(57)【要約】 【課題】  複数のトランスポンダと、トランスポンダに対して通信可能なリーダアンテナとを備える通信装置の通信環境を改善する。【解決手段】  各トランスポンダ２３が配置される領域２８と、リーダアンテナ２４との間に、電波を吸収するシートから成り、電波を透過可能な領域３３が形成される電波吸収体３０が設けられる。このような電波吸収体３０を設けることによって、通信可能領域２８に１つだけトランスポンダ２３が配置されるように、通信可能領域２８を小さく絞り込むことができる。しかも電波吸収体３０は、リーダアンテナ２４の部分的周囲に設けられる。このようにしてリーダアンテナ２４とトランスポンダ２３との間の通信不良の発生を防止し、好適に無線通信可能な通信環境を実現することができる。【選択図】      図１
2008099266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダアンテナと、リーダアンテナとの間で無線通信する複数のトランスポンダとを備える通信装置の通信環境を改善するための通信改善装置であって、
各トランスポンダが配置されるトランスポンダ配置領域と、リーダアンテナとの間またはリーダアンテナの部分的な周囲に設けられ、リーダアンテナとトランスポンダとの間の無線通信に用いられる電波または不要電波を吸収および遮蔽する電波吸収体から成り、無線通信に用いられる電波を透過可能な透過領域が形成され、その透過領域を介してリーダアンテナとトランスポンダとが無線通信するように配置したり、または透過領域を有す電波吸収体形成体に透過領域からトランスポンダを搬入することで、リーダアンテナの電波指向性を制御し、かつ他の周囲への電波を吸収および遮蔽することを特徴とする通信改善装置。
【請求項２】
無線通信周波数の電波に対する電波遮蔽層と電波吸収層が積層された電波吸収体であることを特徴とする請求項１記載の通信改善装置。
【請求項３】
無線通信周波数の電波に対する電波遮蔽層のシールド性能が２０ｄＢ以上、かつ無線通信周波数の電波に対する電波吸収層の吸収性能が１０ｄＢ以上あることを特徴とする請求項１または２記載の通信改善装置。
【請求項４】
透過領域は、単数または複数個形成され、その形状は、線状、スリット状、スロット状、円形状、楕円形状、多角形状、角部が曲線状である多角形状、不定形状、それらが組み合わされた形状で、かつ二次元または三次元状の形状の少なくとも１つから選ばれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の通信改善装置。
【請求項５】
透過領域は、方形、楕円形もしくは多角形等であり、ｘ方向とｙ方向の長さが異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の通信改善装置。
【請求項６】
前記透過領域はその領域の大きさが可変であり、設置される位置調節が可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の通信改善装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の通信改善装置を備えるリーダアンテナまたはリーダアンテナゲート。
【請求項８】
単数もしくは複数のリーダアンテナと、リーダアンテナとの間で無線通信する複数のトランスポンダとを備える通信装置と、
請求項１〜６のいずれか１つに記載の通信改善装置とを備える通信システム。
【請求項９】
リーダアンテナおよび通信改善装置の少なくともいずれか一方は、トランスポンダ配置領域に対して変位可能に設けられることを特徴とする請求項７または８に記載の通信システム。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載の通信システムと、
通信システムの通信装置が備える各トランスポンダが個別に装着される物品を搬送する搬送装置とを備える物品情報取扱設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーダ（リーダアンテナ）とトランスポンダとを備える通信装置の通信環境を改善するための通信改善装置、ならびにそれを備える通信システムおよび物品情報取扱設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来の技術の物品情報取扱設備１０１を簡略化して示す正面図である。物品情報取扱設備１０１は、物品１０２の情報を取得する設備であり、複数の物品１０２を搬送する搬送装置１０３と、各物品１０２の情報を取得するための通信装置１０４とを備えている。通信装置１０４は、各物品１０２にそれぞれ装着されるトランスポンダであるＩＣタグ１０５と、各ＩＣタグ１０５と無線通信するリーダアンテナ１０６とを備えている。これらの位置関係は図１１に限定されることはなく、リーダアンテナ１０６が搬送装置１０３の下方にあることも、横方向にあることもある。また搬送装置１０３がない場合もある。
【０００３】
リーダアンテナ１０６は、そのリーダアンテナ１０６の通信可能領域１０７に、搬送装置１０３によって搬送される各物品１０２の移動経路が含まれるように設けられる。各ＩＣタグ１０５は、リーダアンテナ１０６の通信可能領域１０７に存在する場合、リーダアンテナ１０６からの要求信号に応答して、物品１０２の情報を表す応答信号を送信する。したがってリーダアンテナ１０６は、搬送装置１０３によって搬送される物品１０２が通信可能領域１０７を通過するときに、物品１０２に装着されているＩＣタグ１０５から物品１０２の情報を読取ることができる。
【０００４】
通信装置１０４には、リーダアンテナ１０６の通信可能領域１０７に１つだけＩＣタグ１０５が存在する状況を想定して設計される１対１対応型の装置（例えば低出力型のハンディリーダなど）と、リーダアンテナ１０６の通信可能領域１０７に複数のＩＣタグ１０５が存在する状況を想定して設計される１対多対応型の装置（例えば高出力型のリーダアンテナなど）とが、少なくとも存在する。通常の場合、１対１対応型の通信装置１０４では、通信可能領域１０７に１つだけＩＣタグ１０５が存在し、リーダアンテナ１０６によってＩＣタグ１０５の情報を読取ることができる。しかし、この場合でも通信可能領域１０７に複数のＩＣタグ１０５があれば複数の読み取りも可能となる。一般にＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグシステムは、長距離通信を想定しており、通信可能距離もより遠くまで到達し、通信可能領域１０７もより広くなる。よって現在のＵＨＦ帯タグシステムは、電波到達エリアの点からも、多くのＩＣタグ１０５の情報を読み取る能力を有しているといえる。
【０００５】
図１１は、通信可能領域１０７に配置されるＩＣタグ１０５が装着された物品１０２に斜線のハッチングを付して示しており、リーダアンテナ１０６の通信可能領域１０７に複数のＩＣタグ１０５が存在する状態を示している。リーダはアンテナを兼用する場合と独立の場合があり、兼用の場合はリーダが、独立の場合はリーダアンテナが電波送受信源となる。本発明でリーダアンテナとしているのは電波の送受信機能を有する部材であるとしてのことであり、リーダとアンテナが一体化している場合はリーダがこれに代用する。１対１対応型の通信装置１０４は、リーダアンテナ１０６の構成が簡素であるなどの利点を有しているが、通信可能領域１０７に複数のＩＣタグ１０５が存在する状態の場合、リーダアンテナ１０６が複数のＩＣタグ１０５と全て同じ周波数では無線通信することはできない。この理由は、同じ周波数同士では干渉の問題が発生するし、ＩＣタグ１０５の読み取り順を制御できないこともあり、全てのＩＣタグ１０５を確実に読み取ることは困難となる。するとこれらすべてのＩＣタグ１０５と同時に通信することができないので、情報の読取不良を生じてしまうおそれがある。
【０００６】
ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグシステムにおいて実用化されている周波数割り当ておよび共用化技術を述べる。共用化技術とは、１個のリーダが多数のＩＣタグと通信したり、複数のリーダが１個のタグと通信したり、複数のリーダの電波到達領域が重なる場合などのタグシステムにおける電波干渉回避技術である。通信装置１０４で用いる電波の周波数として割り当てられている通信周波数帯には、細分割した複数の通信周波数域があり、それらを利用することで互いに異なる通信周波数域で通信することによって、１つのリーダアンテナ１０６にて複数のＩＣタグ１０５と同時に通信することができる。具体的には、９５２ＭＨｚ〜９５４ＭＨｚの高出力タイプの通信は９つのチャンネル（ＣＨ）に分割されていて、低出力タイプには９５２ＭＨｚ〜９５ＭＨｚで計１４ＣＨに分割されている。複数のＩＣタグ１０５が存在しても、各ＩＣタグ１０５との無線通信において、まったく同じ周波数を利用しないことで、狭い周波数域ながら干渉を低減する運用法が工夫されている。
【０００７】
現在採用されているキャリアセンスと呼ばれる干渉防止策は、ＬＢＴ技術（Listen 
Before Talk）である。同一ＣＨの電波に対して、リーダの持つＬＢＴ技術（同一ＣＨの電波を感知すれば、同じＣＨの出力を控える機能）により発信タイミングを変えることで干渉を回避するものである。これにより干渉問題が減らすことが可能となった。しかし、他ＣＨの電波に対してはＬＢＴが効果なく同じ時間に通信できるため、他ＣＨであっても近似するＣＨの場合（例えば、１ＣＨに対する２ＣＨや３ＣＨの場合）には他のリーダアンテナ６との通信が成立することがある。この結果、他リーダアンテナとの通信成立により、本来のリーダアンテナ１０６とは通信不良となってしまう。これがタグコンフュージョンと呼ばれる問題であり、近似ＣＨの電波のフィルタリングの課題である。この問題は、ゲートシステムが複数並んだ場合で指摘されている未だ解決されていない課題である。
【０００８】
ＬＢＴ技術が同一ＣＨの電波を感知すれば、同じＣＨの出力を控える機能であるために浮上してきた問題がある。リーダアンテナ１０６はＬＢＴ技術より電波出力のタイミングが電波の出力と出力停止を交互に行うことになっており、停止時間中に電波を検知し、そのリーダが発信するＣＨと同一ＣＨの電波の空きを確認してから、出力するという動作を取る。例えば物品を複数のコンベアベルトが平行して敷設されている物流ラインで運ぶ場合などで、複数のリーダアンテナ１０６が近くにある場合、本来、各リーダアンテナ１０６はリアルタイムで物品のＩＣタグ１０５を読み取るはずであるが、近接に存在するリーダアンテナ１０６がたまたま同一ＣＨの電波を出力していると、読むべきリーダアンテナ１０６が必要なタイミングでの出力を待ってしまい、その待ち時間に物品が通過することで読み取りミスを生じる現象をいう。ＬＢＴ技術の待ち時間発生に起因するレスポンスの遅れ（リアルタイム性の欠如）の課題である。これもゲートシステムが複数並んだ場合に指摘される未解決の課題である。
【０００９】
以上に加え、ＲＦＩＤにおいて無線通信するリーダやＩＣタグ１０５の場合、とくにＩＣタグ１０５は、低価格化の制限のため高度な共用化技術を採用しにくい事情もある。そしてＩＣタグ１０５は、バッテリレスタイプが主であり、このバッテリレスのＩＣタグ１０５では、まずリーダから電力を供給して起動させる必要があるため、通信するまでに時間を要するという事情もある。
【００１０】
さらに通信を困難にするのは、リーダアンテナ１０６から放射された要求信号が金属等から成る物体にて反射して、位相が変わった状態でＩＣタグ１０５に到来してきた場合、および他のリーダアンテナ１０６、特に同一ＣＨや近いＣＨの電波を放射しているリーダアンテナ１０６からの要求信号がＩＣタグ１０５に到来した場合などであり、ＩＣタグ１０５がこれらの要求信号に応答することによって、本来通信すべきリーダアンテナ１０６との正常な通信ができなくなる場合がある。またそれらの混信により信号は届いても、信号の位相に変化が生じてしまい情報が読み取れない場合もある。また信号の混信の場合だけでなく、電波の進行波と反射波（ときには他の機器からの直接波の場合もある）の干渉により通信領域１０７に定在波が発生し、場所によっては不感領域（null点）が発生することがある。このようにリーダアンテナ１０６による読取不良は、前述の様々な要因が絡み合って生じるので、読取不良を無くし、完全な読取り実現は非常に難しくなる。
【００１１】
これらは電波の指向性の問題である。指向性はアンテナの種類に大きく影響を受ける。一般に用いるリーダアンテナ１０６はパッチアンテナで構成される。パッチアンテナはダイポールアンテナより指向性は高いが、アレーアンテナよりは指向性が低い汎用アンテナである。パッチアンテナにて５ｍ〜１０ｍもの読み取り距離を得るような電波を放射する場合はどうしても横方向（上下も含めて広がるため楕円球状）に電波の広がりが発生する。読み取り距離を抑えたい場合はリーダアンテナの出力を抑え、電波を弱くすればよいが、読み取り距離を確保しながら、なお広がりを抑えるには別の工夫が必要になる。
また日本の場合、ＲＦＩＤ用途に認可されたＵＨＦ帯の周波数も狭いが、さらに実用現場においても狭い空間で運用されることが多く、複数のＩＣタグ１０５および複数のリーダアンテナ１０６が接近することがある。ＩＣタグ１０５やリーダアンテナ１０６が接近すると電波干渉の問題が発生しやすくなり、ＩＣタグ１０５の読み落としが頻発し、結果的にＲＦＩＤタグシステムの信頼性を築けず、普及を阻害する可能性がある。さらに物品の移動速度の問題が加わってくると処理が間に合わなくなり、さらに信頼性が低下する。とくに物流関係へのＲＦＩＤタグシステムの普及には、指向性の問題を解決する必要がある。
【００１２】
以上の問題の解決手段の１つに、アンテナの指向性を高くすることが考えられる。指向性が高いとは、電波が放射される方向の周囲の広がり範囲が小さいことを意味している。電波到達距離を損なわず、指向性を制御することにより、干渉を低減したＲＦＩＤタグシステムの使用方法を提案できる。
【００１３】
一般にリーダアンテナ１０６に用いられるパッチアンテナは、共振板とＧＮＤ（グランド）板の二枚の導体板が平行に配置された構成であり、コスト的に有利であり、最も汎用的なリーダアンテナ１０６として使用されている。パッチアンテナは二枚の導体板の間からしみ出すように発生した電界が、共振板方向のさらにその先に飛んでいくアンテナである。この際、ＧＮＤ板を共振板よりも大きくすることで、電界をより共振板方向に集中するようにしているが、ＧＮＤ板のサイズによっては横方向や後方向にも漏れる電界が生じている。これらの漏洩電界がＲＦＩＤシステムの干渉問題にも関与してくるため、これらの漏洩を同時に抑えた指向性制御装置（本発明の通信改善装置）が求められる。
【００１４】
パッチアンテナを一枚だけ用いるよりも、４枚や６枚を二列など複数列に近づけて並べることで指向性が絞れる場合がある。しかし、この場合パッチアンテナの境付近では干渉にてnull点が発生することがあり、とくに遠距離だけでなく近距離に物品がある場合の読み取りが不安定になることがある。
【００１５】
これとは別に指向性の高いアンテナとして、たとえばアレーアンテナが知られている。しかしアレーアンテナはサイズも大きく、コストアップにつながり、通信装置１０４に容易に用いることはできない。このようにアンテナの指向性を高くすることも困難である。
【００１６】
電波の指向性を制御する方法として、アンテナのサイド板として金属板を用いる方法がある。しかし、金属板を用いた場合は、上述の横方向や後方向にも漏れる電界を遮蔽することはできても、エネルギ的に消失させてはいないため、その電波が反射して通信可能領域１０７を想定外の形状にしたり、通信可能領域１０７以外のＩＣタグ１０５を読み取ることがある。金属板間で定在波が生じたり、反射波が生じて通信環境が劣化する場合がある。
【００１７】
またＲＦＩＤタグシステムにおいては、リーダアンテナ１０６の近くを大型の金属製物品が通過することも多く、この際にリーダアンテナ１０６と金属製物品間で定在波が発生することがあり、読み取りが不安定になったり、通信可能領域１０７以外のＩＣタグ１０５を読み取るという問題が発生する場合がある。これは単なる指向性制御の手段のみでは解決しない問題である。
【００１８】
高速自動車道の出入口において通行料金を自動的に収受するＥＴＣなどと呼ばれるシステムにおける不要な電波の遮蔽または吸収のための構造が、たとえば特許文献１，２に示されている。しかしながらこのような特許文献１，２に示される構成では、図１１を参照して説明したような課題を解決することはできない。
