JP2007088519A

JP2007088519A - 無線通信システム及び方法

Info

Publication number: JP2007088519A
Application number: JP2005271189A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Hatakeyama; 繁畠山; Shigeru Yamazaki; 茂山崎; Hiroki Murayama; 裕樹村山; Koichi Hirano; 弘一平野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2005-09-16
Publication date: 2007-04-05
Also published as: US20070063907A1

Abstract

【課題】無線ＩＣチップを取付ける管理対象物の如何を問わず、メインアンテナと無線ＩＣチップの間において確実に電磁波による通信を行うことができる。
【解決手段】無線ＩＣチップ（３）に向けて電磁波を放射するメインアンテナ２と、無線ＩＣチップが取付けられた管理対象物の障害を受ける電磁波の迂回経路を形成する反射板４と、前記反射板による迂回経路を進行する電磁波に対する無線ＩＣチップの向きを制御する姿勢制御ユニット８を有している。無線ＩＣチップが取付けられた管理対象物の障害を受ける電磁波の迂回経路を反射板にて形成されるため、前記迂回経路に通してメインアンテナからの電磁波が無線ＩＣチップに到来することとなる。さらに、姿勢制御ユニット８により、反射板４による迂回経路を進行する電磁波に対する無線ＩＣチップの向きが制御され、メインアンテナ２からの電磁波が反射板による迂回経路を通して無線ＩＣチップに入射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば立体的に積載された物品に取付けられた無線ＩＣチップとメインアンテナの間にリードライトの通信を行う無線通信システム及び方法に関する。

商店や工場の床面または台に積み上げられた物品の情報、または商店の通路や製造ラインを通過する台車等に積み上げられた物品に情報を、まとめて入手し管理する手段が必要されている。複数の物品にＲＦＩＤタグを取り付け、ＲＦＩＤタグの情報を読み込み（リード）、またリーダライタでそのＲＦＩＤタグに物品の情報を書き込む（ライト）ことにより、複数の物品を纏めて管理することができる。

特許文献１には、認識エリアに問い合せ電磁波を照射するアンテナと、反射板を対向する位置に配置し、前記認識エリアを拡張する構成が開示されている。特許文献２には、無線データキャリアを搭載する回転台を中心として周方向に複数のアンテナを配列した構成が開示されている。特許文献３には、品載置部を中心として複数のアンテナを高さ方向に配置した構成が開示されている。
特開２００５―５８７６号公報特開２００５−４５３２号公報特開２００４−２６５１１２号公報

確かに、上述した特許文献に開示された無線通信システムは、複数のアンテナの配置関係及び反射板を利用して、アンテナからの直接の電磁波及び反射板にて反射した電磁波を物品のＲＦＩＤタグに有効に到来させることは可能である。

しかしながら、上述した特許文献では、ＲＦＩＤタグが取付けられる管理対象物である物品が金属製品、或いは容器に充填された液体等である場合を想定していない。そのため、アンテナからの電磁波が物品の表面で反射され、或いは物品に吸収されてしまい、アンテナからのＲＦＩＤタグに届かず、通路や製造ラインの上方に設置された１個のアンテナでまとめて複数のＲＦＩＤタグに対しリードライトを行うのは不可能であった。

本発明の目的は、無線ＩＣチップを取付ける物品などの管理対象物の種類の如何を問わず、メインアンテナと無線ＩＣチップの間において確実に電磁波による通信を行うことができる無線通信システム及び方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明に係る無線ＩＣチップは、無線ＩＣチップに向けて電磁波を放射するメインアンテナと、前記無線ＩＣチップが取り付けられた管理対象物にて障害を受ける電磁波の迂回経路を形成する反射板と、前記反射板による前記迂回経路を進行する電磁波に対する無線ＩＣチップの向きを制御する姿勢制御ユニットを有することを特徴とするものである。

無線ＩＣチップが取付けられた管理対象物が金属ケースなどの場合、メインアンテナから無線ＩＣチップに向けて電磁波を放射した場合を考える。メインアンテナが建屋の天井などに取付けられ、金属ケースの側面に無線ＩＣチップが取付けられている場合、金属ケースの上方に位置するメインアンテナから放射される電磁波は、金属ケースの上面に反射されるため、金属ケースの側面に張付いた無線ＩＣチップに到来することは不可能である。

本発明においては、無線ＩＣチップが取付けられた管理対象物にて障害を受ける電磁波の迂回経路を反射板にて形成されるため、前記迂回経路に通してメインアンテナからの電磁波が無線ＩＣチップに到来する。さらに、反射板による迂回経路を進行する電磁波に対する無線ＩＣチップの向きを姿勢制御ユニットにより制御する。

