JP4662210B2 - 無線タグ通信システムの質問器 - Google Patents

Description

本発明は、外部と情報の無線通信が可能な無線タグに対し情報の読み取り又は書き込みを行う無線タグ通信システムの質問器に関する。

小型の無線タグに対し、リーダ／ライタより非接触で問い合わせの送信及び返答の受信を行うことで、無線タグの情報の読み取り／書き込みを行うＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムが知られている。

例えばラベル状の無線タグに備えられた無線タグ回路素子は、所定の無線タグ情報を記憶するＩＣ回路部とこのＩＣ回路部に接続されて情報の送受信を行うアンテナとを備えている。質問器としてのリーダ／ライタの送信アンテナより応答器としての無線タグに対し送信波の送信を行うと、無線タグ回路素子はその送信波の電波のもつエネルギを利用して返答の送信を行う。このような通信を行う質問器において、複数の無線タグ回路素子に対し円滑に通信を行うための従来技術として、例えば特許文献１記載のものがある。

この従来技術では、通信範囲にある複数の無線タグ回路素子に応答を促す際、複数個に分割された受信用の時間区分（識別スロット）を予め用意しておき、複数の無線タグ回路素子それぞれからの応答信号を、所定の関連づけに応じて（例えばタグ識別情報に対応した）該当する識別スロットへと時間的に分離しつつ収納し検出することで、各無線タグ回路素子からの応答信号の衝突発生を抑制又は防止するようになっている。

特開２００４−２４８３１０号公報

しかしながら、上記従来技術においては、予め用意する識別スロットの数が常に一定であるため、通信対象となる無線タグ回路素子の数が多い場合には同一識別スロットで応答する無線回路素子が複数となる場合があるので衝突が発生する恐れがある一方、通信対象となる無線タグ回路素子の数が少ない場合には使用されない空きスロット数が多くなり、無駄に通信時間が長くなる。この結果、効率のよい通信を行うことができなかった。

本発明の目的は、無駄な通信時間の発生を防止し、効率のよい通信を行える
質問器を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明は、情報を記憶するＩＣ回路部及びこのＩＣ回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた複数の無線タグ回路素子と情報送受信を行う無線タグ通信システムの質問器であって、前記ＩＣ回路部に記憶された情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令を生成する指令生成手段と、この指令生成手段で生成した探索指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記探索指令に応じて前記複数の無線タグ回路素子から送信された応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信可能な受信手段と、この受信手段の前記識別スロットの数を、前記無線タグ回路素子と情報の送受信を行う通信条件に基づいて制御するスロット制御手段とを有し、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの指向性に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

本願第１発明においては、指令生成手段で生成された探索指令が送信手段より複数の無線タグ回路素子に送信され、これに対応した複数の無線タグ回路素子からの応答信号が受信手段で受信される。このとき、複数の識別スロットが備えられ、受信手段は複数の無線タグ回路素子からの応答信号を（例えば時間差をもって）複数の識別スロットに区分して受信する。そして本願第１発明においては、この識別スロットの数が、スロット制御手段によって通信条件に応じて可変に制御される。これにより、例えば通信範囲が大きく対象とする無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、通信範囲が小さく対象とする無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることが可能となる。したがって、本来必要な数以上に識別スロット数が多く無駄に通信時間が長くなることを防止し、なるべく通信時間を短くして効率のよい通信を行うことができる。

また、スロット制御手段は、通信条件として設定された、送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは受信手段に備えられた受信アンテナの指向性に応じて、識別スロットの数を可変に制御する。これにより、例えば通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなるような指向性となる場合には識別スロット数を多くする一方、通信対象となる無線タグ回路素子の数が少なくなるような指向性となる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

第２発明は、上記第１発明において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの半値角の幅に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

これにより、例えば半値角幅が大きく通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、半値角幅が小さく通信対象となる無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

第３発明は、上記第２発明において、前記スロット制御手段は、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの半値角が大きくなるほど、前記識別スロットの数を多く設定することを特徴とする。

半値角幅が大きい場合通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなることから、識別スロット数を多くすることによって、数多い無線タグ回路素子からの応答信号を衝突を防止しつつ確実にもれなく受信することができる。

第４発明は、上記第１発明において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナのメインローブの方向に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

これにより、例えばメインローブが通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなる方向に向く場合には識別スロット数を多くする一方、メインローブが通信対象となる無線タグ回路素子の数が少なくなる方向に向く場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

第５発明は、上記第４発明において、前記送信手段又は前記受信手段により過去に通信した無線タグ回路素子の数と対応する前記メインローブ方向との相関を格納保持する記憶手段を有し、前記スロット制御手段は、前記記憶手段に格納された前記相関に基づき、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

過去の通信実績である無線タグ回路素子の数をメインローブ方向との相関の形で記憶手段に格納保持し、スロット制御手段がこの過去実績に基づき識別スロット数を可変制御することにより、識別スロット数の最適化をより確実にまた迅速に行うことができる。

第６発明は、上記第４又は第５発明において、前記スロット制御手段は、前記メインローブの方向に応じた識別スロット数の可変制御の態様を、操作者が手動設定可能に構成されていることを特徴とする。

メインローブ方向に応じた識別スロット数の増減制御を操作者が適宜に手動設定可能とすることで、利便性をさらに向上することができる。

第７発明は、上記第１乃至第６発明のいずれかにおいて、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナは、複数のアンテナ素子を備えたアレイアンテナであることを特徴とする。

これにより、例えば通信時に使用するアンテナ素子数を増減することで、より容易にアンテナの半値角幅を変化させて指向性や通信範囲を変化させることが可能となる。

第８発明は、上記第７発明において、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの前記アンテナ素子のうち通信時において使用する前記アンテナ素子の数に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

これにより、例えば使用するアンテナ素子数が少なく半値角幅が広くなって通信可能範囲が比較的大きくなり通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、使用するアンテナ素子数が多く半値角幅が狭くなって通信可能範囲が比較的小さくなり通信対象となる無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

上記目的を達成するために、第９の発明は、情報を記憶するＩＣ回路部及びこのＩＣ回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた複数の無線タグ回路素子と情報送受信を行う無線タグ通信システムの質問器であって、前記ＩＣ回路部に記憶された情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令を生成する指令生成手段と、この指令生成手段で生成した探索指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記探索指令に応じて前記複数の無線タグ回路素子から送信された応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信可能な受信手段と、この受信手段の前記識別スロットの数を、前記無線タグ回路素子と情報の送受信を行う通信条件に基づいて制御するスロット制御手段とを有し、前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された前記送信手段の通信出力に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

これにより、例えば通信出力が大きく通信対象となる無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、通信出力が小さく通信対象となる無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

上記目的を達成するために、第１０の発明は、情報を記憶するＩＣ回路部及びこのＩＣ回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた複数の無線タグ回路素子と情報送受信を行う無線タグ通信システムの質問器であって、前記ＩＣ回路部に記憶された情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令を生成する指令生成手段と、この指令生成手段で生成した探索指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記探索指令に応じて前記複数の無線タグ回路素子から送信された応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信可能な受信手段と、この受信手段の前記識別スロットの数を、前記無線タグ回路素子と情報の送受信を行う通信条件に基づいて制御するスロット制御手段とを有し、前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの偏波方向に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする

