(57)【要約】【課題】  床面にＩＣタグを敷設して視覚障害者を誘導するシステムでは、白杖式の情報端末装置で床面に埋設した前記ＩＣタグを読み取るが、前記ＩＣタグの通信範囲がタグのサイズ程度に限られており、タグの密度が低いと白杖とタグとの遭遇回数が減って道案内が難しくなるし、逆にタグの敷設密度を高めると、今度は磁気干渉により通信感度が低下するという問題がある。【解決手段】  床面や路面に敷設して使用するだけで、前記ＩＣタグの実際の敷設密度が低くても、前記ＩＣタグを高密度で敷設した場合と同程度の通信ができる通信マットを提供する。歩行者等が脚部にタグリーダを装着して前記通信マット上を移動すると、床面に敷設された複数の前記ＩＣタグから情報を取得することができる。【選択図】図１１
2018171420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床や路面に敷設されるマットであって、ＲＦタグ・ＩＣタグ・電子タグで使用されるＨＦ帯の周波数で共振するアンテナが組み込まれているマット。
【請求項２】
請求項１に記載のマットに、前記アンテナと電磁結合されて外部と無線通信する前記タグが組み込まれているメインマット。
【請求項３】
請求項２に記載のメインマットの回りに請求項１に記載のマットが複数敷設され、それらの各マットが電磁結合されている通信マット。
【請求項４】
請求項２に記載のメインマットが複数敷設されている通信マット。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の各マットが同一形状に形成されているとともに、各マットを敷設したときの全体の共振周波数が前記ＨＦ帯の周波数で共振するように、各マットの共振周波数が調整されている通信マット。
【請求項６】
請求項３から５に記載の通信マットと、該通信マットのタグからＩＤ情報を非接触で読み取るタグリーダとを備えてなる通信システム。
【請求項７】
前記通信マットが敷設される位置情報と該通信マットに備えられるタグのＩＤ情報とが紐付けされており、前記タグリーダが移動体の脚部に取り付けられ、前記タグリーダが読み取った前記ＩＤ情報から前記移動体の位置が報知されるようにした請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
前記通信マットがプラットホームの縁石に沿って敷設され、前記タグリーダが移動体の脚部や視覚障害者の白杖に取り付けられ、さらに前記タグリーダが読み取った前記ＩＤ情報から前記縁石に近づいていることを警告する警告手段を備えてなる請求項６に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＩＣタグで使用されるＨＦ帯の周波数で共振するアンテナが組み込まれたマットを、床や路面に敷設して使用する通信マットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  床面にＩＣタグを敷設して情報を提供する試みとしては、視覚障害者を誘導するシステムがある。例えば、下記特許文献１では、手に持って使用する白杖式の情報端末装置で、床面に埋設したＩＣタグから情報を読み取り、それを操作者が所持する携帯情報装置に送信し、操作者に音声で伝達するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１９５１０号  公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  このときに問題になるのが、ＩＣタグの通信範囲がタグのサイズ程度に限られていることである。そのため、路面に敷設するタグの密度が低いと、白杖とタグとの遭遇回数が減って道案内が難しくなるし、逆にタグの敷設密度を高めると、今度は磁気干渉により通信感度が低下するという問題がある。
本発明は、この問題を解消すべく開発したもので、タグの実際の敷設密度が低くても、タグを高密度で敷設した場合と同程度の通信ができる新たな通信システムと、そのシステムで使用する新たなマットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明に係るマットは、床や路面に敷設されるマットであって、ＲＦタグ・ＩＣタグ・電子タグ等で使用されるＨＦ帯の周波数で共振するアンテナが組み込まれていることを特徴とする。
このマットは、非導電性であれば、どのような材質のものでも構わない。また、ＨＦ帯の周波数で共振するアンテナは、シート状に形成することができるので、そのシートをマットの裏面に貼り付けても良いし、内部に層状に組み込んで耐久性を持たせても良い。【０００６】  第二の発明に係るメインマットは、第一発明のマットに、前記アンテナと電磁結合されて外部と無線通信するタグが組み込まれたものである。
この場合のタグとアンテナとは、電磁結合されているので、両者が非接触であっても、アンテナで捉えられた電波は、タグに伝達される。またこのタグは、パッシブタイプのタグであって、例えば、ＲＦタグ、ＩＣタグ、電子タグ等のＨＦ帯で使用するタグである。したがって、マットが濡れていても通信ができるので、屋外での使用が可能となる。【０００７】  第三の発明に係る通信マットは、第二発明に係るメインマットの回りに第一発明のマットが複数敷設され、それらの各マットが電磁結合されたものである。
