JP7152099B2 - 無線タグシステム、無線通信可能領域整形方法 - Google Patents
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Description
本発明は、無線タグシステム、無線通信可能領域整形方法に関する。
商品棚に配置された各商品にＲＦＩＤタグを取り付け、そのＲＦＩＤタグからの信号を読み取って商品管理を行うことが行われている。関連する技術として、上述のようなＲＦＩＤタグから送信される信号の検出範囲を限定する技術が特許文献１に開示されている。
ところで上述のような商品管理において、ＲＦＩＤタグから送信された信号を読み取る読取装置は、隣接して陳列された異なる複数の商品のそれぞれの商品のうちの所望の商品に取り付けられたＲＦＩＤタグからの信号が受信できるようにすることが求められている。
そこでこの発明は、上述の課題を解決することのできる無線タグシステム、無線通信可能領域整形方法を提供することを目的としている。
本発明の第１の態様によれば、無線タグシステムは、無線送信タグから送信されたタグ信号を受信するタグ信号アンテナと、前記タグ信号アンテナを基準として前記無線送信タグの方向とは反対側の方向に配置され、前記タグ信号アンテナの受信できる前記タグ信号の送信元の前記無線送信タグの含まれる領域を狭める受信可能領域整形信号を送信する通信可能領域整形アンテナと、を備える。
本発明の第２の態様によれば、無線通信可能領域整形方法は、タグ信号アンテナが、無線送信タグから送信されたタグ信号を受信し、通信可能領域整形アンテナが、前記タグ信号アンテナを基準として前記無線送信タグの方向とは反対側の方向に配置され、前記タグ信号アンテナの受信できる前記タグ信号の送信元の前記無線送信タグの含まれる領域を狭める受信可能領域整形信号を送信することを特徴とする。
本発明によれば、ＲＦＩＤタグから発信された信号を読み取る読取装置の受信可能領域を制限することができる。
以下、本発明の一実施形態による無線タグシステム、無線通信可能領域整形方法を、図面を参照して説明する。
図１は同実施形態による無線タグシステムの構成を示す第一の図である。
この図で示すように無線タグシステム１００は、少なくともタグ信号アンテナ１、領域整形アンテナ２（通信可能領域整形アンテナ）を備える。
図１は同実施形態による無線タグシステムの構成を示す第一の図である。
この図で示すように無線タグシステム１００は、少なくともタグ信号アンテナ１、領域整形アンテナ２（通信可能領域整形アンテナ）を備える。
無線タグシステム１００は、タグ信号アンテナ１に通信接続されたリーダライタ装置５１を備える。リーダライタ装置５１は、無線送信タグの一態様であるＲＦＩＤタグ３に書き込まれている情報の読み取りや、当該ＲＦＩＤタグ３への情報の書き込みを行う。タグ信号アンテナ１は、リーダライタ装置５１の制御に基づいてＲＦＩＤタグ３の起動を誘発する誘発信号を当該ＲＦＩＤタグ３へ送信するＲＦＩＤアンテナである。
この誘発信号を受信したＲＦＩＤタグ３は、一例としては、その誘発信号に基づいてタグ内のコイルに発生する磁界を電気信号に変換して起動し、タグ信号アンテナ１との間で信号の送受信を行う。ＲＦＩＤタグ３は、誘発信号が書き込み指示を示す場合には、その信号に含まれる情報を記憶部に書き込む。またＲＦＩＤタグ３は、誘発信号が読み取り指示を示す場合には、記憶する情報を含むタグ信号を発信する。リーダライタ装置５１はタグ信号アンテナ１を介してタグ信号を受信し、その信号に含まれる情報を読み取る。また無線タグシステム１００はリーダライタ装置５１を制御する制御端末５２を備える。ＲＦＩＤタグ３は、リーダライタ装置５１とタグ信号アンテナ１とＲＦＩＤタグ３で構成されるＲＦＩＤシステムは、一例としては９２０Ｍｈｚ帯の周波数の無線信号（誘発信号、タグ信号）を用いて相互に無線通信を行う。また当該ＲＦＩＤシステムは、一例としてミラーサブキャリア方式のＲＦＩＤ変調方式を用いる。
