(57)【要約】  複数のタグを効率よく読み取ることができるタグ読み取り装置。このタグ読み取り装置は、出力パワー制御部（１０９）により、出力パワー設定部（１０８）において設定した出力パワーで送信データを送信するように、制御信号により送信部（１０１）の出力パワーを制御する。読み取り可能なエリアに多数のタグが存在しタグ同士のＩＤがぶつかってコリジョンが多数発生する場合、まず、送信部（１０１）の出力パワーを絞り、リーダ（１００）の読み取り可能なエリアを狭めてコリジョンの発生を抑え、リーダ（１００）の読み取り可能なエリアに存在する未読タグの数が少なくなってきたら、再送信時の送信部（１０１）の出力パワーを上げ、リーダ（１００）の読み取り可能なエリアを広げて、残りのタグを効率よく読み取っていく。【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のエリア内に存在している複数のタグを読み取るタグ読み取り装置であって、
前記タグを読み取るための読み取り信号を前記複数のタグに送信する送信手段と、
前記読み取り信号を受け取ったタグからの応答信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が前記応答信号を受信する受信期間のうち空き時間が所定時間を超過した場合には前記送信手段の出力パワーを上げて前記読み取り信号を再送信するように前記送信手段を制御する制御手段と、を具備するタグ読み取り装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記受信手段が受信した前記応答信号にコリジョンが所定の数以上発生した場合には前記送信手段の出力パワーを下げて前記読み取り信号を再送信するように前記送信手段を制御する請求項１記載のタグ読み取り装置。
【請求項３】
前記複数のタグに送信する送信コマンドおよび前記複数のタグのタグＩＤを格納するための記憶手段を具備する請求項２記載のタグ読み取り装置。
【請求項４】
前記制御手段は、受信期間内に前記受信手段が受信した前記応答信号にコリジョンが所定数以上発生した場合に、前記送信手段から再送信する前記読み取り信号により、前記受信手段が受信する前記受信期間内のタイムスロット数を増やして受信期間を長くする請求項１から請求項３のいずれかに記載のタグ読み取り装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記受信手段が前記応答信号を正常に受信したか、前記応答信号にコリジョンが発生したか、前記タグからの応答信号を受信していないか、を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果をもとに、前記受信手段が前記受信期間内に前記応答信号を正常に受信できたタグの読み取り数および前記応答信号を受信していない空き時間を測定するデータ測定手段と、
前記データ測定手段の測定結果と予め決められた所定のしきい値とを比較して前記送信手段が前記読み取り信号を再送信する際の前記送信手段の出力パワーを設定する出力パワー設定手段と、
前記出力パワー設定手段において設定した出力パワーで前記読み取り信号を送信するように前記送信手段の出力パワーを制御する出力パワー制御手段と、を具備する請求項１から請求項４のいずれかに記載のタグ読み取り装置。
【請求項６】
所定のエリア内に存在している複数のタグを読み取るタグ読み取り方法であって、
前記タグを読み取るための読み取り信号を前記複数のタグに送信する送信ステップと、
前記読み取り信号を受け取ったタグからの応答信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで前記応答信号を正常に受信したか、前記応答信号にコリジョンが発生したか、前記タグからの応答信号を受信していないか、を判定する判定ステップと、
前記判定ステップでの判定結果をもとに、前記受信ステップで前記受信期間内に前記応答信号を正常に受信できたタグの読み取り数および前記応答信号を受信していない空き時間を測定するデータ測定ステップと、
前記データ測定ステップでの測定結果と予め決められた所定のしきい値とを比較して前記送信ステップで前記読み取り信号を再送信する際の前記送信ステップでの出力パワーを設定する出力パワー設定ステップと、
前記出力パワー設定ステップにおいて設定した出力パワーで前記読み取り信号を送信するように前記送信ステップでの出力パワーを制御する出力パワー制御ステップと、を具備するタグ読み取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、様々な物品に備え付けられたタグが有する固有の情報を読み取る情報読み取りシステムで用いるタグ読み取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の情報読み取りシステムとして、微小な無線チップにより人や物を識別・管理するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。【０００３】
ＲＦＩＤシステムは、流通業界でバーコードに代わる商品識別・管理技術として研究が進められてきたが、社会のＩＴ化・自動化を推進する上での基盤技術として注目が高まっている。【０００４】
ＲＦＩＤシステムでは、数ｃｍ程度の大きさのタグにデータを記憶し、タグ読み取り装置であるリーダがタグと電波や電磁波で交信する。【０００５】
タグには、ラベル型、カード型、コイン型、スティック型などや、通信距離が数ｍｍから数ｍ程度のものなどがあり、用途に応じて使い分けられる。【０００６】
近年では、アンテナ側からの非接触電力伝送技術により、電池を持たない半永久的に利用可能なタグも登場している。【０００７】
このようなＲＦＩＤシステムにおける一般的なタグの読み取り動作としては、まず、リーダが周囲のタグに対し、送信波を送る。送信波を受け取ったタグは、これを整流することで電力を得て、内部の回路を駆動させる。タグは、回路が動作すると送信波に乗せられているコマンドを読み取り、このコマンドに応じてＩＤ番号などの情報を返信する。【０００８】
このときのタグの応答の仕方には、様々な方式があり、代表的な方式としては、スロッテッドアロハ方式とバイナリーツリー方式との２つの方法がある。【０００９】
スロッテッドアロハ方式は、タグの応答するタイミングをずらす方式で、タグはタイムスロットと呼ばれるある時間単位ごとにタイミングをずらして応答する。【００１０】
バイナリーツリー方式は、タグの応答するタイミングが同じ（時間的にずらさない）で、リーダはタグを読み取るための読み取りコマンドを送信するときにＩＤ番号の一部を指定する（例えば先頭の２ビットが１０など）。【００１１】
これに対し、該当するタグのみが応答するが、ここで衝突（コリジョン）が発生すると、さらに３ビット、４ビットとＩＤ番号を指定し、コリジョンがなくなるまで範囲を絞る。【００１２】
リーダは、タグのＩＤ番号を読み取ると、ＩＤ番号を読み取れたタグに対し、応答停止コマンドを送信する。【００１３】
リーダから応答停止コマンドを受け取ったタグは、一定期間応答しない。【００１４】
リーダは、再び読み取りコマンドを送信し、残りのタグのＩＤ番号を同様に順次読み取っていく。【００１５】
また、この読み取り動作を効率的に行うシステムとして、例えば特許文献１に開示された技術が知られている。【００１６】
特許文献１に開示された情報識別システムは、図１に示すように、制御装置１が複数（ｎ個：ｎは不定数）の応答装置２（２−１，２−２，・・・２−ｎ）がそれぞれ有する固有情報を一括して読み出すものである。制御装置１には、必要に応じて管理装置３が接続される。【００１７】
