ＲＦＩＤタグ位置検出装置およびＲＦＩＤタグの位置検出方法
【課題】迅速にＲＦＩＤタグの位置を検出する。
【解決手段】ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｃへ信号を送信する送信アンテナ１１と、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｃからの応答信号を受信する４つの受信アンテナ１２ａ〜１２ｄと、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄが受信した応答信号に応じて出力する信号の時間差を計測し、計測した各時間差に基づいてＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｃの相対座標を演算する計測部とを備えている。
【解決手段】ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｃへ信号を送信する送信アンテナ１１と、ＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｃからの応答信号を受信する４つの受信アンテナ１２ａ〜１２ｄと、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄが受信した応答信号に応じて出力する信号の時間差を計測し、計測した各時間差に基づいてＲＦＩＤタグ２ａ〜２ｃの相対座標を演算する計測部とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification）タグと無線通信を行いＲＦＩＤタグの位置を検出する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤタグ（無線タグや応答器等とも称される）は、アンテナと無線通信部と記憶部を備えており、それぞれのＲＦＩＤタグにおける記憶部には各タグで重複しない識別情報が記憶されている。質問器（リーダライタとも称される）がＲＦＩＤタグに問合わせ信号を送信すると、ＲＦＩＤタグは当該問合わせ信号に応じた処理を行う。例えば、ＲＦＩＤタグが記憶している識別情報と、リーダライタからの問合わせ信号に含まれる識別情報とが一致した場合にだけ応答を返すＲＦＩＤタグが知られている。
【０００３】
このような機能を有するＲＦＩＤタグは、物流業における物品管理を始めとし、様々な分野で使用されている。近年では、各種商品を販売する店舗において、ＲＦＩＤタグを用いて商品の販売や在庫管理を行うシステムを導入した例もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１４００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
大量の物品を扱う業種においては、物品の種類や個数の管理だけでなく、各物品がどの位置に所在するのかを容易に認識できるようにしたいとの要望がある。ＲＦＩＤタグの位置を検出するには、リーダライタがＲＦＩＤタグと通信を行った絶対位置とそのときのＲＦＩＤタグの位置までの距離を取得する動作を少なくとも３箇所で行い、ＲＦＩＤタグの絶対位置を算出する方法を採用し得る。
【０００６】
しかしながら、上記の方法を採用した場合、リーダライタは少なくとも３箇所でリーダライタ自身の位置とＲＦＩＤタグまでの距離とを取得する必要があるため、ＲＦＩＤタグの位置を求めるまでに比較的長い時間が必要となる。また、リーダライタが同じＲＦＩＤタグと少なくとも３回の通信を行う必要があるため、電波使用効率も悪くなる。
【０００７】
このような事情から、迅速にＲＦＩＤタグの位置を検出するための手段を講じる必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置は、ＲＦＩＤタグへ信号を送信する送信アンテナと、ＲＦＩＤタグからの応答信号を受信する４つ以上の受信アンテナと、前記各受信アンテナが受信した応答信号に応じて出力する信号の時間差を計測し、計測した各時間差に基づいてＲＦＩＤタグが応答信号を送信した相対座標を演算する計測部とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置とＲＦＩＤタグを説明するための概略斜視図。
【図２】同実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置の概略ブロック図。
【図３】同実施形態における計測部の概略ブロック図。
【図４】同実施形態におけるＴＤＣの動作を説明するための信号波形図。
【図５】同実施形態におけるＲＦＩＤタグの座標演算を説明するための図。
【図６】同実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置とＲＦＩＤタグとの通信を説明するための図。
【図７】同実施形態におけるプリアンブルの波形を示す図。
【図８】同実施形態における表示部に表示される画像を説明するための模式図。
【図９】同実施形態における情報表示に関する各部の動作を示すフローチャート。
【図１０】同実施形態における表示座標への座標変換を説明するための図。
【図１１】同実施形態においてレーザ光が照射される様子を示す模式図。
【図１２】同実施形態におけるレーザ光の照射に関する各部の動作を示すフローチャート。
【図１３】同実施形態における照射部の概略構造を示す模式図。
【図１４】同実施形態における座標変換とミラー角度の関係を説明するための図。
【図１５】同実施形態におけるタグ不在の報知機能を説明するための模式図。
【図１６】同実施形態におけるタグ不在の報知に関する各部の動作を示すフローチャート。
【図１７】第４の実施形態における計測部の概略ブロック図。
【図１８】同実施形態におけるＴＤＣの動作を説明するための信号波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
［要部構成］
先ず、本実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置１の要部構成について説明する。
図１は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１とＲＦＩＤタグ２を説明するための概略斜視図であり、図２は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の概略ブロック図である。
【００１１】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置1は、例えば図１に示したように直方体形状の筐体を有しており、その一面には、カメラ部１３のレンズと照射部１４の照射孔とが設けられている。このレンズおよび照射孔が設けられた面から電波が放射され、ＲＦＩＤタグ２（２ａ，２ｂ，２ｃ・・・）との無線通信が行われる。
【００１２】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の内部には、図２に示したように、送信アンテナ１１、４つの受信アンテナ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）、カメラ部１３、照射部１４、表示部１５、制御部１６、発振部１７、変調部１８、電力増幅部１９、復調部２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）、増幅部２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）、および計測部２２が配置されている。
【００１３】
制御部１６は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶部を備えており、この記憶部に記憶されたプログラムに従って動作し、各部の制御を行う。すなわち制御部１６は、カメラ部１３、照射部１４、表示部１５、および計測部２２の制御や、送信処理、受信処理およびパソコン等の上位機器との通信を行う。
【００１４】
発振部１７は、高周波信号を発生し、これを変調部１８や各復調部２０ａ〜２０ｄに出力する。発振部１７の発振周波数は、ＲＦＩＤタグ２へ送信する搬送波の周波数と同値である。この発信周波数は、制御部１６からの信号に応じて変更することができる。
【００１５】
変調部１８は、制御部１６から出力された送信情報を発振部１７の出力と合成して高周波信号を生成し、これを電力増幅部１９に出力する。変調部１８は、送信情報が無い場合には搬送波のみを出力することもある。
【００１６】
電力増幅部１９は、変調部１８から入力された高周波信号を増幅して送信アンテナ１１に出力する。
【００１７】
送信アンテナ１１は、電力増幅部１９から出力された高周波信号を電波として空間に放射する。送信アンテナ１１は、電波を特定の方向へ強く放射する特性を備えた指向性アンテナであり、例えば平面パッチアンテナを使用すればよい。
【００１８】
各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄは、受信した電波を高周波信号に変換し、それぞれ復調部２０ａ〜２０ｄに出力する。各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄは、位置検出の精度の観点からは、点であることが理想であるが、現実的には受信電波の波長に依存する大きさが必要である。なお、利得の高い指向性アンテナを使用する必要は無い。そのため、誘電率の高い材質を用いて波長短縮し、小型化したアンテナを使用することが好ましい。
【００１９】
また、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄは、送信アンテナ１１の放射利得の低い方向に配置することが好ましい。ＲＦＩＤタグ２は、空間から届く搬送波を電力として使用し、バックスキャッタ変調をして応答を返す。そのため、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、搬送波を送信しながらバックスキャッタ信号を受信する動作を行うことになる。送信アンテナ１１から空間を経て各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄへ回り込む電波の電力を抑えることにより、受信回路における送信回り込みをキャンセルする処理の負担を軽減することができる。
【００２０】
ＲＦＩＤタグ２から放射された電波は、空間を通過して各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄに到達する。このとき、ＲＦＩＤタグ２と各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄとの距離が異なるため、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄへの到達時間差が発生する。自由空間中を伝播する電波の速度は、約３×１０８ｍ／ｓある。例えば、ＲＦＩＤタグ２および受信アンテナ１２ａ間の距離と、ＲＦＩＤタグ２および受信アンテナ１２ｂ間の距離との差が１ｍのときは、約３．３ｎｓの到達時間差が生じ、同距離の差が１０ｃｍの場合は約３３０ｐｓの到達時間差が生じる。
【００２１】
各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄを同一平面上に配置する場合は、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄを頂点とする四角形としたときに、向かい合った角の和が１８０度にならないで、かつ、２つの対角線の中心が同じ点とならないように、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄを配置する。
【００２２】
各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄを同一平面状に配置しない場合は、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄを頂点が正四面体の頂点とならないように配置する。
【００２３】
復調部２０ａは、受信アンテナ１２ａから出力される高周波信号と発振部１７の出力を合成してベースバンド信号に変換し、これを増幅部２１ａに出力する。出力された信号は、一般的にはＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indication）と呼ばれる受信信号強度を測定するための振幅情報を含んでいる。各復調部２０ｂ〜２０ｄも同様に、それぞれ受信アンテナ１２ｂ〜１２ｄから出力される高周波信号と発振部１７の出力を合成してベースバンド信号に変換し、これをそれぞれ増幅部２１ｂ〜２１ｄに出力する。
【００２４】
増幅部２１ａは、復調部２０ａから出力される信号を増幅して飽和させ、“Ｈ（High）”または“Ｌ（Low）”で表される２値情報として出力する。ＲＦＩＤタグ２が返すバックスキャッタ信号は２値情報であるため、このようにしてもＲＦＩＤタグ２が返す応答情報を再生することができる。各増幅部２１ｂ〜２１ｄも同様に、それぞれ復調部２０ｂ〜２０ｄから出力されるベースバンド信号を増幅して出力する。なお、各増幅部２１ａ〜２１ｄに代えてコンパレータを用いてもよい。
【００２５】
増幅部２１ａから出力された信号は、制御部１６と計測部２２に入力される。制御部１６は、増幅部２１ａから出力された信号を受信データ（応答信号）に再生して、そのデータに応じた処理を行う。各増幅部２１ｂ〜２１ｄから出力された信号も同様に、計測部２２に入力されるが、制御部１６には入力されない。なお、増幅部２１ａの出力のみ制御部１６へ入力するとしたが、増幅部２１ｂ〜２１ｄから出力された信号を制御部１６に入力する構成としてもよい。
【００２６】
各増幅部２１ａ〜２１ｄの出力が“Ｌ”から“Ｈ”に変化するタイミングは、ＲＦＩＤタグ２からの電波が各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄに到達した時間によって決まる。計測部２２は、各増幅部２１ａ〜２１ｄから入力された信号の時間差を検出し、それぞれの時間差と受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの座標とに基づいてバックスキャッタ信号を返したＲＦＩＤタグ２の座標を算出する。ここで算出される座標は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１を基準とした相対的な座標である。計測部２２は、算出した相対座標値を制御部１６へ出力する。
【００２７】
［時間計測］
図３に計測部２２の概略ブロック図を示している。計測部２２は、４つのＴＤＣ（Time to Digital Converter）２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）および演算部２４を備えている。
【００２８】
各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄは、Ｓｔａｒｔ入力用の端子と、Ｓｔｏｐ入力用の端子と、出力端子とを有している。各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄは、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｌ”から“Ｈ”に変化した後に、Ｓｔｏｐ入力が“Ｌ”から“Ｈ”に変化するまでの時間に応じたデジタル値を出力する。近年は、１８０ｎｍプロセスのＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide semiconductor）技術を使用して、１０ｐｓ程度の測定分解能が得られている。製造プロセスが微細化すれば、さらに短い時間を測定する分解能を得ることができる。
【００２９】
各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄのＳｔａｒｔ入力用の端子は、制御部１６と接続されている。ＴＤＣ２３ａのＳｔｏｐ入力用の端子は、増幅部２１ａと接続されている。ＴＤＣ２３ｂ〜２３ｄのＳｔｏｐ入力用の端子も同様に、それぞれ増幅部２１ｂ〜２１ｄと接続されている。各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄの出力端子は、演算部２４に接続されている。
【００３０】
各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄの動作を図４に示す信号波形を参照して説明する。
【００３１】
先ず、各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄへのＳｔａｒｔ入力およびＳｔｏｐ入力は、全て“Ｌ”になっている。制御部１６からのＳｔａｒｔ入力が“Ｈ”になると、各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄがそれぞれ時間測定を開始する。ＴＤＣ２３ａへのＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ２３ａは、計測時間としてｔａを出力する。次に、ＴＤＣ２３ｃへのＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ２３ｃは、計測時間としてｔｃを出力する。ＴＤＣ２３ｄへのＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ２３ｄは、計測時間としてｔｄを出力する。ＴＤＣ２３ｂへのＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ２３ｂは、計測時間としてｔｂを出力する。
