(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＤタグとの間で電波信号を送受信するＩＤタグ用手持式リーダライタにおいて、
電波信号を送受信するためのアンテナを備えた本体と、
この本体に設けられ、電波信号の送受信を開始させるためのスタート操作手段と、
前記アンテナの向きを検出する方向検出手段と、
前記アンテナの向く方向での前記ＩＤタグの存否を検出するＩＤタグ検出手段と、
送受信動作を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記方向検出手段が前記アンテナの上向き方向を検出したとき、前記スタート操作手段の操作にもかかわらず送受信動作を開始せず、前記スタート操作手段が操作され、前記方向検出手段が前記アンテナの上向き方向以外の向きを検出し、且つ前記ＩＤタグ検出手段が前記ＩＤタグを検出したとき、送受信動作を開始するように構成されていることを特徴とするＩＤタグ用手持式リーダライタ。
【請求項２】
ＩＤタグとの間で電波信号を送受信するＩＤタグ用手持式リーダライタにおいて、
電波信号を送受信するためのアンテナを備えた本体と、
この本体に設けられ、電波信号の送受信を開始させるためのスタート操作手段と、
前記アンテナの向きを検出する方向検出手段と、
前記アンテナの向く方向での人体および前記ＩＤタグの存否を検出する存在物検出手段と、
送受信動作を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記方向検出手段が前記アンテナの上向き方向を検出したとき、前記スタート操作手段の操作にもかかわらず送受信動作を開始せず、前記スタート操作手段が操作され、前記方向検出手段が前記アンテナの上向き方向以外の向きを検出し、且つ前記存在物検出手段が人の存在を検出せず、前記ＩＤタグを検出したとき、送受信動作を開始するように構成されていることを特徴とするＩＤタグ用手持式リーダライタ。
【請求項３】
強制スタート操作手段を備え、前記制御手段は、前記強制スタート操作手段が操作されたとき、無条件で送受信動作を開始するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のＩＤタグ用手持式リーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＩＤタグとの間で電波信号を送受信するＩＤタグ用手持式リーダライタに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、移動体の識別システムとして、高周波の電波を利用したリモートＩＤシステムがある。これは、リーダライタとＩＤタグとの間で電波信号による通信を行い、離れた位置にあるＩＤタグのデータを読み取ったり、ＩＤタグにデータを書き込んだりするものである。
【０００３】
このようなリモートＩＤシステムは、在庫管理システム、販売システムなど種々のシステムに応用することが考えられている。このようなシステムの場合、ＩＤタグとの間でデータの授受を行うリーダライタとしては、手持式のものが便利である。ところが、従来の手持式リーダライタでは、スタートスイッチを操作すると、直ぐに送信部に高周波電流を供給してアンテナから電波信号（磁気信号）を送信するようになっている。
【０００４】
このため、従来の手持式リーダライタでは、電波信号の放射先にＩＤタグが存在していない場合であっても、スタートスイッチを操作すると、送信動作を行ってしまうため、電力を無駄に使用することが往々にしてある。また、電波信号の放射先に人が居たような場合、その人に電波を照射してしまうこととなり、好ましくない。
【０００５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、電力の無駄使いを防止できるＩＤタグ用手持式リーダライタを提供することにあり、第２の目的は人に向けて電波を放射してしまうことを防止できるＩＤタグ用手持式リーダライタを提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ＩＤタグと通信する場合、アンテナをＩＤタグの方に向けて行うが、ＩＤタグが使用者の頭上にあって手に持ったリーダライタを上向きにして使用するという状況はほとんど考えられない。請求項１記載の発明によれば、方向検出手段がアンテナの上向き方向を検出したときには、スタート操作手段を操作しても送受信動作を開始しないので、ＩＤタグと通信する状態にないときに、送受信動作を行うおそれがなく、省電力となる。
