無線タグの検査方法、検査装置および検査システムならびにプログラム
【課題】 無線タグの通信性能を短時間でより高精度に検査する。
【解決手段】 複数の無線タグのそれぞれに対して質問器から設定用質問信号を１つ以上の第２送信信号強度で送信し、設定用質問信号に応じて複数の無線タグからそれぞれ送信される応答信号の質問器における受信信号強度を示す複数の第１のＲＳＳＩ値を第２送信信号強度ごとに取得し、複数の第１のＲＳＳＩ値のうち所定の割合の数が含まれるようなＲＳＳＩ値の範囲を第２送信信号強度ごとに設定し、被検査無線タグに対して質問器から検査用質問信号を第２送信信号強度で送信し、検査用質問信号に応じて被検査無線タグから送信される応答信号の質問器における受信信号強度を示す第２のＲＳＳＩ値を第２送信信号強度ごとに取得し、第２のＲＳＳＩ値とＲＳＳＩ値の範囲との比較を第２送信信号強度ごとに行い、比較の結果に基づいて被検査無線タグの通信性能を判定する。
【解決手段】 複数の無線タグのそれぞれに対して質問器から設定用質問信号を１つ以上の第２送信信号強度で送信し、設定用質問信号に応じて複数の無線タグからそれぞれ送信される応答信号の質問器における受信信号強度を示す複数の第１のＲＳＳＩ値を第２送信信号強度ごとに取得し、複数の第１のＲＳＳＩ値のうち所定の割合の数が含まれるようなＲＳＳＩ値の範囲を第２送信信号強度ごとに設定し、被検査無線タグに対して質問器から検査用質問信号を第２送信信号強度で送信し、検査用質問信号に応じて被検査無線タグから送信される応答信号の質問器における受信信号強度を示す第２のＲＳＳＩ値を第２送信信号強度ごとに取得し、第２のＲＳＳＩ値とＲＳＳＩ値の範囲との比較を第２送信信号強度ごとに行い、比較の結果に基づいて被検査無線タグの通信性能を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグの検査方法、検査装置、および検査システム、ならびにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物流などの分野において、質問器と応答器との間で無線通信を行うことによって、応答器が有するＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）に記憶されているＩＤ（IDentification：識別）情報を読み書きする、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification：無線識別）と呼ばれる技術が知られている。当該ＲＦＩＤ技術における応答器は、一般に無線タグ、（無線）ＩＣタグ、ＲＦ（ＩＤ）タグなどと呼ばれているが、以下、無線タグと称することとする。また、当該ＲＦＩＤ技術における質問器は、一般にＲＦＩＤリーダなどと呼ばれている。
【０００３】
ＲＦＩＤ技術を用いた物流システムなどの信頼性を確保するためには、少なくとも使用前に、各無線タグが所定の通信性能を有する良品か否かを検査する必要がある。例えば、各無線タグに対してＲＦＩＤリーダから閾値となるような所定の送信信号強度で質問信号を送信し、無線タグから送信される応答信号をＲＦＩＤリーダが受信できるか否かによって、良品か否かを検査する検査方法が一般に知られている。また、特許文献１においては、このような検査方法を基にしつつ、複数の無線タグを同時に検査する方法も開示されている。
【０００４】
このようにして、ＲＦＩＤリーダから所定の送信信号強度で送信された質問信号に応じてＲＦＩＤリーダが受信可能な応答信号を送信することができるか否かによって、各無線タグが良品であるか不良品であるかを検査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８１４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような従来から知られている一般的な検査方法は、ＲＦＩＤリーダにおける応答信号の受信の可否によって無線タグの良否のみを判定する、定性的な検査方法である。そのため、無線タグに高い信頼性が求められるような用途では、定量的な検査結果を得るため、例えば、ＲＦＩＤリーダの送信信号強度を変化させ、ＲＦＩＤリーダが応答信号を受信できる最低レベルの送信信号強度を測定している。このようにして、従来の検査方法を用いても、無線タグの通信性能をより高精度に検査することは可能である。
【０００７】
しかしながら、このような高精度な検査方法では、１つの無線タグに対して質問信号の送信および応答信号の受信を複数回行うこととなる。そのため、各無線タグに対する検査時間が長くなり、また、検査時間が長くなることによって、各無線タグのコストの上昇を招くこととなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決する主たる本発明は、質問器から第１の送信信号強度で送信された質問信号に応じて前記質問器が受信可能な応答信号を送信することができる複数の無線タグのそれぞれに対して、前記質問器から検査対象である被検査無線タグの通信性能の判定条件を設定するための設定用質問信号を１つ以上の第２の送信信号強度で送信し、前記設定用質問信号に応じて前記複数の無線タグからそれぞれ送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す複数の第１のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得し、前記複数の第１のＲＳＳＩ値のうち所定の割合の数が含まれるようなＲＳＳＩ値の範囲を前記第２の送信信号強度ごとに設定し、前記被検査無線タグに対して前記質問器から検査用質問信号を前記第２の送信信号強度で送信し、前記検査用質問信号に応じて前記被検査無線タグから送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す第２のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得し、前記第２のＲＳＳＩ値と前記ＲＳＳＩ値の範囲との比較を前記第２の送信信号強度ごとに行い、前記比較の結果に基づいて前記通信性能を判定することを特徴とする無線タグの検査方法である。
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無線タグの通信性能を短時間でより高精度に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における無線タグの検査システム全体の構成を示すブロック図である。
【図２】無線タグ９の具体的な構成の一例を示す透過平面図である。
【図３】無線タグ９の具体的な構成の一例を示す透過側面図である。
【図４】Ｖ０配置の場合における良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの一例を示す図である。
【図５】Ｖ９０配置の場合における良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの一例を示す図である。
【図６】Ｖ０配置の場合の３個の測定ポイントにおける良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの度数分布を示す図である。
【図７】Ｖ９０配置の場合の３個の測定ポイントにおける良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの度数分布を示す図である。
【図８】Ｖ０配置の場合の３個の測定ポイントにおける閾値範囲の一設定例を示す図である。
【図９】Ｖ９０配置の場合の３個の測定ポイントにおける閾値範囲の一設定例を示す図である。
【図１０】Ｖ０配置の場合の３個の測定ポイントにおける良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの正規確率プロットである。
【図１１】Ｖ９０配置の場合の３個の測定ポイントにおける良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの正規確率プロットである。
【図１２】Ｖ０配置の場合の３個の測定ポイントにおける閾値範囲の他の設定例を示す図である。
【図１３】Ｖ９０配置の場合の３個の測定ポイントにおける閾値範囲の他の設定例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１２】
＝＝＝検査システム全体の構成＝＝＝
以下、図１を参照して、本発明の一実施形態における無線タグの検査システム全体の構成について説明する。
【００１３】
図１に示されている検査システムは、無線タグ９の通信性能を検査するためのシステムであり、例えば判定部１、ＲＦＩＤリーダ（質問器）２、アンテナ３、および記録部６からなる検査装置部分と、遮蔽体４とを含んで構成されている。
【００１４】
判定部１から出力される制御信号ＣＮＴは、ＲＦＩＤリーダ２に入力され、ＲＦＩＤリーダ２から出力されるＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator/Indication：受信信号強度表示）値は、判定部１に入力されている。また、ＲＦＩＤリーダ２から出力される質問信号Ｔｘは、遮蔽体４の内部に配置されたアンテナ３を介して送信され、アンテナ３を介して受信される応答信号Ｒｘは、ＲＦＩＤリーダ２に入力されている。なお、アンテナ３としては、例えば円偏波パッチアンテナ（マイクロストリップアンテナ）が用いられる。さらに、判定部１から記録部６には、判定結果ＲＥＳとともにＲＳＳＩ値が入力されている。
【００１５】
