(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線タグと交信するための送受信アンテナと、整列した複数の無線タグからなる無線タグ列を対向させて前記複数の無線タグの無線ＩＤを読み取る無線タグ通信方法であって、
前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とを複数の方向にずらして前記無線タグ列と前記送受信アンテナとを対向させ、
前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とのずれ角度を、反射波電力が前記送受信アンテナの開口面に入らないように設定して、前記無線タグ列を構成する各無線タグの無線ＩＤを読み取ることを特徴とする無線タグ通信方法。
【請求項２】
前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とのずれ角度を、反射波電力が前記送受信アンテナの受信可能電力を超えない角度とすることを特徴とする請求項１記載の無線タグ通信方法。
【請求項３】
無線タグと交信するための送受信アンテナと、
個々に無線タグが付された複数の物品を、前記無線タグが１列に整列するように、保持するための保持部材と、
前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とが複数の方向にずれるようにして前記保持部材と前記送受信アンテナとを対向させ、前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とのずれ角度を、反射波電力が前記送受信アンテナの開口面に入らないように設定可能なように、前記保持部材と前記送受信アンテナとを相対的に移動させるための搬送機構と、を具備することを特徴とする無線タグ通信装置。
【請求項４】
無線タグと交信するための送受信アンテナと、
個々に無線タグが付された複数の物品を、前記無線タグが１列に整列するように、保持するための保持部材と、
前記保持部材と前記送受信アンテナとを相対的に移動させるための搬送機構と、を具備し、
前記保持部材は、前記保持部材と前記送受信アンテナとが対向した際に、前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とが複数の方向にずれるとともに、前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とのずれ角度を、反射波電力が前記送受信アンテナの開口面に入らないように設定可能な構造を有していることを特徴とする無線タグ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線タグの読み取りのための通信方法および通信装置に関し、特に、整列した複数の無線タグの情報の読み取りを確実に行えるようにするための無線タグ通信方法および無線タグ通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固有の無線ＩＤが設定されるとともに、情報の書き換え可能なメモリエリアを有し、無線を利用して非接触で無線ＩＤの読み出しや任意の情報の書き込み及び読み出しができる無線データキャリア、いわゆる、無線タグが利用されている。
【０００３】
例えば、郵便物や配送物にそれぞれ固有の無線ＩＤを有する無線タグを貼付あるいは内蔵させて、移動体の識別を行っている。多数の無線タグの無線ＩＤを一度に読み取ることができれば識別作業の効率が高まることから、例えば、無線タグが取り付けられた郵便物等を、各無線タグの最大利得方向が揃い、かつ、１列に並ぶように、所定の収納箱に収納し、この収納箱と送受信アンテナ（ＲＷアンテナ）とを無線タグの最大利得方向と送受信アンテナの最大利得方向が対向するように配置して、多数の無線タグのそれぞれの無線ＩＤを一度に読み取る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、送受信アンテナは送受信回路から供給された電力を電波として空間に送出されるが、その際にはこの電力の殆どが空間に送出されることが望ましい。これは、送受信アンテナから送受信回路へ戻る電力量が増えると、その電力によって送受信回路に悪影響があるからである。一方、送受信アンテナから送出された電波は、無線タグに届くと、無線タグのアンテナに吸収される分と反射される分とに分かれる。一般的な送受信アンテナと無線タグとの距離、無線タグの配置状況では、送受信アンテナへの戻り電力は極めて小さいために、この送受信アンテナにおける電波の反射は無視することができる。
【０００５】