しかも、スタート操作手段が操作され、方向検出手段がアンテナの上向き方向以外の向きを検出し、且つＩＤタグ検出手段がＩＤタグを検出したとき、送受信動作を開始する。換言すれば、ＩＤタグと通信しようとしても、アンテナの向く方向にＩＤタグがない場合には、送受信動作を開始しないので、省電力となる。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、スタート操作手段が操作され、方向検出手段がアンテナの上向き方向以外の向きを検出し、且つ存在物検出手段が人の存在を検出せず、ＩＤタグを検出したとき、送受信動作を開始する。逆に言えば、アンテナの向く方向に人体が存在する場合には、送受信が開始されないので、電波が人体に照射されることを極力防止できる。
【０００９】
請求項３記載の発明によれば、強制スタート操作手段が操作された場合には、無条件に送受信が開始されるので、使用者の頭上にあるＩＤタグと通信したい場合に、そのアンテナの向きを上向きにして上にあるＩＤタグと通信することができる。また、各検出手段が人の存在を検出し、或いはＩＤタグを検出しないときでも、使用者がアンテナの向く方向に人がおらず、或いはＩＤタグが存在していることを確認して強制スタート操作手段を操作すれば、人体に電波を照射することなく、ＩＤタグと通信できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１〜図７を参照しながら説明する。
図６にはＩＤタグ１が示されている。この図６に示されたＩＤタグ１は、プラスチックシートにより構成されたタグ本体２中に、各種の電子部品を搭載した配線基板３と電波信号（磁気信号）を送受信するためのアンテナ用コイル４を封止して構成されている。そして、配線基板３には、図７に示すように、共振コンデンサ５、制御用ＩＣ６および平滑部７が搭載されている。
【００１１】
上記制御用ＩＣ６は、制御部としてのＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）８の他、整流部９、変復調部１０、メモリ部１１などを構成する半導体素子をワンチップ化したものである。また、平滑部７は、図示はしないが平滑コンデンサ、ツェナーダイオードなどを有している。そして、アンテナ用コイル４は、共振コンデンサ５と並列に接続されて共振回路を構成し、外部機器から所定の高周波数の電力用電波信号（磁気信号）が送信されてくると、これを受信して整流部９に送信する。整流部９は、平滑部７と共に動作用電源回路を構成するもので、共振回路から送信されてきた電力用電波信号を整流し、平滑部７により平滑化し且つ一定電圧の直流電力（動作用電力）にしてＭＰＵ８などに供給する。
【００１２】
外部機器から送信されてくるデータなどの信号は、電力用電波信号に重畳して送信されるようになっており、その信号は、変復調部１０により復調されてＭＰＵ８に与えられる。ＭＰＵ８は、メモリ部１１が有するＲＯＭに記憶された動作プログラムに従って動作するもので、変復調部１０から入力される信号に応じた処理を実行し、受信したデータをメモリ部１１が有するＥＥＰＲＯＭなどの消去可能な不揮発性メモリに書き込んだり、メモリ部１１からデータを読み出して変復調部１０により変調し、アンテナ用コイル４から電波信号として送信したりする。
【００１３】
図３にはＩＤタグ１と通信する手持式リーダライタの本体１２が示されている。この手持式リーダライタ本体１２は、手持ち部を兼用する操作部１３と、この操作部１３の一端側に設けられた頭部１４とから構成されており、頭部１４には例えば液晶からなる表示部１５が設けられている。操作部１３には、例えば複数のキースイッチ１６、二段式の押釦スイッチ１７等が設けられており、これらキースイッチ１６により、動作内容を指示したり、集計に必要な基礎的データ、例えば商品の種類、値段などを入力したりするようになっている。
