(57)【要約】【課題】商店の出入口の床などに置いて用いられるＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナおよびそれを用いたＲＦＩＤリーダライタに関するものであり、靴の踵で踏まれるなどして小面積に大きい圧力がかけられた場合でも破損しにくくすることを目的とする。【解決手段】ＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナ４は、可撓性を有する第１の導電板２９と、第１の導電板２９の上に、それぞれの間に間隙をあけて並べられた複数個の誘電体製の小片３０と、複数個の小片３０の上に重ねられた可撓性を有する第２の導電板３１と、第１の導電板２９、複数個の小片３０および第２の導電板３１を収納する弾性体製の外装部３３とを備えている。ＲＦＩＤリーダライタはこの床置アンテナ４に接続され、床置アンテナ４を介してＲＦＩＤタグと交信する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する第１の導電板と、
前記第１の導電板の上にそれぞれの間に間隙をあけて並べられた誘電体製の複数個の小片と、
前記複数個の小片の上に重ねられた可撓性を有する第２の導電板と、
前記第１の導電板、複数個の小片および第２の導電板を収納する弾性体製の外装部とを備えていることを特徴とするＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナ。
【請求項２】
前記第１の導電板はグランド板であり、
前記第２の導電板は放射板であることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナ。
【請求項３】
前記複数個の小片は、セラミックの焼成物で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナ。
【請求項４】
前記複数個の小片は、樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナ。
【請求項５】
前記複数個の小片は、セラミックと樹脂の混合物で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナを備え、ＲＦＩＤタグと交信することを特徴とするＲＦＩＤリーダライタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商店の出入口の床などに置いて用いられるＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナおよびそれを用いたＲＦＩＤリーダライタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物流、物品などの管理を効率化するために、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグが利用されている。例えば、店舗や倉庫の出入口の床などにＲＦＩＤタグとの通信用の床置アンテナを設け、商品に付されたＲＦＩＤタグを床置アンテナに接続されたＲＦＩＤリーダライタで読み取ることによって商品の不正な持ち出しを検知する盗難防止用や倉庫に搬出入される商品の搬出入管理用などに用いられている。
【０００３】
このような床に設置されるＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナは、人によって踏まれたり、商品を積載した搬出入用のキャリアによって踏まれたりするため、その重量がかかって折れたり切断されたりして破損するおそれがあった。
【０００４】
このため、従来のＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナとしては、踏みつけられた場合にもアンテナ部の導電板が破損しないように、アンテナ部の導電板の近くにそれらよりも厚みのある変形しにくい補強材を配置して保護し、ＰＥＴシートとゴムシートなどで挟み込んだものが提案されていた（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００５−１００１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナでは、変形しにくい補強材でアンテナ部の導電板などを保護しているため、靴、特にハイヒールの踵で踏まれるなどして小面積に大きい圧力がかけられた場合、十分に保護できずに割れて破損してしまうという課題があった。
【０００６】
