(57)【要約】                                                                        【課題】  搬送物に付されたＩＣタグを読み取りする際に、読み漏らしを少くできる非接触ＩＣタグ読取システムを提供する。【解決手段】  本発明の非接触ＩＣタグ読取システム１０は、定位置を定方向に移動する搬送物５に付された非接触ＩＣタグ１を、該定位置方向の側辺であって搬送物５に付された非接触ＩＣタグ１と略同一水平面に設置したリーダライタ１１により読み取りおよび／または書き込みを行うシステムにおいて、前記リーダライタ１１のアンテナ１２のアンテナパターンは、非接触ＩＣタグ１の略矩形コイル状にされたアンテナ線の鉛直方向線分に直交した電磁波を発生するように、Πの字が水平方向に連結した櫛型の形状部分を有するようにしたことを特徴とする。アンテナパターンは、Ｖの字またはＵの字が水平方向に連結した波型の形状であってもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
定位置を定方向に移動する搬送物に付された非接触ＩＣタグを、該移動位置方向の側部であって搬送物に付された非接触ＩＣタグと略同一水平面に設置したリーダライタにより読み取りおよび／または書き込みを行うシステムにおいて、前記リーダライタのアンテナのアンテナパターンは、非接触ＩＣタグの略矩形コイル状にされたアンテナ線の鉛直方向線分に直交した電磁波を発生するように、Πの字が水平方向に連結した櫛型の形状部分を有することを特徴とする非接触ＩＣタグ読取システム。
【請求項２】
定位置を定方向に移動する搬送物に付された非接触ＩＣタグを、該移動位置方向の側部であって搬送物に付された非接触ＩＣタグと略同一水平面に設置したリーダライタにより読み取りおよび／または書き込みを行うシステムにおいて、前記リーダライタのアンテナのアンテナパターンは、非接触ＩＣタグの略矩形コイル状にされたアンテナ線の鉛直方向線分に直交した電磁波を発生するように、Ｖの字またはＵの字が水平方向に連結した波型の形状部分を有することを特徴とする非接触ＩＣタグ読取システム。
【請求項３】
定位置を定方向に移動する搬送物は、コンベア上を搬送されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非接触ＩＣタグ読取システム。
【請求項４】
非接触ＩＣタグとリーダライタが電磁誘導方式で交信を行うものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項記載の非接触ＩＣタグ読取システム。
【請求項５】
搬送物の前面または背面に、矩形コイル状のアンテナ線を有する非接触ＩＣタグの該アンテナ線が搬送方向に略直交するように付されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項記載の非接触ＩＣタグ読取システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は非接触ＩＣタグ読取システムに関する。詳しくは、定位置を定方向に移動する搬送物に付された非接触ＩＣタグを読み漏らすことなく、高い率で読み取りするシステムに関する。なお、定位置を定方向に移動する搬送物とは、コンベア等により搬送されるものが多いが、それにかぎられず、車両、人体等により搬送されるものも含まれる。
【背景技術】
【０００２】
非接触ＩＣタグが、物品の情報管理、物流管理等に広く利用されてきている。しかし、非接触ＩＣタグの実用場面において、ＩＣタグの読み漏らしが生じて信頼を低下させる問題がある。例えば、非接触ＩＣタグをリーダライタで読み取りする際、リーダライタから一定の通信エリア内にあるコンベア上を流れる搬送物を読み取りすることが行われるが、ＩＣタグのアンテナがリーダライタのアンテナ面に正対するように付されている場合は、高い率で読み取りできるが、双方のアンテナ面が略直交する向きになる場合は、読み取り率が低下することが確認されている。
【０００３】
ダンボール箱等に非接触ＩＣタグを付する場合は、ダンボール箱等の一定位置に貼り付けするのが通常である。全ての非接触ＩＣタグがリーダライタのアンテナ面に正対するように貼り付けられ、コンベア上に一定方向に置かれて搬送される場合は、読み取り率が高くなるが、そのような趣旨を徹底することは困難であり、実際的にもそのようにすることができない状況が想定される。そこで、本発明は双方のアンテナ面が略直交する向き関係になる場合にも、高い率で読み取りすることを目的とするものである。
【０００４】
