(57)【要約】【課題】従来よりも少ないＲＦＩＤアンテナ数で、物品の移動を認識・検出することが可能なＲＦＩＤアンテナ装置及び、これを用いた物品の移動を認識・検出する方法を提供する。【解決手段】ＲＦＩＤ用アンテナ及び、前記アンテナから放射される電波の放射領域を、少なくとも２方向に分岐するように電波吸収体を配したＲＦＩＤアンテナ装置を用い、ＲＦＩＤタグが貼り付けられた物体を、分岐された一方の電波放射領域Ａと、電波吸収体により電波が遮断された領域Ｂ、分岐された他方の電波放射領域とを順に通過させ通信を行い、領域Ａで検知、領域Ｂで非検知、領域Ｃで検知することにより、物体の移動を検出することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤ用アンテナ及び、前記アンテナから放射される電波の放射領域を、少なくとも２方向に分岐するように電波吸収体を配したことを特徴とするＲＦＩＤアンテナ装置。
【請求項２】
前記電波吸収体が、前記ＲＦＩＤ用アンテナから放射される電波の放射領域を横断して配置されている請求項１に記載のＲＦＩＤアンテナ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＲＦＩＤアンテナ装置を用いて、ＲＦＩＤタグが貼り付けられた物体を、分岐された一方の電波放射領域Ａ、電波吸収体により電波が遮断された領域Ｂ、分岐された他方の電波放射領域Ｃの順に通過させ、ＲＦＩＤアンテナ装置とＲＦＩＤタグとの間で通信を行い、ＲＦＩＤタグの存在を、領域Ａで検知、領域Ｂで非検知、領域Ｃで検知とすることにより物体の移動の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ通信システムで使用されるアンテナ装置及び、これらアンテナ装置を用いてＲＦＩＤダグが貼り付けられた物品の移動を認識・検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電波を利用した非接触で物品を管理・認識するＲＦＩＤシステムが利用されている。本システムは、ＲＦＩＤアンテナと物品に貼り付けられたＲＦＩＤタグ間の通信により物品を自動認識する技術であり、物流倉庫や工場の製造現場などで活用されている。
【０００３】
従来、本システムを用いて物品の移動を認識・検出する際、図１に示すように、物品が移動するライン上に２つ以上のＲＦＩＤアンテナを設置し、ＲＦＩＤタグが貼り付けられた物品がそのラインを通過し、２つ以上ＲＦＩＤアンテナとの通信を検知することで物品の移動や移動方向を認識・検出する方法が取られていた。また、これら設置される２つ以上のＲＦＩＤアンテナはその設置間隔が短く、複数のラインがある場合、多くのＲＦＩＤアンテナが必要となり、設置場所も確保しなければならないという課題があった。
【０００４】
特許文献１には、アンテナから放射される電波をＲＦＩＤタグに向けて反射させる電波反射板が備えられたＲＦＩＤ通信装置が開示されている。また、特許文献２、３には、アンテナから放射される電波の指向性を制御する一対の鉛直状電波吸収側壁を、アンテナの両端縁近傍から突出状として設けた送信アンテナおよび、本送信アンテナを用いたＩＣタグ読取装置が開示されている。これら特許文献は、いずれもアンテナから放射される電波の指向性を制御することにより、ＲＦＩＤタグの読取範囲を特定し、不要なＲＦＩＤタグの読取を抑制するものである。しかしながら、これらを用いて物品の移動を認識・検出するには、従来と同様に２つ以上ＲＦＩＤアンテナが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−５６７８０号公報
【特許文献２】特開２００８−１４１５６６号公報
【特許文献３】特開２００８−１４０２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、従来よりも少ないＲＦＩＤアンテナ数で、物品の移動を認識・検出することが可能なＲＦＩＤアンテナ装置及び、これを用いた物品の移動を認識・検出する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のＲＦＩＤアンテナ装置は、アンテナ及び、アンテナから放射される電波の放射領域を、少なくとも２方向に分岐するように電波吸収体を配していることを特徴とし、前記電波吸収体が、前記アンテナから放射される電波の放射領域を横断して配置されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