JP5447317B2 - 携帯型ｒｆｉｄリーダ - Google Patents

Description

本発明は、携帯型ＲＦＩＤリーダに関するものである。

現在、ＲＦＩＤタグ（無線通信媒体）を読み取るＲＦＩＤリーダとして、携帯型のものが広く提供されている。この種の携帯型ＲＦＩＤリーダは、様々な場所に持ち運んで使用することを可能とするため、一般的には充電可能な電池を搭載しており、長時間の駆動を可能とし、且つ電池等の劣化を極力抑制するため、消費電力の低減が求められている。

特表２００７−５２８５２６公報

ところで、上記のような携帯型ＲＦＩＤリーダでは、アンテナとして、小型且つ安価に構成し得る直線偏波型のアンテナが用いられることが多い。しかしながら、この種のアンテナは、読み取りの精度が偏波面と無線通信媒体（ＲＦＩＤタグ等）との位置関係に左右されやすく、例えば無線通信媒体が静止状態のときには端末の傾き加減によって読み取り易さが変化するという問題がある。

このような問題を解消する方法としては、例えば、偏波面と無線通信媒体（ＲＦＩＤタグ等）とが読み取りに不利な位置関係となった場合であっても、ある程度読み取ることができるように電波の出力レベルや受信感度を常に高めに設定することが考えられる。しかしながら、このように出力レベルや受信感度を常に高く設定すると、多大な電力消費を招き、電池の消耗を著しく早めてしまうという問題がある。この点は、内蔵電池によって駆動する携帯型ＲＦＩＤリーダでは特に問題となるため、他の解決方法が望まれる。

一方、上記課題に関連する技術としては、特許文献１のようなものが提供されている。この技術では、傾きセンサによって水平面に対するアンテナの傾きを検出しており、検出された傾きが所定範囲に存在する場合のみ、読取処理を実行している。しかしながら、この技術では、傾きが所定範囲にない場合には読取処理が行われないため、省電力化を図ることができる一方で、読み取り易さは低下させてしまうという問題がある。即ち、偏波面と無線通信媒体（ＲＦＩＤタグ等）とが読み取りに不利な位置関係となる場合の読み取り精度を向上し得るものではない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、直線偏波の電波を放射するアンテナを用いて無線通信を行う携帯型ＲＦＩＤリーダにおいて、無線通信媒体の読み取りを良好に行うことができ、且つ電力消費を効果的に低減し得る構成を提供することにある。

請求項１の発明は、直線偏波の電波を放射し、偏波面の方向が１つの平面方向に沿って設定される単一のアンテナと、
前記アンテナを保持する長手状のケースと、
前記ケース内に収容され、前記ケース内の電気部品に電力を供給する電池と、
前記アンテナを介して送受信される電波を媒介として無線通信媒体を読み取る通信手段と、
前記アンテナから放射される電波の偏波面と水平方向とのなす角度に応じた値を検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段によって検出された値に基づいて、前記アンテナを介して送信される電波の送信出力及び前記アンテナを介して受信される電波の受信感度の少なくともいずれかを調整する調整手段と、
を備えた携帯型ＲＦＩＤリーダであり、
当該携帯型ＲＦＩＤリーダが前記ケースの長手方向に長手状に構成され、
当該携帯型ＲＦＩＤリーダにおいて前記長手方向の一方側に前記アンテナが配置され、
当該携帯型ＲＦＩＤリーダにおいて前記長手方向における前記アンテナとは反対側が把持領域として構成され、
前記アンテナは当該携帯型ＲＦＩＤリーダにおける前記長手方向と直交する所定の高さ方向に沿った偏波面となる直線偏波の電波を生じる構成であることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤリーダであって、前記調整手段は、前記水平方向又は前記水平方向と所定角度をなす方向を基準方向としたときの当該基準方向と、前記アンテナから放射される電波の偏波面とのなす角度が所定の第１閾値以上のときに前記送信出力を最大レベル又は前記受信感度を最高レベルに設定し、前記第１閾値未満のときには前記送信出力を前記最大レベルよりも小さく設定、又は前記受信感度を前記最高レベルよりも小さく設定している。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の携帯型ＲＦＩＤリーダであって、前記調整手段は、前記水平方向又は前記水平方向と所定角度をなす方向を基準方向としたときの当該基準方向と、前記アンテナから放射される電波の偏波面とのなす角度が所定の第２閾値未満のときに前記送信出力又は前記受信感度を最小レベルに設定し、前記第２閾値以上のときには前記送信出力又は前記受信感度を前記最小レベルよりも大きく設定している。

請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載の携帯型ＲＦＩＤリーダであって、前記調整手段は、前記基準方向と前記偏波面とのなす角度が大きくなるにつれて段階的に前記送信出力又は前記受信感度を大きく設定している。

請求項５の発明は、携帯型ＲＦＩＤリーダに係るものであり、それぞれのアンテナが直線偏波の電波を放射する構成をなし、各アンテナの偏波面の向きが他のアンテナの偏波面の向きと異なるように設定された複数のアンテナと、複数の前記アンテナを保持するケースと、前記ケース内に収容され、前記ケース内の電気部品に電力を供給する電池と、前記アンテナを介して送受信される電波を媒介として無線通信媒体を読み取る通信手段と、前記ケースの所定方向と水平方向とのなす角度に応じた値を検出する傾き検出手段と、前記傾き検出手段によって検出された値に基づいて使用するアンテナを切り替えるアンテナ切替手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項５に記載の携帯型ＲＦＩＤリーダであって、前記複数のアンテナは、所定の向きの偏波面が設定される第１のアンテナと、前記第１のアンテナの偏波面と直交する方向の偏波面が設定される第２のアンテナとからなり、前記アンテナ切り替え手段は、前記傾き検出手段によって検出された値に基づき、使用するアンテナを前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナのいずれかに切り替えている。