遮蔽体４の内側は、例えば電波吸収材４１で覆われている。また、遮蔽体４の上部には、アンテナ３と無線タグ９との間で無線通信を行うための開口部が設けられており、当該開口部の周囲には、無線タグ９を遮蔽体４に固定するための固定具４２が設けられている。
【００１６】
＝＝＝検査システム全体の動作の概略＝＝＝
次に、本実施形態における検査システム全体の動作の概略について説明する。
【００１７】
ＲＦＩＤリーダ２は、制御信号ＣＮＴに従って、アンテナ３から質問信号Ｔｘを送信し、質問信号Ｔｘは、無線タグ９まで電波（電磁波）として伝達される。また、無線タグ９は、質問信号Ｔｘを受信すると、質問信号Ｔｘに応じて応答信号Ｒｘを送信し、応答信号Ｒｘは、アンテナ３まで電波として伝達される。さらに、ＲＦＩＤリーダ２は、アンテナ３を介して応答信号Ｒｘを受信すると、応答信号Ｒｘの受信信号強度を示すＲＳＳＩ値を判定部１に出力する。そして、判定部１は、当該ＲＳＳＩ値と予め設定された判定条件との比較の結果に基づいて無線タグ９が所定の通信性能を有する良品か否かを判定し、記録部６は、当該判定結果ＲＥＳとともにＲＳＳＩ値を記録する。
【００１８】
なお、本実施形態の検査システムにおいて、アンテナ３と無線タグ９との間の距離ｈは、質問信号Ｔｘおよび応答信号Ｒｘが電波として伝達されるよう、当該電波の波長に対して十分に長いものとする。また、質問信号Ｔｘおよび応答信号Ｒｘのうち直接波以外の信号は、電波吸収材４１に吸収されて遮蔽されるため、それぞれの直接波の信号のみが伝達されることとなる。
【００１９】
本実施形態の検査システムを用いた無線タグの検査方法は、大別して、検査対象である無線タグ９（以下、被検査無線タグと称する）が所定の通信性能を有する良品か否かを実際に判定する判定工程、および、当該判定工程における判定条件を予め設定しておく事前工程からなる。以下、一例として、無線タグ９の具体的な構成を示すとともに、本実施形態の検査システムを用いて無線タグ９の通信性能を検査する検査方法について、事前工程、判定工程の順に説明する。
【００２０】
＝＝＝無線タグの構成＝＝＝
以下、図２および図３を参照して、無線タグ９の構成について説明する。なお、図２は、無線タグ９のアンテナ面に垂直な方向から見た透過図（透過平面図）であり、図３は、無線タグ９のアンテナ面に平行な方向から見た透過図（透過側面図）である。
【００２１】
図２および図３に示されている無線タグ９は、アンテナ素子（エレメント）９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ、ＩＣチップ９３、およびポッティング材（封止材）９４を含んで構成されている。
【００２２】
ＩＣチップ９３は、少なくとも、アンテナ素子９１ａ、９１ｂ、９２ａ、および９２ｂが接続される電極ＡないしＤを有している。また、ＩＣチップ９３は、例えば、無線タグ９の厚みを抑えるためにベアチップの状態で実装され、ポッティング材９４で封止されている。なお、図２においては、ＩＣチップ９３を覆っているポッティング材９４は、図示されていない。
【００２３】
アンテナ素子９１ａおよび９１ｂは、それぞれ給電側素子および接地側素子として電極ＡおよびＣに接続され、合わせてダイポールアンテナ９１を構成している。一方、アンテナ素子９２ａおよび９２ｂは、それぞれ給電側素子および接地側素子として電極ＢおよびＤに接続され、合わせてダイポールアンテナ９２を構成している。そして、ダイポールアンテナ９１および９２は、互いに略直交するように配置され、合わせてクロスダイポールアンテナを構成している。
【００２４】
なお、本実施形態の検査システムにおいて、無線タグ９は、図１および図２が無線タグ９を同一の方向から見た図となるように、すなわち、質問信号Ｔｘのうち直接波の信号をクロスダイポールアンテナのアンテナ面に略平行な方向から受信するように設置される。また、図２におけるＶ０の方向、すなわち、アンテナ素子９１ａおよび９２ａの略中間の方向から質問信号Ｔｘを受信するように無線タグ９を設置した状態をＶ０配置と称することとし、図２および図３におけるＶ９０の方向、すなわち、Ｖ０の方向と略直交する方向から質問信号Ｔｘを受信するように無線タグ９を設置した状態をＶ９０配置と称することとする。
【００２５】
＝＝＝事前工程＝＝＝
次に、本実施形態の検査システムを用いた無線タグの検査方法における事前工程について説明する。
【００２６】
事前工程では、判定工程における検査対象である被検査無線タグと同一の構成であり、判定工程において良品であると判定されるべき所定の通信性能を有する複数の無線タグ（以下、良品サンプルと称する）が用いられる。なお、前述したように、事前工程は、判定工程における判定条件を予め設定しておく工程であるため、当該良品サンプルは、従来から知られているような方法によって選別されている。
【００２７】
例えば、本実施形態の検査システムを用いて、前述したように、無線タグに対してＲＦＩＤリーダ２から閾値となるような（第１の）送信信号強度Ｓ１で質問信号Ｔｘを送信し、当該無線タグから送信される応答信号ＲｘをＲＦＩＤリーダ２が受信できるか否かによって、良品サンプルを選別することができる。また、前述したように、ＲＦＩＤリーダ２の送信信号強度Ｓ１を変化させ、ＲＦＩＤリーダ２が応答信号Ｒｘを受信できる最低レベルの送信信号強度ＳＬを測定することによって、良品サンプルを選別してもよい。
【００２８】
まず、ＲＦＩＤリーダ２は、本実施形態の検査システムに被検査無線タグの場合と同様に設置される良品サンプルに対して、（設定用）質問信号Ｔｘを（第２の）送信信号強度Ｓ２で送信し、当該良品サンプルから送信される応答信号Ｒｘの受信信号強度を示す（第１の）ＲＳＳＩ値を判定部１に出力する。なお、送信信号強度Ｓ２は、少なくとも、良品サンプルから送信される応答信号ＲｘをＲＦＩＤリーダ２が受信できるよう、上記の最低レベルの送信信号強度ＳＬ以上にする必要がある。当該質問信号Ｔｘの送信および応答信号Ｒｘの受信をすべての良品サンプルについて行うことによって、判定部１は、良品サンプルの個数分のＲＳＳＩ値のデータを取得することとなる。
【００２９】
なお、後述するように、送信信号強度Ｓ２は、判定工程における質問信号Ｔｘの送信信号強度と共通であり、求められる検査速度や信頼性に応じて、１つまたは複数の送信信号強度Ｓ２が用いられる。また、複数の送信信号強度Ｓ２が用いられる場合には、判定部１は、当該複数の送信信号強度Ｓ２ごとに良品サンプルの個数分のＲＳＳＩ値のデータを取得することとなる。
【００３０】
ここで、一例として、Ｖ０配置およびＶ９０配置の場合における、同一の約２００個の良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データを、それぞれ図４および図５に示す。
【００３１】
図４および図５において、横軸および縦軸の単位は、例えばｄＢｍであるが、横軸および縦軸の具体的な値は、アンテナ３の利得やアンテナ３と無線タグ９との間の距離ｈなどによって変動する。また、図４および図５においては、横軸の値（送信信号強度Ｓ２）を１８から３０まで０．５ずつ変化させた２５個の測定ポイントのデータが示されているが、以下、一例として、左端（Ｓ２＝１８）、中央（Ｓ２＝２４）、および右端（Ｓ２＝３０）の３個の測定ポイントを用いる場合について説明することとする。
【００３２】
次に、判定部１は、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データから、判定工程における判定条件となるＲＳＳＩ値の範囲（以下、閾値範囲と称する）を送信信号強度Ｓ２ごとに設定する。
【００３３】
ここで、図４および図５の上記３個の測定ポイントにおける度数分布は、それぞれ図６および図７のようになり、これらの度数分布は、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データが比較的狭い範囲に集中していることを示している。そのため、一例として、当該測定データのすべてが閾値範囲に含まれるように、測定データの最小値ＭＩＮを閾値範囲の下限値として設定することができる。このように送信信号強度Ｓ２（＝１８、２４、３０）ごとに設定される閾値範囲の下限値は、図８（Ｖ０配置）および図９（Ｖ９０配置）の長破線のようになる。
【００３４】
また、通信距離が必要以上に長い無線タグを使用することが不都合な用途などでは、さらに測定データの最大値ＭＡＸを閾値範囲の上限値として設定してもよい。このように送信信号強度Ｓ２ごとに設定される閾値範囲の上限値は、図８および図９の短破線のようになる。
なお、統計的手法を用いて閾値範囲を設定することもできる。
【００３５】
ここで、図４および図５の３個の測定ポイントにおける正規確率プロットは、それぞれ図１０および図１１のようになり、これらの正規確率プロットは、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データが略正規分布に従っている（図１０）、または比較的正規分布に近い（図１１）ことを示している。そのため、測定データの平均値および標準偏差をそれぞれＡＶＥおよびσとすると、一例として、当該測定データの約９９．７％が閾値範囲に含まれるように、ＡＶＥ−３σないしＡＶＥ＋３σを閾値範囲として設定することができる。このように送信信号強度Ｓ２ごとに設定される閾値範囲は、図１２（Ｖ０配置）および図１３（Ｖ９０配置）のようになる。
【００３６】
＝＝＝判定工程＝＝＝
次に、本実施形態の検査システムを用いた無線タグの検査方法における判定工程について説明する。
【００３７】
前述したように、判定工程では、事前工程において予め設定された判定条件（閾値範囲）を用いて、被検査無線タグが所定の通信性能を有する良品か否かを実際に判定する。