図１において、制御装置１は、所定の応答要求信号を下り通信チャネルへと送信し、応答装置２に対して各種の指示を示した下り信号を与えて、応答装置２が有する固有情報を読み取る。また、制御装置１は、必要によっては応答装置２内の記憶部への情報の書き込みを指示する。【００１８】
応答装置２は、少なくとも固有の識別情報を含む固有情報を内部の記憶部に保持しており、制御装置１から下り通信チャネルを介して到来した応答要求信号の指示に応じて、自己が有する固有情報を示した所定の応答情報を形成する各ビットを上り通信チャネルを介して制御装置１へと順次送信する。【００１９】
制御装置１は、上り通信チャネルを介して到来する信号が示すビットの状態を判定し、このビットの状態と同状態のビットを下り通信チャネルへと順次送信する。【００２０】
応答装置２は、下り通信チャネルを介して到来した最新のビットと自己が送信した最新のビットとを比較し、一致する場合にのみ応答情報の次ビットの送信を行い、一致しなかった場合には少なくとも応答要求信号が新たに到来するまでは応答情報の送信を停止させる。【００２１】
応答装置２は、例えば物品に取り付けられ、当該物品の識別または管理などを行うために用いられる。【００２２】
管理装置３は、いわゆるアプリケーション用のコンピュータシステムで、制御装置１により読み取られた情報を受け取り、応答装置２自体または応答装置２が取り付けられた物品等に関する情報処理または管理（例えば物品の在庫管理）を行う。
【特許文献１】特開平１０−２６８０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところで、前述したように様々な物品に備え付けられたタグに固有のＩＤ番号を付けて情報の管理を行うＲＦＩＤシステムでは、複数のタグを効率よく読み取ることが求められている。【００２４】
しかし、従来のＲＦＩＤシステムでは、リーダからの問い合わせに対し、複数のタグが同時に応答してしまうと、コリジョンが発生し、タグのＩＤ番号を読み取ることができない。【００２５】
これを解決するための一般的な方法としては、前述したスロッテッドアロハ方式のように、ランダムな時間だけ送信タイミングをずらすことによりコリジョンの確率を下げる方法や、前述したバイナリーツリー方式のように、リーダがタグを読み取るための読み取りコマンドを送信するときにＩＤ番号の一部を指定する方法などがある。【００２６】
しかしながら、スロッテッドアロハ方式では、送信タイミングをずらしているため、タイムスロット数が多いのにタグ数が少ない場合やその逆の場合には、リーダがタグを読み取る際に時間がかかるため読み取り効率が悪くなってしまう。【００２７】
一方、バイナリーツリー方式では、タグ数が少ないときは効果的であるが、タグ数が多い場合や同じようなＩＤ番号がある場合などには、タグを特定するまでに何度も読み取り動作を行う必要があるため読み取り効率が悪くなってしまう。【００２８】
また、特許文献１に開示された情報識別システムでは、応答装置２の有する情報と制御装置１が受信した情報との各ビットを判定していくため、１つの応答装置２に絞り込むまでに応答装置２の数にかかわらず、固有情報のビット数だけ再送信しなければならず、応答装置２の数が少ない場合には読み取り効率が悪くなってしまう。【００２９】
本発明の目的は、読み取るタグの数が多少にかかわらず、複数のタグを効率よく読み取ることができるタグ読み取り装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明のタグ読み取り装置は、所定のエリア内に存在している複数のタグを読み取るタグ読み取り装置であって、前記タグを読み取るための読み取り信号を前記複数のタグに送信する送信手段と、前記読み取り信号を受け取ったタグからの応答信号を受信する受信手段と、前記受信手段が前記応答信号を受信する受信期間のうち空き時間が所定時間を超過した場合には前記送信手段の出力パワーを上げて前記読み取り信号を再送信するように前記送信手段を制御する制御手段と、を具備する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、タグからの応答信号を受信する受信手段の受信状態に応じて送信手段の出力パワーを制御しているので、複数のタグを読み取る際のコリジョンの発生を抑えて、多数のタグを効率よく読み取ることができる。また、送信手段の出力パワーを制御することによって、常時最大の出力パワーで交信することがなくなり装置の低消費電力化を図れる。また、送信手段の出力パワーを制御することによって、周囲の他のタグ読み取り装置に与える干渉を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の情報識別システムの概略構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置を用いた情報読み取りシステムの概略構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置としてのリーダがタグを読み取る状態を示す模式図
【図４】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置を用いた情報読み取りシステムの動作を示すフローチャート
【図５】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置としてのリーダの読み取りタイミングの一例を示すタイムスロット図
【図６】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置としてのリーダが読み取るタグ数と平均読み取り数との関係を示すグラフ
【図７】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置としてのリーダが読み取るタグ数と平均空き時間との関係を示すグラフ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一の構成または機能を有する構成要素及び相当部分には、同一の符号を付してその説明は繰り返さない。【００３４】
ここでは、本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置を用いた情報読み取りシステムとして、ＲＦＩＤシステムを例にとって説明することとする。【００３５】
まず、本例のタグ読み取り装置を用いたＲＦＩＤシステムの概略構成について説明する。図２に示すＲＦＩＤシステムは、本例のタグ読み取り装置であるリーダ１００が、複数のタグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・と交信して、各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・のＩＤ番号などのデータを読み取るものである。【００３６】
リーダ１００は、送信部１０１、受信部１０２、判定部１０３、データ測定部１０４、メモリ１０５、制御部１０６、アンテナ１０７を備えている。【００３７】
図２において、送信部１０１は、制御部１０６により記憶手段としてのメモリ１０５から呼び出された送信データを変調し、変調した送信データをアンテナ１０７により各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・に送信する。このときの送信部１０１の出力パワー（送信電力）は、制御部１０６から与えられる制御信号によって決められる。【００３８】
受信部１０２は、アンテナ１０７が受信した各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・からの応答信号を復調し、復調した受信データを判定部１０３に送る。【００３９】