これにより、例えば送信又は受信アンテナの偏波方向が無線タグ回路素子のタグ側アンテナの偏波方向に近く応答する無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、送信又は受信アンテナの偏波方向が無線タグ回路素子のタグ側アンテナの偏波方向と大きく異なり応答する無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

上記目的を達成するために、第１１の発明は、情報を記憶するＩＣ回路部及びこのＩＣ回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた複数の無線タグ回路素子と情報送受信を行う無線タグ通信システムの質問器であって、前記ＩＣ回路部に記憶された情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令を生成する指令生成手段と、この指令生成手段で生成した探索指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記探索指令に応じて前記複数の無線タグ回路素子から送信された応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信可能な受信手段と、この受信手段の前記識別スロットの数を、前記無線タグ回路素子と情報の送受信を行う通信条件に基づいて制御するスロット制御手段とを有し、前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの種類に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

これにより、例えば送信又は受信アンテナの種類が利得が大きく、比較的高性能又は通信範囲が広い等により応答する無線タグ回路素子の数が多くなる場合には識別スロット数を多くする一方、送信又は受信アンテナの種類が比較的低性能又は通信範囲が狭い等により応答する無線タグ回路素子の数が少なくなる場合には識別スロット数を少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

第１２発明は、上記第１１発明において、前記送信アンテナ又は前記受信アンテナの種類を検出するアンテナ検出手段を有し、前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記アンテナ検出手段の検出結果に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする。

アンテナ検出手段で送信又は受信アンテナの種類を検出し、その検出結果に基づき、例えば送信又は受信アンテナの種類が比較的高性能・広い通信範囲となるものであるか、比較的低性能・狭い通信範囲となるものであるかに応じて識別スロット数を自動的に増減制御することが可能となる。

本発明によれば、無駄な通信時間の発生を防止して、効率のよい通信を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。

図１において、この無線タグ通信システムＳは、本実施形態による質問器１００と、これに対応する応答器としての複数の無線タグＴとから構成される。

無線タグＴは、アンテナ１５１とＩＣ回路部１５０とを備えた無線タグ回路素子Ｔoを有している。

質問器１００は、この例では後述する４つのアンテナ素子１Ａ〜１Ｄ（送信手段、受信手段、送信アンテナ、受信アンテナ）で構成するアンテナユニット（アレイアンテナ）１と、このアンテナユニット１を介して無線タグ回路素子ＴoのＩＣ回路部１５０へアクセスする（この例では読み取りを行う）ための高周波回路２と、無線タグ回路素子Ｔoから読み出された信号を処理するための信号処理回路３と、上記アンテナ１と高周波回路２を介して無線タグ回路素子Ｔoから読み取った情報等を表示する表示部４と、読み取った情報等を格納保持するデータベース（記憶手段；図中ではＤＢと省略）５と、操作者が各種の設定又は指令を入力操作可能な適宜のボタン、キー等を備えた操作部７と、上記信号処理回路３を介し無線タグ回路素子Ｔoから読み出された信号を処理するとともに表示部４及びデータベース５を介し質問器１００全体を制御するための中央制御部６とを有する。

アンテナユニット１は、無線タグ回路素子Ｔoの上記アンテナ１５１との間で無線通信により搬送波を含む信号（質問波）の送信と無線タグＴがその信号に対する応答信号（応答波）の受信を兼用して行う複数（この例では４つ）のアンテナ素子（送信アンテナ手段、受信アンテナ手段）１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを備えている。

全てのアンテナ素子（図１中では斜視で表している）１Ａ〜１Ｄはそれぞれ例えば略直線状のダイポールアンテナで構成されており、この例では全て略平行に配置されて略同じ所定の間隔で並設されている。これら４つのアンテナ素子１Ａ〜１Ｄが設置されてアレイ型のアンテナユニット１を構成する。そして送信時には、後述する送信出力制御により４つ全てのアンテナ素子で送信する場合と内側の２つのアンテナ素子だけで送信する場合とに送信態様を切り替えることができ、また送信と受信のそれぞれの場合で後述する指向性制御によりアンテナユニット１全体としての指向性方向（メインローブの方向）が電子的に制御されるように構成されている。

中央制御部６は、いわゆるマイクロコンピュータであり、詳細な図示を省略するが、中央演算処理装置であるＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等から構成され、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。

図２は、質問器１００の詳細構成を表す機能ブロック図である。この図２に示すように、信号処理回路３は、無線タグＴへの送信信号に対応するコマンドビット列を生成するコマンドビット列生成部２０と、そのコマンドビット列生成部２０から出力されたディジタル信号をパルス幅変調等の所定の公知の手法により符号化する符号化部２２と、この符号化部２２により符号化された信号をＡＭ方式で変調して送信メモリ部２６に供給（記憶）するＡＭ変調部（指令生成手段）２４と、その送信メモリ部２６に記憶された送信信号を随時読み出して所定の送信ＰＡＡウェイトを掛算する送信ＰＡＡ（Phased Array Antenna）処理部としての送信ウェイト掛算部２８とを有している。

高周波回路２は、所定の局発信号を出力する局部発振器３２と、中央制御部６からの制御により外側の２つのアンテナ素子の送信用増幅率と内側の２つのアンテナ素子の送信増幅率をそれぞれ設定する送信出力制御部３５と、局部発振器３２から出力される局発信号に応じて上記送信ウェイト掛算部２８から出力される送信信号をアップコンバートして送信出力制御部３５から設定された送信増幅率で増幅し、上記４つのアンテナ素子１Ａ〜１Ｄから上記質問波として送信すると共に、４つのアンテナ素子１Ａ〜１Ｄによりそれぞれ受信される受信信号を所定の増幅率で増幅し上記局部発振器３２から出力される局発信号に応じてダウンコンバートして受信メモリ部３６に供給（記憶）する４つの高周波送受信部（送信手段、受信手段）３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄとを有している。

また、一方、信号処理回路３は、上記受信メモリ部３６と、この受信メモリ部３６に記憶された受信信号を随時読み出して所定の受信ＰＡＡウェイトを掛算する受信ＰＡＡ処理部としての受信ウェイト掛算部３８と、その受信ウェイト掛算部３８から出力される受信信号をＡＭ方式で復調してＡＭ復調波を検出するＡＭ復調部４０と、送信ウェイト掛算部２８において掛算される送信ＰＡＡウェイト、受信ウェイト掛算部３８において掛算される受信ＰＡＡウェイトを個別に制御（算出）するＰＡＡウェイト制御部４６も有している。

さらに、信号処理回路３は、上記ＡＭ復調部４０により復調されたＡＭ復調波を所定の公知の手法により復号する復号部４２と、その復号部４２により復号された復号信号を解釈して上記無線タグＴの変調に関する情報信号を読み出す返答ビット列解釈部４４と、中央制御部６が設定した識別スロット数を無線タグＴへの送信信号に反映させるよう上記コマンドビット列生成部２０を制御すると共に、同じ識別スロット数を無線タグＴからの受信信号に反映させるよう上記返答ビット列解釈部４４を制御するスロット数制御部（スロット制御手段；詳しくは後述する）４７も有している。なお、設定した識別スロット数を指定する応答要求コマンド（探索指令）を中央制御部６で生成し、上記コマンドビット列生成部２０と返答ビット列解釈部４４のそれぞれに対応することで、中央制御部６がスロット数制御部４７の機能を兼ねるようにしてもよい。