【００１９】
さらに特許文献３には、非接触式無線データキャリアを用いたシステムにおける電波吸収体の使用法が挙げられている。この場合の使用方法は不要電波の反射を抑えるために、非接触データキャリアの近傍の位置に電波吸収体を用いるものであり、本発明のようにアンテナの周囲に用いて電波の指向性制限と遮蔽性を達成しようとしたものはない。
【００２０】
【特許文献１】特開２００５−２４３８６８号公報
【特許文献２】特開２００５−１０９０９５号公報
【特許文献３】特開２００２−２３０５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
前述のように従来の技術の各装置では、リーダアンテナ１０６によるＩＣタグ１０５からの情報の読取が不良となってしまう場合がある。読取不良を防止できる構成は存在していない。
【００２２】
本発明の目的は、複数のトランスポンドをリーダによって各トランスポンドと順次通信する場合に、リーダアンテナとトランスポンダとの間の通信不良の発生を防止することができる指向性制御技術を有する通信改善装置、ならびにそれを備える通信システムおよび物品情報取扱設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、リーダアンテナと、リーダアンテナとの間で無線通信する複数のトランスポンダとを備える通信装置の通信環境を改善するための通信改善装置であって、
各トランスポンダが配置されるトランスポンダ配置領域と、リーダアンテナとの間またはリーダアンテナの部分的な周囲に設けられ、リーダアンテナとトランスポンダとの間の無線通信に用いられる電波あるいは不要電波を吸収および遮蔽する電波吸収体から成り、無線通信に用いられる電波を透過可能な透過領域が形成され、その透過領域を介してリーダアンテナとトランスポンダとが無線通信するように配置したり、または透過領域を有す電波吸収体形成体に透過領域からトランスポンダを搬入することで、アンテナの電波指向性を制御し、かつ他の周囲への電波を吸収および遮蔽することを特徴とする通信改善装置である。
【００２４】
また本発明は、無線通信周波数の電波に対する電波遮蔽層と電波吸収層が積層された電波吸収体であることを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、無線通信周波数の電波に対する電波遮蔽層のシールド性能が２０ｄＢ以上、かつ無線通信周波数の電波に対する電波吸収層の吸収性能が１０ｄＢ以上あることを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、透過領域が、単数または複数個形成され、その形状は、線状、スリット状、スロット状、円形状、楕円形状、多角形状、角部が曲線状である多角形状、不定形状、それらが組み合わされた形状で、かつ二次元または三次元状の形状の少なくとも１つから選ばれることを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、透過領域が、方形、楕円形もしくは多角形等であり、ｘ方向とｙ方向の長さが異なることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、前記透過領域はその領域の大きさが可変であり、設置される位置調節が可能であることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、前記通信改善装置を備えるリーダアンテナまたはリーダアンテナゲートである。
【００３０】
また本発明は、単数もしくは複数のリーダアンテナと、リーダアンテナとの間で無線通信する複数のトランスポンダとを備える通信装置と、前記通信改善装置とを備える通信システムである。
【００３１】
また本発明は、リーダおよび通信改善装置の少なくともいずれか一方は、トランスポンダ配置領域に対して変位可能に設けられることを特徴とする。
【００３２】
また本発明は、前記通信システムと、
通信システムの通信装置が備える各トランスポンダが個別に装着される物品を搬送する搬送装置とを備える物品情報取扱設備である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、トランスポンダ配置領域とリーダアンテナとの間またはリーダアンテナの部分的な周囲に電波吸収体が設けられる。この電波吸収体は、リーダアンテナとトランスポンダとの間の無線通信に用いられる電波（以下「利用電波」という）あるいは不要電波を吸収および遮蔽するシートから成り、利用電波を透過可能な透過領域が形成されている。リーダアンテナは、各トランスポンダの内、透過領域に臨む位置およびその周辺に配置されるトランスポンダとだけ、通信可能である。このような電波吸収体を設けることによって、リーダアンテナの通信可能領域に配置されるトランスポンダの数が少なくなるように、トランスポンダ配置領域において、リーダアンテナによってトランスポンダと通信可能な通信可能領域を通信可能距離は変わらないままで絞り込むことができる。または透過領域を有す電波吸収体形成体に透過領域からトランスポンダを搬入する形式として、差し入れられたトランスポンダを読み取り、電波吸収体の背面側にあるトランスポンダを読み取らないという、確実な読み取りを実現できる。これも通信可能領域の制御である。
【００３４】
さらに電波吸収体の透過領域以外の領域では、利用電波あるいは不要電波が吸収および遮蔽されるので、利用電波あるいは不要電波の反射および干渉を防ぎ、定在波が立ってしまうことを防ぐことができる。しかもその電波吸収体は、その透過領域の形状を非対称とすることや、透過領域の位置の変更を可能とすることで任意に電波の指向性や通信可能距離を調整することができる。これらによってリーダアンテナによる通信可能距離を低下させることなく、電波指向性を高めることが可能となる。このようにして無線通信特性を改善して、通信可能領域に配置されるトランスポンダの数を少なくする（絞り込む）ことで、今まで制御できなかった電波の反射や干渉を防ぐことが可能となり、単数もしくは複数のリーダアンテナを用いて、複数のトランスポンドと通信する場合に、リーダアンテナとトランスポンダとの間の通信不良の発生を防止し、リーダアンテナとトランスポンダとの間で好適に無線通信可能な通信環境を実現することができる。さらに金属製物品がリーダアンテナの前を通過する場合もリーダアンテナと物品間の電波干渉の発生を抑制することが可能となる。
【００３５】
本発明の工夫した点は以下の通りである。（１）電波吸収性と電波遮蔽性を共に有する電波吸収体をリーダアンテナの近くで用いて、電波到達距離を落とさずに指向性制御を実現させたこと、（２）透過領域の形状を任意変更すること等で、指向性制御可能としたこと、（３）近い距離での電波吸収特性を発現するため、磁性損失性を有する電波吸収体を用いたこと、である。（１）に関しては、ホーンアンテナなど金属を用いた電波の指向性制御法は存在した。しかし、ＲＦＩＤシステムにおいてはどの方向から来る電波もあるため、金属板をそのままで用いると、例えば外周部は電波反射板となる。またリーダアンテナから横方向や後方向に漏洩する電波を抑制する必要もあり、両方を達成するため電波吸収性と電波遮蔽性を共に有する電波吸収体を使用している。（２）は、（１）により不要電波を吸収させた後、透過領域の形状を制御することで指向性を制御している。形状に非対称性を与えたり、または角度を変更したりして、電波到達距離を低下させずに、指向性を上げる条件をみつけている。（３）は、近傍界のように電波吸収体が電波発信源に近づくと、インピーダンスは磁界成分が電界成分よりも小さくなり、遠方界用に設計した電波吸収体が使用できなくなる。この際、電波吸収体に透磁率を有する磁性体から成る吸収層を有していれば、その層の効果で電波の磁界成分に損失を与えることができ、近距離でも電波吸収効果を有することが期待できる。少なくとも定在波は発生しない。このようにＲＦＩＤシステムの電波吸収体には近い距離や斜め入射角度でも吸収性能に優れた電波吸収体が要求されている。さらに薄型化の要求もあるため、これらに応じるために透磁率成分を利用したパターン型電波吸収体を使用している。例えば、磁界を利用するようなＵＨＦ帯の通信手段の場合には、この透磁率が指向性制御に有効に働くことになる。