上記の関係について、図７を参照して説明する。図７は、従来の搬送装置における非接触ＩＣタグの読み取り方式を説明する図である。
図７（Ａ）では、非接触ＩＣタグ１が、搬送物であるダンボール箱５ｄのリーダライタ側側面に貼られている。ダンボール箱５ｄはコンベア２０上を矢印Ｙ方向に水平に搬送されている。この場合は、ＩＣタグ１のアンテナ２面とリーダライタのアンテナ１２面が正対する関係になり、アンテナ１２の磁力線がＩＣタグ１のアンテナ線を横切ることが多く、非接触ＩＣタグ１に十分な電力が生じ応答も得られ易くなる。
図７（Ｂ）では、非接触ＩＣタグ１が、搬送物であるダンボール箱５ｄの進行方向前面に貼られている。ダンボール箱５ｄがコンベア２０上を矢印Ｙ方向に水平に搬送されているのは同様である。この場合、非接触ＩＣタグ１のアンテナ２面とリーダライタのアンテナ１２面が直交する関係になり、アンテナ１２の磁力線がＩＣタグ１のアンテナ線を横ぎることが少なく、ＩＣタグ１に電力が生じ難く応答も得られないことが生じる。
【０００５】
上記図７は、１３．５６ＭＨｚ等の主として磁力線により交信する場合を示しているが、電波方式のＵＨＦ帯やＧＨＺ帯の場合も、ほぼ同様の関係になる。例えば、半波長ダイポールアンテナの向きがリーダライタのアンテナ面に対して、直線状に起立する位置関係になる場合はＩＣタグの電波受信が困難になる。ただし、双方のアンテナ面が正対する位置関係にある限り、非接触ＩＣタグ１のダイポールアンテナの向きが水平方向であっても垂直方向であっても良好な読み取りが可能になる。従って、双方のアンテナ面が正対する位置関係にあることが好ましいのは、ＵＨＦ帯やＧＨＺ帯の場合も同様である。
ＵＨＦ帯ＩＣタグは、その通信距離が最大５ｍ〜１０ｍ程度が可能であるため、近年は物流関係を含め多用されるようになってきている。
【０００６】
上記のように、リーダライタのアンテナ面と非接触ＩＣタグの対面する角度により読み取り率が変化することは、非特許文献１にも記載され上記と同様の結果が示されている。  同文献によれば、正対する場合も２つの非接触ＩＣタグが接近したり重なる場合は読み取り率が低下することが記載されている。
そこで本発明は、電磁誘導方式による交信において、読み取り条件が悪い場合であっても、高い確率で読み取りするためには、リーダライタ側のアンテナのパターン形状を改善すべきことを見出し、本発明を提案するものである。
【０００７】
搬送物に関し、リーダライタの読み取り率をアンテナのパターン形状により改善する先行技術を特には検出できない。ただし、リーダライタのアンテナに関しては、特許文献１〜特許文献３等がある。特許文献１は、通信態様を変更可能にするため、矩形コイル状アンテナを選択的に使用することを提案している（図４等）。特許文献２は矩形コイル状アンテナを採用している（図１等）。特許文献３は、円形コイル状アンテナを使用している（図２等）。
【０００８】
このように、リーダライタ側アンテナは、目的、用途によって各種のパターン形状を採用できると考えられるが、入門ゲートや書棚ラック等の大型リーダライタ機器を除き、矩形コイル状や円環状のアンテナを使用している例が多いようである。
一方、電磁誘導型の非接触ＩＣタグでは、カード形状の基材に、矩形コイル状のアンテナを数回巻き回して用いる場合が多い。搬送物等への取り付けも一般的には、矩形カード状のＩＣカードを斜めに傾斜して貼り付けることは少なく、矩形コイル状の長辺または短辺を水平にして貼り付けするのが一般的である。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１６２６９６号公報
【特許文献２】特開２０００−１６５１２９号公報
【特許文献３】特開２００５−２０４０３８号公報
【非特許文献１】「無線ＩＣタグ導入ガイド」（９４〜１０５頁、特に図４）                      （日経ＢＰ社２００４年１１月１１日発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来、コンベア上の搬送物に付された非接触ＩＣタグを読み取りする際に発生する読み漏らしには、種々の原因があることが確認されている。そこで、本発明は各種読み漏らし原因のうち、上記に起因するものの解決方法を鋭意研究して完成したものである。