請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の携帯型ＲＦＩＤリーダであって、前記ケースが長手状に構成され、前記アンテナが、前記ケースの長手方向一端側に配置されている。

請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の携帯型ＲＦＩＤリーダであって、更に、前記ケースに保持される表示部と、前記傾き検出手段によって検出された値に応じて変化する電波制御状態に関する情報を前記表示部に表示させる表示制御手段とが設けられている。

請求項１の発明では、直線偏波の電波を放射するアンテナが用いられ、アンテナから放射される電波の偏波面と水平方向とのなす角度に応じた値を検出する傾き検出手段と、傾き検出手段によって検出された値に基づいて、アンテナを介して送信される電波の送信出力及びアンテナを介して受信される電波の受信感度の少なくともいずれかを調整する調整手段とが設けられている。この構成によれば、小型且つ安価な直線偏波型のアンテナを用いることができる。更に、アンテナから放射される電波の偏波面が水平方向に対しでどのような角度となってるかを把握した上で、電波の送信出力或いは電波の受信感度を調整することができるため、ＲＦＩＤタグが水平方向に対して所定の位置関係で配置されていることが想定される場合に偏波面とＲＦＩＤタグとの位置関係に基づいて電波の送信出力或いは電波の受信感度を適切に調整しやすくなる。
また、ケースが長手状に構成され、アンテナが、ケースの長手方向一端側に配置されている。この構成では、ケースの長手方向他端側を好適に把持することができるようになる。一方、このような把持状態では、例えば大きく振りかざされた場合などにおいて長手方向一端側の角度が大きく変化しやすく、直線偏波型のアンテナを用いると、通信し難くなる状態が発生することが懸念されるが、本発明では、ケースの傾きに応じて使用するアンテナを切り替えることができるため、このような問題を効果的に抑えることができる。

請求項２の発明では、水平方向又は水平方向と所定角度をなす方向を基準方向としたときの当該基準方向と、アンテナから放射される電波の偏波面とのなす角度が所定の第１閾値以上のときに送信出力を最大レベル又は受信感度を最高レベルに設定し、第１閾値未満のときには送信出力を最大レベルよりも小さく設定、又は受信感度を最高レベルよりも小さく設定している。
このようにすると、偏波面が水平方向又は基準方向に対して第１閾値以上の角度で傾斜したときに通信し難くなる位置関係でＲＦＩＤタグが配置されている場合（例えば、ＲＦＩＤタグが水平方向又は基準方向に沿うようなタグ配置の場合）に送信出力又は受信感度を適切に制御できる。例えば、上記タグ配置のときに偏波面が水平方向に対して第１閾値以上となるようにＲＦＩＤタグリーダが配置されたときには（即ち、通信が良好に行われにくいときには）、送信出力を最大レベル又は受信感度を最高レベルに設定して通信が良好に行われやすくすることができる。逆に、上記タグ配置のときに偏波面が水平方向に対して第１閾値未満となるようにＲＦＩＤタグリーダが配置されたときには(即ち、通信が良好に行われやすいときには)、送信出力を最大レベルよりも小さく設定、又は受信感度を最高レベルよりも小さく設定し、消費電力を抑えることができる。

請求項３の発明では、水平方向又は水平方向と所定角度をなす方向を基準方向としたときの当該基準方向と、アンテナから放射される電波の偏波面とのなす角度が所定の第２閾値未満のときに送信出力又は受信感度を最小レベルに設定し、第２閾値以上のときには送信出力又は受信感度を最小レベルよりも大きく設定している。
このようにすると、偏波面が水平方向又は基準方向に対して第２閾値以上の角度で傾斜したときに通信し難くなる位置関係でＲＦＩＤタグが配置されている場合（例えば、ＲＦＩＤタグが水平方向又は基準方向に沿うようなタグ配置の場合）に送信出力又は受信感度を適切に制御できる。例えば、上記タグ配置のときに偏波面が水平方向に対して第２閾値以上となるようにＲＦＩＤタグリーダが配置されたときには（即ち、通信が良好に行われにくいときには）、送信出力又は受信感度を最小レベルよりも大きく設定して通信が良好に行われやすくすることができる。逆に、上記タグ配置のときに偏波面が水平方向に対して第２閾値未満となるようにＲＦＩＤタグリーダが配置されたときには(即ち、通信が良好に行われやすいときには)、送信出力又は受信感度を最小レベルに設定し、消費電力を抑えることができる。

請求項４の発明では、基準方向と偏波面とのなす角度が大きくなるにつれて段階的に送信出力又は受信感度を大きく設定している。このようにすると、偏波面と水平方向又は基準方向とのなす角度が大きくなるにつれて通信し難くなる位置関係でＲＦＩＤタグが配置されている場合（例えば、ＲＦＩＤタグが水平方向又は基準方向に沿うようなタグ配置の場合）に、通信し難くなるにつれて段階的に送信出力又は受信感度を上げることができる。

請求項５の発明は、更に、ケースに保持される表示部と、傾き検出手段によって検出された値に応じて変化する電波制御状態に関する情報を表示部に表示させる表示制御手段とが設けられている。このようにすると、ユーザが電波制御状態に関する情報を把握することができる。従って、操作時のケースの傾きと電波制御状態を把握することができ、それに応じてケースを適切な傾きに調整し易くなる。