【００３８】
まず、ＲＦＩＤリーダ２は、被検査無線タグに対して（検査用）質問信号Ｔｘを送信信号強度Ｓ２で送信し、当該被検査無線タグから送信される応答信号Ｒｘの受信信号強度を示す（第２の）ＲＳＳＩ値を判定部１に出力する。
【００３９】
次に、判定部１は、取得した被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値と、予め設定された閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行い、当該比較の結果に基づいて被検査無線タグが良品か否かを判定する。例えば、３個の測定ポイントのうち２個以上の測定ポイントについて、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値が閾値範囲に含まれる、すなわち、閾値範囲の下限値以上かつ上限値以下である場合にのみ、当該被検査無線タグを良品であると判定する。
【００４０】
このようにして、判定部１は、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データから、閾値範囲を送信信号強度Ｓ２ごとに予め設定しておき、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行った結果に基づいて被検査無線タグが良品か否かを判定する。また、事前工程において十分に多くの良品サンプルを用いて閾値範囲を設定した場合には、所定の通信性能を有する被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値は、十分に高い確率で閾値範囲に含まれることとなる。
【００４１】
一方、無線タグ９は、ＩＣチップ９３の製造不良や静電気破壊、ＩＣチップ９３と各アンテナ素子との接続不良などによって、所定の通信性能を有しない不良品となる場合もある。また、このような不良品には、無線通信をまったく行えないものもあれば、良品と比べて通信性能が劣るものもある。無線通信をまったく行えない不良品の場合、前述したような従来から知られている検査方法によって検査することも十分に可能である。
【００４２】
しかしながら、良品と比べて通信性能が劣る不良品の場合、従来の定性的な検査方法では、良品であると誤判定されることがあるか、または、通信性能をより高精度に検査するために検査時間が長くなる。本実施形態の検査システムでは、被検査無線タグについて測定されるＲＳＳＩ値と、予め設定された閾値範囲との比較を行うことによって、通信性能が劣る不良品も確実に発見することができる。
【００４３】
なお、通信性能が劣る不良品としては、例えば、静電気によってＩＣチップ９３の無線通信の特性が変化したものや、ＩＣチップ９３とアンテナ素子との接続抵抗値が高いことによってインピーダンスの不整合が発生しているものなどがある。また、特に電源を内蔵しないパッシブ型の無線タグの場合には、製造不良などによってＩＣチップ９３の消費電力が大きいために、低い送信信号強度でしか応答信号Ｒｘを送信できないものも含まれる。
【００４４】
さらに、図２および図３に示した無線タグ９の場合には、ＩＣチップ９３の電極ＡないしＤのうちの何れか１箇所において接続不良が発生したとしても、ダイポールアンテナ９１または９２の何れか一方が正常に動作するため、検査システムの構成によっては通信性能を良品と区別することができず、このような接続不良を発見することができないことがある。
【００４５】
本実施形態の検査システムでは、無線タグ９は、２つのアンテナ素子の略中間の方向から質問信号Ｔｘを受信するように設置されるため、上記の接続不良が発生した場合には、正常に動作する一方のダイポールアンテナに垂直な方向、すなわち、アンテナ３の方向に対して約４５°の方向の指向性を有することとなる。そのため、応答信号Ｒｘのうちアンテナ３に伝達される直接波の信号強度は低くなり、また、直接波以外の信号は電波吸収材４１に吸収されて遮蔽されるため、応答信号Ｒｘの受信信号強度は低くなる。したがって、このような接続不良が発生している無線タグ９を、良品と比べて通信性能が劣る不良品として発見することができる。
【００４６】
ここで、一例として、Ｖ０配置およびＶ９０配置の場合の３個の測定ポイントにおける、同一の８個の不良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データを、それぞれ図８および図９に示す。当該不良品サンプルは、いずれもＩＣチップ９３の電極ＡないしＤのうちの何れか１箇所以上において接続不良が発生している無線タグである。なお、図１２および図１３においても、同様に不良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データが示されている。また、図９および図１３において、ＲＦＩＤリーダ２が応答信号Ｒｘを受信できなかった場合のＲＳＳＩ値は、−１００としてある。
【００４７】
図８、図９、図１２、および図１３に示されているように、不良品サンプルについてのＲＳＳＩ値は、いずれの測定ポイントについても閾値範囲に含まれず、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値に対して有意に低くなっている。
【００４８】
このようにして、本実施形態の検査システムを用いた無線タグの検査方法は、良品と比べて通信性能が劣る不良品も確実に発見することができ、特に、上記のような接続不良が発生している無線タグ９も確実に発見することができる。また、従来から知られている高精度な検査方法を用いて良品サンプルを通信性能に基づく複数のグループに分け、当該グループごとに所定の通信性能を示す閾値範囲を設定することによって、被検査無線タグの良否を判定するのみでなく、被検査無線タグを通信性能に基づくグループごとに選別することもできる。
【００４９】
さらに、本実施形態の検査装置部分は、被検査無線タグごとに良否を示す判定結果ＲＥＳとともにＲＳＳＩ値を記録する記録部６を含むことがより望ましい。この場合、ＲＳＳＩ値の統計情報を無線タグの製造ラインの品質管理に利用することによって、良否の判定結果ＲＥＳの統計情報のみを利用した場合に比べて、品質管理の能力を向上させることができる。
【００５０】
＝＝＝プログラムの動作＝＝＝
図１に示した本実施形態の検査装置部分のうち、判定部１の機能は、ＲＦＩＤリーダ２を制御するための制御信号ＣＮＴを出力し、ＲＦＩＤリーダ２から出力されるＲＳＳＩ値を取得するコンピュータ（不図示）によって実現することもできる。当該コンピュータは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）およびメモリを備え、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することによって、判定部１の機能を実現する。以下、検査装置の判定部１に相当する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムの動作について説明する。
【００５１】
事前工程において、まず、コンピュータは、良品サンプルに対してＲＦＩＤリーダ２から質問信号Ｔｘを送信信号強度Ｓ２で送信させ、当該良品サンプルから送信される応答信号ＲｘのＲＦＩＤリーダ２における受信信号強度を示すＲＳＳＩ値を取得し、次に、当該ＲＳＳＩ値から閾値範囲を送信信号強度Ｓ２ごとに設定する。
【００５２】
また、判定工程において、まず、コンピュータは、被検査無線タグに対してＲＦＩＤリーダ２から質問信号Ｔｘを送信信号強度Ｓ２で送信させ、当該被検査無線タグから送信される応答信号ＲｘのＲＦＩＤリーダ２における受信信号強度を示すＲＳＳＩ値を取得し、次に、当該ＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行い、当該比較の結果に基づいて被検査無線タグが良品か否かを判定する。
【００５３】
前述したように、送信信号強度Ｓ２で送信した質問信号Ｔｘに応じて良品サンプルから送信される応答信号Ｒｘの受信信号強度を示すＲＳＳＩ値の測定データから、当該測定データを所定の割合で含むような閾値範囲を送信信号強度Ｓ２ごとに予め設定しておき、送信信号強度Ｓ２で送信した質問信号Ｔｘに応じて被検査無線タグから送信される応答信号Ｒｘの受信信号強度を示すＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行った結果に基づいて被検査無線タグの通信性能を判定することによって、被検査無線タグの通信性能を短時間でより高精度に検査することができる。
【００５４】
また、送信信号強度Ｓ２に対応する複数の測定ポイントのうち所定の割合以上の測定ポイントについて、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値が閾値範囲に含まれる場合に、当該被検査無線タグを良品であると判定することによって、検査の信頼性を向上させることができる。
【００５５】
また、少なくとも閾値範囲の下限値を設定し、所定の割合以上の測定ポイントについて、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値が閾値範囲の下限値以上である場合に、当該被検査無線タグを良品であると判定することによって、所定の通信性能に満たない無線タグのみを良品でないと判定することができる。
【００５６】