すなわち、コンベア上を運ばれる搬送物に付された非接触ＩＣタグのアンテナ面は、上記のように、矩形コイル状のアンテナのＩＣタグが正常に貼り付けされた場合、アンテナ線は鉛直方向（重力方向）に平行な線分部分を多く有することになるが、これと交差し易い磁力線を多く発するリーダーライタ側アンテナを用いれば、読み取りが容易になることが考えられる。さらに、当該磁力線が搬送方向に一定時間継続することが一層の読み取り率向上に寄与することを着想し、本発明の完成に至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第１は、定位置を定方向に移動する搬送物に付された非接触ＩＣタグを、該移動位置方向の側部であって搬送物に付された非接触ＩＣタグと略同一水平面に設置したリーダライタにより読み取りおよび／または書き込みを行うシステムにおいて、前記リーダライタのアンテナのアンテナパターンは、非接触ＩＣタグの略矩形コイル状にされたアンテナ線の鉛直方向線分に直交した電磁波を発生するように、Πの字が水平方向に連結した櫛型の形状部分を有することを特徴とする非接触ＩＣタグ読取システム、にある。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第２は、定位置を定方向に移動する搬送物に付された非接触ＩＣタグを、該移動位置方向の側部であって搬送物に付された非接触ＩＣタグと略同一水平面に設置したリーダライタにより読み取りおよび／または書き込みを行うシステムにおいて、前記リーダライタのアンテナのアンテナパターンは、非接触ＩＣタグの略矩形コイル状にされたアンテナ線の鉛直方向線分に直交した電磁波を発生するように、Ｖの字またはＵの字が水平方向に連結した波型の形状部分を有することを特徴とする非接触ＩＣタグ読取システム、にある。
【００１３】
上記非接触ＩＣタグ読取システムにおいて、定位置を定方向に移動する搬送物は、コンベア上を搬送されているもの、とすることができ、非接触ＩＣタグとリーダライタが電磁誘導方式で交信を行うもの、とすることができ、搬送物の前面または背面に、矩形コイル状のアンテナ線を有する非接触ＩＣタグの該アンテナ線が搬送方向に略直交するように付されているもの、とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の非接触ＩＣタグ読取システムは、定位置を定方向に移動する搬送物に付された非接触ＩＣタグの読み漏らしを少なくし、高率で読み取りすることができる。
請求項１記載の非接触ＩＣタグ読取システムでは、リーダライタのアンテナのアンテナパターンに、非接触ＩＣタグの略矩形コイル状にされたアンテナ線の鉛直方向線分に直交した電磁波を発生するように、Πの字が水平方向に連結した櫛型の形状部分を有するアンテナパターンを使用するので、非接触ＩＣタグがリーダライタが発する搬送波から動作電力を生成しやすく読み漏らしが生じることが少ない。
請求項２記載の非接触ＩＣタグ読取システムでは、リーダライタのアンテナのアンテナパターンに、非接触ＩＣタグの略矩形コイル状にされたアンテナ線の鉛直方向線分に直交した電磁波を発生するように、Ｖの字またはＵの字が水平方向に連結した波型の形状部分を有するアンテナパターンを使用するが、上記と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のＩＣタグ読取システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明のＩＣタグ読取システムを示す図、図２は、第１形態リーダライタのアンテナパターン形状を示す図、図３は、非接触ＩＣタグのアンテナパターン形状を示す図、図４は、リーダライタの構成を示すブロック図、図５は、非接触ＩＣタグの構成を示すブロック図、図６は、第２形態リーダライタのアンテナパターン形状を示す図、である。    
【００１６】
図１は、本発明の非接触ＩＣタグ読取システム１０を示す図である。
非接触ＩＣタグ読取システム１０は、定位置を定方向に移動する搬送物に付された非接触ＩＣタグ１を読み取りするシステムに関するが、以下、コンベア上を移動する搬送物を例として説明する。ただし、本発明はコンベアによる搬送物に限られないものである。
コンベア２０は、図１のように、ローラコンベアであってもよく、ベルトコンベアであってもよい。あるいは、ハンガーにより吊り下げ状態で搬送するコンベアであってもよい。コンベア２０に接近した側辺（コンベア２０の横位置）には搬送物５の非接触ＩＣタグ１との通信域（例えば、図１中の破線による楕円が囲む域）内に、リーダライター１１が設置されている。
【００１７】
搬送物５との通信域内とは、出力にも関係するが１３．５６ＭＨｚ等の電磁誘導方式の場合は、通常、リーダライター１１のアンテナ１２面から放射状に広がる範囲であり、アンテナ１２面からの直線距離にして１〜２ｃｍから５０ｃｍ程度の距離である。安定した読み取りのためには非接触ＩＣタグ１が、リーダライタ１１に接近した一定位置を通過するようにされていることが好ましい。なお、電波方式のＵＨＦ帯やＧＨｚ帯の場合は、最大５〜１０ｍ程度の通信距離が確保できるが、誤読防止等の観点から５０ｃｍ〜１ｍ程度に出力を抑えて使用する場合が多い。
