がされると（Ｓ１１）、外部アンテナ２０が起電して（Ｓ１２）、例えば、ＩＣタグ３０を含む所定の空間で電波を発生させる（Ｓ１３）。   As shown in the figure, first, when the external antenna 20 is energized from the measurement communication device 50 (S11), the external antenna 20 is energized (S12) and, for example, radio waves are transmitted in a predetermined space including the IC tag 30. (S13).

外部アンテナ２０が発生させる電波を受信したＩＣタグ３０は、非接触通信用アンテナコイル３２による起電をトリガとして起電する（Ｓ１４）。そして、ＩＣタグ３０に予め格納されている自身の識別番号が非接触通信用アンテナコイル３２から電波を介して外部アンテナ２０に送信される（Ｓ１５）。同時に、ＩＣタグ３０が具備する超音波圧電素子３３から超音波が発信される（Ｓ１６）。   The IC tag 30 that has received the radio wave generated by the external antenna 20 generates power using the electromotive force generated by the non-contact communication antenna coil 32 as a trigger (S14). Then, the identification number stored in advance in the IC tag 30 is transmitted from the non-contact communication antenna coil 32 to the external antenna 20 via radio waves (S15). At the same time, an ultrasonic wave is transmitted from the ultrasonic piezoelectric element 33 included in the IC tag 30 (S16).

ここで、外部アンテナ２０に送信されたＩＣタグ３０の識別番号は、識別情報として測定通信機器５０に対して送信される（Ｓ１７）。一方、超音波圧電素子３３から発信された超音波は、その超音波が届く範囲に設置されている超音波マイク４０で受信されて超音波情報として測定通信機器５０に対して出力される（Ｓ１８）。   Here, the identification number of the IC tag 30 transmitted to the external antenna 20 is transmitted to the measurement communication device 50 as identification information (S17). On the other hand, the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic piezoelectric element 33 is received by the ultrasonic microphone 40 installed in a range where the ultrasonic wave reaches and is output as ultrasonic information to the measurement communication device 50 (S18). ).

測定通信機器５０は、受信した識別情報に含まれる識別番号の受信タイミングと超音波情報に含まれる超音波の受信タイミングとの差分、すなわち２つの受信タイミングの時間差から、ＩＣタグ３０と超音波マイク４０との間の距離を算出する（Ｓ１９）。そして、算出した距離に基づいて対象物６０の位置情報１１０が検出される（Ｓ２０）。   The measurement communication device 50 determines the IC tag 30 and the ultrasonic microphone from the difference between the reception timing of the identification number included in the received identification information and the reception timing of the ultrasonic wave included in the ultrasonic information, that is, the time difference between the two reception timings. The distance to 40 is calculated (S19). Then, the position information 110 of the object 60 is detected based on the calculated distance (S20).

以上説明したように、本実施形態では、ＩＣタグ３０から識別番号と共に超音波を発信させることができるようにしたため、所定の空間において時間の経過と共に位置が変化する対象物６０を特定するために必要な情報を非接触方式で発信することができる。かかるＩＣタグ３０は、従来から用いられているＩＣタグが超音波圧電素子３３を具備するように改良することで低コストに提供することができる。   As described above, in the present embodiment, since the ultrasonic wave can be transmitted together with the identification number from the IC tag 30, the object 60 whose position changes with the passage of time in a predetermined space is specified. Necessary information can be transmitted in a non-contact manner. Such an IC tag 30 can be provided at low cost by improving the conventionally used IC tag to include the ultrasonic piezoelectric element 33.

さらに、本実施形態のＩＣタグ３０を活用することで、例えば、複数の超音波マイク４０で構成される所定の空間において、対象物６０の位置情報１１０を時間の経過と共に容易に検出することが可能となる。   Furthermore, by utilizing the IC tag 30 of the present embodiment, for example, the position information 110 of the object 60 can be easily detected over time in a predetermined space composed of a plurality of ultrasonic microphones 40. It becomes possible.

本発明の一実施形態に係るＩＣタグの回路構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of the circuit structure of the IC tag which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るＩＣタグの処理例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process example of the IC tag which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る位置検出システムのシステム構成を示す図である。It is a figure which shows the system configuration | structure of the position detection system which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る位置情報の検出方法の一例を説明する平面図である。It is a top view explaining an example of the detection method of the positional information which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る位置情報の検出方法の一例を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining an example of the detection method of the positional information which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る位置検出システムの通信シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the communication sequence of the position detection system which concerns on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 位置検出システム
２０ 外部アンテナ
３０ ＩＣタグ
３１ ＩＣチップ
３２ 非接触通信用アンテナコイル
３３ 超音波圧電素子
３４ タイマー制御部
３５ 電源
３６ 制御部
３７ 信号部
３８ 外部電源スイッチ
３９ 外部電池
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ 超音波マイク
５０ 測定通信機器
６０ 対象物
１００ 空間
１１０ 位置情報
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Position detection system 20 External antenna 30 IC tag 31 IC chip 32 Antenna coil for non-contact communication 33 Ultrasonic piezoelectric element 34 Timer control part 35 Power supply 36 Control part 37 Signal part 38 External power switch 39 External battery 40, 40a, 40b, 40c, 40d Ultrasonic microphone 50 Measurement communication device 60 Object 100 Space 110 Position information