【００１４】
また、押釦スイッチ１７は、図４（ａ）に示すように、３枚の接片１７ａ〜１７ｃを備え、押釦１７ｄ側の接片１７ａと中間の接片１７ｂとでスタート操作手段としてのスタートスイッチ１８を構成し、中間の接片１７ｂと残りの接片１７ｃとで強制開始操作手段としての強制スタートスイッチ１９を構成している。そして、図４（ａ）の両スイッチ１８，１９オフの状態から、押釦１７ｄを一段押し込むと、同図（ｂ）に示すようにスタートスイッチ１８がオン動作し、押釦１７ｄを更に一段押し込むと、同図（ｃ）に示すように強制スタートスイッチ１９がオン動作するようになっている。
【００１５】
一方、頭部１４の前面部側（表示部１５側）には、ＩＤタグ１と通信するためのコイル状の送信アンテナ２０および受信アンテナ２１、人検出手段としての例えば焦電型の赤外線センサからなる人センサ２２、ＩＤタグ検出手段としての例えば超音波送受信器からなるＩＤタグセンサ２３および方向検出手段としての例えば水銀スイッチ２４および２５（図５参照）が設けられている。これら水銀スイッチ２４および２５は、図５に示すように、共に、一対の電極２６ａ，２６ｂを設けた容器２７内に水銀Ｍを封入して構成されている。これら水銀スイッチ２４および２５は、手持式リーダライタ本体１２の方向を検出するためのもので、送信および受信アンテナ２０および２１の向き、すなわち頭部１４の向きを下向きにしたとき、一方の水銀スイッチ２４の電極２６ａ，２６ｂは水平方向に並び、他方の水銀スイッチ２４の電極２６ａ，２６ｂは上下方向に並ぶように構成されている。
【００１６】
そして、頭部１４の向きが上向きのとき、図５（ａ）に示すように、一方の水銀スイッチ２４の電極２６ａ，２６ｂ間は水銀Ｍにより接続されてオン、他方の水銀スイッチ２５の電極２６ａ，２６ｂ間は断たれてオフの状態にある。頭部１４の向きが下向きのとき、図５（ｃ）に示すように、両方の水銀スイッチ２４および２５の電極２６ａ，２６ｂ間は共に断たれてオフの状態にある。また、頭部１４の向きが横向きのとき、図５（ｂ）に示すように、一方の水銀スイッチ２４の電極２６ａ，２６ｂ間は断たれてオフの状態にあり、他方の水銀スイッチ２５の電極２６ａ，２６ｂ間は水銀Ｍにより接続されてオンの状態にある。
【００１７】
手持式リーダライタ本体１２は、その電気的構成を示す図２のように、制御手段としての主制御部２８およびリモート制御部２９を備えている。そのうち、主制御部２８には、前記キースイッチ１６群、スタートスイッチ１８および強制スタートスイッチ１９がスイッチ回路３０を介して接続されていると共に、前記表示部１５、人センサ２２、ＩＤタグセンサ２３、水銀スイッチ２４，２５および上位装置（例えばパソコン）との間でデータの授受を行う通信部３１などが接続されている。そして、主制御部２８は、特にＩＤタグセンサ２３による超音波の送受信時において、受信した反射波を解析して頭部１４の向く方向に存在する物体がＩＤタグ１か否かを判別するようになっている。
【００１８】
リモート制御部２９には、前記送信アンテナ２０、受信アンテナ２１およびブザーなどの発音部３２が接続されている。ここで、両制御部２８，２９は、図示はしないが、それぞれＭＰＵ、動作プログラムを記憶したＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭなどから構成されており、主制御部２８とリモート制御部２９とは、それぞれの通信部を通じてデータの授受を行うようになっている。
【００１９】
そして、リモート制御部２９は、送信部３３および受信部３４を備えており、ＩＤタグ１と通信を行う際には、まず、キャリア信号を送信部３３で変調して電力用電波信号として送信アンテナ２０から送信し、その後、送信すべきデータを電力用電波信号に重畳するように送信部３３で変調して送信アンテナ２０から送信する。ＩＤタグ２から放射された電波信号については、これを受信アンテナ２１により受信し、受信部３４で復調してデータとして弁別する。そして、リモート制御部２９は、受信部３４で復調されたデータをＲＡＭに一時的に記憶し、その後、そのデータを通信部を介して主制御部２８側に送信するようになっている。以上のような電気的構成を有する手持式リーダライタ本体１２は、その動作用電源として電池３５（図２参照）を備えている。