このため、反射板による迂回経路を進行する電磁波は、無線ＩＣチップに到来することとなり、メインアンテナから放射される電磁波で伝送される情報を無線ＩＣチップ側で復調することが可能となる。したがって、金属ケースに取付けられた無線ＩＣチップとメインアンテナの間に電磁波によるデータ通信回路を構築して無線通信を行うことが可能となる。

反射板による迂回経路を進行する電磁波に対する無線ＩＣチップの向きを制御するには、無線ＩＣチップを取付けた管理対象物を角回転させる構成、具体的には、前記管理対象物を支える台車を角回転させる、或いは台車上の管理対象物を角回転させる構成とすることにより、姿勢制御ユニットの目的が達成される。

また、前記反射板は、前記管理対象物の積載方向に沿って複数段に配列された構成とする。この場合、前記反射板は、積載された前記管理対象物の一側、或いは両側に配置される構成とすることが望ましい。

また、本発明に係る無線通信システムを用いて無線通信方法を実行させるには、メインアンテナから無線ＩＣチップに向けた電磁波の経路に付加して、前記無線ＩＣチップが取り付けられた管理対象物にて障害を受ける電磁波の迂回経路を形成する経路形成ステップと、前記反射板による前記迂回経路を進行する電磁波に対する無線ＩＣチップの向きを制御する姿勢制御ステップを実行させる。

以上説明したように本発明によれば、管理対象物が電磁波を反射または吸収する金属製や液体の場合であっても、メインアンテナからの電磁波を、反射板による迂回経路に通して管理対象物の無線ＩＣチップに向けて進行させるため、管理対象物によりメインアンテナからの電磁波が管理対象物により障害を受けたとしても確実に電磁波を無線ＩＣチップに到来させることができ、管理対象物の素材の如何に拘らず、無線ＩＣチップとメインアンテナの間に電磁波によるデータ通信路を確立させることができる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。

本発明の実施形態に係る無線通信システムは基本的構成として、無線ＩＣチップ（３）に向けて電磁波を放射するメインアンテナ２と、前記無線ＩＣチップ（３）が取付けられた管理対象物（１３）にて障害を受ける電磁波の迂回経路を形成する反射板４と、前記反射板４による前記迂回経路を進行する電磁波７ａに対する無線ＩＣチップ（３）の向きを制御する姿勢制御ユニット８を有することを特徴とするものである。

メインメインアンテナ２は、送受信機（１）から出力される電磁波を無線ＩＣチップ（３）に向けて放射するものである。無線ＩＣチップとして、ＲＦＩＤタグ３を用い、前記送受信機としてＲＦＤＩタグ３を管理するためのリーダライタを用いた例に基づいて、本発明の実施形態を具体的に説明する。ここに、ＲＦＩＤタグは、アンテナやメモリ等を有している。リーダライタ３は、前記ＲＦＩＤタグ３からの情報の読込みと前記ＲＦＩＤタグへの情報の書込みを電磁波により行う機能を備えており、リーダライタ１は、そのメインアンテナ２によりＲＦＩＤタグ３との間に電磁波によるデータ信号の送受信を行うようになっている。これらのＲＦＩＤタグ及びリーダライタは、汎用のものを用いている。また、管理対象物として金属ケース１３を用いた例を実施形態１として説明する。
（実施形態１）

本発明の実施形態１を図１に示す。図１に示すように、ＲＦＩＤタグ３を取付けた複数の金属ケース１３は、台車９上に積重ねられて管理領域５に搬送される。この管理領域５は、店舗及び流通過程の倉庫などである場合の他、店舗の通路及び製造ラインを通過する箇所などである場合もある。要は、この管理領域５は、ＲＦＩＤタグ３が取付けられた金属ケースなどの管理対象物が進入する空間を意味する。

前記管理領域５の上方位置、例えば工場の天井には前記リーダライタ１のメインアンテナ２が、電磁波の進行方向を管理領域５へ向う下向きにして設置され、メインアンテナ２からの電磁波が管理領域５内の大部分の領域をカバーするようなっている。

前記リーダライタ１にはコンピュータ端末１５が接続されており、リーダライタ１とコンピュータ端末１５との間に情報の遣り取りが行われる。またコンピュータ端末１５は、ネットワーク１６によりサーバ１７に接続されており、コンピュータ端末１５からの情報がサーバ１７に集積され、サーバ１７からネットワーク１６を通してコンピュータ端末１５に情報が出力される。サーバ１７は、リーダライタ１から入力する情報をデータベース化して、その情報を商店の物品管理，工場の製造管理などに利用可能に保持している。