【００３２】
演算部２４は、図示しない記憶部を備えており、この記憶部に記憶されたプログラムに従って動作し、入力された各計測時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄから、各信号の到達時間差を算出する。受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｂの到達時間差ｔｂａは、ｔｂ−ｔａから求まり、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｃの到達時間差ｔｃａは、ｔｃ−ｔａから求まり、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｄの到達時間差ｔｄａは、ｔｄ−ｔａから求まる。
【００３３】
このように各到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを求めた後、受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの座標を用いて、バックスキャッタ応答を返したＲＦＩＤタグ２の座標を算出する。ここで算出する座標は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１からの相対的な座標である。
【００３４】
上記のように制御部１６は、各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄへのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にすることで、計測部２２に時間計測を開始させる。各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄへのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にするタイミングは、受信アンテナ１２ａから制御部１６に入力される信号に応じて決定されるが、その決定方法については後述する。
【００３５】
［座標演算］
図５を用いてＲＦＩＤタグ２の座標演算について説明する。
受信アンテナ１２ａの座標は（ｘａ，ｙａ，ｚａ）、受信アンテナ１２ｂの座標は（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）、受信アンテナ１２ｃの座標は（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）、受信アンテナ１２ｄの座標は（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）で既知であり、演算部２４が有する記憶部等に予め記憶されている。
【００３６】
バックスキャッタ応答を返したＲＦＩＤタグ２の座標をＰ点（ｘＰ，ｙＰ，ｚＰ）とし、電波の伝達速度をＣとすると、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの座標と到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａとを用いて下記式が成立する。
【数１】
【００３７】
【数２】
【００３８】
【数３】
【００３９】
ｘＰ，ｙＰ，ｚＰ以外は既知の値であるため、上記３つの連立方程式を解くことにより、ｘＰ，ｙＰ，ｚＰの値を求めることができる。この非線形連立方程式は、ニュートン法等の数値計算方法を使用することによって解を求めることができる。各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄが同一平面に配置されている場合は、解が２つ存在する。送信アンテナ１１がｚ＝０となる面にあるなら、アンテナ利得の高い側にある解（正の解）を有効とすればよい。このようにすることにより、バックスキャッタ応答を返したＲＦＩＤタグ２の相対座標を取得することができる。
【００４０】
ここで、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１とＲＦＩＤタグ２との通信について、図６を用いて説明する。
本実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置１とＲＦＩＤタグ２とは、近年広く普及しつつあるＥＰＣglobalのClass１Generation２規格（以下、Ｃ１Ｇ２規格）に従って通信するものとする。
【００４１】
図６の上段は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の送信データであり、斜線を付した部分は搬送波のみが送信されている状態を示している。図６の下段は、ＲＦＩＤタグ２の送信データである。Ｃ１Ｇ２規格の通信においては、先ずＲＦＩＤタグ位置検出装置１が搬送波を送信する。ＲＦＩＤタグ２は、この搬送波を受信することによって起動する。
【００４２】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、プリアンブル（Ｐ）に引き続き、読取り開始を知らせるＱｕｅｒｙ（Ｑ）を送信する。ＲＦＩＤタグ２は、プフアンブル（Ｐ）を受信すると、受信速度を決定して、引き続くデータを受信できるように同期を取り、Ｑｕｅｒｙ（Ｑ）を受信すると、そのＱｕｅｒｙ（Ｑ）の内容に従った設定を行う。その後、Ｃ１Ｇ２規格では、ＲＦＩＤタグ２はランダムに選択したスロットで応答を送信するが、本実施形態では、ＲＦＩＤタグ２が直ちに応答を送信するとして説明する。
【００４３】
ＲＦＩＤタグ２は、Ｑｕｅｒｙ（Ｑ）を受信した後、プリアンブル（Ｐ）に引き続き、１６ビットの擬似乱数であるＲＮ１６を送信する。ＲＮ１６は、以後の通信の間、保持されており、暗号文字列として使用される。ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、プリアンブル（Ｐ）とＲＮ１６とを受信すると、フレーム同期を取るためのＦｒａｍｅ−Ｓｙｎｃ（Ｆ）に引き続き、正しく受信できたことを知らせるＡＣＫを送信する。ＲＦＩＤタグ２は、ＡＣＫを受信すると、プリアンブル（Ｐ）とデータ（Data)とＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を送信する。このデータ（Data）の中に、ＲＦＩＤタグ２毎に固有の識別情報、すなわちＣ１Ｇ２規格のＥＰＣ（Electronic Product Code)が含まれている。ＣＲＣは、データ伝送の誤りを検出するために付加する符号である。
【００４４】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、プリアンブル（Ｐ）、データ（Data）、ＣＲＣを受信すると、そのＣＲＣを用いて伝送エラーの有無を検出する。その結果、正しく受信したと判断したときは、Ｆｒａｍｅ−ｓｙｎｃ（Ｆ）に引き続き、ＱｕｅｒｙＲｅｐ(ＱＲ）を送信する。一方、正常に受信できなかったと判断した場合は、ＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）に代えて、正常に受信できなかったことを通知するＮＡＫを送信し、ＲＦＩＤタグ２に再送を要求する。ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の交信領域内にあるＲＦＩＤタグ２が１つだけのときは、ここまでの処理で通信が完了する。
【００４５】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の交信領域内にＲＦＩＤタグ２が複数ある場合は、ＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）の後に、別のＲＦＩＤタグ２がプリアンブル（Ｐ）とＲＮ１６とを送信する。ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＮ１６を受信すると、Ｆｒａｍｅ−Ｓｙｎｃ(Ｆ）とＡＣＫとを送信し、これを受信したＲＦＩＤタグ２がプリアンブル（Ｐ）、データ（Data）およびＣＲＣを送信する。ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、データ（Data）を正常に受信すると、Ｆｒａｍｅ−Ｓｙｎｃ（Ｆ）を送信する。
このような処理を繰り返すことによって、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、交信領域内にある複数のＲＦＩＤタグ２の識別情報を検出する。
【００４６】
図７にＲＦＩＤタグ２がＲＦＩＤタグ位置検出装置１へ送信するプリアンブルの波形を示している。なお、図７は、Ｃ１Ｇ２規格でＦＭ０符合を使用するときのプリアンブルである。ＦＭ０符合においては、“０”を表すときは１ビットの中心でレベルを“Ｈ”から“Ｌ”または“Ｌ”から“Ｈ”に反転させ、“１”を表すときは１ビットの中でレベルを一定に保ち、変化させない。また、あるビットから次のビットに切り替わるときにレベルを反転させる。“Ｖ”は、ＦＭ０符合のルールに従わないビットであり、プリアンブルの中だけに表れるものである。
【００４７】
通常、プリアンブルの先頭においては、ビット同期をとるために、同じパターンが繰り返される。その後、別の決められたパターンを使用して、プリアンブルの後に続く情報との境目がわかるようにしている。図７では、“０”が５つ連続で現れている箇所がビット同期に使用され、その後の“１０１０Ｖ１”より後がデータとなる。
【００４８】
このように、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＡＣＫを送信した後に識別情報を含むデータを受信するとの手順で通信する。したがって制御部１６は、ＡＣＫ送信後のプリアンブルを受信し、ビット同期をとった後においては、受信信号のレベルが変化するタイミングを予想できる。制御部１６は、ビット同期をとって“Ｖ”を検出した直後、受信信号レベルが“Ｌ”から“Ｈ”に最初に変化する前に各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄのＳｔａｒｔ入力を一斉に“Ｈ”にすることで、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの受信信号のレベルが次に“Ｈ”に変化するまでの時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄを測定することができる。
【００４９】
なお、図２のブロック図では、増幅部２１ａの出力を制御部１６に入力して、ＲＦＩＤタグ２からの受信データの取得を行っている。ＲＦＩＤタグ２から受信アンテナ１２ａまでの距離が最短ではなく、ＲＦＩＤタグ２から他の受信アンテナ１２ｂ〜１２ｄまでの距離の方が短いこともある。各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄが図５のように配置されているとき、受信アンテナ１２ａから最も遠くにある受信アンテナが受信アンテナ１２ｄであるとすると、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｄの最大到達時間差ｔｍは、下記の式で表すことができる。
【数４】
【００５０】
他の受信アンテナ１２ａの最も遠くにある受信アンテナが他のアンテナである場合でも、同様の計算式にて受信アンテナ１２ａとそのアンテナとの最大到達時間差ｔｍを求めることができる。
【００５１】
これらを考慮し、“Ｖ”が検出された直後において受信信号のレベルが“Ｌ”から“Ｈ”に変化すると予想されるタイミングからｔｍより前の時間に、各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄへのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にすればよい。言い換えると、時間測定を開始するタイミングは、最大受信アンテナ間距離を電波が伝達する時間より後に各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの受信信号レベルが変化するように設定すればよい。
【００５２】
また、測定時間が長すぎると、次の受信信号レベルの変化点が現れてしまうので、次の変化点が現れる前に測定を終了することが好ましい。伝送速度と符号化方式により、信号レベルの変化点が現れる時間間隔が決まるので、これから測定終了時間を決めればよい。このようにすることによって、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄとＲＦＩＤタグ２の配置に関係無く、全ての受信アンテナ１２ａ〜１２ｄに到達する信号のレベル変化タイミングを捉えることができる。そして、測定した時間差からＲＦＩＤタグ２の位置を特定することができる。
【００５３】
このように、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、識別情報を含むデータのプリアンブルを利用してＲＦＩＤタグ２の位置を検出するため、ＲＦＩＤタグ２の識別情報と位置を一度に検出することができる。複数のＲＦＩＤタグ２の識別情報を検出した場合は、それぞれの識別情報に対応する位置も検出することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では“Ｖ”の位置で各ＴＤＣ１２ａ〜１２ｄのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にするが、ビット同期が取れた後であれば、任意の受信信号レベルの変化点付近で同様に時間を測定することができる。
【００５５】
［表示部への情報表示］
さて、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＦＩＤタグ２の相対座標を算出し、その相対座標と、同座標の算出時にＲＦＩＤタグ２から受信した識別情報あるいはそれに基づいて特定される情報を関連付けて表示部１５に表示する機能を有している（出力手段）。
図８は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の表示部１５に表示される画像を説明するための模式図である。表示部１５は、図示したようにＲＦＩＤタグ位置検出装置１の背面（カメラ部１３のレンズ等が設けられた面と反対側の面）に設けられている。
【００５６】
図中の３０は、それぞれＲＦＩＤタグ２が取り付けられた物品であり、各ＲＦＩＤタグ２はいずれもＲＦＩＤタグ位置検出装置１の交信領域内にあるものとする。表示部１５には、カメラ部１３で撮影された画像が表示され、各ＲＦＩＤタグ２との通信によって検出した各ＲＦＩＤタグ２の相対座標に対応する画像上には、各ＲＦＩＤタグ２から検出した識別情報に基づく情報３１が重ね合わせて（関連付けて）表示される。各情報３１は、各ＲＦＩＤタグ２から検出した識別情報そのままでもよいが、その識別情報に紐付けられた物品情報としてもよい。この場合、例えば制御部１６の記憶部に識別情報と物品情報との対応を示すテーブルを予め記憶しておき、そのテーブルを参照して識別情報に紐付けられた物品情報を特定すればよい。このように情報３１を物品情報とすれば、表示部１５に映し出された物品の種別を認識し易くなる。
【００５７】
情報３１の表示に関する各部の動作を、図９のフローチャートに沿って説明する。
上位機器からコマンドを受信するなどして処理開始が指示されると、カメラ部１３により画像が撮影され、それが表示部１５に表示される。その後、図９に示す処理が開始される。
【００５８】
開始当初においては、先ず前述した方法により交信領域内にあるＲＦＩＤタグ２の位置が検出される（ステップ：ＳＴ１〜ＳＴ１１）。すなわち、送信アンテナ１１からの搬送波の送信が開始されて（ＳＴ１）、交信領域内にあるＲＦＩＤタグ２が起動される。次に、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙ（Ｑ）が送信され（ＳＴ２）、これに対するＲＮ１６が受信アンテナ１２ａにより受信される（ＳＴ３）。その後、送信アンテナ１１からＡＣＫが送信され（ＳＴ４）、応答を返したＲＦＩＤタグ２の識別情報を含むデータの受信が開始される（ＳＴ５）。そして、そのＲＦＩＤタグ２から送信されるプリアンブル（Ｐ）に含まれる“１０１０Ｖ”の受信中に、制御部１６が前述したタイミングで各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にする（ＳＴ６）。その結果、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってから各Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄが各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄから演算部２４に出力される（ＳＴ７）。演算部２４は入力された計測時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄに基づいて受信アンテナ１２ａ〜１２ｄ毎の到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを算出し（ＳＴ８）、それらに基づいて応答を返したＲＦＩＤタグ２の相対座標を算出する（ＳＴ９）。相対座標の算出が行われた後に応答を返したＲＦＩＤタグ２からの識別情報を含むデータの受信が完了し（ＳＴ１０）、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）が送信される（ＳＴ１１）。