図３は、送信ウェイト掛算部２８の詳細機能を表す機能ブロック図である。この図３に示すように、送信ウェイト掛算部２８は、送信メモリ部２６から読み出される送信信号に上記ＰＡＡウェイト制御部４６から供給される送信ＰＡＡウェイトをそれぞれ掛算して各高周波送信部３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃに供給する複数（図３では４つ）の掛算器４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄを備えている。ここで、上記掛算器４８ａが高周波送受信部３４Ａに、上記掛算器４８ｂが高周波送受信部３４Ｂに、上記掛算器４８ｃが高周波送受信部３４Ｃに、上記掛算器４８ｄが高周波送受信部３４Ｄに、それぞれ対応しており、各掛算器４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄからの出力が対応する高周波送信部３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄに供給されるようになっている。

図４は、高周波送受信部３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄの詳細機能を表す機能ブロック図である。この図４に示すように、高周波送受信部３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄは、送信ウェイト掛算部２８から供給される送信信号をアナログ信号に変換する送信信号Ｄ／Ａ変換器５０と、その送信信号Ｄ／Ａ変換器５０によりアナログ変換された送信信号の周波数を上記局部発振器３２から出力される局発信号の周波数だけ高くするアップコンバータ５２と、そのアップコンバータ５２によりアップコンバートされた送信信号を上記送信出力制御部３５から設定される増幅率で増幅する送信信号増幅器５４と、その送信信号増幅器５４から出力される送信信号を対応するアンテナ素子１Ａ〜１Ｄに供給すると共に、そのアンテナ素子１Ａ〜１Ｄから供給される受信信号を受信信号増幅器５８に供給する方向性結合器５６と、その方向性結合器５６から供給される受信信号を所定の増幅率で増幅する受信信号増幅器５８と、その受信信号増幅器５８から出力される受信信号の周波数を局部発振器３２から出力される局発信号の周波数だけ低くするダウンコンバータ６０と、そのダウンコンバータ６０によりダウンコンバートされた受信信号をディジタル信号に変換して上記受信メモリ部３６に供給する受信信号Ａ／Ｄ変換器６２とを有している。

図５は、受信ウェイト掛算部３８の詳細機能を表す機能ブロック図である。この図５に示すように、受信ウェイト掛算部３８は、受信メモリ部３６から読み出される受信信号それぞれにＰＡＡウェイト制御部４６から供給される所定の受信ＰＡＡウェイトを掛算する複数（図５では４つ）の掛算器６４ａ、６４ｂ、６４ｃ，６４ｄと、それら掛算器６４ａ〜６４ｄから出力される信号を合成してＡＭ復調部４０に供給する合成器６６とを有している。ここで、上記掛算器６４ａが高周波送受信部３５Ａに、掛算器６４ｂが高周波送受信部３５Ｂに、掛算器６４ｃが高周波送受信部３５Ｃに、掛算器６４ｄが高周波送受信部３５Ｄに、それぞれ対応している。

以上の構成の質問器１００においては、中央制御部６が設定した送信ＰＡＡウェイトを順次変化させながらＰＡＡウェイト制御部４６に出力することによって送受信時における最大指向性方向（以下、メインローブ方向という）を順次対応する角度に変化させ、４つのアンテナ素子１Ａ〜１Ｄによるメインローブ方向を、上記送信ＰＡＡウェイト又は上記受信ＰＡＡウェイトに対応する一つの方向のみ強くなるように保持しつつその方向を順次変化させる、いわゆるフェイズドアレイ制御を行うことができる。

また、中央制御部６の設定により送信出力制御部３５は、送信時において４つ全ての高周波送受信部３４Ａ〜３４Ｄの送信信号増幅器５４に対し同じ増幅率を出力して４つ全てのアンテナ素子１Ａ〜１Ｄで送信を行わせる４素子送信モードと、送信時において内側の２つの高周波送受信部３４Ｂ，３４Ｃの送信信号増幅器５４にだけ同じ増幅率を出力して（外側の２つの高周波送受信部３４Ａ，３４Ｄには増幅率を０とする）対応する内側２つのアンテナ素子１Ｂ，１Ｃだけで送信を行わせる２素子送信モードとに切り替えることができる。

ここで、上述したフェイズドアレイ制御のように指向性を持たせた場合（＝指向性制御時）の電波通信の一般的な特性として、使用するアンテナ素子が少ないほど有効指向性幅を示す半値角（アンテナユニット１全体の中央位置を中心とした周方向で上記メインローブ方向を中心とした通信可能角度幅）が広くなり、逆に使用するアンテナ素子が多いほど半値角が狭くなる性質がある。このため、上記構成のアンテナユニット１では２素子送信モードに切り替えることにより比較的広い半値角の幅で送信することができ、また４素子送信モードに切り替えることにより比較的狭い半値角の幅で送信することができる。

また、同様にフェイズドアレイ制御においては、送信時に通信電力（通信出力）を大きく設定して電波信号を大きく増幅するほど、アンテナユニット１からの有効通信距離が長くなり、一方、通信電力を小さく設定して電波信号を小さく増幅するほど、アンテナユニット１からの有効通信距離が短くなる。

そして、上記質問器１００は上記メインローブ方向と上記半値角と上記通信電力などの通信条件によりアンテナ指向性で形成される探索対象領域を決定し、この探索対象領域に存在する複数の無線タグＴに対してそれぞれの識別情報（無線タグ情報；以下、タグＩＤという）を応答信号として発信させるよう要求する応答要求コマンド（探索指令）を送信する。なおこの応答要求コマンドは、応答すると予想される無線タグＴの数が不確定な条件下において探索を行うための探索指令である。この応答要求コマンドには、この例で０から１５までのいずれかの値で指定するスロット数指定値Ｑが含まれており、質問器１００のアンテナユニットから応答要求コマンドが送信されると各無線タグＴは０から２^Ｑ−１（＝２のＱ乗−１）までのスロットカウント値Ｓを乱数により生成保持する。

また質問器１００は該コマンドを送信後、所定の識別スロットで無線タグＴからの応答を待ち受ける。無線タグＴでスロットカウント値Ｓとして値０を生成したものはこのスロットで応答する。

その後、さらに質問器１００はスロットカウント減算コマンドを送信し、直後に設けられた所定の識別スロット時間枠で無線タグＴの応答を待つのである。、スロットカウント減算コマンドを受信した各無線タグＴは自身のスロットカウント値Ｓを減算し保持し、該スロットカウント値Ｓが値０になった時点の識別スロットタグＩＤを含む応答信号を送信するのである。

このように各無線タグＴが異なる識別スロットでにより応答信号を返信することで、質問器１００は混信を受けることなく一つ一つ一つの無線タグＴのタグＩＤを明確に受信することができる（詳細は後述する）。