の物品の移動を認識・検出する方法は、ＲＦＩＤタグが貼り付けられた物体を、分岐された一方の電波放射領域Ａ、電波吸収体により電波が遮断された領域Ｂ、分岐された他方の電波放射領域Ｃの順に通過させ、ＲＦＩＤアンテナ装置とＲＦＩＤタグとの間で通信を行い、ＲＦＩＤタグの存在を、領域Ａで検知、領域Ｂで非検知、領域Ｃで検知とすることによる物体の移動の検出方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、従来よりも少ないアンテナ数で、不要な反射波を発生させること無く、物品の移動を認識・検出することが可能となり、アンテナ数の低減により低コスト化、省スペース化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の物品の移動や移動方向を認識・検出する構成を示した概念図
【図２】本発明のアンテナ装置の構成を示す概念図
【図３】アンテナから放射される電波の概念図
【図４】アンテナ装置に用いる電波吸収体の形状の一例を示す概念図
【図５】平板型の電波吸収体の設置角度を示す概念図
【図６−（ａ）】本発明のアンテナ装置を用いて物体の移動を検出する方法を示した概念図
【図６−（ｂ）】本発明のアンテナ装置を用いて物体の移動を検出する方法を示した概念図
【図６−（ｃ）】本発明のアンテナ装置を用いて物体の移動を検出する方法を示した概念図
【図７】実施例１におけるアンテナとＲＦＩＤタグとの通信可能な領域の確認結果を示した図
【図８】実施例２におけるアンテナとＲＦＩＤタグとの通信可能な領域の確認結果を示した図
【図９】比較例１におけるアンテナとＲＦＩＤタグとの通信可能な領域の確認結果を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のＲＦＩＤアンテナ装置および、本装置を用いた物品の移動を認識・検出する方法の好ましい実施形態の例を説明する。
【００１２】
まず、本発明のＲＦＩＤアンテナ装置について説明する。
【００１３】
図２は本発明に係るＲＦＩＤアンテナ装置の実施の一例を示している。このＲＦＩＤアンテナ装置は、電波の送受信を行う１つのＲＦＩＤ用アンテナを具備し、このアンテナから放射される電波の放射領域を少なくとも２方向に分岐するように電波吸収体を配して構成される。
【００１４】
通常、ＲＦＩＤ用アンテナ１から放射された電波は、図３に示すようにある一定の拡がりを持ちながら伝搬される。本発明では、図２のように、ＲＦＩＤ用アンテナ１から拡がりを持って伝搬される電波放射領域４の領域内に電波吸収体５を配する。これにより放射された電波は、電波吸収体に当たり吸収される電波と、電波吸収体に当たらず伝搬される電波とに分けられ、電波吸収体を配した下流側では、電波吸収体により電波が遮断された非通信領域Ｂと、電波吸収体に当たらず伝搬された電波による通信領域Ａ，Ｃとが形成され、１つのＲＦＩＤアンテナから放射される電波を少なくとも２方向に分岐することができる。
【００１５】
また、本発明のＲＦＩＤアンテナ装置は、前記電波吸収体が前記アンテナから放射される電波の放射領域に対し、横断して配置されていることが好ましい。電波吸収体を横断して配置することにより、電波が遮断された非通信領域Ｂを確保することができ、電波吸収体に当たらず伝搬された電波による通信領域Ａ，Ｃとの区分を明確にすることができる。
【００１６】
本発明に使用するＲＦＩＤ用アンテナは、特に限定されないが、例えばＲＦＩＤシステムに使用される平面アンテナであり、特にＵＨＦ帯（８００ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）の電波を送受信するアンテナが挙げられる。
【００１７】
本発明に使用する電波吸収体は、アンテナから放射される周波数の電波を吸収する部材であれば特に限定されないが、その電波吸収性能が放射される電波の周波数において、−１０ｄＢ以上、好ましくは−１５ｄＢ以上、より好ましくは−２０ｄＢ以上の性能を有するものが好ましい。吸収性能が高いほど、電波が遮断された非通信領域Ｂと、電波吸収体に当たらず伝搬された電波による通信領域Ａ，Ｃとを区分することができ、また、吸収性能が高いほど、不要な反射波を発生させることがなくなるため、反射波による不要なＲＦＩＤタグの読み取り等の読み取りミスを防ぐことができる。
【００１８】
また、電波吸収体の他に電波を反射する反射板等を用いた場合では、アンテナからの直接波と反射板等からの反射波で電波干渉の発生や、反射によりアンテナ後方等に電波が漏洩し、その他の電波障害が生じる恐れがあるため電波吸収体を用いることが好ましい。
