無線タグスキャン方式
【課題】無線タグで管理されている物品の位置検出を高解像度で行える安価なスキャン方式を提供すること。
【解決手段】ステッピングモータのステップ管理により、無線タグ読取装置のアンテナ移動距離を計測し、そのステップ移動量に同期させて無線タグを読み取る。アンテナ部はシールド材を使用するなどとして指向性を制御し、移動方向の感受性を低下させる。これによりある位置上に存在する無線タグを検出できるようになり、高解像度での位置管理が行える。またアンテナを移動させているのでアンテナの設置点数を減らすことができる。
【解決手段】ステッピングモータのステップ管理により、無線タグ読取装置のアンテナ移動距離を計測し、そのステップ移動量に同期させて無線タグを読み取る。アンテナ部はシールド材を使用するなどとして指向性を制御し、移動方向の感受性を低下させる。これによりある位置上に存在する無線タグを検出できるようになり、高解像度での位置管理が行える。またアンテナを移動させているのでアンテナの設置点数を減らすことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグのデータを無線で読み取る無線タグスキャン方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線の固有タグ(RFID)を用いたシステムが注目されている。無線タグを管理対象物に取り付け、その無線タグ識別情報を読み取ることでそのエリア内に管理対象物が存在することを特定することができる。しかしながら管理対象物が複数あり、その位置情報を細かく区別するためには、無線タグ読取装置を管理区分の数だけ配置したり、アンテナを複数設置したりする必要が生じる。
【０００３】
たとえば、無線タグ読取装置の複数のアンテナを一方向と垂直方向に交差して配置し、複数のアンテナを用いて無線タグから識別情報を読み取り、同一の識別情報の読み取りに用いられたアンテナの交差位置にて管理対象物の位置を認識できるようにすれば、無線タグ読取装置やアンテナを管理区分に対応した数だけ設けなくても、その位置を認識することができる。
【０００４】
しかしアンテナが出す電磁波の届くエリアでその場所の空間分解能が決定され、高解像度で管理対象物の位置を検出することはできなかった。さらに複数アンテナを用意すると部品点数が増えて高価なものとなってしまう。
【特許文献１】特開平１０−３３６０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的は、指向性を絞った無線タグ読取装置のアンテナ部を一方向に並べられた無線タグと同方向に移動させ、その移動と無線タグの読取を同期させることによって、高解像度での位置検出を可能とし、さらに安価なスキャン方式を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の無線タグスキャン方式は、無線タグを電波によって読み取る無線タグ読取方式において、
前記無線タグの方向性を揃えて取り付けられた複数の管理対象物が一軸上に設置され、この軸に対して平行に無線タグ読取装置のアンテナ部を移動できる可動手段と、前記アンテナ部の移動した距離を検知する位置検出手段と、無線タグ読取装置のアンテナ部の指向性を前記移動軸に対して垂直方向に絞り込む指向性制御手段とを備え、検知された無線タグの識別情報と前記アンテナ部の移動距離から無線タグの存在位置を検出する手段を備えたことを特徴とするものである。
また、上記可動手段はステッピングモータを使用したことを特徴とするものである。
【０００７】
さらに、上記位置検出手段はステッピングモータのステップ管理に基づき移動距離を計測することを特徴とするものである。
【０００８】
さらに、上記アンテナ部の指向性制御手段は、少なくとも２枚のシールド材を用い、上記移動軸方向に放射する電磁波を遮断したことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、上記複数の管理対象物の設置間隔は、アンテナ部の移動軸方向の指向性で決定される空間分解能の2分の１より大きいことを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記無線タグの存在位置を検出する手段は、複数のスキャン位置で、同一の識別情報が読み取られた場合、該複数のスキャン位置の中間位置とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、ステッピングモータのステップ管理により、無線タグ読取装置のアンテナ移動距離を計測し、そのステップ移動量に同期させて無線タグを読み取る。アンテナ部はシールド材を使用するなどをして指向性を制御し、移動方向の感受性を低下させる。これによりある位置上に存在する無線タグを検出できるようになり、高解像度で解像位置管理が行える。またアンテナを移動させているのでアンテナの設置点数を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す。
【００１３】
１１は無線タグ、１２はアンテナの指向性を制御するシールド材、13はアンテナを移動させる可動台、１４は移動方向(移動手段)、１５はアンテナを表している。
【００１４】
管理対象物に無線タグ１１をアンテナ１５の方向に指向性を揃えて取り付ける。そしてこの管理対象物を等間隔でX軸上に配置する。(必ずしも等間隔である必要はない。)
