(57)【要約】【課題】無線タグを利用して、構成が簡単で低コストの距離検知装置を提供する。【解決手段】距離検知装置Ｓは、無線タグ１と、この無線タグ１と交信する検出装置１０とから成り、距離検知装置Ｓから出力される検知信号に基づいてコンピュータ等制御装置２０が設備機器・装置３０を動作させる。ＩＣチップＴに回路インピーダンスを変える素子Ｒ１〜Ｒｎを組み込んだ複数の回路Ｑ１〜Ｑｎを並列に接続し、各回路Ｑ１〜ＱｎそれぞれにスイッチＳＷ１〜ＳＷｎを設ける。スイッチ操作により回路を選択して回路インピーダンスを設定することにより、無線タグ１の応答可能距離を設定できる。検出装置１０の質問信号に対する応答信号の有無を検知し、当該ＩＣチップに設定した応答可能距離から、無線タグ１の検出装置１０からの距離を知ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波の送受信機能を備える検出装置と、該検出装置から発信される質問信号に対し応答信号を返信する機能を持つ無線タグとから成り、前記無線タグは、前記検出装置と交信するためのタグアンテナに接続されるＩＣチップと、ＩＣチップの応答可能距離を変化させ得る手段とを備えていることを特徴とする距離検知装置。
【請求項２】
前記ＩＣチップに、応答可能距離を変化させるためのインピーダンスが異なる素子を組み込んだ複数の回路が並列に接続され、各回路ごとにＯＮ・ＯＦＦ制御するスイッチを設けた請求項１に記載の距離検知装置。
【請求項３】
前記ＩＣチップに、応答可能距離を変化させるためのインピーダンスが異なる素子を組み込んだ複数の回路が並列に接続され、当該複数の回路のいずれかと、タグアンテナ回路とを選択的に接続するスイッチを設けた請求項１に記載の距離検知装置。
【請求項４】
前記ＩＣチップが組み込まれる回路に、当該回路のインピーダンスを変化させる素子を組み込むことにより応答可能距離を変化させる請求項１に記載の距離検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグを用いた距離検知手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線タグあるいはトランスポンダを用いて無線信号により距離を検知する手段が従来いくつか提案されている。例えば特許文献１には、二つの自動車に取り付けたトランスポンダの位置をＧＰＳを用いて割り出すことにより、当該二つの自動車の相対位置及び車間距離を検出することが記載されている。特許文献２には、送信機から送信される周波数が順次変化する信号と、これを受信したトランスポンダから返信される応答信号との位相の変化率を検出することで、送信機からトランスポンダまでの距離を算出することが記載されている。さらに特許文献３には、信号送受信機が質問信号をトランスポンダへ送信してからトランスポンダが返信した応答信号を受信するまでの時間、及び、この信号伝播速度に基づいて、信号送受信機とトランスポンダとの距離を測定することが記載されている。
【特許文献１】特開平５−８７５８４号公報
【特許文献２】特開平８−３６０５４号公報
【特許文献３】特開２００３−２７９６４８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１乃至３に記載される距離検知手段は、特別の装置や、精度の高い検知手段を必要としている。すなわち、特許文献１の技術はＧＰＳ装置が不可欠であり、特許文献２では送信信号と受信信号との間の位相の変化率を検知する手段が必要であり、特許文献３では信号送受信時間を検出し得る高精度の計時手段が必要である。このように従来の距離検知手段は、コスト高をもたらすものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、構造が簡単で安価な距離検知装置を提供するものであって、その特徴とするところは、電波の送受信機能を備える検出装置と、該検出装置から発信される質問信号に対し応答信号を返信する機能を持つ無線タグとから成り、前記無線タグは、前記検出装置と交信するためのタグアンテナに接続されるＩＣチップと、ＩＣチップの応答可能距離を変化させ得る手段とを備えていることである。
【０００５】
検出装置は、無線タグへ質問信号を送信すると共に、無線タグから返信される応答信号を受信し、応答信号に含まれる識別情報を解析して、所定の検知信号を出力するものである。無線タグは、検出装置から送信される質問信号を利用して電力を生起させ、ＩＣチップ内の記憶部に保持した情報に基づき質問信号を変調し、応答信号を生成して送信する機能を有するものであり、記憶部に保持される識別情報が応答信号に含まれる。
【０００６】
前記距離検知装置の実施態様として、前記ＩＣチップに、応答可能距離を変化させるためのインピーダンスが異なる素子を組み込んだ複数の回路を並列に接続し、各回路ごとにＯＮ・ＯＦＦ制御するスイッチを設ける構成が考えられる。
【０００７】
あるいは前記ＩＣチップに、応答可能距離を変化させるためのインピーダンスが異なる素子を組み込んだ複数の回路を並列に接続し、当該複数の回路のいずれかと、タグアンテナ回路とを選択的に接続するスイッチを設けることも可能である。
【０００８】