判定部１０３は、受信期間において、受信部１０２が、タグからの応答信号（受信データ）を正常に受信したか、コリジョン（衝突）が発生した応答信号を受信したか、タグからの応答信号を受信していない（無応答時間）のか、を単位時間毎（タイムスロット毎）に判定する。【００４０】
そして、判定部１０３は、受信部１０２が正常な受信データを受け取った場合には「データ受信」、受信部１０２がコリジョンの発生した誤りのある信号を受け取った場合には「データＮＧ（コリジョン発生）」、タグが無応答の場合には「データ無し」の判定結果をデータ測定部１０４に与える。【００４１】
データ測定部１０４は、判定部１０３から与えられる「データ受信」、「データＮＧ（コリジョン発生）」、「データ無し」の判定結果をもとに、受信期間内にリーダ１００が読み取ったタグ数（読み取りタグ数）や、受信部１０２がタグからの応答信号を受信していない空き時間を測定する。【００４２】
例えば、リーダ１００からの送信信号（読み取りコマンド）に対し、タグが受信期間内に図５のような応答信号を返した場合、判定部１０３はタイムスロット１ではタグＡの応答信号を読むことができるので、「データ受信」と判定し、タイムスロット２ではタグＢとタグＤの応答信号が衝突しているので「データＮＧ（コリジョン発生）」と判定し、タイムスロット３ではタグが無応答であるので「データ無し」と判定する。同様に受信期間内の各スロットにおいて判定を行い、その結果をもとにデータ測定部１０４にて読み取りタグ数や空き時間などを測定する。【００４３】
メモリ１０５は、各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・に送信するためのコマンド、各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・から読み取ったデータ、データ測定部１０４で測定した読み取りタグ数や空き時間の測定値などを格納する。【００４４】
制御部１０６は、データや制御信号の送受信などの制御を行う。本例のリーダ１００の制御部１０６は、出力パワー設定部１０８、出力パワー制御部１０９を備えている。【００４５】
出力パワー設定部１０８は、データ測定部１０４の測定結果と、予め決められた所定のしきい値とを比較し、送信データの再送信時における送信部１０１の出力パワーを上げるのか、そのままか、下げるのかを判断して、送信部１０１の出力パワーを設定する。【００４６】
出力パワー制御部１０９は、出力パワー設定部１０８において設定した出力パワーで送信データを送信するように、制御信号により送信部１０１の出力パワーを制御する。【００４７】
ところで、ＲＦＩＤシステムにおいては、読み取り可能なエリアに多数のタグが存在している場合、リーダ１００が一度に全てのタグを読み取ろうとすると、タグ同士のＩＤがぶつかってコリジョンが多数発生し、読み取りエラーが発生する。【００４８】
そこで、本例のリーダ１００では、まず、送信部１０１の出力パワーを絞り、リーダ１００の読み取り可能なエリア（送信部１０１の送信エリア）を狭めてコリジョンの発生を抑える。【００４９】
そして、リーダ１００の読み取り可能なエリア内の読み取れなかった未読タグの数が少なくなってきたら、再送信時の送信部１０１の出力パワーを上げ、リーダ１００の読み取り可能なエリアを広げて、残りのタグを効率よく読み取っていく。【００５０】
具体的には、例えば、図３に示すように、リーダ１００で８個のタグを読み取る場合、まず、送信部１０１の出力パワーを絞って、リーダ１００の読み取りエリアを第１の読み取りエリア３０１とし、この第１の読み取りエリア３０１内に存在しているタグＡ，Ｂ，Ｃだけが応答するように読み取りコマンドを送信する。【００５１】
そして、読み取りが成功したタグＡ，Ｂ，Ｃに対しては、それ以降の応答を停止させるために、応答停止コマンドを送信する。【００５２】
次に、送信部１０１の出力パワーを上げて、リーダ１００の読み取りエリアを第２の読み取りエリア３０２に拡大し、この第２の読み取りエリア３０２内に存在しているタグＤ，Ｆ，Ｅだけが応答するように読み取りコマンドを再送信する。【００５３】
この読み取りコマンドの再送信により、読み取りが成功したタグＤ，Ｆ，Ｅに対しては、それ以降の応答を停止させるために、応答停止コマンドを送信する。【００５４】
そして、再度、送信部１０１の出力パワーを上げて、リーダ１００の読み取りエリアを第３の読み取りエリア３０３に拡大し、この第３の読み取りエリア３０３内に存在している残りのタグＨ，Ｇだけが応答するように読み取りコマンドを再送信する。【００５５】
このように、本例のリーダ１００においては、読み取りエリアを段階的に拡大しながら、多数のタグを効率よく読み取るようにしている。【００５６】
なお、ＲＦＩＤシステムでは、リーダ１００の読み取りエリア内に、どのくらいの数のタグが存在しているのか正確な数を前もって知ることはできない。【００５７】
そこで、本例のリーダ１００においては、一定時間内に読み取れたタグの数と、タグからの応答が無い空き時間とから、リーダ１００の読み取りエリア内に存在している未読タグの数を推定し、常に読み取り数が高くなるように送信部１０１の出力パワーを制御するようにしている。【００５８】
次に、図２、図３および図４を参照して、本例のリーダ１００のタグの読み取り動作について説明する。【００５９】
図４に示すように、リーダ１００によるタグの読み取り動作が開始されると、まず、送信部１０１の出力パワーのレベルが初期値に設定される（ステップＳＴ４０１）。【００６０】
次いで、リーダ１００の送信部１０１およびアンテナ１０７を介して、初期値の出力パワーで各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・に読み取りコマンドを送信する（ステップＳＴ４０２）。【００６１】
これにより、送信部１０１から初期値の出力パワーで送信された読み取りコマンドの送信エリア（例えば、図３に示すリーダ１００の第１の読み取りエリア３０１）内に存在しているタグのみが読み取りコマンドを受信する（ステップＳＴ４０２Ａ）。【００６２】
そして、読み取りコマンドを受信したタグは、予め決められた所定の方式でタグのＩＤを送信する（ステップＳＴ４０２Ｂ）。【００６３】
次いで、ステップＳＴ４０３でタグからのＩＤを受信したリーダ１００は、データ測定部１０４で、タグからの応答期間において読み取りに成功した読み取りタグ数と、タグからの応答期間における空き時間（応答の無い時間）を測定する（ステップＳＴ４０４）。【００６４】
次いで、リーダ１００は、ステップＳＴ４０５で読み取りに成功したタグがあるか否か判断する。【００６５】
そして、リーダ１００は、ステップＳＴ４０５において読み取りに成功したタグがあると判断した場合には、読み取りに成功した読み取り済みタグに対して応答停止コマンドを送信する（ステップＳＴ４０６）。【００６６】
これにより、読み取り済みタグは、リーダ１００から送信された応答停止コマンドを受信し（ステップＳＴ４０６Ａ）、リーダ１００に対してＡＣＫ（確認信号）を返信して（ステップＳＴ４０６Ｂ）、応答を停止する。【００６７】
次いで、リーダ１００は、読み取り済みタグから送信されたＡＣＫを受信する（ステップＳＴ４０７）。【００６８】
次いで、ステップＳＴ４０３にて読み取れた全てのタグが応答停止コマンドにより停止したかどうか判断し（ステップＳＴ４０８）、まだ応答停止コマンドを送っていない読み取り済みタグがあれば、ステップＳＴ４０６に戻り送信を行う。ステップＳＴ４０３にて読み取れた全てのタグがステップＳＴ４０８で応答停止したと判断されたらステップＳＴ４０９へ進む。【００６９】
次いで、ステップＳＴ４０５において読み取れたタグが無いと判断した場合には、直ちにステップＳＴ４０９を実行して、測定した空き時間が予め決められた所定のしきい値以上であるか否か判断する。【００７０】