図１（Ａ）は、第１実施形態に係る携帯型ＲＦＩＤリーダを概略的に例示する平面図であり、図１（Ｂ）はその側面図である。 図２は、図１の携帯型ＲＦＩＤリーダの電気的構成を概略的に例示するブロック図である。 図３は、図２の無線タグ処理部等を具体的に例示するブロック図である。 図４は、図１の携帯型ＲＦＩＤリーダによって読み取られる無線タグの電気的構成を概略的に例示するブロック図である。 図５は、図１の携帯型ＲＦＩＤリーダで行われる通信処理の流れを例示するフローチャートである。 図６は、図１の携帯型ＲＦＩＤリーダを用いて読み取る動作の一例を示す説明図である。 図７は、携帯型ＲＦＩＤリーダの傾きと送信出力（ＲＦ出力）との関係を例示するグラフである。 図８は、携帯型ＲＦＩＤリーダが垂直方向に沿って配されたときの読み取りの様子を説明する説明図である。 図９は、携帯型ＲＦＩＤリーダが水平に近い傾きで配されたときの読み取りの様子を説明する説明図である。 図１０（Ａ）は、参考例に係る携帯型ＲＦＩＤリーダを概略的に例示する平面図であり、図１０（Ｂ）はその側面図である。 図１１は、図１０の携帯型ＲＦＩＤリーダの電気的構成を概略的に例示するブロック図である。 図１２は、図１０の携帯型ＲＦＩＤリーダで行われる通信処理の流れを例示するフローチャートである。

[第１実施形態]
以下、本発明の携帯型ＲＦＩＤリーダを具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
（携帯型ＲＦＩＤリーダの全体構成）
まず、本発明の第１実施形態に係る携帯型ＲＦＩＤリーダ１の全体構成について説明する。なお、図１（Ａ）は、第１実施形態に係る携帯型ＲＦＩＤリーダを概略的に例示する平面図であり、図１（Ｂ）はその側面図である。図２は、第１実施形態に係る携帯型ＲＦＩＤリーダの電気的構成を概略的に例示するブロック図である。図３は、図２の無線タグ処理部等を具体的に例示するブロック図である。図４は、第１実施形態に係る携帯型ＲＦＩＤリーダによって読み取られる無線タグの電気的構成を概略的に例示するブロック図である。

図１（Ａ）（Ｂ）に例示される携帯型ＲＦＩＤリーダ１は、長手状の外観をなしており、その一端側のほぼ半分の領域（キー操作部１１付近の領域）が把持領域とされ、ユーザによって把持されつつ使用される構成をなしている。この携帯型ＲＦＩＤリーダ１は、バーコードや二次元コードなどの情報コードを読み取る情報コードリーダとしての機能と、無線タグとの間で無線通信を行う無線タグリーダとしての機能とを備えており、ユーザによって携帯されて様々な場所で情報コードの読み取りや無線タグとの無線通信を行うことができるように構成されている。

図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、携帯型ＲＦＩＤリーダ１は長手状のケース２によって外郭が構成されている。このケース２は、各種部品（各種電気部品等）を収容するものであり、例えば樹脂材料などからなる複数のケース体（例えば、上ケース及び下ケースの２つのケース体）によって構成され、これらが結合した箱状形態をなしている。

また、図１に示すように、ケース２から露出する形態で様々な部品が取り付けられている。例えば、上面側には、小型液晶表示部などからなる表示部１０が設けられると共に、ＬＥＤ表示部や複数個の操作キー１１ａ（数字キーや機能キー等）を有するキー操作部１１などが設けられ、側部には、読取指示用のトリガスイッチ７が設けられている。

図２に示すように、携帯型ＲＦＩＤリーダ１のケース２内には、携帯型ＲＦＩＤリーダ１の各種制御や演算処理等を行う制御部５が設けられている。この制御部５は、マイコンを主体として構成されるものであり、ＣＰＵ３１、メモリ３２、タイマ３３、システムバス、入出力インターフェース等を有しており、情報処理装置として機能している。更に、制御部５には、後述する無線タグ処理部２０が接続されている。

無線タグ処理部２０は、例えば図３のような構成をなしており、制御部５と協働してＲＦＩＤタグ５０との間で電磁波による通信を行い、ＲＦＩＤタグ５０に記録された情報の読み取りや、ＲＦＩＤタグ５０に対する情報の書き込みなどを行うように機能している。

送信部２０ａは、符号部２１、変調部２２、増幅部２３などを備えており、図示しないキャリア発振器から所定周波数のキャリア（搬送波）が出力される構成をなしている。また、符号部２１は、制御部５に接続されており、当該制御部５より出力される送信データを符号化して変調部２２に出力している。変調部２２は、キャリア発振器からのキャリア（搬送波）、及び符号化部からの送信データが入力される部分であり、キャリア発振器より出力されるキャリア（搬送波）に対し、通信対象へのコマンド送信時に符号部２１より出力される符号化された送信符号（変調信号）によって例えばＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調された被変調信号を生成し、増幅部２３に出力している。

増幅部２３は、「送信出力」を調整可能な部分であり、入力信号（変調部によって変調された被変調信号）を、制御部５で指示されたゲインで増幅し、その増幅信号を図示しないフィルタ、整合回路等を介してアンテナ４０に出力している。このようにしてアンテナ４０に送信信号が出力されると、その送信信号が電磁波として当該アンテナ４０より外部に放射されるようになっている。

アンテナ４０は、直線偏波の電波を放射する直線偏波型のアンテナとして構成されており、ケース２の内部においてこのケース２の所定位置に保持される形態で配置されている。いる。具体的には、例えば、図１のように携帯型ＲＦＩDリーダ１の長手方向一方側（把持領域とは反対の表示部１０側）において携帯端末１の長手方向Ｌと直交する幅方向（短手方向）に延びる構成で配置されており、ケース２の長手方向Ｌと平行な平面方向（より具体的には、携帯端末１の長手方向Ｌと平行であって、且つ携帯端末１の高さ方向Ｈ（図１（Ｂ）参照）と平行な平面方向）に沿った偏波面Ｆが生じるようになっている。なお、図１では、偏波面の面方向を符号Ｆにて概念的に示しており、アンテナ４０はこの方向に偏波面が生じる直線偏波型のアンテナであればどのような種類、構成であってもよい。

受信部２０ｂは、増幅部２４、復調部２５、復号部２６などを備えており、アンテナ４０によって受信された電波信号が入力される構成をなしている。この受信部２０ｂは、図示しない整合回路を介してアンテナ４０からの受信信号が入力され、フィルタ（図示略）によってフィルタリングした後、その受信信号を増幅部２４によって増幅している。