X軸方向に移動できる可動台１３には、無線タグ読み取り装置のアンテナ１５が設置されている。アンテナ１５はシールド材１２を少なくとも２枚使用してX軸方向の電磁波を遮断し、指向性を選択的にY軸方向に向くようにする。このためアンテナの水平面の指向性は図３のようにY軸方向に伸びており、X軸方向には電磁波の届く距離が制限される。このX軸方向の読取可能な距離が管理対象物の位置を認識できる空間分解能となる。
【００１５】
移動手段１４は、X軸方向に直線的に移動できるリニアモータであり、ステッピングモータのステップ管理によって高精度な位置決めを行うことができる。ステップ移動量に同期させて、無線タグ読み取り装置で無線タグの識別情報を読み出すことで管理対象物の位置が特定できる。
【００１６】
図２を参照して、無線タグのついた管理対象物の位置を検出するスキャン方法を詳細に説明する。無線タグ１１a〜１１eが管理対象物AからEに取り付けられている。各無線タグが設置されている位置をS1、S2、S3、S4、S5とし、a、b、c、dは、各点間の距離を表している。各S1、S2、S3、S4、S5の位置で、それぞれの無線タグ１１a〜１１eを一つずつ読み取ることにより、管理対象物の位置が特定できることとなる。
【００１７】
各S1、S2、S3、S4、S5 の位置でそれぞれタグ１１a〜１１eが一つずつ読み取れるような最小の距離間隔a、b、c、dが高密度な位置検出が可能な間隔である。そのa、b、c、に求められる最小条件は、点S2において管理対象物AとCを認識しない条件であり、管理対象物の設置間隔はX軸方向におけるアンテナの空間分解能、すなわちX軸方向の読み取り可能な距離の２分の１より大きいということになる。
【００１８】
このような単一の無線タグを認識する条件においても複数の無線タグを認識してしまうことがある。S2とS3の中間点では、管理対象物BとCを認識し、S3とS4の間では管理対象物CとDを認識してしまう。しかし、この場合は読取を行った2点間の中点S3に管理対象物Cがあると計算で求めることでができる。
【００１９】
このような演算をすることで、さらに細やかな高密度位置検出が可能になる。例えば
管理対象物の設置間隔がアンテナの空間分解能の３分の１と仮定してみるとS1の点では管理対象物A,Bを認識し、S2の点では管理対象物A、B、Cを認識し、S3の点では管理対象物B、C、Dを認識し、S4の点では管理対象物C,D,Eを認識し、S5の点では管理対象物D,Eを認識する。このような場合もCという同一識別情報が読み取られた場所S2、S3、S4の中点S3に管理対象物Cがあることが計算できる。しかし位置特定の誤差は大きく可能性がある。
【００２０】
このように構成された本発明の実施形態に係る無線タグスキャン方式によれば、ステッピングモータのステップ管理により、無線タグ読取装置のアンテナ移動距離を計測し、そのステップ移動量に同期させて無線タグを読み取る。アンテナ部はシールド材を使用するなどとして指向性を制御し、移動方向の感受性を低下させる。これによりある位置上に存在する無線タグを検出できるようになり、高解像度での位置管理が行える。またアンテナを移動させているのでアンテナの設置点数を減らすことができる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施形態をそのままに限定されるものではなく、実施段階でその要旨を逸脱しない範囲で具体化できる。例えば、本発明においてはスキャンする方向をX方向の一軸について述べたが、同様の方法を二次元、三次元方向に拡張することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例における無線タグスキャン方式の概念図である。
【図２】本発明の一実施例における無線タグスキャン方式の位置検出を説明する図である。
【図３】本発明の一実施例におけるアンテナ出力を示した図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１、１１a〜１１e…無線タグを取り付けた管理対象物
１２…シールド材
１３…アンテナ移動台
１４…移動方向（可動手段）
１５…アンテナ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグのデータを無線で読み取る無線タグスキャン方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線の固有タグ(RFID)を用いたシステムが注目されている。無線タグを管理対象物に取り付け、その無線タグ識別情報を読み取ることでそのエリア内に管理対象物が存在することを特定することができる。しかしながら管理対象物が複数あり、その位置情報を細かく区別するためには、無線タグ読取装置を管理区分の数だけ配置したり、アンテナを複数設置したりする必要が生じる。
【０００３】
たとえば、無線タグ読取装置の複数のアンテナを一方向と垂直方向に交差して配置し、複数のアンテナを用いて無線タグから識別情報を読み取り、同一の識別情報の読み取りに用いられたアンテナの交差位置にて管理対象物の位置を認識できるようにすれば、無線タグ読取装置やアンテナを管理区分に対応した数だけ設けなくても、その位置を認識することができる。
【０００４】
しかしアンテナが出す電磁波の届くエリアでその場所の空間分解能が決定され、高解像度で管理対象物の位置を検出することはできなかった。さらに複数アンテナを用意すると部品点数が増えて高価なものとなってしまう。