また、閾値範囲の上限値をさらに設定し、所定の割合以上の測定ポイントについて、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値が閾値範囲の下限値以上かつ上限値以下である場合に、当該被検査無線タグを良品であると判定することによって、所定の通信性能を超える無線タグも良品でないと判定することができる。さらに、良品サンプルの通信性能に基づくグループごとに閾値範囲を設定することによって、被検査無線タグを通信性能に基づくグループごとに選別することもできる。
【００５７】
また、判定部１は、事前工程では、ＲＦＩＤリーダ２から出力される良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データから閾値範囲を送信信号強度Ｓ２ごとに予め設定しておき、判定工程では、ＲＦＩＤリーダ２から出力される被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行った結果に基づいて被検査無線タグが良品か否かを判定することによって、被検査無線タグの通信性能を短時間でより高精度に検査する検査装置を実現することができる。
【００５８】
また、検査装置は、被検査無線タグごとに良否の判定結果ＲＥＳとともにＲＳＳＩ値を記録することによって、当該記録された情報を無線タグの製造ラインの品質管理に利用することができる。
【００５９】
また、質問信号Ｔｘおよび応答信号Ｒｘのうち直接波以外の信号を遮蔽体４によって遮蔽し、クロスダイポールアンテナを備えた無線タグ９を、質問信号Ｔｘのうち直接波の信号をアンテナ面に略平行な方向から受信するように設置することによって、ＩＣチップ９３と各アンテナ素子との接続不良を確実に発見する検査システムを実現することができる。
【００６０】
また、検査装置の判定部１に相当する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムにおいて、ＲＦＩＤリーダ２からの質問信号Ｔｘの送信を制御するための制御信号ＣＮＴを出力し、応答信号ＲｘのＲＦＩＤリーダ２における受信信号強度を示すＲＳＳＩ値を取得することによって、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データから閾値範囲を送信信号強度Ｓ２ごとに予め設定しておき、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行った結果に基づいて被検査無線タグが良品か否かを判定することができる。
【００６１】
なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００６２】
上記実施形態では、３つの送信信号強度Ｓ２に対応する３個の測定ポイントを用いる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１個の測定ポイントのみを用いる場合には、当該１個の測定ポイントについてのみ、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を行えばよく、検査時間を最も短くすることができる。一方、より多くの測定ポイントを用いる場合には、検査時間は長くなるが、検査の信頼性をより向上させることができる。
【００６３】
上記実施形態では、被検査無線タグの一例として、一対のダイポールアンテナからなるクロスダイポールアンテナを備えた無線タグ９の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、被検査無線タグが１つのダイポールアンテナのみを備える場合には、ＩＣチップとアンテナ素子との接続不良が発生すると、唯一のアンテナが正常に動作しなくなるため、当該被検査無線タグをダイポールアンテナに垂直な方向から質問信号Ｔｘを受信するように設置することによって、比較的容易に接続不良を発見することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 判定部
２ ＲＦＩＤリーダ（質問器）
３ アンテナ
４ 遮蔽体
６ 記録部
９ 無線タグ
４１ 電波吸収材
４２ 固定具
９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ アンテナ素子（エレメント）
９３ ＩＣ（集積回路）チップ
９４ ポッティング材（封止材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグの検査方法、検査装置、および検査システム、ならびにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物流などの分野において、質問器と応答器との間で無線通信を行うことによって、応答器が有するＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）に記憶されているＩＤ（IDentification：識別）情報を読み書きする、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification：無線識別）と呼ばれる技術が知られている。当該ＲＦＩＤ技術における応答器は、一般に無線タグ、（無線）ＩＣタグ、ＲＦ（ＩＤ）タグなどと呼ばれているが、以下、無線タグと称することとする。また、当該ＲＦＩＤ技術における質問器は、一般にＲＦＩＤリーダなどと呼ばれている。
【０００３】
ＲＦＩＤ技術を用いた物流システムなどの信頼性を確保するためには、少なくとも使用前に、各無線タグが所定の通信性能を有する良品か否かを検査する必要がある。例えば、各無線タグに対してＲＦＩＤリーダから閾値となるような所定の送信信号強度で質問信号を送信し、無線タグから送信される応答信号をＲＦＩＤリーダが受信できるか否かによって、良品か否かを検査する検査方法が一般に知られている。また、特許文献１においては、このような検査方法を基にしつつ、複数の無線タグを同時に検査する方法も開示されている。
【０００４】
このようにして、ＲＦＩＤリーダから所定の送信信号強度で送信された質問信号に応じてＲＦＩＤリーダが受信可能な応答信号を送信することができるか否かによって、各無線タグが良品であるか不良品であるかを検査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８１４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような従来から知られている一般的な検査方法は、ＲＦＩＤリーダにおける応答信号の受信の可否によって無線タグの良否のみを判定する、定性的な検査方法である。そのため、無線タグに高い信頼性が求められるような用途では、定量的な検査結果を得るため、例えば、ＲＦＩＤリーダの送信信号強度を変化させ、ＲＦＩＤリーダが応答信号を受信できる最低レベルの送信信号強度を測定している。このようにして、従来の検査方法を用いても、無線タグの通信性能をより高精度に検査することは可能である。
【０００７】
しかしながら、このような高精度な検査方法では、１つの無線タグに対して質問信号の送信および応答信号の受信を複数回行うこととなる。そのため、各無線タグに対する検査時間が長くなり、また、検査時間が長くなることによって、各無線タグのコストの上昇を招くこととなる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決する主たる本発明は、質問器から第１の送信信号強度で送信された質問信号に応じて前記質問器が受信可能な応答信号を送信することができる複数の無線タグのそれぞれに対して、前記質問器から検査対象である被検査無線タグの通信性能の判定条件を設定するための設定用質問信号を１つ以上の第２の送信信号強度で送信し、前記設定用質問信号に応じて前記複数の無線タグからそれぞれ送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す複数の第１のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得し、前記複数の第１のＲＳＳＩ値のうち所定の割合の数が含まれるようなＲＳＳＩ値の範囲を前記第２の送信信号強度ごとに設定し、前記被検査無線タグに対して前記質問器から検査用質問信号を前記第２の送信信号強度で送信し、前記検査用質問信号に応じて前記被検査無線タグから送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す第２のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得し、前記第２のＲＳＳＩ値と前記ＲＳＳＩ値の範囲との比較を前記第２の送信信号強度ごとに行い、前記比較の結果に基づいて前記通信性能を判定することを特徴とする無線タグの検査方法である。
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無線タグの通信性能を短時間でより高精度に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における無線タグの検査システム全体の構成を示すブロック図である。
【図２】無線タグ９の具体的な構成の一例を示す透過平面図である。
【図３】無線タグ９の具体的な構成の一例を示す透過側面図である。
【図４】Ｖ０配置の場合における良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの一例を示す図である。
【図５】Ｖ９０配置の場合における良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの一例を示す図である。