ＲＦＩＣタグ３が取付けられた金属ケース１３は、台車９上に積載される。金属ケース１３は、トラック便，鉄道便或いは航空便などによる搬送に適するように定型の寸法に整えられている場合が多い。そのため、ＲＦＩＤタグ１３は、金属ケース１３の特定の位置、例えば管理の都合上などの理由によって金属ケース１３の上面或いは側面に取付けられる場合がある。したがって、この種の金属ケース１３を台車９に搭載する場合には、ＲＦＩＤタグ３を外側に向けて整然と搭載されることがある。

上述した金属ケース１３に取付けたＲＦＩＤタグ１３とメインアンテナ２の間にデータ通信のための電磁波による通信経路を形成する場合、天井側のメインアンテナ２から電磁波６を下向きに放射すると、ＲＦＩＤタグ１３のアンテナに向けた電磁波６が金属ケース１３の上面で反射し、金属ケース１３の側面に取付けられたＲＦＩＤタグ１３のアンテナに到来することが不可能になる。

管理対象物１３のＲＦＩＤタグ３に向けた電磁波が障害を受ける場合は、管理対象物１３が金属ケースである場合に限られるものではない。管理対象物１３としての容器に充填された溶液が電磁波を吸収或いは反射する物質である場合にも、同様にＲＦＩＤタグ３に向けて放射された電磁波が障害を受ける場合もある。

そこで、本発明の実施形態では、管理対象物１３による障害を受けることなく、メインアンテナ２から放射される電磁波６ａを利用して、管理対象物１３による障害を受ける電磁波６の迂回経路を反射板４により形成し、メインアンテナ２から放射される電磁波６ａを反射板４の反射面４ａにて水平方向或いは水平方向に近い角度に反射させることにより、メインアンテナ２からの電磁波６に代えて電磁波６ａを反射板４による迂回経路に進行させ、反射波７ａとして管理対象物１３のＲＦＩＤタグ３に到来させている。

複数の反射板４は、リーダライタ１のメインアンテナ２からの電磁波を反射して前記管理領域５内のＲＦＩＤタグ３に向けて進行させるものであり、電磁波６ａが入来する面に金属仕上げ或いは電磁波反射剤の塗布による反射面４ａが形成され、その反射面４ａにより電磁波を反射するように構成されている。図１に示す実施形態では、反射板４を縦方向に上下２段に配置している。なお、反射板４の設置段数は２段に限られるものではない。反射板４の設置段数は、台車９上に積重ねられる金属ケース１３の積重ね高さに応じて変化するものである。例えば、反射板４の幅が狭い場合には、反射板４の設置段数は多くなり、また、台車９上に積重ねられる金属ケース１３の積重ね高さが高い場合には、反射板４の設置段数は多くなる。

複数の反射板４は、その反射面４ａを傾斜した姿勢に保持されて複数段に設置されている。反射面４ａの傾斜角度は、メインアンテナ２から各反射板４の方向に放射する電磁波６ａを反射面４ａにて水平方向或いは水平方向に近い角度に反射させ、その反射波７ａを、立体的に積重ねられた金属ケース１３の側面に取付けられたＲＦＩＤタグ３に向けて反射波７ａを進行させる角度に設定されている。

前記反射板４の傾斜角は、メインアンテナ２からの電磁波６ａが入射する位置に応じて変化させている。図示の例では、上段に位置するＲＦＩＦタグ３に向けて電磁波７ａを反射するための反射板４の傾斜角を小さく、下段に位置するＲＦＩＦ３に向けて電磁波７ａを反射するための反射板４の傾斜角を大きく設定している。なお、反射板４の傾斜角度は一例であって、これらは、管理領域５内に進入されるＲＦＩＤタグ３のアンテナの向きの統計を取る、或いは経験則などに応じて適宜選定すればよい。要は、反射面４ａを備えた反射板４を用いることにより、金属ケース１３の障害を受ける電磁波６の有無に拘らず、リーダライタ１のメインアンテナ２からの電磁波６ａが、管理領域５内の全てのＲＦＩＤタグ３のアンテナに到来可能な構成になっていればよいものである。また、反射面４ａの幅は電磁波の波長、又は波長の３／４，１／２の長さと同じ長さになると、反射面４ａ上で電磁波の共振現象が引き起されて減衰し、反射波７ａの電力が低下してしまう。そこで、反射板４の幅は電磁波の波長以上に設定する。

また、反射板４の反射面４ａは、平面形状，二次放物面，円柱面，楕円面などの形状に形成される。反射面４ａの形状が二次放物面，円柱面，楕円面などの形状にすると、平面形状の反射面４ａと比較すると、反射面４ａからの反射波の拡散を最小限度に抑えられることができる。更に、反射面４ａが内側に凹んだ二次放射面であると、反射波が平行な放射特性を示すこととなる。反射面４ａが内側に凹んだ円柱面，楕円面であると、反射波が集束する放射特性を示すこととなる。場合によっては、反射面４ａの形状を外側に突出た二次放物面，円柱面及び楕円面などの形状にするようにしてもよいものである。