ステップＳＴ４０９において、測定した空き時間が予め決められた所定のしきい値以上であると判断された場合には、出力パワー設定部１０８で設定した送信部１０１の出力パワーの設定が最大か否か判断する（ステップＳＴ４１０）。【００７１】
そして、ステップＳＴ４１０において、送信部１０１の出力パワーの設定が最大ではないと判断された場合には、出力パワー制御部１０９により送信部１０１の出力パワーをアップさせて（ステップＳＴ４１１）、ステップＳＴ４０２に戻って読み取りコマンドを再送信する。【００７２】
また、ステップＳＴ４０９において、測定した空き時間が予め決められた所定のしきい値未満であると判断された場合には、データ測定部１０４で測定した読み取り済みタグの読み取り数が予め決められた所定のしきい値以上か否か判断する（ステップＳＴ４１２）。【００７３】
そして、ステップＳＴ４１２において、読み取り済みタグの読み取り数が予め決められた所定のしきい値未満であると判断された場合には、送信部１０１の出力パワーをダウンさせて（ステップＳＴ４１３）、ステップＳＴ４０２に戻って読み取りコマンドを再送信する。【００７４】
また、ステップＳＴ４１２において、読み取り済みタグの読み取り数が予め決められた所定のしきい値以上であると判断された場合には、そのままステップＳＴ４０２に戻って読み取りコマンドを再送信する。【００７５】
一方、ステップＳＴ４１０において、送信部１０１の出力パワーの設定が最大であると判断された場合には、リーダ１００の読み取りコマンドの送信エリア内に未読タグがあるか否か判断する（ステップＳＴ４１４）。【００７６】
ステップＳＴ４１４において、リーダ１００の読み取りコマンドの送信エリア内に未読タグがあると判断された場合には、ステップＳＴ４０２に戻って読み取りコマンドを再送信する。【００７７】
そして、ステップＳＴ４１４においてリーダ１００の読み取りコマンドの送信エリア内に未読タグが無いと判断されるまで送信エリア内のタグの読み取り動作を繰り返し、全てのタグの読み取りを終えた後、リーダ１００の読み取り動作を終了する。【００７８】
このように、本例のリーダ１００においては、初回送信時における送信部１０１の出力パワーを最大パワーではない所定の出力パワーとして、受信部１０２の読み取り可能なエリアを狭って、タグの読み取りを行う。【００７９】
そして、エリア内のタグをある程度読み取ったら、読み取りコマンドの再送信時に送信部１０１の出力パワーを上げて、受信部１０２の読み取りエリアを広げていく。【００８０】
また、一定時間（再送信毎）に読み取れたタグＩＤの数とタグからの応答の無かった空き時間を測定し、それらの平均値を求め、その推移からコリジョンの発生具合を把握する。【００８１】
ここで、送信部１０１の出力パワーが一定のときに、タグの読み取り数の平均値がしきい値より低く、空き時間が少ないときには、コリジョンの発生が多いと判断する。【００８２】
また、送信部１０１の出力パワーが一定のときに、タグの読み取り数の平均値がしきい値より低く、空き時間が多いときには、未読タグ数が少なくなってきていると判断する。【００８３】
そして、上述の判断で未読タグが少なくなってきていると判断した場合には、読み取りコマンドの再送信時における送信部１０１の出力パワーを上げる。【００８４】
また、急激にコリジョンが増えたとき（エリア内のタグが増えたとき）は、読み取りコマンドの再送信時における送信部１０１の出力パワーを下げる。【００８５】
このように、本例のＲＦＩＤシステムにおけるリーダ１００は、制御部１０６でタグの読み取り数が最も高くなるように出力パワー制御を行って効率よくタグを読み取るようにしている。【００８６】
ところで、このようなＲＦＩＤシステムにおいては、例えば、図５に示すように、リーダ１００に対してタグＡ，Ｂ、Ｃ，Ｄが応答するタイムスロット数を４とした場合、タイムスロット１のタグＡおよびタイムスロット４のタグＣのＩＤは読み取ることができる。【００８７】
しかしながら、この例では、タイムスロット２のタグＢとタグＤはコリジョン（衝突）が発生しているため読み取ることができない。また、タイムスロット３では、どのタグも応答していない。従って、この場合のリーダ１００のタグの読み取り数は２、空き時間は２５％となる。【００８８】
また、このＲＦＩＤシステムにおいては、１回の読み取りコマンドに対してリーダ１００が読み取れる平均タグ数は、図６に示すように、タグ数が４個程度の場合が最も高くなりタグを読み取りやすい。【００８９】
つまり、このＲＦＩＤシステムでは、図６に示すように、タグの数が多くなると、データの衝突が多くなり、リーダのタグの読み取り率が低下していく。【００９０】
また、タグの数が１から２個の場合には、データの衝突は起こりにくいが、図７に示すように、タグからの応答がない空き時間が多くなるため、リーダのタグの読み取り数が悪くなってしまう。【００９１】
このように、このようなＲＦＩＤシステムにおいては、タグの数が少なくても多くても、タグの読み取り効率が悪くなってしまうため、リーダ１００が一度に読み取れるタイムスロットに対して最適なタグの数がある。【００９２】
そこで、本例のリーダ１００においては、あるタイムスロットの区間の中で、衝突が起きている場所と、応答の無かったタイムスロットとを判定部１０３で検出して、データ測定部１０４で読み取りタグ数と空き時間とを測定し、リーダ１００が常に衝突を生じない最適な数のタグを読み取れるように、出力パワー制御部１０９により送信部１０１の出力パワーを制御している。【００９３】
具体的には、１回の読み取りコマンドの送信で応答があったタグの数（読み取れたタグ数）と、応答が無かった空き時間とを測定して、しきい値により送信部１０１の出力パワーのレベルを変化させる。【００９４】
そして、リーダ１００は、タグのＩＤは何かという読み取りコマンドを出す。読み取りコマンドを受け取ったタグは、ランダムなスロットタイミングで応答する。ここで、コリジョンが発生すると、リーダ１００が、無応答ではないが、タグを読み取れない状態となる。【００９５】
つまり、受信部１０１は、受信データの誤り有り（衝突）、誤り無し（応答有り）、応答無し、の３種類の受信状態となる。【００９６】
そこで、本例のリーダ１００においては、受信部１０２の受信状態に応じて、出力パワー制御部１０９により送信部１０１の出力パワーを制御して、リーダ１００が一度に読み取れるタイムスロットに対して最適な数のタグを効率的に読み取っていくようにしている。【００９７】
なお、ここでは、計算例を簡単にするためにタイムスロット数を４にしているが、タイムスロット数はこれに限定されない。【００９８】
また、ここでは、スロッテッドアロハ方式によりリーダ１００に対してタグが応答する場合について説明したが、バイナリーツリー方式であっても送信部１０１の出力パワーを制御し、応答可能なエリアを絞ってタグに応答させることにより同様の効果が得られる。【００９９】
なお、多くのタグが一箇所のエリアに固まって存在している場合に、これらのタグをリーダ１００で読み取ろうとすると、送信部１０１の出力パワーを上げると応答するタグが急激に増加し、出力パワーを下げると応答するタグが激減する場合が考えられるので、このような場合には出力パワー制御部１０９にて、出力パワーの増減量をより細かくして制御してもよい。【０１００】
また、上記のような場合、出力パワーの増減量は変えずにタイムスロット数を増やしてコリジョンの発生を減らすように制御してもよい。【０１０１】
なお、本例のリーダ１００では再送信毎の平均値をもとに出力パワーの制御を行っているが、これに限定するものではなく、例えば同一出力パワーにおける複数再送信の平均値を求めるなど、他の計算方法で制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明に係るタグ読み取り装置は、送信部の出力パワーを制御することによって低消費電力化が図れるので、様々な物品に備え付けられたタグが有する固有の情報を読み取るタグ読み取り装置として有用である。