さらには、前記ＩＣチップが組み込まれる回路に、当該回路のインピーダンスを変化させる素子を組み込むことにより、応答可能距離を変化させることも可能である。
【０００９】
なお応答可能距離を変化させるため、ＩＣチップが組み込まれる回路のインピーダンスを異ならせる素子としては、抵抗・コイル・コンデンサー等のいずれか、又は、これらの組み合わせが挙げられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る距離検知装置は、無線タグの応答可能距離を変化させることができるように構成されているので、質問信号に対する応答信号の有無を検出し、その時に設定されている応答可能距離から、無線タグと検出装置との距離を知ることができる。従って本発明は、ＧＰＳのような特別な装置や精度の高い検知手段を必要とすることがなく、低コストで距離検知装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
本発明に係る距離検知装置Ｓの概要を図１に示す。同距離検知装置Ｓは、無線タグ１とこの無線タグ１と電波信号を介して交信する検出装置１０とから成り、距離検知装置Ｓから出力される検知信号に基づいて、コンピュータ等の制御装置２０が、所定の設備機器・装置３０を動作させるように設定されている。
【００１２】
無線タグ１及び検出装置１０それぞれに設けられる電波交信用のタグアンテナ２，リーダーアンテナ１１は、電波を効率よく受信するため、平面内においてコイル状に巻回した面ループ状形態が採用される。但し各アンテナ２，１１の形態は、交信に使用する電波の周波数や強度等に基づき変更することが可能であり、例えば棒状・パッチ状（素子状）・複合パッチ状・面状・スロット状・螺旋状・パターン状等、状況に応じ適宜採用することが可能である。
【００１３】
本例の無線タグ１は、図２に示すように、基板Ｃ上において、タグアンテナ２に接続したＩＣチップＴに、回路抵抗（インピーダンス）を異ならせる素子Ｒ１〜Ｒｎを組み込んだ複数の回路Ｑ１〜Ｑｎが並列に接続され、各回路Ｑ１〜ＱｎそれぞれにＯＮ・ＯＦＦ制御するスイッチＳＷ１〜ＳＷｎが設けられている。回路抵抗（インピーダンス）を設定する素子Ｒ１〜Ｒｎは、抵抗・コイル・コンデンサーのいずれか、又は、これらの組み合わせから構成される。なお無線タグ１の全体形状は、板状のほか、棒状・円盤状・直方体状なども可能である。
【００１４】
前記回路Ｑ１〜Ｑｎのインピーダンスを互いに異ならせたので、前記スイッチＳＷ１〜ＳＷｎを閉じてＯＮにする回路を選択することにより、検出装置１０の質問信号に対するＩＣチップＴの応答可能距離を設定することが可能となる。無線タグ１と検出装置１０との距離に応じ、無線タグ１が受ける質問信号の電波強度が決定されるが、ある電波強度に対し、回路のインピーダンスが所定値より大きければ、ＩＣチップＴで応答信号の生成に必要な電力が発生しないため応答信号は返信されない。従って、検出装置１０から送信される質問信号の電波強度を考慮して、回路Ｑ１〜Ｑｎのインピーダンスを適宜設定することにより、各ＩＣチップＴの応答可能距離を任意に設定することが可能である。それ故、本発明の距離検知装置は、検出装置１０が質問信号に対する応答信号を検知することにより、応答時のＩＣチップに設定した応答可能距離から、無線タグ１の検出装置１０からの距離を知ることができる。
【００１５】
ＩＣチップＴの内部構造は、図３に例示する如く、無線通信インターフェースを介してタグアンテナ２の回路と接続される受信部及び送信部、受信電波により電力を発生させる電源生成部、電波の復調・変調を制御するＭＰＵ等から成る制御部、識別情報その他のデータを保持する不揮発性メモリ等から成る記憶部などより構成されている。上記無線通信インターフェース・受信部・送信部は、一体に構成される場合もある。また、記憶部を読み取り専用のメモリで構成してもよいが、所望により保持情報の更新又は変更等の書換を可能とする場合は、基板に外部通信インターフェースを備えることが望ましい。
【００１６】
図４は、本発明に係る前記距離検知装置Ｓを、自動扉の開閉制御システムに利用する例を示すものであり、人が所持する無線タグによって当該人の位置を検知し、対応位置にある扉の開閉を制御するよう構成したものである。無線タグ１（図２参照）のＩＣチップＴに接続される回路Ｑ１〜Ｑｎのインピーダンスは素子Ｒ１〜Ｒｎによって異なるよう設定されるから、スイッチＳＷ１〜ＳＷｎで回路Ｑ１〜Ｑｎを選択することにより、無線タグ１の応答可能距離を設定することができる。本例では、スイッチＳＷ１をＯＮにしたときの応答可能距離がＬ１、スイッチＳＷ２をＯＮにしたときの応答可能距離がＬ２、…、スイッチＳＷｎをＯＮにしたときの応答可能距離がＬｎとなるよう設定されるものとする。
【００１７】
検出装置１０に近い距離αの位置に設置されている扉ｄ１の開閉制御をする場合を想定する。この場合、無線タグ１のスイッチＳＷ１をＯＮにして、応答可能距離をαよりやや大きいＬ１に設定する。検出装置１０からは質問信号が常時又は断続的に出力されているものとする。なお検出装置１０の応答信号読み取り範囲は、図示するとおり、扉ｄ１（ｄ２，ｄ３）の周辺に限定されるよう指向性を持たせることが望ましい。
【００１８】