【００３６】
以上を組み合わせて、リーダアンテナの近くで用いることができる通信改善装置を得ることができた。
【００３７】
また本発明によれば、電波吸収体に、単数または複数個の透過領域が設けられ、その透過領域は、線状、スリット状、スロット状、円形状、楕円形状、多角形状、角部が曲線状の多角形状、不定形状、それらが組み合わされた形状で、かつ二次元または三次元状の形状の少なくとも１つから選ばれる形状を有している。このような透過領域を設けることで、リーダアンテナからの利用電波が必要十分な位置に到達される程度に、通信可能領域を絞り込むことができる。
【００３８】
また本発明によれば、電波吸収体に設けられる方形、楕円形もしくは多角形等の透過領域のｘ方向とｙ方向の長さを変えている。このような透過領域の形状とすることで、リーダアンテナからの電波の指向性をｘ方向とｙ方向で変えることが可能となる。
【００３９】
また本発明によれば、透過領域を形成する電波吸収体や透過領域を位置調整可能とすることで、現場にて、あるいはＩＣタグの貼られる物品に合わせて最適指向性に調整することが可能となる。
【００４０】
また本発明によれば、前述の優れた効果を達成する通信改善装置によって、通信装置の通信環境を改善し、優れた通信環境を実現することができる。したがって通信装置のリーダアンテナと各トランスポンダとの間で、好適に通信可能なリーダアンテナやリーダアンテナゲートを実現することができる。
【００４１】
また本発明によれば、トランスポンダ配置領域に対して、リーダアンテナおよび通信改善装置の少なくともいずれか一方を変位させ、トランスボンダの位置に指向性を合わせて通信可能領域を変更することできる。したがってより好適な無線通信による通信環境を実現することができる。
【００４２】
また本発明によれば、前述の通信システムの各トランスポンダを、各物品に装着し、物品の情報を保持可能とした各トランスポンダを構成することによって、各物品を搬送装置で搬送しながら、物品の情報を取扱うことができる。このように好適に情報を取扱うことができる物品情報取扱設備を実現することができる。物品の情報の取扱には、たとえば各トランスポンダに保持させた物品の情報の取得、および各トランスポンダによる物品の情報の格納保持の少なくともいずれか一方が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
図１は、本発明の実施の一形態の物品情報取扱設備２０を簡略化して示す断面図である。物品情報取扱設備２０は、複数の物品２１に関する情報を取扱うための装置であり、情報の取扱には、情報の取得および情報の格納保持の少なくともいずれか一方が含まれる。物品２１の情報には、たとえば物品２１の種類、名称、番号、価格などが含まれる。また物品２１の情報は、物品２１の履歴情報（製造場所、生産地、製造年月日、環境データ等）、物品２１が食品である場合のその食品のレシピ、物品２１の取り扱い方法の情報などであってもよい。この物品情報取扱設備２０の用途は、物品２１の情報を取扱う用途であれば、特に限定されるものではないが、たとえば物品２１の在庫管理を目的として、物品２１の入庫および出庫を確認するために用いられてもよいし、たとえば複数の物品２１を販売するときに各物品２１毎の価格を取得して合計金額を求めるために用いられてもよい。
【００４４】
物品情報取扱設備２０は、各物品２１を搬送する搬送装置２２と、各物品２１にそれぞれ装着される複数のトランスポンダ２３および各トランスポンダ２３との間で無線通信可能なリーダアンテナ２４を有する通信装置２５と、通信装置２５の通信環境を良好にするための通信改善装置２６とを備える。通信装置２５と通信改善装置２６とを含んで通信システムが構成される。さらに物品情報取扱設備２０には、制御装置２７を備え、この制御装置２７は、リーダアンテナ２４に通信可能に有線接続されている。リーダアンテナ２４とトランスボンダ２３の位置関係は図１に限定されることはなく、リーダアンテナ２４が搬送装置２２の下方にあることも、横方向にあることもその他の位置にあることもまた搬送装置２２を用いない場合があるのは前述の通りである。
【００４５】
搬送装置２２は、物品２１を保持して搬送可能な構成であれば、特に限定されるものではない。本実施の形態では、搬送装置２２は、たとえばベルトコンベアなどのコンベアによって実現され、各物品２１を乗載して、搬送方向Ａへ搬送することができる。搬送装置２２は必須のものではなく、例えば人の手やフォークリフトなどその他の手段で移動させることは可能である。また物品２１は、特に限定されるものではなく、商品であってもよいし、部品や中間品であってもよく、試験の対象となる試験体またはその試験体が収容される容器であってもよい。
【００４６】
リーダアンテナ２４は、電波から成る要求信号を送受信する電子機器であり、リーダ２７にて制御される。このリーダアンテナ２４は、たとえば搬送装置２２の上方に、搬送装置２２に対向するようにして、たとえば図示しない支持装置によって支持されて、定位置に設けられる。リーダアンテナ２４は、要求信号を搬送装置２２に向けて送受信する。
【００４７】
図２は、本発明の実施の他の形態の物品情報取扱設備２０を簡略化して示す断面図である。リーダアンテナ２４の位置は、物品の横方向、上下方向や斜め方向などが任意に選択することができる。リーダアンテナ２４は複数であってもよい。図１との違いは、物品が縦方向に積載されてリーダアンテナ２４の前を通過する場合を示している。さらにリーダアンテナ２４の周囲を電波吸収体３０で囲い、物品２１に面する方向に透過領域を有している。  
【００４８】
図３は、物品２１を示す斜視図である。図１を併せて参照して、各トランスポンダ２３は、たとえばタグによって実現されるが、タグに限定されるものではない。またタグは、シート状であってもよいし、チップ状であってもよいし、ボタン状、ラベル状、カード状等であってもよい。さらにタグは、ＩＣなどの半導体装置を備える構成であってもよいし、半導体装置を備えていない構成であってもよい。
【００４９】
本実施の形態では、各トランスポンダ２３は、シート状のタグであり、各物品２１の表面部に、たとえば貼着されて装着される。各トランスポンダ２３は、各物品２１に個別に、１つずつ設けられる。このように各トランスポンダ２３は、搬送装置２２に保持される物品２１に装着されている。したがって各物品２１が搬送装置に保持された状態で、各トランスポンダ２３が配置される領域がトランスポンダ配置領域２８となる。また図２の場合では、積載された複数の物品２１に装着された各トランスポンダ２３を一単位として配置される領域がトランスポンダ配置領域２８となる。
【００５０】
また各トランスポンダ２３は、各物品２１が搬送装置２２によって搬送されることに伴なって移動する。このときの各トランスポンダ２３の移動する流域が各トランスポンダ２３の移動経路となる。この移動経路は、トランスポンダ配置領域２８と一致している。以下、移動経路にも、トランスポンダ配置領域と同一の符号「２８」を付す。
【００５１】
リーダアンテナ２４は、通信改善装置２６が設けられない状態で、リーダアンテナ２４がトランスポンダ２３と通信可能な通信可能領域２９と、トランスポンダ配置領域２８とが、互いに部分的に重なり合うように設けられる。したがってトランスポンダ配置領域２８であって、かつリーダアンテナ２４の通信可能領域２９でもある領域部分（以下「重複領域」という）３１が存在する。
【００５２】
このようなリーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３とを含んで構成される通信装置２５では、リーダアンテナ２４から送信される要求信号を、重複領域３１に配置されるトランスポンダ２３が受信し、そのトランスポンダ２３が要求信号に応答し、要求信号によって要求される動作を実行する。この要求信号によって要求される動作は、特に限定されるものではないが、たとえば、トランスポンダ２３が保持している情報をリーダ２４に送る動作であってもよいし、リーダアンテナ２４から与えられる情報を格納して保持する動作であってもよい、トランスポンダ２３が保持している情報をリーダアンテナ２４に送るとともに、リーダアンテナ２４から与えられる情報を格納して保持する動作であってもよいし、情報を取扱うその他の動作であってもよい。各トランスポンダ２３が要求信号に応答して、リーダアンテナ２４に情報を送る信号は、応答信号である。
