JP2009290512A - Ｒｆｉｄタグ検知用アンテナ - Google Patents

Abstract

【課題】コンベアなどによる物品の搬送途中で物品に取り付けられているＲＦＩＤタグを検知するために用いられるＲＦＩＤタグ検知用アンテナに関するものであり、物品によって繰り返し押されて退けられることが繰り返されても破損しにくくすることを目的とする。
【解決手段】ＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４は、被検知ＲＦＩＤタグが取り付けられた物品が搬送される搬送路の途中に設けられるＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４であって、支持部材の水平辺４ｂに暖簾状に複数個の細片５ａで構成され、搬送される物品と対面して物品により押されて退けられるフレキシブルなシート５と、このシート５に取り付けられ導電性を有する炭素繊維の紐を用いて構成されたアンテナ部７とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンベアなどによる物品の搬送途中で物品に取り付けられているＲＦＩＤタグを検知するために用いられるＲＦＩＤタグ検知用アンテナに関する。

近年、物流、物品などの管理をするためにＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグが利用されている。例えば、製造工場や運送倉庫での製品管理や配送先毎の振り分けなどに使用されていた。この用途では、製品に品番や送り先などのタグ情報を記憶したＲＦＩＤタグを物品に取り付けておき、この物品をコンベアなどで搬送していた。そして、コンベアの搬送途中にリーダライタ装置に接続されたＲＦＩＤタグ検知用アンテナを設け、このＲＦＩＤタグ検知用アンテナによりＲＦＩＤタグのタグ情報を受信して物品を管理していた。

このような用途に用いられる従来のＲＦＩＤタグ検知用アンテナとしては、物品の搬送途中に吊り下げたフレキシブルなシートの表面に導電体を貼り付けたものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平１１−３０１８４３号公報

従来のＲＦＩＤタグ検知用アンテナでは、長期間にわたって物品よって押されて退けられるということを繰り返した場合に、シートに担持されているアンテナ素子としての導電箔が切れやすいという課題があった。

そこで、本発明は、物品によって繰り返し退けられて折曲されても破損しにくくすることを目的とする。

この目的を達成するために、本発明のＲＦＩＤタグ検知用アンテナは、ＲＦＩＤタグが取り付けられた物品が搬送される搬送路の途中に設けられるＲＦＩＤタグ検知用のアンテナであって、搬送される物品と対面し、物品により押されて退けられるフレキシブルなシートと、このシートに取り付けられ導電性を有する炭素繊維の紐を用いて構成されているアンテナ部とを備えたことを特徴とする。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。

以上のように本発明は、搬送される物品と対面し、物品により押し退けられるフレキシブルなシートに、導電性を有する炭素繊維の紐を用いて構成されているアンテナ部を備えている。この炭素繊維は強度が非常に強いとともに柔軟性に富んでいるので、物品によって繰り返し退けられて折曲されても破損しにくくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態）
図１〜図４を参照しながら、本発明のＲＦＩＤタグ検知用アンテナの構成について説明する。ここでは、コンベアなどの搬送路によって搬送される物品に貼付されたＲＦＩＤタグを搬送路の途中で検知するためのＲＦＩＤタグ検知用アンテナについて説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ検知用アンテナの使用例の斜視図、図２は同ＲＦＩＤタグ検知用アンテナの正面図、図３は同ＲＦＩＤタグ検知用アンテナに用いられる炭素繊維の紐の例を示す正面図、図４は同ＲＦＩＤタグ検知用アンテナの電気的な特性を説明する原理図である。

図１において、物品１にＲＦＩＤタグ２が取り付けられ、この物品１がコンベアなどの搬送路３に載せられて搬送される。その搬送途中に、ＲＦＩＤタグ２を検知するためのＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４が設けられている。また、ＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４はリーダライタ装置６に接続されている。リーダライタ装置６は、ＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４を介してＲＦＩＤタグ２のタグ情報を読み取ることができる。リーダライタ装置６で読み取られたタグ情報は、例えばパーソナルコンピュータなどの管理部（図示せず）に転送される。管理部はデータベースを有し、このデータベースにタグ情報に関係する管理情報を記憶しておき、リーダライタ装置６で読まれたタグ情報を記憶、検索などして管理する。

このＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４は、逆Ｌ字型の支持部材４ａの水平辺４ｂにフレキシブルなシート５が吊り下げられている。シート５は、この例では、暖簾状に複数個の細片５ａで構成されている。シート５としては、繰り返し折り曲げに強い合成樹脂製のものが適している。

