交信処理装置および交信処理装置における距離計測方法
【課題】交信処理の効率を損なうことなく、タグまでの距離を精度良く計測する。
【解決手段】コマンドが重畳された搬送波を送出する処理と無変調搬送波（ＣＷ）を送出してタグ２からの応答を受け付ける処理とを交互に実行する交信処理装置１において、送信制御部１１１は、タグ２からの反射波の受信が開始されたことに応じて送受信回路１００から送出される無変調搬送波の位相を切り替える。送受信回路１１０には、タグ２からの反射波に含まれるＩ信号およびＱ信号を分離して検出する回路が含まれており、位相検出部１１２は、Ｉ信号およびＱ信号を用いて反射波の位相の変化を検出する。距離算出部１１３は、無変調搬送波の位相が切り替えられた時点から反射波の位相に無変調搬送波の位相の変化に対応する変化が検出される時点までの時間を計測し、その時間を用いてアンテナ１０からタグ２までの距離を算出する。
【解決手段】コマンドが重畳された搬送波を送出する処理と無変調搬送波（ＣＷ）を送出してタグ２からの応答を受け付ける処理とを交互に実行する交信処理装置１において、送信制御部１１１は、タグ２からの反射波の受信が開始されたことに応じて送受信回路１００から送出される無変調搬送波の位相を切り替える。送受信回路１１０には、タグ２からの反射波に含まれるＩ信号およびＱ信号を分離して検出する回路が含まれており、位相検出部１１２は、Ｉ信号およびＱ信号を用いて反射波の位相の変化を検出する。距離算出部１１３は、無変調搬送波の位相が切り替えられた時点から反射波の位相に無変調搬送波の位相の変化に対応する変化が検出される時点までの時間を計測し、その時間を用いてアンテナ１０からタグ２までの距離を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続搬送波を用いてＲＦＩＤタグとの交信を行う交信処理装置に関するもので、特に、交信処理装置からのコマンドに応答したＲＦＩＤタグ（以下、単に「タグ」という場合もある。）と交信処理装置との間の距離を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ方式の交信処理装置では、交信処理装置において、一定の周波数による搬送波を連続的に送出しながらこの搬送波を変調することによりタグへのコマンドを送信する処理と、無変調の搬送波（Continuous Wave；略してＣＷと呼ばれる。）を送出してタグからの応答を受け付ける処理とを交互に実施する。コマンドを受信したタグでは自回路のインピーダンスを変化させることによりコマンドに応答する。このタグの応答動作により、無変調搬送波にコマンドへの応答信号が重畳された信号（反射波）が交信処理装置に返送され、応答信号が復号される。
【０００３】
生産現場や物流現場などでのＲＦＩＤシステムでは、あらかじめ定めた交信距離の範囲でタグとの交信を行う必要があるが、使用される電波の波長によっては、必要とする距離を上回る場所にまで電波が届くことがある。また現場の床や壁などに電波が反射して遠くのタグにまで導かれることもある。この結果、交信の必要がない場所に存在するタグがコマンドに応答して、情報処理に問題が生じるおそれがある。その具体例を図５に示す。
【０００４】
図５の例は、並列する経路Ｂ１，Ｂ２の横手に、それぞれ交信処理装置のアンテナＡ１，Ａ２を配置して、これらのアンテナＡ１，Ａ２により経路Ｂ１，Ｂ２を走行する車両Ｃに取り付けられたタグＴから情報を読み取るものである。図示例の場合には、車両Ｃが位置する経路Ｂ１に対応するアンテナＡ１のみがタグＴと交信できるようにする必要があるが、隣の経路Ｂ２のアンテナＡ２からの電波もタグＴに届いて、アンテナＡ２からのコマンドにタグＴが応答し、誤った情報の読み書きが実施されるおそれがある。
【０００５】
上記の問題点を解決するための方法として、タグからの応答信号の強度に基づいてアンテナからタグまでの距離を推定する方法や、コマンドを送信してからタグからの応答を受信するまでの時間の長さを用いて、タグまでの距離を測定する方法が考えられる（たとえば特許文献１，２を参照。）。
【０００６】
また、周波数が異なる２通りの搬送波を順に送出して、周波数毎にタグからの反射波の位相の変化量を検出し、各変化量の差を利用した演算によりタグとの距離を算出する方法も提案されている（特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４４６２１４９号公報
【特許文献２】特開２００８−２３２９０７号公報
【特許文献３】特許第４２６５６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
反射波の強度に基づいてタグとの距離を推定する方法は、タグにおける反射の強度が一定であり、床や壁などでの電波の反射が起こりにくい場合には有用な方法である。しかし実際には、タグの取り付け状態や指向特性のばらつきによってタグにおける反射の強度にもばらつきが生じる。また電波吸収体のような特殊な設備を配置しない限り、床や壁などからの電波の反射を防ぐのは困難である。
【０００９】
コマンドを送信してからタグからの応答を受信するまでの時間の長さに基づいてタグまでの距離を求める方法では、コマンドに対するタグ側の反応時間（コマンドが届いてから応答が開始されるまでの時間）が一定でなければ計測精度を確保できない。パッシブタイプやセミパッシブタイプのタグでは、この反応時間が一定にならないため、上記の方法を採用するのは困難である。
【００１０】
特許文献３に記載された方法は、タグに対して送出された搬送波とタグからの反射波との間にはタグとの距離と搬送波の周波数とに応じた位相差が生じる、という原理を応用したものである。この方法により計測精度を確保するには、２種類の搬送波間の周波数の差をできるだけ大きくする必要があるが、電波法の制約があるため、周波数を大きく変更するのは不可能である。またタグからアンテナに直接戻る反射波（直接波）のほか、タグから床や壁などでの反射を経由してアンテナに戻る反射波をアンテナが受信し、これらの反射波の合成波の位相が検出されると、反射波の位相の変化量は、タグとの距離を正確に表さないものになる。
したがって、この方法を実用化するのは困難である。また実用化されても、複数回の交信処理が必要になるため、移動するタグへの適用は困難である。
【００１１】
本発明は上記の各問題を考慮し、交信処理の効率を損なうことなく、タグまでの距離を精度良く計測することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による交信処理装置は、搬送波を変調することによってＲＦＩＤタグに対するコマンドを送信するコマンド送信処理と、無変調の搬送波（ＣＷ）を送出しながらこの無変調搬送波に対するＲＦＩＤタグからの反射波を受信する受信処理と、受信した反射波からＲＦＩＤタグからの応答信号を復号する復号処理とを実行するもので、受信処理により受信した反射波の位相を検出する位相検出手段と、受信処理において反射波の受信が開始されたことに応じて無変調搬送波の位相を変化させる位相変更手段と、無変調搬送波の位相が変更された時点から位相検出手段により検出される反射波の位相に無変調搬送波における位相の変化に対応する変化が生じる時点までの時間を計測し、計測された時間と無変調搬送波の伝搬速度とを用いて反射波を返したＲＦＩＤタグまでの距離を測定する距離測定手段とを具備する。
