(57)【要約】【課題】ゲートの通過方向における電波の遮蔽構造を用いることなく、ゲート外のＲＦＩＤタグの読み取りを抑制したＲＦＩＤゲートシステムを提供する。【解決手段】両端が開口し内部が空洞の筒形状の壁を有する金属製のゲート１０と、  ゲート１０の内面に設置されており、予め設定された送信出力で電波を放射して、物品がゲート１０の内部を通過した際に、物品が備えるＲＦＩＤタグ４０と交信する１つ以上のアンテナ５０と、を備える。アンテナ５０の利得は、アンテナ５０が設置されたゲート１０の内面を設置面とし、ＲＦＩＤタグ４０と交信可能な電波レベルの下限値をレベル下限値として、設置面に垂直となる放射角度において最大値に設定されており、放射波が開口から外側へ漏れるような放射角度の範囲において、開口の外側における放射波のレベルがレベル下限値よりも低くなるような値に設定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤゲートシステムであって、
両端が開口し内部が空洞の筒形状の壁を有する金属製のゲートと、
前記筒形状の壁の内面に設置されており、予め設定された送信出力で電波を放射して、物品が前記ゲートの内部を通過した際に、前記物品が備えるＲＦＩＤタグと交信する１つ以上のアンテナと、
を備え、
前記アンテナの利得は、
前記アンテナが設置された前記内面を設置面とし、前記ＲＦＩＤタグと交信可能な電波レベルの下限値をレベル下限値として、前記アンテナの設置面に垂直となる放射角度において最大値に設定されており、前記アンテナから放射された放射波が前記開口から外側へ漏れるような放射角度の範囲において、前記開口の外側における前記放射波のレベルが前記レベル下限値よりも低くなるような値に設定されている、
ことを特徴とするＲＦＩＤゲートシステム。
【請求項２】
前記アンテナの利得は、
前記設置面と対向する前記筒形状の壁の内面を対向面として、前記アンテナから放射された放射波が前記対向面で反射し、且つ、反射波が前記開口から外側へ漏れるような放射角度の範囲において、前記開口の外側における前記反射波のレベルが前記レベル下限値よりも低くなるような値に設定されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤゲートシステム。
【請求項３】
前記アンテナは、前記ゲートの通過方向における中央と、前記アンテナの中央とが一致するように設置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＲＦＩＤゲートシステム。
【請求項４】
前記ゲートは、
電波を透過する材料で形成され、前記筒形状の壁のうち床部分の内面上に設置される板形状のスペーサと、
電波を透過する材料で形成されており、且つ、前記スペーサの上に設置されて、一方の前記開口から他方の前記開口へ前記物品を搬送するように構成されたスライダと、
を有する、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤゲートシステム。
【請求項５】
前記アンテナに接続され、前記ＲＦＩＤタグのデータを読み取るように構成された読取装置と、
前記読取装置で読み取られた前記データを処理するように構成された処理装置と、
を備え、
前記処理装置は、前記アンテナによる電波の受信強度が、予め設定されている受信閾値よりも低い前記データを除去するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＲＦＩＤゲートシステム。
【請求項６】
前記受信閾値は、前記ＲＦＩＤタグ又は前記読取装置の性能が高いほど、高い値に設定されている、
ことを特徴とする請求項５に記載のＲＦＩＤゲートシステム。
【請求項７】
前記読取装置は、前記筒形状の壁の外面上に設置され、接続線により前記アンテナに接続されており、
前記ゲートは、前記筒形状の壁の外面上に前記接続線を覆う金属製の保護カバーを有し、
前記保護カバーは、大地に電気的にアース接続されている、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載のＲＦＩＤゲートシステム。
【請求項８】
前記ゲートは、四角筒形状の壁を有し、
前記アンテナは、前記四角筒形状の壁のうち天井部分と、２つの側壁部分のそれぞれに設置されている、