そして、この各々の細片５ａにアンテナ部７が設けられ、物品１がＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４の位置まで搬送されてきて、物品１がフレキシブルな細片５ａを通過するたびに押されて退けられた状態になり、アンテナ部７がＲＦＩＤタグ２に最も接近し、最適な条件下でＲＦＩＤタグ２と交信をすることができる。このようにＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４は、物品１が通過するたびに繰り返し折り曲げられるため、折り曲げに強いものが要求される。

そこで本実施の形態のＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４は、図２に示すように、支持部材４ａの水平辺４ｂにフレキシブルなシート５が吊り下げ、このシート５の細片５ａの各々に、炭素繊維の紐を用いて構成されているアンテナ部７が設けられている。炭素繊維の紐８は、例えば、図３に示すような、細い炭素繊維を複数本撚り合わせた状態の紐を用いることができる。このような炭素繊維の紐８は、きわめて柔軟性に富んで自由に曲げられ、かつ炭素繊維の特徴として、折り曲げにも引っ張りにもきわめて強いという特徴がある。

したがって、この炭素繊維の紐８を用いれば複雑な形状のアンテナ部７を構成することができる。図２に示すように、アンテナ部７の炭素繊維の紐８をシート５の細片５ａに縫い付けることにより、例えばアレイアンテナであるコリニア型アンテナにすることができる。さらに、搬送路３に物品１が次々に繰り返し搬送されてきて、ＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４のシート５が繰り返し多数回押されて退けられ折曲される場合でも、アンテナ部７が切損するおそれを少なくすることができて、信頼性の高いものにすることができる。

そして、アンテナ部７は、図４に示すように、λ／４波長のアンテナ部分を複数段積み重ねたもので同時に働くので、電波の送受信感度を高めることができ、ＲＦＩＤタグ２を確実に検知することができる。

なお、上記の実施の形態においては吊り下げ方式のＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４の例を示したが、図５、図６に示すように、シート５を水平方向にして設けたＲＦＩＤタグ検知用アンテナ９としてもよい。ＲＦＩＤタグ検知用アンテナ９のシート５は支持部材９ａで支持され、シート５は物品１によって押し退けられる。

このようなＲＦＩＤタグ検知用アンテナ９によっても、後述するリーダライタ装置６で、物品１に取り付けたＲＦＩＤタグ２からタグ情報を読み取り、管理部に転送して製造管理、送り先毎仕分けなどの管理を行うことができる。

次に、図７を参照しながら、ＲＦＩＤタグ２とリーダライタ装置６とを備えたＲＦＩＤシステム３０の構成および動作について説明する。図７は本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤシステム３０のブロック図である。

ＲＦＩＤシステム３０は、ＲＦＩＤタグ２とリーダライタ装置６とを備え、リーダライタ装置６のＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４からＲＦＩＤタグ２に向けて問い合わせ信号を送信し、ＲＦＩＤタグ２ではこの問い合わせ信号をタグアンテナ部１１で受信し、タグ情報に基づいて応答信号をタグアンテナ部１１を介して返信する。リーダライタ装置６は、この応答信号をＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４を介して受信しタグ情報を読み取り、管理部でタグ情報の管理を行う。

まず、リーダライタ装置６はＲＦＩＤタグ２と交信を開始する。リーダライタ装置６は、ＲＦＩＤタグ２に、例えば「製品品番を返信せよ」という問い合わせ信号を送信するように制御部２０で制御される。

次に、この問い合わせ信号は、変調部２１により、所定の搬送波を変調し、送信部２２、分離部２３、ＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４を介して、ＲＦＩＤタグ２に向けて無線信号として送信される。所定の搬送波として、ＵＨＦ帯（９５２ＭＨｚ〜９５５ＭＨｚなど）やマイクロ波帯（２．４５ＧＨｚなど）、ＨＦ帯（１３．５６ＭＨｚなど）の周波数を利用することができる。

ＲＦＩＤタグ２は、タグアンテナ部１１で無線信号の問い合わせ信号を受信するとともに、受信した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、タグＩＣチップ１０を起動する。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。これにより、ＲＦＩＤタグ２では、電池などの電源を搭載しなくてもタグＩＣチップ１０を作動させることができる。なお、ＲＦＩＤタグ２は、タグアンテナ部１１で生成した電力を利用するので、その電源用量は小さい。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。

次に、制御部１５からの指示で復調部１６は、受信した無線信号から上記「製品品番を返信せよ」という問い合わせ信号を復調する。

また、制御部１５は、復調部１６への指示とともにメモリ部１９に記憶保持しているタグ情報を読み出している。

メモリ部１９に記憶保持されたタグ情報が「製品品番Ａ」であった場合には、制御部１５は、その問い合わせに対して「製品品番Ａ」であることを、変調部１７を介してスイッチ１８をオン、オフさせて応答する。