この場合、各マットは、矩形であるのが好ましい。矩形であれば、室内等においてそれらを隙間なく並べることができる。また、隙間なく並べることにより、各マット間の電磁結合により、タグに情報が伝達されて、メインマットの通信エリアが拡大される。したがって、タグの敷設密度が低くても、タグを中心とした通信エリアが拡大されるので、タグを高密度で敷設した場合と同程度の効果を上げることができる。【０００８】  第四の発明に係る通信マットは、第二発明に係るメインマットが複数敷設されたものである。
この場合、各マットは、矩形であるのが好ましい。矩形であれば、室内等においてそれらを隙間なく並べることができる。また、各メインマットに組み込まれたタグの情報を、マットのサイズの範囲で読み取ることができるため、足の歩幅程度のエリア毎でタグの情報を取得することが可能となる。【０００９】  第五の発明に係る通信マットは、第三又は第四発明に係る通信マットが同一形状に形成されているとともに、各マットを敷設したときの全体の共振周波数が前記ＨＦ帯の周波数で共振するように、各マットの共振周波数が調整されたものである。
通常、通信マットを隙間なく複数敷設すると、各マットに組み込まれたアンテナ間で磁気干渉が起こり、適正な周波数帯が保たれないエリアが発生し、そのエリアではタグが読み取れないという問題が発生する。この問題を解消するため、各アンテナの共振周波数が規定範囲内に保たれるようアンテナに調整を行い、通信マットのどの部分でもタグの読み取りを可能にする。この場合の規定範囲とは、例えばＨＦ帯のタグリーダが読み取り可能な１３．５６ＭＨｚの上下０．４ＭＨｚ程度の範囲である。例えば、各マットのアンテナの周波数を予め少し下げる調整を行い、通信マットが共振した際に通信マット全体の共振周波数が規定範囲内となるような調整である。
これにより、通信マットを隙間なく複数敷設しても、磁気干渉による読み取り不可範囲が無くなり、通信マットのどの位置でもタグを読み取ることが可能になる。
また、通信マットは同一形状で形成されているため、隙間なく複数敷設することが容易となり、広域なエリアから狭い屋内まで多様な範囲で使用することが可能となる。【００１０】  第六の発明に係る通信システムは、第三から五の発明に係る通信マットと、それらの通信マットのタグから前記ＩＤ情報を非接触で読み取る前記タグリーダとを備えたものである。
ここでのタグリーダは、ＨＦ帯の周波数１３．５６ＭＨｚに対応した近接距離を非接触で読み取るＲＦＩＤのタグリーダである。このタグリーダを使用することにより、通信マットに埋め込まれたタグのＩＤ情報を、高精度で取得することが可能になる。【００１１】  第七の発明に係る通信システムは、敷設された前記通信マットの位置情報と該通信マットに備えられたタグの前記ＩＤ情報とが紐付けされており、移動体の脚部に取り付けられた前記タグリーダが読み取ったタグのＩＤ情報から、その移動体の位置が報知されるものである。
ここでの移動体は、例えば歩行者や車椅子、カート、白杖等である。移動体の脚部にタグリーダを取り付け、敷設された通信マットの上を移動すると、タグリーダがマットに組み込まれたタグのＩＤ情報を読み取り、ＩＤ情報と紐付けされたマットの位置情報を取得する。移動体は、その取得された位置情報を、音声、テキスト、または画像等で報知する手段を備えており、例えばスマートフォン・タブレット等の携帯機器である。
これにより、移動体の位置情報を高精度に取得することが可能となる。【００１２】  第八の発明に係る通信システムは、前記通信マットがプラットホームの縁石に沿って敷設され、前記タグリーダが移動体の脚部や視覚障害者の白杖に取り付けられ、さらに前記タグリーダが読み取った前記ＩＤ情報から前記縁石に近づいていることを警告する警告手段を備えている。
この場合の警告手段とは、音、音声、または振動による報知手段を備えた携帯機器等である。
これにより、例えば視覚障害者がプラットホームの縁石に立ち入ると、ただちに警告を発し、危険を回避することが可能になる。この場合、視覚障害者の脚部にタグリーダを装着すれば、白杖の操作に慣れていなくても、プラットホームでの危険を回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のアンテナが組み込まれたマットの構成図
【図２】アンテナとＩＣタグ等が組み込まれたメインマットの構成図
【図３】メインマットとマットを複数敷設した場合の実施例
【図４】メインマットを複数敷設した場合の実施例
【図５】メインマットを単独で設置した場合の読み取り可能距離を示す図
【図６】メインマットを隙間なく並べた場合の読み取り可能距離を示す図
【図７】メインマットとマットを複数敷設した場合の読み取り可能距離を示す図
【図８】通信マットの共振周波数の調整を行った場合の読み取り可能距離を示す図
【図９】共振周波数の公式
【図１０】３０センチ角のマットに対し１８センチ角のアンテナを使用した場合の実施例
【図１１】移動体が歩行者の場合の使用例
【図１２】移動体が車椅子の場合の使用例
【図１３】移動体がカートの場合の使用例
【図１４】通信システムの構成図
【図１５】プラットホームでの実施例
【発明を実施するための形態】
【００１４】  以下、本発明の実施の形態を図１〜図１５に基づいて説明する。