図６は、上記無線タグＴに備えられた無線タグ回路素子Ｔoの機能的構成の一例を表すブロック図である。

図６において、無線タグ回路素子Ｔoは、上記質問器１００側の上記アンテナ素子１Ａ〜１Ｄと短波帯(例えば13.56MHz)、ＵＨＦ帯、マイクロ波帯等の高周波を用いて非接触で信号の送受信を行う上記アンテナ（タグ側アンテナ）１５１と、このアンテナ１５１に接続された上記ＩＣ回路部１５０とを有している。

ＩＣ回路部１５０は、アンテナ１５１により受信された搬送波を整流する整流部１５２と、この整流部１５２により整流された搬送波のエネルギを蓄積し駆動電源とするための電源部１５３と、上記アンテナ１５１により受信された搬送波からクロック信号を抽出して制御部１５７に供給するクロック抽出部１５４と、無線タグＴのタグＩＤなどの所定の情報信号を記憶し得る情報記憶部として機能するメモリ部１５５と、上記アンテナ１５１に接続されて信号の変調及び復調を行う変復調部１５６と、上記質問器１００からの上記コマンドの受信時に当該無線タグＴが応答信号（リプライ信号）をどの識別スロットに出力するかを決定するための乱数を発生させる乱数発生器１５８（詳細は後述）と、上記整流部１５２、クロック抽出部１５４、変復調部１５６、及び乱数発生器１５８等を介して上記無線タグ回路素子Ｔoの作動を制御するための制御部１５７とを備えている。

変復調部１５６は、アンテナ１５１により受信された上記質問器１００のアンテナ素子１Ａ〜１Ｄからの通信信号の復調を行うと共に、上記制御部１５７からの返信信号に基づき、アンテナ素子１Ａ〜１Ｄより受信された搬送波を反射変調する。

乱数発生器１５８は、上記質問器１００からの上記応答要求コマンドに指定されているスロット数指定値Ｑに対し、０から２^Ｑ−１までの乱数を発生させる。

制御部１５７は、質問器１００と通信を行うことにより上記メモリ部１５５に上記所定の情報を記憶する制御や、上記アンテナ１５１により受信された質問波を上記変復調部１５６において上記メモリ部１５５に記憶された情報信号に基づいて変調したうえで応答波としこれを上記乱数発生器１５８により発生させた乱数に対応する識別スロットで上記アンテナ１５１から応答波を反射返信する制御等の、基本的な制御を実行する。

クロック抽出部１５４は受信した信号からクロック成分を抽出して制御部１５７にクロックを抽出するものであり、受信した信号のクロック成分の速度に対応したクロックを制御部１５７に供給する。

以上において、本実施形態の最も大きな特徴は、質問器１００が複数の無線タグＴを探索する際に、そのときの通信条件を変化させることで探索対象となる無線タグＴの数が変動する場合、その通信条件の変化に応じて識別スロット数Ｍを過不足ないよう可変的に設定することにある。以下、その詳細を順次説明する。

まず、本実施形態の例では、変化させる通信条件として２素子送信モードと４素子送信モードの切り替えにより半値角の幅を変化させる場合について説明する。

図７は、２素子送信モードと４素子送信モードのそれぞれの場合の探索対象領域の変化の様子を表す平面図である。この図７において、上述したようにアンテナ素子１Ａ〜１Ｄを多く使用した場合（４素子送信モード）には半値角は狭くなり、すなわちメインローブ方向を中心とした探索対象領域の幅が比較的狭く形成される。また通信電力を同じとしたままでアンテナ素子１Ｂ〜１Ｃを少なく使用した場合（２素子送信モード）には半値角は広くなり、すなわちメインローブ方向を中心とした探索対象領域の幅が比較的広く形成される。

これにより、例えば図示するようにメインローブ方向に略直交する方向に沿って無線タグＴが（又は無線タグＴが貼付された物品が）並べられている場合には、半値角の幅を広くすることにより探索対象となる無線タグＴの数（探索対象領域内に取り込んで質問波を受信させることのできる無線タグＴの数）が増加することが容易に予想できる。

そしてこのように通信条件の違いによる探索対象となる無線タグＴの数の増減に応じて、識別スロット数Ｍ（＝２のＱ乗−１）も適切に変化させる必要がある。つまり、探索対象の無線タグＴの数に対して識別スロット数Ｍが少なすぎる場合には、複数の無線タグＴが同一の識別スロットを選択（上述したようにこの例では乱数により選択）して応答信号を混信（衝突）させる恐れが高くなり、通信の安定性を低下させてしまう。また、逆に識別スロット数Ｍが多すぎる場合には、無線タグＴからの応答の無い空のスロットの割合が増えるのですべての無線タグＴを処理する時間が無意味に長くなってしまい通信の効率を低下させてしまう。これに対して本実施形態では、通信条件の一つである半値角の変化に応じて識別スロット数Ｍを適切に変化させるよう設定するものである。

図８は、上記構成の質問器１００の中央制御部６によって実行される制御手順を表すフローチャートである。なお、このフローチャートの例では、探索対象領域内に存在する未知数個（実際にはＮ個存在）の無線タグＴを探索対象として、それらのタグＩＤを取得し表示する制御手順を表している。また、半値角以外の通信条件であるメインローブ方向及び通信電力は変動させずに一定に固定するものとする。

この図８において、操作部７または特に図示しないＰＣなどの上位の制御手段により、無線タグＴの探索の開始が指令されるとこのフローが開始される。

まずステップＳ５において、操作部７を介した操作者からの入力設定（又はデータベース５からの指定設定）により半値角の幅が設定され、それに対応して送信出力制御部３５に対し２素子送信モードか４素子送信モードのいずれかに切り替えるよう制御信号を出力する。また同時に、メインローブ方向、通信電力などの各通信条件を設定する。このとき、これらの通信条件に対応する送信ＰＡＡウェイト及び受信ＰＡＡウェイトが算出され、ＰＡＡウェイト制御部４６を介し送信ウェイト掛算部２８及び受信ウェイト掛算部３８に出力される。

そして次にステップＳ１０へ移り、上記ステップＳ５で送信出力制御部３５が２素子送信モードに切り替えられているか否かを判定する。２素子送信モードに切り替えられている場合、判定が満たされ、すなわち半値角の幅が広く設定されているとみなされてステップＳ１５へ移り、比較的多めの無線タグＴを探索できるよう識別スロット数Ｍを多めに（あらかじめ定められた数に、例えば値２５４に）設定してステップＳ２５へ移る。また一方、上記ステップＳ５で送信出力制御部３５が４素子送信モードに切り替えられている場合、判定が満たされず、すなわち半値角の幅が狭く設定されているとみなされてステップＳ２０へ移り、比較的少なめの無線タグＴを探索するよう識別スロット数Ｍを少なめに（あらかじめ定められた数に、たとえば値１５に）設定してステップＳ２５へ移る。

ステップＳ２５では、上記設定された識別スロット数Ｍに対応するスロット数指定値Ｑ（本実施形態ではスロット数２５４の場合は値８を、スロット数１５の場合は４を）を含んで各無線タグＴに応答要求コマンド信号として送信する。

