JP2007304968A - Ｒｆｉｄアンテナ設置台 - Google Patents

Abstract

【課題】ループアンテナによるＲＦＩＤタグ情報の読取を確実かつ簡単な操作でも検出漏れがないようにする。
【解決手段】本発明に係るＲＦＩＤループアンテナ設置台は、ループ状のＲＦＩＤアンテナを上下向かい合わせに２枚設置する台である。水平板に水平なＲＦＩＤループアンテナを配置し、これと対面する上側のループアンテナを傾斜させて配置する。少なくとも上側のアンテナ高さ位置を調整する手段と、角度を調整する手段を備えるようにすればよい。
【選択図】図１

Description

本発明はＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグとの間で通信を行うためのアンテナを設備してなる設置台に関する。

最近、物品管理を行うに当たって、物品データの記録や書き換えができ、かつ無線通信できるＲＦＩＤタグを利用する技術が用いられてきている。これは無線ＩＣタグとも称されており、このＲＦＩＤタグを用いるシステムは、微小な無線チップにより人やモノを識別・管理するシステムであって、流通業界ではバーコードに代わる商品識別・管理技術として研究が進められてきている。ＲＦＩＤタグ自体は、耐環境性に優れた数ｃｍ程度の大きさのタグにデータを記憶し、電波や電磁波で読み取り装置と交信する。近年ではアンテナ側からの非接触電力伝送技術により、電池を持たない半永久的に利用可能なタグも利用されるようになっている。将来的にはすべての物品に微小なＲＦＩＤタグを添付し、管理物品に関する履歴などを判別管理するのに利用し得るものである。

したがって、このようなＲＦＩＤタグを、例えば、再生医療のための細胞培養システムに利用することによって、生体から採取した細胞や培養細胞を厳格に管理することができる。特許文献１には、生体から採取した細胞や培養した細胞を容器に移し替える毎に、移し替え前後の容器に付されている固有の識別情報を入力して管理する方法が記載されている。この特許文献１に記載の方法によれば、生体から採取した細胞や培養した細胞の取り違えといった生体に与える危険性を未然に回避できる。この種のシステムでは、通常、１３．５６ＭＨｚ帯を利用したＲＦＩＤタグが用いられており、ループアンテナから放射する電磁波をタグのコイルアンテナで受け、誘導起電力を得て通信を行っている。

ところで、個別情報を格納しているＲＦＩＤタグが複数重なるような状態が生じる場合がある。例えば、培養細胞を収容し蓋に個別情報を格納しているＲＦＩＤタグを貼付したシャーレを積み重ねたような場合である。このようなＲＦＩＤタグが複数重なるような状態でタグ情報を読み取ろうとしても、通信できなくなるＩＣタグが発生することがある。一般には、複数のＲＦＩＤタグコイルが接近することにより、あたかも１つのコイルのような状態となり、周波数がずれる現象（共振周波数）に起因する場合が多いが、それだけでは説明できない現象も発生する。たとえば、重なって配置されたタグの内、ループアンテナから一番遠いタグが通信できなくなってしまう傾向にある。この原因は、ＩＣタグを複数枚重ねた場合、供給される電磁波をＩＣタグが分け合うため、１枚のＩＣタグに発生する誘導起電力が低減し、通信できなくなるＩＣタグが発生するものと推定されている。

このような問題に対処するため、ループアンテナを２枚重ねにすることにより、全てのＲＦＩＤタグとの通信ができるようにした技術が提案されている。ＲＦＩＤループアンテナを２枚重ねにすると、通信できないタグが発生しても、２枚のアンテナで補完でき、全てのＩＣタグの認識が可能となる。このループアンテナの２枚重ね方法は、図書館の本管理で既に実用化されている技術である（特許文献２）。

ところが、２枚のアンテナを向かい合わせに設置した場合、互いの電磁波が干渉し、通信性能が低下するため、アンテナを高速に切り替えることや、周波数を微小に変化させる必要があるという煩雑さを生じる問題がある。
特開２００５−３３２０４６号公報 特開２００５−０８６４１９号公報

本発明は、上記従来の問題点に着目してなされたもので、互いの電磁波を干渉させずに通信性能を確保し、アンテナの高速切替や周波数の変化を用いることなく簡単に重ね配置されたＲＦＩＤタグとの通信を行うことができるようにしたＲＦＩＤタグ通信用アンテナ設備を提供することを目的とするものである。

本願発明は、アンテナ中央部では、左右のループ電磁波が流れるため、他の位置に比べて電磁波密度が倍になると考えられ、実験の結果、他の場所に比べ、ＲＦＩＤループアンテナ中心領域での認識性能が高いとの知見に基づくものである。また、複数枚重ね配置されているＲＦＩＤタグは、横にずらして斜めに積層した状態では全てのＲＦＩＤタグとの通信可能になるとの知見に基づいてなされたものである。