【００１５】  図１は、本発明のアンテナ２が組み込まれたマット１の構成図である。この図において、床や路面に敷設するマット１は、図２のＩＣタグ４等で使用されるＨＦ帯の周波数で共振するアンテナ２を備える。該アンテナ２は該ＩＣタグ４と電磁結合されて、該ＩＣタグ４の読み取り範囲をマット１のサイズまで通信エリアを拡大させることが可能である。
【００１６】  図２は、アンテナ２とＩＣタグ４等が組み込まれたメインマット３の構成図である。この図において、床や路面に敷設するメインマット３は、該ＩＣタグ４と、該ＩＣタグ４と電磁結合するアンテナ２を備えている。該ＩＣタグ４は、ＨＦ帯の１３．５６ＭＨｚ周波数を使用する。該ＩＣタグ４は、通常タグサイズ程度の読み取り範囲であるが、該アンテナ２と電磁結合することで、ＩＣタグ４の読み取り範囲をメインマット３のサイズまで通信エリアを拡大させることが可能である。
【００１７】  図３は、メインマット３とマット１を複数敷設する通信マット１３の実施例である。ＩＣタグ４を備えたメインマット３と周囲に敷設されたマット１が電磁結合し、メインマット３の通信エリアを敷設された周囲の通信マット１３のサイズまで通信エリアを拡大させることが可能である。
例えば、ある一定の区画で同一の情報を提供したい場合、ＩＣタグ４を備えたメインマット３を中心に設置し、周囲はアンテナ２のみのマット１を敷設すれば、通信マット１３のどの場所であっても、メインマット３の情報を読み取ることが可能となり、通信ユニットとして使用することが可能である。
また例えば、マット１の形状が矩形の同一形状であれば、隙間なく並べることができ、マット１が敷設された一定区画内で通信不可のエリアを無くすことが可能である。
【００１８】  図４は、メインマット３が複数敷設された通信マット１３の実施例である。ＩＣタグ４とアンテナ２を備えたメインマット３が複数敷設されている。メインマット３に備えられたＩＣタグ４の情報を、メインマットサイズのエリア毎で読み取ることが可能で、例えば３０センチ角のメインマット３であれば、歩幅程度の間隔で敷設ができるため、現在の精緻な位置情報を取得することが可能である。この場合も、メインマット３の形状が矩形の同一形状であれば、隙間なく並べることで、通信不可エリアを無くすことが可能である。
【００１９】  図５は、メインマット３を単独で設置した場合の読み取り可能距離を示す図である。この場合の読み取り可能距離とは、メインマット３またはマット１の上部を、Ａ方向中心点から後述のタグリーダ５を横平行に移動させた場合、タグリーダ５とＩＣタグ４と通信が可能になる距離である。メインマット３が１枚であれば、タグリーダ５の読み取り可能距離はＩＣタグ４の中心で一番大きくなり、メインマット３の端に行くにしたがって読み取り可能距離は小さくなるが、メインマット３のどの箇所でも十分な読み取り可能距離を保つことができている。
【００２０】  図６は、メインマット３を複数隙間無く並べた場合の読み取り可能距離を示す図である。
通常、アンテナ２を近接して配置すると磁気干渉が発生し、通常備えている読み取り精度が低下し、メインマット３を単独で設置した場合と比較して、メインマット３上での読み取り可能距離が著しく低下する。これは、磁気干渉により磁束の乱れが発生し、１３．５６ＭＨｚの共振周波数にズレが生じ、共振周波数が規定範囲内から外れる箇所が出現するからである。磁気干渉を解消し、通常備えている読み取り精度を確保するには、アンテナ２をある程度離して設置する必要があるが、そうすると通信マット１３上でＩＣタグ４が読み取れないエリアが発生する問題がある。
【００２１】  図７は、メインマット３とマット１を並べて敷設した場合の読み取り可能距離を示す図である。この場合も、アンテナ２が近接して配置させるため磁気干渉が発生し、メインマット３を単独で設置した場合と比較して、メインマット３上での読み取り可能距離が著しく低下する。またこの場合、メインマット３上の方がマット１上よりも読み取り可能距離が低下する現象が発生する。
【００２２】  図８は、通信マット１３の共振周波数の調整を行った場合の読み取り可能距離を示す図である。通信マット１３に備えたアンテナ２の共振周波数を調整することで、通常発生する磁気干渉による共振周波数のズレを調整する。図８（ａ）に示すのがメインマット３を並べて敷設した場合、図８（ｂ）に示すのがメインマット３とマット１を並べて敷設した場合である。どちらの場合も、メインマット３を単独で設置した場合と比較して、ほぼ同等の読み取り可能距離を保つことが可能になる。
【００２３】  図９は、共振周波数（ｆ）を算出する公式である。これを元に、通信マット１３の磁気干渉による共振周波数のズレを調整する具体的方法を説明する。
メインマット３の読み取り可能距離を通常備えている精度に保つには、共振周波数を１３．５６ＭＨｚの規定範囲内に設定する必要がある。この場合の規定範囲内とは、例えば実際にＨＦ帯のタグリーダ５が安定して読み取り可能な、１３．５６ＭＨｚの上下０．４ＭＨｚ程度の範囲である。通信マット１３の共振周波数を規定範囲内に設定するためには、コイルの長さや径等のパターンによって決まるインダクタンス（Ｌ）の値と、コンデンサ２ａの容量で決まるキャパシタンス（Ｃ）の値を掛け合わせた値が、規定範囲内の数値に収まる調整を行う必要がある。