【００５３】
リーダ−ＩＣタグの通信周波数は、電波方式である３００ＭＨｚ帯、４３０ＭＨｚ帯、ＵＨＦ帯、２．４ＧＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯等を想定しているが、他の周波数でも構わない。ミリ波帯域を利用することも可能である。ここでいうＵＨＦ帯とは８００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの中の周波数を部分的に使用する通信電波の帯域であり、各国で認可された周波数帯域がある。２．４ＧＨｚ帯は、２，４００ＭＨｚ以上２，５００ＭＨｚ未満の電波であり、具体的にはＲＦＩＤ用では、日本では２，４００ＭＨｚ以上２４８３．５ＭＨｚ以下の範囲を含む電波である。
【００５４】
リーダアンテナ２４は、要求信号を送信し、トランスポンダ２３に保持している情報を送信させることによって、トランスポンダ２３から情報を読取り、またはトランスポンダ２３に情報を与えてトランスポンダ２３にその情報を保持させるようにして、トランスポンダ２３に情報を書込むことができる。リーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３とを備える通信装置２５では、リーダアンテナ２４と、各トランスポンダ２３とは、各トランスポンダ２３がリーダアンテナ２４に対して相対的に変位しながら互いに無線通信する。リーダアンテナ２４とトランスポンダ２３とは、リーダアンテナ２４が絶対位置を変えるにように変位して相対的に変位する構成であってもよいが、本実施の形態では、各トランスポンダ２３が各物品２１の搬送に伴って絶対位置を変えるにように変位して相対的に変位する構成である。
【００５５】
制御装置２７は、リーダアンテナ２４を制御し、リーダアンテナ２４から要求信号を送信させ、トランスポンダ２３からの応答信号を受信させる。制御装置２７は、たとえばリーダアンテナ２４によって各トランスポンダ２３から読取らせた情報を、表示しまたは他の装置に与える構成であってもよいし、リーダアンテナ２４によって各トランスポンダ２３から読取らせた情報を利用して、他の装置を制御する構成であってもよい。また制御装置２７は、たとえばリーダアンテナ２４によって各トランスポンダ２３に書込みさせる情報を生成してリーダアンテナ２４に与える構成であってもよい。
【００５６】
図４は、通信改善装置２６の電波吸収体３０を示す斜視図である。図１を併せて参照して、通信改善装置２６は、簡便な構造でリーダアンテナ２４から放射される電波の到達領域を制限可能な装置であり、リーダアンテナ２４として既存のリーダアンテナを用い、既存の出力で電波を放射させるように用いて、電波の到達領域をトランスポンダ２３のある位置および周辺領域に限定しようとするものである。つまり通信改善装置２６は、電波の到達領域を小さく制限することによって、通信可能領域２７を小さく絞り込む装置であり、これによって本来通信すべきリーダアンテナ２４とトランスポンダ２３との通信環境が良い状態となるようにする装置である。
【００５７】
したがって通信改善装置２６は、前述の通信装置２５における通信環境を改善する装置であり、リーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３との間の通信環境を改善して良好にする装置である。この通信改善装置２６は、電波吸収体または電波遮蔽体に周波数選択表面（Frequency Selective Surface；略称Ｆ．Ｓ．Ｓ）技術を組み合わせたものであり、本実施の形態では、電波吸収体３０を備える。これは透過領域３３をスロットアンテナとして動作させて、そのアンテナ部分で再放射される電波でＩＣタグ２３と通信しようとするものである。電波吸収体３０に用いた導体層３５に周波数に合わせた切り込みを入れることでこれを実現している。ただし、切り込み部分は厳密にアンテナ化していなくても隙間部分から漏れる電波を利用することで通信することも可能である。電波吸収体３０は、図示しない支持装置によって支持されて、トランスポンダ配置領域２８と、リーダアンテナ２４との間に設けられる。この電波吸収体３０は、電波を吸収する吸収体であるが、電波を遮蔽する機能も併せて有している。
【００５８】
トランスポンダ配置領域２８は、細長く延びる棒状の領域であり、本実施の形態では一仮想直線に沿って延びる領域である。リーダアンテナ２４における電波を放射する位置（信号の送信位置）の中心（以下「放射中心」という）と、トランスポンダ配置領域２８における放射中心に最も近い位置とを結ぶ仮想軸線３２を想定して、電波吸収体３０は、仮想軸線３２に対して垂直に配置され、リーダアンテナ２４から間隔をあけた距離Ｄの位置に配置される。
【００５９】
図５は、電波吸収体３０の一部を示す断面図である。電波吸収体３０は、通信装置２５において無線通信に用いられる電波（以下「利用電波」という）を吸収するシートから成る。電波吸収体３０は、利用電波を吸収可能な構成であれば、特に限定されるものではなく、どのような構成であってもよい。あくまでも一例ではあるが、電波吸収体３０は、導電性材料から成る導体層３５を有し、この導体層３５の厚み方向の少なくとも一方側に積層されて、吸収層３６を有する。
【００６０】
導体層３５は、たとえばアルミニウム、銅などの金属または導電性インクから成る。導体層３５としては、金属板、金属箔および金属蒸着フィルム、導電インク層などを用いることができるが利用電波の波長よりも小さい寸法の空隙を有するメッシュ構造物、導電性織布、導電性不織布、導電性発泡体などを用いることも可能である。
【００６１】
電波吸収体３０が電波吸収体として動作するためには、背面部に電磁波反射層となる導体層３５（本発明では電波遮蔽層を兼ねる。）が必要である。しかし、背面方向に金属板を用いるなど、導体層３５を代用するものがある場合は、電波吸収体３０に導体板３５が一体化していなくてよい。
【００６２】
吸収層３６は、少なくとも損失層を有し、この損失層によって電波のエネルギを損失させて吸収する。損失層は、磁性損失および誘電損失の少なくともいずれか一方を利用して電波を吸収する構成である。また吸収層は、導電性材料から成る導体パターンが形成されるパターン層を有する構成でもよい。本発明では、磁性損失および誘電損失の両方を利用している。磁性損失の利用が好適であるが、近傍界の電波吸収効果が少なくなってもよい場合もあり、効果は落ちるが、誘電損失のみの利用の場合もある。
【００６３】
吸収体の吸収層を構成する材料、パターン層の導体パターンの形状などは、特に限定されるものではない。また吸収体の各層の厚み、導体パターンの寸法などは、吸収すべき電波の周波数に合せて決定される。
【００６４】
このように導体層３５と吸収層３６とを含んで電波吸収体３０が構成され、図４において上方となる吸収層３６側から入射する電波を吸収することができる。したがって電波吸収体３０は、吸収層３６をリーダアンテナ２４に対向させるようにして配置され、リーダアンテナ２４から放射される利用電波を吸収することができる。
【００６５】
また導体層３５の吸収層３６とは反対側に、吸収層３６と同様のもう１つの吸収層３７を設けるようにしてもよい。これによってリーダアンテナ２４とは反対側のトランスポンダ配置領域２８側から入射される利用電波も吸収することができる。
【００６６】
このように電波吸収体３０は、少なくともリーダアンテナ２４側から入射する利用電波を吸収するように構成され、本実施の形態では、トランスポンダ配置領域２８側から到来する利用電波あるいは不要電波を吸収するように構成される。
【００６７】
ＲＦＩＤタグシステム用途における電波吸収体３０は、特定周波数（通信周波数）の反射波を発生しない電波遮蔽体として機能する。電波遮蔽体としては金属板などを利用すれば有効であるが、その場合は反射波が発生し、進行波との間で干渉し定在波が発生して読み取り不良が生じる。電波吸収体３０のような反射波も透過波も生じない電波遮蔽体が、ＲＦＩＤ通信改善用途には適している。