【００２０】
次に上記構成の作用を図１に示すフローチャートをも参照して説明する。
電源が投入された状態では、主制御部２８は、スタートスイッチ１８がオンしたか否かを常時監視する状態となっている（ステップＳ１）。ここで、使用者が押釦１７ｄを一段押圧操作してスタートスイッチ１８をオンすると、主制御部２８はステップＳ１で「ＹＥＳ」となり、次のステップＳ２で水銀スイッチ２４の出力信号を読み込み、次のステップＳ３で水銀スイッチ２４および２５の出力状態から頭部１４が上向きか否かを判断する。
【００２１】
水銀スイッチ２４がオン、水銀スイッチ２５がオフのとき、頭部１４は上向き方向にあり、このときには、主制御部２８は、ステップＳ３で「ＹＥＳ」と判断してリターンとなる。両水銀スイッチ２４および２５が共にオフのとき、および水銀スイッチ２４がオフ、水銀スイッチ２５がオンのとき、頭部１４は上向き以外の方向にあるので、主制御部２８は、ステップＳ３で「ＮＯ」と判断し、次のステップＳ４で頭部１４が下向きか否かを判断する。水銀スイッチ２４がオフで、水銀スイッチ２５がオンのとき、頭部１４は横向きであるので、主制御部２８は、ステップＳ４で「ＮＯ」と判断し、ステップＳ５に移行する。このステップＳ６で、主制御部２８は、人センサ２２の出力を読み込み、ステップＳ６で人が検出されたか否かを判断し、人センサ２２が人を検出していない場合には、ステップＳ６で「ＮＯ」と判断し、ステップＳ７に移行する。
【００２２】
また、両水銀スイッチ２４および２５が共にがオフであって頭部１４が下向きのときには、主制御部２８は、人センサ２２の出力状態を読み込むことなく、ステップＳ４で「ＹＥＳ」と判断して、直接的にステップＳ７に移行する。そして、主制御部２８は、ステップＳ７でＩＤタグセンサ２３から超音波を発射し、続くステップＳ８でＩＤタグセンサ２３が受信する反射波を解析し、次のステップＳ９でＩＤタグセンサ２３からの超音波の発射を停止する。
【００２３】
その後、主制御部２８は、ステップＳ１０で反射波解析の結果、ＩＤタグ１が存在するか否かを判断し、ＩＤタグ１が存在しないときには、ステップＳ１０で「ＮＯ」となってリターンとなる。ＩＤタグ１が存在するときには、出力制御部２８は、ステップＳ１０で「ＹＥＳ」と判断してステップＳ１１に移行する。
【００２４】
一方、頭部１４が横向きで（ステップＳ４で「ＮＯ」）、その横向きの頭部１４の向く方に人が存在していた場合には、主制御部２８は、ステップＳ６で「ＹＥＳ」と判断し、ステップＳ１４で表示部１５に人が存在する旨の表示を行うと共に、リモート制御部２９に注意指令を発して発音部３２に人が存在する旨の発音動作を行わせる。この後、主制御部２８は、ステップＳ１５に移行し、ここで強制スタートスイッチ１９がオンか否かを判断する。主制御部２８は、強制スタートスイッチ１９がオフのとき、ステップＳ１５で「ＮＯ」と判断してリターンとなり、また、強制スタートスイッチ１９がオンのとき、ステップＳ１５で「ＹＥＳ」と判断してステップＳ１１に移行する。
【００２５】
ステップＳ１１に移行すると、主制御部２８は、リモート制御部２９に通信指令を出力し、リモート制御部２９にＩＤタグ２との通信を実行させる。この通信時において、リモート制御部１８は、まず、キャリア信号を送信部３３で変調して電力用電波信号として送信アンテナ２０から送信し、その後、送信すべきデータを電力用電波信号に重畳するように送信部３３で変調して送信アンテナ２０から送信する。一方、ＩＤタグ１側では、送信された電波信号をアンテナ用コイル４により受け、その電波信号を整流部９および平滑部７で整流平滑して一定電力の直流電力に変換し、ＭＰＵ８などの動作用電源として供給する。
【００２６】