【００２４】  図１０は、３０センチ角のメインマット３に対し１８センチ角のアンテナ２を使用した場合の実施例である。この場合、アンテナ２のサイズ等のパターンが予め確定されるため、インダクタンス（Ｌ）の値も確定される。そのため、コンデンサ２ａのキャパシタンス（Ｃ）の値を調整して、通信マット１３の共振周波数を規定範囲内に収まるように調整する。
【００２５】  具体的には、磁気干渉によりインダクタンス（Ｌ）の値が小さくなるため、共振周波数の値が規定範囲内より高くなる共振周波数のズレが発生する。この場合、コンデンサ２ａのキャパシタンス（Ｃ）の値を大きくして、通信マット１３の共振周波数の値を下げ、規定範囲内に収まる調整を行う。
【００２６】  また、アンテナ２のコンデンサ２ａは、キャパシタンス（Ｃ）の値を変更可能な調整機能を備えている。具体的には、アンテナ２にコンデンサ２ａの設置箇所を予め複数設定している。これにより、例えば通信マット１３が設置される位置条件等により、共振周波数の調整が必要になった場合でも、その位置条件にあった調整を必要な箇所にだけ行うことが可能になる。
【００２７】  図１１は、移動体が歩行者６の場合の使用例である。歩行者６の足首にタグリーダ５を装着する。歩行者６は通信マット１３を敷設したエリア上を移動するだけで、通信マット１３のＩＣタグ４の情報を読み取ることが可能である。
【００２８】  図１２は、移動体が車椅子７の使用例である。車椅子７の脚部、例えば、フットレストの裏面等にタグリーダ５を設置する。車椅子７は通信マット１３を敷設したエリア上を移動するだけで、通信マット１３のＩＣタグ４の情報を読み取ることが可能である。
【００２９】  図１３は、移動体がカート８の使用例である。カート８の脚部、例えば、カート８の底面等にタグリーダ５を設置する。カート８は通信マット１３を敷設したエリア上を移動するだけで、通信マット１３のＩＣタグ４の情報を読み取ることが可能である。
【００３０】  図１４は、通信システムの構成図である。歩行者６、車椅子７、カート８等は、通信マット１３に備えられたＩＣタグ４のＩＤデータ１１から位置情報等を取得するタグリーダ５と、タグリーダ５と通信して歩行者６、車椅子７、カート８等に位置情報を報知する携帯機器９を備えている。
【００３１】  携帯機器９は、タグリーダ５から受信したＩＣタグ４のＩＤデータ１１をサーバ１０に送信し、サーバ１０から位置情報、または位置情報に関連する情報を取得する。
この場合のＩＣタグ４のＩＤデータ１１とは、ＩＣタグ４等がユニークに持つＵＩＤ１１のことである。ＵＩＤ１１を使用すれば、ＩＣタグ４の記憶領域に新たな情報を追加することなく、使用することが可能になる。
また、この場合の位置情報に関連する情報とは、例えば視覚障害者であれば、この先に上り階段がある、または下り階段があるなど、今現在の位置で必要となる具体的案内情報等である。
【００３２】  携帯機器９は、ＰＣ，スマートフォン、スマートウォッチ、タブレット等であり、通信機能と画面表示、音声表示もしくは振動等の出力機能を備えた通信端末である。また、使用者の属性等の情報を入力する入力機能を備えている。
この場合の使用者の属性とは、例えば、使用者が視覚障害者であるなどの身体的特徴や、性別、年齢、使用言語等である。携帯端末に予め使用者の属性を登録すれば、使用者の属性に適した方法で伝達することが可能である。例えば、視覚障害者であれば音声で報知したり、また、英語圏の使用者が所持する携帯機器９では、ＩＣタグ４の情報を英語で表示したり、英語で報知したりする。また、高齢者が所持する携帯機器９では、表示文字を拡大したりする。
また例えば、海外からの観光客が美術館等でタグリーダ５を足に装着して使用するとする。携帯機器９に「使用言語：英語」を事前に登録し、観光客が展示物前に立つと、展示物の情報を「英語」で即座に取得することが可能となる。このように、施設内の展示物以外の案内、例えばチケット売り場前ではチケットの購入方法など、その位置に関連する情報を英語で取得することが可能となり、施設内での海外観光客へのサービス提供を、容易に充実させることが可能となる。
【００３３】  図１５は、通信マット１３をプラットホーム１４の縁石に沿って敷設した場合の実施例である。例えば、視覚障害者の持つ白杖の先端部にタグリーダ５を装着したとする。視覚障害者は、タグリーダ５と通信して位置情報または、位置情報に関連した警告情報を報知する携帯端末９を備えている。プラットホーム１４の縁石に白杖が近づくと、縁石に沿って敷設した通信マット１３の情報を読み取り、その位置が危険であることを携帯機器９を通じて、イヤフォン１２より音声で報知したり、また、振動等で報知したりする。これにより、視覚障害者が危険を回避することが可能になる。
また例えば、歩行者６または白杖を持たない視覚障害者であっても、足首にタグリーダ５を装着してプラットホーム１４を歩けば、縁石に沿って敷設した通信マット１３の位置情報から、その位置が危険である等の警告情報を、携帯機器９を通じて音声、または振動等で歩行者６または白杖を持たない視覚障害者に報知し、これにより、危険を回避することが可能になる。
【符号の説明】
【００３４】１    マット
２    アンテナ
２ａ  コンデンサ
３    メインマット
４    ＩＣタグ
５    タグリーダ
６    歩行者
７    車椅子
８    カート
９    携帯機器
１０  サーバ
１１  ＩＤデータ（ＵＩＤ）
１２  イヤフォン
１３  通信マット
１４  プラットホーム
【図１】
2018171420.tif 000003