【００５９】
なお、ＳＴ８とＳＴ９における演算がＳＴ１０におけるデータの受信完了前に行われるとしたが、ＳＴ８とＳＴ９における演算がＳＴ１０におけるデータの受信完了後に行われてもよい。
【００６０】
ＳＴ１１の後、制御部１６により、ＳＴ９で算出された相対座標が画面への表示座標に変換され、変換後の座標にＲＦＩＤタグ２から受信した識別情報に基づく情報が表示される（ＳＴ１２）。その後、図示したフローチャートに沿う処理を開始してからＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）を所定回数送信したかを判断し、所定回数送信していない場合は（ＳＴ１３の“Ｎ”）、交信領域内にある他のＲＦＩＤタグ２を対象としてＳＴ３〜ＳＴ１２の処理が行われる。一方、ＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）を所定回数送信し終えた場合は（ＳＴ１３の“Ｙ”）、一連の処理が終了する。
【００６１】
ＳＴ１２にて行う座標変換を説明するための図を図１０に示している。ｘ−ｚ面を上段に、ｙ−ｚ面を下段右に、表示部１５への画面表示座標を下段左に示す。相対座標を検出したＲＦＩＤタグ２の座標をＰ点（ｘＰ，ｙＰ，ｚＰ）とし、カメラ部１３の撮像点の座標をｅ点（xｅ，ｙｅ，ｚｅ）とし、ｚｅ＝０としている。カメラ部１３の画像の取得範囲は、ｘ−ｚ面では±θの範囲であり、ｙ−ｚ面では±φの範囲である。
【００６２】
カメラ部１３によって撮像される画像はｘ−ｙ面で表されるため、ＲＦＩＤタグ２の位置を表示するためには、三次元座標を画像座標に変換する必要がある。
【００６３】
カメラ部１３の撮像点からＲＦＩＤタグ２までのｚ軸上の距離はｚＰである。カメラ部１３で撮像される画像の距離ｚＰにおけるｘ軸の範囲は、−ｚＰ／ｃｏｓθ〜ｚＰ／ｃｏｓθとなる。ｘｗ＝ｚＰ／ｃｏｓθとすると、−ｘｗ≦（距離ｚＰにおけるｘ軸の取得範囲）≦ｘｗとなる。カメラ部１３の撮像画像におけるＲＦＩＤタグ２のｘ座標は、ｘＰ−ｘｅとして表される。
【００６４】
カメラ部１３で取得する距離ｚＰにおけるｙ軸の範囲は、−ｚＰ／ｓｉｎφ〜ｚＰ／ｓｉｎφとなる。ｙｗ＝ｚＰ／ｓｉｎφとすると、−ｙｗ≦（距離ｚＰにおけるｙ軸の取得範囲）≦ｙｗとなる。カメラ部１３の撮像画像におけるＲＦＩＤタグ２のｙ座標は、ｙＰ−ｙｅとして表される。
【００６５】
表示部１５に画像を表示するときは、（ｘｗ，ｙｗ）を表示画像の右上隅とし、（−ｘｗ，ｙｗ）を表示画像の左上隅とし、（ｘｗ，−ｙｗ）を表示画像の右下隅とし、（−ｘｗ，−ｙｗ）を表示画像の左下隅として、上記のように算出したＲＦＩＤタグ２の表示座標（ｘＰ−ｘｅ，ｙＰ−ｙｅ）に相当する位置に、当該ＲＦＩＤタグ２に対応する情報３１を表示する。
【００６６】
このようにすることで、複数のＲＦＩＤタグ２の識別情報と相対位置を取得し、取得した複数のＲＦＩＤタグ２の場所を人に分かり易く報知することができ、入出荷の物品管理や棚卸を効率良く行うことができる。
【００６７】
また、表示画像中のＲＦＩＤタグ２があるはずの場所に、識別情報等の情報３１が表示されないときは、その場所にあるはずのＲＦＩＤタグ２が読み取れなかったと判断できる。そして、直ちに読み取れなかったＲＦＩＤタグ２の位置を知ることができる。
【００６８】
［タグ位置へのレーザ照射］
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＦＩＤタグ２の位置を検出し、その位置を照射部１４からのレーザ照射で示す機能を有している。
図１１は、照射部１４によりレーザ光（光線）が照射される様子を示す模式図である。この機能は、既に各ＲＦＩＤタグ２の識別情報が判明しており、複数のＲＦＩＤタグ２の中から特定のＲＦＩＤタグ２を探し出すときなどに使用する。すなわち、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１が、特定の識別情報を記憶しているＲＦＩＤタグ２ｄのみが応答するコマンドを送信し、応答したＲＦＩＤタグ２ｄの相対座標を取得し、取得した相対座標に向けて照射部１４からレーザ光４２を照射して、ＲＦＩＤタグ２ｄの位置を知らせる。
【００６９】
レーザ光の照射に関する各部の動作を、図１２のフローチャートに沿って説明する。
上位機器からコマンドを受信するなどして処理開始が指示されると、そのコマンドで示されるＲＦＩＤタグ２を処理対象として図１２に示す処理が開始される。
【００７０】
開始当初においては、先ず処理対象であるＲＦＩＤタグ２の位置が検出される（ステップ：ＳＴ２１〜ＳＴ３２）。すなわち、送信アンテナ１１からの搬送波の送信が開始されて（ＳＴ２１）、交信領域内にあるＲＦＩＤタグ２が起動される。次に、送信アンテナ１１から処理対象であるＲＦＩＤタグ２を指定したＳｅｌｅｃｔコマンドが送信される（ＳＴ２２）。このＳｅｌｅｃｔコマンドを受信したＲＦＩＤタグ２は、同コマンドにて自身が指定されている場合に限り、以降のＱｕｅｒｙ（Ｑ）等に応答する。
【００７１】
続いて、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙ（Ｑ）が送信され（ＳＴ２３）、これに対して処理対象のＲＦＩＤタグ２が返すＲＮ１６が、受信アンテナ１２ａにより受信される（ＳＴ２４）。その後、送信アンテナ１１からＡＣＫが送信され（ＳＴ２５）、処理対象のＲＦＩＤタグ２の識別情報を含むデータの受信が開始される（ＳＴ２６）。そして、そのＲＦＩＤタグ２から送信されるプリアンブル（Ｐ）に含まれる“１０１０Ｖ”の受信中に、制御部１６が前述したタイミングで各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にする（ＳＴ２７）。その結果、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってから各Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄが各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄから演算部２４に出力される（ＳＴ２８）。演算部２４は、入力された計測時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄに基づいて受信アンテナ１２ａ〜１２ｄ毎の到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを算出し（ＳＴ２９）、それらに基づいて処理対象のＲＦＩＤタグ２の相対座標を算出する（ＳＴ３０）。相対座標の算出が行われた後に処理対象のＲＦＩＤタグ２からの識別情報を含むデータの受信が完了し（ＳＴ３１）、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）が送信される（ＳＴ３２）。
【００７２】
なお、ＳＴ２９とＳＴ３０における演算がＳＴ３１におけるデータの受信完了前に行われるとしたが、ＳＴ２９とＳＴ３０における演算がＳＴ３１におけるデータの受信完了後に行われてもよい。
【００７３】
ＳＴ３２の後、制御部１６により、ＳＴ９で算出された相対座標がレーザ光の照射座標に変換され、変換後の座標に照射部１４からレーザ光が照射される（ＳＴ３３）。以上で一連の処理が終了する。
【００７４】
ここで、照射部１４の構造および照射座標の算出方法について説明する。
図１３は、照射部１４の概略構造を示す模式図である。照射部１４は、レーザ光を出力する光源４０と、レーザ光の照射角度を調整するミラー４１とを備えている。光源４０は、ミラー４１に向かってレーザ光を出力し、ミラー４１でレーザ光の進行方向を変える。図示した矢印４２は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１から照射されるレーザ光の進行方向を示している。ミラー４１は、ｘ軸方向の回転軸４３とｙ軸方向の回転軸４４で回転可能となるように支持されている。各回転軸４３，４４における回転角度を調整してミラー４１の向きを変えることにより、ミラー４１で反射されるレーザ光を所望の方向に向けることができる。
【００７５】
ＳＴ３３にて行う座標変換とミラー４１の角度との関係を説明するための図を、図１４に示している。ｘ−ｚ面を上段に、ｙ−ｚ面を下段右に、ｘ，ｙ，ｚ軸からなる三次元座標系を下段左に示す。相対座標を取得した処理対象のＲＦＩＤタグ２の座標をＰ点（ｘＰ，ｙＰ，ｚＰ）とし、レーザ光を向ける座標をｆ点（ｘｆ，ｙｆ，ｚｆ）とし、ｚｆ＝０としている。
【００７６】
ミラー４１の角度を調整する前の初期照射方向は、ｆ点からｘ−ｙ面に垂直なｚ方向であるとする。そうすると、ｘ−ｚ面においてはｆ点からθ１＝ａｒｃｔａｎ｛ｚＰ／(ｘＰ−ｘｆ)｝方向にＰ点が所在し、ｙ−ｚ面ではｆ点からφ１＝ａｒｃｔａｎ｛ｚＰ／（ｙＰ−ｘｆ）｝方向にＰ点が所在することになる。したがって、ミラー４１をｙ軸方向の回転軸４３を軸としてθ１回転させ、ｘ軸方向の回転軸４４を軸としてφ１回転させることにより、処理対象のＲＦＩＤタグ２の座標Ｐ点に向けてレーザ光を照射することができる。
【００７７】
このように特定のＲＦＩＤタグ２に向けてレーザ光が照射されれば、探しているＲＦＩＤタグ２の場所を容易に知ることができる。なお、算出した相対座標には計測や演算による誤差が含まれるため、ＲＦＩＤタグ２の実際の座標と算出した座標とが若干異なることがある。そのため、レーザ光を拡散させて、照射範囲を広げるようにしてもよい。
【００７８】
［タグ不在の報知］
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、予め定められた設定範囲外にそれまで同範囲内に在ったＲＦＩＤタグ２が出たことに応じて、その旨を報知する機能（報知手段）を有している。
図１５は、当該機能を説明するための模式図である。送信アンテナ１１および受信アンテナ１２ａ〜１２ｄによる交信領域５１の内部に、設定範囲５２を定める。設定範囲５２の相対座標は、制御部１６の記憶部等に予め記憶しておく。先ず、設定範囲５２の内側にＲＦＩＤタグ２ｅがあり、その後、ＲＦＩＤタグ２ｅが設定範囲５２の外側に移動したとする。当該機能において、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＦＩＤタグ２ｅが設定範囲５２内から設定範囲５２外に出たか否かを検出し、設定範囲５２外に出たことを検出したときに、その旨を報知する。
【００７９】
当該機能に関する各部の動作を、図１６のフローチャートに沿って説明する。
上位機器からコマンドを受信するなどして処理開始が指示されると、図１６に示す処理が開始される。
【００８０】
開始当初においては、先ず前述した方法により交信領域５１内に在るＲＦＩＤタグ２の位置が検出される（ステップ：ＳＴ４１〜ＳＴ５１）。すなわち、送信アンテナ１１からの搬送波の送信が開始されて（ＳＴ４１）、交信領域内に在るＲＦＩＤタグ２が起動される。次に、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙ（Ｑ）が送信され（ＳＴ４２）、これに対するＲＮ１６が受信アンテナ１２ａにより受信される（ＳＴ４３）。その後、送信アンテナ１１からＡＣＫが送信され（ＳＴ４４）、応答を返したＲＦＩＤタグ２の識別情報を含むデータの受信が開始される（ＳＴ４５）。そして、そのＲＦＩＤタグ２から送信されるプリアンブル（Ｐ）に含まれる“１０１０Ｖ”の受信中に、制御部１６が前述したタイミングで各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にする（ＳＴ４６）。その結果、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってから各Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄが各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄから演算部２４に出力される（ＳＴ４７）。演算部２４は入力された計測時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄに基づいて受信アンテナ１２ａ〜１２ｄ毎の到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを算出し（ＳＴ４８）、それらに基づいて応答を返したＲＦＩＤタグ２の相対座標を算出する（ＳＴ４９）。相対座標の算出が行われた後に応答を返したＲＦＩＤタグ２からの識別情報を含むデータの受信が完了し（ＳＴ５０）、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）が送信される（ＳＴ５１）。
【００８１】
なお、ＳＴ４８とＳＴ４９における演算がＳＴ５０におけるデータの受信完了前に行われるとしたが、ＳＴ４８とＳＴ４９における演算がＳＴ５０におけるデータの受信完了後に行われてもよい。
【００８２】
ＳＴ５１の後、制御部１６により、ＳＴ４９で算出された相対座標と上記記憶部に記憶された設定範囲５２の座標とに基づいて、当該ＲＦＩＤタグ２が設定範囲５２内に在るか否かが判定される（ＳＴ５２）。その結果、設定範囲５２内に在ると判定されたならば（ＳＴ５２の「Ｙ」）、交信領域５１内にある他のＲＦＩＤタグ２を対象としてＳＴ４２〜ＳＴ５２の処理が行われる。一方、設定範囲５２内に無いと判定されたならば（ＳＴ５２の「Ｎ」）、そのＲＦＩＤタグ２が設定範囲５２外に出たことが報知されて（ＳＴ５３）、一連の処理が終了する。
【００８３】
ＳＴ５３における報知は、表示部１５にメッセージ等を表示することで行ってもよいし、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１にスピーカ等をつなげて音声を出力することで行ってもよい。このような報知により、ＲＦＩＤタグ２が決められたエリアの外に出されたことを知らせることができる。
【００８４】
なお、ＲＦＩＤタグ２が設定範囲５２内から設定範囲５２外に出たときの説明をしたが、設定範囲５２外から設定範囲５２内に移動してきたことを検出したときに、その旨を報知するようにしてもよい。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＦＩＤタグ２からの応答電波が４つの受信アンテナ１２ａ〜１２ｄに到達する時間差を用いてＲＦＩＤタグ２の位置を検出する。このような構成であれば、ＲＦＩＤタグ２の位置検出に際し、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１を複数の位置に移動させる必要がない。したがって、ＲＦＩＤタグ２の位置を迅速に検出できる。さらに、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１にＲＦＩＤタグ２との通信を複数回行わせる必要がないので、電波使用効率が悪くなることもない。
【００８６】
また、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、位置を検出したＲＦＩＤタグ２に関する情報を、表示部１５の表示画像上の対応する位置に重ね合わせて表示する機能や、検出された位置に向けてレーザ光を照射する機能を有する。このような機能を用いれば、特定のＲＦＩＤタグ２の所在を極めて容易に確認できる。
【００８７】
また、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、所定範囲に在るＲＦＩＤタグ２が同範囲から出たことを検出し、報知する機能を有する。このような機能を用いれば、所定範囲内におけるＲＦＩＤタグ２の入出を極めて容易に管理できる。
【００８８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００８９】
各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄから計測部２２までの間の回路で、回路遅延のばらつきや配線長のばらつき等が生じることがある。例えば、受信信号が、受信アンテナ１２ａから入力されてＴＤＣ２３ａに入力される時間と、受信アンテナ１２ｂから入力されてＴＤＣ２３ｂに入力される時間には、若干の差が生じ得る。この若干の差を補正すると、演算した相対座標と実際の座標のずれを小さくすることができる。
【００９０】
そこで、本実施形態においては、上記ずれを最小減に止めるべく、到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａの補正値を取得する機能（取得手段）を演算部２４に設け、取得した補正値にて補正した後の到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを用いてＲＦＩＤタグ２の相対座標を演算する。
【００９１】
各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの間で生じる到達時間差のずれを補正する一例について説明する。
補正値の取得は、例えば補正モードなるモードでＲＦＩＤタグ位置検出装置１を起動した際に実行される。その際、予め受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｂから等距離となる場所にＲＦＩＤタグ２を配置しておく。この状態で、第１の実施形態にて説明した方法にて相対座標の取得を行う。
【００９２】