次にステップＳ３０へ移り、無線タグＴからの応答信号を１スロット分の時間（所定の識別スロットの時間枠）だけ受信する。スロットカウントＳが値０になった無線タグＴがなく、応答信号が受信されない場合でも１スロット分の時間は受信状態を維持する。これらステップＳ２５とステップＳ３０の手順で、識別スロット１つ分の送受信制御が行われることになる。

次にステップＳ３５へ移り、通信の最初に応答要求コマンドで通知したスロット数指定値Ｑに対応した回数（２のＱ乗−１回）の識別スロットの受信を行ったかにより全ての識別スロットに対して受信制御を行ったか否かを判定する。まだ全ての識別スロットに対して受信制御を行っていない場合、判定が満たされず、すなわちまだ受信制御を行っていない識別スロットが残っているとみなされてステップＳ４０に移る。

ステップＳ４０では、スロットカウント減算コマンドを送信する。このスロットカウント減算コマンドは、各無線タグＴが応答信号を送信する識別スロットのタイミングを計るためのスロットカウント値Ｓ（後述の図９参照）の値を１だけ減算させるよう指令するコマンドである。ステップＳ４０が完了したら、ステップＳ３０に戻り、同様の識別スロット１つ分の受信制御を繰り返す。

一方、前述のステップＳ３５において、全ての識別スロットに対して受信制御が行われていた場合には判定が満たされ、ステップＳ４５へ移る。ステップＳ４５では、受信した全ての応答信号が正常であるか否か、すなわち１つの識別スロットで同時に複数の無線タグＴが応答信号が衝突・混信していないか、又は各応答信号の受信に失敗していないか否かを公知の手法で判定する。受信した応答信号のうち一つでも正常と認められないものがある場合、判定が満たされず、ステップＳ２５へ戻りあらためて応答要求コマンドを送信し無線タグＴの探索をやり直す。ここで好適にはスロット数指定値Ｑを大きくしてやり直す（ステップＳ４６）。衝突が発生したということは予想よりも多くの数の無線タグＴが通信範囲に存在していたとみなされるからである。一方、受信した応答信号が全て正常であると認められた場合、判定が満たされ、次のステップＳ５０へ移る。

ステップＳ５０では、正常に受信した全ての応答信号からタグＩＤを取得し、それらをデータベース５に登録するとともに表示部４に一覧表示してこのフローを終了する。

図９は、図６に示した無線タグ回路素子Ｔoが備える制御部１２５によって実行される制御手順を表すフローチャートである。この図９において、無線タグＴが初期化コマンド（詳細な説明を省略する）を受信してその初期信号により無線電力が与えられるとともに制御部１５７が初期化されと無線タグ回路素子Ｔoが起動し、このフローが開始される。

まず、ステップＳ１０５で無線タグ回路素子Ｔoが起動した直後に応答要求コマンドの命令内容を解釈するよう受信制御する。このとき、応答要求コマンドに含まれるスロット数指定値Ｑをメモリ部１５５に記憶する。

次にステップＳ１１０へ移り、上記ステップＳ１０５でメモリ部１５５に記憶されたスロット数指定値Ｑに基づいて０から２^Ｑ−１までの乱数を乱数発生器１５８により発生させ、その値をカウント値とする。このカウント値は０から識別スロット数Ｍまで間の値となり、これによって当該無線タグＴが応答信号を送信する識別スロットが決定される。

次にステップＳ１１５へ移り、カウント値が０であるか否かを判定する。カウント値が０でない場合、判定が満たされず、すなわちまだ応答信号を送信すべき識別スロットに達していないとみなされて次のステップＳ１２０へ移る。

ステップＳ１２０では、カウント減算コマンドを受信したか否かを判定し、受信するまでその時点の識別スロットの間受信制御を繰り返す。カウント減算コマンドを受信した場合、判定が満たされて、次のステップＳ１２５へ移り、カウント値を１減算してステップＳ１１５へ戻り同様の手順を繰り返す。

また一方、上記ステップＳ１１５においてカウント値が０となっている場合、判定が満たされ、すなわち当該無線タグＴが応答信号を送信すべき識別スロットに達したとみなされて次のステップＳ１３０へ移り、当該無線タグＴのタグＩＤを含む応答信号を所定のタイミングで返信してこのフローを終了する。

図１０は、上記図８の制御手順を行う質問器１００と上記図９の制御手順を行うＮ個の無線タグＴの間で送受される信号のタイムチャートを表す図である。この図１０において、図中左側から右側に向かって時系列変化するものとし、質問器１００が応答要求コマンドまたはカウント減算コマンドを送信してから無線タグＴの応答信号の受信が１組になって各識別スロットが形成されている。

まず最初に、この例では、質問器１００から応答要求コマンドが送信された直後に乱数によってスロットカウント値が０に生成された無線タグＴ１が識別スロット１で応答信号を送信する。そして質問器１００がその応答信号を受信した後に、カウント減算コマンドを送信することで各無線タグＴがそれを受信してそれぞれのスロットカウント値を１減算する。その時点でカウント値が０となった無線タグＴ０が次の識別スロット２で応答信号を送信する。図示の例のようにスロットカウント値が０になった無線タグが無い場合は当該識別スロットでの返信はない。質問器１００が識別スロット終了後に、またカウント減算コマンドを送信し、無線タグＴ１の応答スロットを経て識別スロットが終了する。

以上の手順を繰り返すことにより、Ｎ個全ての無線タグＴの応答信号をＭ個の識別スロットで受信することができる。ここで、質問器１００側で用意する識別スロットの数Ｍが探索対象の無線タグＴの個数Ｎより大きく設定されていれば、各無線タグＴのカウント値が乱数により発生されているために、それぞれの無線タグＴが応答信号を送信する識別スロットがＭ個分の識別スロットに渡って均等かつ一意的に分布することが期待できる。このようにしてＮ個全ての無線タグＴの応答信号を通信条件に基いてスロット数を設定することにより通信時間を無駄に長くすることなく受信することができる。また本実施形態では、質問器１００側で用意する識別スロットの数Ｍを（前述のようにアンテナ素子数に対応させて）探索対象の無線タグＴの個数Ｎに対し必要以上に大きくせず適度な値に設定することで、探索処理全体の時間を短くすることができ、効率のよい通信を行うことができる。なお混信が生じた場合は、スロット数を増加させて探索処理を最初からやり直すようにすればよい（図８のステップＳ４５、ステップＳ４６参照）。

以上において、上記図８のステップＳ５が、無線タグ回路素子Ｔoと情報の送受信を行う通信条件を設定する通信条件設定手段として機能する。

以上のように構成した本実施形態においては、識別スロット数Ｍが、スロット数制御部４７によって通信条件（この例ではアンテナ素子１Ａ〜Ｄ）に応じて可変に制御され、アンテナ素子数が少なく通信範囲が大きいときにはその範囲内に存在する無線タグＴの数が多くなることに対応し識別スロット数Ｍを多くする一方、アンテナ素子数が多く通信範囲が小さいときにはその範囲内に存在する無線タグＴの数が少なくなることに対応し識別スロット数Ｍを少なくする。したがって、本来必要な数以上に識別スロット数Ｍが多く無駄に通信時間が長くなることを防止し、なるべく通信時間を短くして効率のよい通信を行うことができる。

