(57)【要約】  【課題】  ＲＦＩＤタグとリーダー又はリーダー・ライター用のアンテナの成す角度が垂直でＲＦＩＤタグ間距離が最短６ｍｍ、ＲＦＩＤタグとアンテナの距離が３０ｍｍでも読み書き可能なＲＦＩＤシステムの提供。  【解決手段】      情報を読み書き可能なＩＣチップを内蔵したＲＦＩＤタグをファイルやバインダー、書類、書籍等の資料及びＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等のプラスチックケースや箱物、瓶類等の側面や背面及び正面に装着し、収納する棚の裏面空洞部分にタグと垂直でも読み取り出来る形状のアンテナを設置し、棚裏面でアンテナが往復運動を行う事でＲＦＩＤタグの情報を非接触で読み書き出来るようにした。  【選択図】  図１
2007004678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤタグを装着したファイルやバインダー、書類、書籍等の資料及びＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等のプラスチックケースや箱物、瓶類等（以下  収納物）を保管する棚を有し、上記ＲＦＩＤタグとの間で情報信号を送受信して収納物の検索及び管理を行うことができるＲＦＩＤを用いた検索管理システムにおいて、上記棚は、裏面空洞部分にＲＦＩＤタグと情報信号の送受信を行うアンテナを有する検索管理システム。
【請求項２】
ＲＦＩＤタグとアンテナの成す角度が垂直で、各ＲＦＩＤタグ間の距離（収納物の厚さ）が最短５ｍｍでも情報の送受信が出来る様にアンテナの幅と長さを最適化した検索管理システム。
【請求項３】
棚裏面空洞部分に設置されたアンテナは、棚内に複数並んで収納されたＲＦＩＤタグを装着した収納物の情報を読み書きする為に往復運動を行う検索管理システム。
【請求項４】
ＲＦＩＤタグは、従来の様にアンテナと平行になるように配置する必要がなく、収納物の側面や背面及び正面にアンテナと平行から垂直まで全角度で装着する事が出来る検索管理システム。
【請求項５】
各ＲＦＩＤタグをアンテナの送受信有効幅内でランダムに装着することで読みとり精度を向上させた検索管理システム。
【請求項６】
棚は、往復運動を行うアンテナとＲＦＩＤタグの情報信号送受信に適した素材と他段の棚に内蔵されたアンテナからの干渉電磁波を遮蔽する遮蔽部材とで構成される検索管理システム。
【請求項７】
棚内のアンテナは、コネクターを介してリーダー又はリーダー・ライターに接続されている為、保管する材料に併せて棚を移動する事が可能で  本体枠に簡単に嵌合出来る検索管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導を利用して非接触でデータ交信を行うＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）を用いて棚に保管される収納物を検索管理するシステムに於いてＲＦＩＤタグとアンテナの配置制限を無くしたシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
収納物を整理して保管する場合、識別方法としては背表紙に情報を書き込んだり、インデックスに書き込んで添付したりといった方法が用いられる。
しかしながらこの方法では、十分な情報を記載出来なかったり、書き換えが面倒であったり、読みとりにも時間がかかる。
近年  非接触で情報信号を送受信して検索管理を行うことができるＲＦＩＤシステムが普及してきている。このシステムは、ＩＣチップを備えたタグとリーダー又はリーダー・ライターの間で各々のアンテナを介して信号のやり取りを行う。ＲＦＩＤシステムは、情報伝送媒体方式によって、電磁結合方式、静電結合方式、電磁誘導方式、マイクロ波方式などがある。ＲＦＩＤシステムの特徴は、非接触で電波、電磁波を使って情報交信するため、汚れ、ほこりなどの影響を受けにくく、複数のタグとの同時アクセスが可能である点にある。
【０００３】
上記のようなＲＦＩＤシステムを利用した棚や保管庫が現在市販されており、書籍や書類、カルテやバインダー等の検索、管理などに利用されている。従来のＲＦＩＤを用いた検索管理システムは、ＲＦＩＤタグとアンテナとの情報信号送受信を行う為に、以下の様な手段を講じている。
１．収納物の底面にＲＦＩＤタグを貼り情報信号を発信し、受信するアンテナは保管する棚板の表面に配置し、ＲＦＩＤタグとアンテナを平行に向き合わせて信号のやり取りを行う。
２．収納物の背面にＲＦＩＤタグを貼り情報信号を発信し、受信するアンテナを保管スペースの背面に配置することでＲＦＩＤタグとアンテナの位置関係を平行に向き合わせ信号のやり取りを行う。