増幅部２４は、「受信感度」を調整可能な部分であり、アンテナ４０を介して受信した受信信号（フィルタによってフィルタリングされた受信信号）を、制御部５で指示されたゲインで増幅し、その増幅信号を復調部２５に出力している、増幅部２４で増幅された増幅信号は復調部２５で復調し、その復調された信号波形は図示しない二値化処理部によって二値化した後、復号部２６にて復号化する。そして、その復号化された信号を受信データとして制御部５に出力する。また、受信部２０ｂには、電波を発射するチャネルが空いているかを調べるキャリアセンス部２７が設けられている。
なお、本実施形態では、上記無線タグ処理部２０及び制御部５が「通信手段」の一例に相当し、アンテナ４０を介して送受信される電波を媒介としてＲＦＩＤタグ５０（無線通信媒体）を読み取るように機能する。

また、制御部５には、無線タグ処理部２０以外に、情報コード読取部６、トリガスイッチ７、ＬＥＤ８、表示部１０、キー操作部１１、メモリ１２、外部インターフェース１３、傾斜センサ１７などが接続されている。また、ケース２内には、電源となる電池１５や、電源回路として構成される電源部１６などが設けられており、これらによって制御部５や各種電気部品に電力が供給されるようになっている。

制御部５に接続される傾斜センサ１７は、アンテナ４０から放射される電波の偏波面Ｆと水平方向とのなす角度に応じた値を検出し得るものであり、例えば、鉛直方向に対するケース短手方向の傾斜を検出するように構成されている。この傾斜センサ１７は、例えば三軸加速度センサなど、端末の傾斜を検出し得る公知の傾斜センサによって構成され、本実施形態では、例えばケース２の短手方向（図１に示す長手方向Ｌ及び高さ方向Ｈと直交する方向）と鉛直方向とのなす角度θ１が三軸加速度センサの各軸方向の検出値に基づいて検出可能とされている。なお、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の加速度を検出し得る三軸加速度センサを端末内に配置し、この端末の基準方向（例えば短手方向）と鉛直方向とのなす角度を求める技術は公知であるので詳細は省略する。

本実施形態では、後述する偏波面Ｆの面方向がケース２の短手方向（図１に示す長手方向Ｌ及び高さ方向Ｈと直交する方向）と平行となるようにアンテナ４０が配置されているため、ケース２の短手方向と鉛直方向とのなす角度θを求めれば、偏波面Ｆと鉛直方向とのなす角度θ１及び偏波面Ｆと水平方向とのなす角度θ２を求めることができる。

なお、傾斜センサ１７からの出力（例えば三軸加速度センサの各軸方向の出力）は、図示しない増幅回路によって増幅された後、Ａ／Ｄコンバータによってデジタル信号に変換され、この信号が制御部５に入力されるようになっている。そして、この入力された検出値に基づいて制御部５が偏波面Ｆと水平方向とのなす角度θ２を算出している。

（ＲＦＩＤタグの構成）
次に、本実施形態に係る携帯型ＲＦＩＤリーダ１で読み取られるＲＦＩＤタグ５０について説明する。
図４に示すように、ＲＦＩＤタグ５０は、アンテナ５１，電源回路５２，復調回路５３，制御回路５４，メモリ５５，変調回路５６などによって構成されている。電源回路５２は、アンテナ５１を介して受信した携帯型ＲＦＩＤリーダ１からの送信信号（キャリア信号）を整流、平滑して動作用電源を生成するものであり、その動作用電源を、制御回路５４をはじめとする各構成要素に供給している。

また、復調回路５３は、送信信号（キャリア信号）に重畳されているデータを復調して制御回路５４に出力している。メモリ５５は、ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等の各種半導体メモリによって構成されており、制御プログラムやＲＦＩＤタグ５０を識別するための識別情報（タグＩＤ）、或いはＲＦＩＤタグ５０の用途に応じたデータなどが記憶されている。制御回路５４は、メモリ５５から上記情報やデータを読み出し、それを送信データとして変調回路５６に出力する構成をなしており、変調回路５６は、キャリア信号を当該送信データで負荷変調してアンテナ５１から反射波として送信するように構成されている。

また、本実施形態で用いられるＲＦＩＤタグ５０は、全体として長手状に構成されており、例えば、図６のように、ＲＦＩＤタグ５０自身の長手方向(以下、タグ方向ともいう)と水平方向（鉛直方向に対して直交する方向）とのなす角度が所定角度となるように配置されるようになっている。なお、図６の例では、箱状のコンテナＣｎの前面において横方向に延びるようにＲＦＩＤタグ５０が取り付けられており、コンテナＣｎの底面の方向とタグ方向とが略同方向となっている。つまり、コンテナＣｎを水平面に載置したときにＲＦＩＤタグ５０の長手方向（タグ方向）が水平方向に沿うように取り付けられている。

（非接触通信処理）
次に、本実施形態に係る携帯型ＲＦＩＤリーダ１によって行われる非接触通信処理（ＲＦＩＤ通信処理）について説明する。図５は、図１の携帯型ＲＦＩＤリーダで行われる通信処理の流れを例示するフローチャートである。図６は、図１の携帯型ＲＦＩＤリーダを用いて読み取る動作の一例を示す説明図である。図７は、携帯型ＲＦＩＤリーダの傾きと送信出力（ＲＦ出力）との関係を例示するグラフである。図８は、携帯型ＲＦＩＤリーダが垂直方向に沿って配されたときの読み取りの様子を説明する説明図である。図９は、携帯型ＲＦＩＤリーダが水平に近い傾きで配されたときの読み取りの様子を説明する説明図である。