しかしながら、上述した無線ＩＤの読み取り方法を用いる場合において、例えば、書簡等の厚みの薄い多数の封書に無線タグを付し、これらを一列に並べて収納箱に収容すると、多数のタグが密に列をなした状態が形成されるので、これらの無線タグの無線ＩＤを一度に読み取ろうとすると、無線タグどうしが電波エネルギーを奪い合う状態が発生する。そのため、必然的に送受信アンテナと無線タグ列との距離を短くする必要が生ずるが、そのようにすると今度は、送受信アンテナから放出された電波のうち、無線タグ列に届いた後に反射して送受信アンテナに戻る分が多くなる。これは送受信アンテナの特性で考えると、リターンロスの悪化として観測され、この反射電波量が送受信回路側の許容量を超えると、通信障害や回路破壊を引き起こすおそれがある。
【特許文献１】特開２００５−１３５３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、多数の無線タグからなる無線タグ列が形成された場合に、無線ＩＤの読み取り精度を低下させることなく、一度にこれらの無線タグの無線ＩＤを読み取ることができる無線タグ通信方法および無線タグ通信装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１によれば、無線タグと交信するための送受信アンテナと、整列した複数の無線タグからなる無線タグ列を対向させて前記複数の無線タグの無線ＩＤを読み取る無線タグ通信方法であって、前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とを複数の方向にずらして前記無線タグ列と前記送受信アンテナとを対向させ、前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とのずれ角度を、反射波電力が前記送受信アンテナの開口面に入らないように設定して、前記無線タグ列を構成する各無線タグの無線ＩＤを読み取ることを特徴とする無線タグ通信方法が提供される。
【０００９】
本発明の請求項２によれば、前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とのずれ角度を、反射波電力が前記送受信アンテナの受信可能電力を超えない角度とする前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とのずれ角度を無線タグ通信方法が提供される。
【００１１】
本発明の請求項３によれば、無線タグと交信するための送受信アンテナと、
個々に無線タグが付された複数の物品を、前記無線タグが１列に整列するように、保持するための保持部材と、
前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とが複数の方向にずれるようにして前記保持部材と前記送受信アンテナとを対向させ、前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とのずれ角度を、反射波電力が前記送受信アンテナの開口面に入らないように設定可能なように、前記保持部材と前記送受信アンテナとを相対的に移動させるための搬送機構と、を具備することを特徴とする無線タグ通信装置が提供される。
【００１２】
本発明の請求項４によれば、無線タグと交信するための送受信アンテナと、
個々に無線タグが付された複数の物品を、前記無線タグが１列に整列するように、保持するための保持部材と、
前記保持部材と前記送受信アンテナとを相対的に移動させるための搬送機構と、を具備し、
前記保持部材は、前記保持部材と前記送受信アンテナとが対向した際に、前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とが複数の方向にずれるとともに、前記送受信アンテナの電波送出方向と前記無線タグの最大利得方向とのずれ角度を、反射波電力が前記送受信アンテナの開口面に入らないように設定可能な構造を有していることを特徴とする無線タグ通信装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、多数の無線タグからなる無線タグ列が形成された場合に、無線タグ列からの反射電波を送受信アンテナに戻り難くなるように分散させることができるので、無線ＩＤの読み取り精度を低下させることなく、一度にこれらの無線タグの無線ＩＤを読み取ることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、封筒等の厚みの薄い郵便物の一定の位置に取り付けられた無線タグの無線ＩＤを読み取る場合について説明することとする。但し、これに限定されるものではない。
【００１５】
図１に無線タグ通信システムの概略構成を示す。この無線タグ通信システムは、無線タグ通信装置１０と、無線ＩＤの読み取り対象である無線タグ３０が付された封筒１８を収納するための収納箱２２と、収納箱２２を搬送するための搬送機構２８と、を備えている。
【００１６】