そこで本発明は、靴の踵で踏まれるなどして小面積に大きい圧力がかけられた場合でも破損しにくくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために本発明のＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナは、可撓性を有する第１の導電板と、第１の導電板の上にそれぞれの間に間隙をあけて並べられた複数個の誘電体製の小片と、複数個の小片の上に重ねられた可撓性を有する第２の導電板と、第１の導電板、複数個の小片および第２の導電板を収納する弾性体製の外装部とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のＲＦＩＤリーダライタは、上記したＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナを備え、ＲＦＩＤタグと交信することを特徴とする。このような構成により、所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明は、可撓性を有する第１の導電板の上に、相互間に間隙をあけて複数個の誘電体製の小片を並べ、これらの小片の上に可撓性を有する第２の導電板を重ね、これら第１の導電板、複数個の小片および第２の導電板を弾性体製の外装部に収納したので、靴の踵で踏まれるなどして小面積に大きい圧力がかけられた場合でも複数個の小片が個々に移動して応力を分散させることができ、小片の割れをなくして破損しにくくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態）
まず、図１および図２を参照しながら、本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナ（以下、「床置アンテナ」という）の使用例について説明する。図１は、本発明の実施の形態における床置アンテナ４の使用例を示す斜視図である。
【００１２】
図１に示すものは、商店の出入口に設けられたドア７の手前の床面に床置アンテナ４を設置した例である。この例では、客８が購入する商品９にＲＦＩＤタグ２を取り付けておき、ＲＦＩＤタグ２をＲＦＩＤシステム１で管理することで盗難を防止する。すなわち、ＲＦＩＤシステム１は、ＲＦＩＤタグ２と、ＲＦＩＤタグ２からタグ情報を読み取るＲＦＩＤリーダライタ３と、商品情報を管理する管理装置６とを備え、ＲＦＩＤリーダライタ３は、本体部５から床面に設置された床置アンテナ４を介して商品９に付されたＲＦＩＤタグ２のタグ情報を読み取る。そして、ＲＦＩＤリーダライタ３は、読み取ったタグ情報を管理装置６に転送する。
【００１３】
管理装置６は、店舗に設置されているレジ（図示せず）と連携して商品情報（店舗内の商品の商品コード、精算の有無、製造元、納入日、在庫状態など）を管理しており、決済処理された精算済みの商品９の商品コードを記憶保存している。そして、管理装置６は、商品９に付されているＲＦＩＤタグ２のタグ情報から商品コードを取得し、この取得された商品コードとレジで精算された商品コードとを照合することで、精算されていない商品９が不正に持ち出されようとしているか否かを判断する。管理装置６は、判断結果に基づいて精算されていないと判定した場合は警報機６ａによりアラームなどの警報を発する。これにより、商品９の不正な持ち出しを防止する。
【００１４】
このようにＲＦＩＤシステム１は、商品９に付されたＲＦＩＤタグ２を管理することにより、客８が未清算の商品９を不正に店舗の外に持ち出そうとしたときに警報を発するようにして、盗難を防止する。
【００１５】
また、床置アンテナ４は、床面に設置されて用いられるため、靴の踵で踏まれるなどして小面積に大きい圧力がかけられる。このため、床置アンテナ４はそのような圧力によっても破損しない信頼性の高いものでなければならない。
【００１６】
そこで本実施の形態における床置アンテナ４は、上記した用途に用いられた場合であっても、破損しにくくしている。
【００１７】
次に、図２〜図４を参照しながら、このような床置アンテナ４の構成について説明する。図２は本実施の形態における床置アンテナ４の上面断面図、図３はその一部を拡大した破断斜視図、図４はその一部を拡大した正面断面図である。
【００１８】
図２〜図４に示すように、床置アンテナ４は、薄く可撓性を有する第１の導電板２９を有し、その上に、複数個の誘電体製の小片３０を相互間に間隙をあけて並べて敷き詰め、さらにその上面に、薄く可撓性を有する第２の導電板３１を重ねて、アンテナ本体３２を構成している。
【００１９】
そして、このようなアンテナ本体３２を、図３および図４に示すように、可撓性を有する弾性体製の外装部３３の内部に収納し、その外装部３３の表面にカーペット用の植毛３４を施して、床置アンテナ４としている。これにより、床置きカーペットと兼用した床置アンテナ４を提供することができる。
【００２０】