【００６８】
本実施の形態では、パターン層を有する電波吸収体３０を用いているが、もちろんこれに限定されることはなく、電波を吸収するものであれば、λ／４型電波吸収体、カーボン系含浸織布、カーボン系含浸不織布、フェライト、カルボニル鉄などの磁性材料を含有してなる電波吸収体、フェライト板やセラミックスなどの電波吸収体によることも可能である。
【００６９】
電波吸収体３０は、その形状が限定されるものではないが、たとえば平板状であり、厚み方向に見た形状が長方形状である。本発明において、長方形状に、正方形状が含まれることは言うまでもない。また電波吸収体３０は、仮想軸線３２に平行に投影した場合、この電波吸収体３０が設けられない状態でのリーダアンテナ２４による通信可能領域２９の全体が、電波吸収体３０に包含されるように設けられる。したがって電波吸収体３０の外周部によって囲まれる領域内にリーダアンテナ２４による通信可能領域２９が収まっている。
【００７０】
電波吸収体３０には、中央部に利用電波を透過可能な透過領域３３を有している。透過領域３３は、本実施の形態では、透孔部を形成することによって実現され、透孔部が透過領域３３となる。透過領域３３の形状は、限定されるものではないが、たとえば厚み方向に見た形状が長方形状である。電波吸収体３０は、仮想軸線３２が透過領域３３の中心を通り、リーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３とは、透過領域３３を介して無線通信するように配置される。
【００７１】
また電波吸収体３０は、仮想軸線３２に平行に投影した場合、この電波吸収体３０が設けられない状態でのリーダアンテナ２４による通信可能領域２９に、透過領域３３が包含されるように設けられる。したがって通信可能領域２９内に透過領域３３が収まっている。
【００７２】
電波吸収体３０が設けられると、リーダアンテナ２４は、各トランスポンダ２３の内、透過領域３３に臨む位置に配置されるトランスポンダ２３とだけ、通信可能である。リーダアンテナ２４は、重複領域３１に配置されるトランスポンダ２３と通信可能であるが、電波吸収体３０が設けられることによって、重複領域３１が絞り込まれて小さくなり、透過領域３３に臨む位置だけになる。このように重複領域３１を小さくすることによって、重複領域３１に１つだけトランスポンダ２３が配置されるようにして、重複領域３１に複数のトランスポンダ２３が同時に配置されてしまうことを防ぎ、または重複領域３１に複数のトランスポンダ２３が同時に配置されてしまうことを抑制することができる。
【００７３】
重複領域３１に複数のトランスポンダ２３が配置されないことが好ましいが、重複領域３１に複数のトランスボンダ２３が同時に配置される場合であっても、電波吸収体３０を設置される前より、通信可能領域２９に入るトランスボンダ２３の数が減る場合は、それに応じた読み取り率の向上を得ることができる。したがって重複領域３１に複数のトランスポンダ２３が同時に配置される確立を小さくできれば、通信改善という本発明の効果を達成することができる。つまり重複領域３１に１つだけトランスボンダ２３が配置されるようにすることが可能な通信改善装置２６はもちろん、重複領域３１に同時に配置されるトランスポンダ２３の数を減少させる通信改善装置２６も、本発明に含まれる。
【００７４】
さらに電波吸収体３０の透過領域３３以外の領域では、利用電波が吸収されるので、利用電波の反射および干渉を防ぎ、定在波が立ってしまうことを防ぐことができる。しかもその電波吸収体３０は、リーダアンテナ２４から間隔をあけて設けて配置することで、利用電波または不要電波を吸収および遮蔽して、反射および干渉を防ぐことができる。しかもリーダアンテナ２４から放射される電波を電波吸収体３０が近い距離のため吸収することがない現象を回避でき、リーダアンテナ２４による通信可能距離を低下させることがない。
【００７５】
このようにして通信装置２５の通信環境を改善し、リーダアンテナ２４が、通信可能領域２９に１つだけトランスポンダ２３が存在する場合にトランスポンダ２３と好適に通信可能なリーダアンテナであっても、複数のトランスポンダ２３と通信することができる。これによってリーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３との間の通信不良の発生を防止し、リーダアンテナ２４とトランスポンダ２３との間で好適に無線通信を可能にする。
【００７６】
また図２の場合は、透過領域を残してリーダアンテナ２４の周囲に電波吸収体３０を設けている。側面部分や背面部分電波吸収体３０が存在することで、リーダアンテナ２４の横方向や後方向に放射される電波を吸収および遮蔽したり、且つ他から進入してくる電波を抑えることができ、透過領域により電波の指向性を高めることと合わせて、リーダアンテナ２４と所望の一単位の各トランスポンダ２３との間で好適に無線通信を可能にする。
【００７７】
さらに電波吸収体３０により形成される透過領域であるが、リーダアンテナ２４の電波の指向性を増すために透過領域を狭めた場合に、狭めすぎるとその透過領域を通過した後に回折波が発生することになり、かえって指向性が制御できない場合がでてきた。つまり指向性を高めるのに適正な透過領域の幅を選定する必要があるということである。逆にいえば、この関係により、指向性を高めたい方向と指向性を広いままにしておきたい方向を制御できることが可能になる。
【００７８】
具体的には、例えば図２の積載された複数の物品２１に装着された各トランスポンダ２３を一単位として配置される領域がトランスポンダ配置領域２８とすると、すぐ後からやってくる次の積載された複数の物品２１に装着された各トランスポンダ２３を一単位として配置される領域がトランスポンダ配置領域２８は読み取らないというように、縦方向を全て読み取るように電波の指向性は低くして、且つ横方向の読み取り範囲としてトランスポンダ２３をカバーできる程度と電波の指向性を高くするといった指向性に異方性を付与できることになる。
【００７９】
さらに前述のリーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３とを備える通信装置２５と、前述の通信改善装置２６とを備えて、通信システムが構成される。このような通信システムでは、前述の優れた効果を達成する通信改善装置２６によって、通信装置２５の通信環境を改善し、優れた通信環境を実現することができる。したがって通信装置２５のリーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３との間で、好適に通信可能な通信システムを実現することができる。
【００８０】
さらにこの通信システムと、搬送装置２２とを備えて、物品情報取扱設備２０が構成される。この物品情報取扱設備２０では、各物品２１を搬送装置２２で搬送しながら、物品２１の情報を取扱うことができる。このように好適に情報を取扱うことができる物品情報取扱設備２０を実現することができる。物品２１の情報の取扱には、たとえば各トランスポンダ２３に保持させた物品２１の情報の読出し、および各トランスポンダ２３への物品２１の情報の書込みの少なくともいずれか一方が含まれる。
【００８１】
図６は、本発明の実施の他の形態で用いられる電波吸収体３０Ａを示す斜視図である。この図６に示す電波吸収体３０Ａは、図４の電波吸収体３０に代えて用いられる電波吸収体であり、図４の電波吸収体３０と対応する部分には同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。図６の電波吸収体３０Ａの透過領域３３は、厚み方向に見た形状が円形状となるように形成されている。このような電波吸収体３０Ａであっても同様の効果を達成することができる。
【００８２】
図７は、本発明の実施のさらに他の形態で用いられる電波吸収体３０Ｂを示す断面図である。図８は、電波吸収体３０Ｂを示す斜視図である。図７および図８に示す電波吸収体３０Ｂは、図４の電波吸収体３０に代えて用いられる電波吸収体であり、図４の電波吸収体３０と対応する部分には同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。図７および図８の電波吸収体３０Ｂは、平板状ではなく、錐台の側面状、本実施の形態では、角錐台の側面状の形状を有している。この角錐台の小さい方の底面に位置する部分に透過領域３３を有する。