【図２】
2018171420.tif 000004
【図３】
2018171420.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2018171420.tif 000015
【図１４】
2018171420.tif 000016
【図１５】
2018171420.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月21日(2017.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＦ帯の周波数で共振するアンテナが組み込まれた、床や路面に敷設されるマットと、前記アンテナと電磁結合されて、外部と無線通信するタグが前記マットに組み込まれたメインマットと、を備え、前記メインマットの回りに前記マットを複数敷設することにより、前記メインマットの通信エリアを、その回りに敷設された前記マットの範囲まで拡大してなる通信マット。
【請求項２】
ＨＦ帯の周波数で共振するアンテナと、該アンテナと電磁結合されて、外部と無線通信するタグが組み込まれたメインマットを床や路面に複数敷設することにより、各メインマットの通信エリアを、各メインマットのサイズの範囲まで拡大してなる通信マット。
【請求項３】
請求項１に記載のマットとメインマット、又は、請求項２に記載の各メインマットを、複数敷設したときの全体の共振周波数が前記ＨＦ帯の周波数で共振するように、それらのマットの前記アンテナの共振周波数が調整されている通信マット。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の通信マットと、該通信マットの前記タグからＩＤ情報を非接触で読み取るタグリーダとを備えてなる通信システム。
【請求項５】
前記通信マットが敷設される位置情報と該通信マットに備えられるタグのＩＤ情報とが紐付けされており、前記タグリーダが移動体の脚部に取り付けられ、前記タグリーダが読み取った前記ＩＤ情報から前記移動体の位置が報知されるようにした請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記通信マットがプラットホームの縁石に沿って敷設され、前記タグリーダが移動体の脚部や視覚障害者の白杖に取り付けられ、さらに前記タグリーダが読み取った前記ＩＤ情報から前記縁石に近づいていることを警告する警告手段を備えてなる請求項４に記載の通信システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＩＣタグで使用されるＨＦ帯の周波数で共振するアンテナが組み込まれたマットを、床や路面に敷設して使用する通信マットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  床面にＩＣタグを敷設して情報を提供する試みとしては、視覚障害者を誘導するシステムがある。例えば、下記特許文献１では、手に持って使用する白杖式の情報端末装置で、床面に埋設したＩＣタグから情報を読み取り、それを操作者が所持する携帯情報装置に送信し、操作者に音声で伝達するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１９５１０号  公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  このときに問題になるのが、ＩＣタグの通信範囲がタグのサイズ程度に限られていることである。そのため、路面に敷設するタグの密度が低いと、白杖とタグとの遭遇回数が減って道案内が難しくなるし、逆にタグの敷設密度を高めると、今度は磁気干渉により通信感度が低下するという問題がある。
本発明は、この問題を解消すべく開発したもので、タグの実際の敷設密度が低くても、タグを高密度で敷設した場合と同程度の通信ができる新たな通信システムと、そのシステムで使用する新たなマットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明に係る通信マットは、ＨＦ帯の周波数で共振するアンテナが組み込まれた、床や路面に敷設されるマットと、前記アンテナと電磁結合されて、外部と無線通信するタグが前記マットに組み込まれたメインマットと、を備え、前記メインマットの回りに前記マットを複数敷設することにより、前記メインマットの通信エリアを、その回りに敷設された前記マットの範囲まで拡大することを特徴とする。
このマットは、非導電性であれば、どのような材質のものでも構わない。また、ＨＦ帯の周波数で共振するアンテナは、シート状に形成することができるので、そのシートをマットの裏面に貼り付けても良いし、内部に層状に組み込んで耐久性を持たせても良い。
この場合のタグとアンテナとは、電磁結合されているので、両者が非接触であっても、アンテナで捉えられた電波は、タグに伝達される。またこのタグは、パッシブタイプのタグであって、例えば、ＲＦタグ、ＩＣタグ、電子タグ等のＨＦ帯で使用するタグである。したがって、マットが濡れていても通信ができるので、屋外での使用が可能となる。