動作用電力の供給により、ＩＤタグ１のＭＰＵ８は動作を開始し、送信されてきた信号の内容に応じた処理、例えば、メモリ部１１からＩＤタグ１が付された商品のＩＤ番号、種類、値段などのデータを読み出し、これを変復調部１０で変調してアンテナ用コイル４から送信するという動作を行う。ＩＤタグ２から送信された電波信号は、手持式リーダライタ本体１２の受信アンテナ２１により受信され、その受信信号は受信部３４で復調され、復調されたデータはＲＡＭに記憶される。
【００２７】
このようにしてＩＤタグ１と通信を行い、これを終了すると、主制御部２８は、ステップＳ１２で正常に通信を終了したか否かを判断する。雑音等が入らず正常に通信できた場合には、主制御部２８は、ステップＳ１２で「ＹＥＳ」と判断し、次のステップＳ１３で表示部１５に正常に通信を終了したことを表示すると共に、リモート制御部２９に発音指令を出力して発音部３２に、正常に通信を終了した旨の発音を行わせ、リターンとなる。
【００２８】
ところで、ＩＤタグ１を付した商品が使用者の真上にあって、手持式リーダライタ本体１２を上向きにしてＩＤタグ１と通信するようなことは殆どなく、通常は、手持式リーダライタ本体１２を下向き、或いは横向きにしてＩＤタグ１と通信する。このことに関し、本実施例では、手持式リーダライタ本体１２を上向きに持った状態でスタートスイッチ１８をオン操作したような場合、主制御部２８は、ステップＳ３で「ＹＥＳ」と判断してリターンとなり、リモート制御部２９に通信動作を行わせないようにしている。このため、頭部１４が本来的にＩＤタグ１の存在しないと思われる方向を向いていないときに、人センサ２２の出力状態の読み込みやＩＤタグセンサ２３の超音波発射、送信信号を出力する等の無駄な動作を行うことがなく、省電力となる。
しかも、頭部１４が上向き以外の時であっても、その前方にＩＤタグ１が存在しない場合には（ステップＳ１０で「ＹＥＳ」）、通信動作を開始しないので、このことからも、無駄な送信信号を出力することがなく、一層の省電力化を図ることができる。
【００２９】
また、手持式リーダライタ本体１２が下向きのとき、その下方に人体が存在することはまれであるため、この実施例では、頭部１４が下向きのとき、人の存在を判断するステップＳ５およびステップＳ６を実行することなく、直接的にＩＤタグ１の存在検出のための動作（ステップＳ７〜Ｓ１０）に移行するようにしている。このように、頭部１４の向く方向に人体が存在していない確率が高い状況下では、人体検出動作を行わいため、処理動作の高速化を図ることができる。
【００３０】
そして、頭部１４が横向きのとき、その前方に人の存在が検出されたとき、強制スタートスイッチ１９がオン操作された場合を除き、通信動作を実行しないので、電磁波が人体に照射されることを極力防止でき、安全性の向上を図ることができる。
【００３１】
ところで、長期使用等により、人センサ２２やＩＤタグセンサ２３が故障し、誤動作することがある。すると、頭部１４の前方に人がおらず、ＩＤタグ１が存在していても、人が検出され、或いは、ＩＤタグ１がないと検出されることがある。このような場合には、使用者が、頭部１４の前方に人がおらず、ＩＤタグ１が存在していることを確認した上で、押釦１７ｄを二段押し込んで強制スタートスイッチ１９をオン操作する。すると、主制御部２８は、ステップＳ１５で「ＹＥＳ」と判断して通信動作を開始させるので、センサ２２，２３の故障により通信不能となることを防止できる。この強制スタートスイッチ１９の操作による通信の強制開始は、使用者の上にＩＤタグ１が存在していて、頭部１４を上向にする必要がある場合でも同様に行わせることができる。
【００３２】
図８および図９は本発明の他の実施例における制御内容を示すフローチャートで、上記の一実施例との相違は次の２点にある。
第１の相違点は、上記一実施例における人センサ２２とＩＤタグセンサ２３とを存在物検出手段としての超音波センサからなる物体検出センサ３６によって構成したところにあり、第２の相違点は、上記一実施例における横検出用の水銀スイッチ２５を省略し、手持式リーダライタ本体１２の方向は残る水銀スイッチ２４によって上向きか、それ以外かを検出するようにしたところにある。
【００３３】