【図１】
2007034543.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007034543.tif 000006
【図６】
2007034543.tif 000007
【図７】
2007034543.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月15日(2008.4.15)
【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】
所定のエリア内に存在している複数のタグを読み取るタグ読み取り装置であって、
前記タグを読み取るための読み取り信号を前記複数のタグに送信する送信手段と、
前記読み取り信号を受け取ったタグからの応答信号を受信する受信手段と、
前記受信手段が前記応答信号を受信する受信期間のうち空き時間が所定時間を超過した場合には前記送信手段の出力パワーを上げて前記読み取り信号を再送信するように前記送信手段を制御する制御手段と、を具備するタグ読み取り装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記受信手段が受信した前記応答信号にコリジョンが所定の数以上発生した場合には前記送信手段の出力パワーを下げて前記読み取り信号を再送信するように前記送信手段を制御する請求項１記載のタグ読み取り装置。
【請求項３】
前記複数のタグに送信する送信コマンドおよび前記複数のタグのタグＩＤを格納するための記憶手段を具備する請求項２記載のタグ読み取り装置。
【請求項４】
前記制御手段は、受信期間内に前記受信手段が受信した前記応答信号にコリジョンが所定数以上発生した場合に、前記送信手段から再送信する前記読み取り信号により、前記受信手段が受信する前記受信期間内のタイムスロット数を増やして受信期間を長くする請求項１から請求項３のいずれかに記載のタグ読み取り装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記受信手段が前記応答信号を正常に受信したか、前記応答信号にコリジョンが発生したか、前記タグからの応答信号を受信していないか、を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果をもとに、前記受信手段が前記受信期間内に前記応答信号を正常に受信できたタグの読み取り数および前記応答信号を受信していない空き時間を測定するデータ測定手段と、
前記データ測定手段の測定結果と予め決められた所定のしきい値とを比較して前記送信手段が前記読み取り信号を再送信する際の前記送信手段の出力パワーを設定する出力パワー設定手段と、
前記出力パワー設定手段において設定した出力パワーで前記読み取り信号を送信するように前記送信手段の出力パワーを制御する出力パワー制御手段と、を具備する請求項１から請求項４のいずれかに記載のタグ読み取り装置。
【請求項６】
所定のエリア内に存在している複数のタグを読み取るタグ読み取り方法であって、
前記タグを読み取るための読み取り信号を前記複数のタグに送信する送信ステップと、
前記読み取り信号を受け取ったタグからの応答信号を受信する受信ステップと、
前記受信ステップで前記応答信号を正常に受信したか、前記応答信号にコリジョンが発生したか、前記タグからの応答信号を受信していないか、を判定する判定ステップと、
前記判定ステップでの判定結果をもとに、前記受信ステップで前記受信期間内に前記応答信号を正常に受信できたタグの読み取り数および前記応答信号を受信していない空き時間を測定するデータ測定ステップと、
前記データ測定ステップでの測定結果と予め決められた所定のしきい値とを比較して前記送信ステップで前記読み取り信号を再送信する際の前記送信ステップでの出力パワーを設定する出力パワー設定ステップと、
前記出力パワー設定ステップにおいて設定した出力パワーで前記読み取り信号を送信するように前記送信ステップでの出力パワーを制御する出力パワー制御ステップと、を具備するタグ読み取り方法。
【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、様々な物品に備え付けられたタグが有する固有の情報を読み取る情報読み取りシステムで用いるタグ読み取り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の情報読み取りシステムとして、微小な無線チップにより人や物を識別・管理するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが知られている。
【０００３】
ＲＦＩＤシステムは、流通業界でバーコードに代わる商品識別・管理技術として研究が進められてきたが、社会のＩＴ化・自動化を推進する上での基盤技術として注目が高まっている。
【０００４】
ＲＦＩＤシステムでは、数ｃｍ程度の大きさのタグにデータを記憶し、タグ読み取り装置であるリーダがタグと電波や電磁波で交信する。
【０００５】
タグには、ラベル型、カード型、コイン型、スティック型などや、通信距離が数ｍｍから数ｍ程度のものなどがあり、用途に応じて使い分けられる。
【０００６】
近年では、アンテナ側からの非接触電力伝送技術により、電池を持たない半永久的に利用可能なタグも登場している。
【０００７】
このようなＲＦＩＤシステムにおける一般的なタグの読み取り動作としては、まず、リーダが周囲のタグに対し、送信波を送る。送信波を受け取ったタグは、これを整流することで電力を得て、内部の回路を駆動させる。タグは、回路が動作すると送信波に乗せられているコマンドを読み取り、このコマンドに応じてＩＤ番号などの情報を返信する。
【０００８】
このときのタグの応答の仕方には、様々な方式があり、代表的な方式としては、スロッテッドアロハ方式とバイナリーツリー方式との２つの方法がある。
【０００９】
スロッテッドアロハ方式は、タグの応答するタイミングをずらす方式で、タグはタイムスロットと呼ばれるある時間単位ごとにタイミングをずらして応答する。
【００１０】
バイナリーツリー方式は、タグの応答するタイミングが同じ（時間的にずらさない）で、リーダはタグを読み取るための読み取りコマンドを送信するときにＩＤ番号の一部を指定する（例えば先頭の２ビットが１０など）。
【００１１】
これに対し、該当するタグのみが応答するが、ここで衝突（コリジョン）が発生すると、さらに３ビット、４ビットとＩＤ番号を指定し、コリジョンがなくなるまで範囲を絞る。
【００１２】
リーダは、タグのＩＤ番号を読み取ると、ＩＤ番号を読み取れたタグに対し、応答停止コマンドを送信する。
【００１３】
リーダから応答停止コマンドを受け取ったタグは、一定期間応答しない。
【００１４】
リーダは、再び読み取りコマンドを送信し、残りのタグのＩＤ番号を同様に順次読み取っていく。
【００１５】
また、この読み取り動作を効率的に行うシステムとして、例えば特許文献１に開示された技術が知られている。
【００１６】
特許文献１に開示された情報識別システムは、図１に示すように、制御装置１が複数（ｎ個：ｎは不定数）の応答装置２（２−１，２−２，・・・２−ｎ）がそれぞれ有する固有情報を一括して読み出すものである。制御装置１には、必要に応じて管理装置３が接続される。
【００１７】
図１において、制御装置１は、所定の応答要求信号を下り通信チャネルへと送信し、応答装置２に対して各種の指示を示した下り信号を与えて、応答装置２が有する固有情報を読み取る。また、制御装置１は、必要によっては応答装置２内の記憶部への情報の書き込みを指示する。
【００１８】