このとき、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｂへの電波の到達時間は同じであるため、回路における伝達遅延差がＴＤＣ２３ａとＴＤＣ２３ｂの入力時間差Δｔｂａとして現れる。この時間差Δｔｂａは、補正値として例えば演算部２４の記憶部に記憶される。回路における伝達遅延差が無い場合は、Δｔｂａ＝０である。さらに、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｃ、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｄとの間でも同様に補正値である時間差Δｔｃａ，Δｔｄａを取得する。
【００９３】
補正値を取得した後、通常の動作モードにおいてＲＦＩＤタグ２の相対座標を算出する際には、演算部２４で取得した到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａからそれぞれ上記時間差Δｔｂａ，Δｔｃａ，Δｔｄａが差し引かれて補正され、補正後の値を用いてＲＦＩＤタグ２の相対座標が演算される。
【００９４】
次に、到達時間差のずれを補正する他の例について説明する。
この例では、先ずＲＦＩＤタグ２を予めその相対座標が判明している位置に配置しておく。そうすると、このＲＦＩＤタグ２と各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄとの距離が決まる。このとき、このＲＦＩＤタグ２と各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄまでの距離と電波の伝達速度から、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄ間の理論的な受信到達時間差を算出することができる。この時間差は、算出後の値をＲＦＩＤタグ位置検出装置１に外部から入力するようにしてもよいし、制御部１６にて算出してもよい。
【００９５】
次に、補正モードにおいて上記ＲＦＩＤタグ２の相対座標の取得を行い、そのときの受信到達時間差と理論的な受信到達時間差とを比較して、それぞれの差分を算出する。算出した差分は、例えば演算部２４の記憶部に補正値として記憶する。
【００９６】
以後、通常の動作モードにおいてＲＦＩＤタグ２の相対座標を演算する際には、上記記憶部に記憶したそれぞれの補正値を用いて、最初の例と同様に到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを補正する。
【００９７】
以上説明したように、本実施形態においては、算出した到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを補正する機能を設け、補正後の到達時間差を用いてＲＦＩＤタグ２の相対位置を検出するようにした。このようにしたことにより、回路遅延のばらつきや配線長のばらつきによる誤差が吸収され、ＲＦＩＤタグ２の位置検出の精度が大幅に向上する。
【００９８】
なお、第１の実施形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００９９】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
第１，第２の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【０１００】
本実施形態においては、ＲＦＩＤタグ２の絶対座標を算出する機能を、第１，第２の実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置１の演算部２４に設ける。
絶対座標を算出するために、予め当該ＲＦＩＤタグ位置検出装置１を使用する建物内の柱等の固定された物体にＲＦＩＤタグ２を取り付けておき、このＲＦＩＤタグ２の絶対座標（ｘｈ，ｙｈ，ｚｈ）を取得して、演算部２４の記憶部等に予め記憶しておく。但し、当該固定的な物体に取り付けられたＲＦＩＤタグ２に絶対座標を記憶させておき、これを任意のタイミングでＲＦＩＤタグ位置検出装置１により読み取ることにより、同ＲＦＩＤタグ２の絶対座標を取得してもよい。
【０１０１】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は移動せずに、絶対座標の知られているＲＦＩＤタグ２と絶対座標の知られていないＲＦＩＤタグ２との通信を行い、それぞれの相対座標を取得する。取得した絶対座標の知られているＲＦＩＤタグ２の相対座標は（ｘｇ，ｙｇ，ｚｇ）であり、絶対座標の知られていないＲＦＩＤタグ２の相対座標は（ｘＰ，ｙＰ，ｚＰ）であるとする。
【０１０２】
ここまでに取得した座標から、演算部２４は、絶対座標の知られていないＲＦＩＤタグ２の絶対座標を（ｘｈ＋ｘＰ−ｘｇ，ｙｈ＋ｙＰ−ｙｇ，ｚｈ＋ｚＰ−ｚｇ）と算出することができる。
【０１０３】
このように算出した絶対座標は、例えば表示部１５への表示やスピーカからの音声出力によって報知する。このようにすることにより、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１を基準としたＲＦＩＤタグ２の相対座標だけでなく、建物等を基準としたＲＦＩＤタグ２の絶対座標をも知ることができる。
【０１０４】
なお、第１，第２の実施形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【０１０５】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
第１〜第３の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【０１０６】
本実施形態は、前記各実施形態における計測部の構成が異なるだけで、それ以外の構成は同じである。そのため、計測部についてのみ詳述する。
【０１０７】
図１７に本実施形態における計測部の概略ブロック図を示している。このブロック図は、図３で示した計測部２２を計測部１２２に置き換えたものであり、ＴＤＣのＳｔａｒｔ入力に制御部１６からの信号を使用しない構成を実現するものである。
【０１０８】
計測部１２２は、ＴＤＣ１２５〜１３０と演算部１２４とで構成されている。ＴＤＣ１２５は、増幅部２１ａの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ｂの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｂａ＋を演算部１２４に出力する。ＴＤＣ１２６は、増幅部２１ｂの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ａの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｂａ−を演算部１２４に出力する。
【０１０９】
ＴＤＣ１２７は、増幅部２１ａの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ｃの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｃａ＋を演算部１２４に出力する。ＴＤＣ１２８は、増幅部２１ｃの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ａの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｃａ−を演算部１２４に出力する。
【０１１０】
ＴＤＣ１２９は、増幅部２１ａの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ｄの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｄａ＋を演算部１２４に出力する。ＴＤＣ１３０は、増幅部２１ｄの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ａの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｄａ−を演算部１２４に出力する。
【０１１１】
ＲＦＩＤタグ２とＲＦＩＤタグ位置検出装置１の配置によって、増幅部２１ａと増幅部２１ｂの出力が“Ｈ”になる順番が異なる。増幅部２１ａの出力が先に“Ｈ”になった場合、ＴＤＣ１２５で受信アンテナ１２ａ，１２ｂの到達時間差が計測されることになり、ＴＤＣ１２６では増幅部２１ｂの出力が“Ｈ”になった後、次に増幅部２１ａの出力が“Ｈ”になるまでの時間が計測されるので、時間ｔｂａ−は時間ｔｂａ＋よりも長くなる。逆に増幅部２１ｂの出力が先に“Ｈ”になった場合、ＴＤＣ１２６で受信アンテナ１２ａ，１２ｂの到達時間差が計測されることになり、ＴＤＣ１２５では増幅部２１ａの出力が“Ｈ”になった後、次に増幅部２１ｂの出力が“Ｈ”になるまでの時間が計測されるので、時間ｔｂａ＋は時間ｔｂａ−よりも長くなる。これに鑑み、演算部１２４は、入力された時間ｔｂａ＋，ｔｂａ−のうち、短い一方を演算に使用する時間として採用する。
【０１１２】
同様に、時間ｔｃａ＋，ｔｃａ−の短い一方を演算に使用する時間として採用し、時間ｔｄａ＋，ｔｄａ−の短い一方を演算に使用する時間として採用する。
【０１１３】
計測部の動作を説明すべく、各ＴＤＣ１２５〜１３０の入出力波形の一例を図１８に示す。図中のａ〜ｄは、それぞれ増幅部２１ａ〜２１ｄの出力信号である。増幅部２１ａの出力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ１２５とＴＤＣ１２７とＴＤＣ１２９のＳｔａｒｔ入力が“Ｈ”になり、時間の計測を開始する。
【０１１４】
その後、増幅部２１ｃの出力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ１２７のＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になり、ＴＤＣ１２８のＳｔａｒｔ入力が“Ｈ”になる。ＴＤＣ１２７は、Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になったので、時間ｔｃａ＋を出力する。
【０１１５】
次に、増幅部２１ｄの出力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ１２９のＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になり、ＴＤＣ１３０のＳｔａｒｔ入力が“Ｈ”になる。ＴＤＣ１２９は、Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になったので、時間ｔｄａ＋を出力する。
【０１１６】
次に、増幅部２１ｂの出力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ１２５のＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になり、ＴＤＣ１２６のＳｔａｒｔ入力が“Ｈ”になる。ＴＤＣ１２５は、Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になったので、時間ｔｂａ＋を出力する。
【０１１７】
図１８の例では、ＴＤＣ１２６とＴＤＣ１２８とＴＤＣ１３０は、時間測定が終了していない。時間測定可能な最大時間内に終了しない場合は、ＴＤＣ１２６，１２８，１３０による測定終了時までの時間（上記最大時間）をそれぞれｔｂａ−，ｔｃａ−，ｔｄａ−とする。
【０１１８】
演算部１２４は、上記した通り、ｔｂａ＋とｔｂａ−、ｔｃａ＋とｔｃａ−、ｔｄａ＋とｔｄａ−を比較し、短い一方を座標演算用に採用する。採用した３つの時間は、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄへのＲＦＩＤタグ２からの応答の到達時間差である。演算部１２４は、これら到達時間差を用いて、応答したＲＦＩＤタグ２の相対座標を演算する。このような構成は、第１〜第３の実施形態いずれにも適用可能である。
【０１１９】
なお、第１〜第３の実施形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【０１２０】
（変形例）
上記各実施形態にて開示した構成は、種々変形実施可能である。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。
【０１２１】
（１）上記各実施形態においては、受信アンテナ、復調部、および増幅部を４つずつ使用する場合を例示した。しかしながら、受信アンテナ、復調部、および増幅部の数は、５つ以上であってもよい。
受信アンテナ等が５つ以上ある場合は、例えばニュートン法に最小二乗法を組み合わせた演算方法を使用することにより、ＲＦＩＤタグ２の相対座標を求めることができる。受信到達時間差を計測する数が多くなると、算出した相対座標が実際の座標に近づく傾向があるので、受信アンテナ、復調部、および増幅部を５つ以上使用することで、ＲＦＩＤタグ位置検出装置の位置検出性能を高めることができる。
【０１２２】
（２）上記各実施形態では、制御部１６や演算部２４，１２４の記憶部に各処理用のプログラムが予め記憶されているものとして説明した。しかしながら、これに限らず各プログラムをネットワークからＲＦＩＤタグ位置検出装置にダウンロードしても良いし、同様の機能を記録媒体に記憶させたものをＲＦＩＤタグ位置検出装置にインストールしてもよい。記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ等を利用でき、かつＲＦＩＤタグ位置検出装置が読み取り可能な記録媒体であれば、その形態は何れの形態であってもよい。またこのように予めインストールやダウンロードにより得る機能はＲＦＩＤタグ位置検出装置内部のＯＳ（Operating System）等と協働してその機能を実現させるものであってもよい。
【０１２３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２４】
１…ＲＦＩＤタグ位置検出装置、２…ＲＦＩＤタグ、１１…送信アンテナ、１２…受信アンテナ、１３…カメラ部、１４…照射部、１５…表示部、１６…制御部、１７…発振部、１８…変調部、１９…電力増幅部、２０…復調部、２１…増幅部、２２…計測部、２３…ＴＤＣ、２４…演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification）タグと無線通信を行いＲＦＩＤタグの位置を検出する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤタグ（無線タグや応答器等とも称される）は、アンテナと無線通信部と記憶部を備えており、それぞれのＲＦＩＤタグにおける記憶部には各タグで重複しない識別情報が記憶されている。質問器（リーダライタとも称される）がＲＦＩＤタグに問合わせ信号を送信すると、ＲＦＩＤタグは当該問合わせ信号に応じた処理を行う。例えば、ＲＦＩＤタグが記憶している識別情報と、リーダライタからの問合わせ信号に含まれる識別情報とが一致した場合にだけ応答を返すＲＦＩＤタグが知られている。
【０００３】
このような機能を有するＲＦＩＤタグは、物流業における物品管理を始めとし、様々な分野で使用されている。近年では、各種商品を販売する店舗において、ＲＦＩＤタグを用いて商品の販売や在庫管理を行うシステムを導入した例もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１４００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
大量の物品を扱う業種においては、物品の種類や個数の管理だけでなく、各物品がどの位置に所在するのかを容易に認識できるようにしたいとの要望がある。ＲＦＩＤタグの位置を検出するには、リーダライタがＲＦＩＤタグと通信を行った絶対位置とそのときのＲＦＩＤタグの位置までの距離を取得する動作を少なくとも３箇所で行い、ＲＦＩＤタグの絶対位置を算出する方法を採用し得る。
【０００６】
しかしながら、上記の方法を採用した場合、リーダライタは少なくとも３箇所でリーダライタ自身の位置とＲＦＩＤタグまでの距離とを取得する必要があるため、ＲＦＩＤタグの位置を求めるまでに比較的長い時間が必要となる。また、リーダライタが同じＲＦＩＤタグと少なくとも３回の通信を行う必要があるため、電波使用効率も悪くなる。
【０００７】
このような事情から、迅速にＲＦＩＤタグの位置を検出するための手段を講じる必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置は、ＲＦＩＤタグへ信号を送信する送信アンテナと、ＲＦＩＤタグからの応答信号を受信する４つ以上の受信アンテナと、前記各受信アンテナが受信した応答信号に応じて出力する信号の時間差を計測し、計測した各時間差に基づいてＲＦＩＤタグが応答信号を送信した相対座標を演算する計測部とを備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置とＲＦＩＤタグを説明するための概略斜視図。
【図２】同実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置の概略ブロック図。
【図３】同実施形態における計測部の概略ブロック図。
【図４】同実施形態におけるＴＤＣの動作を説明するための信号波形図。
【図５】同実施形態におけるＲＦＩＤタグの座標演算を説明するための図。
【図６】同実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置とＲＦＩＤタグとの通信を説明するための図。