図５に示す通信処理は、例えば、所定物品に付されたＲＦＩＤタグ５０を読み取るときに行うものであり、以下の説明では、図６のように配されたＲＦＩＤタグ５０を読み取る場合を代表例として説明する。なお、図６の例では、上述したように箱状のコンテナＣｎの前面において横方向に延びるようにＲＦＩＤタグ５０が取り付けられており、各コンテナＣｎに取り付けられるＲＦＩＤタグ５０の長手方向（タグ方向）がほぼ水平方向となっている。また、以下の例では、図６のように携帯端末１の高さ方向Ｈが略水平方向に維持された状態で上下に操作される場合を代表例として説明する。

図５の通信処理は、例えば、トリガスイッチ７が押圧されたときに開始され、まず、傾斜角度を検出する処理を行う（Ｓ１）。このＳ１の処理では、傾斜センサ１７の検出値に基づいて、上述した角度θ２（偏波面Ｆと水平方向とのなす角度）を算出する。

本実施形態では、上述したように携帯端末１の長手方向Ｌ且つ高さ方向Ｈと平行な方向の偏波面Ｆが生じるようになっているため、例えば図８のように、ケース２の長手方向Ｌが鉛直方向と平行の場合には、偏波面Ｆと鉛直方向とのなす角θ１は０°となり、偏波面Ｆと水平方向とのなす角度θ２は９０°となる。逆に、図９のように、ケース２の長手方向Ｌが水平方向に近くなる場合には、偏波面Ｆと水平方向とのなす角θ２は０°に近づく。なお、図９では、偏波面Ｆと水平面（水平方向に延びる仮想面）とのなす角度θ２が２０°の例を示している。また、図８、図９では、携帯端末１の高さ方向Ｈ（図１（Ｂ））が水平方向に維持されることを前提として説明している。

そして、得られたθ２の値に基づいて送信出力（ＲＦ出力）の制御値を算出する。具体的には、図７に示すように、上記θ２が０°以上であって所定の第２閾値θa（例えばθaは３０°）未満であるとき（図９のような場合）には、アンテナ４０に供給するＲＦ信号の振幅がＰ１レベルとなるように増幅部２３のゲインＧ１に決定する。このように、偏波面Ｆが水平に近い場合には、偏波面Ｆの方向が水平方向に延びるＲＦＩＤタグ５０の方向に近く、通信しやすい関係といえるため、アンテナ４０からの出力レベルを小レベルに設定して省電力化を図っている。

また、上記θ２が第２閾値θａ以上であって第１閾値θb（例えばθｂは６０°）未満であるときには、アンテナ４０に供給するＲＦ信号の振幅がＰ２レベルとなるように増幅部２３のゲインをＧ１よりも高いＧ２に決定する。このような状態（第２状態）の場合、上記θ２が第２閾値θa未満の場合（第１状態）と比較して、水平方向に対する偏波面Ｆの傾斜が大きくなり、上記第１状態と比較してやや通信しにくい関係となる、従って、アンテナ４０からの出力レベルを上記第１状態のときのレベル（小レベル）よりも大きく設定し、通信状態の向上を図っている。

また、上記θ２が所定閾値θｂ以上であって９０°以下であるとき(図８のような場合)には、アンテナ４０に供給するＲＦ信号の振幅がＰ３レベルとなるように増幅部２３のゲインをＧ２よりも高いＧ３に決定する。このような状態（第３状態）の場合、上記θ２が第２閾値θa未満の場合（第１状態）や、第２閾値θａ以上であって第１閾値θb未満の場合（第２状態）と比較して、水平方向に対する偏波面Ｆの傾斜がより大きくなり、上記第１状態や第２状態と比較して通信性が一層低下する。従って、アンテナ４０からの出力レベルを上記第２状態のときのレベル（中レベル）よりもさらに大きいレベル（大レベル）に設定し、通信状態の一層の向上を図っている。

そして、図５のＳ２で制御値（上記代表例ではゲインの指示値）を決定した後には、その決定された制御値を指示する信号を無線タグ処理部２０に対して送信する（Ｓ３）。具体的には、制御部５から増幅部２３に対し、Ｓ２で決定されたゲインの値を指示する。これにより、増幅部２３では、指示されたゲインの値で増幅がなされ、θ２の大きさに応じた送信出力に設定されることとなる。そして、このように送信出力が設定された状態でＲＦＩＤタグ５０に対する電波の送受信処理を行い、この電波を媒介としてＲＦＩＤタグ５０の読み取りや書き込みを行う（Ｓ４）。

なお、上記代表例では、傾斜センサ１７によって検出された値に基づいて得られたθ２に応じて電波の送信出力を調整していたが、θ２に応じて電波の受信感度を調整するようにしてもよい。この調整方法は、Ｓ２、Ｓ３の処理を若干変更すれば可能である。例えば、上記θ２が０°以上であって所定の第２閾値θa未満であるとき（第１状態のとき）には、増幅部２４のゲインを所定の小レベルＧ４に決定する。つまり、偏波面Ｆが水平に近く通信しやすい関係の場合には、増幅部２４のゲインを低く設定することで受信感度を抑え、省電力化を図っている。

また、上記θ２が第２閾値θａ以上であって第１閾値θb未満であるとき（第２状態のとき）には、増幅部２４のゲインをＧ４よりも大きい中レベルＧ５に決定する。つまり、第１状態と比較して、水平方向に対する偏波面Ｆの傾斜が大きく、上記第１状態と比較してやや通信しにくい関係となった場合には、増幅部２４のゲインを第１状態のときのＧ４（小レベル）よりも大きく設定し、通信状態の向上を図っている。

また、上記θ２が所定閾値θｂ以上であって９０°以下であるとき（第３状態のとき）には、増幅部２４のゲインをＧ５よりも大きい大レベルＧ６に決定する。つまり、第２状態と比較して、水平方向に対する偏波面Ｆの傾斜がより大きく、上記第２状態と比較して一層通信しにくい関係となった場合には、増幅部２４のゲインを第２状態のときのＧ５（中レベル）よりもさらに大きく設定し、通信状態の一層の向上を図っている。