【００１９】
本発明に使用する電波吸収体の形状は、特に限定されないが、例えば、図４の（ａ）に示すような平板型、図４の（ｂ）に示すような立体型、図４の（ｃ）に示すような平板型を組合せ立体とした吸収体を使用することができる。また、図４の（ｄ）に示すように、電波吸収体の裏側への電波の回りこみ（回帰）を防止するために、電波吸収体の端部がアンテナの方向に突出した形態を採用することもできる。
【００２０】
また、電波吸収体の設置角度については、電波吸収体により電波が遮断された非通信領域Ｂと電波吸収体に当たらず伝搬された電波による通信領域Ａ、Ｃとが形成される限りにおいて特に限定されない。
【００２１】
例えば、平面ＲＦＩＤ用アンテナおよび厚さが５〜１００ｍｍの平板型の電波吸収体を用いた場合においては、電波吸収体の設置角度は０度〜７０度未満とすることが好ましい。電波吸収体の設置角度を０度〜７０度未満とすることで、物品の移動を認識・検出するのにより十分な、電波が遮断された非通信領域Ｂを形成することができる。ここで、図５（ａ）に記載の通り、平面ＲＦＩＤ用アンテナの電波発信面と平板型の電波吸収体の基準面とが平行な場合に電波吸収体の設置角度を０度とし、図５（ｂ）に記載の通りに平板型の電波吸収体の設置角度とする。
【００２２】
本発明に使用する電波吸収体の大きさは、アンテナから放射される電波の領域の巾よりも小さく、且つ、電波が、電波吸収体により遮断された非通信領域と、電波吸収体に当たらず伝搬される通信領域とに区分できる大きさであれば特に限定されない。
【００２３】
また、アンテナと電波吸収体との間隔は、アンテナから放射される電波の拡がりを考慮すると、間隔が短いほど電波吸収体サイズが小さくて済むが、短すぎると電波吸収体により遮断された非通信領域の確保が難しくなるため、好ましくは５０ｍｍ〜２０００ｍｍ、より好ましくは１００ｍｍ〜１０００ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００２４】
次に、上述したＲＦＩＤアンテナ装置を用いて物体の移動を検出する方法について説明する。
【００２５】
図６の（ａ）、（ｂ）および（ｃ）には、本発明のＲＦＩＤアンテナ装置を用い、ＲＦＩＤタグが貼り付けられた物体が、（１）から（２）の方向へ移動したことを検出する方法の一例を示した。
【００２６】
本発明のアンテナ装置は、ＲＦＩＤタグの情報を読み取りまたは書き込みを行うための装置であるリーダライタ（図中“Ｒ／Ｗ”）と、その情報を管理するための専用ソフトがインストールされたコンピュータ（図中“ＰＣ”）とに接続される。リーダライタは、アンテナを介してＲＦＩＤタグの情報を受信し、その情報をコンピュータに送信する。コンピュータは、リーダライタから受信した情報を専用ソフトによって処理し、情報が管理される。
【００２７】
ＲＦＩＤタグ２が貼り付けられた物品３は、まず、ＲＦＩＤアンテナ装置によって分岐された一方の電波放射領域Ａを通過する。その際、ＲＦＩＤタグ２とＲＦＩＤ用アンテナ１との間の通信により物体を検知する（図６−（ａ））。次に、ＲＦＩＤタグ２が貼り付けられた物品３は、電波吸収体５により電波が遮断された領域Ｂを通過する。この時、一時的にＲＦＩＤタグとアンテナ間の通信されなくなり物体が検知されなくなる（図６−（ｂ））。次に、ＲＦＩＤタグ２が貼り付けられた物品３は、ＲＦＩＤアンテナ装置によって分岐された他方の電波放射領域を通過する。その際、再びＲＦＩＤタグ２とＲＦＩＤ用アンテナ１との間の通信により物体を検知する（図６−（ｃ））。
【００２８】
上記のようにしてＲＦＩＤタグ２が貼り付けられた物品３が、電波放射領域Ａと、電波吸収体により電波が遮断された領域Ｂ、他方の電波放射領域Ｃとを順に通過し通信を行うことで、領域Ａで検知、領域Ｂで非検知、領域Ｃで検知され、ＲＦＩＤタグが貼り付けられた物体が、図６に示す（１）から（２）の方向へ移動したことを検出することができる。
【実施例】
【００２９】
（実施例１）
平面ＲＦＩＤ用アンテナ（型名“RF-ATCP002”三菱電機製）、ＲＦＩＤタグ（型名“RF-TGP005-W”三菱電機製）、リーダライタ（型名“RF-RW003”三菱電機製）、電波吸収体として、周波数９５０ＭＨｚにおける電波吸収性能が−２０ｄＢ以下である平板型の電波吸収体（サイズ：縦１８００ｍｍ×横６００ｍｍ×厚さ３５ｍｍ）を用意した。
【００３０】