【図７】同実施形態におけるプリアンブルの波形を示す図。
【図８】同実施形態における表示部に表示される画像を説明するための模式図。
【図９】同実施形態における情報表示に関する各部の動作を示すフローチャート。
【図１０】同実施形態における表示座標への座標変換を説明するための図。
【図１１】同実施形態においてレーザ光が照射される様子を示す模式図。
【図１２】同実施形態におけるレーザ光の照射に関する各部の動作を示すフローチャート。
【図１３】同実施形態における照射部の概略構造を示す模式図。
【図１４】同実施形態における座標変換とミラー角度の関係を説明するための図。
【図１５】同実施形態におけるタグ不在の報知機能を説明するための模式図。
【図１６】同実施形態におけるタグ不在の報知に関する各部の動作を示すフローチャート。
【図１７】第４の実施形態における計測部の概略ブロック図。
【図１８】同実施形態におけるＴＤＣの動作を説明するための信号波形図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１の実施の形態）
［要部構成］
先ず、本実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置１の要部構成について説明する。
図１は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１とＲＦＩＤタグ２を説明するための概略斜視図であり、図２は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の概略ブロック図である。
【００１１】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置1は、例えば図１に示したように直方体形状の筐体を有しており、その一面には、カメラ部１３のレンズと照射部１４の照射孔とが設けられている。このレンズおよび照射孔が設けられた面から電波が放射され、ＲＦＩＤタグ２（２ａ，２ｂ，２ｃ・・・）との無線通信が行われる。
【００１２】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の内部には、図２に示したように、送信アンテナ１１、４つの受信アンテナ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）、カメラ部１３、照射部１４、表示部１５、制御部１６、発振部１７、変調部１８、電力増幅部１９、復調部２０（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ）、増幅部２１（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ）、および計測部２２が配置されている。
【００１３】
制御部１６は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）や記憶部を備えており、この記憶部に記憶されたプログラムに従って動作し、各部の制御を行う。すなわち制御部１６は、カメラ部１３、照射部１４、表示部１５、および計測部２２の制御や、送信処理、受信処理およびパソコン等の上位機器との通信を行う。
【００１４】
発振部１７は、高周波信号を発生し、これを変調部１８や各復調部２０ａ〜２０ｄに出力する。発振部１７の発振周波数は、ＲＦＩＤタグ２へ送信する搬送波の周波数と同値である。この発信周波数は、制御部１６からの信号に応じて変更することができる。
【００１５】
変調部１８は、制御部１６から出力された送信情報を発振部１７の出力と合成して高周波信号を生成し、これを電力増幅部１９に出力する。変調部１８は、送信情報が無い場合には搬送波のみを出力することもある。
【００１６】
電力増幅部１９は、変調部１８から入力された高周波信号を増幅して送信アンテナ１１に出力する。
【００１７】
送信アンテナ１１は、電力増幅部１９から出力された高周波信号を電波として空間に放射する。送信アンテナ１１は、電波を特定の方向へ強く放射する特性を備えた指向性アンテナであり、例えば平面パッチアンテナを使用すればよい。
【００１８】
各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄは、受信した電波を高周波信号に変換し、それぞれ復調部２０ａ〜２０ｄに出力する。各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄは、位置検出の精度の観点からは、点であることが理想であるが、現実的には受信電波の波長に依存する大きさが必要である。なお、利得の高い指向性アンテナを使用する必要は無い。そのため、誘電率の高い材質を用いて波長短縮し、小型化したアンテナを使用することが好ましい。
【００１９】
また、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄは、送信アンテナ１１の放射利得の低い方向に配置することが好ましい。ＲＦＩＤタグ２は、空間から届く搬送波を電力として使用し、バックスキャッタ変調をして応答を返す。そのため、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、搬送波を送信しながらバックスキャッタ信号を受信する動作を行うことになる。送信アンテナ１１から空間を経て各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄへ回り込む電波の電力を抑えることにより、受信回路における送信回り込みをキャンセルする処理の負担を軽減することができる。
【００２０】
ＲＦＩＤタグ２から放射された電波は、空間を通過して各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄに到達する。このとき、ＲＦＩＤタグ２と各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄとの距離が異なるため、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄへの到達時間差が発生する。自由空間中を伝播する電波の速度は、約３×１０８ｍ／ｓある。例えば、ＲＦＩＤタグ２および受信アンテナ１２ａ間の距離と、ＲＦＩＤタグ２および受信アンテナ１２ｂ間の距離との差が１ｍのときは、約３．３ｎｓの到達時間差が生じ、同距離の差が１０ｃｍの場合は約３３０ｐｓの到達時間差が生じる。
【００２１】
各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄを同一平面上に配置する場合は、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄを頂点とする四角形としたときに、向かい合った角の和が１８０度にならないで、かつ、２つの対角線の中心が同じ点とならないように、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄを配置する。
【００２２】
各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄを同一平面状に配置しない場合は、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄを頂点が正四面体の頂点とならないように配置する。
【００２３】
復調部２０ａは、受信アンテナ１２ａから出力される高周波信号と発振部１７の出力を合成してベースバンド信号に変換し、これを増幅部２１ａに出力する。出力された信号は、一般的にはＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indication）と呼ばれる受信信号強度を測定するための振幅情報を含んでいる。各復調部２０ｂ〜２０ｄも同様に、それぞれ受信アンテナ１２ｂ〜１２ｄから出力される高周波信号と発振部１７の出力を合成してベースバンド信号に変換し、これをそれぞれ増幅部２１ｂ〜２１ｄに出力する。
【００２４】
増幅部２１ａは、復調部２０ａから出力される信号を増幅して飽和させ、“Ｈ（High）”または“Ｌ（Low）”で表される２値情報として出力する。ＲＦＩＤタグ２が返すバックスキャッタ信号は２値情報であるため、このようにしてもＲＦＩＤタグ２が返す応答情報を再生することができる。各増幅部２１ｂ〜２１ｄも同様に、それぞれ復調部２０ｂ〜２０ｄから出力されるベースバンド信号を増幅して出力する。なお、各増幅部２１ａ〜２１ｄに代えてコンパレータを用いてもよい。
【００２５】
増幅部２１ａから出力された信号は、制御部１６と計測部２２に入力される。制御部１６は、増幅部２１ａから出力された信号を受信データ（応答信号）に再生して、そのデータに応じた処理を行う。各増幅部２１ｂ〜２１ｄから出力された信号も同様に、計測部２２に入力されるが、制御部１６には入力されない。なお、増幅部２１ａの出力のみ制御部１６へ入力するとしたが、増幅部２１ｂ〜２１ｄから出力された信号を制御部１６に入力する構成としてもよい。
【００２６】
各増幅部２１ａ〜２１ｄの出力が“Ｌ”から“Ｈ”に変化するタイミングは、ＲＦＩＤタグ２からの電波が各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄに到達した時間によって決まる。計測部２２は、各増幅部２１ａ〜２１ｄから入力された信号の時間差を検出し、それぞれの時間差と受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの座標とに基づいてバックスキャッタ信号を返したＲＦＩＤタグ２の座標を算出する。ここで算出される座標は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１を基準とした相対的な座標である。計測部２２は、算出した相対座標値を制御部１６へ出力する。
【００２７】
［時間計測］
図３に計測部２２の概略ブロック図を示している。計測部２２は、４つのＴＤＣ（Time to Digital Converter）２３（２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ）および演算部２４を備えている。
【００２８】
各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄは、Ｓｔａｒｔ入力用の端子と、Ｓｔｏｐ入力用の端子と、出力端子とを有している。各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄは、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｌ”から“Ｈ”に変化した後に、Ｓｔｏｐ入力が“Ｌ”から“Ｈ”に変化するまでの時間に応じたデジタル値を出力する。近年は、１８０ｎｍプロセスのＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide semiconductor）技術を使用して、１０ｐｓ程度の測定分解能が得られている。製造プロセスが微細化すれば、さらに短い時間を測定する分解能を得ることができる。
【００２９】
各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄのＳｔａｒｔ入力用の端子は、制御部１６と接続されている。ＴＤＣ２３ａのＳｔｏｐ入力用の端子は、増幅部２１ａと接続されている。ＴＤＣ２３ｂ〜２３ｄのＳｔｏｐ入力用の端子も同様に、それぞれ増幅部２１ｂ〜２１ｄと接続されている。各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄの出力端子は、演算部２４に接続されている。
【００３０】
各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄの動作を図４に示す信号波形を参照して説明する。
【００３１】
先ず、各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄへのＳｔａｒｔ入力およびＳｔｏｐ入力は、全て“Ｌ”になっている。制御部１６からのＳｔａｒｔ入力が“Ｈ”になると、各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄがそれぞれ時間測定を開始する。ＴＤＣ２３ａへのＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ２３ａは、計測時間としてｔａを出力する。次に、ＴＤＣ２３ｃへのＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ２３ｃは、計測時間としてｔｃを出力する。ＴＤＣ２３ｄへのＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ２３ｄは、計測時間としてｔｄを出力する。ＴＤＣ２３ｂへのＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ２３ｂは、計測時間としてｔｂを出力する。
【００３２】
演算部２４は、図示しない記憶部を備えており、この記憶部に記憶されたプログラムに従って動作し、入力された各計測時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄから、各信号の到達時間差を算出する。受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｂの到達時間差ｔｂａは、ｔｂ−ｔａから求まり、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｃの到達時間差ｔｃａは、ｔｃ−ｔａから求まり、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｄの到達時間差ｔｄａは、ｔｄ−ｔａから求まる。
【００３３】
このように各到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを求めた後、受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの座標を用いて、バックスキャッタ応答を返したＲＦＩＤタグ２の座標を算出する。ここで算出する座標は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１からの相対的な座標である。
【００３４】
上記のように制御部１６は、各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄへのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にすることで、計測部２２に時間計測を開始させる。各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄへのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にするタイミングは、受信アンテナ１２ａから制御部１６に入力される信号に応じて決定されるが、その決定方法については後述する。
【００３５】
［座標演算］
図５を用いてＲＦＩＤタグ２の座標演算について説明する。
受信アンテナ１２ａの座標は（ｘａ，ｙａ，ｚａ）、受信アンテナ１２ｂの座標は（ｘｂ，ｙｂ，ｚｂ）、受信アンテナ１２ｃの座標は（ｘｃ，ｙｃ，ｚｃ）、受信アンテナ１２ｄの座標は（ｘｄ，ｙｄ，ｚｄ）で既知であり、演算部２４が有する記憶部等に予め記憶されている。
【００３６】
バックスキャッタ応答を返したＲＦＩＤタグ２の座標をＰ点（ｘＰ，ｙＰ，ｚＰ）とし、電波の伝達速度をＣとすると、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの座標と到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａとを用いて下記式が成立する。
【数１】
【００３７】
【数２】
【００３８】
【数３】
【００３９】
ｘＰ，ｙＰ，ｚＰ以外は既知の値であるため、上記３つの連立方程式を解くことにより、ｘＰ，ｙＰ，ｚＰの値を求めることができる。この非線形連立方程式は、ニュートン法等の数値計算方法を使用することによって解を求めることができる。各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄが同一平面に配置されている場合は、解が２つ存在する。送信アンテナ１１がｚ＝０となる面にあるなら、アンテナ利得の高い側にある解（正の解）を有効とすればよい。このようにすることにより、バックスキャッタ応答を返したＲＦＩＤタグ２の相対座標を取得することができる。
【００４０】
ここで、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１とＲＦＩＤタグ２との通信について、図６を用いて説明する。
本実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置１とＲＦＩＤタグ２とは、近年広く普及しつつあるＥＰＣglobalのClass１Generation２規格（以下、Ｃ１Ｇ２規格）に従って通信するものとする。
【００４１】
図６の上段は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の送信データであり、斜線を付した部分は搬送波のみが送信されている状態を示している。図６の下段は、ＲＦＩＤタグ２の送信データである。Ｃ１Ｇ２規格の通信においては、先ずＲＦＩＤタグ位置検出装置１が搬送波を送信する。ＲＦＩＤタグ２は、この搬送波を受信することによって起動する。