なお、本実施形態では、Ｓ２、Ｓ３の処理を行う制御部５が「調整手段」の一例に相当し、傾斜センサ１７によって検出された値に基づいて、アンテナ４０を介して送信される電波の送信出力及びアンテナ４０を介して受信される電波の受信感度の少なくともいずれかを調整するように機能する。
具体的には、水平方向を基準方向としたときの当該基準方向と、アンテナ４０から放射される電波の偏波面Ｆとのなす角度θ２が所定の第１閾値θｂ以上のときに送信出力を最大レベルに設定し、第１閾値θｂ未満のときには送信出力を最大レベルよりも小さく設定している。また、上記基準方向（水平方向）と、アンテナ４０から放射される電波の偏波面Ｆとのなす角度θ２が所定の第２閾値θａ未満のときに送信出力を最小レベルに設定し、第２閾値θａ以上のときには送信出力を最小レベルよりも大きく設定している。そして、基準方向（水平方向）と偏波面Ｆとのなす角度θ２が大きくなるにつれて段階的に送信出力を大きく設定している。

（第１実施形態の主な効果）
第１実施形態に係る携帯型ＲＦＩＤリーダ１は、直線偏波の電波を放射するアンテナ４０が用いられ、アンテナ４０から放射される電波の偏波面Fと水平方向とのなす角度θ２に応じた値を検出する傾斜センサ１７と、傾斜センサ１７によって検出された値に基づいて、アンテナ４０を介して送信される電波の送信出力及びアンテナ４０を介して受信される電波の受信感度の少なくともいずれかを調整する調整手段とが設けられている。この構成によれば、小型且つ安価な直線偏波型のアンテナ４０を用いることができる。更に、アンテナ４０から放射される電波の偏波面Ｆが水平方向に対しでどのような角度となってるかを把握した上で、電波の送信出力或いは電波の受信感度を調整することができるため、ＲＦＩＤタグ５０が水平方向に対して所定の位置関係で配置されていることが想定される場合に偏波面FとＲＦＩＤタグ５０との位置関係に基づいて電波の送信出力或いは電波の受信感度を適切に調整しやすくなる。

また、本実施形態では、水平方向を基準方向としたときの当該基準方向と、アンテナ４０から放射される電波の偏波面Ｆとのなす角度θ２が所定の第１閾値θｂ以上のときに送信出力を最大レベル又は受信感度を最高レベルに設定し、第１閾値θｂ未満のときには送信出力を最大レベルよりも小さく設定、又は受信感度を最高レベルよりも小さく設定している。
このようにすると、偏波面Ｆが水平方向に対して第１閾値θｂ以上の角度で傾斜したときに通信し難くなる位置関係でＲＦＩＤタグ５０が配置されている場合（例えば、図６のようにＲＦＩＤタグ５０が水平方向に沿うようなタグ配置の場合）に送信出力又は受信感度を適切に制御できる。例えば、上記水平方向のタグ配置のときに、図８のように偏波面Ｆが水平方向に対して第１閾値θｂ以上となるように携帯型ＲＦＩＤタグリーダ１が配置されたときには（即ち、通信が良好に行われにくいときには）、送信出力を最大レベル又は受信感度を最高レベルに設定して通信が良好に行われやすくすることができる（図６のＥ１も参照）。逆に、上記水平方向のタグ配置のときに、図９のように偏波面Ｆが水平方向に対して第１閾値θｂ未満となるように携帯型ＲＦＩＤタグリーダ１が配置されたときには(即ち、通信が良好に行われやすいときには)、送信出力を最大レベルよりも小さく設定、又は受信感度を最高レベルよりも小さく設定し、消費電力を抑えることができる（図６のＥ２も参照）。

また、本実施形態では、水平方向を基準方向としたときの当該基準方向と、アンテナ４０から放射される電波の偏波面Ｆとのなす角度θ２が所定の第２閾値θａ未満のときに送信出力又は受信感度を最小レベルに設定し、第２閾値θａ以上のときには送信出力又は受信感度を最小レベルよりも大きく設定している。
このようにすると、偏波面Ｆが水平方向に対して第２閾値θａ以上の角度で傾斜したときに通信し難くなる位置関係でＲＦＩＤタグ５０が配置されている場合（例えば、図６のようにＲＦＩＤタグ５０が水平方向に沿うようなタグ配置の場合）に送信出力又は受信感度を適切に制御できる。例えば、上記水平方向のタグ配置のときに、図８のように偏波面Ｆが水平方向に対して第２閾値θａ以上となるようにＲＦＩＤタグリーダ１が配置されたときには（即ち、通信が良好に行われにくいときには）、送信出力又は受信感度を最小レベルよりも大きく設定して通信が良好に行われやすくすることができる（図６のＥ１も参照）。逆に、上記水平方向のタグ配置のときに、図９のように偏波面Ｆが水平方向に対して第２閾値θａ未満となるようにＲＦＩＤタグリーダ１が配置されたときには(即ち、通信が良好に行われやすいときには)、送信出力又は受信感度を最小レベルに設定し、消費電力を抑えることができる（図６のＥ２も参照）。

また、本実施形態では、水平方向（基準方向）と偏波面Ｆとのなす角度θ２が大きくなるにつれて段階的に送信出力又は受信感度を大きく設定している。このようにすると、偏波面と水平方向とのなす角度θ２が大きくなるにつれて通信し難くなる位置関係でＲＦＩＤタグ５０が配置されている場合（例えば、図６のようにＲＦＩＤタグ５０が水平方向又は基準方向に沿うようなタグ配置の場合）に、通信し難くなるにつれて段階的に送信出力又は受信感度を上げることができる。