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のＲＦＩＤゲートシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲート内を通過する物品が備えるＲＦＩＤタグとの間で無線通信を行うＲＦＩＤゲートシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤゲートシステムは、ゲート内を通過する物品が備えるＲＦＩＤタグとアンテナを介して無線通信を行い、ＲＦＩＤタグの情報を読み取るシステムである。この種のシステムでは、ゲート内の物品が備えるＲＦＩＤタグのみを読取対象としているため、ゲート外の物品が備えるＲＦＩＤタグまで読み取ってしまうことを抑制する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載の検品システムは、トンネル形状のゲートの入口及び出口に、電波シールド材や電波吸収材などによって構成されたシールドカーテンを設け、ゲートの入口及び出口の外側に、電波が放射されることを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５５１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記検品システムでは、ゲートの入口及び出口に、電波の遮蔽構造であるシールドカーテンを設けなければならないため、部品点数が増え、ひいてはコストが上昇するという問題がある。また、シールドカーテンを設けたことにより、シールドカーテンがない場合と比べて、物品のスムーズなゲート通過が抑制されるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、ゲートの通過方向における電波の遮蔽構造を用いることなく、ゲート外のＲＦＩＤタグの読み取りを抑制したＲＦＩＤゲートシステムを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、ＲＦＩＤゲートシステムであって、両端が開口し内部が空洞の筒形状の壁を有する金属製のゲートと、前記筒形状の壁の内面に設置されており、予め設定された送信出力で電波を放射して、物品が前記ゲートの内部を通過した際に、前記物品が備えるＲＦＩＤタグと交信する１つ以上のアンテナと、を備え、前記アンテナの利得は、前記アンテナが設置された前記内面を設置面とし、前記ＲＦＩＤタグと交信可能な電波レベルの下限値をレベル下限値として、前記アンテナの設置面に垂直となる放射角度において最大値に設定されており、前記アンテナから放射された放射波が前記開口から外側へ漏れるような放射角度の範囲において、前記開口の外側における前記放射波のレベルが前記レベル下限値よりも低くなるような値に設定されている、ことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項1に記載のＲＦＩＤゲートシステムであって、前記アンテナの利得は、前記設置面と対向する前記筒形状の壁の内面を対向面として、前記アンテナから放射された放射波が前記対向面で反射し、且つ、反射波が前記開口から外側へ漏れるような放射角度の範囲において、前記開口の外側における前記反射波のレベルが前記レベル下限値よりも低くなるような値に設定されている、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のＲＦＩＤゲートシステムであって、前記アンテナは、前記ゲートの通過方向における中央と、前記アンテナの中央とが一致するように設置されている、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤゲートシステムであって、前記ゲートは、電波を透過する材料で形成され、前記筒形状の壁のうち床部分の内面上に設置される板形状のスペーサと、電波を透過する材料で形成されており、且つ、前記スペーサの上に設置されて、一方の前記開口から他方の前記開口へ前記物品を搬送するように構成されたスライダと、を有する、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＲＦＩＤゲートシステムであって、前記アンテナに接続され、前記ＲＦＩＤタグのデータを読み取るように構成された読取装置と、前記読取装置で読み取られた前記データを処理するように構成された処理装置と、を備え、前記処理装置は、前記アンテナによる電波の受信強度が、予め設定されている受信閾値よりも低い前記データを除去するように構成されている、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のＲＦＩＤゲートシステムであって、前記受信閾値は、前記ＲＦＩＤタグ又は前記読取装置の性能が高いほど、高い値に設定されている、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のＲＦＩＤゲートシステムであって、前記読取装置は、前記筒形状の壁の外面上に設置され、接続線により前記アンテナに接続されており、前記ゲートは、前記筒形状の壁の外面上に前記接続線を覆う金属製の保護カバーを有し、前記保護カバーは、大地に電気的にアース接続されている、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、前記筒形状の壁は、四角筒形状の壁であり、前記アンテナは、前記四角筒形状の壁のうち天井部分と、２つの側壁部分のそれぞれに設置されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、設置面に垂直となる放射角度でアンテナの利得が最大となるため、アンテナとゲート内のＲＦＩＤタグとで交信できる。