【００４２】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、プリアンブル（Ｐ）に引き続き、読取り開始を知らせるＱｕｅｒｙ（Ｑ）を送信する。ＲＦＩＤタグ２は、プフアンブル（Ｐ）を受信すると、受信速度を決定して、引き続くデータを受信できるように同期を取り、Ｑｕｅｒｙ（Ｑ）を受信すると、そのＱｕｅｒｙ（Ｑ）の内容に従った設定を行う。その後、Ｃ１Ｇ２規格では、ＲＦＩＤタグ２はランダムに選択したスロットで応答を送信するが、本実施形態では、ＲＦＩＤタグ２が直ちに応答を送信するとして説明する。
【００４３】
ＲＦＩＤタグ２は、Ｑｕｅｒｙ（Ｑ）を受信した後、プリアンブル（Ｐ）に引き続き、１６ビットの擬似乱数であるＲＮ１６を送信する。ＲＮ１６は、以後の通信の間、保持されており、暗号文字列として使用される。ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、プリアンブル（Ｐ）とＲＮ１６とを受信すると、フレーム同期を取るためのＦｒａｍｅ−Ｓｙｎｃ（Ｆ）に引き続き、正しく受信できたことを知らせるＡＣＫを送信する。ＲＦＩＤタグ２は、ＡＣＫを受信すると、プリアンブル（Ｐ）とデータ（Data)とＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を送信する。このデータ（Data）の中に、ＲＦＩＤタグ２毎に固有の識別情報、すなわちＣ１Ｇ２規格のＥＰＣ（Electronic Product Code)が含まれている。ＣＲＣは、データ伝送の誤りを検出するために付加する符号である。
【００４４】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、プリアンブル（Ｐ）、データ（Data）、ＣＲＣを受信すると、そのＣＲＣを用いて伝送エラーの有無を検出する。その結果、正しく受信したと判断したときは、Ｆｒａｍｅ−ｓｙｎｃ（Ｆ）に引き続き、ＱｕｅｒｙＲｅｐ(ＱＲ）を送信する。一方、正常に受信できなかったと判断した場合は、ＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）に代えて、正常に受信できなかったことを通知するＮＡＫを送信し、ＲＦＩＤタグ２に再送を要求する。ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の交信領域内にあるＲＦＩＤタグ２が１つだけのときは、ここまでの処理で通信が完了する。
【００４５】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の交信領域内にＲＦＩＤタグ２が複数ある場合は、ＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）の後に、別のＲＦＩＤタグ２がプリアンブル（Ｐ）とＲＮ１６とを送信する。ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＮ１６を受信すると、Ｆｒａｍｅ−Ｓｙｎｃ(Ｆ）とＡＣＫとを送信し、これを受信したＲＦＩＤタグ２がプリアンブル（Ｐ）、データ（Data）およびＣＲＣを送信する。ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、データ（Data）を正常に受信すると、Ｆｒａｍｅ−Ｓｙｎｃ（Ｆ）を送信する。
このような処理を繰り返すことによって、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、交信領域内にある複数のＲＦＩＤタグ２の識別情報を検出する。
【００４６】
図７にＲＦＩＤタグ２がＲＦＩＤタグ位置検出装置１へ送信するプリアンブルの波形を示している。なお、図７は、Ｃ１Ｇ２規格でＦＭ０符合を使用するときのプリアンブルである。ＦＭ０符合においては、“０”を表すときは１ビットの中心でレベルを“Ｈ”から“Ｌ”または“Ｌ”から“Ｈ”に反転させ、“１”を表すときは１ビットの中でレベルを一定に保ち、変化させない。また、あるビットから次のビットに切り替わるときにレベルを反転させる。“Ｖ”は、ＦＭ０符合のルールに従わないビットであり、プリアンブルの中だけに表れるものである。
【００４７】
通常、プリアンブルの先頭においては、ビット同期をとるために、同じパターンが繰り返される。その後、別の決められたパターンを使用して、プリアンブルの後に続く情報との境目がわかるようにしている。図７では、“０”が５つ連続で現れている箇所がビット同期に使用され、その後の“１０１０Ｖ１”より後がデータとなる。
【００４８】
このように、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＡＣＫを送信した後に識別情報を含むデータを受信するとの手順で通信する。したがって制御部１６は、ＡＣＫ送信後のプリアンブルを受信し、ビット同期をとった後においては、受信信号のレベルが変化するタイミングを予想できる。制御部１６は、ビット同期をとって“Ｖ”を検出した直後、受信信号レベルが“Ｌ”から“Ｈ”に最初に変化する前に各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄのＳｔａｒｔ入力を一斉に“Ｈ”にすることで、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの受信信号のレベルが次に“Ｈ”に変化するまでの時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄを測定することができる。
【００４９】
なお、図２のブロック図では、増幅部２１ａの出力を制御部１６に入力して、ＲＦＩＤタグ２からの受信データの取得を行っている。ＲＦＩＤタグ２から受信アンテナ１２ａまでの距離が最短ではなく、ＲＦＩＤタグ２から他の受信アンテナ１２ｂ〜１２ｄまでの距離の方が短いこともある。各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄが図５のように配置されているとき、受信アンテナ１２ａから最も遠くにある受信アンテナが受信アンテナ１２ｄであるとすると、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｄの最大到達時間差ｔｍは、下記の式で表すことができる。
【数４】
【００５０】
他の受信アンテナ１２ａの最も遠くにある受信アンテナが他のアンテナである場合でも、同様の計算式にて受信アンテナ１２ａとそのアンテナとの最大到達時間差ｔｍを求めることができる。
【００５１】
これらを考慮し、“Ｖ”が検出された直後において受信信号のレベルが“Ｌ”から“Ｈ”に変化すると予想されるタイミングからｔｍより前の時間に、各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄへのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にすればよい。言い換えると、時間測定を開始するタイミングは、最大受信アンテナ間距離を電波が伝達する時間より後に各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの受信信号レベルが変化するように設定すればよい。
【００５２】
また、測定時間が長すぎると、次の受信信号レベルの変化点が現れてしまうので、次の変化点が現れる前に測定を終了することが好ましい。伝送速度と符号化方式により、信号レベルの変化点が現れる時間間隔が決まるので、これから測定終了時間を決めればよい。このようにすることによって、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄとＲＦＩＤタグ２の配置に関係無く、全ての受信アンテナ１２ａ〜１２ｄに到達する信号のレベル変化タイミングを捉えることができる。そして、測定した時間差からＲＦＩＤタグ２の位置を特定することができる。
【００５３】
このように、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、識別情報を含むデータのプリアンブルを利用してＲＦＩＤタグ２の位置を検出するため、ＲＦＩＤタグ２の識別情報と位置を一度に検出することができる。複数のＲＦＩＤタグ２の識別情報を検出した場合は、それぞれの識別情報に対応する位置も検出することができる。
【００５４】
なお、本実施形態では“Ｖ”の位置で各ＴＤＣ１２ａ〜１２ｄのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にするが、ビット同期が取れた後であれば、任意の受信信号レベルの変化点付近で同様に時間を測定することができる。
【００５５】
［表示部への情報表示］
さて、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＦＩＤタグ２の相対座標を算出し、その相対座標と、同座標の算出時にＲＦＩＤタグ２から受信した識別情報あるいはそれに基づいて特定される情報を関連付けて表示部１５に表示する機能を有している（出力手段）。
図８は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１の表示部１５に表示される画像を説明するための模式図である。表示部１５は、図示したようにＲＦＩＤタグ位置検出装置１の背面（カメラ部１３のレンズ等が設けられた面と反対側の面）に設けられている。
【００５６】
図中の３０は、それぞれＲＦＩＤタグ２が取り付けられた物品であり、各ＲＦＩＤタグ２はいずれもＲＦＩＤタグ位置検出装置１の交信領域内にあるものとする。表示部１５には、カメラ部１３で撮影された画像が表示され、各ＲＦＩＤタグ２との通信によって検出した各ＲＦＩＤタグ２の相対座標に対応する画像上には、各ＲＦＩＤタグ２から検出した識別情報に基づく情報３１が重ね合わせて（関連付けて）表示される。各情報３１は、各ＲＦＩＤタグ２から検出した識別情報そのままでもよいが、その識別情報に紐付けられた物品情報としてもよい。この場合、例えば制御部１６の記憶部に識別情報と物品情報との対応を示すテーブルを予め記憶しておき、そのテーブルを参照して識別情報に紐付けられた物品情報を特定すればよい。このように情報３１を物品情報とすれば、表示部１５に映し出された物品の種別を認識し易くなる。
【００５７】
情報３１の表示に関する各部の動作を、図９のフローチャートに沿って説明する。
上位機器からコマンドを受信するなどして処理開始が指示されると、カメラ部１３により画像が撮影され、それが表示部１５に表示される。その後、図９に示す処理が開始される。
【００５８】
開始当初においては、先ず前述した方法により交信領域内にあるＲＦＩＤタグ２の位置が検出される（ステップ：ＳＴ１〜ＳＴ１１）。すなわち、送信アンテナ１１からの搬送波の送信が開始されて（ＳＴ１）、交信領域内にあるＲＦＩＤタグ２が起動される。次に、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙ（Ｑ）が送信され（ＳＴ２）、これに対するＲＮ１６が受信アンテナ１２ａにより受信される（ＳＴ３）。その後、送信アンテナ１１からＡＣＫが送信され（ＳＴ４）、応答を返したＲＦＩＤタグ２の識別情報を含むデータの受信が開始される（ＳＴ５）。そして、そのＲＦＩＤタグ２から送信されるプリアンブル（Ｐ）に含まれる“１０１０Ｖ”の受信中に、制御部１６が前述したタイミングで各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にする（ＳＴ６）。その結果、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってから各Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄが各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄから演算部２４に出力される（ＳＴ７）。演算部２４は入力された計測時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄに基づいて受信アンテナ１２ａ〜１２ｄ毎の到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを算出し（ＳＴ８）、それらに基づいて応答を返したＲＦＩＤタグ２の相対座標を算出する（ＳＴ９）。相対座標の算出が行われた後に応答を返したＲＦＩＤタグ２からの識別情報を含むデータの受信が完了し（ＳＴ１０）、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）が送信される（ＳＴ１１）。
【００５９】
なお、ＳＴ８とＳＴ９における演算がＳＴ１０におけるデータの受信完了前に行われるとしたが、ＳＴ８とＳＴ９における演算がＳＴ１０におけるデータの受信完了後に行われてもよい。
【００６０】
ＳＴ１１の後、制御部１６により、ＳＴ９で算出された相対座標が画面への表示座標に変換され、変換後の座標にＲＦＩＤタグ２から受信した識別情報に基づく情報が表示される（ＳＴ１２）。その後、図示したフローチャートに沿う処理を開始してからＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）を所定回数送信したかを判断し、所定回数送信していない場合は（ＳＴ１３の“Ｎ”）、交信領域内にある他のＲＦＩＤタグ２を対象としてＳＴ３〜ＳＴ１２の処理が行われる。一方、ＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）を所定回数送信し終えた場合は（ＳＴ１３の“Ｙ”）、一連の処理が終了する。
【００６１】
ＳＴ１２にて行う座標変換を説明するための図を図１０に示している。ｘ−ｚ面を上段に、ｙ−ｚ面を下段右に、表示部１５への画面表示座標を下段左に示す。相対座標を検出したＲＦＩＤタグ２の座標をＰ点（ｘＰ，ｙＰ，ｚＰ）とし、カメラ部１３の撮像点の座標をｅ点（xｅ，ｙｅ，ｚｅ）とし、ｚｅ＝０としている。カメラ部１３の画像の取得範囲は、ｘ−ｚ面では±θの範囲であり、ｙ−ｚ面では±φの範囲である。
【００６２】
カメラ部１３によって撮像される画像はｘ−ｙ面で表されるため、ＲＦＩＤタグ２の位置を表示するためには、三次元座標を画像座標に変換する必要がある。
【００６３】
カメラ部１３の撮像点からＲＦＩＤタグ２までのｚ軸上の距離はｚＰである。カメラ部１３で撮像される画像の距離ｚＰにおけるｘ軸の範囲は、−ｚＰ／ｃｏｓθ〜ｚＰ／ｃｏｓθとなる。ｘｗ＝ｚＰ／ｃｏｓθとすると、−ｘｗ≦（距離ｚＰにおけるｘ軸の取得範囲）≦ｘｗとなる。カメラ部１３の撮像画像におけるＲＦＩＤタグ２のｘ座標は、ｘＰ−ｘｅとして表される。
【００６４】
カメラ部１３で取得する距離ｚＰにおけるｙ軸の範囲は、−ｚＰ／ｓｉｎφ〜ｚＰ／ｓｉｎφとなる。ｙｗ＝ｚＰ／ｓｉｎφとすると、−ｙｗ≦（距離ｚＰにおけるｙ軸の取得範囲）≦ｙｗとなる。カメラ部１３の撮像画像におけるＲＦＩＤタグ２のｙ座標は、ｙＰ−ｙｅとして表される。
【００６５】
表示部１５に画像を表示するときは、（ｘｗ，ｙｗ）を表示画像の右上隅とし、（−ｘｗ，ｙｗ）を表示画像の左上隅とし、（ｘｗ，−ｙｗ）を表示画像の右下隅とし、（−ｘｗ，−ｙｗ）を表示画像の左下隅として、上記のように算出したＲＦＩＤタグ２の表示座標（ｘＰ−ｘｅ，ｙＰ−ｙｅ）に相当する位置に、当該ＲＦＩＤタグ２に対応する情報３１を表示する。
【００６６】
このようにすることで、複数のＲＦＩＤタグ２の識別情報と相対位置を取得し、取得した複数のＲＦＩＤタグ２の場所を人に分かり易く報知することができ、入出荷の物品管理や棚卸を効率良く行うことができる。
【００６７】
また、表示画像中のＲＦＩＤタグ２があるはずの場所に、識別情報等の情報３１が表示されないときは、その場所にあるはずのＲＦＩＤタグ２が読み取れなかったと判断できる。そして、直ちに読み取れなかったＲＦＩＤタグ２の位置を知ることができる。
【００６８】
［タグ位置へのレーザ照射］
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＦＩＤタグ２の位置を検出し、その位置を照射部１４からのレーザ照射で示す機能を有している。
図１１は、照射部１４によりレーザ光（光線）が照射される様子を示す模式図である。この機能は、既に各ＲＦＩＤタグ２の識別情報が判明しており、複数のＲＦＩＤタグ２の中から特定のＲＦＩＤタグ２を探し出すときなどに使用する。すなわち、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１が、特定の識別情報を記憶しているＲＦＩＤタグ２ｄのみが応答するコマンドを送信し、応答したＲＦＩＤタグ２ｄの相対座標を取得し、取得した相対座標に向けて照射部１４からレーザ光４２を照射して、ＲＦＩＤタグ２ｄの位置を知らせる。
【００６９】
レーザ光の照射に関する各部の動作を、図１２のフローチャートに沿って説明する。
上位機器からコマンドを受信するなどして処理開始が指示されると、そのコマンドで示されるＲＦＩＤタグ２を処理対象として図１２に示す処理が開始される。
【００７０】
開始当初においては、先ず処理対象であるＲＦＩＤタグ２の位置が検出される（ステップ：ＳＴ２１〜ＳＴ３２）。すなわち、送信アンテナ１１からの搬送波の送信が開始されて（ＳＴ２１）、交信領域内にあるＲＦＩＤタグ２が起動される。次に、送信アンテナ１１から処理対象であるＲＦＩＤタグ２を指定したＳｅｌｅｃｔコマンドが送信される（ＳＴ２２）。このＳｅｌｅｃｔコマンドを受信したＲＦＩＤタグ２は、同コマンドにて自身が指定されている場合に限り、以降のＱｕｅｒｙ（Ｑ）等に応答する。
【００７１】