【特許文献１】特開平１０−３３６０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目的は、指向性を絞った無線タグ読取装置のアンテナ部を一方向に並べられた無線タグと同方向に移動させ、その移動と無線タグの読取を同期させることによって、高解像度での位置検出を可能とし、さらに安価なスキャン方式を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の無線タグスキャン方式は、無線タグを電波によって読み取る無線タグ読取方式において、
前記無線タグの方向性を揃えて取り付けられた複数の管理対象物が一軸上に設置され、この軸に対して平行に無線タグ読取装置のアンテナ部を移動できる可動手段と、前記アンテナ部の移動した距離を検知する位置検出手段と、無線タグ読取装置のアンテナ部の指向性を前記移動軸に対して垂直方向に絞り込む指向性制御手段とを備え、検知された無線タグの識別情報と前記アンテナ部の移動距離から無線タグの存在位置を検出する手段を備えたことを特徴とするものである。
また、上記可動手段はステッピングモータを使用したことを特徴とするものである。
【０００７】
さらに、上記位置検出手段はステッピングモータのステップ管理に基づき移動距離を計測することを特徴とするものである。
【０００８】
さらに、上記アンテナ部の指向性制御手段は、少なくとも２枚のシールド材を用い、上記移動軸方向に放射する電磁波を遮断したことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、上記複数の管理対象物の設置間隔は、アンテナ部の移動軸方向の指向性で決定される空間分解能の2分の１より大きいことを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記無線タグの存在位置を検出する手段は、複数のスキャン位置で、同一の識別情報が読み取られた場合、該複数のスキャン位置の中間位置とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、ステッピングモータのステップ管理により、無線タグ読取装置のアンテナ移動距離を計測し、そのステップ移動量に同期させて無線タグを読み取る。アンテナ部はシールド材を使用するなどをして指向性を制御し、移動方向の感受性を低下させる。これによりある位置上に存在する無線タグを検出できるようになり、高解像度で解像位置管理が行える。またアンテナを移動させているのでアンテナの設置点数を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施形態につき詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す。
【００１３】
１１は無線タグ、１２はアンテナの指向性を制御するシールド材、13はアンテナを移動させる可動台、１４は移動方向(移動手段)、１５はアンテナを表している。
【００１４】
管理対象物に無線タグ１１をアンテナ１５の方向に指向性を揃えて取り付ける。そしてこの管理対象物を等間隔でX軸上に配置する。(必ずしも等間隔である必要はない。)
X軸方向に移動できる可動台１３には、無線タグ読み取り装置のアンテナ１５が設置されている。アンテナ１５はシールド材１２を少なくとも２枚使用してX軸方向の電磁波を遮断し、指向性を選択的にY軸方向に向くようにする。このためアンテナの水平面の指向性は図３のようにY軸方向に伸びており、X軸方向には電磁波の届く距離が制限される。このX軸方向の読取可能な距離が管理対象物の位置を認識できる空間分解能となる。
【００１５】
移動手段１４は、X軸方向に直線的に移動できるリニアモータであり、ステッピングモータのステップ管理によって高精度な位置決めを行うことができる。ステップ移動量に同期させて、無線タグ読み取り装置で無線タグの識別情報を読み出すことで管理対象物の位置が特定できる。
【００１６】
図２を参照して、無線タグのついた管理対象物の位置を検出するスキャン方法を詳細に説明する。無線タグ１１a〜１１eが管理対象物AからEに取り付けられている。各無線タグが設置されている位置をS1、S2、S3、S4、S5とし、a、b、c、dは、各点間の距離を表している。各S1、S2、S3、S4、S5の位置で、それぞれの無線タグ１１a〜１１eを一つずつ読み取ることにより、管理対象物の位置が特定できることとなる。
【００１７】
各S1、S2、S3、S4、S5 の位置でそれぞれタグ１１a〜１１eが一つずつ読み取れるような最小の距離間隔a、b、c、dが高密度な位置検出が可能な間隔である。そのa、b、c、に求められる最小条件は、点S2において管理対象物AとCを認識しない条件であり、管理対象物の設置間隔はX軸方向におけるアンテナの空間分解能、すなわちX軸方向の読み取り可能な距離の２分の１より大きいということになる。
【００１８】
このような単一の無線タグを認識する条件においても複数の無線タグを認識してしまうことがある。S2とS3の中間点では、管理対象物BとCを認識し、S3とS4の間では管理対象物CとDを認識してしまう。しかし、この場合は読取を行った2点間の中点S3に管理対象物Cがあると計算で求めることでができる。
【００１９】
このような演算をすることで、さらに細やかな高密度位置検出が可能になる。例えば
管理対象物の設置間隔がアンテナの空間分解能の３分の１と仮定してみるとS1の点では管理対象物A,Bを認識し、S2の点では管理対象物A、B、Cを認識し、S3の点では管理対象物B、C、Dを認識し、S4の点では管理対象物C,D,Eを認識し、S5の点では管理対象物D,Eを認識する。このような場合もCという同一識別情報が読み取られた場所S2、S3、S4の中点S3に管理対象物Cがあることが計算できる。しかし位置特定の誤差は大きく可能性がある。