【００１３】
上記の構成によれば、コマンドの受信後にタグからの応答を受けるために無変調搬送波を送出している期間中に、タグからの反射波が交信処理装置に届いたことに応じて無変調搬送波の位相を変更する。そして位相を変更した時点からタグから受信した反射波に同様の位相の変化が検出されるまでの時間を計測する。この計測時間から交信処理装置とタグとの間での電波の往復時間を割り出すことができるので、タグまでの距離を精度良く計測することが可能になる。
【００１４】
上記交信処理装置における一実施形態では、位相変更手段は、復号処理により応答情報中のプリアンブルが検出されたことに応じて無変調搬送波の位相を変更する。応答信号中のプリアンブルは、「１」および「０」のビット信号が一定のパターンで配列された構成を有するから、このパターンを検出することによって反射波の受信が開始されたことを容易に判別し、位相を切り替えることができる。また床や壁などで反射して交信処理装置に戻ったノイズ反射波がタグからの反射波として誤認識されるのを防ぐことができる。
【００１５】
他の実施形態では、位相変更手段は、前記復号処理により応答信号中のプリアンブルが検出されたことに応じて無変調搬送波の位相を変更し、位相検出手段は、プリアンブルが検出されている間に送信される無変調搬送波に対する反射波の位相の変化を検出する。
この実施形態によれば、一定のパターンで配列された信号を含む反射波を受信している間に、距離の計測処理を終了することができるので、１サイクルの交信処理の間に確実に距離を計測することが可能になる。
【００１６】
他の実施形態による交信処理装置は、距離計測手段により計測された距離に基づき反射波を返したＲＦＩＤタグが交信対象として適切であるか否かを判別する判別手段を、さらに具備する。このようにすれば、定められた距離の範囲内にあるタグからの応答信号のみを採用することが容易になり、誤った情報処理が実施されるのを防ぐことができる。
【００１７】
本発明の交信処理装置の好ましい形態は、ＲＦＩＤタグに対する情報の読み出しおよび書き込みを行うＲＦＩＤリーダライタであるが、これに限らず、情報の読み出しのみを行うＲＦＩＤリーダとして構成してもよい。
【００１８】
本発明による距離計測方法は、搬送波を変調することによってＲＦＩＤタグに対するコマンドを送信するコマンド送信処理と、無変調の搬送波を送出しながらこの無変調搬送波に対するＲＦＩＤタグからの反射波を受信する受信処理と、受信した反射波に含まれるＲＦＩＤタグからの応答信号を復号する復号処理とを実行する交信処理装置において実施される。この方法は、受信処理において反射波の受信が開始されたことに応じて無変調搬送波の位相を変化させた後に、反射波の位相を検出しながら当該位相に前記無変調搬送波における位相の変化に対応する変化が生じる時点までの時間を計測し、計測された時間を用いて反射波を返したＲＦＩＤタグまでの距離を計測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コマンドに対するＲＦＩＤタグからの反射波の受信が開始されたことに応じて無変調搬送波の位相を変化させ、この変化の時点から反射波に同様の位相の変化が生じる時点までの時間の長さを用いてタグまでの距離を計測するので、コマンドに対するタグの反応時間や反射強度のばらつきに影響されることなく、距離を計測することができる。また床などで反射した電波によって、必要以上に離れた場所にあるタグとの交信が可能になっている場合には、計測時間も途中の反射の分だけ長くなるので、距離の計測値も大きな値となり、床などからの反射の影響を受けにくい計測を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明が適用されるリーダライタの構成を示すブロック図である。
【図２】交信処理の流れを示すタイムチャートである。
【図３】無変調搬送波（ＣＷ）および反射波の位相の変化と、これらに基づき計測される時間Ｔとの関係を示すタイミングチャートである。
【図４】交信処理装置の制御部における処理手順を示すフローチャートである。
【図５】誤った交信処理の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明が適用された交信処理装置の一例であるリーダライタの構成を示す。
この実施例のリーダライタ１は、ＵＨＦ帯域の電波を用いてパッシブタイプまたはセミパッシブタイプのＲＦＩＤタグ２と交信をして、このタグ２から情報を読み出したり、タグ２に情報を書き込む処理を実施するもので、アンテナ１０を含む送受信回路１００と、この送受信回路の動作を制御する制御部１１０とを具備する。なお、使用する電波はＵＨＦ帯域に限らず、他の帯域の電波を使用してもよい。
【００２２】
送受信回路１００には、アンテナ１０のほか、サーキュレータ１１、発振器１２、変調回路１３、分配器１４，１５、ミキサ１６Ａ，１６Ｂ、９０度位相器１７、アンプ１８Ａ，１８Ｂ、Ａ／Ｄ変換器１９Ａ，１９Ｂなどが含まれる。制御部１１０の実体はプログラムロジック回路（ＦＰＧＡ）であって、送信制御部１１１、位相検出部１１２、距離算出部１１３、復号処理部１１４、出力処理部１１５の各機能が設けられる。
【００２３】
また図１には示していないが、このリーダライタ１には、図示しない上位機器に対するインタフェース回路が設けられる。制御部１１０は、上位機器から送信される指示に基づいてタグとの交信処理を実施し、その処理結果を上位機器に送信する。
【００２４】
発振器１２からは、搬送波のベースとなる周波数信号が出力される。変調回路１３は、送信制御部１１１からデータ信号の提供を受け、このデータ信号により連続搬送波を変調する。変調後の信号はサーキュレータ１１を介してアンテナ１０に導かれ、電磁波として送出される。
実質的な変調が生じるのはコマンドが送信される期間であり、タグ２からの応答を受け付ける期間には、無変調搬送波ＣＷ（以下「無変調波」という。）が送出される。
【００２５】
また変調回路１３には、搬送波の位相をずらすための位相切替回路が含まれている。この回路は、送信制御部１１１からの位相切替コマンドに応じて作動し、これにより搬送波の位相が切り替えられる。この実施例では、直交変調器により変調回路１３を形成し、搬送波の位相を９０度ずらすようにしているが、変調回路１３の構成はこれに限定されるものではない。
【００２６】