なお、本実施形態では応答要求コマンドの送信時に各アンテナ素子１Ａ〜１Ｄが送信アンテナとして機能する際の指向性に応じて（＝送信時に使用するアンテナ素子数に応じて）識別スロット数Ｍを制御しているが、本発明はこれに限らず、各無線タグＴからの応答信号の受信時で各アンテナ素子１Ａ〜１Ｄが受信アンテナとして機能する際の指向性に応じて（＝受信数に使用するアンテナ素子数に応じて）識別スロット数Ｍを制御してもよい。

また、この実施形態では特に、アンテナユニット１が複数のアンテナ素子１Ａ〜１Ｄを備えたアレイアンテナであることにより、例えば通信時に使用するアンテナ素子数を増減することで、より容易に半値角幅を変化させてアンテナ１Ａ〜１Ｄの指向性や通信範囲を変化させることが可能となる。

なお、本発明は、上記に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。

（１）通信電力に応じて識別スロット数を設定する場合
上記実施形態では、通信条件の一つである半値角の幅を可変に設定し、その半値角の幅に応じて識別スロット数Ｍを可変に設定していたが、本発明はこれに限らず、例えば他の通信条件の一つである通信電力に応じて識別スロット数Ｍを可変に設定してもよい。

本変形例は上記実施形態とハードウェア構成が同じであり、通信条件の一つである通信電力の設定によりアンテナ１Ａ〜１Ｄの指向性を変化させる制御手順のみが異なるだけである。以下その相違する制御手順のみを説明し、同等の構成については同じ符号を付して適宜説明を省略する（以下の各変形例についても同様）。

図１１は、本変形例において通信電力を大きく設定した場合と小さく設定した場合のそれぞれの探索対象領域の変化の様子を表す平面図であり、上記実施形態における図７に対応する図である。この図１１において、前述したように通信電力を大きく設定して電波信号を大きく増幅するほど、アンテナユニット１からの有効通信距離が長くなり、すなわち探索対象領域が比較的広く形成される。一方、通信電力を小さく設定して電波信号を小さく増幅するほど、アンテナユニット１からの有効通信距離が短くなり、すなわち探索対象領域が比較的狭く形成される。

これにより、例えば図示するようにメインローブ方向に略沿う方向に無線タグＴが（又は無線タグＴが貼付された物品が）並べられている場合には、通信電力を大きく設定することにより探索対象となる無線タグＴの数が増加することが容易に予想できる。このように本変形例は、通信条件の一つである通信電力の設定に応じて識別スロット数Ｍを適切に変化させるよう設定するものである。なお、通信電力を変化させても、図示するように半値角幅Ｘは影響を受けずに変化しないままとなる。

図１２は、本変形例において質問器１００の中央制御部６によって実行される制御手順を表すフローチャートであり、上記実施形態における図８に相当する図である。なお、このフローチャートの例では、通信電力以外の通信条件であるメインローブ方向及び半値角幅は変動させずに一定に固定するものとする。この図１２のフローは概略的に図８のフローとほぼ同じであり、図８のフローにおけるステップＳ５及びステップＳ１０の各手順が異なっている。以下その相違する手順のみを説明する。

図１２において、まず図８のステップＳ５に代えて行うステップＳ５Ａでは、操作部７を介した操作者からの入力設定、又はデータベース５からの指定設定により通信電力が設定され、それに対応して送信出力制御部３５に対し制御信号を出力する。また同時に、メインローブ方向、半値角幅などの各通信条件を設定する。このとき、これらの通信条件に対応する送信ＰＡＡウェイト及び受信ＰＡＡウェイトが算出され、ＰＡＡウェイト制御部４６に出力される。

そして図８のステップＳ１０に代えて行うステップＳ１０Ａでは、上記ステップＳ５Ａで通信電力が通常よりも大きく設定されているか否かを判定する。通信電力が大きく設定されている場合、判定が満たされ、すなわち探索対象領域が比較的広く形成されているとみなされ、ステップＳ１５へ移り、比較的多めの無線タグＴを探索できるよう識別スロット数Ｍを多めに（前述したように例えば値２５４に）設定してステップＳ２５へ移る。また一方、上記ステップＳ５Ａで通信電力が通常よりも小さく設定されている場合、判定が満たされず、すなわち探索対象領域が比較的狭く形成されているとみなされてステップＳ２０へ移り、比較的少なめの無線タグＴを探索するよう識別スロット数Ｍを少なめに（前述したように例えば値１５に）設定してステップＳ２５へ移る。

以上において、上記図１２のステップＳ５Ａが、無線タグ回路素子Ｔoと情報の送受信を行う通信条件を設定する通信条件設定手段として機能する。

以上のように構成した本変形例においては、スロット数制御部４７が、ステップＳ５Ａで設定された通信電力に応じて識別スロット数Ｍを可変に制御することにより、上記実施形態と同様に無駄に通信時間が長くなるのを防止できる。

（２）メインローブ方向に応じて識別スロット数を設定する場合
本変形例では、通信条件の一つであるメインローブ方向を順次変化させるフェイズドアレイ制御を行い、そのメインローブ方向に応じて識別スロット数Ｍを可変に設定する。

本変形例も上記実施形態とハードウェア構成が同じであり、通信条件の一つであるメインローブ方向を順次変化させるフェイズドアレイの制御手順と、データベース５への履歴情報の格納保持を行う制御手順のみが異なるだけである。

図１３は、本変形例においてメインローブ方向を順次変化させた場合のそれぞれの探索対象領域の変化の様子を表す平面図であり、上記実施形態における図７に対応する図である。この図１３において、図示するように無線タグＴを貼付した物品が多数載置されている机７０に向かうメインローブ方向と、それ以外の方向に向かうメインローブ方向では明らかに探索対象となる無線タグＴの数が異なることが容易に予想できる。このように本変形例は、通信条件の一つであるメインローブ方向の変化に応じてあらかじめ探索対象の無線タグＴの数の増減が分かっている場合に、それに応じて識別スロット数Ｍを適切に変化させるよう設定するものである。また、本変形例では、過去の探索処理で通信した無線タグＴの数と対応するメインローブ方向との相関をデータベース５に格納保持することにより、識別スロット数Ｍの最適化をより確実にするものである。

図１４は、本変形例において質問器１００の中央制御部６によって実行される制御手順を表すフローチャートであり、上記実施形態における図８に相当する図である。なお、このフローチャートの例では、メインローブ方向以外の通信条件である半値角幅及び通信電力は変動させずに一定に固定するものとする。以下、主に図８と異なる手順について説明する。

図１４において、まず図８のステップＳ５に代えて行うステップＳ５Ｂでは、通信電力、半値角幅及びメインローブ方向の初期値などの各通信条件を設定する。このとき、これらの通信条件に対応する送信ＰＡＡウェイト及び受信ＰＡＡウェイトが算出され、ＰＡＡウェイト制御部４６を介し送信ウェイト掛算部２８及び受信ウェイト掛算部３８に出力される。このとき、探索処理を初めて行う場合（または無線タグＴの配置状況が大きく変化した場合）には、操作部７を介した操作者からの入力設定により、探索させる各メインローブ方向においてそれぞれ探索が予想される無線タグＴの数を設定し、データベース５に記憶させる。