３．書籍及び収納棚（書架）にＲＦＩＤタグを装着し情報信号を発信させ、自走ロボットに取り付けた受信用アンテナをＲＦＩＤタグと平行に動かす事で信号のやり取りを行う。
４．ＲＦＩＤタグとアンテナの位置関係を平行に出来ない場合は、リーダー又はリーダー・ライターの出力を上げてアンテナからの供給エネルギーを高めたシステムで送受信を行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、１．のシステムの場合、収納物の底面に貼ったＲＦＩＤタグと棚板表面に設置したアンテナが直接接触するため、収納物を棚板に載せたり取り出したりするときの衝撃や、繰り返し使用する時の摩擦や擦過傷によってＲＦＩＤタグのＩＣチップやコイルの破損及びアンテナのコイル部破損が起きてくる。
その上、コイル形状のアンテナを使う為に送受信される電波あるいは電磁波が、アンテナの左右両端部では磁界の歪みにより整流されず、収納物の情報を認識出来ないという欠点がある。
２．のシステムの場合、薄いファイルやバインダー及びＣＤ、ＤＶＤ等のプラスチックケースの背面にＲＦＩＤタグを貼り付けるには、タグを側面に折り曲げる様に装着しなければならない。その為、タグのコイル部分が重なり相互干渉が起きやすくなりアンテナとの送受信が出来なかったり、応答しなくなったりする。
また、背面のアンテナと収納物に貼られたＲＦＩＤタグとの距離が一定ではなくバラバラだった場合は、干渉が起こりやすく誤作動の原因となる。
３．のシステムの場合、書籍と収納棚（書架）両方にそれぞれ書籍情報、書架情報、棚段情報、書籍位置情報用のＲＦＩＤタグを装着する必要があり、非常に面倒である。
また、自走ロボットの価格が高額であり、移動するスペースを確保も確保しなければならず、現実的なシステムではない。
【０００５】
また、上記の手段では、何れもＲＦＩＤタグとアンテナを平行に配し送受信を行う事が条件になっており、ＲＦＩＤタグの装着位置に対する制限が大きく、棚収納物の検索管理には使いにくい。
また、各ＲＦＩＤタグ間の距離が１ｃｍ以下の場合、隣り合うＲＦＩＤタグのコイルが重なる事により、タグ同士の干渉が大きくなり送受信出来ない収納物が出てくる。
【０００６】
【表１】
2007004678.tif 000003
【０００７】
【表２】
2007004678.tif 000004
【０００８】
出力１００ｍＷ、３００ｍＷ共にＲＦＩＤタグ間距離５ｍｍでは、並列された中央に位置するタグが読み取れない。タグ間距離１０ｍｍでは、繰り返し試験を行う中でＲＦＩＤタグ折り返し部分のコイルが重なる条件によって  読み取り精度が影響を受ける。
また、ＲＦＩＤタグとアンテナを垂直に配置した条件でのシステム構築は、各社とも推奨しておらず、特に低出力の場合平行配置が基本条件になっている。
表３、４にＲＦＩＤタグとアンテナを垂直に配置し、アンテナ静止の状態で出力１００ｍＷ、３００ｍＷ、コイル幅、長さ及び各ＲＦＩＤタグ間距離、ＲＦＩＤタグとアンテナの距離を変えた場合の読み取り試験結果を示す。
表３、４より、全条件で読み取り出来ないタグが存在し、状態も不安定である。
【０００９】
【表３】
2007004678.tif 000005
【００１０】
【表４】
2007004678.tif 000006
【００１１】
４．のシステムの場合、消費電力が大きくシステムランニングコストが高い。
さらに、高出力で発生する電磁波を完全に遮蔽する事が出来ない為に周辺機器類に悪影響を及ぼす事がある。特に人が頻繁に暴露される場所や医療機関、試験研究機関等の電磁波の影響を受けやすい機器類を扱う場所では使いにくい欠点がある。
【００１２】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、収納物を出し入れするときの衝撃や摩擦などでＲＦＩＤタグやアンテナの破損がなく、低電力・微弱電流でＲＦＩＤタグとアンテナ間の送受信が出来る為電磁波の干渉を抑え省エネ管理が可能で、ＲＦＩＤタグとアンテナを平行に配するという制限を受けずに情報送受信を誤作動無く行え、ＲＦＩＤタグ間距離（収容物厚さ）最小６ｍｍまで読み取りが可能な  耐久性を備えた省エネ・低コスト検索管理システムを提供する事を目的とする。
【００１３】
発明はまた、保管する材料に併せて棚を移動する事が可能で本体枠に簡単に嵌合出来る。加えて既設の本棚や保管庫にも設置可能であり、その棚部分にアンテナ及び駆動装置を取り付ける事で収容物の検索管理が出来るシステム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】
【００１４】