第１の導電板２９、第２の導電板３１は、可撓性を有するシート状の銅やアルミニウムを用いる。また、第１の導電板２９は、例えばＵＨＦ帯（例えば９５２ＭＨｚ〜９５５ＭＨｚ）であればλ／２がほぼ１５ｃｍとなるため縦横の一辺の長さを１５ｃｍにする。なお、第１の導電板２９の近傍または内部に誘電体の固まりを有する場合は共振する波長は１５ｃｍよりも短くなるため、第１の導電板２９における一辺の長さは０ｃｍより長く、１５ｃｍより短く設定される。このように、第１の導電板２９の一辺の長さは周波数、構造、材料に合わせて設定する。第２の導電板３１は、略第１の導電板２９と同じか、または、小さくする。
【００２１】
小片３０としては高誘電率で、かつ絶縁できるものを用いる。小片３０は、例えば誘電体であるセラミックなどの焼成物や、ブチルゴム等の樹脂にセラミックなどの誘電体粒を混成した混合物、または、樹脂のみで形成されている。この小片３０を、例えば縦横３ｍｍ、厚さ２ｍｍ〜３ｍｍもしくは適度な厚みにし、縦横９個ずつの列にして８１個並べて敷き詰める。小片３０は空気などに比べて誘電率が高いため、第１の導電板２９、第２の導電板３１の間隔を狭くしても、アンテナ特性を良好にすることができる。すなわち、小片３０では、入射してきた電波を屈折させて電波路としての距離を長くすることができため、低誘電率な空気と比較して、その厚みを薄くすることができる。これにより、床置アンテナ４を薄く製造することができる。その誘電率や大きさ、用いる個数等は用途に合わせて設計すればよい。
【００２２】
この小片３０は、図４に示すように、両面接着テープや接着剤などの固定部材３５、３６を用いて第１の導電板２９、第２の導電板３１にそれぞれ固定する。なお、第１の導電板２９および第２の導電板３１のいずれか一方に固定してもよい。また、第１の導電板２９または第２の導電板３１に小片３０の形状に沿った凹部を設けて、その凹部に小片３０を嵌め合わせて位置決めするようにしてもよい。あるいは、小片３０の中央部に凹部を設け、第１の導電板２９または第２の導電板３１のいずれかに小片３０の凹部に嵌め合わせる凸部を設けるようにしてもよい。
【００２３】
また、弾性体製の外装部３３は、可撓性を有するゴムや発泡ポリエチレン樹脂などの曲げに強く耐候性のよいものを用いる。
【００２４】
床置アンテナ４において、第１の導電板２９をグランド板とし、第２の導電板３１を放射板として使用する。床置アンテナ４は、ケーブル（図示せず）を介してＲＦＩＤリーダライタ３に接続される。そして、床置アンテナ４は、図１に示すように、所定の場所の床面に敷いて使用される。
【００２５】
上記した構成により、床置アンテナ４は、靴、例えばハイヒールの踵のような断面積が小さく重量のかかるもので踏まれたり、荷物の搬送用のキャリアのような極めて重量の重いもので踏まれた場合であっても、複数個の小片３０が個々に移動して応力を分散させて受けることができ、小片３０の割れをなくして破損しにくくしている。
【００２６】
例えば図５に本実施の形態の床置アンテナ４がハイヒールなどの靴の踵３８で踏まれたときの状態を示す。このとき床置アンテナ４には、靴の踵３８により局所的に大きな重量がかかるが、小片３０と小片３０との間の隙間３７により、力がかけられた小片３０のそれぞれが少しずつ傾いて移動して全体として湾曲する。このように、床置アンテナ４は、靴の踵３８によりかけられた力を分散して受けることができる。そして、床置アンテナ４のそれぞれの小片３０は小さいものであるので、容易に割れることがない。したがって、丈夫な床置アンテナ４を実現することができる。
【００２７】
また、この床置アンテナ４は湾曲可能であるので、大面積のものであっても筒状に巻いた状態で運搬することもできる。
【００２８】
なお、アンテナ本体３２の第１の導電板２９または第２の導電板３１の大きさを十分に大きなものとすることもできる。さらに、第１の導電板２９および第２の導電板３１の間にセラミックなどの空気に比べて誘電率の高い小片３０を挟み込むことにより、床置アンテナ４の全体の厚さを薄くしながら電波の送受信感度を良好にすることができ、アンテナ性能もよいものにすることができる。
【００２９】
次に、図６を参照しながら、ＲＦＩＤシステム１の回路構成および動作について説明する。図６は、本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤシステム１の回路ブロック図である。
【００３０】
ＲＦＩＤシステム１は、ＲＦＩＤタグ２と、ＲＦＩＤタグ２のタグ情報を読み取るＲＦＩＤリーダライタ３と、商品情報を管理する管理装置６とを備えている。
【００３１】
ＲＦＩＤタグ２は、商品９の商品コードなどのタグ情報を記憶保持するタグＩＣチップ１０と、タグＩＣチップ１０に接続された信号送受信用のタグアンテナ１１とを有する。タグＩＣチップ１０は、受信信号からタグアンテナ１１で生成された電力を整流するダイオード１２、整流された電力を蓄積するコンデンサ１３、インピーダンスを整合させるコンデンサ１４、各部を制御するための制御部１５、受信信号を復調する復調部１６、応答信号を変調する変調部１７およびスイッチ１８、タグ情報を記憶しているメモリ部１９を有する。