応答装置２は、少なくとも固有の識別情報を含む固有情報を内部の記憶部に保持しており、制御装置１から下り通信チャネルを介して到来した応答要求信号の指示に応じて、自己が有する固有情報を示した所定の応答情報を形成する各ビットを上り通信チャネルを介して制御装置１へと順次送信する。
【００１９】
制御装置１は、上り通信チャネルを介して到来する信号が示すビットの状態を判定し、このビットの状態と同状態のビットを下り通信チャネルへと順次送信する。
【００２０】
応答装置２は、下り通信チャネルを介して到来した最新のビットと自己が送信した最新のビットとを比較し、一致する場合にのみ応答情報の次ビットの送信を行い、一致しなかった場合には少なくとも応答要求信号が新たに到来するまでは応答情報の送信を停止させる。
【００２１】
応答装置２は、例えば物品に取り付けられ、当該物品の識別または管理などを行うために用いられる。
【００２２】
管理装置３は、いわゆるアプリケーション用のコンピュータシステムで、制御装置１により読み取られた情報を受け取り、応答装置２自体または応答装置２が取り付けられた物品等に関する情報処理または管理（例えば物品の在庫管理）を行う。
【特許文献１】特開平１０−２６８０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところで、前述したように様々な物品に備え付けられたタグに固有のＩＤ番号を付けて情報の管理を行うＲＦＩＤシステムでは、複数のタグを効率よく読み取ることが求められている。
【００２４】
しかし、従来のＲＦＩＤシステムでは、リーダからの問い合わせに対し、複数のタグが同時に応答してしまうと、コリジョンが発生し、タグのＩＤ番号を読み取ることができない。
【００２５】
これを解決するための一般的な方法としては、前述したスロッテッドアロハ方式のように、ランダムな時間だけ送信タイミングをずらすことによりコリジョンの確率を下げる方法や、前述したバイナリーツリー方式のように、リーダがタグを読み取るための読み取りコマンドを送信するときにＩＤ番号の一部を指定する方法などがある。
【００２６】
しかしながら、スロッテッドアロハ方式では、送信タイミングをずらしているため、タイムスロット数が多いのにタグ数が少ない場合やその逆の場合には、リーダがタグを読み取る際に時間がかかるため読み取り効率が悪くなってしまう。
【００２７】
一方、バイナリーツリー方式では、タグ数が少ないときは効果的であるが、タグ数が多い場合や同じようなＩＤ番号がある場合などには、タグを特定するまでに何度も読み取り動作を行う必要があるため読み取り効率が悪くなってしまう。
【００２８】
また、特許文献１に開示された情報識別システムでは、応答装置２の有する情報と制御装置１が受信した情報との各ビットを判定していくため、１つの応答装置２に絞り込むまでに応答装置２の数にかかわらず、固有情報のビット数だけ再送信しなければならず、応答装置２の数が少ない場合には読み取り効率が悪くなってしまう。
【００２９】
本発明の目的は、読み取るタグの数が多少にかかわらず、複数のタグを効率よく読み取ることができるタグ読み取り装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明のタグ読み取り装置は、所定のエリア内に存在している複数のタグを読み取るタグ読み取り装置であって、前記タグを読み取るための読み取り信号を前記複数のタグに送信する送信手段と、前記読み取り信号を受け取ったタグからの応答信号を受信する受信手段と、前記受信手段が前記応答信号を受信する受信期間のうち空き時間が所定時間を超過した場合には前記送信手段の出力パワーを上げて前記読み取り信号を再送信するように前記送信手段を制御する制御手段と、を具備する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、タグからの応答信号を受信する受信手段の受信状態に応じて送信手段の出力パワーを制御しているので、複数のタグを読み取る際のコリジョンの発生を抑えて、多数のタグを効率よく読み取ることができる。また、送信手段の出力パワーを制御することによって、常時最大の出力パワーで交信することがなくなり装置の低消費電力化を図れる。また、送信手段の出力パワーを制御することによって、周囲の他のタグ読み取り装置に与える干渉を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一の構成または機能を有する構成要素及び相当部分には、同一の符号を付してその
説明は繰り返さない。
【００３３】
ここでは、本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置を用いた情報読み取りシステムとして、ＲＦＩＤシステムを例にとって説明することとする。
【００３４】
まず、本例のタグ読み取り装置を用いたＲＦＩＤシステムの概略構成について説明する。図２に示すＲＦＩＤシステムは、本例のタグ読み取り装置であるリーダ１００が、複数のタグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・と交信して、各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・のＩＤ番号などのデータを読み取るものである。
【００３５】
リーダ１００は、送信部１０１、受信部１０２、判定部１０３、データ測定部１０４、メモリ１０５、制御部１０６、アンテナ１０７を備えている。
【００３６】
図２において、送信部１０１は、制御部１０６により記憶手段としてのメモリ１０５から呼び出された送信データを変調し、変調した送信データをアンテナ１０７により各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・に送信する。このときの送信部１０１の出力パワー（送信電力）は、制御部１０６から与えられる制御信号によって決められる。
【００３７】
受信部１０２は、アンテナ１０７が受信した各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・からの応答信号を復調し、復調した受信データを判定部１０３に送る。
【００３８】
判定部１０３は、受信期間において、受信部１０２が、タグからの応答信号（受信データ）を正常に受信したか、コリジョン（衝突）が発生した応答信号を受信したか、タグからの応答信号を受信していない（無応答時間）のか、を単位時間毎（タイムスロット毎）に判定する。
【００３９】
そして、判定部１０３は、受信部１０２が正常な受信データを受け取った場合には「データ受信」、受信部１０２がコリジョンの発生した誤りのある信号を受け取った場合には「データＮＧ（コリジョン発生）」、タグが無応答の場合には「データ無し」の判定結果をデータ測定部１０４に与える。
【００４０】
データ測定部１０４は、判定部１０３から与えられる「データ受信」、「データＮＧ（コリジョン発生）」、「データ無し」の判定結果をもとに、受信期間内にリーダ１００が読み取ったタグ数（読み取りタグ数）や、受信部１０２がタグからの応答信号を受信していない空き時間を測定する。
【００４１】
例えば、リーダ１００からの送信信号（読み取りコマンド）に対し、タグが受信期間内に図５のような応答信号を返した場合、判定部１０３はタイムスロット１ではタグＡの応答信号を読むことができるので、「データ受信」と判定し、タイムスロット２ではタグＢとタグＤの応答信号が衝突しているので「データＮＧ（コリジョン発生）」と判定し、タイムスロット３ではタグが無応答であるので「データ無し」と判定する。同様に受信期間内の各スロットにおいて判定を行い、その結果をもとにデータ測定部１０４にて読み取りタグ数や空き時間などを測定する。
【００４２】