無線タグシステム１００はまた領域整形アンテナ２からの信号の送信を制御する送信装置５３を備える。領域整形アンテナ２は、タグ信号アンテナ１を基準としてＲＦＩＤタグ３とは反対側に配置される。領域整形アンテナ２は送信装置５３の制御に基づいて、タグ信号アンテナ１の受信できるタグ信号の送信元のＲＦＩＤタグ３の含まれる領域を限定する受信可能領域整形信号を送信する。領域整形アンテナ２は一例としてはタグ信号アンテナ１と同様の周波数帯域の無線信号を送信する。例えば９２０ＭＨｚ帯の無線信号を送信する。この場合、送信装置５３は領域整形アンテナ２に９２０ＭＨｚ帯の無線信号を送信する、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇで規定される無線方式の通信を行うものである。
本実施形態において、領域整形アンテナ２の送信する受信可能領域整形信号はノイズ信号となり、タグ信号アンテナ１におけるタグ信号の受信感度の低下や、ＲＦＩＤタグ３における誘発信号の受信感度の低下をもたらす。領域整形アンテナ２は、これら受信感度等の受信精度の低下をもたらすことによって、タグ信号アンテナ１が精度よく受信できるタグ信号の送信元のＲＦＩＤタグ３の含まれる領域を限定する。
タグ信号アンテナ１の送信する誘発信号は誘発信号受信可能領域１１（第一受信可能領域）においてＲＦＩＤタグ３にとって受信が良好となる電界強度となるような出力で送信される。
また、領域整形アンテナ２の送信する受信可能領域整形信号は、整形信号受信可能領域２１においてＲＦＩＤタグ３やタグ信号アンテナ１の受信精度に影響を及ぼす電界強度となるような出力で送信される。領域整形アンテナ２は受信可能領域整形信号を少なくとも誘発信号のビームの軸が整形信号受信可能領域２１内に含まれるように送信する。
領域整形アンテナ２が受信可能領域整形信号を送信することにより、タグ信号アンテナ１において受信できるタグ信号の送信元のＲＦＩＤタグ３の含まれる誘発信号受信可能領域１１は、図１に占めす整形領域１２のように領域の範囲が狭まる。これによりタグ信号アンテナ１は、図１に示すように領域を狭めた整形領域１２内に位置するＲＦＩＤタグ３との間で信号の送受信ができるようになり、整形領域１２より外側に位置するＲＦＩＤタグ３との間では信号の送受信が困難となる。
また、領域整形アンテナ２の送信する受信可能領域整形信号は、整形信号受信可能領域２１においてＲＦＩＤタグ３やタグ信号アンテナ１の受信精度に影響を及ぼす電界強度となるような出力で送信される。領域整形アンテナ２は受信可能領域整形信号を少なくとも誘発信号のビームの軸が整形信号受信可能領域２１内に含まれるように送信する。
領域整形アンテナ２が受信可能領域整形信号を送信することにより、タグ信号アンテナ１において受信できるタグ信号の送信元のＲＦＩＤタグ３の含まれる誘発信号受信可能領域１１は、図１に占めす整形領域１２のように領域の範囲が狭まる。これによりタグ信号アンテナ１は、図１に示すように領域を狭めた整形領域１２内に位置するＲＦＩＤタグ３との間で信号の送受信ができるようになり、整形領域１２より外側に位置するＲＦＩＤタグ３との間では信号の送受信が困難となる。