続いて、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙ（Ｑ）が送信され（ＳＴ２３）、これに対して処理対象のＲＦＩＤタグ２が返すＲＮ１６が、受信アンテナ１２ａにより受信される（ＳＴ２４）。その後、送信アンテナ１１からＡＣＫが送信され（ＳＴ２５）、処理対象のＲＦＩＤタグ２の識別情報を含むデータの受信が開始される（ＳＴ２６）。そして、そのＲＦＩＤタグ２から送信されるプリアンブル（Ｐ）に含まれる“１０１０Ｖ”の受信中に、制御部１６が前述したタイミングで各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にする（ＳＴ２７）。その結果、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってから各Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄが各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄから演算部２４に出力される（ＳＴ２８）。演算部２４は、入力された計測時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄに基づいて受信アンテナ１２ａ〜１２ｄ毎の到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを算出し（ＳＴ２９）、それらに基づいて処理対象のＲＦＩＤタグ２の相対座標を算出する（ＳＴ３０）。相対座標の算出が行われた後に処理対象のＲＦＩＤタグ２からの識別情報を含むデータの受信が完了し（ＳＴ３１）、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）が送信される（ＳＴ３２）。
【００７２】
なお、ＳＴ２９とＳＴ３０における演算がＳＴ３１におけるデータの受信完了前に行われるとしたが、ＳＴ２９とＳＴ３０における演算がＳＴ３１におけるデータの受信完了後に行われてもよい。
【００７３】
ＳＴ３２の後、制御部１６により、ＳＴ９で算出された相対座標がレーザ光の照射座標に変換され、変換後の座標に照射部１４からレーザ光が照射される（ＳＴ３３）。以上で一連の処理が終了する。
【００７４】
ここで、照射部１４の構造および照射座標の算出方法について説明する。
図１３は、照射部１４の概略構造を示す模式図である。照射部１４は、レーザ光を出力する光源４０と、レーザ光の照射角度を調整するミラー４１とを備えている。光源４０は、ミラー４１に向かってレーザ光を出力し、ミラー４１でレーザ光の進行方向を変える。図示した矢印４２は、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１から照射されるレーザ光の進行方向を示している。ミラー４１は、ｘ軸方向の回転軸４３とｙ軸方向の回転軸４４で回転可能となるように支持されている。各回転軸４３，４４における回転角度を調整してミラー４１の向きを変えることにより、ミラー４１で反射されるレーザ光を所望の方向に向けることができる。
【００７５】
ＳＴ３３にて行う座標変換とミラー４１の角度との関係を説明するための図を、図１４に示している。ｘ−ｚ面を上段に、ｙ−ｚ面を下段右に、ｘ，ｙ，ｚ軸からなる三次元座標系を下段左に示す。相対座標を取得した処理対象のＲＦＩＤタグ２の座標をＰ点（ｘＰ，ｙＰ，ｚＰ）とし、レーザ光を向ける座標をｆ点（ｘｆ，ｙｆ，ｚｆ）とし、ｚｆ＝０としている。
【００７６】
ミラー４１の角度を調整する前の初期照射方向は、ｆ点からｘ−ｙ面に垂直なｚ方向であるとする。そうすると、ｘ−ｚ面においてはｆ点からθ１＝ａｒｃｔａｎ｛ｚＰ／(ｘＰ−ｘｆ)｝方向にＰ点が所在し、ｙ−ｚ面ではｆ点からφ１＝ａｒｃｔａｎ｛ｚＰ／（ｙＰ−ｘｆ）｝方向にＰ点が所在することになる。したがって、ミラー４１をｙ軸方向の回転軸４３を軸としてθ１回転させ、ｘ軸方向の回転軸４４を軸としてφ１回転させることにより、処理対象のＲＦＩＤタグ２の座標Ｐ点に向けてレーザ光を照射することができる。
【００７７】
このように特定のＲＦＩＤタグ２に向けてレーザ光が照射されれば、探しているＲＦＩＤタグ２の場所を容易に知ることができる。なお、算出した相対座標には計測や演算による誤差が含まれるため、ＲＦＩＤタグ２の実際の座標と算出した座標とが若干異なることがある。そのため、レーザ光を拡散させて、照射範囲を広げるようにしてもよい。
【００７８】
［タグ不在の報知］
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、予め定められた設定範囲外にそれまで同範囲内に在ったＲＦＩＤタグ２が出たことに応じて、その旨を報知する機能（報知手段）を有している。
図１５は、当該機能を説明するための模式図である。送信アンテナ１１および受信アンテナ１２ａ〜１２ｄによる交信領域５１の内部に、設定範囲５２を定める。設定範囲５２の相対座標は、制御部１６の記憶部等に予め記憶しておく。先ず、設定範囲５２の内側にＲＦＩＤタグ２ｅがあり、その後、ＲＦＩＤタグ２ｅが設定範囲５２の外側に移動したとする。当該機能において、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＦＩＤタグ２ｅが設定範囲５２内から設定範囲５２外に出たか否かを検出し、設定範囲５２外に出たことを検出したときに、その旨を報知する。
【００７９】
当該機能に関する各部の動作を、図１６のフローチャートに沿って説明する。
上位機器からコマンドを受信するなどして処理開始が指示されると、図１６に示す処理が開始される。
【００８０】
開始当初においては、先ず前述した方法により交信領域５１内に在るＲＦＩＤタグ２の位置が検出される（ステップ：ＳＴ４１〜ＳＴ５１）。すなわち、送信アンテナ１１からの搬送波の送信が開始されて（ＳＴ４１）、交信領域内に在るＲＦＩＤタグ２が起動される。次に、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙ（Ｑ）が送信され（ＳＴ４２）、これに対するＲＮ１６が受信アンテナ１２ａにより受信される（ＳＴ４３）。その後、送信アンテナ１１からＡＣＫが送信され（ＳＴ４４）、応答を返したＲＦＩＤタグ２の識別情報を含むデータの受信が開始される（ＳＴ４５）。そして、そのＲＦＩＤタグ２から送信されるプリアンブル（Ｐ）に含まれる“１０１０Ｖ”の受信中に、制御部１６が前述したタイミングで各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄのＳｔａｒｔ入力を“Ｈ”にする（ＳＴ４６）。その結果、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってから各Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄが各ＴＤＣ２３ａ〜２３ｄから演算部２４に出力される（ＳＴ４７）。演算部２４は入力された計測時間ｔａ，ｔｂ，ｔｃ，ｔｄに基づいて受信アンテナ１２ａ〜１２ｄ毎の到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを算出し（ＳＴ４８）、それらに基づいて応答を返したＲＦＩＤタグ２の相対座標を算出する（ＳＴ４９）。相対座標の算出が行われた後に応答を返したＲＦＩＤタグ２からの識別情報を含むデータの受信が完了し（ＳＴ５０）、送信アンテナ１１からＱｕｅｒｙＲｅｐ（ＱＲ）が送信される（ＳＴ５１）。
【００８１】
なお、ＳＴ４８とＳＴ４９における演算がＳＴ５０におけるデータの受信完了前に行われるとしたが、ＳＴ４８とＳＴ４９における演算がＳＴ５０におけるデータの受信完了後に行われてもよい。
【００８２】
ＳＴ５１の後、制御部１６により、ＳＴ４９で算出された相対座標と上記記憶部に記憶された設定範囲５２の座標とに基づいて、当該ＲＦＩＤタグ２が設定範囲５２内に在るか否かが判定される（ＳＴ５２）。その結果、設定範囲５２内に在ると判定されたならば（ＳＴ５２の「Ｙ」）、交信領域５１内にある他のＲＦＩＤタグ２を対象としてＳＴ４２〜ＳＴ５２の処理が行われる。一方、設定範囲５２内に無いと判定されたならば（ＳＴ５２の「Ｎ」）、そのＲＦＩＤタグ２が設定範囲５２外に出たことが報知されて（ＳＴ５３）、一連の処理が終了する。
【００８３】
ＳＴ５３における報知は、表示部１５にメッセージ等を表示することで行ってもよいし、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１にスピーカ等をつなげて音声を出力することで行ってもよい。このような報知により、ＲＦＩＤタグ２が決められたエリアの外に出されたことを知らせることができる。
【００８４】
なお、ＲＦＩＤタグ２が設定範囲５２内から設定範囲５２外に出たときの説明をしたが、設定範囲５２外から設定範囲５２内に移動してきたことを検出したときに、その旨を報知するようにしてもよい。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、ＲＦＩＤタグ２からの応答電波が４つの受信アンテナ１２ａ〜１２ｄに到達する時間差を用いてＲＦＩＤタグ２の位置を検出する。このような構成であれば、ＲＦＩＤタグ２の位置検出に際し、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１を複数の位置に移動させる必要がない。したがって、ＲＦＩＤタグ２の位置を迅速に検出できる。さらに、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１にＲＦＩＤタグ２との通信を複数回行わせる必要がないので、電波使用効率が悪くなることもない。
【００８６】
また、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、位置を検出したＲＦＩＤタグ２に関する情報を、表示部１５の表示画像上の対応する位置に重ね合わせて表示する機能や、検出された位置に向けてレーザ光を照射する機能を有する。このような機能を用いれば、特定のＲＦＩＤタグ２の所在を極めて容易に確認できる。
【００８７】
また、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は、所定範囲に在るＲＦＩＤタグ２が同範囲から出たことを検出し、報知する機能を有する。このような機能を用いれば、所定範囲内におけるＲＦＩＤタグ２の入出を極めて容易に管理できる。
【００８８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００８９】
各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄから計測部２２までの間の回路で、回路遅延のばらつきや配線長のばらつき等が生じることがある。例えば、受信信号が、受信アンテナ１２ａから入力されてＴＤＣ２３ａに入力される時間と、受信アンテナ１２ｂから入力されてＴＤＣ２３ｂに入力される時間には、若干の差が生じ得る。この若干の差を補正すると、演算した相対座標と実際の座標のずれを小さくすることができる。
【００９０】
そこで、本実施形態においては、上記ずれを最小減に止めるべく、到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａの補正値を取得する機能（取得手段）を演算部２４に設け、取得した補正値にて補正した後の到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを用いてＲＦＩＤタグ２の相対座標を演算する。
【００９１】
各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄの間で生じる到達時間差のずれを補正する一例について説明する。
補正値の取得は、例えば補正モードなるモードでＲＦＩＤタグ位置検出装置１を起動した際に実行される。その際、予め受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｂから等距離となる場所にＲＦＩＤタグ２を配置しておく。この状態で、第１の実施形態にて説明した方法にて相対座標の取得を行う。
【００９２】
このとき、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｂへの電波の到達時間は同じであるため、回路における伝達遅延差がＴＤＣ２３ａとＴＤＣ２３ｂの入力時間差Δｔｂａとして現れる。この時間差Δｔｂａは、補正値として例えば演算部２４の記憶部に記憶される。回路における伝達遅延差が無い場合は、Δｔｂａ＝０である。さらに、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｃ、受信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｄとの間でも同様に補正値である時間差Δｔｃａ，Δｔｄａを取得する。
【００９３】
補正値を取得した後、通常の動作モードにおいてＲＦＩＤタグ２の相対座標を算出する際には、演算部２４で取得した到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａからそれぞれ上記時間差Δｔｂａ，Δｔｃａ，Δｔｄａが差し引かれて補正され、補正後の値を用いてＲＦＩＤタグ２の相対座標が演算される。
【００９４】
次に、到達時間差のずれを補正する他の例について説明する。
この例では、先ずＲＦＩＤタグ２を予めその相対座標が判明している位置に配置しておく。そうすると、このＲＦＩＤタグ２と各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄとの距離が決まる。このとき、このＲＦＩＤタグ２と各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄまでの距離と電波の伝達速度から、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄ間の理論的な受信到達時間差を算出することができる。この時間差は、算出後の値をＲＦＩＤタグ位置検出装置１に外部から入力するようにしてもよいし、制御部１６にて算出してもよい。
【００９５】
次に、補正モードにおいて上記ＲＦＩＤタグ２の相対座標の取得を行い、そのときの受信到達時間差と理論的な受信到達時間差とを比較して、それぞれの差分を算出する。算出した差分は、例えば演算部２４の記憶部に補正値として記憶する。
【００９６】
以後、通常の動作モードにおいてＲＦＩＤタグ２の相対座標を演算する際には、上記記憶部に記憶したそれぞれの補正値を用いて、最初の例と同様に到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを補正する。
【００９７】
以上説明したように、本実施形態においては、算出した到達時間差ｔｂａ，ｔｃａ，ｔｄａを補正する機能を設け、補正後の到達時間差を用いてＲＦＩＤタグ２の相対位置を検出するようにした。このようにしたことにより、回路遅延のばらつきや配線長のばらつきによる誤差が吸収され、ＲＦＩＤタグ２の位置検出の精度が大幅に向上する。
【００９８】
なお、第１の実施形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００９９】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
第１，第２の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【０１００】
本実施形態においては、ＲＦＩＤタグ２の絶対座標を算出する機能を、第１，第２の実施形態におけるＲＦＩＤタグ位置検出装置１の演算部２４に設ける。
絶対座標を算出するために、予め当該ＲＦＩＤタグ位置検出装置１を使用する建物内の柱等の固定された物体にＲＦＩＤタグ２を取り付けておき、このＲＦＩＤタグ２の絶対座標（ｘｈ，ｙｈ，ｚｈ）を取得して、演算部２４の記憶部等に予め記憶しておく。但し、当該固定的な物体に取り付けられたＲＦＩＤタグ２に絶対座標を記憶させておき、これを任意のタイミングでＲＦＩＤタグ位置検出装置１により読み取ることにより、同ＲＦＩＤタグ２の絶対座標を取得してもよい。
【０１０１】
ＲＦＩＤタグ位置検出装置１は移動せずに、絶対座標の知られているＲＦＩＤタグ２と絶対座標の知られていないＲＦＩＤタグ２との通信を行い、それぞれの相対座標を取得する。取得した絶対座標の知られているＲＦＩＤタグ２の相対座標は（ｘｇ，ｙｇ，ｚｇ）であり、絶対座標の知られていないＲＦＩＤタグ２の相対座標は（ｘＰ，ｙＰ，ｚＰ）であるとする。
【０１０２】
ここまでに取得した座標から、演算部２４は、絶対座標の知られていないＲＦＩＤタグ２の絶対座標を（ｘｈ＋ｘＰ−ｘｇ，ｙｈ＋ｙＰ−ｙｇ，ｚｈ＋ｚＰ−ｚｇ）と算出することができる。
【０１０３】
このように算出した絶対座標は、例えば表示部１５への表示やスピーカからの音声出力によって報知する。このようにすることにより、ＲＦＩＤタグ位置検出装置１を基準としたＲＦＩＤタグ２の相対座標だけでなく、建物等を基準としたＲＦＩＤタグ２の絶対座標をも知ることができる。
【０１０４】
なお、第１，第２の実施形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【０１０５】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
第１〜第３の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【０１０６】
本実施形態は、前記各実施形態における計測部の構成が異なるだけで、それ以外の構成は同じである。そのため、計測部についてのみ詳述する。