Claims (4)

外部アンテナから発信される電波を介して、該外部アンテナとの間で非接触方式により情報を送信するＩＣタグを用いた位置検出システムであって、
少なくとも、所定の情報が格納されているＩＣチップ、該ＩＣチップに電気的に接続される非接触通信用アンテナコイル、及び該ＩＣチップに電気的に接続されていると共に超音波を発信する超音波圧電素子を有して全体としてＩＣタグを構成し、前記非接触通信用アンテナコイルが前記外部アンテナからの電波を受信して起電した際に、前記ＩＣチップに予め格納された自身を識別するための識別番号を送信すると共に、超音波を発信するＩＣタグと、
前記ＩＣタグから発信される超音波を受信して当該超音波に関する超音波情報を出力する超音波マイクと、
前記外部アンテナ及び前記超音波マイクと接続されており、当該外部アンテナ又は超音波マイクを介して前記ＩＣタグから送信又は発信される情報を受信して前記ＩＣチップが設置されている位置を特定するための位置情報を測定する測定通信機器とを具備し、
前記測定通信機器は、前記外部アンテナに対する起電があった際に、当該外部アンテナから送信される前記ＩＣタグの識別番号を含む識別情報及び前記超音波マイクから送信される超音波に関する超音波情報を受信した場合に、当該識別情報に含まれる識別番号の受信タイミングと当該超音波情報に含まれる超音波の受信タイミングとの差分に基づいて、前記ＩＣタグと前記超音波マイクとの間の距離を算出して当該ＩＣタグが設置されている対象物の位置情報を検出することを特徴とするＩＣタグを用いた位置検出システム。 A position detection system using an IC tag that transmits information in a non-contact manner with the external antenna via radio waves transmitted from the external antenna,
At least, an IC chip in which a predetermined information is stored, transmits the non-contact communication antenna coil which is electrically connected to the IC chip, and an ultrasonic wave to co If is electrically connected to the IC chip An IC tag is configured as a whole with an ultrasonic piezoelectric element, and when the non-contact communication antenna coil receives a radio wave from the external antenna and generates power, the IC tag stored in advance in the IC chip An IC tag that transmits an ultrasonic wave while transmitting an identification number for identification ;
An ultrasonic microphone that receives ultrasonic waves transmitted from the IC tag and outputs ultrasonic information related to the ultrasonic waves;
It is connected to the external antenna and the ultrasonic microphone, and receives information transmitted or transmitted from the IC tag via the external antenna or ultrasonic microphone to identify the position where the IC chip is installed. Measuring communication equipment for measuring position information for,
It said measuring communication device, wherein when there is an electromotive against external antenna, ultrasonic information relating to ultrasonic waves transmitted from the identification information and the ultrasonic microphone includes an identification number of the IC tag is transmitted from the external antenna , The distance between the IC tag and the ultrasonic microphone based on the difference between the reception timing of the identification number included in the identification information and the reception timing of the ultrasonic wave included in the ultrasonic information And a position detection system using an IC tag, wherein the position information of an object on which the IC tag is installed is detected. 請求項１において、前記超音波マイクが所定の空間を形成するように鉛直方向に段差を設けて複数箇所に設置されており、当該空間内において検出したい位置となる対象物に前記ＩＣタグを設置した場合に、前記測定通信機器は、当該ＩＣタグに関する識別情報及び複数の前記超音波マイクで構成された空間で発信される超音波に基づいて検出される位置情報から所定時間内における対象物の位置の変化を三次元上で検出することを特徴とするＩＣタグを用いた位置検出システム。 2. The IC tag according to claim 1 , wherein the ultrasonic microphone is provided at a plurality of locations with steps in the vertical direction so as to form a predetermined space, and the IC tag is installed at an object to be detected in the space. In this case, the measurement communication device detects the target object within a predetermined time from the identification information related to the IC tag and the position information detected based on the ultrasonic wave transmitted in the space constituted by the plurality of ultrasonic microphones. A position detection system using an IC tag, characterized by detecting a change in position in three dimensions. 請求項１又は２の位置検出システムにおいて、前記ＩＣタグに予め設定されている起動情報に基づいて、前記識別番号の送信タイミング及び前記超音波の発信タイミングが制御されることを特徴とするＩＣタグを用いた位置検出システム。 3. The position detection system according to claim 1 , wherein a transmission timing of the identification number and a transmission timing of the ultrasonic wave are controlled based on activation information preset in the IC tag. Position detection system using. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記測定通信機器は、前記外部アンテナに対して通電するタイミング又は通電する間隔を制御することを特徴とするＩＣタグを用いた位置検出システム。 In any one of claims 1 to 3, wherein the measuring communication device, the position detection system using the IC tag which is characterized by controlling the timing or interval of energization for energizing the external antenna.
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