すなわち、本発明に係るＲＦＩＤループアンテナ設置台は、ＲＦＩＤタグとの間で通信を行うためのループアンテナ設備であって、アンテナループ平面が互いに交差する二つの平面上に配置され、かつアンテナループ中央空間が投影面でオーバラップするようにループアンテナを配置してなることを特徴とする。
前記一対のループアンテナ間の距離を可変とし、あるいは前記ループアンテナの角度調整手段を備える構成とする。

また、本発明は、重ね配置されたＲＦＩＤタグとの間で通信を行うループアンテナ設備であって、前記重ね配置されたＲＦＩＤタグの動線方向とループ平面が斜交するようにループアンテナを斜め配置したことを特徴とする構成とすることができる。

更に、本発明に係るＲＦＩＤループアンテナ設置台は、より具体的には、ループ状のＲＦＩＤアンテナを上下向かい合わせに２枚設置する台で、少なくとも上側のアンテナ高さ位置を調整する手段と、角度を調整する手段を備えたことを特徴としてなるものである。

ＲＦＩＤタグを複数枚同時に認識する場合は、一対のＲＦＩＤループアンテナの中央空間領域に通過させることにより、認識性能が向上するが、そのままだと使い勝手が悪い。ループアンテナ配置を上記構成のように、アンテナを斜めに設置すると、１つの動線に沿って移動通過させるだけになり、使い勝手が向上し、さらに、下面アンテナを設置することにより、認識範囲が広がる。したがって互いの電磁波を干渉させずに通信性能を確保し、アンテナの高速切替や周波数の変化を用いることなく簡単に重ね配置されたＲＦＩＤタグとの通信を行うことができる。

以下に、本発明に係るＲＦＩＤループアンテナ設置台の具体的実施形態につき、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
図１は実施形態に係るＲＦＩＤループアンテナ設置台１０の斜視図である。この図に示しているように、椅子形にフレーム組みした台車１２を形成しておき、４脚の下端にキャスタ１４を取り付けて移動できる構成としている。座板相当部に矩形の水平板１６を設け、ここに第１の水平ＲＦＩＤループアンテナ１８を内蔵させている。この水平ＲＦＩＤループアンテナ１８は水平板の側縁に沿う内側に配設されており、したがって、矩形に近似したループ形状をもつものとされている。一方、台車１２には、その背もたれ部相当部の平行な縦フレーム２０に沿って上下移動できるようにスライドバー２２が取り付けられている。このスライドバー２２は両端に設けたスリーブ２４に対して台車縦フレーム２０を挿通させており、止めネジなどの適宜の手段で高さ位置を任意に調整できるようにしている。このようなスライドバー２２には、上記水平ＲＦＩＤループアンテナ１８と同形状の第２の傾斜ＲＦＩＤループアンテナ２６が水平ＲＦＩＤループアンテナ１８の上方を覆うように取り付けられている。この実施形態では、第２の傾斜ＲＦＩＤループアンテナ２６のスライドバー２２に対する取り付け基端部に角度調節機構２８を設け、アンテナ前縁側が基端側より上に持ち上がった迎角状態となるように配置し、水平ＲＦＩＤループアンテナ１８に対して第２の傾斜ＲＦＩＤループアンテナ２６が傾斜した状態に取り付けられる。これによって、アンテナループ平面が互いに交差する二つの平面上に配置された状態となり、かつ、水平板１６に固定状態となっている第１の水平ＲＦＩＤループアンテナ１８に対して、第２の傾斜ＲＦＩＤループアンテナ２６は、その高さ（矢印Ａ）も傾斜角度（矢印Ｂ）も調整できる。

そして、本実施形態では、下部の水平ＲＦＩＤループアンテナ１８と上方の傾斜ＲＦＩＤループアンテナ２６とは、ループ中央空間をＲＦＩＤタグとの間の送受信エリアとしており、両アンテナ１８，２６の送受信エリアが共通となるように、各アンテナループ中央空間を各々投影したときに互いにオーバラップするように配置している。すなわち、傾斜ＲＦＩＤループアンテナ２６の中央空間を下部の水平板１６に投影したとき、下部水平ＲＦＩＤループアンテナ１８の中央空間領域とが必ずオーバラップするように、それらの水平位置が設定される。これにより、両アンテナ１８，２６による電磁波が積層された容器などに各々付帯させた複数のＲＦＩＤタグ３０（図３参照）に同時に作用するので、通信できないタグ３０は発生しなくなる。

なお、台車１２の背もたれ相当部の上縁バー３２には自在アーム３４が取り付けられ、これにモニタ３６を取り付け、ＲＦＩＤタグ３０との間での送受信データの表示などを行うようにしている。台車１２の下部には、図示しないが、コンピュータなどの演算機器やプリンタなどの印刷機器が収容され、必要に応じて外部サーバからのデータの入出力を行わせながら、複数のＲＦＩＤタグ３０のデータ読取その他の処理を行わせ、結果をモニタ３６に表示させるようにしているものである。