【００８３】
また図７および図８の電波吸収体３０Ｂは、その全体が、リーダアンテナ２４に対して間隔をあけ、凹となる側をリーダアンテナ２４に対向させて、軸線が仮想軸線３２と一致するように配置される。さらに図７および図８の電波吸収体３０Ｂは、透過領域３３の周囲の部分のトランスポンダ配置領域２８に対する距離をもって配置されている。このような電波吸収体３０Ｂであっても同様の効果を達成することができる。
【００８４】
また本発明の実施のさらに他の形態として、円錐台の側面状の形状を有する電波吸収体を用いてもよい。この場合、たとえば透過領域は、図６の電波吸収体３０と同様に円形状に形成される。このような電波吸収体であっても同様の効果を達成することができる。
【００８５】
図９は、本発明の実施のさらに他の形態で用いられる電波吸収体３０Ｃを示す断面図である。図１０は、電波吸収体３０Ｃを示す斜視図である。図９および図１０に示す電波吸収体３０Ｃは、図５の電波吸収体３０に代えて用いられる電波吸収体であり、図４の電波吸収体３０と対応する部分には同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。図９および図１０の電波吸収体３０Ｃは、筒状の周壁部４０と、周壁部４０の軸線方向一端部を塞ぐ底壁部４１とを有する、有底筒状に形成される。本実施の形態では、周壁部４０は、軸線に垂直な断面の形状が長方形となる四角筒状であり、底壁部４１は、長方形状である。透過領域３３は、底壁部４１の中央部に形成される。
【００８６】
また図９および図１０の電波吸収体３０Ｃは、その全体が、リーダアンテナ２４に対して間隔をあけ、凹となる側をリーダアンテナ２４に対向させ、底壁部４１が仮想軸線３２に対して垂直となり、仮想軸線３２が透過領域３３の中心を通るように、配置される。また本実施の形態では、リーダアンテナ２４が周壁部４０によって外方から囲まれるように、電波吸収体３０Ｃが設けられる。さらに図７および図８の電波吸収体３０Ｂは、透過領域３３の周囲の部分のトランスポンダ配置領域２８に対する距離をもって配置されている。このような電波吸収体３０Ｂであっても同様の効果を達成することができる。
【００８７】
また本発明の実施のさらに他の形態として、周壁部４０が円筒状である電波吸収体を用いてもよい。この場合、透過領域は、長方形であってもよいし、円形状であってもよい。このような電波吸収体３０であっても同様の効果を達成することができる。
【００８８】
さらに透過領域を有する電波吸収体形成体を作成し、その透過領域からトランスポンダを搬入することで電波吸収体形成体内に位置するトランスポンダを確実に読み取ることができる。具体的には電波吸収体形成体の内部にリーダアンテナ２４を備え、透過領域を介して、読み取りたいＩＣタグ１０５を貼った物品を形成体の内部に差し込む。すると透過領域以外は電波吸収体にて囲まれているため、それらの電波吸収体面の背面にあるＩＣタグ１０５を読み取ることはなくなり、確実に内部のトランスポンダを読み取ることが可能となる。これもリーダライタ２４の読み取り領域を制御する、つまり指向性を制御する一方法である。この場合に形成体を作製する際に、電波吸収体の突合せ部分にアルミテープ等を使用することで、シールド性を高めて読み取りを確実にすることが好ましい。
【００８９】
本発明の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、構成を変更することができる。
以下にシミュレーション結果と実験結果を示す。
【００９０】
まず、実施例の電波吸収体３０の製造法および性能評価結果を記す。本実施例では、図１２に示す積層体１から成るパターン型電波吸収体を使用している。積層体１は、導体層２、誘電体層３、吸収層４およびパターン層５がこの順に積層されて構成される。パターン層５として図１３記載のパターン形状をアルミ蒸着ＰＥＴシートからエッチング処理にて形成したシートを用いた。
【００９１】
図１３のパターン層５は、パターンとして複数の放射形パターン１３０と、複数の略方形パターン１３１とを有する。各放射形パターン１３０は、略十文字形に形成され、ｘ方向およびｙ方向に行列状に規則正しく整列配置される。各放射形パターン１３０は、十文字の交差部分における４つの角部を円弧状にした形状である。略方形パターン１３１は、放射形パターン１３０に囲まれる領域に、放射形パターン１３０から間隔１１０をあけて配置され、放射形パターン１３０に囲まれる領域を塗潰すようにそれぞれ配置される。
【００９２】
吸収層４は、塩化ビニル樹脂１００ｐｈｒにフェライト粉４４５ｐｈｒおよびグラファイト７０ｐｈｒを加熱混練した後、カレンダー成形にてシートを作成した。この吸収層４は、９５０ＭＨｚ帯での複素比透磁率の実部（μ’）が２．６、虚部（μ”）が１．０、複素比誘電率の実部（ε’）が３１、虚部（ε”）が２であるシートを厚さ１．５ｍｍで用いている。さらに誘電体層３として、厚み方向に対し長く伸びるような扁平状発泡構造を有するポリプロピレン樹脂発泡体（磁性はなく、９５０ＭＨｚ帯での複素比誘電率の実部（ε’）が１．２５、虚部（ε”）が０．０５）の５．５ｍｍ厚を用い、導体層２としてアルミ蒸着ＰＥＴシートを使用した。接着剤にて各層を積層固定後、総厚７．５ｍｍ、９００ｍｍ×１，８００ｍｍのサイズでの重量７．５ｋｇのＵＨＦ帯用電波吸収体３０を得た。この電波吸収体３０は、カッター等で裁断や穴加工が可能であり、容易に各構造の通信改善装置を作成することができた。
【００９３】
なお本発明で用いた導体層２は、アルミ蒸着層が４００〜５００Åのアルミ蒸着ＰＥＴシートである。そのシートの、ＫＥＣ法による１ＧＨｚでのシールド性を測定したところ、電界シールド性が４５ｄＢ、磁界シールド性が２８ｄＢであった。電波吸収体３０の電波遮蔽性能としては、パターン層５側からは電波吸収性能と電界シールド性を合計した約６０ｄＢとみることができ、導体層２側からは電界シールド性の４５ｄＢがそのまま残ると考えてよい。導体層２が吸収層４等と相俟って、電波遮蔽層として機能する。
【００９４】
電波吸収測定は、自由空間測定法により行い、電波送受信用アンテナとしてダブルリッジドアンテナを使用し、ネットワークアナライザーＨＰ８７２０ＥＳに同軸ケーブルで接続して、ネットワークアナライザーのゲート設定による周辺電波干渉波の除去、及びアンテナ同士の直接波の除去後を行った後、９００ｍｍ×１，８００ｍｍのサイズにて測定を行った。電波吸収性能は図１４の通りである。用いた電波吸収体３０は、ＵＨＦ帯にて安定して１５ｄＢ超の電波吸収性能を有していた。さらに図１５に斜入射特性を評価した結果を示す。この電波吸収体３０は上述の電波吸収体（発泡体タイプ）とその電波吸収体３０の構成の中で誘電体層３のみ合板（６．５ｍｍ厚）に材質を変更したもの（合板タイプ）である。吸収層４の配合は同じであるが、合板を用いた場合は２ｍｍ厚としている。結果、４５°の斜入射においても１５〜２０ｄＢ近いリターンロスを示している。パターン層５、透磁率を持つ吸収層４、誘電体層３の材質選定の効果が相俟って、斜入射特性が改善したのである。
【００９５】
図１６の構成の通信改善装置２６に対して、図に示す通りｚ方向の寸法を可変にしてリーダアンテナ２４を被覆して、アンテナ指向性を計算した。なお図１６は背面板を有している。結果を表１に示す。自由空間の場合に比べてｚ方向の通信到達距離を近くあるいはそれ以上としながら（表１の鉛直方向の絶対利得が自由空間に匹敵する値をとりながら）も指向性の尺度となる半値角を小さくすることができている。なお、シミュレーションで得られたパッチアンテナ（通信改善装置未使用時）の半値角は約３１°であり、実際のパッチアンテナの半値角とほぼ同じであった。半値角は、リーダアンテナから電波が放射される方向（鉛直方向）をｚ方向として描く電界放射パターンに於いて、そのｚ軸方向の絶対利得が３ｄＢ低下したところを半径として円を描き、最初の電界放射パターンとの交点を求め、ｚ軸に対してその交点が何度ずれているかを求めることで決めている。実際の電波の放射角はこの半値角の２倍となるが、指向性を決める指針としてこの半値角が用いられる。