すなわち、スイッチ１８がオンすればタグアンテナ部１１の端子ａと端子ｂが短絡され、スイッチ１８がオフされればタグアンテナ部１１の端子ａと端子ｂが開放される。これによって、リーダライタ装置６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「１」に対応させてスイッチ１８をオフさせ、タグ情報の「０」に対応させてスイッチ１８をオンさせる。このスイッチ１８のオン、オフの制御により、タグアンテナ部１１からリーダライタ装置６に応答出力し、「製品品番Ａ」であることが報告される。なお、ＲＦＩＤタグ２は、タグアンテナ部１１の端子ａと端子ｂを開放させたときに、反射がお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。

リーダライタ装置６は、ＲＦＩＤタグ検知用アンテナ４で受信した応答信号が分離部２３、受信部２４を介して復調部２５に伝達され、復調した信号により、制御部２０は、「製品品番Ａ」を確認する。リーダライタ装置６は、この「製品品番Ａ」の情報を制御部２０から、例えばネットワークなどを介して管理部などに転送する。

管理部は、入力された「製品品番Ａ」の情報に基づいてデータベース（図示せず）から送付先情報を検索し、保管倉庫などを管理する。なお、データベースには、品番に係る情報が管理情報として記憶されており、仕分け作業での送付先情報、納品倉庫情報などの情報が記憶されている。

なお、図７において、リーダライタ装置６は、変調、同期を行うためのクロック部２６と、各部にＤＣ電圧を供給するための電源部２７を備えている。電源部２７は、例えば、ＤＣ電圧を発生させる電池などを有する。

また、炭素繊維の紐８は１本あるいは複数本の細い炭素繊維が織られて細長いクロス帯になされたものでもよい。この場合にも、厚み方向には自由に折曲できるので、平面的なものに対して有効に用いることができる。また、幅が狭いものを用いれば、撚糸の場合と同様な使い方が可能である。

なお、フレキシブルなシート５に設けるアンテナ部７は炭素繊維の紐８で形成しているため任意の形状のアンテナを構成することができる。例えば、アンテナ部７は、上記のようなコリニア型アンテナ以外にもループ型、アクティブアレイ型などのアンテナで構成することができる。

また、炭素繊維の紐８をシート５に取り付ける方法も、縫い付ける方法以外にも、接着したり、一体成型したり、任意の方法によることができる。

以上のように本発明は、ＲＦＩＤタグ検知用アンテナのフレキシブルなシートに設けるアンテナ部を、導電性を有する炭素繊維の紐を用いて構成したものである。この炭素繊維は強度が非常に強いとともに柔軟性に富むので、アンテナ部を任意の形状に形成してシートに取り付けることができるとともに、繰り返し退けられて折曲されても破損しにくくすることができる。したがって、コンベアなどに用いる物品検知用のＲＦＩＤタグ検知用アンテナとして有用である。

本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤタグ検知用アンテナの使用例の斜視図 同ＲＦＩＤタグ検知用アンテナの正面図 同ＲＦＩＤタグ検知用アンテナに用いられる炭素繊維の紐の例を示す正面図 同ＲＦＩＤタグ検知用アンテナの電気的な特性を説明する原理図 同ＲＦＩＤタグ検知用アンテナの他の使用例を示す斜視図 同ＲＦＩＤタグ検知用アンテナの正面図 本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤシステムのブロック図

符号の説明

１ 物品
２ ＲＦＩＤタグ
３ 搬送路
４，９ ＲＦＩＤタグ検知用アンテナ
４ａ，９ａ 支持部材
４ｂ 水平辺
５ シート
５ａ 細片
６ リーダライタ装置
７ アンテナ部
８ 炭素繊維の紐
１０ タグＩＣチップ
１１ タグアンテナ部
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
３０ ＲＦＩＤシステム

Claims (4)

1. ＲＦＩＤタグが取り付けられた物品が搬送される搬送路の途中に設けられるＲＦＩＤタグ検知用アンテナであって、
   搬送される前記物品と対面し、前記物品により押されて退けられるフレキシブルなシートと、
   前記シートに取り付けられ導電性を有する炭素繊維の紐を用いて構成されているアンテナ部とを備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ検知用アンテナ。
2. 前記アンテナ部は、前記シートに縫い付けられていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ検知用アンテナ。
3. 前記シートは暖簾状に構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タグ検知用アンテナ。
4. 前記アンテナ部は、アレイアンテナで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ検知用アンテナ。

Images