また、ＲＦＩＤタグ３が備えているアンテナとしては、平面アンテナ，ダイポールアンテナ，モノポールアンテナ，ターンスタイルアンテナなどの汎用構造のアンテナが使われている。ターンスタイルアンテナは２組のダイポールアンテナを互いに９０度の位置関係で組合せたアンテナである。本発明の実施形態では、メインアンテナ２からＲＦＩＤタグ３のアンテナへの通信には円偏波を用いており、ＲＦＩＤタグ３のアンテナは電磁波を受信する際に、右旋回，左旋回の双方の円偏波の電磁波を受信可能である。ＲＦＩＤタグ３のアンテナが、ダイポールアンテナ，モノポールアンテナ，ターンスタイルアンテナである場合、ＲＦＩＤタグ３の表裏面及び側面方向からの電磁波を受信可能である。ＲＦＩＤタグ３のアンテナが平面アンテナである場合、ＲＦＩＤタグ３の表裏面方向らの電磁波を受信可能である。平面アンテナには、スロットアンテナ，パッチアンテナ，スパイラルアンテナなどが含まれる。

前記姿勢制御ユニット８は、反射板４による前記迂回経路を進行する電磁波７ａに対するＲＦＩＤタグ３、特にそのアンテナ面の向きを制御する機能を有している。

実施形態では、姿勢制御ユニット８を、物品などを搬送するために用いる台車９により構成している。具体的に説明する。図１に示すように、姿勢制御ユニット８を構成する台車９は、物品を積載して移動する車体９ａと、物品を支える天板９ｂと、回転駆動用の動力源１０を含んでいる。

前記天板９ｂは、車体９ａの頂部に回転軸９ｃを中心として角回転可能に支持され、前記天板９ｂには、ＲＦＩＤタグ３を取付けた金属ケース１３が立体的に積載されるようになっている。前記駆動源１０は、その出力軸１０ａが前記天板９ｂの回転軸９ｃに連結されている。前記駆動源１０は、サーバ１７からの指令に基づいて制御され、前記天板９ｂを角回転させる。

車体９ａが管理領域５に進入した際に、駆動源１０が天板９ｂを角回転することにより、反射板４による前記迂回経路を進行する電磁波７ａに対するＲＦＩＤタグ３、特にそのアンテナ面の向きを制御している。

次に、本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作について説明する。ＲＦＩＤタグ３は、識別すべき金属ケース１３に取付けられる。そして、ＲＦＩＤタグ３には、図示しない情報書込装置を使って物品を識別するために必要な情報が書込まれる。このように情報が書込まれたＲＦＩＤタグ３は、金属ケース１３に取付けられて管理領域５内に運ばれ、この管理領域５内に複数のＲＦＩＤタグ３が進入することとなる。

複数のＲＦＩＤタグ３が集積された管理領域５では、その管理領域５の天井に設置されたリーダライタ１のメインアンテナ２からの電磁波は、例えば物品の搬入にタイミングを合わせて放射され、その電磁波に基づいてリーダライタはＲＦＩＤタグ３の情報を読取ることにより、管理対象物の管理が行われる。

しかしながら、上述したようにＲＦＩＤタグ３のアンテナは金属ケース１３の側面に取付けられて水平方向を向いている。しかも、金属ケース１３は、メインアンテナ２からＲＦＩＤタグ３のアンテナ面に向けて放射した電磁波６を反射する。そのため、メインアンテナ２から放射された電磁波６がＲＦＩＤタグ３のアンテナ面に到来することは不可能となる。

複数の反射板４が上下複数段に配置された管理領域５内に、台車９が進入すると、メインアンテナ２からＲＦＩＤタグ３のアンテナに直接電磁波が到来する電磁波の経路に加えて、反射板４の反射面４ａを介してメインアンテナ２からＲＦＩＤタグ３に到来する電磁波の迂回経路が形成される。なお、金属ケース１３の上面に取付けられたＲＦＩＤタグ３は、メインアンテナ２からのＲＦＩＤタグ３に向けて直接放射される電磁波６を受信して、データ通信が行われる。