一方、ゲート外に向かう放射角度ではアンテナの利得が抑制されるため、アンテナとゲートの外側のＲＦＩＤタグとの交信が抑制される。よって、ゲートの通過方向における電波の遮蔽構造を用いることなく、ゲート外のＲＦＩＤタグの読み取りを抑制することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、ゲートの外側では、放射波だけでなく、反射波によるアンテナとＲＦＩＤタグとの交信も抑制される。よって、ゲートの外側のＲＦＩＤタグの読み取りを更に抑制することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、ゲートの通過方向における中央でアンテナの利得を最大にし、入口と出口で利得を抑制することができる。
請求項４に記載の発明によれば、床部分とスライダの間に、スペーサが設置されているため、ＲＦＩＤタグが物品の底に設置されていても、ＲＦＩＤタグと金属製の床部分との間に距離を確保することができる。そのため、ＲＦＩＤタグ４０と床１４との接近に伴い、ＲＦＩＤタグとアンテナとで交信できなくなることを抑制できる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、受信閾値よりも受信強度が低いデータを除去することにより、ゲート外のＲＦＩＤタグのデータを読み取った場合でも、ゲートの外側のＲＦＩＤタグのデータが除去されるので、ゲートの内側のＲＦＩＤタグのデータと混同することがない。処理装置は、読取装置と一体に設けられていてもよいし、別体に設けられていてもよい。なお、一般的な平面アンテナの場合、受信閾値よりも低いデータを除去すると、ゲートの外側だけでなく、ゲートの内側のＲＦＩＤタグのデータまで除去されることになる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、ＲＦＩＤタグや読取装置の性能が高く、ゲートの外側のＲＦＩＤタグのデータまで読み取ってしまった場合でも、受信閾値が高い値に設定されているので、ゲートの外側のデータを適切に除去することができる。なお、性能とは、例えば、受信感度が相当する。
【００１９】
請求項７に記載の発明によれば、外来ノイズが、保護カバーから大地へ吸収されて、保護カバー内に侵入しないので、接続線を外来ノイズの障害から効果的に保護することができる。
【００２０】
請求項８に記載の発明によれば、反射波等による交信不良を抑制し、ゲートの内側のどこをＲＦＩＤタグが通過しても、ＲＦＩＤタグと交信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ゲートの外観を示す斜視図である。
【図２】ゲートの内部を示す斜視図である。
【図３】ゲート入口の床部分を示す鉛直断面図である。
【図４】ＲＦＩＤゲートシステムのデータの流れを示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係る狭指向性アンテナの外観を表す上面図である。
【図６】本実施形態に係る狭指向性アンテナの外観を表す背面図である。
【図７】ゲート内で放射された放射波がゲートの開口に向かう場合における、放射波の放射角度を示すゲートの水平断面図である。
【図８】ゲート内で放射波が反射されその反射波がゲートの開口に向かう場合における、放射波の放射角度を示すゲートの水平断面図である。
【図９】本実施形態に係る狭指向性アンテナと一般的な平面アンテナの放射角度に対する利得を示す図である。
【図１０】一般的な平面アンテナが設置されたゲートの外側において、ＲＦＩＤタグと交信可能な範囲を示す図である。
【図１１】本実施形態に係る狭指向性アンテナが設置されたゲートの外側において、ＲＦＩＤタグと交信可能な範囲を示す図である。
【図１２】データの受信処理の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
［１．ＲＦＩＤゲートシステムの構成］
まず、本実施形態に係るＲＦＩＤゲートシステム１００の構成について、図１〜図４を参照して説明する。ＲＦＩＤゲートシステム１００は、ゲート１０と、アンテナ５０と、リーダライタ６０と、を備える。なお、ＲＦＩＤは、Radio Frequency Identificationの略である。
【００２３】