このようにＲＦＩＤループアンテナ設置台１０は、例えば、再生医療のための細胞培養システムに利用され、図２に示しているように、オペレータ３８が生体から採取した細胞や培養した細胞を収容した複数のシャーレ４０を積層した状態で同時に検査する場合に適用される。各シャーレ４０にはそれらの識別情報を格納しているＲＦＩＤタグ３０を付帯させており、したがってＲＦＩＤタグ３０はシャーレ４０と同様に積層状態となっている。異種細胞を収容したシャーレ４０が混在していた場合には、タグ情報がＲＦＩＤループアンテナ１８，２６を介して読み取ったデータ処理装置により異常信号が出力され、モニタ３６を通じてアラーム表示される。

実施形態に係るループアンテナ設置台１０を用いて積層状態にあるＲＦＩＤタグ３０との情報通信を良好に行うことができる。これを図３に示した模式図に基づいて説明する。ＲＦＩＤループアンテナ１８，２６は側面視で、開口幅の大きいアンテナ前縁側をタグ挿入側とし、矢印Ｘのように積層状態のＲＦＩＤタグ３０を操作移動する。水平ＲＦＩＤループアンテナ１８の中央空間には垂直方向に合成電磁波Ｍ１が放射され、傾斜ＲＦＩＤループアンテナ２６からは傾斜面に垂直な方向に合成電磁波Ｍ２が放射されることになる。しかも、送受信エリアとなるアンテナ中央空間が図３のように水平面に投影したとき（投影面領域１８Ａ，２６Ａ）にオーバラップしているので、送受信エリア内では積層ＲＦＩＤタグ３０への放射電磁波が確実に作用する。これにより、積層されたＲＦＩＤタグ３０に対しては上下両面側から電磁波Ｍ１、Ｍ２が作用するとともに、傾斜ＲＦＩＤループアンテナ２６の電磁波Ｍ２はＲＦＩＤタグ３０を斜行することになる。これによって、複数のＲＦＩＤタグ３０を積層状態のまま、単一の挿入動線Ｘに沿って前後に移動させるだけで、通信漏れのない検査を行うことができる。

図４は傾斜ＲＦＩＤループアンテナ２６の単体における積層されたＲＦＩＤタグ３０との送受信状態の説明図である。この図に示すように、単純に傾斜ＲＦＩＤループアンテナ２６を設置し、動線Ｘ若しくはＹに示すように、ＲＦＩＤタグ３０を積層したままループ中央空間を通すように操作すれば、積層ＲＦＩＤタグ３０に対して放射電磁波Ｍ２が斜行することになり、全てのＲＦＩＤタグ３０との通信が可能となる。これを応用したループアンテナ設置台１０Ａの実施形態を図５に示す。これはスーパー等のレジでの利用する場合の例であり、下面の水平ＲＦＩＤループアンテナ１８が無い構造とすることができる。この場合には水平板１６のない台車１２Ａを用い、スライドバー２２に傾斜ＲＦＩＤループアンテナ２６を取り付け、かつ傾斜角度を調整できるように取り付ければよい。

このような実施形態によれば、ＲＦＩＤループアンテナに角度を付けた方が認識に必用な行動が１アクション減り、使い勝手が向上する。生産工場などでの部分のピッキング確認にも応用できる。

ＲＦＩＤタグを用いた認識装置のためのループアンテナ設備に適用できる。

本発明の実施形態に係るループアンテナ設置台の斜視図である。 同ループアンテナ設置台の使用状態を示す側面図である。 実施形態に用いるループアンテナとＲＦＩＤタグとの作用を説明する模式図である。 傾斜ＲＦＩＤループアンテナを単体で用いた場合のＲＦＩＤタグとの作用の説明用模式図である。 図４の応用例を示すループアンテナ設置台の使用状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０………ループアンテナ設置台、１２………台車、１４………キャスタ、１６………水平板、１８………水平ＲＦＩＤループアンテナ、２０………縦フレーム、２２………スライドバー、２４………スリーブ、２６………傾斜ＲＦＩＤループアンテナ、２８………角度調節機構、３０………ＲＦＩＤタグ、３２………上縁バー、３４………自在アーム、３６………モニタ、３８………オペレータ。

Claims (3)

1. ＲＦＩＤタグとの間で通信を行うためのループアンテナ設置台であって、アンテナループ平面が互いに交差する二つの平面上に配置され、かつアンテナループ中央空間を各々投影したときに互いにオーバラップするようにループアンテナを配置してなり、前記一対のループアンテナ間の距離を可変とするとともに、前記ループアンテナの角度調整手段を備えてなることを特徴とするＲＦＩＤループアンテナ設置台。
2. 重ね配置されたＲＦＩＤタグとの間で通信を行うループアンテナ設備であって、前記重ね配置されたＲＦＩＤタグの動線方向とループ平面が斜交するようにループアンテナを斜め配置したことを特徴とするＲＦＩＤループアンテナ設置台。
3. ループ状のＲＦＩＤアンテナを上下向かい合わせに２枚設置する台で、少なくとも上側のアンテナ高さ位置を調整する手段と、角度を調整する手段を備えたＲＦＩＤループアンテナ設置台。

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