この実施例の制御内容を図８により説明するに、ステップＳＡ１からステップＳＡ３までは、上記の一実施例におけるステップＳ１からステップＳ３までと同様で、スタートスイッチ１８が操作されると、主制御部２８は、ステップＳＡ１で「ＹＥＳ」となり、次のステップＳＡ２で水銀スイッチ２４の出力状態を読み込み、ステップＳＡ３で頭部１４の方向が上向きであるか否かを判断する。
【００３４】
頭部１４の方向が上向き（水銀スイッチ２４がオン）であった場合には、主制御部２８は、ステップＳＡ３で「ＹＥＳ」と判断してリターンとなる。また、頭部１４の方向が上向き以外（水銀スイッチ２４がオフ）であった場合には、主制御部２８は、ステップＳＡ３で「ＮＯ」と判断してステップＳＡ４に移行し、ここで物体検出センサ３６から超音波を発射させる。次に、主制御部２８は、ステップＳＡ５で物体検出センサ３６が受信した反射波を解析し、そして次のステップＳＡ６で超音波の発射を停止する。
【００３５】
この後、主制御部２８は、ステップＳＡ７に移行して反射波の解析結果から頭部１４の向く方向に人体が検出されたか否かを判断する。人体が検出されない場合には、主制御部２８は、ステップＳＡ７で「ＮＯ」と判断し、次にステップＳＡ８に移行してＩＤタグ１が検出されたか否かを判断する。そして、ＩＤタグ１が検出されない場合には、主制御部２８は、ステップＳＡ８で「ＮＯ」と判断してリターンとなる。また、ＩＤタグ１が検出された場合には、主制御部２８は、ステップＳＡ８で「ＹＥＳ」となって前記一実施例におけるステップＳ１０〜ステップＳ１２と同様の通信のためのステップＳＡ９〜ステップＳＡ１１を実行し、リターンとなる。
【００３６】
一方、ステップＳＡ７で人体が存在すると判断した場合には、主制御部２８は、ステップＳＡ７で「ＹＥＳ」となって前記一実施例におけるステップＳ１３およびステップＳ１４と同様のステップＳＡ１２およびステップＳＡ１３を実行し、そして強制スタートスイッチ１９がオフのとき、ステップＳＡ１３で「ＮＯ」となってリターンとなる。強制スタートスイッチ１９がオンされた場合には、主制御部２８は、ステップＳＡ１３で「ＹＥＳ」と判断し、通信のためのステップＳＡ９〜ステップＳＡ１１を実行し、リターンとなる。
【００３７】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは変更が可能である。
主制御部２８等を電池３５に接続するための電源スイッチをスタート操作手段としても良い。
人センサ２２は焦電型赤外線センサ以外のものであっても良い。
ＩＤタグセンサ２３、物体検出センサ３６は超音波センサ以外のものであっても良い。
方向検出手段は水銀スイッチ２４，２５以外のものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における制御内容を示すフローチャート
【図２】手持式リーダライタ本体の電気的構成を示すブロック図
【図３】手持式リーダライタ本体の正面図
【図４】二段スイッチの概略を示す断面図
【図５】水銀スイッチの概略を示す断面図
【図６】ＩＤタグの斜視図
【図７】ＩＤタグの電気的構成を示すブロック図
【図８】本発明の他の実施例を示す図１相当図
【図９】図２相当図
【符号の説明】
図中、１はＩＤタグ、１２は手持式リーダライタ、１３は操作部、１４は頭部、１８はスタートスイッチ（スタート操作手段）、１９は強制スタートスイッチ（強制スタート操作手段）、２０は送信アンテナ、２１は受信アンテナ、２２は人センサ（存在物検出手段）、２３はＩＤタグセンサ（ＩＤタグ検出手段、存在物検出手段）、２４，２５は水銀センサ（方向検出手段）、２８は主制御部（制御手段）、２９はリモート制御部、３６は物体検出センサ（存在物検出手段）である。
【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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【図８】
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【図９】
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