ゲート１０は、両端が開口し内部が空洞の四角筒形状の壁を有し、内部をＲＦＩＤタグが付けられた物品が通過する、持運び可能な金属製のトンネル型ゲートである。ゲート１０の四角筒形状の壁は、対向する２つの側壁１１，１３と、天井１２と、天井に対向する床１４とから構成されている。ここでは、両端の開口に垂直な方向、すなわち物品の通過方向を前後方向とする。また、天井１２及び床１４に垂直な方向を上下方向とし、側壁１１，１３に垂直な方向を左右方向とする。また、図１及び図２において、前側の開口を入口、後側の開口を出口とする。
【００２４】
天井１２の外面には、前側及び後側に、それぞれ把手１７，１８が設けられている。この把手１７，１８を把持して、ゲート１０を持ち運ぶことができる。
天井１２及び側壁１３の内面には、アンテナ５０が、ビスで組み付けられている。図２には示されていないが、側壁１１の内面上にもアンテナ５０が組み付けられている。つまり、ゲート１０の４つの内面のうち、左右及び上の３面にアンテナ５０が設置されている。
【００２５】
図３に示すように、床１４の内面上には、所定の厚さの板形状のスペーサ３０が設置されている。そして、スペーサ３０の上には、更にスライダ２０が設置されている。スライダ２０は、スペーサ３０を挟んで、床１４にビスで組みつけられている。スライダ２０及びスペーサ３０は、樹脂やゴム等の電波を透過する材料で形成されており、前後方向の長さが床１４よりもやや短くなっている。
【００２６】
スライダ２０は、回転軸が左右方向となっている複数のローラを備え、ゲート１０の入口から出口へ物品を搬送するように構成されている搬送機構である。ゲート１０の入口から内部へ押し込まれた物品は、スライダ２０を滑って出口へ搬送される。
【００２７】
スペーサ３０は、床１４と物品に付けられたＲＦＩＤタグ４０との間に距離を確保するために設けられた部材である。スペーサ３０が設置されていないと、物品の底面にＲＦＩＤタグ４０が付けられている場合に、ＲＦＩＤタグ４０と金属製の床１４とが接近する。その結果、ＲＦＩＤタグから放射された電波が床１４へ誘導され、ＲＦＩＤタグ４０とアンテナ５０との間で交信できなくなる可能性がある。これに対して、スペーサ３０を設置することで、ＲＦＩＤタグ４０が物品の底に付けられている場合でも、ＲＦＩＤタグ４０と床１４との間に距離が確保され、ＲＦＩＤタグ４０とアンテナ５０との間で交信不能となることが抑制される。スライダ２０の厚さは、例えば９ｍｍであり、スペーサ３０の厚さは、例えば１０ｍｍである。
【００２８】
なお、通常、ゲート１０を通過する物品と、側壁１１，１３及び天井１２との間には隙間ができる。また、側壁１１，１３及び天井には、アンテナ５０が設置されている。そのため、ＲＦＩＤタグが物品の底面以外に付けられている場合は、ＲＦＩＤタグ４０とアンテナ５０との間で交信不能となる可能性は低い。
【００２９】
また、図３に示すように、床１４の外面にはゴムマット２５が張り付けられている。ゴムマット２５は、スライダ２０を床１４に組み付けるビスの逃がしと、ゲート１０の滑り防止の機能を兼ねている。
【００３０】
さらに、床１４の入口側端部には、スロープ１５が取り付けられており、床１４の出口側端部には、スロープ１６が取り付けられている。スロープ１５は、ゲート１０の入口に向かうほど高くなるような傾斜を有し、スロープ１６は、ゲート１０の出口から離れるほど低くなるような傾斜を有する。スロープ１５，１６は、ゲート１０を台等に設置した際の設置面と、スライダ２０の搬送面との段差を滑らかに繋いでいる。
【００３１】
アンテナ５０は、ＲＦＩＤタグとの間で電波を送受信する狭指向性のアンテナである。本実施形態では、アンテナ５０はＵＨＦ帯を利用しており、予め設定された送信出力で電波を放射する。また、本実施形態では、アンテナ５０は、矩形状の平面アンテナであり、短辺が天井１２及び床１４に垂直で、長辺が入口及び出口に垂直となるように、ゲート１０内に設置されている。アンテナ５０の構成及び指向性の詳細については後述する。
【００３２】
図４に示すように、アンテナ５０は、リーダライタ６０に接続されており、リーダライタ６０はＰＣ７０に接続されている。ＰＣ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びフラッシュメモリ等の半導体メモリを備えた周知のコンピュータである。また、リーダライタ６０は、アンテナ５０で受信された信号から、ＲＦＩＤタグ４０に記憶されている情報を読み取る装置である。ＲＦＩＤタグ４０は、半導体チップとアンテナとを備えたパッシブタグである。ＲＦＩＤタグ４０の半導体チップには、ＲＦＩＤタグ４０が付けられた物品のＩＤ情報を含む情報（以下、ＩＤ情報）が記憶されている。
【００３３】