【図６】Ｖ０配置の場合の３個の測定ポイントにおける良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの度数分布を示す図である。
【図７】Ｖ９０配置の場合の３個の測定ポイントにおける良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの度数分布を示す図である。
【図８】Ｖ０配置の場合の３個の測定ポイントにおける閾値範囲の一設定例を示す図である。
【図９】Ｖ９０配置の場合の３個の測定ポイントにおける閾値範囲の一設定例を示す図である。
【図１０】Ｖ０配置の場合の３個の測定ポイントにおける良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの正規確率プロットである。
【図１１】Ｖ９０配置の場合の３個の測定ポイントにおける良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データの正規確率プロットである。
【図１２】Ｖ０配置の場合の３個の測定ポイントにおける閾値範囲の他の設定例を示す図である。
【図１３】Ｖ９０配置の場合の３個の測定ポイントにおける閾値範囲の他の設定例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１２】
＝＝＝検査システム全体の構成＝＝＝
以下、図１を参照して、本発明の一実施形態における無線タグの検査システム全体の構成について説明する。
【００１３】
図１に示されている検査システムは、無線タグ９の通信性能を検査するためのシステムであり、例えば判定部１、ＲＦＩＤリーダ（質問器）２、アンテナ３、および記録部６からなる検査装置部分と、遮蔽体４とを含んで構成されている。
【００１４】
判定部１から出力される制御信号ＣＮＴは、ＲＦＩＤリーダ２に入力され、ＲＦＩＤリーダ２から出力されるＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator/Indication：受信信号強度表示）値は、判定部１に入力されている。また、ＲＦＩＤリーダ２から出力される質問信号Ｔｘは、遮蔽体４の内部に配置されたアンテナ３を介して送信され、アンテナ３を介して受信される応答信号Ｒｘは、ＲＦＩＤリーダ２に入力されている。なお、アンテナ３としては、例えば円偏波パッチアンテナ（マイクロストリップアンテナ）が用いられる。さらに、判定部１から記録部６には、判定結果ＲＥＳとともにＲＳＳＩ値が入力されている。
【００１５】
遮蔽体４の内側は、例えば電波吸収材４１で覆われている。また、遮蔽体４の上部には、アンテナ３と無線タグ９との間で無線通信を行うための開口部が設けられており、当該開口部の周囲には、無線タグ９を遮蔽体４に固定するための固定具４２が設けられている。
【００１６】
＝＝＝検査システム全体の動作の概略＝＝＝
次に、本実施形態における検査システム全体の動作の概略について説明する。
【００１７】
ＲＦＩＤリーダ２は、制御信号ＣＮＴに従って、アンテナ３から質問信号Ｔｘを送信し、質問信号Ｔｘは、無線タグ９まで電波（電磁波）として伝達される。また、無線タグ９は、質問信号Ｔｘを受信すると、質問信号Ｔｘに応じて応答信号Ｒｘを送信し、応答信号Ｒｘは、アンテナ３まで電波として伝達される。さらに、ＲＦＩＤリーダ２は、アンテナ３を介して応答信号Ｒｘを受信すると、応答信号Ｒｘの受信信号強度を示すＲＳＳＩ値を判定部１に出力する。そして、判定部１は、当該ＲＳＳＩ値と予め設定された判定条件との比較の結果に基づいて無線タグ９が所定の通信性能を有する良品か否かを判定し、記録部６は、当該判定結果ＲＥＳとともにＲＳＳＩ値を記録する。
【００１８】
なお、本実施形態の検査システムにおいて、アンテナ３と無線タグ９との間の距離ｈは、質問信号Ｔｘおよび応答信号Ｒｘが電波として伝達されるよう、当該電波の波長に対して十分に長いものとする。また、質問信号Ｔｘおよび応答信号Ｒｘのうち直接波以外の信号は、電波吸収材４１に吸収されて遮蔽されるため、それぞれの直接波の信号のみが伝達されることとなる。
【００１９】
本実施形態の検査システムを用いた無線タグの検査方法は、大別して、検査対象である無線タグ９（以下、被検査無線タグと称する）が所定の通信性能を有する良品か否かを実際に判定する判定工程、および、当該判定工程における判定条件を予め設定しておく事前工程からなる。以下、一例として、無線タグ９の具体的な構成を示すとともに、本実施形態の検査システムを用いて無線タグ９の通信性能を検査する検査方法について、事前工程、判定工程の順に説明する。
【００２０】
＝＝＝無線タグの構成＝＝＝
以下、図２および図３を参照して、無線タグ９の構成について説明する。なお、図２は、無線タグ９のアンテナ面に垂直な方向から見た透過図（透過平面図）であり、図３は、無線タグ９のアンテナ面に平行な方向から見た透過図（透過側面図）である。
【００２１】
図２および図３に示されている無線タグ９は、アンテナ素子（エレメント）９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ、ＩＣチップ９３、およびポッティング材（封止材）９４を含んで構成されている。
【００２２】
ＩＣチップ９３は、少なくとも、アンテナ素子９１ａ、９１ｂ、９２ａ、および９２ｂが接続される電極ＡないしＤを有している。また、ＩＣチップ９３は、例えば、無線タグ９の厚みを抑えるためにベアチップの状態で実装され、ポッティング材９４で封止されている。なお、図２においては、ＩＣチップ９３を覆っているポッティング材９４は、図示されていない。
【００２３】
アンテナ素子９１ａおよび９１ｂは、それぞれ給電側素子および接地側素子として電極ＡおよびＣに接続され、合わせてダイポールアンテナ９１を構成している。一方、アンテナ素子９２ａおよび９２ｂは、それぞれ給電側素子および接地側素子として電極ＢおよびＤに接続され、合わせてダイポールアンテナ９２を構成している。そして、ダイポールアンテナ９１および９２は、互いに略直交するように配置され、合わせてクロスダイポールアンテナを構成している。
【００２４】
なお、本実施形態の検査システムにおいて、無線タグ９は、図１および図２が無線タグ９を同一の方向から見た図となるように、すなわち、質問信号Ｔｘのうち直接波の信号をクロスダイポールアンテナのアンテナ面に略平行な方向から受信するように設置される。また、図２におけるＶ０の方向、すなわち、アンテナ素子９１ａおよび９２ａの略中間の方向から質問信号Ｔｘを受信するように無線タグ９を設置した状態をＶ０配置と称することとし、図２および図３におけるＶ９０の方向、すなわち、Ｖ０の方向と略直交する方向から質問信号Ｔｘを受信するように無線タグ９を設置した状態をＶ９０配置と称することとする。
【００２５】
＝＝＝事前工程＝＝＝
次に、本実施形態の検査システムを用いた無線タグの検査方法における事前工程について説明する。
【００２６】
事前工程では、判定工程における検査対象である被検査無線タグと同一の構成であり、判定工程において良品であると判定されるべき所定の通信性能を有する複数の無線タグ（以下、良品サンプルと称する）が用いられる。なお、前述したように、事前工程は、判定工程における判定条件を予め設定しておく工程であるため、当該良品サンプルは、従来から知られているような方法によって選別されている。
【００２７】
例えば、本実施形態の検査システムを用いて、前述したように、無線タグに対してＲＦＩＤリーダ２から閾値となるような（第１の）送信信号強度Ｓ１で質問信号Ｔｘを送信し、当該無線タグから送信される応答信号ＲｘをＲＦＩＤリーダ２が受信できるか否かによって、良品サンプルを選別することができる。また、前述したように、ＲＦＩＤリーダ２の送信信号強度Ｓ１を変化させ、ＲＦＩＤリーダ２が応答信号Ｒｘを受信できる最低レベルの送信信号強度ＳＬを測定することによって、良品サンプルを選別してもよい。
【００２８】
まず、ＲＦＩＤリーダ２は、本実施形態の検査システムに被検査無線タグの場合と同様に設置される良品サンプルに対して、（設定用）質問信号Ｔｘを（第２の）送信信号強度Ｓ２で送信し、当該良品サンプルから送信される応答信号Ｒｘの受信信号強度を示す（第１の）ＲＳＳＩ値を判定部１に出力する。なお、送信信号強度Ｓ２は、少なくとも、良品サンプルから送信される応答信号ＲｘをＲＦＩＤリーダ２が受信できるよう、上記の最低レベルの送信信号強度ＳＬ以上にする必要がある。当該質問信号Ｔｘの送信および応答信号Ｒｘの受信をすべての良品サンプルについて行うことによって、判定部１は、良品サンプルの個数分のＲＳＳＩ値のデータを取得することとなる。
【００２９】
なお、後述するように、送信信号強度Ｓ２は、判定工程における質問信号Ｔｘの送信信号強度と共通であり、求められる検査速度や信頼性に応じて、１つまたは複数の送信信号強度Ｓ２が用いられる。また、複数の送信信号強度Ｓ２が用いられる場合には、判定部１は、当該複数の送信信号強度Ｓ２ごとに良品サンプルの個数分のＲＳＳＩ値のデータを取得することとなる。
【００３０】
ここで、一例として、Ｖ０配置およびＶ９０配置の場合における、同一の約２００個の良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データを、それぞれ図４および図５に示す。
【００３１】
図４および図５において、横軸および縦軸の単位は、例えばｄＢｍであるが、横軸および縦軸の具体的な値は、アンテナ３の利得やアンテナ３と無線タグ９との間の距離ｈなどによって変動する。また、図４および図５においては、横軸の値（送信信号強度Ｓ２）を１８から３０まで０．５ずつ変化させた２５個の測定ポイントのデータが示されているが、以下、一例として、左端（Ｓ２＝１８）、中央（Ｓ２＝２４）、および右端（Ｓ２＝３０）の３個の測定ポイントを用いる場合について説明することとする。