リーダライタ１のメインアンテナ２から放射された電磁波６が金属ケース１３で反射された場合、反射板４により形成された迂回経路を、その反射面４ａで反射した反射波７ａが進行し、その反射波７ａがＲＦＩＤ３のアンテナに入射し、ＲＦＩＤタグ３のアンテナとリーダライタ１のメインアンテナ２とを使って電磁波による双方向の通信が行われる。これにより、ＲＦＩＤタグ３に書込まれた情報はリーダライト１によって収集され、コンピュータ端末１５に送られる。コンピュータ端末１５は、リーダライタ１から得られた情報をネットワーク１６に通してサーバ１７に提供する。サーバ１７はコンピュータ端末１５から提供された情報に基づいて、ＲＦＩＤタグ３が取付けられた物品の管理を行う。サーバ１７は、物品管理の情報に変更が生じ、或いは新たな情報を追加する必要が生じた場合などに、その情報をネットワーク１６に通してコンピュータ端末１５に送出す。

コンピュータ端末１５は、サーバ１７からの情報を受取ると、その情報をリーダライタ１に送出する。リーダライタ１は、受取った情報を電磁波によりメインアンテナ２から管理領域５に向けて放射する。ＲＦＩＤタグ３が、リーダライタ１からの情報をメインアンテナ２から直接受取ると、その情報が該当するＲＦＩＤタグ３のメモリに書込まれる。

確かに、メインアンテナ２からの直接波６が届かない領域に位置するＲＦＩＤタグ３には、反射板４で反射された反射波７ａが到来することとなるが、ＲＦＩＤタグ３の位置によっては、反射面４ａで反射された反射波７ａが入射できない場合がある。例えば、金属ケース１３のＲＦＩＤタグ３が反射板４の設置位置と反対側などに位置する場合である。

そこで、姿勢制御ユニット８により、反射板４の反射面４ａで反射した反射波７ａに対する金属ケース１３のＲＦＩＤタグ３の向きを制御する。

具体的に説明する。台車９がメインアンテナ２の下方に移動すると、駆動源１０が台車９ａの天板９ｂを角回転させ、１個または複数の金属ケース１３及び金属ケース１３に取り付けられた１個または複数のＲＦＩＤタグ３を角回転させる。同時に、コンピュータ端末１５からリーダライタ１を介してメインアンテナ２に、台車８上の立体的に積み上げられた複数のＲＦＩＤタグ３と繰り返し通信を行うように、制御信号が出される。メインアンテナ２は、ＲＦＩＤタグ３に繰り返し問い合わせ信号（電磁波）を発信し、問い合わせ信号の後に応答のあったそれぞれのＲＦＩＤタグ３と通信を行う。

ＲＦＩＤタグ３が受信する電磁波レベルは、メインアンテナ２からＲＦＩＤタグ３までの経路上にある金属ケース１３の電磁波反射率または電磁波吸収率、メインアンテナ２からＲＦＩＤタグ３までの経路の長さ、メインアンテナ２または反射板４からの放射方向とＲＦＩＤタグ３のアンテナ面の向きにより変化する。ＲＦＩＤタグ３のアンテナがモノポールアンテナ，ダイポールアンテナの場合に電磁波の放射方向からみたＲＦＩＤタグ３のアンテナの長さを受信有効長、平面アンテナの場合に電磁波の放射方向からみたＲＦＩＤタグ３のアンテナ面の面積を受信有効面積とすると、放射方向とＲＦＩＤタグ３のアンテナ面が垂直のときに受信有効長または受信有効面積は最大となり、受信電磁波レベルは最大値を示す。

メインアンテナ２からの電磁波６は、金属ケース１３の最上面に取り付けられたＲＦＩＤタグに直接入射する。電磁波６のうち金属ケース１３による障害を受けない電磁波６ａは、複数の反射板４によりほぼ水平方向から反射波７として金属ケース１３の外側側面に取り付けられたＲＦＩＤタグ３に放射される。

メインアンテナ２とＲＦＩＤタグ３間に直接波６または反射板４を利用した反射波７ａの有効な通信経路が形成されると、メインアンテナ２からの問い合わせ信号に対し、ＲＦＩＤタグ３は応答信号をメインアンテナ２に向け発信し、さらに、ＲＦＩＤタグ３とメインアンテナ２間の数回の交信を行って通信は終了する。コンピュータ端末１５は応答があり、通信を終了したＲＦＩＤタグ３の識別番号をそれぞれ記憶する。

台車９に積み上げられた金属ケース１３の前面，左側面，後面に取り付けられたＲＦＩＤタグ３は、メインアンテナ２からの直接波６及び反射板４からの反射波７ａが、金属ケース１３により反射されて、ＲＦＩＤタグ３のアンテナの受信電磁波レベルが低下するため、メインアンテナ２と通信を行えない。