ＲＦＩＤタグ４０からＩＤ情報を読み取る場合には、ＰＣ７０は、リーダライタ６０に読み取り用のコマンドを送信する。リーダライタ６０は、ＰＣ７０から読み取り用のコマンドを受信すると、読み取り用のコマンドを無線信号としてアンテナ５０から送信させる。ＲＦＩＤタグ４０は、アンテナ５０から送信された無線信号から、電力の供給を受けるとともにコマンドを受信する。ＲＦＩＤタグ４０は、受信したコマンドを解釈し、半導体チップに記憶されているＩＤ情報で無線信号を変調して送信する。リーダライタ６０は、アンテナ５０で受信した無線信号を復調してＩＤ情報を取得するとともに、取得したＩＤ情報をＰＣ７０へ送信する。ＰＣ７０は、リーダライタ６０から受信したＩＤ情報と、内部又はネットワーク上のデータベースとを照合し、所定の操作を実行する。同様に、ＲＦＩＤタグ４０に情報を書き込む場合には、ＰＣ７０は、リーダライタ６０に書き込み用のコマンドと書き込み情報を送信する。リーダライタ６０は、ＰＣ７０から受信した書き込み用のコマンド及び書き込み情報を、無線信号としてアンテナ５０から送信させる。ＲＦＩＤタグ４０は、アンテナ５０から送信された無線信号を受信して、半導体チップに書き込み情報を記憶する。
【００３４】
リーダライタ６０は、側壁１１の外面上に設けられた２つの取付金具６１に支持されて、ゲート１０の外面上に設置されている。リーダライタ６０は、３つの同軸ケーブル５１で、各アンテナ５０と接続されている。各同軸ケーブル５１は、一端がゲート１０内の各アンテナ５０の出力端子に接続されており、他端が側壁１１に設けられた３つの孔からそれぞれ外部へ引き出され、リーダライタ６０の３つの入力端子にそれぞれ接続されている。
【００３５】
ゲート１０は、側壁１１の外面上に、ゲート１０の外部に出ている同軸ケーブル５１の部分を覆う保護カバー１９を備える。保護カバー１９は、取付金具６１で支持されたリーダライタ６０の上側に設置されており、同軸ケーブル５１の前側、後側及び上側の三面を取り囲む。保護カバー１９は、金属で形成されており、同軸ケーブル５１を外来ノイズの障害から保護するために、大地に電気的にアース接続されている。なお、本実施形態では、リーダライタ６０が読取装置及び処理装置に相当し、同軸ケーブル５１が接続線に相当する。
【００３６】
［２．アンテナの構成］
次に、アンテナ５０の構成について、図５を参照して説明する。アンテナ５０は、図５及び図６に示すように、反射器５１と、３つの放射器５２１〜５２３と、分配器５４０と、３つの給電回路５３１〜５３３と、を備える。そして、アンテナ５０は、電波を透過可能な樹脂製のアンテナケースに収納されて、ゲート１０の内側に設置されている。
【００３７】
反射器５１は、矩形形状の金属板から構成された無給電素子である。図５に示すように、反射器５１の表面５１Ａには、空気又は誘電体を挟んで３つの放射器５２１〜５２３が設置されており、反射器５１は、放射器５２１〜５２３から放射された電波を反射する。また、図６に示すように、反射器５１の裏面５１Ｂには、分配器５４０と、給電回路５３１〜５３３と、が設置されている。分配器５４０は、アンテナ５０に入力された高周波信号を３等分する。給電回路５３１，５３３は、減衰器５６１，５６２及び同軸ケーブル５５１，５５２を介して、分配された高周波信号の供給を受けて、放射器５２１，５２３をそれぞれ励振する。また、給電回路５３２は、基板上の線路５５３を介して分配された高周波信号の供給を受けて、放射器５２２を励振する。なお、分配器５４０は、アンテナ５０で受信した無線信号をリーダライタ６０へ送信する場合には、混合器として機能する。以下では、放射器５２１に供給する高周波信号をＳ１、放射器５２２に供給する高周波信号をＳ２、放射器５２３に供給する高周波信号をＳ３とする。
【００３８】
放射器５２１〜５２３は、矩形形状に形成されたパッチアンテナである。放射器５２１〜５２３は、反射器５１の長手方向に沿って表面５１Ａ上に等間隔で配列されて、アレイアンテナを構成している。具体的には、放射器５２２を中心として、左側に放射器５２１、右側に５２３が両端に配置されている。一方、アンテナ５０の裏面５１Ｂ側は、給電回路５３２を中心として左右対称な構成になっている。アンテナ５０は、物品の通行方向が放射器５２１〜５２３の配列方向になるように、且つ、反射器５１の表面５１Ａがゲート１０の内側を向くように設置され、ゲート１０の内側へ向かって電波を放射する。
【００３９】
アンテナ５０の出力は、放射器５２１〜５２３の各出力が混合された混合出力となる。アレイアンテナの特性から、放射器５２１〜５２３の各出力の位相がいずれも同位相となる場合、アンテナ５０の半値角は、放射器が１つの場合の半値角よりも狭くなる。そこで、放射器５２１〜５２３の各出力の位相が同位相となるように、放射器５２１〜５２３に供給される３つの高周波信号Ｓ１〜Ｓ３を同位相にする。具体的には、同軸ケーブル５５１，５５２の長さを調整して、高周波信号Ｓ１，Ｓ３の位相を高周波信号Ｓ２の位相に合わせる。
【００４０】