【００３２】
次に、判定部１は、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データから、判定工程における判定条件となるＲＳＳＩ値の範囲（以下、閾値範囲と称する）を送信信号強度Ｓ２ごとに設定する。
【００３３】
ここで、図４および図５の上記３個の測定ポイントにおける度数分布は、それぞれ図６および図７のようになり、これらの度数分布は、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データが比較的狭い範囲に集中していることを示している。そのため、一例として、当該測定データのすべてが閾値範囲に含まれるように、測定データの最小値ＭＩＮを閾値範囲の下限値として設定することができる。このように送信信号強度Ｓ２（＝１８、２４、３０）ごとに設定される閾値範囲の下限値は、図８（Ｖ０配置）および図９（Ｖ９０配置）の長破線のようになる。
【００３４】
また、通信距離が必要以上に長い無線タグを使用することが不都合な用途などでは、さらに測定データの最大値ＭＡＸを閾値範囲の上限値として設定してもよい。このように送信信号強度Ｓ２ごとに設定される閾値範囲の上限値は、図８および図９の短破線のようになる。
なお、統計的手法を用いて閾値範囲を設定することもできる。
【００３５】
ここで、図４および図５の３個の測定ポイントにおける正規確率プロットは、それぞれ図１０および図１１のようになり、これらの正規確率プロットは、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データが略正規分布に従っている（図１０）、または比較的正規分布に近い（図１１）ことを示している。そのため、測定データの平均値および標準偏差をそれぞれＡＶＥおよびσとすると、一例として、当該測定データの約９９．７％が閾値範囲に含まれるように、ＡＶＥ−３σないしＡＶＥ＋３σを閾値範囲として設定することができる。このように送信信号強度Ｓ２ごとに設定される閾値範囲は、図１２（Ｖ０配置）および図１３（Ｖ９０配置）のようになる。
【００３６】
＝＝＝判定工程＝＝＝
次に、本実施形態の検査システムを用いた無線タグの検査方法における判定工程について説明する。
【００３７】
前述したように、判定工程では、事前工程において予め設定された判定条件（閾値範囲）を用いて、被検査無線タグが所定の通信性能を有する良品か否かを実際に判定する。
【００３８】
まず、ＲＦＩＤリーダ２は、被検査無線タグに対して（検査用）質問信号Ｔｘを送信信号強度Ｓ２で送信し、当該被検査無線タグから送信される応答信号Ｒｘの受信信号強度を示す（第２の）ＲＳＳＩ値を判定部１に出力する。
【００３９】
次に、判定部１は、取得した被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値と、予め設定された閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行い、当該比較の結果に基づいて被検査無線タグが良品か否かを判定する。例えば、３個の測定ポイントのうち２個以上の測定ポイントについて、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値が閾値範囲に含まれる、すなわち、閾値範囲の下限値以上かつ上限値以下である場合にのみ、当該被検査無線タグを良品であると判定する。
【００４０】
このようにして、判定部１は、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データから、閾値範囲を送信信号強度Ｓ２ごとに予め設定しておき、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行った結果に基づいて被検査無線タグが良品か否かを判定する。また、事前工程において十分に多くの良品サンプルを用いて閾値範囲を設定した場合には、所定の通信性能を有する被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値は、十分に高い確率で閾値範囲に含まれることとなる。
【００４１】
一方、無線タグ９は、ＩＣチップ９３の製造不良や静電気破壊、ＩＣチップ９３と各アンテナ素子との接続不良などによって、所定の通信性能を有しない不良品となる場合もある。また、このような不良品には、無線通信をまったく行えないものもあれば、良品と比べて通信性能が劣るものもある。無線通信をまったく行えない不良品の場合、前述したような従来から知られている検査方法によって検査することも十分に可能である。
【００４２】
しかしながら、良品と比べて通信性能が劣る不良品の場合、従来の定性的な検査方法では、良品であると誤判定されることがあるか、または、通信性能をより高精度に検査するために検査時間が長くなる。本実施形態の検査システムでは、被検査無線タグについて測定されるＲＳＳＩ値と、予め設定された閾値範囲との比較を行うことによって、通信性能が劣る不良品も確実に発見することができる。
【００４３】
なお、通信性能が劣る不良品としては、例えば、静電気によってＩＣチップ９３の無線通信の特性が変化したものや、ＩＣチップ９３とアンテナ素子との接続抵抗値が高いことによってインピーダンスの不整合が発生しているものなどがある。また、特に電源を内蔵しないパッシブ型の無線タグの場合には、製造不良などによってＩＣチップ９３の消費電力が大きいために、低い送信信号強度でしか応答信号Ｒｘを送信できないものも含まれる。
【００４４】
さらに、図２および図３に示した無線タグ９の場合には、ＩＣチップ９３の電極ＡないしＤのうちの何れか１箇所において接続不良が発生したとしても、ダイポールアンテナ９１または９２の何れか一方が正常に動作するため、検査システムの構成によっては通信性能を良品と区別することができず、このような接続不良を発見することができないことがある。
【００４５】
本実施形態の検査システムでは、無線タグ９は、２つのアンテナ素子の略中間の方向から質問信号Ｔｘを受信するように設置されるため、上記の接続不良が発生した場合には、正常に動作する一方のダイポールアンテナに垂直な方向、すなわち、アンテナ３の方向に対して約４５°の方向の指向性を有することとなる。そのため、応答信号Ｒｘのうちアンテナ３に伝達される直接波の信号強度は低くなり、また、直接波以外の信号は電波吸収材４１に吸収されて遮蔽されるため、応答信号Ｒｘの受信信号強度は低くなる。したがって、このような接続不良が発生している無線タグ９を、良品と比べて通信性能が劣る不良品として発見することができる。
【００４６】
ここで、一例として、Ｖ０配置およびＶ９０配置の場合の３個の測定ポイントにおける、同一の８個の不良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データを、それぞれ図８および図９に示す。当該不良品サンプルは、いずれもＩＣチップ９３の電極ＡないしＤのうちの何れか１箇所以上において接続不良が発生している無線タグである。なお、図１２および図１３においても、同様に不良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データが示されている。また、図９および図１３において、ＲＦＩＤリーダ２が応答信号Ｒｘを受信できなかった場合のＲＳＳＩ値は、−１００としてある。
【００４７】
図８、図９、図１２、および図１３に示されているように、不良品サンプルについてのＲＳＳＩ値は、いずれの測定ポイントについても閾値範囲に含まれず、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値に対して有意に低くなっている。
【００４８】
このようにして、本実施形態の検査システムを用いた無線タグの検査方法は、良品と比べて通信性能が劣る不良品も確実に発見することができ、特に、上記のような接続不良が発生している無線タグ９も確実に発見することができる。また、従来から知られている高精度な検査方法を用いて良品サンプルを通信性能に基づく複数のグループに分け、当該グループごとに所定の通信性能を示す閾値範囲を設定することによって、被検査無線タグの良否を判定するのみでなく、被検査無線タグを通信性能に基づくグループごとに選別することもできる。
【００４９】
さらに、本実施形態の検査装置部分は、被検査無線タグごとに良否を示す判定結果ＲＥＳとともにＲＳＳＩ値を記録する記録部６を含むことがより望ましい。この場合、ＲＳＳＩ値の統計情報を無線タグの製造ラインの品質管理に利用することによって、良否の判定結果ＲＥＳの統計情報のみを利用した場合に比べて、品質管理の能力を向上させることができる。
【００５０】
＝＝＝プログラムの動作＝＝＝
図１に示した本実施形態の検査装置部分のうち、判定部１の機能は、ＲＦＩＤリーダ２を制御するための制御信号ＣＮＴを出力し、ＲＦＩＤリーダ２から出力されるＲＳＳＩ値を取得するコンピュータ（不図示）によって実現することもできる。当該コンピュータは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）およびメモリを備え、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することによって、判定部１の機能を実現する。以下、検査装置の判定部１に相当する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムの動作について説明する。
【００５１】