【００１８】
搬送物５には、非接触ＩＣタグ１が付されている。図１の場合、読み取り難い条件設定にされており、非接触ＩＣタグ１は搬送物５の進行方向前面に付されている。
ただし、非接触ＩＣタグ１は、いろいろな状態で付されたものが混在していても構わない。コンベア２０には人手で荷を置くことも多いので、混在するのが通常である。
直方体状の搬送物５の前面または背面に非接触ＩＣタグ１が付された場合、ＩＣタグ１のアンテナ面は、非接触ＩＣタグ１と略同一水平面内に設置されたリーダライタ１１のアンテナ１２面と直交する角度になり易い。直交する場合は、リーダライタ１１からの磁力線がＩＣタグ１の通信域内でアンテナ線を横切ることが少なく、非接触ＩＣタグ１は保持する信号を応答する電力を得られず、結果として読み漏らしとなる。ただし、搬送物５はコンベア２０により搬送されている（矢印Ｙ方向）ので、リーダライタ１１との角度は刻々と変化するものであり、この通信域内の僅かな変化状態の過程で読み取れればよいものである。なお、搬送物５は梱包体に限らず、包装されていない物品や商品、製造途上の半製品、部品等も含まれる。
【００１９】
図２は、第１形態リーダライタのアンテナパターン１２ｐの形状を示す図である。
第１形態のアンテナパターン形状は、Πの字が水平方向に連結した櫛型の形状部分を有するようにされている特徴がある。Πの字形状とするのは、非接触ＩＣタグの略矩形コイル状にされたアンテナ線の鉛直方向線分に直交した電磁波を発生させるためである。
実際には、Πの字と逆さ状のΠの字が連結した形状になる。水平方向に連結して長くするのは、移動する搬送物の一定の移動距離時間（短時間であるが）内において交信し易くするためである。図２では、Πの字が３個連結しているが、２個ないし４個の連結が適切である。全体の長さＬは３００〜５００ｍｍ程度、高さＨは１００〜２００ｍｍ程度にすることができる。線幅Ｗは、０．０５ｍｍ〜２０ｍｍ程度にできる。このアンテナ１２に搬送波が流れた場合は、右ねじの法則により、各線分に直交してその周囲に磁力線が発生する。全体として縦の線分部分が長いので、アンテナ１２に直交した電磁波を発生しやすくなる。下向きの線分と上向きの線分では反対向きの磁力線が発生する。
【００２０】
図３は、非接触ＩＣタグ１のアンテナパターン２ｐの形状を示す図である。透明なベースフィルム１ｂの裏側から見た図である。ＬＦ帯やＨＦ帯の非接触ＩＣタグ１は、ベースフィルム１ｂ面に、略矩形コイル状アンテナパターン２ｐを形成することが多い。数回巻き回されたコイル状アンテナパターン２ｐの端部２ａ，２ｂにＩＣチップ３が装着されている。部材８は外側のアンテナ線をＩＣチップ３に導く導通部材である。アンテナパターン２ｐとＩＣチップ３の面は、保護フィルムで被覆され、ベースフィルム１ｂの背面は粘着剤が塗工されている。ただし、粘着剤によらないで、カード状のものを吊るしたり袋に挿入して使用する場合もある。搬送物５に貼り付けする場合は、この略矩形コイル状アンテナパターン２ｐの縦線部分または横線部分が搬送方向に対して水平または鉛直になるように付する場合が多くなる。従って、リーダライタ１１からアンテナ線の鉛直方向線分に直交した電磁波を多ければ受信しやすくなる。
【００２１】
図４は、リーダライタの構成を示すブロック図、図５は、非接触ＩＣタグの構成を示すブロック図である。リーダライタ１１の制御部１１１は、上位装置から非接触ＩＣタグ１に対するデータを受信すると、このデータＳを変調回路１１２に出力する。変調回路１１２は、制御部１１１からのデータＳを入力すると、発振器からの前記キャリアを、入力データＳの値に応じて振幅偏移変調し、整合回路１１３および共振回路１１４を介して電波信号として送信させる。
【００２２】
非接触ＩＣタグ１の無線インタフェース１２１では、アンテナＬ２を介してリーダライタ１１からの信号を受信すると、電力を制御回路１２２に供給し起動するとともに、この信号の中からデータＳを抽出し、起動された制御回路１２２へ出力する。ここで、制御回路１２２は、リーダライタ１１からの受信データがメモリ１２３に対する書き込みデータの場合は、このデータをメモリ１２３に書き込みする。前記データがメモリ１２３のデータを読み取るコマンドデータの場合は、前述のクロック信号ＣＬＫに同期してメモリ１２３内のデータを順次読み取り、無線インタフェース１２１側に出力する。
【００２３】
非接触ＩＣタグ１のメモリ１２３から順次読み出されたデータは、無線インタフェース１２１およびアンテナＬ２を介してリーダライタ１１側へ電波信号として送信される。