メモリ１０５は、各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・に送信するためのコマンド、各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・から読み取ったデータ、データ測定部１０４で測定した読み取りタグ数や空き時間の測定値などを格納する。
【００４３】
制御部１０６は、データや制御信号の送受信などの制御を行う。本例のリーダ１００の制御部１０６は、出力パワー設定部１０８、出力パワー制御部１０９を備えている。
【００４４】
出力パワー設定部１０８は、データ測定部１０４の測定結果と、予め決められた所定のしきい値とを比較し、送信データの再送信時における送信部１０１の出力パワーを上げるのか、そのままか、下げるのかを判断して、送信部１０１の出力パワーを設定する。
【００４５】
出力パワー制御部１０９は、出力パワー設定部１０８において設定した出力パワーで送信データを送信するように、制御信号により送信部１０１の出力パワーを制御する。
【００４６】
ところで、ＲＦＩＤシステムにおいては、読み取り可能なエリアに多数のタグが存在している場合、リーダ１００が一度に全てのタグを読み取ろうとすると、タグ同士のＩＤがぶつかってコリジョンが多数発生し、読み取りエラーが発生する。
【００４７】
そこで、本例のリーダ１００では、まず、送信部１０１の出力パワーを絞り、リーダ１００の読み取り可能なエリア（送信部１０１の送信エリア）を狭めてコリジョンの発生を抑える。
【００４８】
そして、リーダ１００の読み取り可能なエリア内の読み取れなかった未読タグの数が少なくなってきたら、再送信時の送信部１０１の出力パワーを上げ、リーダ１００の読み取り可能なエリアを広げて、残りのタグを効率よく読み取っていく。
【００４９】
具体的には、例えば、図３に示すように、リーダ１００で８個のタグを読み取る場合、まず、送信部１０１の出力パワーを絞って、リーダ１００の読み取りエリアを第１の読み取りエリア３０１とし、この第１の読み取りエリア３０１内に存在しているタグＡ，Ｂ，Ｃだけが応答するように読み取りコマンドを送信する。
【００５０】
そして、読み取りが成功したタグＡ，Ｂ，Ｃに対しては、それ以降の応答を停止させるために、応答停止コマンドを送信する。
【００５１】
次に、送信部１０１の出力パワーを上げて、リーダ１００の読み取りエリアを第２の読み取りエリア３０２に拡大し、この第２の読み取りエリア３０２内に存在しているタグＤ，Ｆ，Ｅだけが応答するように読み取りコマンドを再送信する。
【００５２】
この読み取りコマンドの再送信により、読み取りが成功したタグＤ，Ｆ，Ｅに対しては、それ以降の応答を停止させるために、応答停止コマンドを送信する。
【００５３】
そして、再度、送信部１０１の出力パワーを上げて、リーダ１００の読み取りエリアを第３の読み取りエリア３０３に拡大し、この第３の読み取りエリア３０３内に存在している残りのタグＨ，Ｇだけが応答するように読み取りコマンドを再送信する。
【００５４】
このように、本例のリーダ１００においては、読み取りエリアを段階的に拡大しながら、多数のタグを効率よく読み取るようにしている。
【００５５】
なお、ＲＦＩＤシステムでは、リーダ１００の読み取りエリア内に、どのくらいの数のタグが存在しているのか正確な数を前もって知ることはできない。
【００５６】
そこで、本例のリーダ１００においては、一定時間内に読み取れたタグの数と、タグからの応答が無い空き時間とから、リーダ１００の読み取りエリア内に存在している未読タグの数を推定し、常に読み取り数が高くなるように送信部１０１の出力パワーを制御するようにしている。
【００５７】
次に、図２、図３および図４を参照して、本例のリーダ１００のタグの読み取り動作について説明する。
【００５８】
図４に示すように、リーダ１００によるタグの読み取り動作が開始されると、まず、送信部１０１の出力パワーのレベルが初期値に設定される（ステップＳＴ４０１）。
【００５９】
次いで、リーダ１００の送信部１０１およびアンテナ１０７を介して、初期値の出力パワーで各タグＡ，Ｂ，Ｃ，・・・に読み取りコマンドを送信する（ステップＳＴ４０２）。
【００６０】
これにより、送信部１０１から初期値の出力パワーで送信された読み取りコマンドの送信エリア（例えば、図３に示すリーダ１００の第１の読み取りエリア３０１）内に存在しているタグのみが読み取りコマンドを受信する（ステップＳＴ４０２Ａ）。
【００６１】
そして、読み取りコマンドを受信したタグは、予め決められた所定の方式でタグのＩＤを送信する（ステップＳＴ４０２Ｂ）。
【００６２】
次いで、ステップＳＴ４０３でタグからのＩＤを受信したリーダ１００は、データ測定部１０４で、タグからの応答期間において読み取りに成功した読み取りタグ数と、タグからの応答期間における空き時間（応答の無い時間）を測定する（ステップＳＴ４０４）。
【００６３】
次いで、リーダ１００は、ステップＳＴ４０５で読み取りに成功したタグがあるか否か判断する。
【００６４】
そして、リーダ１００は、ステップＳＴ４０５において読み取りに成功したタグがあると判断した場合には、読み取りに成功した読み取り済みタグに対して応答停止コマンドを送信する（ステップＳＴ４０６）。
【００６５】
これにより、読み取り済みタグは、リーダ１００から送信された応答停止コマンドを受信し（ステップＳＴ４０６Ａ）、リーダ１００に対してＡＣＫ（確認信号）を返信して（ステップＳＴ４０６Ｂ）、応答を停止する。
【００６６】
次いで、リーダ１００は、読み取り済みタグから送信されたＡＣＫを受信する（ステップＳＴ４０７）。
【００６７】
次いで、ステップＳＴ４０３にて読み取れた全てのタグが応答停止コマンドにより停止したかどうか判断し（ステップＳＴ４０８）、まだ応答停止コマンドを送っていない読み取り済みタグがあれば、ステップＳＴ４０６に戻り送信を行う。ステップＳＴ４０３にて読み取れた全てのタグがステップＳＴ４０８で応答停止したと判断されたらステップＳＴ４０９へ進む。
【００６８】
次いで、ステップＳＴ４０５において読み取れたタグが無いと判断した場合には、直ちにステップＳＴ４０９を実行して、測定した空き時間が予め決められた所定のしきい値以上であるか否か判断する。
【００６９】
ステップＳＴ４０９において、測定した空き時間が予め決められた所定のしきい値以上であると判断された場合には、出力パワー設定部１０８で設定した送信部１０１の出力パワーの設定が最大か否か判断する（ステップＳＴ４１０）。
【００７０】
そして、ステップＳＴ４１０において、送信部１０１の出力パワーの設定が最大ではな
いと判断された場合には、出力パワー制御部１０９により送信部１０１の出力パワーをアップさせて（ステップＳＴ４１１）、ステップＳＴ４０２に戻って読み取りコマンドを再送信する。
【００７１】
また、ステップＳＴ４０９において、測定した空き時間が予め決められた所定のしきい値未満であると判断された場合には、データ測定部１０４で測定した読み取り済みタグの読み取り数が予め決められた所定のしきい値以上か否か判断する（ステップＳＴ４１２）。
【００７２】
そして、ステップＳＴ４１２において、読み取り済みタグの読み取り数が予め決められた所定のしきい値未満であると判断された場合には、送信部１０１の出力パワーをダウンさせて（ステップＳＴ４１３）、ステップＳＴ４０２に戻って読み取りコマンドを再送信する。
【００７３】
また、ステップＳＴ４１２において、読み取り済みタグの読み取り数が予め決められた所定のしきい値以上であると判断された場合には、そのままステップＳＴ４０２に戻って読み取りコマンドを再送信する。
【００７４】
一方、ステップＳＴ４１０において、送信部１０１の出力パワーの設定が最大であると判断された場合には、リーダ１００の読み取りコマンドの送信エリア内に未読タグがあるか否か判断する（ステップＳＴ４１４）。
【００７５】