アンテナ１０がタグ２から受信した反射波は、サーキュレータ１１を介して分配器１５へと導かれ、各ミキサ１６Ａ，１６Ｂに分配される。またもう一方の分配器１４によって、発振器１２からの発振信号が分配され、分配された一方の信号はミキサ１６Ａに直接入力され、他方の信号は９０度位相器１７を介してミキサ１６Ｂに入力される。これによりミキサ１６Ａからは反射波に含まれるＩ信号が出力され、ミキサ１６Ｂからは反射波に含まれるＱ信号が出力される。Ｉ信号およびＱ信号は、それぞれアンプ１８Ａ，１８Ｂにより増幅された後にＡ／Ｄ変換回路１９Ａ，１９Ｂによりディジタル変換されて制御部１１０に入力される。
【００２７】
制御部１１０に入力されたＩ信号およびＱ信号は、位相検出部１１２および復号処理部１１４により処理される。
位相検出部１１２は、Ｉ信号とＱ信号とを用いて反射波の位相の変化を検出する。この検出処理は、たとえば、Ｉ信号に対するＱ信号の強度比率Ｑ／Ｉを求める演算処理と、毎回の演算結果を前回の演算結果と比較する処理とにより実施される。
復号処理部１１４は、Ｉ信号およびＱ信号をＩＱ平面におけるベクトルとして、これらの合成ベクトルの長さを求め、その長さの時系列変化から反射波に含まれるタグからの応答信号を復号する。
【００２８】
送信制御部１１１は、コマンドを構成するデータ信号を出力した後は、連続波を送信する。さらに送信制御部１１１は、復号処理部１１４により応答信号の復号が開始されたことに応じて、変調回路１３に位相切替コマンドを出力する。これらの処理により、アンテナ１０から送出される電磁波は、コマンドが重畳された搬送波から無変調波（ＣＷ）に移行し、さらに位相が９０度ずれた無変調波に移行する。
【００２９】
距離算出部１１３は、位相切替コマンドが出力されたことに応じて計時処理を開始し、位相検出部１１２によって反射波の位相に無変調波に生じたのと同様の変化が検出されるまでの時間を計測する。そして計測された時間を用いて後述する演算を実行することにより、アンテナ１０からタグ２までの距離を算出する。
【００３０】
出力処理部１１５は、距離算出部１１３により算出された距離をあらかじめ上位機器から送信された基準の距離と比較し、基準の距離以内の距離が算出されたタグからの応答信号を上位機器に送信する。距離算出部１１３により算出された距離が基準の距離を上回った場合には、復号処理部１１４は、交信中のタグは交信対象として適切ではないと判別して、復号処理を中止する。
【００３１】
以下、アンテナ１０からタグ２までの距離を計測する方法を中心に、リーダライタ１において実施される交信処理を詳細に説明する。
【００３２】
まず図２は、上記のリーダライタ１とタグ２との間で実施される交信処理の流れを、時間軸に沿って示したものである。この実施例では、EPCglobal C1 Gen2仕様に基づき、リーダライタ１において、コマンドが重畳された搬送波を送出する期間と無変調波（ＣＷ）を送出しながらタグ２からの応答を受け付ける期間とを交互に実施する。タグ２までの距離を計測するための処理も無変調波の送出期間中に実施される。
【００３３】
図２を参照して、交信処理の具体的な流れを説明する。まずリーダライタ１は、交信可能な範囲に含まれる全てのタグ２を対象に、検出用のコマンド（クエリーコマンド）を送信する（図２の（ａ））。このコマンドを受信したタグ２では乱数を生成し、この乱数をリーダライタ１に送信する（図２の（ｂ））。乱数を受信したリーダライタ１は、その受信数により交信可能なタグの数を認識し、以下、受信した乱数により交信相手を特定して情報の読み出しを求めるコマンド（Ａｃｋコマンド）を送信する処理と、当該コマンドに対するタグからの応答信号を受け付ける処理とを、タグ毎に順に実行する（図２の（ｃ）（ｄ））。またこのＡｃｋコマンドに対する応答信号を受信している間に、無変調波の位相を切り替える処理および距離の計測処理を実施する（図２の（ｅ））。
【００３４】
図３は、無変調波の位相とタグ２からの反射波の位相との関係を模式的に示す。
当初送出される無変調波（発振器１２からの周波数信号に同期するもの）の位相を０度とすると、位相の切り替え後の無変調波の位相は９０度となる。
【００３５】
アンテナ１０から送出された無変調波に対するタグ２からの反射波は、送出から所定時間後にアンテナ１０に戻るが、このときの反射波には、アンテナ１０からタグ２までの距離と無変調波の周波数とに応じた位相のずれが生じる。ここで、このずれ量をφとする。
無変調波の周波数は一定であるので、タグ２の位置が殆ど変わらないものとすると、無変調波の位相が切り替えられた後の反射波の位相のずれ量も同様にφとなる。よって０度の位相の無変調波に対する反射波と９０度の位相の無変調波に対する反射波との間の位相差もほぼ９０度となる。
【００３６】
この実施例では、上記の現象を利用して、タグ２からの反射波の受信が開始されたことに応じて無変調波の位相を０度から９０度に切り替える。反射波の受信が開始されたことは、復号処理部１１４により応答信号の先頭のプリアンブルが検出されたことによって判別することができる。よってこの実施例では、プリアンブルの先頭の数ビットが検出されたことに応じて無変調波の位相を切り替え、その切り替えの時点から反射波の位相に９０度近い変化が生じる時点までの時間Ｔを計測する。
【００３７】
上記のとおり、タグ２がコマンドへの応答を開始したことにより生じた反射波がリーダライタ１に届いたことに応じて速やかに計時処理を開始し、無変調波の位相の切り替わり部分に対するタグ２からの反射波がリーダライタ１に届いた時点で計時処理を終了するので、タグ２がコマンドを受信してから応答するまでに要する遅延時間を含まない時間を計測することができる。計測された時間Ｔには、リーダライタ１の回路特性に起因する遅延時間Ｔ０とアンテナとタグとの間で電波が往復した時間Ｔ１とが含まれると考えられるが、遅延時間Ｔ０は、制御部１１０とアンテナ１０との間の信号の伝搬速度や信号線の長さなどから割り出すことができる固定時間である。
【００３８】
よって、この実施例の制御部１１０には、あらかじめ求めた遅延時間Ｔ０が登録されており、距離算出部１１３において、登録された時間Ｔ０と計測された時間Ｔとを用いた下記の演算式を実行することにより、アンテナ１０からタグ２までの距離Ｒを導出する。
Ｒ＝ｃ・（Ｔ−Ｔ０）／２ （ｃは光速）
【００３９】
この実施例では、アンテナ１０が受信した信号から応答信号の先頭部分のプリアンブルの復号が開始されたことに応じて直ちに無変調波の位相を切り替えるので、殆どの場合には、プリアンブルの復号が終了するまでの間に反射波の位相の変化を検出して、距離Ｒを算出することが可能になる。
プリアンブルでは、「１」および「０」の信号が特定のパターンで配列されているので、反射波の受信の開始を確実に検出することができる。また位相の変化を検出する処理においても、「１」が復号されるタイミングで得られたＩ信号およびＱ信号から検出された位相を用いることによって、検出の確度を高めることができる。
ただし、無変調波の位相を切り替えるタイミングは、プリアンブルが検出されている期間に限らず、プリアンブルの後の応答信号の具体的な内容が検出されている間に位相を切り替えてもよい。また切り替え前の無変調波と切り替え後の無変調波との位相差は９０度に限らず、Ｉ信号およびＱ信号を用いてタグ２からの反射波の位相の変化を検出できるのであれば、位相差はどのような角度であってもよい。