【００３２】
ＲＦＩＤリーダライタ３は、床置アンテナ４と本体部５とを備え、本体部５は、各部の動作や通信を制御する制御部２０、ＲＦＩＤタグ２に向けて送信する問い合わせ信号を変調する変調部２１および送信部２２、ＲＦＩＤタグ２からの応答信号を信号処理し復調する受信部２４および復調部２５、これらの各部にクロック信号を供給するクロック部２６、送受信信号を分離する分離部２３および各部に電源を供給する電源部２７を有する。そして、この本体部５は送受信用の床置アンテナ４に接続され、床置アンテナ４を介してＲＦＩＤタグ２と交信する。
【００３３】
次に、図１および図６を参照しながら、ＲＦＩＤシステム１の動作について説明する。
【００３４】
ＲＦＩＤリーダライタ３は、電源部２７の電力により各部が起動される。そして、ＲＦＩＤタグ２と交信を開始する。まず、ＲＦＩＤリーダライタ３は、制御部２０により、商品９それぞれに付されたＲＦＩＤタグ２に対して問い合わせコマンドを作成し、変調部２１で所定の周波数の搬送波をその問い合わせコマンドに従って変調する。所定の周波数として、ＵＨＦ帯（例えば９５２ＭＨｚ〜９５５ＭＨｚ）やマイクロ波帯（例えば２．４５ＧＨｚ）、ＨＦ帯（例えば１３．５６ＭＨｚ）などの周波数を利用することができる。これを送信部２２で増幅した後、分離部２３を介して、床置アンテナ４からＲＦＩＤタグ２のタグＩＣチップ１０に向けて問い合わせ信号を送信する。そして、ＲＦＩＤリーダライタ３は、タグＩＣチップ１０からの応答信号を床置アンテナ４で受信し、後述するように、復調してタグ情報を読み取る。
【００３５】
まず、ＲＦＩＤリーダライタ３は、タグＩＣチップ１０に、例えば「商品コードを応答せよ」という問い合わせが行われる。
【００３６】
次に、この問い合わせは、変調部２１により、送信部２２、分離部２３、床置アンテナ４を介して、ＲＦＩＤタグ２のタグＩＣチップ１０に向けて出力される。なお、各部にクロック部２６からクロックが供給され、同期などのタイミング調整がなされる。
【００３７】
ＲＦＩＤタグ２は、タグアンテナ１１で問い合わせ信号を受信するとともに、受信した問い合わせ信号（無線信号）から生成した電力をダイオード１２で整流し、直流電圧（以下、「ＤＣ電圧」と記す）を生成する。このＤＣ電圧をコンデンサ１３に充電するとともに、このＤＣ電圧をタグＩＣチップ１０に供給し、起動する。これによって、タグＩＣチップ１０の制御部１５、復調部１６、変調部１７、メモリ部１９が起動する。このようにＲＦＩＤタグ２は、電池などの電源を搭載していなくてもタグＩＣチップ１０を動作させることができる。なお、タグＩＣチップ１０はタグアンテナ１１で生成した電力を利用するので、その電源容量は小さい。このため、タグＩＣチップ１０では、各部の消費電力を極力抑えている。
【００３８】
次に、制御部１５からの指示で復調部１６は、受信した問い合わせ信号から「商品コードを応答せよ」という問い合わせを復調する。
【００３９】
また、制御部１５は、復調部１６への指示と同時にメモリ部１９に記憶保持しているタグ情報（商品コード）を読み出す。
【００４０】
変調部１７は、メモリ部１９に記憶保持されたタグ情報に基づいてスイッチ１８をＯＮ、ＯＦＦさせて応答する。
【００４１】
すなわち、スイッチ１８がＯＮすれば、タグアンテナ１１の一方の端子とグランドとが短絡され、スイッチ１８がＯＦＦされれば、タグアンテナ１１の一方の端子とグランドとが開放される。これによって、ＲＦＩＤリーダライタ３から送信された電波を反射するか否かをタグ情報に応じて制御し、そのタグ情報の内容を伝達することができる。すなわち、タグ情報のコードの「１」と「０」に対応させてスイッチ１８をＯＮまたはＯＦＦさせ、このスイッチ１８のＯＮ、ＯＦＦの繰り返しパターンにより、タグアンテナ１１からＲＦＩＤリーダライタ３に固有の応答信号、例えば商品コードが返信される。なお、タグＩＣチップ１０はタグアンテナ１１の一方の端子とグランドとを開放させたときに、反射が起きないように、インピーダンスをマッチングさせるコンデンサ１４を有している。
【００４２】
ＲＦＩＤリーダライタ３は、床置アンテナ４、分離部２３を介して受信部２４で応答信号を受信し、復調部２５に伝達する。そして、制御部２０は復調した信号により、商品コードを取得する。ＲＦＩＤリーダライタ３は、この取得した商品コードを管理装置６に転送する。
【００４３】
管理装置６は店舗内に設置され、店舗内のレジと連携して商品情報を管理している。管理装置６はＲＦＩＤリーダライタ３から転送されてくるタグ情報から商品コードを取得し、この取得された商品コードとレジで精算された商品コードとを照合することで、精算されていない商品９が不正に持ち出されようとしているか否かを判断する。管理装置６は、判断結果に基づいて商品９が未精算である場合は警報機６ａ（図１）によりアラームなどの警報を発する。これにより、未清算の商品９を店舗の外へ持ち出すなどの不正な持ち出しを防止する。