しかし、金属ケース１３の右側面に取り付けられているＲＦＩＤタグ３とメインアンテナ２の間には、反射板４からの反射波７ａを経由した有効な通信経路が形成されている。メインアンテナ２から問い合わせ信号に対し、ＲＦＩＤタグ３は応答信号をメインアンテナ２に向け発信して通信を開始し、さらに、ＲＦＩＤタグ３とメインアンテナ２間の数回の交信を行って通信は終了する。

台車９上の金属ケース１３及び金属ケース１３に取り付けられたＲＦＩＤタグ３は角回転を継続しており、またメインアンテナ２から問い合わせ信号も繰り返し発信されている。９０度の右回転により、金属ケース１３の後面に取り付けられたＲＦＩＤタグ３が反射板４の反射面４ａと面し、反射板４を利用した有効な通信経路が形成される。メインアンテナ２からの問い合わせ信号に対し、後面にあったＲＦＩＤタグ３は応答信号をメインアンテナ２に向け発信して通信を開始する。

台車９の天板９ｂの角回転速度は、ＲＦＩＤタグ３が反射波７ａから問い合わせ信号を復号し、それに対し応答信号を反射板４に経由してメインアンテナ２に向けて発信し、その後のＲＦＩＤタグ３とメインアンテナ２間の数回の交信を行って通信を終了するまで、一連の通信が可能な速度に設定している。コンピュータ端末１５は応答があり、通信を終了したＲＦＩＤタグ３の識別番号をそれぞれ記憶する。

さらに、台車９上のＲＦＩＤタグ３は角回転を継続しており、さらに９０度の右回転により金属ケース１３の左側面に取り付けられたＲＦＩＤタグ３が反射板４の反射面４ａと面して、反射板４を利用した有効な通信経路が形成され、さらに９０度の右回転により金属ケース１３の前面に取り付けられたＲＦＩＤタグ３が反射板４の反射面４ａと面して、反射板４を利用した有効な通信経路が形成される。

反射板４を利用して、少なくとも２７０度の回転により金属ケース１３の外側側面に取り付けられた全てのＲＦＩＤタグ３と交信を行い、通信を終了したＲＦＩＤタグ３の識別番号をコンピュータ端末１５は記憶する。

コンピュータ端末１５は金属ケース１３の外側側面に取り付けられた全てのＲＦＩＤタグ３と通信を行い、識別番号が記憶できたと判断し、メインアンテナ２からの問い合わせ信号の発信を止める。同時に台車９の天板９ｂの角回転も止め、台車９は、通路や製造ライン上に進行を開始する。

（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２に係る無線通信システムを示す構成図である。本発明の実施形態は、図１に示す反射板４により管理領域５を取囲むように配置したものである。すなわち、複数の反射板４を２組にして、それぞれの反射板４を商店や工場の向かい合った両壁面、または商店の通路や工場の製造ラインを挟む向かい合った両側方に金具等を利用して取り付け、管理領域５を囲むように配置される。または、複数の反射板４が金具等から紐等によりほぼ縦方向に両側方に吊り下げられる。両壁面または両側方の複数の反射板４は、メインアンテナ２からの電磁波６ａを反射して水平または水平方向に近い角度に反射波７ａを放射するように傾けて取り付けられる。立体的に積み上げられた金属ケース１３の上面に取付けられたＲＦＩＤタグ３は、上方からメインアンテナ２から電磁波６が直接放射され、金属ケース１３の側面に取付けられたＲＦＩＤタグ３には、両側方にそれぞれ水平方向に配置した反射板４から反射波７ａが放射される。

図２において、台車９に積み上げられた金属ケース１３の右側面と左側面に取り付けられているＲＦＩＤタグ３は、それぞれ右側方と左側方の反射板４からの反射波７ａを経由した有効な通信経路が形成されており、メインアンテナ２と通信を行なえる。

しかし、金属ケース１３の前面と後面に取り付けられたＲＦＩＤタグ３は、メインアンテナ２からの直接波６及び反射板４からの反射波７ａが、金属ケース１３により反射されて受信電磁波レベルが低下するため、メインアンテナ２と通信を行えない。

台車９の天板９ｂの角回転速度は、ＲＦＩＤタグ３が反射波７ａから問い合わせ信号を復号し、それに対し応答信号を反射板４に経由してメインアンテナ２に向け発信し、その後のＲＦＩＤタグ３とメインアンテナ２間の数回の交信を行って通信を終了するまで、一連の通信が可能な速度に設定されている。

台車９上の金属ケース１３及び金属ケース１３に取り付けられたＲＦＩＤタグ３は角回転を継続しており、またメインアンテナ２から問い合わせ信号も繰り返し発信されている。９０度の右回転により、金属ケース１３の後面に取り付けられたＲＦＩＤタグ３が右側方の反射板４の反射面４ａと面し、また金属ケース１３の前面に取り付けられたＲＦＩＤタグ３が左側方の反射板４の反射面４ａと面して、反射板４を経由した有効な通信経路が形成される。メインアンテナ２からの問い合わせ信号に対し、前面及び後面にあったＲＦＩＤタグ３は応答信号をメインアンテナ２に向け発信して通信を開始する。