【００４０】
図４は、図２および図３に示した処理を実現するためにリーダライタ１の制御部１１０において実施される一連の処理の流れを示す。
まずステップＳ１では、クエリーコマンドの送信およびタグ２からの応答を受信して復号する処理を実施して、交信が可能なタグ２を検出する。
【００４１】
この後は、検出されたタグ２毎にステップＳ２以下の処理を実行する。
まず、ステップＳ２ではＡｃｋコマンドを送信し、つぎのステップＳ３では無変調波の送信および復号処理を開始する。この後は、復号処理において応答信号のプリアンブルの復号が開始されるまで待機する（ステップＳ４）。
【００４２】
プリアンブルの復号が開始されると（ステップＳ４が「ＹＥＳ」）、無変調波の位相を０度から９０度に切り替えると共に、計時処理を開始する（ステップＳ５）。この後は、プリアンブル中の「１」の信号が復号されるタイミングで得られるＩ信号およびＱ信号を用いて反射波の位相を検出しながら、その位相にほぼ９０度の変化が生じるまで待機する（ステップＳ６）。
【００４３】
上記の変化が生じたと判別すると（ステップＳ６が「ＹＥＳ」）、その変化が生じた時点までの計時時間Ｔを用いて前出の演算式［Ｒ＝ｃ・（Ｔ−Ｔ０）／２］を実行することにより、アンテナ１０からタグ２までの距離Ｒを算出する（ステップＳ７）。
【００４４】
つぎに算出された距離Ｒを基準の距離Ｒ０と比較する。Ｒ≦Ｒ０であれば（ステップＳ８が「ＹＥＳ」）、引き続き復号処理を続けて全ての応答信号を復号する（ステップＳ９）。さらに、復号された応答信号を距離Ｒと共に上位機器に送信する（ステップＳ１０）。一方、Ｒ＞Ｒ０となった場合（ステップＳ８が「ＮＯ」）には、ステップＳ１１に進み、復号処理を中止する。
【００４５】
以下、同様の処理を実施することにより、距離Ｒが基準の距離Ｒ０以内となったタグからの応答信号のみが復号され、距離Ｒと共に上位機器に送信される。全てのタグに対する処理が終了したことをもってステップＳ１２が「ＹＥＳ」となると、処理を終了する。
なお、無変調波の位相の切替は、応答信号の復号が終了または中止された後に解除され、次のタグに対するＡｃｋコマンドは０度の位相の搬送波により送信される。また、ステップＳ９，Ｓ１０の処理が実行されたタグに対しては、再度、別のコマンドを送信して応答を受け付けることもできるが、その場合に、再度、距離Ｒを算出するための処理（ステップＳ４〜Ｓ８）を実施する必要はない。
【００４６】
先にも説明したとおり、この実施例の計測時間Ｔには、コマンドに対するタグ２の反応時間に起因する遅延時間は含まれておらず、アンテナ１０とタグ２との間での電波の往復に要した時間を精度良く割り出して距離Ｒを求めることが可能である。また、アンテナ１０には、タグ２で反射してアンテナ１０へと直接戻る反射波（直接波）のほか、タグ２から床などでの反射を経由してアンテナ１０に戻る反射波も届く可能性があるが、前者は後者より確実に早くアンテナ１０に到着する。したがって、タグ２からの反射波の受信が開始されたことに応じて無変調波の位相を変更し、その後の反射波に最初に生じる位相の変化を検出することにより、位相を変更した直後の無変調波に対する直接波の到着を容易に検出することができる。よって上記実施例により算出された距離Ｒには床などからの反射波の影響は及ばず、アンテナ１０からタグ２までの距離を精度良く求めることができる。
【００４７】
また、タグ２からの応答信号を復号する処理を行いながら距離Ｒを計測するので、通常の交信処理のサイクルの中で距離の計測を完了すると共に、タグ２の情報を取得することができる。したがって、移動するタグ２との交信においても支障が生じるおそれがない。また、距離Ｒが基準の距離Ｒ０を上回るタグに対しては応答信号の復号を中止するので、効率良く処理を進めることができ、上位機器に不要な情報が送信されるのを防ぐことができる。また、復号された応答信号と共に距離Ｒの算出結果を上位機器に送信するので、上位機器では、タグ２の情報を識別すると共にこのタグ２とアンテナ１０との距離を認識することが可能になる。
【００４８】
ただし、タグ２からの応答信号をリーダライタ１で選別することは必須ではない。すなわち距離Ｒの値に関わらず、交信対象の全てのタグ２からの応答信号を復号し、各応答信号を距離Ｒと共に上位機器に送信してもよい。または、距離Ｒと基準の距離Ｒ０との比較処理までを実施し、各タグからの応答信号に距離の比較結果を示すデータを紐付けたものを上位機器に送信してもよい。このようにすれば、上位機器において応答信号を容易に選別することができる。
【００４９】
また上記の実施例では、無変調波の位相を９０度変化させたが、この変化量も９０度に限るものではなく、別の角度に設定することもできる。その場合にも、無変調波の位相を切り替えた時点から反射波に無変調波における位相の変化に対応する変化が生じる時点までの時間を計測することにより、距離Ｒを精度良く求めることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 交信処理装置（リーダライタ）
２ ＲＦＩＤタグ
１００ 送受信回路
１１０ 制御部
１１１ 送信制御部
１１２ 位相検出部
１１３ 距離算出部
１１４ 復号処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続搬送波を用いてＲＦＩＤタグとの交信を行う交信処理装置に関するもので、特に、交信処理装置からのコマンドに応答したＲＦＩＤタグ（以下、単に「タグ」という場合もある。）と交信処理装置との間の距離を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ方式の交信処理装置では、交信処理装置において、一定の周波数による搬送波を連続的に送出しながらこの搬送波を変調することによりタグへのコマンドを送信する処理と、無変調の搬送波（Continuous Wave；略してＣＷと呼ばれる。）を送出してタグからの応答を受け付ける処理とを交互に実施する。コマンドを受信したタグでは自回路のインピーダンスを変化させることによりコマンドに応答する。このタグの応答動作により、無変調搬送波にコマンドへの応答信号が重畳された信号（反射波）が交信処理装置に返送され、応答信号が復号される。
【０００３】
生産現場や物流現場などでのＲＦＩＤシステムでは、あらかじめ定めた交信距離の範囲でタグとの交信を行う必要があるが、使用される電波の波長によっては、必要とする距離を上回る場所にまで電波が届くことがある。また現場の床や壁などに電波が反射して遠くのタグにまで導かれることもある。この結果、交信の必要がない場所に存在するタグがコマンドに応答して、情報処理に問題が生じるおそれがある。その具体例を図５に示す。
【０００４】