封筒１８は縦長であり、その右下隅に無線タグ３０が貼り付けられている。無線タグ３０の構造は詳細には図示しないが、無線タグ３０は無線データキャリアの一種であり、送受信可能なタグアンテナとＩＣチップとを基板に一体成形した独立の部品である。ＩＣチップには、タグアンテナで受信した変調電波の整流と安定化を行うことによりＩＣチップの各部に電源を供給する電源生成部、変調電波を復調して制御部へ送出する復調部、制御部から送出されたデータを変調してタグアンテナに送出する変調部、復調部で復調されたデータのメモリへの書き込みやメモリから送信データを読み出して変調部へ送出する制御部及びメモリが設けられている。
【００１７】
メモリは、無線タグ３０の製造段階で製造業者により割当て設定された固有の無線ＩＤを記憶する無線ＩＤエリアと、ユーザが任意のデータを書き込むことができるユーザエリアとから成る。ユーザエリアには無線タグ３０が貼り付けられた封筒１８毎に固有の追跡管理用コードが記録されている。
【００１８】
この無線タグ３０の最大利得方向は、封筒１８の主面（宛名書き面）に貼り付けた場合には、この主面と実質的に平行になっている。換言すれば、無線タグ３０におけるタグアンテナの角度は、封筒１８に貼り付けられたときにその主面と実質的に平行となるように、設計されている。
【００１９】
封筒１８を収納する収納箱２２の底板２２ａは、封筒１８を並べる方向（Ｘ方向）に対して一定の角度θをなすように傾斜している。収納箱２２のＸ方向側の２枚の側板２２ｂの主面は鉛直方向（Ｚ方向）に対して角度θで交差しており、封筒１８は鉛直方向に対して角度θだけ傾いた姿勢で収納箱２２に収納される。収納箱２２内において、多数の封筒１８に貼り付けられた無線タグ３０は、封筒１８の厚さの間隔で一列に並べられた無線タグ列を形成する。
【００２０】
図２にこの無線タグ列を側面から見たときの形態を模式的に示す。無線タグ列３２における無線タグ３０の配列方向は、封筒１８を並べる方向と一致するので、Ｘ方向と角度θの傾きをなす。また、各無線タグ３０の最大利得方向は封筒１８の主面と平行であるから、各無線タグ３０の最大利得方向が鉛直方向となす角度もまたθとなる。
【００２１】
無線タグ通信装置１０は、その交信エリア内にある無線タグ３０のメモリデータを非接触で読み取るための送受信アンテナ（図示せず）を備えた送受信アンテナ（ＲＷアンテナ）ユニット１２を有している。この送受信アンテナユニット１２が具備する送受信アンテナは、平面パッチアンテナであってもよいし、ダイポールアンテナであってもよい。送受信アンテナユニット１２の電波送出方向、つまり最大利得方向は、図１，図２に示すように、鉛直方向となっているものとする。
【００２２】
この送受信アンテナユニット１２は、リーダ／ライタ１４に接続され、このリーダ／ライタ１４はさらにパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１６等の上位制御装置に接続される。
【００２３】
リーダ／ライタ１４は、無線タグ３０との通信等を制御するためのＣＰＵや動作プログラムを記憶したＲＯＭ、データを一時的に記憶するＲＡＭ等で構成される制御部と、制御部から与えられるデータを無線通信に適した変調信号に変調する変調部と、変調信号を増幅して送受信アンテナユニット１２から電波として放射させる送信アンプと、送受信アンテナユニット１２で受信した電波信号を増幅する受信アンプと、増幅された電波信号からデータを復調して制御部に与える復調部と、を備えている。
【００２４】
無線タグ列３２との交信を行う際には、まず、キャリア信号を送信部で変調して電力用電波信号として送信アンテナから送信し、その後、送信すべきデータを電力用電波信号に重畳するように送信部で変調して送信アンテナから送信する。
【００２５】
収納箱２２は、例えば、ベルトコンベア等の搬送機構２８により、送受信アンテナユニット１２上に搬送されてくる。なお、所定の位置に載置された収納箱２２に送受信アンテナユニット１２がアクセスする構成としてもよい。
【００２６】
無線タグ通信装置１０は、封筒１８が収納された収納箱２２が送受信アンテナユニット１２上に配置されたことを、図示しないセンサ等により検知し、この検知後に、無線タグ列３２を構成する各無線タグ３０の無線ＩＤの読み取りを開始する。
【００２７】
上述の通り、無線タグ列３２を構成する各無線タグ３０の最大利得方向は鉛直方向と角度θで交差しており、一方、送受信アンテナユニット１２の電波送出方向（最大利得方向）は鉛直方向と平行である。すなわち、送受信アンテナユニット１２の電波送出方向と無線タグ３０の最大利得方向とが角度θずれるように、無線タグ列３２が送受信アンテナユニット１２に対して対向配置された状態において、無線タグ列３２を構成する各無線タグ３０の無線ＩＤが読み取られる。
【００２８】
このような送受信アンテナユニット１２と無線ＩＤとの通信方法においては、図２に示すように、各無線タグ３０で反射される電波は、送受信アンテナユニット１２に向けて戻り難くなる。こうして送受信アンテナユニット１２に戻る電波量が少なくなる、つまり、反射波電力を低減して電圧定在波比（ＳＷＲ）を改善することにより、各無線タグ３０の無線ＩＤの読み取り精度を高く確保しながら、リーダ／ライタ１４の回路破壊を防止することができ、また、通信障害の発生を回避することができる。