また、この場合、各マットは、矩形であるのが好ましい。矩形であれば、室内等においてそれらを隙間なく並べることができる。また、隙間なく並べることにより、各マット間の電磁結合により、タグに情報が伝達されて、メインマットの通信エリアが拡大される。したがって、タグの敷設密度が低くても、タグを中心とした通信エリアが拡大されるので、タグを高密度で敷設した場合と同程度の効果を上げることができる。【０００６】第二の発明に係る通信マットは、ＨＦ帯の周波数で共振するアンテナと、該アンテナと電磁結合されて、外部と無線通信するタグが組み込まれたメインマットを床や路面に複数敷設することにより、各メインマットの通信エリアを、各メインマットのサイズの範囲まで拡大することを特徴とする。
この場合、各メインマットは、矩形であるのが好ましい。矩形であれば、室内等においてそれらを隙間なく並べることができる。また、各メインマットに組み込まれたタグの情報を、メインマットのサイズの範囲で読み取ることができるため、足の歩幅程度のエリア毎でタグの情報を取得することが可能となる。【０００７】第三の発明に係る通信マットは、第一の発明に係るマットとメインマット、又は第二の発明に係るメインマットを、複数敷設したときの全体の共振周波数が前記ＨＦ帯の周波数で共振するように、それらのマットの前記アンテナの共振周波数が調整されたものである。
通常、通信マットを隙間なく複数敷設すると、マットとメインマット、又は各メインマットに組み込まれたアンテナ間で磁気干渉が起こり、適正な周波数帯が保たれないエリアが発生し、そのエリアではタグが読み取れないという問題が発生する。この問題を解消するため、各アンテナの共振周波数が規定範囲内に保たれるようアンテナに調整を行い、通信マットのどの部分でもタグの読み取りを可能にする。この場合の規定範囲とは、例えばＨＦ帯のタグリーダが読み取り可能な１３．５６ＭＨｚの上下０．４ＭＨｚ程度の範囲である。例えば、各マットのアンテナの周波数を予め少し下げる調整を行い、通信マットが共振した際に通信マット全体の共振周波数が規定範囲内となるような調整である。
これにより、通信マットを隙間なく複数敷設しても、磁気干渉による読み取り不可範囲が無くなり、通信マットのどの位置でもタグを読み取ることが可能になる。
また、通信マットは同一形状で形成されているため、隙間なく複数敷設することが容易となり、広域なエリアから狭い屋内まで多様な範囲で使用することが可能となる。【０００８】第四の発明に係る通信システムは、第一から三の発明の何れかに係る通信マットと、それらの通信マットのタグから前記ＩＤ情報を非接触で読み取る前記タグリーダとを備えたものである。
ここでのタグリーダは、ＨＦ帯の周波数１３．５６ＭＨｚに対応した近接距離を非接触で読み取るＲＦＩＤのタグリーダである。このタグリーダを使用することにより、通信マットに埋め込まれたタグのＩＤ情報を、高精度で取得することが可能になる。【０００９】第五の発明に係る通信システムは、敷設された前記通信マットの位置情報と該通信マットに備えられたタグの前記ＩＤ情報とが紐付けされており、移動体の脚部に取り付けられた前記タグリーダが読み取ったタグのＩＤ情報から、その移動体の位置が報知されるものである。
ここでの移動体は、例えば歩行者や車椅子、カート、白杖等である。移動体の脚部にタグリーダを取り付け、敷設された通信マットの上を移動すると、タグリーダがマットに組み込まれたタグのＩＤ情報を読み取り、ＩＤ情報と紐付けされたマットの位置情報を取得する。移動体は、その取得された位置情報を、音声、テキスト、または画像等で報知する手段を備えており、例えばスマートフォン・タブレット等の携帯機器である。
これにより、移動体の位置情報を高精度に取得することが可能となる。【００１０】第六の発明に係る通信システムは、前記通信マットがプラットホームの縁石に沿って敷設され、前記タグリーダが移動体の脚部や視覚障害者の白杖に取り付けられ、さらに前記タグリーダが読み取った前記ＩＤ情報から前記縁石に近づいていることを警告する警告手段を備えている。
この場合の警告手段とは、音、音声、または振動による報知手段を備えた携帯機器等である。
これにより、例えば視覚障害者がプラットホームの縁石に立ち入ると、ただちに警告を発し、危険を回避することが可能になる。この場合、視覚障害者の脚部にタグリーダを装着すれば、白杖の操作に慣れていなくても、プラットホームでの危険を回避することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のアンテナが組み込まれたマットの構成図
【図２】アンテナとＩＣタグ等が組み込まれたメインマットの構成図
【図３】メインマットとマットを複数敷設した場合の実施例
【図４】メインマットを複数敷設した場合の実施例
【図５】メインマットを単独で設置した場合の読み取り可能距離を示す図
【図６】メインマットを隙間なく並べた場合の読み取り可能距離を示す図
【図７】メインマットとマットを複数敷設した場合の読み取り可能距離を示す図
【図８】通信マットの共振周波数の調整を行った場合の読み取り可能距離を示す図
【図９】共振周波数の公式
【図１０】３０センチ角のマットに対し１８センチ角のアンテナを使用した場合の実施例
【図１１】移動体が歩行者の場合の使用例
【図１２】移動体が車椅子の場合の使用例
【図１３】移動体がカートの場合の使用例
【図１４】通信システムの構成図
【図１５】プラットホームでの実施例
【発明を実施するための形態】
【００１２】  以下、本発明の実施の形態を図１〜図１５に基づいて説明する。