図５の例は、並列する経路Ｂ１，Ｂ２の横手に、それぞれ交信処理装置のアンテナＡ１，Ａ２を配置して、これらのアンテナＡ１，Ａ２により経路Ｂ１，Ｂ２を走行する車両Ｃに取り付けられたタグＴから情報を読み取るものである。図示例の場合には、車両Ｃが位置する経路Ｂ１に対応するアンテナＡ１のみがタグＴと交信できるようにする必要があるが、隣の経路Ｂ２のアンテナＡ２からの電波もタグＴに届いて、アンテナＡ２からのコマンドにタグＴが応答し、誤った情報の読み書きが実施されるおそれがある。
【０００５】
上記の問題点を解決するための方法として、タグからの応答信号の強度に基づいてアンテナからタグまでの距離を推定する方法や、コマンドを送信してからタグからの応答を受信するまでの時間の長さを用いて、タグまでの距離を測定する方法が考えられる（たとえば特許文献１，２を参照。）。
【０００６】
また、周波数が異なる２通りの搬送波を順に送出して、周波数毎にタグからの反射波の位相の変化量を検出し、各変化量の差を利用した演算によりタグとの距離を算出する方法も提案されている（特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４４６２１４９号公報
【特許文献２】特開２００８−２３２９０７号公報
【特許文献３】特許第４２６５６８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
反射波の強度に基づいてタグとの距離を推定する方法は、タグにおける反射の強度が一定であり、床や壁などでの電波の反射が起こりにくい場合には有用な方法である。しかし実際には、タグの取り付け状態や指向特性のばらつきによってタグにおける反射の強度にもばらつきが生じる。また電波吸収体のような特殊な設備を配置しない限り、床や壁などからの電波の反射を防ぐのは困難である。
【０００９】
コマンドを送信してからタグからの応答を受信するまでの時間の長さに基づいてタグまでの距離を求める方法では、コマンドに対するタグ側の反応時間（コマンドが届いてから応答が開始されるまでの時間）が一定でなければ計測精度を確保できない。パッシブタイプやセミパッシブタイプのタグでは、この反応時間が一定にならないため、上記の方法を採用するのは困難である。
【００１０】
特許文献３に記載された方法は、タグに対して送出された搬送波とタグからの反射波との間にはタグとの距離と搬送波の周波数とに応じた位相差が生じる、という原理を応用したものである。この方法により計測精度を確保するには、２種類の搬送波間の周波数の差をできるだけ大きくする必要があるが、電波法の制約があるため、周波数を大きく変更するのは不可能である。またタグからアンテナに直接戻る反射波（直接波）のほか、タグから床や壁などでの反射を経由してアンテナに戻る反射波をアンテナが受信し、これらの反射波の合成波の位相が検出されると、反射波の位相の変化量は、タグとの距離を正確に表さないものになる。
したがって、この方法を実用化するのは困難である。また実用化されても、複数回の交信処理が必要になるため、移動するタグへの適用は困難である。
【００１１】
本発明は上記の各問題を考慮し、交信処理の効率を損なうことなく、タグまでの距離を精度良く計測することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による交信処理装置は、搬送波を変調することによってＲＦＩＤタグに対するコマンドを送信するコマンド送信処理と、無変調の搬送波（ＣＷ）を送出しながらこの無変調搬送波に対するＲＦＩＤタグからの反射波を受信する受信処理と、受信した反射波からＲＦＩＤタグからの応答信号を復号する復号処理とを実行するもので、受信処理により受信した反射波の位相を検出する位相検出手段と、受信処理において反射波の受信が開始されたことに応じて無変調搬送波の位相を変化させる位相変更手段と、無変調搬送波の位相が変更された時点から位相検出手段により検出される反射波の位相に無変調搬送波における位相の変化に対応する変化が生じる時点までの時間を計測し、計測された時間と無変調搬送波の伝搬速度とを用いて反射波を返したＲＦＩＤタグまでの距離を測定する距離測定手段とを具備する。
【００１３】
上記の構成によれば、コマンドの受信後にタグからの応答を受けるために無変調搬送波を送出している期間中に、タグからの反射波が交信処理装置に届いたことに応じて無変調搬送波の位相を変更する。そして位相を変更した時点からタグから受信した反射波に同様の位相の変化が検出されるまでの時間を計測する。この計測時間から交信処理装置とタグとの間での電波の往復時間を割り出すことができるので、タグまでの距離を精度良く計測することが可能になる。
【００１４】
上記交信処理装置における一実施形態では、位相変更手段は、復号処理により応答情報中のプリアンブルが検出されたことに応じて無変調搬送波の位相を変更する。応答信号中のプリアンブルは、「１」および「０」のビット信号が一定のパターンで配列された構成を有するから、このパターンを検出することによって反射波の受信が開始されたことを容易に判別し、位相を切り替えることができる。また床や壁などで反射して交信処理装置に戻ったノイズ反射波がタグからの反射波として誤認識されるのを防ぐことができる。
【００１５】
他の実施形態では、位相変更手段は、前記復号処理により応答信号中のプリアンブルが検出されたことに応じて無変調搬送波の位相を変更し、位相検出手段は、プリアンブルが検出されている間に送信される無変調搬送波に対する反射波の位相の変化を検出する。
この実施形態によれば、一定のパターンで配列された信号を含む反射波を受信している間に、距離の計測処理を終了することができるので、１サイクルの交信処理の間に確実に距離を計測することが可能になる。
【００１６】
他の実施形態による交信処理装置は、距離計測手段により計測された距離に基づき反射波を返したＲＦＩＤタグが交信対象として適切であるか否かを判別する判別手段を、さらに具備する。このようにすれば、定められた距離の範囲内にあるタグからの応答信号のみを採用することが容易になり、誤った情報処理が実施されるのを防ぐことができる。
【００１７】
本発明の交信処理装置の好ましい形態は、ＲＦＩＤタグに対する情報の読み出しおよび書き込みを行うＲＦＩＤリーダライタであるが、これに限らず、情報の読み出しのみを行うＲＦＩＤリーダとして構成してもよい。
【００１８】
本発明による距離計測方法は、搬送波を変調することによってＲＦＩＤタグに対するコマンドを送信するコマンド送信処理と、無変調の搬送波を送出しながらこの無変調搬送波に対するＲＦＩＤタグからの反射波を受信する受信処理と、受信した反射波に含まれるＲＦＩＤタグからの応答信号を復号する復号処理とを実行する交信処理装置において実施される。この方法は、受信処理において反射波の受信が開始されたことに応じて無変調搬送波の位相を変化させた後に、反射波の位相を検出しながら当該位相に前記無変調搬送波における位相の変化に対応する変化が生じる時点までの時間を計測し、計測された時間を用いて反射波を返したＲＦＩＤタグまでの距離を計測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、コマンドに対するＲＦＩＤタグからの反射波の受信が開始されたことに応じて無変調搬送波の位相を変化させ、この変化の時点から反射波に同様の位相の変化が生じる時点までの時間の長さを用いてタグまでの距離を計測するので、コマンドに対するタグの反応時間や反射強度のばらつきに影響されることなく、距離を計測することができる。また床などで反射した電波によって、必要以上に離れた場所にあるタグとの交信が可能になっている場合には、計測時間も途中の反射の分だけ長くなるので、距離の計測値も大きな値となり、床などからの反射の影響を受けにくい計測を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明が適用されるリーダライタの構成を示すブロック図である。