また、本実施形態では、ケース２が長手状に構成され、アンテナ４０が、ケース２の長手方向一端側に配置されている。この構成では、ケース２の長手方向他端側を好適に把持することができるようになる。一方、このような把持状態では、例えば図６のように大きく振りかざされた場合などにおいて長手方向一端側の角度が大きく変化しやすく、直線偏波型のアンテナ４０を用いると、通信し難くなる状態が発生することが懸念されるが、本発明では、ケース２の傾きに応じて使用するアンテナ４０を切り替えることができるため、このような問題を効果的に抑えることができる。

［参考例］
次に参考例について説明する。
図１０（Ａ）は、参考例に係る携帯型ＲＦＩＤリーダを概略的に例示する平面図であり、図１０（Ｂ）はその側面図である。図１１は、図１０の携帯型ＲＦＩＤリーダの電気的構成を概略的に例示するブロック図である。図１２は、図１０の携帯型ＲＦＩＤリーダで行われる通信処理の流れを例示するフローチャートである。

参考例に係る携帯型ＲＦＩＤリーダ１は、ハードウェア的には、直線偏波型のアンテナを２つ設けた点、アンテナを切り替える切替回路を設けた点、この切替回路を制御部５によって制御できるようにした点のみが第１実施形態の構成（図１〜図４）と異なり、それ以外は第１実施形態の構成（図１〜図４）と同様である。よって同様の部分については、第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる部分について重点的に説明することとする。特に、電池１５や傾斜センサ１７の構成、制御部５による「通信手段」としての機能は第１実施形態と同様である。

図１０に示すように、参考例に係る携帯型ＲＦＩＤリーダ１では、直線偏波の電波を放射する構成をなし、所定の向きの偏波面Ｆ１が設定される第１のアンテナ４０ａと、同じく直線偏波の電波を放射する構成をなし、第１のアンテナ４０ａの偏波面Ｆ１と直交する方向の偏波面Ｆ２が設定される第２のアンテナ４０ｂとを備えており、これらアンテナ４０ａ、４０ｂが第１実施形態と同様のケース２に保持されている。

図１０に示すように、第１のアンテナ４０ａは、ケース１の長手方向一方側（把持領域とは反対の表示部１０側）において、ケース２の長手方向Ｌに沿うように配置されており、長手方向Ｌと直交する偏波面Ｆ１が生じるように構成されている。一方、第２のアンテナ４０ｂは、ケース１の長手方向一方側（把持領域とは反対の表示部１０側）において、ケース２の長手方向Ｌと直交するように（長手方向Ｌ及び高さ方向Ｈと直交する短手方向（幅方向）に沿うように）配置されており、上記短手方向と直交する偏波面Ｆ２が生じるように構成されている。なお、第２のアンテナ４０ｂの構成及び偏波面Ｆ２は、第１実施形態のアンテナ４０及び偏波面Ｆと同様である。

また、図１１に示すように、アンテナ切替回路２００が設けられており、このアンテナ切替回路２００は、送信部２０ａ及び受信部２０ｂ側にそれぞれ接続されるライン２９を、第１のアンテナ３０ａ及び第２のアンテナ４０ｂのいずれに接続するかを切り替える切り替えスイッチによって構成されており、制御部５からの指示（制御信号）に応じてライン２９へ接続するアンテナを切り替え、有効化するアンテナを選択している。

参考例に係る携帯型ＲＦＩＤリーダ１では、図１２のような流れで非接触通信処理（ＲＦＩＤ通信処理）が行われるようになっている。この図１２の通信処理も、例えば、図６のように配されたＲＦＩＤタグ５０を読み取る処理として行うことができ、図６の例では、上述したように箱状のコンテナＣｎの前面において横方向に延びるようにＲＦＩＤタグ５０が取り付けられており、各コンテナＣｎに取り付けられるＲＦＩＤタグ５０の長手方向（タグ方向）がほぼ水平方向となっている。

図１２の通信処理は、例えば、トリガスイッチ７が押圧されたときに開始され、まず、傾斜角度を検出する処理を行う（Ｓ２１）。このＳ２１の処理は、図５のＳ１と同様であり、傾斜センサ１７の検出値に基づいて偏波面Ｆ２と水平方向とのなす角θ１２を取得する。本参考例では、偏波面Ｆ２は、短手方向（長手方向Ｌ及び高さ方向Ｈと直交する方向）と直交する方向で生じるようになっているため、図８のように、ケース２の短手方向が鉛直方向と直交する場合には、偏波面Ｆ２と水平方向とのなす角θ１２は９０°となる。逆に、図９のようにケース２の短手方向が鉛直方向と平行に近づく場合には、偏波面Ｆ２と水平方向とのなす角θ１２は０°に近づく。なお、この例でも、ケース２の高さ方向Ｈが略水平方向に維持された状態で操作されることを前提としている。

そして、Ｓ２１で得られたθ１２に基づいて使用アンテナを決定する（Ｓ２２）。具体的にはθ１２が４５°未満の場合には、第２のアンテナ４０ｂの偏波面Ｆ１２の方向がＲＦＩＤタグ５０の方向に近づくため、第２のアンテナ４０ｂを選択する。一方、θ１２が４５°以上の場合には、第１のアンテナ４０ａの偏波面Ｆ１１の方向がＲＦＩＤタグ５０の方向に近づくため、第１のアンテナ４０ａを選択する。

Ｓ２２で使用アンテナを決定した後には、その決定されたアンテナを有効化するように制御部５からアンテナ切替回路２００に制御信号を出力し、選択されたアンテナを動作させる。

（参考例の主な効果）
参考例の構成によれば、小型且つ安価な直線偏波型のアンテナ４０を用いることができる。特に、ＲＦＩＤタグ５０が水平方向に対して所定の向きに配置されている場合、ケース２が水平方向に対してどのように傾いているかを把握した上で、ＲＦＩＤタグ５０の配置に適した偏波面のアンテナ４０を使用し易くなり、ひいては、通信が良好に行われ易くなる。