【００９６】
【表１】
2008099266.tif 000003
【００９７】
通信改善装置２６のサイズを横（ｘ）５００ｍｍ、縦（ｙ）５００ｍｍ、高さ（ｚ）３００ｍｍとし、開口部の寸法ｈｙを変更して放射特性を計算した結果を図１７に示す。ここで図１７の縦軸および横軸は、無指向性アンテナの通信距離に対する、電界強度の割合から決定した通信距離到達度合いである。自由空間の結果との相対比較により通信距離パターンを求めている。これらによりｈｘの寸法を大きくすると、鉛直方向の放射特性が向上、且つｚ−ｙ面の放射特性の半値角が狭くなるが、ｚ−ｘ面放射特性の半値角はほとんど変化しない、ことがわかった。ｈｘの寸法を大きくすると、鉛直方向の放射特性が向上、且つｚ−ｘ面の放射特性の半値角が狭くなるが、ｚ−ｙ面放射特性の半値角はほとんど変化しない、となった（以上、表１参照）。図２の場合のように物品の積載方向には半値角を大きくして、物品の搬送方向には半値角を小さくしたいというような場合は、この開口部寸法のｘ方向を広くして、ｙ方向を狭くすれば、好適な半値角を提供することが可能となる。
【００９８】
さらに通信改善装置２６の寸法を変更した場合の構成を図１８に示し、結果を表２および図１９，２０に示す。
【００９９】
【表２】
2008099266.tif 000004
【０１００】
奥行き寸法であるｚを１５０ｍｍ、３５０ｍｍとしたところ、開口部寸法（ｘ方向）と奥行き寸法（ｚ方向）に依存して、絶対利得が高く且つ指向性の高い条件が存在することがわかった。例えば、奥行き寸法ｚ＝１５０ｍｍのときに開口部寸法ｈｘを４００ｍｍから５８５ｍｍの間で設定すると、半値角は２３．５°から２９．５°の間で調整できることになる。この関係は奥行き寸法を固定すると開口幅によって条件変更することが可能であり、現場での最適調整が可能となってきた。固定条件とした通信改善装置の横寸法および縦寸法を小型化するなど変更することは可能である。
【０１０１】
シミュレーション結果を実際のタグ読み取り試験にて確認した。リーダとしてオムロン製Ｖ７５０−ＢＡ５０Ｃ０４−ＪＰ、リーダアンテナ２４としてオムロン製Ｖ７５０−ＨＳ０１ＬＡ−ＪＰ（直線偏波）、タグは市販のＵＨＦ帯金属対応タグを金属板（サイズ：９００ｍｍ×１，８００ｍｍ）に貼り、その位置を変更して読み取り試験を行った。通信試験条件を図２１に示す。図２１（ａ）は、横から見たときの各寸法条件を示し、図２１（ｂ）は、上から見たときの各寸法条件を示す。読み取り試験条件は、１０回繰り返し読み取りを行い、そこで何回読み取りに成功したかを評価している。通信改善装置２６を使用しない場合と実施例１７の通信改善装置を使用した場合を比較した。結果を図２２に示す。図２２（ａ）は、本発明の通信改善装置を使用しなかった場合の結果を示し、図２２（ｂ）は、通信改善装置を使用した改善結果を示す。図２２（ａ）に示した通信改善装置２６を使用しない場合に比べて、図２２（ｂ）に示した改善結果では明らかに読み取り領域が狭まり、到達距離はほぼ同じレベルを維持できている。
【０１０２】
この実験で注意するところは、全面金属板に金属対応タグを貼っているところである。この環境ではリーダアンテナ２４から放射された電波が反射し、リーダアンテナ２４と金属板間に定在波が発生し、読み取りが不安定となったり、電波が飛散してしまうのであるが、電波吸収体３０の場合はこれを抑制することができるため、周辺への影響を抑えることができる。この場合に例えばアレーアンテナ等にて電波を絞っても、金属板から反射する電波は抑えられない。その反射波が他のリーダアンテナゲートに影響を与えることもあるのである。この定在波抑制効果が電波を絞ることに付加される本発明の効果となる。つまりリーダアンテナ２４の周囲（背面部分など）に電波吸収体３０を配置することで、金属製物品とリーダアンテナ２４が向かいあうことになっても、その間での定在波発生を抑制することができ、通信改善を可能にすることができる。
【０１０３】
同じような効果はさらに図２３に示すような構成でも得ることができる。図２３の場合はサイド板を角度可変とすることで、現場にて指向性や読み取り度合いを調整することが可能となる。この場合に、すべての辺が同じ角度を有している必要はないし、傾斜面を有してない辺があってもよい。図２３の大きい長方形の辺に相当する部分が透過領域３３であり、小さい長方形の辺がリーダアンテナ２４の背面部に当たる。本実施例ではこの部分には電波吸収体３０を配置することなる。
【０１０４】
５０ｃｍ×９０ｃｍの電波吸収体３０を３面、５０ｃｍ×５０ｃｍの電波吸収体３０を２面組み立てて、箱型の電波吸収体形成体を作成した。この場合は前面の９０ｃｍ×９０ｃｍが透過領域となる。その形成体の内部にリーダアンテナ２４を配置し、トランスポンダ１０個の読み取り試験を行った。形成体の内部の１０枚の読み取りは成功し、透過領域の外部にあるトランスポンダは読み取るものの、他の方向（電波吸収体３０の背面方向）にあるトランスポンダはまったく読まなかった。電波吸収体３０の吸収特性と遮蔽特性が有効であった。透過領域は作業者がトランスポンダの出し入れをするために設けており、その方向にさえトランスポンダを置かなければ、他のトランスポンダを誤読することは解消された。重要文書等のＲＦＩＤ管理における情報管理手段として有効であることが証明された。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施の一形態の物品情報取扱設備２０を簡略化して示す断面図である。
【図２】本発明の実施のさらに他の携帯の物品情報取扱設備２０を簡略化して示す断面図である。
【図３】物品２１を示す斜視図である。
【図４】通信改善装置２６の電波吸収体２３を示す斜視図である。
【図５】電波吸収体３０の一部を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の他の形態で用いられる電波吸収体３０Ａを示す斜視図である。
【図７】本発明の実施のさらに他の形態で用いられる電波吸収体３０Ｂを示す断面図である。
【図８】電波吸収体３０Ｂを示す斜視図である。
【図９】本発明の実施のさらに他の形態で用いられる電波吸収体３０Ｃを示す断面図である。
【図１０】電波吸収体３０Ｃを示す斜視図である。
【図１１】従来の技術の物品情報取扱設備１を簡略化して示す正面図である。
【図１２】実施例に用いた電波吸収体３０の断面図である。
【図１３】実施例に用いた電波吸収体３０に使用したパターン層の模様である。
【図１４】実施例に用いた電波吸収体３０の電波吸収特性である。
【図１５】実施例に用いた電波吸収体３０の電波吸収特性（斜入射特性）である。
【図１６】本発明の実施の通信改善装置２６の他の形態を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施の通信改善装置２６を用いた場合の開口部Ｙ方向寸法ｈｙと絶対利得の関係を示す図である。
【図１８】本発明の実施の通信改善装置２６の他の形態を示す斜視図である。
【図１９】本発明の実施の通信改善装置２６を用いた場合の開口部Ｘ方向寸法ｈｘと絶対利得の関係を示す図である。
【図２０】本発明の実施の通信改善装置２６を用いた場合の開口部Ｘ方向寸法ｈｘと半値角（ｚ−ｘ面）との関係の関係を示す図である。
【０１０６】
【図２１】実験で行った通信試験条件である。
【図２２】通信改善装置２６を用いた実験結果である。
【図２３】本発明の実施の通信改善装置２６の他の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０７】
２０  物品情報取扱設備
２１  物品
２２  搬送装置
２３  トランスポンダ
２４  リーダアンテナ
２５  通信装置
２６  通信改善装置
２８  トランスポンダ配置領域
２９  通信可能領域
３０，３０Ａ〜３０Ｃ  電波吸収体
３１  重複領域
３３  透過領域
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２３】
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【図２２】
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