より具体的には、領域整形アンテナ２の送信する受信可能領域整形信号はノイズ信号となり、ＲＦＩＤタグ３に到達し、またタグ信号アンテナ１に到達する。タグ信号アンテナ１に遮られることよって受信可能領域整形信号の直接波が到達しない領域に位置するＲＦＩＤタグ３においては受信可能領域整形信号の受信感度の低下の影響が軽減される。しかしながらタグ信号アンテナ１において受信可能領域整形信号がノイズ信号となり受信感度が低下するため、誘発信号受信可能領域１１内の遠方の位置のＲＦＩＤタグ３の送信したタグ信号の受信精度が悪くなる。
また受信可能領域整形信号の直接波が到達する直接波干渉領域に位置するＲＦＩＤタグ３は、当該受信可能領域整形信号の直接波がノイズ信号となり、受信可能領域整形信号を良好に受信することができずにタグ信号の発信可能性が低下する。これにより、無線タグシステム１００は、タグ信号アンテナ１において受信できるタグ信号の送信元のＲＦＩＤタグ３の含まれる領域を整形領域１２のように狭めることができる。
つまり、ＲＦＩＤタグ３の配置されるフィールドにおいては、整形領域１２においてＲＦＩＤタグ３の受信感度が増加し、整形領域１２の外側においては受信感度が低下する。
つまり、ＲＦＩＤタグ３の配置されるフィールドにおいては、整形領域１２においてＲＦＩＤタグ３の受信感度が増加し、整形領域１２の外側においては受信感度が低下する。
なお図１においてタグ信号アンテナ１や領域整形アンテナ２の信号の送信中心軸Ｏを示す。図１の破線Ｌ１を隔てて中心軸Ｏとは異なる側、また破線Ｌ２を隔てて中心軸Ｏとは異なる側を説明の便宜上、受信可能領域整形信号の直接波の到達する直接波干渉領域と呼ぶ。また図１の破線Ｌ１を隔てて中心軸Ｏ側、また破線Ｌ２を隔てて中心軸Ｏ側の領域は受信可能領域整形信号の回折波の到達する回折波干渉領域となる。回折波干渉領域において受信可能領域整形信号がノイズ信号となって、タグ信号アンテナ１の受信精度や、ＲＦＩＤタグ３の受信精度が低下する。これにより、より整形領域１２は、誘発信号受信可能領域１１の外縁よりもタグ信号アンテナ１に近く中心軸Ｏを中心により狭い領域に整形される。
本実施形態による領域整形アンテナ２は、受信可能領域整形信号がノイズ信号となることに基づくＲＦＩＤタグ３の誘発信号の受信精度の低下、または受信可能領域整形信号がノイズ信号となることに基づくタグ信号のタグ信号アンテナ１における受信精度の低下、の少なくとも一方の受信精度の低下をもたらすように構成、配置されてよい。領域整形アンテナ２はこのように何れかの受信精度の低下をもたらすように構成、配置されることで、タグ信号アンテナ１と信号を送受信できるタグ信号の送信元のＲＦＩＤタグ３の含まれる領域を制限する。
図２は同実施形態による無線タグシステムの構成を示す第二の図である。
ここでタグ信号アンテナ１と領域整形アンテナ２との距離ｄや、タグ信号アンテナ１の位置を基準としてＲＦＩＤタグ３とは反対に設置される領域整形アンテナ２の位置を調整することにより、整形領域１２のタグ信号アンテナ１の位置を基準とする形状を変化させることができる。具体的には距離ｄの長さを大きくすることにより誘発信号受信可能領域における、受信可能領域整形信号の電界強度の影響が小さくなるため、整形領域１２のタグ信号アンテナ１から離れた端部位置までの距離が長くなる。またタグ信号アンテナ１と領域整形アンテナ２とを結ぶ直線と、２台のアンテナを結ぶ直線の中心軸Ｏ１との角度θ１が大きくなると、それらアンテナを結ぶ直線方向に、誘発信号の無線波のビーム軸（中心軸Ｏ１とθ２を成す軸Ｏ２）が傾くように変形する。
ここでタグ信号アンテナ１と領域整形アンテナ２との距離ｄや、タグ信号アンテナ１の位置を基準としてＲＦＩＤタグ３とは反対に設置される領域整形アンテナ２の位置を調整することにより、整形領域１２のタグ信号アンテナ１の位置を基準とする形状を変化させることができる。具体的には距離ｄの長さを大きくすることにより誘発信号受信可能領域における、受信可能領域整形信号の電界強度の影響が小さくなるため、整形領域１２のタグ信号アンテナ１から離れた端部位置までの距離が長くなる。またタグ信号アンテナ１と領域整形アンテナ２とを結ぶ直線と、２台のアンテナを結ぶ直線の中心軸Ｏ１との角度θ１が大きくなると、それらアンテナを結ぶ直線方向に、誘発信号の無線波のビーム軸（中心軸Ｏ１とθ２を成す軸Ｏ２）が傾くように変形する。