両側方の反射板４を利用して、少なくとも９０度の角回転により金属ケース１３の外側側面に取り付けられた全てのＲＦＩＤタグ３と交信を行い、通信を終了したＲＦＩＤタグ３の識別番号をコンピュータ端末１５は記憶する。コンピュータ端末１５は金属ケース１３の外側側面に取り付けられた全てのＲＦＩＤタグ３と通信を行い、識別番号が記憶できたと判断し、メインアンテナ２からの問い合わせ信号の発信を止める。同時に台車９の天板９ｂの角回転も止め、台車９は、通路や製造ライン上に進行を開始する。

本発明の実施形態によれば、管理領域５の両側方に反射板４を設置し、メインアンテナ２と金属ケース１３の側面に取付けたＲＦＩＤタグ３の間に、反射板４を利用した電磁波の通信経路をそれぞれ形成する。このため、メインアンテナ２と金属ケース１３の側面に取付けたＲＦＩＤタグ３の間におけるデータ通信のための姿勢制御を少なくとも９０度の範囲で行うことができるという利点を有している。

（実施形態３）
図３は、本発明の実施形態３に係る無線通信システムを示す構成図である。以上の実施形態では、姿勢制御ユニット８を台車９により構成したが、本発明の実施形態では、姿勢制御ユニット８を台車９と別体に構成している。

図３に示すように、管理領域５の下方に、台車９を載せて回転させる回転台１２と、回転台１２を角回転させる駆動源１０を備えており、駆動源１０の出力軸１０ａを回転台１２に連繋させている。回転台１２，駆動源１０により姿勢制御ユニット８が構成される。回転台１２の側方に管理領域５を挟んで金具等を利用して複数の反射板４がほぼ縦方向に取り付けられる。または、金具等から紐等により複数の反射板４がほぼ縦方向に側方に吊り下げられる。管理領域５を通過する台車９は、メインアンテナ２の下方に設置された回転台１２に載ると、台車９と台車９に積み上げられた金属ケース１３と金属ケース１３に取り付けられたＲＦＩＤタグ３は回転を始める。

駆動源１０が回転台１２を角回転させると、回転台１２に支えられた台車９が角回転し、台車９が角回転する期間中に、メインアンテナ２は台車９上に立体的に積み上げられた金属ケース１３のＲＦＩＤタグ３に向けて、問い合わせ信号を繰り返して発信し、応答のあったそれぞれのＲＦＩＤタグ３と通信を行う。コンピュータ端末１５は応答があり、通信を終了したＲＦＩＤタグ３の識別番号をそれぞれ記憶する。回転台１２の角回転速度は、ＲＦＩＤタグ３が直接波６または反射波７ａから問い合わせ信号を復号し、それに対しＲＦＩＤタグ３が応答信号をメインアンテナ２に向け発信し、その後のＲＦＩＤタグ３とメインアンテナ２間の数回の交信を行って通信を終了するまで、一連の通信が可能な速度に設定している。

なお、図３に示す実施形態において、メインアンテナ２からの直接波６と、反射板４からの反射波７ａをそれぞれのＲＦＩＤタグ３で受け、かつ、姿勢制御ユニット８により、ＲＦＩＤタグ３のアンテナ面の反射波７ａに対する向きを制御する機能は、実施形態１と同様に実行される。

また、本発明の実施形態によれば、姿勢制御ユニット８が台車９と別体に構成されるため、台車９の構成を改変する必要がなく、従来から用いられている台車９をそのまま利用することができる。また姿勢制御ユニット８が管理領域５の地下に構築したため、コントールユニット８が管理領域５上での台車９の搬送に支障を及すことを回避することができる。

（実施形態４）
図４は、本発明の実施形態４に係る無線通信システムを示す構成図である。本発明の実施形態は、図３に示す反射板４により管理領域５を取囲むように配置したものである。すなわち、複数の反射板４を２組にして、それぞれの反射板４を商店や工場の向かい合った両壁面、または商店の通路や工場の製造ラインを挟む向かい合った両側方に金具等を利用して取り付け、管理領域５を囲むように配置される。または、複数の反射板４が金具等から紐等によりほぼ縦方向に両側方に吊り下げられる。両壁面または両側方の複数の反射板４は、メインアンテナ２からの電磁波６ａを反射して水平または、ほぼ水平方向に反射波７ａを放射するように傾けて取り付けられる。立体的に積み上げられた金属ケース１３の上面に取付けられたＲＦＩＤタグ３は、上方からメインアンテナ２からの電磁波６が直接放射され、金属ケース１３の側面に取付けられたＲＦＩＤタグ３には、両側方にそれぞれ水平方向に配置した反射板４から反射波７ａが放射される。