次にステップＳ６へ移り、メインローブ方向を新たに設定、又は切り替える。ここで、上記ステップＳ５Ｂによりメインローブ方向が初期値のままである場合には切り替える必要はなく、後述するステップＳ４８の判定によりループのために戻ってきた場合に対して次のメインローブ方向に切り替えを行う。

次にステップＳ８へ移り、現在設定されているメインローブ方向に対応して前回の探索処理に応答信号を送信した無線タグＴの数をＤＢから取得する。これにより、現在のメインローブ方向に沿った探索対象領域において存在が予想される無線タグＴのおおよその個数を取得できる。

次に、図８のステップＳ１０に代えて行うステップＳ１０Ｂでは、上記ステップＳ８で取得した無線タグＴの予想存在個数が通常より多いか、すなわち現在のメインローブ方向が無線タグＴの多い方向であるか否かを判定する。予想存在個数が多い場合、判定が満たされ、ステップＳ１５へ移り、比較的多めの無線タグＴを探索できるよう識別スロット数Ｍを多めに（あらかじめ定められた数、前述したように例えば値２５４に）設定してステップＳ２５へ移る。また一方、予想存在個数が少ない場合、判定が満たされず、ステップＳ２０へ移り、比較的少なめの無線タグＴを探索するよう識別スロット数Ｍを少なめに（あらかじめ定められた数、前述したように例えば値１５に）設定してステップＳ２５へ移る。なお、ステップＳ１５及びステップＳ２０は、それぞれ無線タグＴの予想存在個数に応じて、連続的に識別スロット数Ｍを設定してもよい。

ステップＳ２５〜ステップＳ４５及びステップＳ４６の探索処理については、図８と同様の手順である。

そしてステップＳ４５で、全ての応答信号が正常であると判定された場合には、次にステップＳ４７へ移り、現在のメインローブ方向に対応して今回の探索処理で応答した無線タグＴの数をデータベース５に記録する。このとき、上記ステップＳ２５〜ステップＳ４５及びステップＳ４６までの探索処理で識別スロット数Ｍが不足して応答信号の衝突が多く発生していた場合には無線タグＴの数を増加修正して記録し、また識別スロット数Ｍが多すぎて必要以上に通信時間が長く要した場合には無線タグＴの数を減少修正して記録するようにしてもよい。

次にステップＳ４８へ移り、全てのメインローブ方向に対して探索処理を行ったか否かを判定する。全てのメインローブ方向に対して探索処理が終了していない場合、判定が満たされず、ステップＳ６に戻り、このステップＳ６で次のメインローブ方向に切り替えられて探索処理を繰り返す。一方、全てのメインローブ方向に対して探索処理が終了した場合、判定が満たされ、ステップＳ５０へ移り、取得したタグＩＤを全てデータベース５に登録するとともに表示部４に一覧表示してこのフローを終了する。

以上において、上記図１４のステップＳ５Ｂが、無線タグ回路素子Ｔoと情報の送受信を行う通信条件を設定する通信条件設定手段として機能する。

以上のように構成した本変形例においては、スロット数制御部４７が、メインローブ方向に応じて、識別スロット数Ｍを可変に制御することにより、上記実施形態と同様に無駄に通信時間が長くなるのを防止できる。

また、この変形例では特に、過去の通信実績である無線タグＴの数をメインローブ方向との相関の形でデータベース５に格納保持し、スロット数制御部４７がこの過去実績に基づき識別スロット数Ｍを可変制御することにより、識別スロット数Ｍの最適化をより確実にまた迅速に行うことができる。

また、この変形例では特に、メインローブ方向に応じた識別スロット数Ｍの増減制御を操作者が操作部７を介して適宜に手動設定可能とすることで、利便性をさらに向上することができる。

（３）偏波方向に応じて識別スロット数を設定する場合
上記実施形態では、通信条件の一つである半値角の幅を可変に設定し、その半値角の幅に応じて識別スロット数Ｍを可変に設定していたが、本発明はこれに限らず、例えば他の通信条件の一つとしてアンテナ１Ａ〜１Ｄの偏波面の方向（偏波方向）に応じて識別スロット数Ｍを可変に設定してもよい。

例えば、特に図示しないが、通常では書棚に立てかけて保管する包袋ファイルに偏波面が上下方向に配置されるよう無線タグＴが貼付されているとして、少数の包袋ファイルが寝かせた状態で保管されているとする。この場合には、ほとんどの無線タグＴは偏波面方向が上下方向に向かう配置であるのに対し、偏波面が水平方向に向かう配置の無線タグＴが少数しか存在していないことが明らかに分かる。このような場合でも、偏波方向を通信条件として設定し、他の通信条件（半値角幅、通信電力又はメインローブ方向）が変化しなくとも、この偏波方向に応じて識別スロット数Ｍを可変に設定することは有効である。

以上のように構成した本変形例においては、スロット数制御部４７が、通信条件の１つである偏波方向に応じて識別スロット数Ｍを可変に制御することにより、例えば質問器１００側のアンテナ素子１Ａ〜１Ｄの偏波方向が無線タグＴ側のアンテナ１５１の偏波方向に近く応答する無線タグＴの数が多くなる場合には識別スロット数Ｍを多くする一方、質問器１００側のアンテナ素子１Ａ〜１Ｄの偏波方向が無線タグＴ側のアンテナ１５１の偏波方向と大きく異なり応答する無線タグＴの数が少なくなる場合には識別スロット数Ｍを少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

（４）アンテナの種類に応じて識別スロット数を設定する場合
本変形例では、通信条件の一つとして質問器１００側のアンテナの種類に応じて識別スロット数Ｍを可変に設定する。

例えば、特に図示しないが、上記実施形態で使用したダイポールアンテナ以外の種類のアンテナ（例えば八木アンテナやその他各種アンテナ等）をアンテナ素子に使用した場合でも指向性の違いによって探索対象領域が異なり、無線タグＴの存在個数に明らかに異なることが分かる場合がある。このような場合でも、アンテナの種類に応じて識別スロット数Ｍを可変に設定することは有効である。

以上のように構成した本変形例においては、スロット数制御部４７は、アンテナの種類に応じて、識別スロット数Ｍを可変に制御することにより、例えば質問器１００側のアンテナの種類が利得が大きく、比較的高性能又は通信範囲が広い等により応答する無線タグＴの数が多くなる場合には識別スロット数Ｍを多くする一方、質問器１００側のアンテナの種類が比較的低性能又は通信範囲が狭い等により応答する無線タグＴの数が少なくなる場合には識別スロット数Ｍを少なくすることで、無駄に通信時間が長くなるのを防止可能となる。

なお、この変形例において質問器１００側のアンテナの種類を検出する検出装置（アンテナ検出手段）を備えることも有効である。すなわち、この検出装置により質問器１００側のアンテナの種類を検出し、その検出結果に基づき、例えば質問器１００側のアンテナの種類が比較的高性能・広い通信範囲となるものであるか、比較的低性能・狭い通信範囲となるものであるかに応じて識別スロット数Ｍを自動的に増減制御することが可能となる。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。