事前工程において、まず、コンピュータは、良品サンプルに対してＲＦＩＤリーダ２から質問信号Ｔｘを送信信号強度Ｓ２で送信させ、当該良品サンプルから送信される応答信号ＲｘのＲＦＩＤリーダ２における受信信号強度を示すＲＳＳＩ値を取得し、次に、当該ＲＳＳＩ値から閾値範囲を送信信号強度Ｓ２ごとに設定する。
【００５２】
また、判定工程において、まず、コンピュータは、被検査無線タグに対してＲＦＩＤリーダ２から質問信号Ｔｘを送信信号強度Ｓ２で送信させ、当該被検査無線タグから送信される応答信号ＲｘのＲＦＩＤリーダ２における受信信号強度を示すＲＳＳＩ値を取得し、次に、当該ＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行い、当該比較の結果に基づいて被検査無線タグが良品か否かを判定する。
【００５３】
前述したように、送信信号強度Ｓ２で送信した質問信号Ｔｘに応じて良品サンプルから送信される応答信号Ｒｘの受信信号強度を示すＲＳＳＩ値の測定データから、当該測定データを所定の割合で含むような閾値範囲を送信信号強度Ｓ２ごとに予め設定しておき、送信信号強度Ｓ２で送信した質問信号Ｔｘに応じて被検査無線タグから送信される応答信号Ｒｘの受信信号強度を示すＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行った結果に基づいて被検査無線タグの通信性能を判定することによって、被検査無線タグの通信性能を短時間でより高精度に検査することができる。
【００５４】
また、送信信号強度Ｓ２に対応する複数の測定ポイントのうち所定の割合以上の測定ポイントについて、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値が閾値範囲に含まれる場合に、当該被検査無線タグを良品であると判定することによって、検査の信頼性を向上させることができる。
【００５５】
また、少なくとも閾値範囲の下限値を設定し、所定の割合以上の測定ポイントについて、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値が閾値範囲の下限値以上である場合に、当該被検査無線タグを良品であると判定することによって、所定の通信性能に満たない無線タグのみを良品でないと判定することができる。
【００５６】
また、閾値範囲の上限値をさらに設定し、所定の割合以上の測定ポイントについて、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値が閾値範囲の下限値以上かつ上限値以下である場合に、当該被検査無線タグを良品であると判定することによって、所定の通信性能を超える無線タグも良品でないと判定することができる。さらに、良品サンプルの通信性能に基づくグループごとに閾値範囲を設定することによって、被検査無線タグを通信性能に基づくグループごとに選別することもできる。
【００５７】
また、判定部１は、事前工程では、ＲＦＩＤリーダ２から出力される良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データから閾値範囲を送信信号強度Ｓ２ごとに予め設定しておき、判定工程では、ＲＦＩＤリーダ２から出力される被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行った結果に基づいて被検査無線タグが良品か否かを判定することによって、被検査無線タグの通信性能を短時間でより高精度に検査する検査装置を実現することができる。
【００５８】
また、検査装置は、被検査無線タグごとに良否の判定結果ＲＥＳとともにＲＳＳＩ値を記録することによって、当該記録された情報を無線タグの製造ラインの品質管理に利用することができる。
【００５９】
また、質問信号Ｔｘおよび応答信号Ｒｘのうち直接波以外の信号を遮蔽体４によって遮蔽し、クロスダイポールアンテナを備えた無線タグ９を、質問信号Ｔｘのうち直接波の信号をアンテナ面に略平行な方向から受信するように設置することによって、ＩＣチップ９３と各アンテナ素子との接続不良を確実に発見する検査システムを実現することができる。
【００６０】
また、検査装置の判定部１に相当する機能をコンピュータに実現させるためのプログラムにおいて、ＲＦＩＤリーダ２からの質問信号Ｔｘの送信を制御するための制御信号ＣＮＴを出力し、応答信号ＲｘのＲＦＩＤリーダ２における受信信号強度を示すＲＳＳＩ値を取得することによって、良品サンプルについてのＲＳＳＩ値の測定データから閾値範囲を送信信号強度Ｓ２ごとに予め設定しておき、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を送信信号強度Ｓ２ごとに行った結果に基づいて被検査無線タグが良品か否かを判定することができる。
【００６１】
なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【００６２】
上記実施形態では、３つの送信信号強度Ｓ２に対応する３個の測定ポイントを用いる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１個の測定ポイントのみを用いる場合には、当該１個の測定ポイントについてのみ、被検査無線タグについてのＲＳＳＩ値と閾値範囲との比較を行えばよく、検査時間を最も短くすることができる。一方、より多くの測定ポイントを用いる場合には、検査時間は長くなるが、検査の信頼性をより向上させることができる。
【００６３】
上記実施形態では、被検査無線タグの一例として、一対のダイポールアンテナからなるクロスダイポールアンテナを備えた無線タグ９の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、被検査無線タグが１つのダイポールアンテナのみを備える場合には、ＩＣチップとアンテナ素子との接続不良が発生すると、唯一のアンテナが正常に動作しなくなるため、当該被検査無線タグをダイポールアンテナに垂直な方向から質問信号Ｔｘを受信するように設置することによって、比較的容易に接続不良を発見することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 判定部
２ ＲＦＩＤリーダ（質問器）
３ アンテナ
４ 遮蔽体
６ 記録部
９ 無線タグ
４１ 電波吸収材
４２ 固定具
９１ａ、９１ｂ、９２ａ、９２ｂ アンテナ素子（エレメント）
９３ ＩＣ（集積回路）チップ
９４ ポッティング材（封止材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質問器から第１の送信信号強度で送信された質問信号に応じて前記質問器が受信可能な応答信号を送信することができる複数の無線タグのそれぞれに対して、前記質問器から検査対象である被検査無線タグの通信性能の判定条件を設定するための設定用質問信号を１つ以上の第２の送信信号強度で送信し、
前記設定用質問信号に応じて前記複数の無線タグからそれぞれ送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す複数の第１のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得し、
前記複数の第１のＲＳＳＩ値のうち所定の割合の数が含まれるようなＲＳＳＩ値の範囲を前記第２の送信信号強度ごとに設定し、
前記被検査無線タグに対して前記質問器から検査用質問信号を前記第２の送信信号強度で送信し、
前記検査用質問信号に応じて前記被検査無線タグから送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す第２のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得し、
前記第２のＲＳＳＩ値と前記ＲＳＳＩ値の範囲との比較を前記第２の送信信号強度ごとに行い、
前記比較の結果に基づいて前記通信性能を判定することを特徴とする無線タグの検査方法。
【請求項２】
前記第２の送信信号強度ごとに行われる前記比較の結果のうち所定の割合以上の結果について、前記第２のＲＳＳＩ値が前記ＲＳＳＩ値の範囲に含まれる場合に、前記被検査無線タグが所定の通信性能を有すると判定することを特徴とする請求項１に記載の無線タグの検査方法。
【請求項３】
前記ＲＳＳＩ値の範囲は、少なくとも下限値を有し、
前記所定の割合以上の結果について、前記第２のＲＳＳＩ値が前記下限値以上の場合に、前記被検査無線タグが前記所定の通信性能を有すると判定することを特徴とする請求項２に記載の無線タグの検査方法。
【請求項４】
前記ＲＳＳＩ値の範囲は、上限値をさらに有し、
前記所定の割合以上の結果について、前記第２のＲＳＳＩ値が前記下限値以上かつ前記上限値以下の場合に、前記被検査無線タグが前記所定の通信性能を有すると判定することを特徴とする請求項３に記載の無線タグの検査方法。
【請求項５】
無線タグに対して質問信号を送信するとともに、前記無線タグから送信される応答信号を受信する質問器と、
検査対象である被検査無線タグの通信性能を判定する判定部と、
を有し、
前記質問器は、
第１の送信信号強度で送信された前記質問信号に応じて当該質問器が受信可能な前記応答信号を送信することができる複数の無線タグのそれぞれに対して、前記通信性能の判定条件を設定するための設定用質問信号を１つ以上の第２の送信信号強度で予め送信するとともに、前記設定用質問信号に応じて前記複数の無線タグからそれぞれ送信される前記応答信号の受信信号強度を示す複数の第１のＲＳＳＩ値を出力しておき、
前記被検査無線タグに対して検査用質問信号を前記第２の送信信号強度で送信するとともに、前記検査用質問信号に応じて前記被検査無線タグから送信される前記応答信号の受信信号強度を示す第２のＲＳＳＩ値を出力し、