リーダライタ１１の共振回路１１４は、非接触ＩＣタグ１からの電波信号を受信するとこの電波信号を変調信号として復調回路１１５に出力する。復調回路１１５は、この変調信号を復調することにより変調信号の中からデータを抽出し、データＲを制御部１１１へ出力する。制御部１１１は、復調回路１１５からのデータＲを入力すると、このデータを上位装置に送信する。このようにして、リーダライタ１１は、非接触ＩＣタグ１に対してデータの書き込みを行うことができ、かつ読み取りを行うことができる。
【００２４】
図６は、同第２形態リーダライタのアンテナパターン形状をを示す図である。
第２形態のアンテナパターン１２ｐ形状は、Ｖの字またはＵの字が水平方向に連結した波型の形状部分を有するようにされている特徴がある。Ｖの字またはＵの字形状とするのは、非接触ＩＣタグの略矩形コイル状にされたアンテナ線の鉛直方向線分に直交した電磁波を発生するようにするためである。実際には、Ｖの字またはＵの字と逆さ状のＶの字またはＵの字が連結した形状になる。水平方向に連結して長くするのも第１形態と同じ理由である。図６の場合も、Ｖの字が３個連結した形状のみを示しているが、２個ないし４個の数であってよい。Ｕの字の場合も同様である。全体の長さＬを３００〜５００ｍｍ程度、高さＨを１００〜２００ｍｍ程度にすることができる。線幅Ｗは、０．０５ｍｍ〜２０ｍｍ程度にできる。Ｖの字またはＵの字の場合も縦方向の線成分が多いので、同様に非接触ＩＣタグ１の略矩形コイル状にされたアンテナ線の鉛直方向線分に直交した電磁波を発生し易くなる。
【００２５】
アンテナ１２は、エポキシ、ベークライト、メラミン、ポリイミド、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレンなどの絶縁基板に導電性印刷インキを厚膜印刷したり、絶縁基板に銅、銀、アルミニウム等の金属箔をラミネートした後、レジスト印刷またはフォトレジストによりエッチングしてパターン形成することができる。金属箔の厚みは、２５〜５０μｍ程度にできる。
【実施例】
【００２６】
厚み１．０ｍｍのエポキシ基板に厚み４０μｍの銅箔をラミネートし、これに印刷レジストを印刷し、エッチングして、図２図示のようなΠの字が３個連結したアンテナパターン１２ｐからなるアンテナ１２を形成した。アンテナパターンの全長Ｌを４５０ｍｍとし、高さＨを１８０ｍｍとした。また、線幅Ｗを８ｍｍとした。
このアンテナ１２をリーダライタ本体１１と接続して、搬送物５に付された非接触ＩＣタグ１と略同一水平面になるコンベアサイドに設置した。アンテナの出力を２ｗとして、コンベア上の搬送物５に付された非接触ＩＣタグ１を連続して読み取りしたところ、試料２０００個について９９．９％以上の率で読み取りできることを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上、本発明の実施形態をコンベア上の搬送物を例として説明してきたが、定位置を定方向に移動する搬送物は、コンベア上の搬送物に限られないことは明らかである。例えば、一定の経路をフォークリフトや車両により搬送される場合、人体により携帯される場合、空洞内を小型の飛翔体が通過する場合にも適用可能なことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のＩＣタグ読取システムを示す図である。
【図２】第１形態リーダライタのアンテナパターン形状を示す図である。
【図３】非接触ＩＣタグのアンテナパターン形状を示す図である。
【図４】リーダライタの構成を示すブロック図である。
【図５】非接触ＩＣタグの構成を示すブロック図である。
【図６】第２形態リーダライタのアンテナパターン形状を示す図である。
【図７】従来の搬送装置における非接触ＩＣタグの読み取り方式を説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    非接触ＩＣタグ
２ｐ  非接触ＩＣタグのアンテナパターン                                          ３    ＩＣチップ
５    搬送物
１０    非接触ＩＣタグ読取システム
１１    リーダライタ
１２    リーダライタのアンテナ
１２ｐ  リーダライタのアンテナパターン
２０    コンベア
【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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