その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

本発明の一実施形態の適用対象である無線タグ通信システムの全体概略を表すシステム構成図である。 質問器の詳細構成を表す機能ブロック図である。 送信ウェイト掛算部の詳細機能を表す機能ブロック図である。 高周波送受信部の詳細機能を表す機能ブロック図である。 受信ウェイト掛算部の詳細機能を表す機能ブロック図である。 無線タグに備えられた無線タグ回路素子の機能的構成の一例を表すブロック図である。 ２素子送信モードと４素子送信モードのそれぞれの場合の探索対象領域の変化の様子を表す平面図である。 質問器の中央制御部によって実行される制御手順を表すフローチャートである。 図６に示した無線タグ回路素子が備える制御部によって実行される制御手順を表すフローチャートである。 図８の制御手順を行う質問器と図９の制御手順を行うＮ個の無線タグの間で送受される信号のタイムチャートを表す図である。 通信電力に応じて識別スロット数を設定する変形例において、通信電力を大きく設定した場合と小さく設定した場合のそれぞれの探索対象領域の変化の様子を表す平面図である。 通信電力に応じて識別スロット数を設定する変形例において、質問器の中央制御部によって実行される制御手順を表すフローチャートである。 メインローブ方向に応じて識別スロット数を設定する変形例において、メインローブ方向を順次変化させた場合のそれぞれの探索対象領域の変化の様子を表す平面図である。 メインローブ方向に応じて識別スロット数を設定する変形例において、質問器の中央制御部によって実行される制御手順を表すフローチャートである。

符号の説明

１ アンテナユニット（アレイアンテナ）
１Ａ アンテナ素子（送信アンテナ、受信アンテナ、送信手段、受信手段）
１Ｂ アンテナ素子（送信アンテナ、受信アンテナ、送信手段、受信手段）
１Ｃ アンテナ素子（送信アンテナ、受信アンテナ、送信手段、受信手段）
１Ｄ アンテナ素子（送信アンテナ、受信アンテナ、送信手段、受信手段）
２ 高周波回路
３ 信号処理回路
４ 表示部
５ データベース
６ 中央制御部
７ 操作部
２４ ＡＭ変調部（指令生成手段）
４７ スロット数制御部（スロット制御手段）
３４Ａ 高周波送受信部（送信手段、受信手段）
３４Ｂ 高周波送受信部（送信手段、受信手段）
３４Ｃ 高周波送受信部（送信手段、受信手段）
３４Ｄ 高周波送受信部（送信手段、受信手段）
１００ 質問器
Ｔ 無線タグ
Ｔo 無線タグ回路素子
Ｍ 識別スロット数

Claims (12)

1. 情報を記憶するＩＣ回路部及びこのＩＣ回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた複数の無線タグ回路素子と情報送受信を行う無線タグ通信システムの質問器であって、
   前記ＩＣ回路部に記憶された情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令を生成する指令生成手段と、
   この指令生成手段で生成した探索指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、
   前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記探索指令に応じて前記複数の無線タグ回路素子から送信された応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信可能な受信手段と、
   この受信手段の前記識別スロットの数を、前記無線タグ回路素子と情報の送受信を行う通信条件に基づいて制御するスロット制御手段と
   を有し、
   前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの指向性に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
2. 請求項１記載の無線タグ通信システムの質問器において、
   前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの半値角の幅に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
3. 請求項２記載の無線タグ通信システムの質問器において、
   前記スロット制御手段は、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの半値角が大きくなるほど、前記識別スロットの数を多く設定することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
4. 請求項１記載の無線タグ通信システムの質問器において、
   前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナのメインローブの方向に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
5. 請求項４記載の無線タグ通信システムの質問器において、
   前記送信手段又は前記受信手段により過去に通信した無線タグ回路素子の数と対応する前記メインローブ方向との相関を格納保持する記憶手段を有し、
   前記スロット制御手段は、前記記憶手段に格納された前記相関に基づき、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
6. 請求項４又は５記載の無線タグ通信システムの質問器において、
   前記スロット制御手段は、前記メインローブの方向に応じた識別スロット数の可変制御の態様を、操作者が手動設定可能に構成されていることを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項記載の無線タグ通信システムの質問器において、
   前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナは、複数のアンテナ素子を備えたアレイアンテナであることを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
8. 請求項７記載の無線タグ通信システムの質問器において、
   前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの前記アンテナ素子のうち通信時において使用する前記アンテナ素子の数に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
9. 情報を記憶するＩＣ回路部及びこのＩＣ回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた複数の無線タグ回路素子と情報送受信を行う無線タグ通信システムの質問器であって、
   前記ＩＣ回路部に記憶された情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令を生成する指令生成手段と、
   この指令生成手段で生成した探索指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、
   前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記探索指令に応じて前記複数の無線タグ回路素子から送信された応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信可能な受信手段と、
   この受信手段の前記識別スロットの数を、前記無線タグ回路素子と情報の送受信を行う通信条件に基づいて制御するスロット制御手段と
   を有し、
   前記スロット制御手段は、前記通信条件として設定された前記送信手段の通信出力に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
10. 情報を記憶するＩＣ回路部及びこのＩＣ回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた複数の無線タグ回路素子と情報送受信を行う無線タグ通信システムの質問器であって、
    前記ＩＣ回路部に記憶された情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令を生成する指令生成手段と、
    この指令生成手段で生成した探索指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、
    前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記探索指令に応じて前記複数の無線タグ回路素子から送信された応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信可能な受信手段と、
    この受信手段の前記識別スロットの数を、前記無線タグ回路素子と情報の送受信を行う通信条件に基づいて制御するスロット制御手段と
    を有し、
    前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの偏波方向に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
11. 情報を記憶するＩＣ回路部及びこのＩＣ回路部に接続されたタグ側アンテナを備えた複数の無線タグ回路素子と情報送受信を行う無線タグ通信システムの質問器であって、
    前記ＩＣ回路部に記憶された情報を不確定な条件下で探索しつつ取得するための探索指令を生成する指令生成手段と、
    この指令生成手段で生成した探索指令を前記無線タグ回路素子に送信可能な送信手段と、
    前記指令生成手段で生成され前記送信手段から送信された前記探索指令に応じて前記複数の無線タグ回路素子から送信された応答信号を、複数の識別スロットに区分して受信可能な受信手段と、
    この受信手段の前記識別スロットの数を、前記無線タグ回路素子と情報の送受信を行う通信条件に基づいて制御するスロット制御手段と
    を有し、
    前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記送信手段に備えられた送信アンテナ若しくは前記受信手段に備えられた受信アンテナの種類に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
12. 請求項１１記載の無線タグ通信システムの質問器において、
    前記送信アンテナ又は前記受信アンテナの種類を検出するアンテナ検出手段を有し、
    前記スロット制御手段は、前記通信条件としての、前記アンテナ検出手段の検出結果に応じて、前記識別スロットの数を可変に制御することを特徴とする無線タグ通信システムの質問器。
    

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