上記アンテナを地上から９００ｍｍの高さに横向き（電波の放射方向は地平面と並行）に設置し、ＲＦＩＤタグの情報を読み取りまたは書き込みを行うための装置であるリーダライタ、情報を管理するための専用ソフトがインストールされたコンピュータに接続した。
【００３１】
次に、上記電波吸収体をアンテナから６００ｍｍ離れた位置にアンテナから放射される電波の放射領域に横断して電波吸収体を配し、本発明のＲＦＩＤアンテナ装置を得た。平板型の電波吸収体の設置角度が、平面ＲＦＩＤアンテナの電波放射面に平行（０度）となるように配置した。
【００３２】
次に、上記アンテナを中心とする前後左右２ｍの範囲（高さはアンテナの高さと同じ）において、上記ＲＦＩＤタグを２０ｃｍ間隔で前後左右にそれぞれ移動させ、アンテナとＲＦＩＤタグとの通信可能な領域を確認した。
【００３３】
なお、アンテナからの電波出力条件は、以下の通り。
・電波方式：ＦＭ０（ＬＢＴ有）
・電波出力：３０ｄＢｍ
・電波発信回数：２０回、３００ｍｓ間隔
図７にその結果を示しており、電波発信回数２０回の内、通信が１７回以上確認された位置を「○」、１０回以上１７回未満の位置を「△」、１０回未満の位置を「記載なし」で表記し、通信可能な領域（○〜△）を示している。
【００３４】
この結果から、電波吸収体を配した下流側において、電波吸収体により電波が遮断された非通信領域と、電波吸収体に当たらず伝搬された電波による通信領域とが形成され、アンテナから放射される電波を２方向に分岐していることが確認された。また、不要な反射波は見られなかった。
【００３５】
次に、ＲＦＩＤタグを貼り付けた段ボールを用意し、これを台車に乗せ、上記ＲＦＩＤアンテナ装置を通過させたところ、ある一定の時間を介して分岐された電波放射領域でアンテナとＲＦＩＤタグとの通信が確認され、物品の移動が検出できることを確認した。
（実施例２）
実施例１の平板型の電波吸収体の設置角度を４５度とした以外は、実施例１と同様にして、アンテナとＲＦＩＤタグとの通信可能な領域を確認した。なお、ＲＦＩＤアンテナと電波吸収体の中心まで６００ｍｍとした。
【００３６】
図８にその結果を示す。結果から、電波吸収体を配した下流側において、電波吸収体により電波が遮断された非通信領域と、電波吸収体に当たらず伝搬された電波による通信領域とが形成され、アンテナから放射される電波を２方向に分岐していることが確認された。また、不要な反射波は見られなかった。
【００３７】
次に、ＲＦＩＤタグを貼り付けた段ボールを用意し、これを台車に乗せ、上記ＲＦＩＤアンテナ装置を通過させたところ、ある一定の時間を介して分岐された電波放射領域でアンテナとＲＦＩＤタグとの通信が確認され、物品の移動が検出できることを確認した。
（比較例１）
実施例１の電波吸収体をアルミ板に代えた以外は実施例１と同様にして、アンテナとＲＦＩＤタグとの通信可能な領域を確認した。
【００３８】
図９にその結果を示したが、アルミ板の下流側では、電波吸収体と同様に電波を２方向に分岐しているものの、アルミ板により反射した電波がアンテナの後方にまで拡がることが確認された。これは、アンテナの後方に本来読み取りたくないタグが存在する場合など、誤って読み取ってしまう可能性が非常に高く、この場合、アンテナ後方に電波吸収体を設置する等の対策が必要となることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、物流倉庫や工場の製造現場などで物品等の移動の検知が必要とされるときに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１：ＲＦＩＤ用アンテナ
２：ＲＦＩＤタグ
３：物品
４：電波放射領域
５：電波吸収体
６：電波入射方向
７：平面ＲＦＩＤ用アンテナの電波発信面
８：平板型の電波吸収体の基準面
９：平板型の電波吸収体の設置角度
【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−（ａ）】
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【図６−（ｂ）】
2014056569.tif 000008
【図６−（ｃ）】
2014056569.tif 000009
【図７】
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【図８】
2014056569.tif 000011
【図９】
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