請求項１記載の発明は、ＲＦＩＤタグを装着したファイルやバインダー、書類、書籍等の資料及びＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等のプラスチックケースや箱物、瓶類等（以下  収納物）を保管する棚を有し、上記ＲＦＩＤタグとの間で情報信号を送受信して収納物の検索及び管理を行うことができるＲＦＩＤを用いた検索管理システムにおいて、上記棚は、裏面空洞部分にＲＦＩＤタグと情報信号の送受信を行うアンテナを有することを特徴とする。
収容物の情報をＲＦＩＤタグに書き込み装着する事で、アンテナを使って収容された棚の位置、棚内の位置を表示出来る。また、ＬＥＤを取り付ける事により、発光視認させる事も出来る。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明に於いて、ＲＦＩＤタグとアンテナの成す角度が垂直で、各ＲＦＩＤタグ間の距離（収納物の厚さ）が最短６ｍｍでも情報の送受信が出来る様にアンテナの幅と長さを最適化したことを特徴とする。表５、６に出力１００ｍＷ、３００ｍＷ、ＲＦＩＤタグ間距離、アンテナのコイル幅と長さ読み取り精度の関係を示す。
リーダー・ライターの出力３００ｍＷ、ＲＦＩＤタグとアンテナの角度垂直、ＲＦＩＤタグ間距離５ｍｍ間隔で１０個並列、アンテナの往復速度１０ｍ／ｍｉｎ、アンテナコイル幅４０〜８０ｍｍで読み取り率１００％になる。
【００１６】
【表５】
2007004678.tif 000007
【００１７】
【表６】
2007004678.tif 000008
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明に於いて、棚裏面空洞部分に設置されたアンテナは、棚内に複数並んで収納されたＲＦＩＤタグを装着した収納物の情報を読み書きする為に往復運動を行うことを特徴とする。この往復運動を行う事でＲＦＩＤタグとアンテナの成す角度が平行から垂直まで読みとる事を可能とし、読み取り精度を向上させる。請求項４記載の発明は、請求項１または請求項２記載及び請求項３記載の発明に於いて、ＲＦＩＤタグは、従来の様にアンテナと平行になるように配置する必要がなく、収納物の側面や背面及び正面にアンテナと平行から垂直まで全角度で装着する事が出来ることを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項４の発明に於いて、各ＲＦＩＤタグをアンテナの送受信有効幅内でランダムに装着することで読みとり精度を向上させたことを特徴とする。ランダムに装着する事で、ＲＦＩＤタグ同士が接触する事による干渉を防止する効果が有る。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明に於いて、棚は、往復運動を行うアンテナとＲＦＩＤタグの情報信号送受信に適した素材と他段の棚に内蔵されたアンテナからの干渉を遮蔽する遮蔽部材とで構成されることを特徴とする。情報信号送受信に適した素材としては、ＰＰやＰＥ、ＰＥＴ、ＰＶＣ、アクリル、ウレタン、エポキシ、ＰＣ、ナイロン
等のプラスチックやその複合材、紙や木、木綿等の自然素材及びその複合材、等が有る。電磁波を遮蔽する素材としては、各種金属、金属と複合したプラスチック等が有る。
【００２１】
請求項７記載の発明は、請求項１記載または請求項２記載の発明に於いて、棚内のアンテナは、コネクターを介してリーダー又はリーダー・ライターに接続されている為、保管する材料に併せて棚を移動する事が可能で、本体枠に簡単に嵌合出来ることを特徴とする。この事はまた、既設の棚に本発明のシステムを組み込む事を可能にし、利用出来る範囲を広げられる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のＲＦＩＤを用いた検索管理システムは、保管棚に収納する収納物の側面や背面及び正面の何れかの面にアンテナの送受信有効幅に合わせてランダムにＲＦＩＤタグを装着し、棚裏面空洞部分にＲＦＩＤタグとアンテナの成す角度が垂直でも、送受信出来る様にアンテナのコイル幅を適合させたリーダー又はリーダー・ライター用のアンテナを設置し往復運動させる事で、ＲＦＩＤタグとアンテナ間の情報送受信を誤作動無く確実に行い、収納物の検索管理を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態をについて、図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態における検索管理システムの構成イメージ図である。