制御端末５２は、リーダライタ装置５１がタグ信号アンテナ１の誘発信号の送信時に指示する第一送信出力値Ｐｔｘ１、送信装置５３が領域整形アンテナ２の受信可能領域整形信号の送信時に指示する第二送信出力値Ｐｔｘ２、タグ信号アンテナ１における受信電力Ｐｒｘ等の情報を用いて、アンテナ間距離ｄや角度θ１を算出してもよい。そして制御端末５２がそれらアンテナ間距離ｄや角度θを管理者が視認可能にモニタ等に出力するようにし、管理者がそれら出力された情報を用いて、タグ信号アンテナ１と領域整形アンテナ２の配置を行ってもよい。
例えば、制御端末５２は、タグ信号アンテナ１における搬送波対雑音比（Ｃ／Ｎ比）を検出し、このＣ／Ｎ比、タグ信号アンテナ１における受信電力Ｐｒｘ１、第一送信出力値Ｐ１、第二送信出力値Ｐ２、アンテナ間距離ｄ、角度θ、タグ信号アンテナ１とＲＦＩＤタグ３との距離ｄ、ＲＦＩＤタグ３のタグ信号の出力電力Ｐｔｘ３、タグ信号の受信電力Ｐｒｘ２を、それらの関係を表す方程式に代入し、アンテナ間距離ｄや角度θを算出する。
図３は同実施形態による無線タグシステムの構成を示す第三の図である。
無線タグシステム１００は図３に示すように複数のタグ信号アンテナ１と、それらタグ信号アンテナ１にそれぞれ対応する複数の領域整形アンテナ２を備えてよい。上述のように配置したタグ信号アンテナ１と対応する領域整形アンテナ２との組み合わせによって、所望に位置にあるＲＦＩＤタグ３から発信されたタグ信号を受信できるよう、それぞれのタグ信号アンテナ１に対応する誘発信号受信可能領域１１に基づく整形領域１２を調整することができる。
無線タグシステム１００は図３に示すように複数のタグ信号アンテナ１と、それらタグ信号アンテナ１にそれぞれ対応する複数の領域整形アンテナ２を備えてよい。上述のように配置したタグ信号アンテナ１と対応する領域整形アンテナ２との組み合わせによって、所望に位置にあるＲＦＩＤタグ３から発信されたタグ信号を受信できるよう、それぞれのタグ信号アンテナ１に対応する誘発信号受信可能領域１１に基づく整形領域１２を調整することができる。
次に制御端末５２の処理フローについて順を追って説明する。
制御端末５２はユーザからの制御開始を指示すると、リーダライタ装置５１と送信装置５３に起動信号を出力する。リーダライタ装置５１と送信装置５３は起動する。制御端末５２はＲＦＩＤタグ３の記憶する情報読み取りタイミングを検知する。例えばユーザ操作に基づいてそのタイミングを検知してもよいし、所定のタイミングを自動的に検知してもよい。制御端末５２はタグ信号アンテナ１の誘発信号の送信出力である第一送信出力値Ｐｔｘ１をリーダライタ装置５１に通知する。第一送信出力値Ｐｔｘ１は予めリーダライタ装置５１やタグ信号アンテナ１が記憶していてもよい。また制御端末５２は領域整形アンテナ２の受信可能領域整形信号の送信出力である第二送信出力値Ｐｔｘ２を送信装置５３に通知する。第二送信出力値Ｐｔｘ２も予め送信装置５３や領域整形アンテナ２が記憶していてよい。