【００４４】
以上のように本実施の形態の床置アンテナ４によれば、可撓性を有する第１の導電板２９の上に、相互間に間隙をあけて複数個の誘電体製の小片３０を並べ、これらの小片３０の上に可撓性を有する第２の導電板３１を重ね、これら第１の導電板２９、複数個の小片３０および第２の導電板３１を弾性体製の外装部３３に収納したので、靴の踵３８で踏まれるなどして小面積に大きい圧力がかけられた場合でも複数個の小片３０が個々に移動して応力を分散させることができ、小片３０の割れをなくして破損しにくくすることができる。
【００４５】
また、ＲＦＩＤリーダライタ３はこの床置アンテナ４に接続され、床置アンテナ４を介してＲＦＩＤタグ２と交信することができる。これにより、床置アンテナ４を商店の出入口に設けられたドア７の手前の床面に設置した場合であっても破損しにくくし、客８が購入する商品９に付したＲＦＩＤタグ２をＲＦＩＤシステム１で管理することにより商品９が不正に持ち出されるのを検知して、盗難を防止する装置を実現することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態の床置アンテナ４は、水平な床面に置いて使用する例について説明したが、この床置アンテナ４は、エレベータの箱内の側壁のように、横から力が加えられる場所に用いることもでき、その場合には、側壁を床面とみなせば同様の効果が得られる。
【００４７】
また、第１の導電板２９、第２の導電板３１の大きさや、弾性体製の外装部３３の材料も、用途に応じて適宜選択すればよい。
【００４８】
また、床置アンテナ４の他の使用例を図７に示す。図７に示すものは、商店の商品搬入口４０の床面に床置アンテナ４を設置した例である。この場合は、商品９の搬入に使用されるキャリア４１の下面にＲＦＩＤタグ２を取り付けておき、キャリア４１が商品搬入口４０を通過する都度、床置アンテナ４を介してＲＦＩＤリーダライタ３がＲＦＩＤタグ２と通信し、キャリア４１の管理を行う。なお、キャリア４１ではなく搬入される商品９にＲＦＩＤタグ２を取り付けておいてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように本発明によれば、可撓性を有する第１の導電板の上に、相互間に間隙をあけて複数個の誘電体製の小片を並べ、これらの小片の上に可撓性を有する第２の導電板を重ね、これら第１の導電板、複数個の小片および第２の導電板を弾性体製の外装部に収納したので、靴の踵で踏まれるなどして小面積に大きい圧力がかけられた場合でも複数個の小片が個々に移動して応力を分散させることができ、小片の割れをなくして破損しにくくすることを可能としたＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナおよびそれを用いたＲＦＩＤリーダライタとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態における床置アンテナの使用例を示す斜視図
【図２】同床置アンテナの上面断面図
【図３】同床置アンテナの一部を拡大した破断斜視図
【図４】同床置アンテナの一部を拡大した正面断面図
【図５】同床置アンテナがハイヒールなどの靴の踵で踏まれたときの状態を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤシステムの回路ブロック図
【図７】本発明の実施の形態における床置アンテナの他の使用例を示す斜視図
【符号の説明】
【００５１】
１    ＲＦＩＤシステム
２    ＲＦＩＤタグ
３    ＲＦＩＤリーダライタ
４    ＲＦＩＤタグ通信用床置アンテナ（床置アンテナ）
５    本体部
６    管理装置
６ａ    警報機
７    ドア
８    客
９    商品
１０    タグＩＣチップ
１１    タグアンテナ
１２    ダイオード
１３，１４    コンデンサ
１５，２０    制御部
１６，２５    復調部
１７，２１    変調部
１８    スイッチ
１９    メモリ部
２２    送信部
２３    分離部
２４    受信部
２６    クロック部
２７    電源部
２９    第１の導電板
３０    小片
３１    第２の導電板
３２    アンテナ本体
３３    外装部
３４    植毛
３５，３６    固定部材
３７    隙間
３８    靴の踵
４０    商品搬入口
４１    キャリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009290632.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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