【００１３】  図１は、本発明のアンテナ２が組み込まれたマット１の構成図である。この図において、床や路面に敷設するマット１は、図２のＩＣタグ４等で使用されるＨＦ帯の周波数で共振するアンテナ２を備える。該アンテナ２は該ＩＣタグ４と電磁結合されて、該ＩＣタグ４の読み取り範囲をマット１のサイズまで通信エリアを拡大させることが可能である。
【００１４】  図２は、アンテナ２とＩＣタグ４等が組み込まれたメインマット３の構成図である。この図において、床や路面に敷設するメインマット３は、該ＩＣタグ４と、該ＩＣタグ４と電磁結合するアンテナ２を備えている。該ＩＣタグ４は、ＨＦ帯の１３．５６ＭＨｚ周波数を使用する。該ＩＣタグ４は、通常タグサイズ程度の読み取り範囲であるが、該アンテナ２と電磁結合することで、ＩＣタグ４の読み取り範囲をメインマット３のサイズまで通信エリアを拡大させることが可能である。
【００１５】  図３は、メインマット３とマット１を複数敷設する通信マット１３の実施例である。ＩＣタグ４を備えたメインマット３と周囲に敷設されたマット１が電磁結合し、メインマット３の通信エリアを敷設された周囲の通信マット１３のサイズまで通信エリアを拡大させることが可能である。
例えば、ある一定の区画で同一の情報を提供したい場合、ＩＣタグ４を備えたメインマット３を中心に設置し、周囲はアンテナ２のみのマット１を敷設すれば、通信マット１３のどの場所であっても、メインマット３の情報を読み取ることが可能となり、通信ユニットとして使用することが可能である。
また例えば、マット１の形状が矩形の同一形状であれば、隙間なく並べることができ、マット１が敷設された一定区画内で通信不可のエリアを無くすことが可能である。
【００１６】  図４は、メインマット３が複数敷設された通信マット１３の実施例である。ＩＣタグ４とアンテナ２を備えたメインマット３が複数敷設されている。メインマット３に備えられたＩＣタグ４の情報を、メインマットサイズのエリア毎で読み取ることが可能で、例えば３０センチ角のメインマット３であれば、歩幅程度の間隔で敷設ができるため、現在の精緻な位置情報を取得することが可能である。この場合も、メインマット３の形状が矩形の同一形状であれば、隙間なく並べることで、通信不可エリアを無くすことが可能である。
【００１７】  図５は、メインマット３を単独で設置した場合の読み取り可能距離を示す図である。この場合の読み取り可能距離とは、メインマット３またはマット１の上部を、Ａ方向中心点から後述のタグリーダ５を横平行に移動させた場合、タグリーダ５とＩＣタグ４と通信が可能になる距離である。メインマット３が１枚であれば、タグリーダ５の読み取り可能距離はＩＣタグ４の中心で一番大きくなり、メインマット３の端に行くにしたがって読み取り可能距離は小さくなるが、メインマット３のどの箇所でも十分な読み取り可能距離を保つことができている。
【００１８】  図６は、メインマット３を複数隙間無く並べた場合の読み取り可能距離を示す図である。
通常、アンテナ２を近接して配置すると磁気干渉が発生し、通常備えている読み取り精度が低下し、メインマット３を単独で設置した場合と比較して、メインマット３上での読み取り可能距離が著しく低下する。これは、磁気干渉により磁束の乱れが発生し、１３．５６ＭＨｚの共振周波数にズレが生じ、共振周波数が規定範囲内から外れる箇所が出現するからである。磁気干渉を解消し、通常備えている読み取り精度を確保するには、アンテナ２をある程度離して設置する必要があるが、そうすると通信マット１３上でＩＣタグ４が読み取れないエリアが発生する問題がある。
【００１９】  図７は、メインマット３とマット１を並べて敷設した場合の読み取り可能距離を示す図である。この場合も、アンテナ２が近接して配置させるため磁気干渉が発生し、メインマット３を単独で設置した場合と比較して、メインマット３上での読み取り可能距離が著しく低下する。またこの場合、メインマット３上の方がマット１上よりも読み取り可能距離が低下する現象が発生する。
【００２０】  図８は、通信マット１３の共振周波数の調整を行った場合の読み取り可能距離を示す図である。通信マット１３に備えたアンテナ２の共振周波数を調整することで、通常発生する磁気干渉による共振周波数のズレを調整する。図８（ａ）に示すのがメインマット３を並べて敷設した場合、図８（ｂ）に示すのがメインマット３とマット１を並べて敷設した場合である。どちらの場合も、メインマット３を単独で設置した場合と比較して、ほぼ同等の読み取り可能距離を保つことが可能になる。
【００２１】  図９は、共振周波数（ｆ）を算出する公式である。これを元に、通信マット１３の磁気干渉による共振周波数のズレを調整する具体的方法を説明する。
メインマット３の読み取り可能距離を通常備えている精度に保つには、共振周波数を１３．５６ＭＨｚの規定範囲内に設定する必要がある。この場合の規定範囲内とは、例えば実際にＨＦ帯のタグリーダ５が安定して読み取り可能な、１３．５６ＭＨｚの上下０．４ＭＨｚ程度の範囲である。通信マット１３の共振周波数を規定範囲内に設定するためには、コイルの長さや径等のパターンによって決まるインダクタンス（Ｌ）の値と、コンデンサ２ａの容量で決まるキャパシタンス（Ｃ）の値を掛け合わせた値が、規定範囲内の数値に収まる調整を行う必要がある。