【００２９】
送受信アンテナユニット１２の電波送出方向と無線タグ３０の最大利得方向とのずれ角度θが小さいと送受信アンテナユニット１２への戻り電波量が多くなるので、この角度θは、反射波電力が送受信アンテナユニット１２の受信可能電力を超えない角度に設定することが好ましい。また、この角度θは、反射波電力が送受信アンテナユニット１２の開口面（図１，２に示す上面）に入らないようにすることも好ましい。逆に、この角度θを大きくしすぎると、無線ＩＤの読み取り精度が低下し、また無線タグ列３２の一端では送受信アンテナユニット１２から離れることで読み取りの精度が低下するので、角度θは、このような不都合が発生しない角度に設定する。
【００３０】
なお、角度θの設定は、無線タグ列３２における無線タグ３０どうしの間隔にも依存する。多数の無線タグが一定の間隔で一列に並べられた無線タグ列が形成されたときに、各無線タグの最大利得方向と送受信アンテナユニットの電波送出方向とが一致するように、無線タグ列と送受信アンテナユニットとを対向させたならば通信障害や読み取りエラーの発生、リーダ／ライタの損傷等が発生する場合に、このような傷害等が生じないように角度θを所定値に設定すればよい。
【００３１】
また、無線タグが‘密に’並べられているか否かは、各無線タグの最大利得方向と送受信アンテナユニットの電波送出方向とが一致するように、無線タグ列と送受信アンテナユニットとを対向させた場合に通信障害等が生じるかまたは生じるおそれが高くなるかによって判断することができ、通信障害等が生じる等する場合には、無線タグが‘密に’並べられているとされて、角度θを所定値に設定する。
【００３２】
図３に、図１の無線タグ通信システムに用いられる別の収納箱２４の概略構造を表した側面図を示す。この収納箱２４は、２個の先に示した収納箱２２をその底板２２ａが鉛直面に対して対象となるように組み合わせた構造、つまり、底板２４ａ，２４ｂがそれぞれ水平面と一定の角度θ１，θ２で交差するように配置された構造を有している。この角度θ１，θ２は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。このように、送受信アンテナユニット１２の電波送出方向と無線タグ３０の最大利得方向とを複数の方向にずらしてもよい。
【００３３】
次に本発明の別の実施形態について説明する。図４に示す無線タグ通信システムでは、パッチ平面アンテナである送受信アンテナユニット１２は、電波送出方向が水平方向となるように、縦置き配置されている。ここで用いられる収納箱２６は、封筒１８（図１に示したものと同じであり、同じ位置に無線タグ３０が取り付けられている）を縦置きで収納するもので、その底板は水平となっている。したがって、収納箱２６に収納されている封筒１８に取り付けられた無線タグ３０の最大利得方向もまた水平方向となる。
【００３４】
収納箱２６はベルトコンベア等の搬送機構２８によって、送受信アンテナユニット１２の前面へと運ばれてくる。この搬送機構２８は、収納箱２６の配置を、その搬送途中で、収納箱２６に収容されている無線タグ３０の最大利得方向と送受信アンテナユニット１２の電波送出方向とが水平面内で角度θだけずれるように調節する機能（例えば、収納箱２６をターンテーブルに載置して搬送するものであれば、そのターンテーブルを回転させる機能、一方向搬送ベルトコンベアであれば、側面からの押圧等により収納箱２６の向きを変える機能等）を備えている。こうして、送受信アンテナユニット１２の電波送出方向と無線タグ３０の最大利得方向とが角度θずれた状態において、各無線タグ３０の無線ＩＤを読み取るので、収納箱２６内に形成された無線タグ列からの反射電波の送受信アンテナユニット１２への戻り電波量を小さくすることができる。
【００３５】
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよく、また、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線タグ通信システムの概略図。
【図２】図１の無線タグ通信システムでの電波の反射態様を模式的に示す図。
【図３】図１の無線タグ通信システムに用いられる別の収納箱の概略構造を示す側面図。
【図４】本発明の実施の形態に係る別の無線タグ通信システムの概略図。
【符号の説明】
【００３７】
１０…無線タグ通信装置、１２…送受信アンテナユニット、１４…リーダ／ライタ、１６…パーソナルコンピュータ、１８…封筒、２２…収納箱、２２ａ…底板、２２ｂ…側板、２４…収納箱、２４ａ，２４ｂ…底板、２６…収納箱、２８…搬送機構、３０…無線タグ、３２…無線タグ列。
【図１】
0004805670.tif 000002
【図２】
0004805670.tif 000003
【図３】
0004805670.tif 000004
【図４】
0004805670.tif 000005