前記無線タグを所持する人が、検出装置１０から距離Ｌ１、すなわち無線タグの応答可能距離Ｌ１よりも遠い位置に在るとき、無線タグは応答信号を返信しないため、検出装置１０が検知信号を出力することがない。従って扉ｄ１は動作しない。人が扉ｄ１の近傍に到達して、検出装置１０からの距離が応答可能距離Ｌ１以下になると、無線タグ１が検出装置１０への応答信号の返信を開始する。その結果、検出装置１０が応答信号に基づく検知信号を制御装置２０へ出力し、制御装置２０は扉ｄ１を開放操作する。
【００１９】
扉の位置を変更した場合、例えば検出装置１０から距離βの位置に扉ｄ２を設置した場合は、無線タグ１のスイッチＳＷ３をＯＮにして、応答可能距離をβよりやや大きいＬ３に設定する。これにより、人が扉ｄ２に接近して応答可能距離Ｌ３よりも検出装置１０に若干近い位置に到達すると、無線タグ１が応答信号の返信を開始し、その結果、検出装置１０が検知信号を制御装置２０へ出力し、制御装置２０が扉ｄ２を開放操作する。同様に検出装置１０から距離γの位置に扉ｄ３を設置した場合は、無線タグ１のスイッチＳＷ５をＯＮにして応答可能距離をγよりやや大きいＬ５に設定することにより、人が扉ｄ３に接近すると、扉ｄ３を開放操作されるように構成できる。
【００２０】
このように本発明に係る距離検知装置Ｓは、特別な装置や高精度の検知手段を用いることなく、１個の無線タグと１個の検出装置（リーダー）だけにより、検出装置１０を基準として距離を検知することが可能である。従って、前述したような、扉ｄ１，ｄ２，ｄ３に外部から接近すると当該扉ｄ１，ｄ２，ｄ３を自動的に開放するシステムを簡単な構成で構築することができる。
【００２１】
前記は、遠方から人が検出装置１０へ向かって接近するときに、扉ｄ１〜ｄ３を自動開放する場合について説明したものであるが、反対に、人が検出装置１０の近傍から遠ざかる方向へ移動する場合にあっても、同様に扉ｄ１〜ｄ３の開放操作を行うことができる。距離γの位置に扉ｄ３を設置した場合を例にとると、この場合、無線タグ１のスイッチＳＷ４をＯＮにして、応答可能距離をγよりやや小さいＬ４に設定する。人が扉ｄ３よりも検出装置１０に十分近い位置に在るとき、無線タグ１は応答可能距離Ｌ４の範囲内に位置するから、検出装置１０からの質問信号に対し応答信号を継続的に返信する。人が扉ｄ３に接近して、応答可能距離Ｌ４の範囲外まで遠ざかると、無線タグ１からの応答信号が途絶する。検出装置１０は、この応答信号の途絶を検知して検知信号を制御装置２０へ出力し、これに基づき制御装置２０が、扉ｄ２を開放操作するよう設定することができる。
【００２２】
なお無線タグは、人が所持・携行する場合のほか、自動車・オートバイ・自転車等の乗り物に装着することも考えられる。
【００２３】
（第２の実施形態）
図５に示すように、無線タグ１の応答可能距離を変化させる手段として、ＩＣチップＴに接続される、回路インピーダンスを変化させる素子Ｒ１〜Ｒｎを組み込んだ複数の回路Ｑ１〜Ｑｎのいずれか一つを、切替スイッチＳＷで選択可能にする構成も考えられる。かかる構成の無線タグ１は、スイッチＳＷを操作して、タグアンテナ２と接続される回路を適宜選択することにより、無線タグの応答距離を変更することが可能である。
【００２４】
（第３の実施形態）
図６に示すように、無線タグ１におけるＩＣチップＴが組み込まれる回路に、回路抵抗（インピーダンス）を任意に変化させることが可能な可変抵抗素子（可変インピーダンス素子）Ｒｖを配置し、操作部Ｕで回路インピーダンスを変化させることにより、応答可能距離を設定可能にする構成も考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るものであって、距離検知装置の概略構成を示す図面である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るものであって、距離検知装置に使用する無線タグを示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るものであって、無線タグにおけるＩＣチップの概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る距離検知装置の使用例を示す図面である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るものであって、距離検知装置に使用する無線タグを示すブロック図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るものであって、距離検知装置に使用する無線タグを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
Ｓ…距離検知装置  １…無線タグ  ２…タグアンテナ  １０…検出装置  １１…リーダーアンテナ  ２０…制御装置  Ｑ１〜Ｑｎ…回路  Ｒ１〜Ｒｎ…抵抗（インピーダンス）素子  ＳＷ１〜ＳＷｎ…スイッチ  Ｔ…ＩＣチップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005257369.tif 000007
【図６】
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