前記判定部は、
前記複数の第１のＲＳＳＩ値のうち所定の割合の数が含まれるようなＲＳＳＩ値の範囲を前記第２の送信信号強度ごとに予め設定しておき、
前記第２のＲＳＳＩ値と前記ＲＳＳＩ値の範囲との比較を前記第２の送信信号強度ごとに行った結果に基づいて前記通信性能を判定することを特徴とする無線タグの検査装置。
【請求項６】
前記判定部における前記通信性能を判定した結果とともに、前記第２のＲＳＳＩ値を前記被検査無線タグごとに記録する記録部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の無線タグの検査装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の無線タグの検査装置と、
前記質問信号および前記応答信号のうち直接波以外の信号を遮蔽する遮蔽体と、
を備え、
前記無線タグは、互いに略直交するように配置された一対のダイポールアンテナからなるクロスダイポールアンテナを備え、前記質問信号のうち直接波の信号を前記クロスダイポールアンテナのアンテナ面に略平行な方向から受信するように設置されることを特徴とする無線タグの検査システム。
【請求項８】
無線タグに対して質問信号を送信するとともに、前記無線タグから送信される応答信号を受信する質問器を備えるコンピュータに、
前記質問器から第１の送信信号強度で送信された前記質問信号に応じて前記質問器が受信可能な前記応答信号を送信することができる複数の無線タグのそれぞれに対して、前記質問器から検査対象である被検査無線タグの通信性能の判定条件を設定するための設定用質問信号を１つ以上の第２の送信信号強度で送信させる機能と、
前記設定用質問信号に応じて前記複数の無線タグからそれぞれ送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す複数の第１のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得する機能と、
前記複数の第１のＲＳＳＩ値のうち所定の割合の数が含まれるようなＲＳＳＩ値の範囲を前記第２の送信信号強度ごとに設定する機能と、
前記被検査無線タグに対して前記質問器から検査用質問信号を前記第２の送信信号強度で送信させる機能と、
前記検査用質問信号に応じて前記被検査無線タグから送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す第２のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得する機能と、
前記第２のＲＳＳＩ値と前記ＲＳＳＩ値の範囲との比較を前記第２の送信信号強度ごとに行う機能と、
前記比較の結果に基づいて前記通信性能を判定する機能と、
を実現させるためのプログラム。
【請求項１】
質問器から第１の送信信号強度で送信された質問信号に応じて前記質問器が受信可能な応答信号を送信することができる複数の無線タグのそれぞれに対して、前記質問器から検査対象である被検査無線タグの通信性能の判定条件を設定するための設定用質問信号を１つ以上の第２の送信信号強度で送信し、
前記設定用質問信号に応じて前記複数の無線タグからそれぞれ送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す複数の第１のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得し、
前記複数の第１のＲＳＳＩ値のうち所定の割合の数が含まれるようなＲＳＳＩ値の範囲を前記第２の送信信号強度ごとに設定し、
前記被検査無線タグに対して前記質問器から検査用質問信号を前記第２の送信信号強度で送信し、
前記検査用質問信号に応じて前記被検査無線タグから送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す第２のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得し、
前記第２のＲＳＳＩ値と前記ＲＳＳＩ値の範囲との比較を前記第２の送信信号強度ごとに行い、
前記比較の結果に基づいて前記通信性能を判定することを特徴とする無線タグの検査方法。
【請求項２】
前記第２の送信信号強度ごとに行われる前記比較の結果のうち所定の割合以上の結果について、前記第２のＲＳＳＩ値が前記ＲＳＳＩ値の範囲に含まれる場合に、前記被検査無線タグが所定の通信性能を有すると判定することを特徴とする請求項１に記載の無線タグの検査方法。
【請求項３】
前記ＲＳＳＩ値の範囲は、少なくとも下限値を有し、
前記所定の割合以上の結果について、前記第２のＲＳＳＩ値が前記下限値以上の場合に、前記被検査無線タグが前記所定の通信性能を有すると判定することを特徴とする請求項２に記載の無線タグの検査方法。
【請求項４】
前記ＲＳＳＩ値の範囲は、上限値をさらに有し、
前記所定の割合以上の結果について、前記第２のＲＳＳＩ値が前記下限値以上かつ前記上限値以下の場合に、前記被検査無線タグが前記所定の通信性能を有すると判定することを特徴とする請求項３に記載の無線タグの検査方法。
【請求項５】
無線タグに対して質問信号を送信するとともに、前記無線タグから送信される応答信号を受信する質問器と、
検査対象である被検査無線タグの通信性能を判定する判定部と、
を有し、
前記質問器は、
第１の送信信号強度で送信された前記質問信号に応じて当該質問器が受信可能な前記応答信号を送信することができる複数の無線タグのそれぞれに対して、前記通信性能の判定条件を設定するための設定用質問信号を１つ以上の第２の送信信号強度で予め送信するとともに、前記設定用質問信号に応じて前記複数の無線タグからそれぞれ送信される前記応答信号の受信信号強度を示す複数の第１のＲＳＳＩ値を出力しておき、
前記被検査無線タグに対して検査用質問信号を前記第２の送信信号強度で送信するとともに、前記検査用質問信号に応じて前記被検査無線タグから送信される前記応答信号の受信信号強度を示す第２のＲＳＳＩ値を出力し、
前記判定部は、
前記複数の第１のＲＳＳＩ値のうち所定の割合の数が含まれるようなＲＳＳＩ値の範囲を前記第２の送信信号強度ごとに予め設定しておき、
前記第２のＲＳＳＩ値と前記ＲＳＳＩ値の範囲との比較を前記第２の送信信号強度ごとに行った結果に基づいて前記通信性能を判定することを特徴とする無線タグの検査装置。
【請求項６】
前記判定部における前記通信性能を判定した結果とともに、前記第２のＲＳＳＩ値を前記被検査無線タグごとに記録する記録部をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の無線タグの検査装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の無線タグの検査装置と、
前記質問信号および前記応答信号のうち直接波以外の信号を遮蔽する遮蔽体と、
を備え、
前記無線タグは、互いに略直交するように配置された一対のダイポールアンテナからなるクロスダイポールアンテナを備え、前記質問信号のうち直接波の信号を前記クロスダイポールアンテナのアンテナ面に略平行な方向から受信するように設置されることを特徴とする無線タグの検査システム。
【請求項８】
無線タグに対して質問信号を送信するとともに、前記無線タグから送信される応答信号を受信する質問器を備えるコンピュータに、
前記質問器から第１の送信信号強度で送信された前記質問信号に応じて前記質問器が受信可能な前記応答信号を送信することができる複数の無線タグのそれぞれに対して、前記質問器から検査対象である被検査無線タグの通信性能の判定条件を設定するための設定用質問信号を１つ以上の第２の送信信号強度で送信させる機能と、
前記設定用質問信号に応じて前記複数の無線タグからそれぞれ送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す複数の第１のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得する機能と、
前記複数の第１のＲＳＳＩ値のうち所定の割合の数が含まれるようなＲＳＳＩ値の範囲を前記第２の送信信号強度ごとに設定する機能と、
前記被検査無線タグに対して前記質問器から検査用質問信号を前記第２の送信信号強度で送信させる機能と、
前記検査用質問信号に応じて前記被検査無線タグから送信される前記応答信号の前記質問器における受信信号強度を示す第２のＲＳＳＩ値を前記第２の送信信号強度ごとに取得する機能と、
前記第２のＲＳＳＩ値と前記ＲＳＳＩ値の範囲との比較を前記第２の送信信号強度ごとに行う機能と、
前記比較の結果に基づいて前記通信性能を判定する機能と、
を実現させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２５０４４３（Ｐ２０１０−２５０４４３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９７３２０（Ｐ２００９−９７３２０）
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（５０４３８５７０８）マイティカード株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（５０４３８５７０８）マイティカード株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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