【図２】交信処理の流れを示すタイムチャートである。
【図３】無変調搬送波（ＣＷ）および反射波の位相の変化と、これらに基づき計測される時間Ｔとの関係を示すタイミングチャートである。
【図４】交信処理装置の制御部における処理手順を示すフローチャートである。
【図５】誤った交信処理の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明が適用された交信処理装置の一例であるリーダライタの構成を示す。
この実施例のリーダライタ１は、ＵＨＦ帯域の電波を用いてパッシブタイプまたはセミパッシブタイプのＲＦＩＤタグ２と交信をして、このタグ２から情報を読み出したり、タグ２に情報を書き込む処理を実施するもので、アンテナ１０を含む送受信回路１００と、この送受信回路の動作を制御する制御部１１０とを具備する。なお、使用する電波はＵＨＦ帯域に限らず、他の帯域の電波を使用してもよい。
【００２２】
送受信回路１００には、アンテナ１０のほか、サーキュレータ１１、発振器１２、変調回路１３、分配器１４，１５、ミキサ１６Ａ，１６Ｂ、９０度位相器１７、アンプ１８Ａ，１８Ｂ、Ａ／Ｄ変換器１９Ａ，１９Ｂなどが含まれる。制御部１１０の実体はプログラムロジック回路（ＦＰＧＡ）であって、送信制御部１１１、位相検出部１１２、距離算出部１１３、復号処理部１１４、出力処理部１１５の各機能が設けられる。
【００２３】
また図１には示していないが、このリーダライタ１には、図示しない上位機器に対するインタフェース回路が設けられる。制御部１１０は、上位機器から送信される指示に基づいてタグとの交信処理を実施し、その処理結果を上位機器に送信する。
【００２４】
発振器１２からは、搬送波のベースとなる周波数信号が出力される。変調回路１３は、送信制御部１１１からデータ信号の提供を受け、このデータ信号により連続搬送波を変調する。変調後の信号はサーキュレータ１１を介してアンテナ１０に導かれ、電磁波として送出される。
実質的な変調が生じるのはコマンドが送信される期間であり、タグ２からの応答を受け付ける期間には、無変調搬送波ＣＷ（以下「無変調波」という。）が送出される。
【００２５】
また変調回路１３には、搬送波の位相をずらすための位相切替回路が含まれている。この回路は、送信制御部１１１からの位相切替コマンドに応じて作動し、これにより搬送波の位相が切り替えられる。この実施例では、直交変調器により変調回路１３を形成し、搬送波の位相を９０度ずらすようにしているが、変調回路１３の構成はこれに限定されるものではない。
【００２６】
アンテナ１０がタグ２から受信した反射波は、サーキュレータ１１を介して分配器１５へと導かれ、各ミキサ１６Ａ，１６Ｂに分配される。またもう一方の分配器１４によって、発振器１２からの発振信号が分配され、分配された一方の信号はミキサ１６Ａに直接入力され、他方の信号は９０度位相器１７を介してミキサ１６Ｂに入力される。これによりミキサ１６Ａからは反射波に含まれるＩ信号が出力され、ミキサ１６Ｂからは反射波に含まれるＱ信号が出力される。Ｉ信号およびＱ信号は、それぞれアンプ１８Ａ，１８Ｂにより増幅された後にＡ／Ｄ変換回路１９Ａ，１９Ｂによりディジタル変換されて制御部１１０に入力される。
【００２７】
制御部１１０に入力されたＩ信号およびＱ信号は、位相検出部１１２および復号処理部１１４により処理される。
位相検出部１１２は、Ｉ信号とＱ信号とを用いて反射波の位相の変化を検出する。この検出処理は、たとえば、Ｉ信号に対するＱ信号の強度比率Ｑ／Ｉを求める演算処理と、毎回の演算結果を前回の演算結果と比較する処理とにより実施される。
復号処理部１１４は、Ｉ信号およびＱ信号をＩＱ平面におけるベクトルとして、これらの合成ベクトルの長さを求め、その長さの時系列変化から反射波に含まれるタグからの応答信号を復号する。
【００２８】
送信制御部１１１は、コマンドを構成するデータ信号を出力した後は、連続波を送信する。さらに送信制御部１１１は、復号処理部１１４により応答信号の復号が開始されたことに応じて、変調回路１３に位相切替コマンドを出力する。これらの処理により、アンテナ１０から送出される電磁波は、コマンドが重畳された搬送波から無変調波（ＣＷ）に移行し、さらに位相が９０度ずれた無変調波に移行する。
【００２９】
距離算出部１１３は、位相切替コマンドが出力されたことに応じて計時処理を開始し、位相検出部１１２によって反射波の位相に無変調波に生じたのと同様の変化が検出されるまでの時間を計測する。そして計測された時間を用いて後述する演算を実行することにより、アンテナ１０からタグ２までの距離を算出する。
【００３０】
出力処理部１１５は、距離算出部１１３により算出された距離をあらかじめ上位機器から送信された基準の距離と比較し、基準の距離以内の距離が算出されたタグからの応答信号を上位機器に送信する。距離算出部１１３により算出された距離が基準の距離を上回った場合には、復号処理部１１４は、交信中のタグは交信対象として適切ではないと判別して、復号処理を中止する。
【００３１】
以下、アンテナ１０からタグ２までの距離を計測する方法を中心に、リーダライタ１において実施される交信処理を詳細に説明する。
【００３２】
まず図２は、上記のリーダライタ１とタグ２との間で実施される交信処理の流れを、時間軸に沿って示したものである。この実施例では、EPCglobal C1 Gen2仕様に基づき、リーダライタ１において、コマンドが重畳された搬送波を送出する期間と無変調波（ＣＷ）を送出しながらタグ２からの応答を受け付ける期間とを交互に実施する。タグ２までの距離を計測するための処理も無変調波の送出期間中に実施される。
【００３３】
図２を参照して、交信処理の具体的な流れを説明する。まずリーダライタ１は、交信可能な範囲に含まれる全てのタグ２を対象に、検出用のコマンド（クエリーコマンド）を送信する（図２の（ａ））。このコマンドを受信したタグ２では乱数を生成し、この乱数をリーダライタ１に送信する（図２の（ｂ））。乱数を受信したリーダライタ１は、その受信数により交信可能なタグの数を認識し、以下、受信した乱数により交信相手を特定して情報の読み出しを求めるコマンド（Ａｃｋコマンド）を送信する処理と、当該コマンドに対するタグからの応答信号を受け付ける処理とを、タグ毎に順に実行する（図２の（ｃ）（ｄ））。またこのＡｃｋコマンドに対する応答信号を受信している間に、無変調波の位相を切り替える処理および距離の計測処理を実施する（図２の（ｅ））。