【００２０】
このように構成された本発明の実施形態に係る無線タグスキャン方式によれば、ステッピングモータのステップ管理により、無線タグ読取装置のアンテナ移動距離を計測し、そのステップ移動量に同期させて無線タグを読み取る。アンテナ部はシールド材を使用するなどとして指向性を制御し、移動方向の感受性を低下させる。これによりある位置上に存在する無線タグを検出できるようになり、高解像度での位置管理が行える。またアンテナを移動させているのでアンテナの設置点数を減らすことができる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施形態をそのままに限定されるものではなく、実施段階でその要旨を逸脱しない範囲で具体化できる。例えば、本発明においてはスキャンする方向をX方向の一軸について述べたが、同様の方法を二次元、三次元方向に拡張することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例における無線タグスキャン方式の概念図である。
【図２】本発明の一実施例における無線タグスキャン方式の位置検出を説明する図である。
【図３】本発明の一実施例におけるアンテナ出力を示した図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１、１１a〜１１e…無線タグを取り付けた管理対象物
１２…シールド材
１３…アンテナ移動台
１４…移動方向（可動手段）
１５…アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線タグを電波によって読み取る無線タグ読取方式において、
前記無線タグの方向性を揃えて取り付けられた複数の管理対象物が一軸上に設置され、この軸に対して平行に無線タグ読取装置のアンテナ部を移動できる可動手段と、前記アンテナ部の移動した距離を検知する位置検出手段と、無線タグ読取装置のアンテナ部の指向性を前記移動軸に対して垂直方向に絞り込む指向性制御手段とを備え、検知された無線タグの識別情報と前記アンテナ部の移動距離から無線タグの存在位置を検出する手段を備えたことを特徴とする無線タグスキャン方式
【請求項２】
上記可動手段はステッピングモータを使用したことを特徴とする請求項第1項記載の無線タグスキャン方式。
【請求項３】
上記位置検出手段はステッピングモータのステップ管理に基づき移動距離を計測することを特徴とする請求項第1項記載の無線タグスキャン方式。
【請求項４】
上記アンテナ部の指向性制御手段は、少なくとも２枚のシールド材を用い、上記移動軸方向に放射する電磁波を遮断したことを特徴とする請求項第1項記載の無線タグスキャン方式。
【請求項５】
上記複数の管理対象物の設置間隔は、アンテナ部の移動軸方向の指向性で決定される空間分解能の２分の１より大きいことを特徴とする請求項第1項記載の無線タグスキャン方式。
【請求項６】
上記無線タグの存在位置を検出する手段は、複数のスキャン位置で、同一の識別情報が読み取られた場合、該複数のスキャン位置の中間位置とすることを特徴とする請求項第1項記載の無線タグスキャン方式。
【請求項１】
無線タグを電波によって読み取る無線タグ読取方式において、
前記無線タグの方向性を揃えて取り付けられた複数の管理対象物が一軸上に設置され、この軸に対して平行に無線タグ読取装置のアンテナ部を移動できる可動手段と、前記アンテナ部の移動した距離を検知する位置検出手段と、無線タグ読取装置のアンテナ部の指向性を前記移動軸に対して垂直方向に絞り込む指向性制御手段とを備え、検知された無線タグの識別情報と前記アンテナ部の移動距離から無線タグの存在位置を検出する手段を備えたことを特徴とする無線タグスキャン方式
【請求項２】
上記可動手段はステッピングモータを使用したことを特徴とする請求項第1項記載の無線タグスキャン方式。
【請求項３】
上記位置検出手段はステッピングモータのステップ管理に基づき移動距離を計測することを特徴とする請求項第1項記載の無線タグスキャン方式。
【請求項４】
上記アンテナ部の指向性制御手段は、少なくとも２枚のシールド材を用い、上記移動軸方向に放射する電磁波を遮断したことを特徴とする請求項第1項記載の無線タグスキャン方式。
【請求項５】
上記複数の管理対象物の設置間隔は、アンテナ部の移動軸方向の指向性で決定される空間分解能の２分の１より大きいことを特徴とする請求項第1項記載の無線タグスキャン方式。
【請求項６】
上記無線タグの存在位置を検出する手段は、複数のスキャン位置で、同一の識別情報が読み取られた場合、該複数のスキャン位置の中間位置とすることを特徴とする請求項第1項記載の無線タグスキャン方式。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２７５５８５（Ｐ２００６−２７５５８５Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９１３９６（Ｐ２００５−９１３９６）
【出願日】平成１７年３月２８日（２００５．３．２８）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２８日（２００５．３．２８）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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