アレイアンテナの構成により、メインローブの指向性は狭くなるものの、サイドローブが発生する。サイドローブの発生に伴い、サイドローブにより、読取対象外のＲＦＩＤタグ（以下、対象外タグ）のＩＤ情報を誤って読み取ってしまう問題が発生する。そこで、本実施形態に係るアンテナ５０の場合は、さらに、アンテナ５０の指向性のサイドローブを抑制するために、外側の放射器５２１，５２３の出力電力が、中央の放射器５２２の出力電力よりも小さくなるように、３つの高周波信号Ｓ１〜Ｓ３の電力を調整する。つまり、３つの高周波信号Ｓ１〜Ｓ３に重み付けして、高周波信号Ｓ１，Ｓ３の電力を、高周波信号Ｓ２の電力よりも小さくする。
【００４１】
具体的には、高周波信号Ｓ１，Ｓ３が同軸ケーブル５５１，５５２を通過すると通過損失が生じるので、同軸ケーブル５５１，５５２の長さ、及び減衰器５６１，５６２の減衰量を調整して、高周波信号Ｓ１，Ｓ３の電力を、高周波信号Ｓ２の電力よりも小さくする。つまり、本実施形態では、同軸ケーブル５５１，５５２の長さ及び減衰器５６１，５６２の減衰量を調整して、放射器５２１〜５２３の出力の位相が同位相、且つ、放射器５２１，５２３の出力電力が放射器５２２の出力電力よりも小さくなるようにしている。このようにして、以下に説明するアンテナ５０の狭指向性を実現している。
【００４２】
［３．アンテナの指向性］
次に、アンテナ５０の指向性について、図７〜図１１を参照して説明する。ゲート１０の四角筒形状の壁は金属製であるため、アンテナ５０から放射された電波は、四角筒形状の壁から漏れるおそれはない。しかしながら、ゲート１０の入口と出口は開口しており、この開口から電波が漏れるおそれがある。ゲート１０の開口から電波が漏れると、アンテナ５０が、ゲート１０の外側にある対象外タグと交信し、対象外タグのＩＤ情報を読み取るおそれがある。そこで、アンテナ５０は、対象外タグと交信できないように、ゲート１０の開口から漏れる電波のレベルを、ＲＦＩＤタグ４０と交信不能なレベルに抑制した狭指向性アンテナとなっている。
【００４３】
具体的には、アンテナ５０の利得は、アンテナ５０が設置されたゲート１０の内面を設置面として、設置面に垂直となる放射角度において最大値に設定されている。利得が最大となる放射角度０°で放射された放射波のレベルは、レベル下限値Ｌ１以上となる。レベル下限値Ｌ１は、予め設定されているＲＦＩＤタグ４０と交信可能な電波レベルの下限値であり、電波レベルは電波の強さを示す電界強度である。つまり、ゲート１０の内側では、少なくとも放射角度０°において、アンテナ５０とＲＦＩＤタグ４０とで交信可能になっている。
【００４４】
ここで、アンテナ５０から放射された放射波が、ゲート１０の開口から外側へ漏れるような放射角度の範囲を第１漏れ範囲とする。本実施形態では、高周波信号Ｓ１〜Ｓ３の位相及び電力を調整することによって、アンテナ５０の利得は、第１漏れ範囲において、予め設定された送信出力で電波が放射された場合に、開口の外側に漏れた放射波のレベルがレベル下限値Ｌ１よりも低くなるような値に設定されている。
【００４５】
図７に示すように、本実施形態では、アンテナ５０は、アンテナ５０の中央が、ゲート１０の前後方向の中央Ｃと一致するように設置されている。また、本実施形態では、ゲート１０の前後方向の長さが１０８０ｍｍ、左右方向の長さが６２５ｍｍとなっており、設置面に垂直な放射角度を０°として、中央Ｃから設置面と対向する対向面の開口端部へ向かう放射角度が４１°となっている。つまり、本実施形態では、第１漏れ範囲は、放射角度４１°以上となっている。よって、本実施形態では、放射角度４１°以上の範囲の放射波の利得を、予め設定された送信出力で電波が放射された場合に、ゲート１０の開口の外側における放射波のレベルがレベル下限値Ｌ１よりも低くなるような値、具体的には−１５ｄＢ以下に設定する。
【００４６】
さらに、放射波がゲート１０の開口から漏れない場合でも、放射波が対向面で反射して、反射波がゲート１０の開口から漏れる場合がある。ここで、アンテナ５０から放射された放射波が対向面で反射し、且つ反射波がゲート１０の開口から外側へ漏れるような放射角度の範囲を第２漏れ範囲とする。本実施形態では、高周波信号Ｓ１〜Ｓ３の位相及び電力を調整することによって、アンテナ５０の利得は、第２漏れ範囲において、予め設定された送信出力で電波が放射された場合に、開口の外側に漏れた反射波のレベルがレベル下限値Ｌ１よりも低くなるような値に設定されている。
【００４７】
図８に示すように、本実施形態では、放射角度２３°の放射波が対向面で反射した際に、反射波が設置面の開口端部へ向かう。放射角度が２３°未満であれば、放射波が対向面で反射しても反射波はゲート１０の外側へ漏れず、放射角度が４１°以上であれば、放射波は対向面で反射しない。つまり、本実施形態では、第２漏れ範囲は、放射角度２３°〜４１°となっている。よって、本実施形態では、放射角度２３°〜４１°の範囲の利得を、予め設定された送信出力で電波が放射された場合に、ゲート１０の開口の外側における反射波のレベルがレベル下限値Ｌ１よりも低くなるような値、具体的には−１０ｄＢ以下に設定する。