【００３４】
図３は、無変調波の位相とタグ２からの反射波の位相との関係を模式的に示す。
当初送出される無変調波（発振器１２からの周波数信号に同期するもの）の位相を０度とすると、位相の切り替え後の無変調波の位相は９０度となる。
【００３５】
アンテナ１０から送出された無変調波に対するタグ２からの反射波は、送出から所定時間後にアンテナ１０に戻るが、このときの反射波には、アンテナ１０からタグ２までの距離と無変調波の周波数とに応じた位相のずれが生じる。ここで、このずれ量をφとする。
無変調波の周波数は一定であるので、タグ２の位置が殆ど変わらないものとすると、無変調波の位相が切り替えられた後の反射波の位相のずれ量も同様にφとなる。よって０度の位相の無変調波に対する反射波と９０度の位相の無変調波に対する反射波との間の位相差もほぼ９０度となる。
【００３６】
この実施例では、上記の現象を利用して、タグ２からの反射波の受信が開始されたことに応じて無変調波の位相を０度から９０度に切り替える。反射波の受信が開始されたことは、復号処理部１１４により応答信号の先頭のプリアンブルが検出されたことによって判別することができる。よってこの実施例では、プリアンブルの先頭の数ビットが検出されたことに応じて無変調波の位相を切り替え、その切り替えの時点から反射波の位相に９０度近い変化が生じる時点までの時間Ｔを計測する。
【００３７】
上記のとおり、タグ２がコマンドへの応答を開始したことにより生じた反射波がリーダライタ１に届いたことに応じて速やかに計時処理を開始し、無変調波の位相の切り替わり部分に対するタグ２からの反射波がリーダライタ１に届いた時点で計時処理を終了するので、タグ２がコマンドを受信してから応答するまでに要する遅延時間を含まない時間を計測することができる。計測された時間Ｔには、リーダライタ１の回路特性に起因する遅延時間Ｔ０とアンテナとタグとの間で電波が往復した時間Ｔ１とが含まれると考えられるが、遅延時間Ｔ０は、制御部１１０とアンテナ１０との間の信号の伝搬速度や信号線の長さなどから割り出すことができる固定時間である。
【００３８】
よって、この実施例の制御部１１０には、あらかじめ求めた遅延時間Ｔ０が登録されており、距離算出部１１３において、登録された時間Ｔ０と計測された時間Ｔとを用いた下記の演算式を実行することにより、アンテナ１０からタグ２までの距離Ｒを導出する。
Ｒ＝ｃ・（Ｔ−Ｔ０）／２ （ｃは光速）
【００３９】
この実施例では、アンテナ１０が受信した信号から応答信号の先頭部分のプリアンブルの復号が開始されたことに応じて直ちに無変調波の位相を切り替えるので、殆どの場合には、プリアンブルの復号が終了するまでの間に反射波の位相の変化を検出して、距離Ｒを算出することが可能になる。
プリアンブルでは、「１」および「０」の信号が特定のパターンで配列されているので、反射波の受信の開始を確実に検出することができる。また位相の変化を検出する処理においても、「１」が復号されるタイミングで得られたＩ信号およびＱ信号から検出された位相を用いることによって、検出の確度を高めることができる。
ただし、無変調波の位相を切り替えるタイミングは、プリアンブルが検出されている期間に限らず、プリアンブルの後の応答信号の具体的な内容が検出されている間に位相を切り替えてもよい。また切り替え前の無変調波と切り替え後の無変調波との位相差は９０度に限らず、Ｉ信号およびＱ信号を用いてタグ２からの反射波の位相の変化を検出できるのであれば、位相差はどのような角度であってもよい。
【００４０】
図４は、図２および図３に示した処理を実現するためにリーダライタ１の制御部１１０において実施される一連の処理の流れを示す。
まずステップＳ１では、クエリーコマンドの送信およびタグ２からの応答を受信して復号する処理を実施して、交信が可能なタグ２を検出する。
【００４１】
この後は、検出されたタグ２毎にステップＳ２以下の処理を実行する。
まず、ステップＳ２ではＡｃｋコマンドを送信し、つぎのステップＳ３では無変調波の送信および復号処理を開始する。この後は、復号処理において応答信号のプリアンブルの復号が開始されるまで待機する（ステップＳ４）。
【００４２】
プリアンブルの復号が開始されると（ステップＳ４が「ＹＥＳ」）、無変調波の位相を０度から９０度に切り替えると共に、計時処理を開始する（ステップＳ５）。この後は、プリアンブル中の「１」の信号が復号されるタイミングで得られるＩ信号およびＱ信号を用いて反射波の位相を検出しながら、その位相にほぼ９０度の変化が生じるまで待機する（ステップＳ６）。
【００４３】
上記の変化が生じたと判別すると（ステップＳ６が「ＹＥＳ」）、その変化が生じた時点までの計時時間Ｔを用いて前出の演算式［Ｒ＝ｃ・（Ｔ−Ｔ０）／２］を実行することにより、アンテナ１０からタグ２までの距離Ｒを算出する（ステップＳ７）。
【００４４】
つぎに算出された距離Ｒを基準の距離Ｒ０と比較する。Ｒ≦Ｒ０であれば（ステップＳ８が「ＹＥＳ」）、引き続き復号処理を続けて全ての応答信号を復号する（ステップＳ９）。さらに、復号された応答信号を距離Ｒと共に上位機器に送信する（ステップＳ１０）。一方、Ｒ＞Ｒ０となった場合（ステップＳ８が「ＮＯ」）には、ステップＳ１１に進み、復号処理を中止する。
【００４５】
以下、同様の処理を実施することにより、距離Ｒが基準の距離Ｒ０以内となったタグからの応答信号のみが復号され、距離Ｒと共に上位機器に送信される。全てのタグに対する処理が終了したことをもってステップＳ１２が「ＹＥＳ」となると、処理を終了する。
なお、無変調波の位相の切替は、応答信号の復号が終了または中止された後に解除され、次のタグに対するＡｃｋコマンドは０度の位相の搬送波により送信される。また、ステップＳ９，Ｓ１０の処理が実行されたタグに対しては、再度、別のコマンドを送信して応答を受け付けることもできるが、その場合に、再度、距離Ｒを算出するための処理（ステップＳ４〜Ｓ８）を実施する必要はない。
【００４６】
先にも説明したとおり、この実施例の計測時間Ｔには、コマンドに対するタグ２の反応時間に起因する遅延時間は含まれておらず、アンテナ１０とタグ２との間での電波の往復に要した時間を精度良く割り出して距離Ｒを求めることが可能である。また、アンテナ１０には、タグ２で反射してアンテナ１０へと直接戻る反射波（直接波）のほか、タグ２から床などでの反射を経由してアンテナ１０に戻る反射波も届く可能性があるが、前者は後者より確実に早くアンテナ１０に到着する。したがって、タグ２からの反射波の受信が開始されたことに応じて無変調波の位相を変更し、その後の反射波に最初に生じる位相の変化を検出することにより、位相を変更した直後の無変調波に対する直接波の到着を容易に検出することができる。よって上記実施例により算出された距離Ｒには床などからの反射波の影響は及ばず、アンテナ１０からタグ２までの距離を精度良く求めることができる。
【００４７】