制御端末５２はユーザからの制御開始を指示すると、リーダライタ装置５１と送信装置５３に起動信号を出力する。リーダライタ装置５１と送信装置５３は起動する。制御端末５２はＲＦＩＤタグ３の記憶する情報読み取りタイミングを検知する。例えばユーザ操作に基づいてそのタイミングを検知してもよいし、所定のタイミングを自動的に検知してもよい。制御端末５２はタグ信号アンテナ１の誘発信号の送信出力である第一送信出力値Ｐｔｘ１をリーダライタ装置５１に通知する。第一送信出力値Ｐｔｘ１は予めリーダライタ装置５１やタグ信号アンテナ１が記憶していてもよい。また制御端末５２は領域整形アンテナ２の受信可能領域整形信号の送信出力である第二送信出力値Ｐｔｘ２を送信装置５３に通知する。第二送信出力値Ｐｔｘ２も予め送信装置５３や領域整形アンテナ２が記憶していてよい。
リーダライタ装置５１はタグ信号アンテナ１に第一送信出力値Ｐｔｘ１の電力を出力し、タグ信号アンテナ１からの誘発信号の送信を制御する。送信装置５３は領域整形アンテナ２に第二送信出力値Ｐｔｘ２の電力を出力し、領域整形アンテナ２からの受信可能領域整形信号の送信を制御する。送信装置５３は制御端末５２の制御に基づいて、常に、当該受信可能領域整形信号が送信されるよう領域整形アンテナ２を制御してよい。これにより、誘発信号に基づくタグ信号アンテナ１とＲＦＩＤタグ３との送受信可エリアが、整形領域１２のように形成される。整形領域１２内に位置するＲＦＩＤタグ３の発信したタグ信号をタグ信号アンテナ１が受信し、リーダライタ装置５１がそのタグ信号に含まれる情報を読み取る。
上述の無線タグシステム１００によれば、ＲＦＩＤタグから発信された信号を読み取る読取装置の受信可能領域を制限することができる。
上述のリーダライタ装置５１、制御端末５２、送信装置５３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４、通信モジュール１０５等の各ハードウェアを備えたコンピュータであってよい。
上述のリーダライタ装置５１、制御端末５２、送信装置５３は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
１・・・タグ信号アンテナ、２・・・領域整形アンテナ、３・・・ＲＦＩＤタグ、５１・・・リーダライタ装置、５２・・・制御端末、５３・・・送信装置
Claims (4)
- 無線送信タグから送信されたタグ信号を受信するタグ信号アンテナと、
前記タグ信号アンテナを基準として前記無線送信タグの方向とは反対側の方向に配置され、前記タグ信号アンテナの受信できる前記タグ信号の送信元の前記無線送信タグの含まれる領域を狭める受信可能領域整形信号を送信する通信可能領域整形アンテナと、
を備える無線タグシステム。 - 前記通信可能領域整形アンテナは、前記無線送信タグからタグ信号の送信を誘発する誘発信号のビームの軸方向を含む方向に前記受信可能領域整形信号を送信する
請求項１に記載の無線タグシステム。 - 前記タグ信号アンテナは、前記無線送信タグから前記タグ信号の送信を誘発する誘発信号を送信し、
前記通信可能領域整形アンテナは、前記受信可能領域整形信号がノイズ信号となることに基づく前記無線送信タグの前記誘発信号の受信精度の低下、または前記受信可能領域整形信号がノイズ信号となることに基づく前記タグ信号の前記タグ信号アンテナにおける受信精度の低下、の少なくとも一方の受信精度の低下によって、前記タグ信号アンテナと信号を送受信できるタグ信号の送信元の前記無線送信タグの含まれる領域を制限する
請求項１または請求項２に記載の無線タグシステム。 - タグ信号アンテナが、無線送信タグから送信されたタグ信号を受信し、
通信可能領域整形アンテナが、前記タグ信号アンテナを基準として前記無線送信タグの方向とは反対側の方向に配置され、前記タグ信号アンテナの受信できる前記タグ信号の送信元の前記無線送信タグの含まれる領域を狭める受信可能領域整形信号を送信する
無線通信可能領域整形方法。
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