【００４８】
図９に、本実施形態に係るアンテナ５０の指向性を実線で示し、一般的な平面アンテナの指向性を破線で示す。アンテナ５０と一般的な平面アンテナのどちらも、設置面に垂直な放射方向で利得が最大となっているが、一般的な平面アンテナの指向性の幅に比べて、アンテナ５０の指向性の幅は非常に狭くなっている。すなわち、アンテナ５０は、一般的な平面アンテナよりも鋭い指向性を有している。
【００４９】
図１０に、ゲート１０に一般的な平面アンテナを設置したＲＦＩＤゲートシステム３００について、入口又は出口近傍におけるＲＦＩＤタグ４０との交信可能な範囲を示す。また、図１１に、ゲート１０にアンテナ５０を設置したＲＦＩＤゲートシステム１００ついて、入口又は出口近傍におけるＲＦＩＤタグ４０との交信可能な範囲を示す。図１０及び図１１では、アンテナの設置数、送信出力、及びＲＦＩＤタグ４０を等しくしている。
【００５０】
図１０に示すように、ＲＦＩＤゲートシステム３００では、平面アンテナの指向性の幅が広いため、ゲート１０の外側において、放射波及び反射波のレベルが抑制されず、広い範囲でＲＦＩＤタグ４０と交信可能になっている。すなわち、ＲＦＩＤゲートシステム３００では、対象外タグのＩＤ情報まで読み取り可能になっている。
【００５１】
これに対して、図１１に示すように、ＲＦＩＤゲートシステム１００では、アンテナ５０が狭指向性であるため、ゲート１０の外側において、放射波及び反射波のレベルが抑制され、ＲＦＩＤタグ４０と交信可能な範囲が非常に狭くなっている。すなわち、ＲＦＩＤゲートシステム１００では、対象外タグのＩＤ情報の読み取りが非常に抑制されている。
【００５２】
また、本実施形態では、アンテナ５０を狭指向性とすることで、対象外タグのＩＤ情報の読み取りを抑制するとともに、データ処理によって、対象外タグのＩＤ情報の読み取りを更に抑制する。
【００５３】
［４．データ処理］
次に、リーダライタ６０が実行するデータ処理について、図１２のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、リーダライタ６０が所定間隔で繰り返し実行する。
【００５４】
まず、ステップＳ１０では、アンテナ５０により受信された無線信号を受信データとして取得する。
続いて、ステップＳ２０では、ステップＳ１０で取得した受信データの受信強度が、予め設定されている受信閾値以上か否か判定する。アンテナ５０は、指向性の鋭い狭指向性アンテナである。そのため、たとえ、ゲート１０の外側にある対象外タグのＩＤ情報を読み取ったとしても、ゲート１０の内側にある読取対象のＲＦＩＤタグ（以下、対象タグ）のＩＤ情報を読み取った場合と比べて、受信データの受信強度が非常に小さくなる。そこで、受信データの受信強度と受信閾値とを比較して、受信データが対象タグのＩＤ情報か、対象外タグのＩＤ情報かを判定する。
【００５５】
ここで、受信閾値は、受信データが対象タグ及び対象外タグのどちらのＩＤ情報であるかを判別可能な値に、アンテナ５０の指向性に応じて設定されている。また、受信閾値は、ＲＦＩＤタグ４０又はリーダライタ６０の性能が高いほど、高い値に設定されている。ここでの性能とは、例えば、タグの受信感度が相当する。
【００５６】
ステップＳ２０において、受信データの受信強度が受信閾値以上の場合は、ステップＳ３０へ移行し、受信データが、ゲート１０内に存在するＲＦＩＤタグ４０から読み取ったデータであると判定して、通常の処理を行う。すなわち、受信データを復調して、復調した受信データをＰＣ７０へ送信する。
【００５７】
一方、ステップＳ２０において、受信データの受信強度が受信閾値未満の場合は、ステップＳ４０へ移行し、受信データが、対象外タグから読み取ったデータであると判定して、受信データを除去する。以上で本処理を一旦終了する。
【００５８】
なお、指向性の幅の広い一般的な平面アンテナを用いた場合、受信データが対象外タグのＩＤ情報であっても、受信データが対象タグのＩＤ情報であった場合と比べて、受信強度に大きな差がでない。そのため、一般的な平面アンテナを用いた場合、受信閾値よりも受信強度の低いデータを除去すると、対象タグのＩＤ情報まで除去してしまうことになる。
【００５９】
［５．効果］
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）アンテナ５０の利得が、放射角度０°で最大となり、ゲート１０の外に向かう放射角度で急激に減少するため、ゲート１０の内側ではアンテナ５０とＲＦＩＤタグ４０との交信が可能となり、ゲート１０の外側では、アンテナ５０とＲＦＩＤタグ４０との交信が抑制される。よって、ゲート１０の通過方向における電波の遮蔽構造を用いることなく、ゲート１０の外側に存在する読取対象外のＲＦＩＤタグの読み取りを抑制することができる。