また、タグ２からの応答信号を復号する処理を行いながら距離Ｒを計測するので、通常の交信処理のサイクルの中で距離の計測を完了すると共に、タグ２の情報を取得することができる。したがって、移動するタグ２との交信においても支障が生じるおそれがない。また、距離Ｒが基準の距離Ｒ０を上回るタグに対しては応答信号の復号を中止するので、効率良く処理を進めることができ、上位機器に不要な情報が送信されるのを防ぐことができる。また、復号された応答信号と共に距離Ｒの算出結果を上位機器に送信するので、上位機器では、タグ２の情報を識別すると共にこのタグ２とアンテナ１０との距離を認識することが可能になる。
【００４８】
ただし、タグ２からの応答信号をリーダライタ１で選別することは必須ではない。すなわち距離Ｒの値に関わらず、交信対象の全てのタグ２からの応答信号を復号し、各応答信号を距離Ｒと共に上位機器に送信してもよい。または、距離Ｒと基準の距離Ｒ０との比較処理までを実施し、各タグからの応答信号に距離の比較結果を示すデータを紐付けたものを上位機器に送信してもよい。このようにすれば、上位機器において応答信号を容易に選別することができる。
【００４９】
また上記の実施例では、無変調波の位相を９０度変化させたが、この変化量も９０度に限るものではなく、別の角度に設定することもできる。その場合にも、無変調波の位相を切り替えた時点から反射波に無変調波における位相の変化に対応する変化が生じる時点までの時間を計測することにより、距離Ｒを精度良く求めることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 交信処理装置（リーダライタ）
２ ＲＦＩＤタグ
１００ 送受信回路
１１０ 制御部
１１１ 送信制御部
１１２ 位相検出部
１１３ 距離算出部
１１４ 復号処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波を変調することによってＲＦＩＤタグに対するコマンドを送信するコマンド送信処理と、無変調の搬送波を送出しながらこの無変調搬送波に対するＲＦＩＤタグからの反射波を受信する受信処理と、受信した反射波からＲＦＩＤタグからの応答信号を復号する復号処理とを実行する装置であって、
前記受信処理により受信した反射波の位相を検出する位相検出手段と、前記受信処理において反射波の受信が開始されたことに応じて無変調搬送波の位相を変化させる位相変更手段と、前記無変調搬送波の位相が変更された時点から前記位相検出手段により検出される反射波の位相に前記無変調搬送波における位相の変化に対応する変化が生じる時点までの時間を計測し、計測された時間を用いて前記反射波を返したＲＦＩＤタグまでの距離を測定する距離測定手段とを具備する、交信処理装置。
【請求項２】
前記位相変更手段は、前記復号処理により応答信号中のプリアンブルが検出されたことに応じて無変調搬送波の位相を変更する請求項１に記載された交信処理装置。
【請求項３】
前記位相変更手段は、前記復号処理により応答信号中のプリアンブルが検出されたことに応じて無変調搬送波の位相を変更し、前記位相検出手段は、プリアンブルが検出されている間に送信される反射波の位相の変化を検出する請求項１に記載された交信処理装置。
【請求項４】
前記距離計測手段により計測された距離に基づき前記反射波を返したＲＦＩＤタグが交信対象として適切であるか否かを判別する判別手段を、さらに具備する請求項１に記載された交信処理装置。
【請求項５】
搬送波を変調することによってＲＦＩＤタグに対するコマンドを送信するコマンド送信処理と、無変調の搬送波を送出しながらこの無変調搬送波に対するＲＦＩＤタグからの反射波を受信する受信処理と、受信した反射波に含まれるＲＦＩＤタグからの応答信号を復号する復号処理とを実行する交信処理装置において実施される方法であって、
前記受信処理において反射波の受信が開始されたことに応じて無変調搬送波の位相を変化させた後に、反射波の位相を検出しながら当該位相に前記無変調搬送波における位相の変化に対応する変化が生じる時点までの時間を計測し、計測された時間を用いて前記反射波を返したＲＦＩＤタグまでの距離を計測する、
ことを特徴とする交信処理装置における距離計測方法。
【請求項１】
搬送波を変調することによってＲＦＩＤタグに対するコマンドを送信するコマンド送信処理と、無変調の搬送波を送出しながらこの無変調搬送波に対するＲＦＩＤタグからの反射波を受信する受信処理と、受信した反射波からＲＦＩＤタグからの応答信号を復号する復号処理とを実行する装置であって、
前記受信処理により受信した反射波の位相を検出する位相検出手段と、前記受信処理において反射波の受信が開始されたことに応じて無変調搬送波の位相を変化させる位相変更手段と、前記無変調搬送波の位相が変更された時点から前記位相検出手段により検出される反射波の位相に前記無変調搬送波における位相の変化に対応する変化が生じる時点までの時間を計測し、計測された時間を用いて前記反射波を返したＲＦＩＤタグまでの距離を測定する距離測定手段とを具備する、交信処理装置。
【請求項２】
前記位相変更手段は、前記復号処理により応答信号中のプリアンブルが検出されたことに応じて無変調搬送波の位相を変更する請求項１に記載された交信処理装置。
【請求項３】
前記位相変更手段は、前記復号処理により応答信号中のプリアンブルが検出されたことに応じて無変調搬送波の位相を変更し、前記位相検出手段は、プリアンブルが検出されている間に送信される反射波の位相の変化を検出する請求項１に記載された交信処理装置。
【請求項４】
前記距離計測手段により計測された距離に基づき前記反射波を返したＲＦＩＤタグが交信対象として適切であるか否かを判別する判別手段を、さらに具備する請求項１に記載された交信処理装置。
【請求項５】
搬送波を変調することによってＲＦＩＤタグに対するコマンドを送信するコマンド送信処理と、無変調の搬送波を送出しながらこの無変調搬送波に対するＲＦＩＤタグからの反射波を受信する受信処理と、受信した反射波に含まれるＲＦＩＤタグからの応答信号を復号する復号処理とを実行する交信処理装置において実施される方法であって、
前記受信処理において反射波の受信が開始されたことに応じて無変調搬送波の位相を変化させた後に、反射波の位相を検出しながら当該位相に前記無変調搬送波における位相の変化に対応する変化が生じる時点までの時間を計測し、計測された時間を用いて前記反射波を返したＲＦＩＤタグまでの距離を計測する、
ことを特徴とする交信処理装置における距離計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８４９９７（Ｐ２０１２−１８４９９７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７４９７（Ｐ２０１１−４７４９７）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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