図１に示すとおり、この検索管理システムは、ＲＦＩＤタグ１を装着したファイルやバインダー、書類、書籍等の資料及びＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等のプラスチックケースや箱物、瓶類等の収納物２を整理して保管する裏面空洞部にアンテナ３を内蔵した棚４とその棚を嵌合する本体枠５及びリーダー又はリーダー・ライター６、制御部７で構成されている。
【００２４】
また、収納物に装着されたＲＦＩＤタグは、例えば情報を読み書き可能な半導体チップを内蔵させたＲＦＩＤタグである。このＲＦＩＤタグを利用したシステムは、工程管理や認証識別管理の為に広く利用されており、ＲＦＩＤタグは半導体ＩＣチップに接続されたアンテナを介して、ホスト側のリーダー又はリーダー・ライターから輻射された電磁波エネルギーを吸収して非接触で電力エネルギーの受給とデータの送受信を行う構成となっている。収納物に装着されたＲＦＩＤタグには、収納物の情報が書き込まれている。
【００２５】
図２、図３は、棚と棚裏面空洞部のアンテナのイメージ図である。アンテナ３は、ベルト及びワイヤー、ギア等によって棚裏面空洞内を往復運動する構造になっている。
また、同時にアンテナが、往復運動する事で棚全体の磁束密度が一定に保たれ読み取り精度を上げている。
【００２６】
［実施例１］
ＲＦＩＤタグサイズ  ２０×２０ｍｍ、ＰＰシート製、厚さ５ｍｍのＰＥプラスチックケースの側面（底辺にタグシート合わせる）に貼る。３００枚を２段に分け収納。    
リーダー・ライター用のアンテナ  幅５０ｍｍ、長さ１００ｍｍを棚裏面に装着。
この時ＲＦＩＤタグとアンテナの距離２０ｍｍ、
出力３００ｍＷ、往復スピード１０ｍ／ｍｉｎ。
結果
３００枚を全て読み取り。
数十枚単位で出し入れ確認、抜き取り、挿入の認識率１００％
【００２７】
［実施例２］
ＲＦＩＤタグサイズ  ２０×２０ｍｍ、ＰＰシート製、厚さ８ｍｍのＰＰプラスチックバインダーの側面（底辺にタグシート合わせる）に貼る。２００枚を２段に分け収納。  
リーダー・ライター用のアンテナ  幅５０ｍｍ、長さ１００ｍｍを棚裏面に装着。
この時ＲＦＩＤタグとアンテナの距離２０ｍｍ、
出力３００ｍＷ、往復スピード１０ｍ／ｍｉｎ。
結果
２００枚全て読み取り。
数十枚単位で出し入れ確認、抜き取り、挿入の認識率１００％
【００２８】
［実施例３］
ＲＦＩＤタグサイズ  ２０×２０ｍｍ、ＰＰシート製、φ１５ｍｍのＰＥ製プラスチック容器の側面（底辺にタグシート合わせる）に貼る。１２０個を２段に分け収納。  
この時、容器内の薬品名、使用履歴（使用者名、日時）を入力。
リーダー・ライター用のアンテナ  幅５０ｍｍ、長さ１００ｍｍを棚裏面に装着。
この時ＲＦＩＤタグとアンテナの距離３０ｍｍ、
出力３００ｍＷ、往復スピード１０ｍ／ｍｉｎ。
結果
１２０個全て読み取り。
ランダムに選択した数十個の容器で使用頻度チェック、抜き取り、挿入の回数を日時、使用者名と共にＤＢ管理。問題なし。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
ファイルやバインダー、書類、書籍等の資料及びＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等のプラスチックケースや箱物、瓶類等の検索管理。
病院のカルテや資料・データの検索管理、図書館や書籍販売店での書籍検索管理、ビデオ・ＣＤショップやレンタル店でのＣＤ、ＤＶＤ、ＶＤ、ＭＯ等の検索管理、倉庫や保管庫での商品管理、研究室や実験室での薬品管理、等に最適な検索管理システム。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態における検索管理システムの構成イメージ図。
【図２】棚と棚裏面空洞部のアンテナのイメージ図。
【図３】アンテナ長さと幅。          試験条件出力３００ｍＷ、ＲＦＩＤタグサイズ２０×２０ｍｍ、アンテナの長さ１００ｍｍ、アンテナの幅５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、ＲＦＩＤタグ間距離５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、ＲＦＩＤタグとアンテナの距離５〜２０ｍｍ、ＲＦＩＤタグとアンテナ平行配置、アンテナ静止、ＲＦＩＤタグ装着物１０枚並列で読み取り試験
【符号の説明】
【００３１】
１  ＲＦＩＤタグ
２  収納物
３  アンテナ
４  棚
５  本体枠
６  リーダー又はリーダー・ライター
７  制御部
【図１】
2007004678.tif 000009
【図２】
2007004678.tif 000010
【図３】
2007004678.tif 000011