【００２２】  図１０は、３０センチ角のメインマット３に対し１８センチ角のアンテナ２を使用した場合の実施例である。この場合、アンテナ２のサイズ等のパターンが予め確定されるため、インダクタンス（Ｌ）の値も確定される。そのため、コンデンサ２ａのキャパシタンス（Ｃ）の値を調整して、通信マット１３の共振周波数を規定範囲内に収まるように調整する。
【００２３】  具体的には、磁気干渉によりインダクタンス（Ｌ）の値が小さくなるため、共振周波数の値が規定範囲内より高くなる共振周波数のズレが発生する。この場合、コンデンサ２ａのキャパシタンス（Ｃ）の値を大きくして、通信マット１３の共振周波数の値を下げ、規定範囲内に収まる調整を行う。
【００２４】  また、アンテナ２のコンデンサ２ａは、キャパシタンス（Ｃ）の値を変更可能な調整機能を備えている。具体的には、アンテナ２にコンデンサ２ａの設置箇所を予め複数設定している。これにより、例えば通信マット１３が設置される位置条件等により、共振周波数の調整が必要になった場合でも、その位置条件にあった調整を必要な箇所にだけ行うことが可能になる。
【００２５】  図１１は、移動体が歩行者６の場合の使用例である。歩行者６の足首にタグリーダ５を装着する。歩行者６は通信マット１３を敷設したエリア上を移動するだけで、通信マット１３のＩＣタグ４の情報を読み取ることが可能である。
【００２６】  図１２は、移動体が車椅子７の使用例である。車椅子７の脚部、例えば、フットレストの裏面等にタグリーダ５を設置する。車椅子７は通信マット１３を敷設したエリア上を移動するだけで、通信マット１３のＩＣタグ４の情報を読み取ることが可能である。
【００２７】  図１３は、移動体がカート８の使用例である。カート８の脚部、例えば、カート８の底面等にタグリーダ５を設置する。カート８は通信マット１３を敷設したエリア上を移動するだけで、通信マット１３のＩＣタグ４の情報を読み取ることが可能である。
【００２８】  図１４は、通信システムの構成図である。歩行者６、車椅子７、カート８等は、通信マット１３に備えられたＩＣタグ４のＩＤデータ１１から位置情報等を取得するタグリーダ５と、タグリーダ５と通信して歩行者６、車椅子７、カート８等に位置情報を報知する携帯機器９を備えている。
【００２９】  携帯機器９は、タグリーダ５から受信したＩＣタグ４のＩＤデータ１１をサーバ１０に送信し、サーバ１０から位置情報、または位置情報に関連する情報を取得する。この場合のＩＣタグ４のＩＤデータ１１とは、ＩＣタグ４等がユニークに持つＵＩＤ１１のことである。ＵＩＤ１１を使用すれば、ＩＣタグ４の記憶領域に新たな情報を追加することなく、使用することが可能になる。
また、この場合の位置情報に関連する情報とは、例えば視覚障害者であれば、この先に上り階段がある、または下り階段があるなど、今現在の位置で必要となる具体的案内情報等である。
【００３０】  携帯機器９は、ＰＣ，スマートフォン、スマートウォッチ、タブレット等であり、通信機能と画面表示、音声表示もしくは振動等の出力機能を備えた通信端末である。また、使用者の属性等の情報を入力する入力機能を備えている。
この場合の使用者の属性とは、例えば、使用者が視覚障害者であるなどの身体的特徴や、性別、年齢、使用言語等である。携帯端末に予め使用者の属性を登録すれば、使用者の属性に適した方法で伝達することが可能である。例えば、視覚障害者であれば音声で報知したり、また、英語圏の使用者が所持する携帯機器９では、ＩＣタグ４の情報を英語で表示したり、英語で報知したりする。また、高齢者が所持する携帯機器９では、表示文字を拡大したりする。
また例えば、海外からの観光客が美術館等でタグリーダ５を足に装着して使用するとする。携帯機器９に「使用言語：英語」を事前に登録し、観光客が展示物前に立つと、展示物の情報を「英語」で即座に取得することが可能となる。このように、施設内の展示物以外の案内、例えばチケット売り場前ではチケットの購入方法など、その位置に関連する情報を英語で取得することが可能となり、施設内での海外観光客へのサービス提供を、容易に充実させることが可能となる。
【００３１】  図１５は、通信マット１３をプラットホーム１４の縁石に沿って敷設した場合の実施例である。例えば、視覚障害者の持つ白杖の先端部にタグリーダ５を装着したとする。視覚障害者は、タグリーダ５と通信して位置情報または、位置情報に関連した警告情報を報知する携帯端末９を備えている。プラットホーム１４の縁石に白杖が近づくと、縁石に沿って敷設した通信マット１３の情報を読み取り、その位置が危険であることを携帯機器９を通じて、イヤフォン１２より音声で報知したり、また、振動等で報知したりする。これにより、視覚障害者が危険を回避することが可能になる。
また例えば、歩行者６または白杖を持たない視覚障害者であっても、足首にタグリーダ５を装着してプラットホーム１４を歩けば、縁石に沿って敷設した通信マット１３の位置情報から、その位置が危険である等の警告情報を、携帯機器９を通じて音声、または振動等で歩行者６または白杖を持たない視覚障害者に報知し、これにより、危険を回避することが可能になる。
【符号の説明】
【００３２】  １    マット
２    アンテナ
２ａ  コンデンサ
３    メインマット
４    ＩＣタグ
５    タグリーダ
６    歩行者
７    車椅子
８    カート
９    携帯機器
１０  サーバ
１１  ＩＤデータ（ＵＩＤ）
１２  イヤフォン
１３  通信マット
１４  プラットホーム