ステップＳＴ４１４において、リーダ１００の読み取りコマンドの送信エリア内に未読タグがあると判断された場合には、ステップＳＴ４０２に戻って読み取りコマンドを再送信する。
【００７６】
そして、ステップＳＴ４１４においてリーダ１００の読み取りコマンドの送信エリア内に未読タグが無いと判断されるまで送信エリア内のタグの読み取り動作を繰り返し、全てのタグの読み取りを終えた後、リーダ１００の読み取り動作を終了する。
【００７７】
このように、本例のリーダ１００においては、初回送信時における送信部１０１の出力パワーを最大パワーではない所定の出力パワーとして、受信部１０２の読み取り可能なエリアを狭って、タグの読み取りを行う。
【００７８】
そして、エリア内のタグをある程度読み取ったら、読み取りコマンドの再送信時に送信部１０１の出力パワーを上げて、受信部１０２の読み取りエリアを広げていく。
【００７９】
また、一定時間（再送信毎）に読み取れたタグＩＤの数とタグからの応答の無かった空き時間を測定し、それらの平均値を求め、その推移からコリジョンの発生具合を把握する。
【００８０】
ここで、送信部１０１の出力パワーが一定のときに、タグの読み取り数の平均値がしきい値より低く、空き時間が少ないときには、コリジョンの発生が多いと判断する。
【００８１】
また、送信部１０１の出力パワーが一定のときに、タグの読み取り数の平均値がしきい値より低く、空き時間が多いときには、未読タグ数が少なくなってきていると判断する。
【００８２】
そして、上述の判断で未読タグが少なくなってきていると判断した場合には、読み取りコマンドの再送信時における送信部１０１の出力パワーを上げる。
【００８３】
また、急激にコリジョンが増えたとき（エリア内のタグが増えたとき）は、読み取りコマンドの再送信時における送信部１０１の出力パワーを下げる。
【００８４】
このように、本例のＲＦＩＤシステムにおけるリーダ１００は、制御部１０６でタグの読み取り数が最も高くなるように出力パワー制御を行って効率よくタグを読み取るようにしている。
【００８５】
ところで、このようなＲＦＩＤシステムにおいては、例えば、図５に示すように、リーダ１００に対してタグＡ，Ｂ、Ｃ，Ｄが応答するタイムスロット数を４とした場合、タイムスロット１のタグＡおよびタイムスロット４のタグＣのＩＤは読み取ることができる。
【００８６】
しかしながら、この例では、タイムスロット２のタグＢとタグＤはコリジョン（衝突）が発生しているため読み取ることができない。また、タイムスロット３では、どのタグも応答していない。従って、この場合のリーダ１００のタグの読み取り数は２、空き時間は２５％となる。
【００８７】
また、このＲＦＩＤシステムにおいては、１回の読み取りコマンドに対してリーダ１００が読み取れる平均タグ数は、図６に示すように、タグ数が４個程度の場合が最も高くなりタグを読み取りやすい。
【００８８】
つまり、このＲＦＩＤシステムでは、図６に示すように、タグの数が多くなると、データの衝突が多くなり、リーダのタグの読み取り率が低下していく。
【００８９】
また、タグの数が１から２個の場合には、データの衝突は起こりにくいが、図７に示すように、タグからの応答がない空き時間が多くなるため、リーダのタグの読み取り数が悪くなってしまう。
【００９０】
このように、このようなＲＦＩＤシステムにおいては、タグの数が少なくても多くても、タグの読み取り効率が悪くなってしまうため、リーダ１００が一度に読み取れるタイムスロットに対して最適なタグの数がある。
【００９１】
そこで、本例のリーダ１００においては、あるタイムスロットの区間の中で、衝突が起きている場所と、応答の無かったタイムスロットとを判定部１０３で検出して、データ測定部１０４で読み取りタグ数と空き時間とを測定し、リーダ１００が常に衝突を生じない最適な数のタグを読み取れるように、出力パワー制御部１０９により送信部１０１の出力パワーを制御している。
【００９２】
具体的には、１回の読み取りコマンドの送信で応答があったタグの数（読み取れたタグ数）と、応答が無かった空き時間とを測定して、しきい値により送信部１０１の出力パワーのレベルを変化させる。
【００９３】
そして、リーダ１００は、タグのＩＤは何かという読み取りコマンドを出す。読み取りコマンドを受け取ったタグは、ランダムなスロットタイミングで応答する。ここで、コリジョンが発生すると、リーダ１００が、無応答ではないが、タグを読み取れない状態となる。
【００９４】
つまり、受信部１０１は、受信データの誤り有り（衝突）、誤り無し（応答有り）、応答無し、の３種類の受信状態となる。
【００９５】
そこで、本例のリーダ１００においては、受信部１０２の受信状態に応じて、出力パワ
ー制御部１０９により送信部１０１の出力パワーを制御して、リーダ１００が一度に読み取れるタイムスロットに対して最適な数のタグを効率的に読み取っていくようにしている。
【００９６】
なお、ここでは、計算例を簡単にするためにタイムスロット数を４にしているが、タイムスロット数はこれに限定されない。
【００９７】
また、ここでは、スロッテッドアロハ方式によりリーダ１００に対してタグが応答する場合について説明したが、バイナリーツリー方式であっても送信部１０１の出力パワーを制御し、応答可能なエリアを絞ってタグに応答させることにより同様の効果が得られる。
【００９８】
なお、多くのタグが一箇所のエリアに固まって存在している場合に、これらのタグをリーダ１００で読み取ろうとすると、送信部１０１の出力パワーを上げると応答するタグが急激に増加し、出力パワーを下げると応答するタグが激減する場合が考えられるので、このような場合には出力パワー制御部１０９にて、出力パワーの増減量をより細かくして制御してもよい。
【００９９】
また、上記のような場合、出力パワーの増減量は変えずにタイムスロット数を増やしてコリジョンの発生を減らすように制御してもよい。
【０１００】
なお、本例のリーダ１００では再送信毎の平均値をもとに出力パワーの制御を行っているが、これに限定するものではなく、例えば同一出力パワーにおける複数再送信の平均値を求めるなど、他の計算方法で制御してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明に係るタグ読み取り装置は、送信部の出力パワーを制御することによって低消費電力化が図れるので、様々な物品に備え付けられたタグが有する固有の情報を読み取るタグ読み取り装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】従来の情報識別システムの概略構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置を用いた情報読み取りシステムの概略構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置としてのリーダがタグを読み取る状態を示す模式図
【図４】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置を用いた情報読み取りシステムの動作を示すフローチャート
【図５】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置としてのリーダの読み取りタイミングの一例を示すタイムスロット図
【図６】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置としてのリーダが読み取るタグ数と平均読み取り数との関係を示すグラフ
【図７】本発明の一実施の形態に係るタグ読み取り装置としてのリーダが読み取るタグ数と平均空き時間との関係を示すグラフ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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