図４において、台車９に積み上げられた金属ケース１３の右側面と左側面に取り付けられているＲＦＩＤタグ３は、それぞれ右側方と左側方の反射板４からの反射波７を経由した有効な通信経路が形成されており、アンテナ２と通信を行なえる。

台車９を支えた回転台１２の角回転速度は、ＲＦＩＤタグ３が反射波７ａから問い合わせ信号を復号し、それに対し応答信号を反射板４に経由してメインアンテナ２に向け発信し、その後のＲＦＩＤタグ３とメインアンテナ２間の数回の交信を行って通信を終了するまで、一連の通信が可能な速度に設定されている。

両側方の反射板４を利用して、少なくとも９０度の回転により金属ケース１３の外側側面に取り付けられた全てのＲＦＩＤタグ３と交信を行い、通信を終了したＲＦＩＤタグ３の識別番号をコンピュータ端末１５は記憶する。コンピュータ端末１５は金属ケース１３の外側側面に取り付けられた全てのＲＦＩＤタグ３と通信を行い、識別番号が記憶できたと判断し、メインアンテナ２からの問い合わせ信号の発信を止める。同時に台車９の天板９ｂの角回転も止め、台車９は、通路や製造ライン上に進行を開始する。

なお、上記実施形態では、物品の管理に本発明を適用したが、これに限られるものではない。無線ＩＣチップ（例えば、ＲＦＩＤタグなど）を、ベルトコンベアまたは台車などで移動する物品、部材、装置に付して、これらの管理を行うようにしてもよい。また、無線ＩＣチップ（例えば、ＲＦＩＤタグなど）を、工場、倉庫、流通経路などに保管されている物品、部材、装置に付して、これらの管理を行うようにしてもよい。また、無線ＩＣチップ（例えば、ＲＦＩＤタグなど）を人或いは動物に携帯或いは付着させて、人物或いは個体の認知、或いは入退場の管理に本発明を適用してもよいものである。

以上説明したように本発明によれば、管理対象物が電磁波を反射または吸収する金属製や液体の場合であっても、メインアンテナからの電磁波を、反射板による迂回経路に通して管理対象物の無線ＩＣチップに向けて進行させるため、管理対象物によりメインアンテナからの電磁波が管理対象物により障害を受けたとしても確実に電磁波を無線ＩＣチップに到来させることができる。

本発明の実施形態１に係る無線通信システムを示す構成図である。本発明の実施形態２に係る無線通信システムを示す構成図である。本発明の実施形態３に係る無線通信システムを示す構成図である。本発明の実施形態４に係る無線通信システムを示す構成図である。

符号の説明

１リーダライタ
２メインアンテナ
３ＲＦＩＤタグ（無線ＩＣチップ）
４反射板
４ａ反射面
８姿勢制御ユニット

Claims

無線ＩＣチップに向けて電磁波を放射するメインアンテナと、
前記無線ＩＣチップが取り付けられた管理対象物にて障害を受ける電磁波の迂回経路を形成する反射板と、
前記反射板による前記迂回経路を進行する電磁波に対する無線ＩＣチップの向きを制御する姿勢制御ユニットを有することを特徴とする無線通信システム。
前記姿勢制御ユニットは、前記管理対象物を角回転させることにより、前記反射板による前記迂回経路を進行する電磁波に対する無線ＩＣチップの向きを制御することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記姿勢制御ユニットは、前記管理対象物を支える台車を角回転させて無線ＩＣチップの向きを制御することを特徴とする請求項１に先の無線通信システム。
前記姿勢制御ユニットは、台車上の管理対象物を回転させて無線ＩＣチップの向きを制御することを特徴とする請求項１に先の無線通信システム。
前記反射板は、前記管理対象物の積載方向に沿って複数段に配列されたことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記反射板は、積載された前記管理対象物の一側に配置されたことを特徴とする請３求項５に記載の無線通信システム。
前記反射板は、積載された管理対象物の両側に配置されたことを特徴とする請求項５に記載の無線ＩＣチップ。
メインアンテナから無線ＩＣチップに向けた電磁波の経路に付加して、前記無線ＩＣチップが取り付けられた管理対象物にて障害を受ける電磁波の迂回経路を形成する経路形成ステップと、
前記反射板による前記迂回経路を進行する電磁波に対する無線ＩＣチップの向きを制御する姿勢制御ステップを含むことを特徴とする無線通信方法。