【００６０】
（２）アンテナ５０の利得が、反射波がゲート１０の外に向かう放射角度でも大きく減少しているため、ゲート１０の外側では、放射波だけでなく、反射波によるアンテナ５０とＲＦＩＤタグ４０との交信も抑制される。よって、ゲート１０の外側でのＲＦＩＤタグ４０の読み取りを更に抑制することができる。
【００６１】
（３）ゲート１０の前後方向における中央Ｃとアンテナ５０の中央とが一致するように設置されているため、ゲート１０の中央でアンテナ５０の利得を最大にし、入口と出口で利得を抑制することができる。
【００６２】
（４）床１４とスライダ２０との間に、スペーサ３０が設置されているため、ＲＦＩＤタグ４０が物体の底に設置されていても、ＲＦＩＤタグ４０と金属製の床１４と間に距離を確保することができる。ひいては、ＲＦＩＤタグ４０と床１４との接近に伴い、ＲＦＩＤタグ４０とアンテナ５０とで交信できなくなることを抑制できる。
【００６３】
（５）受信閾値よりも受信強度が低いデータを除去することにより、対象外タグのＩＤ情報を読み取った場合でも、対象外タグのＩＤ情報が除去されるので、対象タグのＩＤ情報と混同することがない。
【００６４】
（６）ＲＦＩＤタグ４０やリーダライタ６０の性能が高く、対象外タグのＩＤ情報まで読み取ってしまった場合でも、受信閾値が高い値に設定されているので、対象外タグのＩＤ情報を適切に除去することができる。
【００６５】
（７）同軸ケーブル５１を覆う保護カバー１９が大地に電気的にアース接続されている。そのため、外来ノイズが保護カバー１９から大地に吸収されて、保護カバー１９内に侵入しないので、同軸ケーブル５１を外来ノイズの障害から効果的に保護することができる。
【００６６】
（８）ゲート１０の側壁１１，１３及び天井１２の内面のそれぞれに、アンテナ５０が設置されているため、ゲート１０の内側のどこをＲＦＩＤタグ４０が通過しても、反射波等による交信不良を抑制して、ＲＦＩＤタグ４０のＩＤ情報を読み取ることができる。
【００６７】
（他の実施形態）
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００６８】
（ａ）上記実施形態では、アンテナ５０では、放射器を３つ配列しているが、４つ以上の放射器を配列してもよい。４つ以上の放射器を配列する場合も、各放射器の出力の位相が同位相、且つ、少なくとも最も外側に位置する放射器の出力電力が、それ以外の放射器の出力電力よりも小さくなるように、分配された各高周波信号の位相及び電力を調整すればよい。
【００６９】
（ｂ）上記実施形態では、リーダライタ６０が図１２のフローチャートを実行したが、ＰＣ７０が図１２のフローチャートを実行してもよい。Ｓ１０で取得するデータは、リーダライタ６０で復調されたデータとなる。この場合、ＲＦＩＤゲートシステム１００はＰＣ７０を含み、リーダライタ６０が読取装置に相当し、ＰＣ７０が処理装置に相当する。
【００７０】
（ｃ）上記実施形態では、左右の側壁１１，１２及び天井１２の内面に計３個のアンテナ５０を設置したが、アンテナ５０の数は３個に限らず、少なくとも１つ以上のアンテナ５０を設置すればよい。また、左右の側壁１１，１２及び天井１２の内面に、計４個以上のアンテナ５０を設置してもよい。
【００７１】
（ｄ）上記実施形態では、アンテナ５０を左右の側壁１１，１２及び天井１２の内面に設置したが、アンテナ５０を床１４の内面にも設置してもよい。この場合、床１４の内面に設置したアンテナ５０の上に、スペーサ３０及びスライダ２０もしくはスライダ２０のみを設置すればよい。床１４の内面にアンテナ５０を設置することで、ＲＦＩＤタグ４０が物品の底に付けられている場合に、ＲＦＩＤタグ４０のＩＤ情報を読み取りやすくなる。
【００７２】
（ｅ）上記実施形態では、ゲート１０の形状は、四角筒形状に形成されているが、四角筒形状に限定されるものではない。例えば、ゲート１０の形状は、多角筒形状でもよいし、半円筒形状でもよい。
【００７３】
（ｆ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
【００７４】
（ｇ）上述したＲＦＩＤゲートシステムの他、タグ情報取得方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
【符号の説明】
【００７５】
１０…ゲート、１１，１３…側壁、１２…天井、１４…床、１５，１６…スロープ、１９…保護カバー、２０…スライダ、３０…スペーサ、４０…ＲＦＩＤタグ、５０…アンテナ、５１…同軸ケーブル、６０…リーダライタ、７０…ＰＣ、１００…ゲートシステム。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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