【０１０７】
図１７に本実施形態における計測部の概略ブロック図を示している。このブロック図は、図３で示した計測部２２を計測部１２２に置き換えたものであり、ＴＤＣのＳｔａｒｔ入力に制御部１６からの信号を使用しない構成を実現するものである。
【０１０８】
計測部１２２は、ＴＤＣ１２５〜１３０と演算部１２４とで構成されている。ＴＤＣ１２５は、増幅部２１ａの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ｂの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｂａ＋を演算部１２４に出力する。ＴＤＣ１２６は、増幅部２１ｂの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ａの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｂａ−を演算部１２４に出力する。
【０１０９】
ＴＤＣ１２７は、増幅部２１ａの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ｃの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｃａ＋を演算部１２４に出力する。ＴＤＣ１２８は、増幅部２１ｃの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ａの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｃａ−を演算部１２４に出力する。
【０１１０】
ＴＤＣ１２９は、増幅部２１ａの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ｄの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｄａ＋を演算部１２４に出力する。ＴＤＣ１３０は、増幅部２１ｄの出力をＳｔａｒｔ入力とし、増幅部２１ａの出力をＳｔｏｐ入力とし、Ｓｔａｒｔ入力が“Ｈ”になってからＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になるまでの時間ｔｄａ−を演算部１２４に出力する。
【０１１１】
ＲＦＩＤタグ２とＲＦＩＤタグ位置検出装置１の配置によって、増幅部２１ａと増幅部２１ｂの出力が“Ｈ”になる順番が異なる。増幅部２１ａの出力が先に“Ｈ”になった場合、ＴＤＣ１２５で受信アンテナ１２ａ，１２ｂの到達時間差が計測されることになり、ＴＤＣ１２６では増幅部２１ｂの出力が“Ｈ”になった後、次に増幅部２１ａの出力が“Ｈ”になるまでの時間が計測されるので、時間ｔｂａ−は時間ｔｂａ＋よりも長くなる。逆に増幅部２１ｂの出力が先に“Ｈ”になった場合、ＴＤＣ１２６で受信アンテナ１２ａ，１２ｂの到達時間差が計測されることになり、ＴＤＣ１２５では増幅部２１ａの出力が“Ｈ”になった後、次に増幅部２１ｂの出力が“Ｈ”になるまでの時間が計測されるので、時間ｔｂａ＋は時間ｔｂａ−よりも長くなる。これに鑑み、演算部１２４は、入力された時間ｔｂａ＋，ｔｂａ−のうち、短い一方を演算に使用する時間として採用する。
【０１１２】
同様に、時間ｔｃａ＋，ｔｃａ−の短い一方を演算に使用する時間として採用し、時間ｔｄａ＋，ｔｄａ−の短い一方を演算に使用する時間として採用する。
【０１１３】
計測部の動作を説明すべく、各ＴＤＣ１２５〜１３０の入出力波形の一例を図１８に示す。図中のａ〜ｄは、それぞれ増幅部２１ａ〜２１ｄの出力信号である。増幅部２１ａの出力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ１２５とＴＤＣ１２７とＴＤＣ１２９のＳｔａｒｔ入力が“Ｈ”になり、時間の計測を開始する。
【０１１４】
その後、増幅部２１ｃの出力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ１２７のＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になり、ＴＤＣ１２８のＳｔａｒｔ入力が“Ｈ”になる。ＴＤＣ１２７は、Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になったので、時間ｔｃａ＋を出力する。
【０１１５】
次に、増幅部２１ｄの出力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ１２９のＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になり、ＴＤＣ１３０のＳｔａｒｔ入力が“Ｈ”になる。ＴＤＣ１２９は、Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になったので、時間ｔｄａ＋を出力する。
【０１１６】
次に、増幅部２１ｂの出力が“Ｈ”になると、ＴＤＣ１２５のＳｔｏｐ入力が“Ｈ”になり、ＴＤＣ１２６のＳｔａｒｔ入力が“Ｈ”になる。ＴＤＣ１２５は、Ｓｔｏｐ入力が“Ｈ”になったので、時間ｔｂａ＋を出力する。
【０１１７】
図１８の例では、ＴＤＣ１２６とＴＤＣ１２８とＴＤＣ１３０は、時間測定が終了していない。時間測定可能な最大時間内に終了しない場合は、ＴＤＣ１２６，１２８，１３０による測定終了時までの時間（上記最大時間）をそれぞれｔｂａ−，ｔｃａ−，ｔｄａ−とする。
【０１１８】
演算部１２４は、上記した通り、ｔｂａ＋とｔｂａ−、ｔｃａ＋とｔｃａ−、ｔｄａ＋とｔｄａ−を比較し、短い一方を座標演算用に採用する。採用した３つの時間は、各受信アンテナ１２ａ〜１２ｄへのＲＦＩＤタグ２からの応答の到達時間差である。演算部１２４は、これら到達時間差を用いて、応答したＲＦＩＤタグ２の相対座標を演算する。このような構成は、第１〜第３の実施形態いずれにも適用可能である。
【０１１９】
なお、第１〜第３の実施形態と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【０１２０】
（変形例）
上記各実施形態にて開示した構成は、種々変形実施可能である。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。
【０１２１】
（１）上記各実施形態においては、受信アンテナ、復調部、および増幅部を４つずつ使用する場合を例示した。しかしながら、受信アンテナ、復調部、および増幅部の数は、５つ以上であってもよい。
受信アンテナ等が５つ以上ある場合は、例えばニュートン法に最小二乗法を組み合わせた演算方法を使用することにより、ＲＦＩＤタグ２の相対座標を求めることができる。受信到達時間差を計測する数が多くなると、算出した相対座標が実際の座標に近づく傾向があるので、受信アンテナ、復調部、および増幅部を５つ以上使用することで、ＲＦＩＤタグ位置検出装置の位置検出性能を高めることができる。
【０１２２】
（２）上記各実施形態では、制御部１６や演算部２４，１２４の記憶部に各処理用のプログラムが予め記憶されているものとして説明した。しかしながら、これに限らず各プログラムをネットワークからＲＦＩＤタグ位置検出装置にダウンロードしても良いし、同様の機能を記録媒体に記憶させたものをＲＦＩＤタグ位置検出装置にインストールしてもよい。記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ等を利用でき、かつＲＦＩＤタグ位置検出装置が読み取り可能な記録媒体であれば、その形態は何れの形態であってもよい。またこのように予めインストールやダウンロードにより得る機能はＲＦＩＤタグ位置検出装置内部のＯＳ（Operating System）等と協働してその機能を実現させるものであってもよい。
【０１２３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２４】
１…ＲＦＩＤタグ位置検出装置、２…ＲＦＩＤタグ、１１…送信アンテナ、１２…受信アンテナ、１３…カメラ部、１４…照射部、１５…表示部、１６…制御部、１７…発振部、１８…変調部、１９…電力増幅部、２０…復調部、２１…増幅部、２２…計測部、２３…ＴＤＣ、２４…演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤタグへ信号を送信する送信アンテナと、
前記ＲＦＩＤタグからの応答信号を受信する４つ以上の受信アンテナと、
前記各受信アンテナが受信した応答信号に応じて出力する信号の時間差を計測し、計測した各時間差に基づいて前記ＲＦＩＤタグの相対座標を演算する計測部と、
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項２】
前記受信アンテナから出力される信号を応答信号に再生して、その応答信号に応じた処理を行う制御部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項３】
前記各受信アンテナは、前記送信アンテナの放射利得が低い方向に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記受信アンテナから入力される信号に応じて決定される所定のタイミングで前記計測部に時間計測を開始させ、
前記計測部は、時間計測開始の後、前記各受信アンテナから入力される信号が変化するまでの時間をそれぞれ計測し、計測した各時間を用いて前記各時間差を算出することを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項５】
前記計測部は、前記各受信アンテナから入力される信号の変化に応じて時間計測の開始及び停止を行い、前記各時間差を計測することを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項６】
前記計測部による各時間差の計測は、前記ＲＦＩＤタグに固有の識別情報を含む応答信号の受信時に行われ、
前記各時間差から演算された相対座標と、その演算に用いられた各時間差の計測時に受信された識別情報又はその識別情報に基づいて特定される情報とを関連付けて出力する出力手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項７】
表示部と、
画像を撮影するカメラ部と、
を備え、
前記出力手段は、前記カメラ部で撮影した画像を前記表示部に表示させると共に、その表示画像上における前記計測部が演算した相対座標に相当する位置に、その演算に用いられた各時間差の計測時に受信された識別情報又はその識別情報に基づいて特定される情報を表示することを特微とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項８】
前記送信アンテナは、指定した一つのＲＦＩＤタグが応答する信号を送信し、
当該指定したＲＦＩＤタグの前記計測部によって演算された相対座標に相当する方向に向けて光線を出力する照射部をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項９】
前記計測部で演算された相対座標が予め定められた設定範囲外である場合にその旨を報知する報知手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項１０】
前記計測部で計測される各時間差の補正値を取得する取得手段をさらに備え、
前記計測部は、計測した各時間差を前記取得手段によって取得された補正値にて補正し、補正後の各時間差を用いてＲＦＩＤタグの相対座標を演算することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項１１】
前記計測部は、絶対座標が未知のＲＦＩＤタグ及び配置位置が固定されている絶対座標が既知のＲＦＩＤタグの相対座標をそれぞれ演算し、演算した各相対座標と前記既知の絶対座標とを用いて前記絶対座標が未知のＲＦＩＤタグの絶対座標を算出することを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項１２】
送信アンテナからＲＦＩＤタグへ信号を送信するステップと、
前記ＲＦＩＤタグからの応答信号を４つ以上の受信アンテナにて受信し、各受信アンテナが受信した応答信号に応じて出力する信号の時間差を計測するステップと、
計測した各時間差に基づいて前記ＲＦＩＤタグの相対座標を演算するステップと、
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグの位置検出方法。
【請求項１】
ＲＦＩＤタグへ信号を送信する送信アンテナと、
前記ＲＦＩＤタグからの応答信号を受信する４つ以上の受信アンテナと、
前記各受信アンテナが受信した応答信号に応じて出力する信号の時間差を計測し、計測した各時間差に基づいて前記ＲＦＩＤタグの相対座標を演算する計測部と、
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項２】
前記受信アンテナから出力される信号を応答信号に再生して、その応答信号に応じた処理を行う制御部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項３】
前記各受信アンテナは、前記送信アンテナの放射利得が低い方向に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記受信アンテナから入力される信号に応じて決定される所定のタイミングで前記計測部に時間計測を開始させ、
前記計測部は、時間計測開始の後、前記各受信アンテナから入力される信号が変化するまでの時間をそれぞれ計測し、計測した各時間を用いて前記各時間差を算出することを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項５】
前記計測部は、前記各受信アンテナから入力される信号の変化に応じて時間計測の開始及び停止を行い、前記各時間差を計測することを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項６】
前記計測部による各時間差の計測は、前記ＲＦＩＤタグに固有の識別情報を含む応答信号の受信時に行われ、
前記各時間差から演算された相対座標と、その演算に用いられた各時間差の計測時に受信された識別情報又はその識別情報に基づいて特定される情報とを関連付けて出力する出力手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項７】
表示部と、
画像を撮影するカメラ部と、
を備え、
前記出力手段は、前記カメラ部で撮影した画像を前記表示部に表示させると共に、その表示画像上における前記計測部が演算した相対座標に相当する位置に、その演算に用いられた各時間差の計測時に受信された識別情報又はその識別情報に基づいて特定される情報を表示することを特微とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項８】
前記送信アンテナは、指定した一つのＲＦＩＤタグが応答する信号を送信し、
当該指定したＲＦＩＤタグの前記計測部によって演算された相対座標に相当する方向に向けて光線を出力する照射部をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項９】
前記計測部で演算された相対座標が予め定められた設定範囲外である場合にその旨を報知する報知手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項１０】
前記計測部で計測される各時間差の補正値を取得する取得手段をさらに備え、
前記計測部は、計測した各時間差を前記取得手段によって取得された補正値にて補正し、補正後の各時間差を用いてＲＦＩＤタグの相対座標を演算することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項１１】
前記計測部は、絶対座標が未知のＲＦＩＤタグ及び配置位置が固定されている絶対座標が既知のＲＦＩＤタグの相対座標をそれぞれ演算し、演算した各相対座標と前記既知の絶対座標とを用いて前記絶対座標が未知のＲＦＩＤタグの絶対座標を算出することを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグ位置検出装置。
【請求項１２】
送信アンテナからＲＦＩＤタグへ信号を送信するステップと、
前記ＲＦＩＤタグからの応答信号を４つ以上の受信アンテナにて受信し、各受信アンテナが受信した応答信号に応じて出力する信号の時間差を計測するステップと、
計測した各時間差に基づいて前記ＲＦＩＤタグの相対座標を演算するステップと、
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグの位置検出方法。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１１７９０５（Ｐ２０１２−１１７９０５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７６１９（Ｐ２０１０−２６７６１９）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【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２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【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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