また、本参考例では、所定の向きの偏波面Ｆ１が設定される第１のアンテナ４０ａと、第１のアンテナ４０ａの偏波面Ｆ１と直交する方向の偏波面Ｆ２が設定される第２のアンテナ４０ｂとを備え、アンテナ切り替え手段は、傾斜センサ１７によって検出された値に基づき、使用するアンテナを第１のアンテナ４０ａ及び第２のアンテナ４０ｂのいずれかに切り替えている。この構成によれば、アンテナ構成をあまり大掛かりなものとすることなく偏波面が互いに直交する直線偏波型の２つのアンテナによって構成することができ、且つケース２が水平方向に対してどのように傾いているかを把握した上で、ＲＦＩＤタグ５０の配置により適した偏波面のアンテナを使用することができる。

［他の実施形態］
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

上記いずれの実施形態でも、傾斜センサ１７によって検出された値に応じて変化する電波制御状態に関する情報（例えば、現在の出力レベル）を、ケース２に保持される表示部１０に表示させるようにしてもよい。なお、この場合、制御部５が「表示制御手段」の一例に相当する。例えば、第１実施形態の場合には、Ｓ３で設定された送信出力又は受信感度のレベルを表示部１０に表示することができる。また、第１実施形態の場合には、偏波面Ｆがどの方向を向いているかを示す情報(例えば偏波面Ｆと水平方向とのなす角度θ２)を表示するようにしてもよい。
このようにすると、ユーザが電波制御状態に関する情報を把握することができる。従って、操作時のケース２の傾きと電波制御状態を把握することができ、それに応じてケース２を適切な傾きに調整し易くなる。

上記実施形態では、ＲＦＩＤタグ５０の長手方向の向き（タグ配置）が所定配置（例えば、ＲＦＩＤタグ５０の長手方向が水平方向となる配置）であることを前提として水平方向と偏波面Ｆとのなす角度θ２を検出し、端末の角度に基づいて通信しやすい角度か否かを判断していたが、ＲＦＩＤタグ５０の配置を検出或いは設定できるようにしてもよい。
例えば、ＲＦＩＤタグ５０のタグ方向（タグの長手方向）と水平方向とのなす角度θ３或いはこのθ３を特定可能な値を初期設定として入力できるように構成し、この角度θ３と図５のＳ１で検出されたθ２とに基づいて送信出力又は受信感度を調整してもよい。

上記実施形態では、水平方向を基準方向として水平方向と偏波面（偏波面Ｆ、偏波面Ｆ１２）とのなす角度（角度θ２）を検出したが、鉛直方向を基準方向として鉛直方向と偏波面（偏波面Ｆ）とのなす角度θ４を検出するようにしてもよい。例えば、鉛直方向に沿ったタグ方向でＲＦＩＤタグ５０が配置される場合、上記θ２をθ４に代えて図５のような通信処理を行うことで、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

１…携帯型ＲＦＩＤリーダ
２…ケース
５…制御部（通信手段、調整手段、表示制御手段、アンテナ切替手段）
１０…表示部
１５…バッテリ（電池）
１７…傾斜センサ（傾き検出手段）
２０…無線タグ処理部（通信手段）
４０…アンテナ
２００…アンテナ切替回路（アンテナ切替手段）

Claims (5)

1. 直線偏波の電波を放射し、偏波面の方向が１つの平面方向に沿って設定される単一のアンテナと、
   前記アンテナを保持する長手状のケースと、
   前記ケース内に収容され、前記ケース内の電気部品に電力を供給する電池と、
   前記アンテナを介して送受信される電波を媒介として無線通信媒体を読み取る通信手段と、
   前記アンテナから放射される電波の偏波面と水平方向とのなす角度に応じた値を検出する傾き検出手段と、
   前記傾き検出手段によって検出された値に基づいて、前記アンテナを介して送信される電波の送信出力及び前記アンテナを介して受信される電波の受信感度の少なくともいずれかを調整する調整手段と、
   を備えた携帯型ＲＦＩＤリーダであり、
   当該携帯型ＲＦＩＤリーダが前記ケースの長手方向に長手状に構成され、
   当該携帯型ＲＦＩＤリーダにおいて前記長手方向の一方側に前記アンテナが配置され、
   当該携帯型ＲＦＩＤリーダにおいて前記長手方向における前記アンテナとは反対側が把持領域として構成され、
   前記アンテナは当該携帯型ＲＦＩＤリーダにおける前記長手方向と直交する所定の高さ方向に沿った偏波面となる直線偏波の電波を生じる構成であることを特徴とする携帯型ＲＦＩＤリーダ。
2. 前記調整手段は、前記水平方向又は前記水平方向と所定角度をなす方向を基準方向としたときの当該基準方向と、前記アンテナから放射される電波の偏波面とのなす角度が所定の第１閾値以上のときに前記送信出力を最大レベル又は前記受信感度を最高レベルに設定し、前記第１閾値未満のときには前記送信出力を前記最大レベルよりも小さく設定、又は前記受信感度を前記最高レベルよりも小さく設定することを特徴とする請求項１に記載の携帯型ＲＦＩＤリーダ。
3. 前記調整手段は、前記水平方向又は前記水平方向と所定角度をなす方向を基準方向としたときの当該基準方向と、前記アンテナから放射される電波の偏波面とのなす角度が所定の第２閾値未満のときに前記送信出力又は前記受信感度を最小レベルに設定し、前記第２閾値以上のときには前記送信出力又は前記受信感度を前記最小レベルよりも大きく設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の携帯型ＲＦＩＤリーダ。
4. 前記調整手段は、前記基準方向と前記偏波面とのなす角度が大きくなるにつれて段階的に前記送信出力又は前記受信感度を大きく設定することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の携帯型ＲＦＩＤリーダ。
5. 前記ケースに保持される表示部と、
   前記傾き検出手段によって検出された値に応じて変化する電波制御状態に関する情報を前記表示部に表示させる表示制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の携帯型ＲＦＩＤリーダ。

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