JP2010527054A - 無線識別アンテナシステム - Google Patents

Abstract

改良された無線識別アンテナシステムでは、出入口(3)の方向に又は少なくとも通路の進行方向(3')の成分をもって互いに変位して少なくとも２つのパッチアンテナ(21)を配置し、少なくとも２つのパッチアンテナ(21)によりパッチアンテナ群(A,B)を形成して、通路の進行方向(3')に監視領域を集束して狭くし、出入口(3)の床面(5)に対して等しい距離でかつ／又は同一水平面上に若しくは互いに変位して、少なくとも２つのパッチアンテナ(21)を配置し、少なくとも２つの隣接するパッチアンテナ(21)の中心点及び／又は重心を通る直線は、水平面及び／又は床面(5)に対して平行な平面に対して≦４５°の角度αを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前文に記載する電子式商品監視システム（ＥＡＳ）用の無線識別（「ＲＦＩＤ」）アンテナ装置と商品識別システム（ＷＩＳ）用の無線識別アンテナ装置とを有する無線識別アンテナシステムに関する。

例えば、商品を保護する所謂電子式商品監視システムは、特にデパート又は商店の出口に設けられる。出口又は通路の領域内に互いに離間して配置される無線識別アンテナシステムの機器間に監視すべき通行路が形成される。

例えば、商店内で販売される対象製品及び商品は、電子式商品保護ラベルを使用して保護される。販売人は、代金が正しく支払われた商品から、該当する商品保護ラベルを除去するので、商品を所持する顧客は、電子式商品監視システムが監視する出口通路を問題なく通過することができる。

監視する出口路を通り代金未払いの商品が搬出されるとき、例えば、代金未払の商品が店舗から持ち出されるとき、監視する領域内で音響警告信号が通常出力され、持ち出しが表示される。

種々の電子式商品保護システムが公知である。

ある既知の方法では、所謂無線周波数ラベル（ＲＦラベル）が使用される。電気容量をもって互いに接続される一対の接続端を有するコイルがこの種の無線周波数ラベル上に設けられる。例えば、６〜１０MHzの周波数領域内の電磁ビームを送信する送信アンテナが監視アンテナとして使用される。該当するＲＦラベルが監視領域を通過するとき、システムから送信エネルギが供給されるＲＦラベルは、対応する電子評価装置により検出される電波を発生する。

その他、保護すべき商品に長い金属製の帯片を取り付ける電磁式監視法も公知である。金属製の帯片は、磁化可能な合金により形成される。例えば、１０Hz〜２０KHzの監視周波数で放射されるアンテナの対応交流磁界内に保護すべき商品が搬入されると、金属製の帯片に飽和磁化が発生し、急峻な立ち上がり磁化エッジにより交流磁界内に高調波が発生し、その高調波を検出することができる。

電子式商品監視システムは、監視領域及び読取領域内での所定のラベルの存否を認識できる１−ビット−トランスポンダの形式により作動する。

ラベルを監視する方法及びシステムの他に、更に、所謂ＵＨＦ無線識別法も物品検出及び識別に使用される。検出すべき商品に無線識別タグが設けられる。ＵＨＦ無線識別法は、前記の方法に対して、まず第１に、無線識別ラベルを用いて個々のビットを情報として評価できるのみならず、複数桁のワード長さを有する情報を記憶するマイクロチップをＵＨＦ無線識別ラベルに設け、マイクロチップから情報を読み出せる本質的な利点が無線識別タグから得られる。無線識別タグの内容を読み出して、対応する情報を返信するエネルギをアンテナシステムの電磁場から得る所謂受動的な無線識別を使用することが好ましい。無線識別タグは、情報を記憶できるマイクロチップを有するアンテナ構造を備える。公知のように、無線識別タグから情報を読み出す所謂リーダを使用し、例えば、アンテナシステムを介して電磁場でリーダを駆動するのに必要なエネルギを無線識別タグに供給し、マイクロチップを有するタグは、供給されるエネルギを受信しかつ使用して、対応する記憶情報を応答信号として送信し、アンテナシステムとその後段に接続される無線識別リーダを介して応答信号を読み出して、評価することができる。

電子式商品監視システム（ＥＡＳ）用の無線識別アンテナシステムの構造は、例えば、特許文献１に開示され、また、既に非特許文献１にも開示される。

電子式商品監視システム（ＥＡＳ）用のアンテナシステムの他に、前記のように、アンテナ装置、例えばＵＨＦ（Ultra High Frequency）無線識別アンテナ装置を使用して、商品識別システムを構築することが原則的に望ましい。監視領域内を通過する商品と製品に関する所定の情報をＵＨＦ無線識別アンテナ装置により読み出し、読み出した情報は、種々の情報処理に重要である。

特許文献２は、出入口（ゲートウェイ）内に設置できるアンテナシステムの概略を示す。例えば、パッチアンテナで構成される無線識別アンテナシステム等様々なアンテナシステムを出入口に使用できる。その代りに、所謂ループアンテナ又はフォトニック（光学）バンドギャップアンテナも使用される。

出入口の他に、隣接する壁に前方、本来のドアフレーム内に前方、後方又はまた通路の進行方向に平行に延伸させて、本来のドアアーチ内に電波を放射するアンテナを配置することができる。

パッチアンテナを使用するとき、垂直方向の上下に（重ねて）配置する複数のパッチアンテナを同時に駆動することもできる。他の実施の形態に図示するこの種の複数のパッチアンテナを複数の分岐内に各垂直方向に延伸して配置し、共通に駆動し、開示する変形例では、所謂ダイバーシティスイッチ又はダイバーシティ結合器を使用することができる。電子式商品監視システムかつ／又は商品識別システムにこのシステムを利用することは、既に公開された先行技術文献には勿論開示されていない。少なくとも、電子式商品監視システム用のアンテナとその他に商品識別システム用のアンテナを有する無線識別アンテナシステムを構築することも、既に公開された先行技術文献には開示されていない。

国際公開第ＷＯ９９／３０３８４号公報 米国公開第２００６／０１３２３１２号公報

無線識別ハンドブック「基本三動作原理」：遠隔操作可能なＩＣカード及び識別の基礎と応用、第二版、２００３年クラウス・フィンケンツェラー著、ジョン・アンド・ワイリー社、国際標準図書番号０−４７０−８４４０２−７、１.２、１.３、２.３〜２.５.４及び３.１〜３.１.２章

従って、本発明の課題は、電子式商品監視システム用のアンテナ装置を有する一方、他方では、マイクロチップを備えるタグ情報を読み出す商品識別システム用のアンテナを有する改良された無線識別アンテナシステムを提供することにある。原則的に単純に無線識別アンテナシステムを構築しなければならず、電子式商品監視システムシステム用と商品識別システム用の異なるアンテナシステムが互いに全く悪影響を受けてはならない。換言すれば、２つのシステムを最適な形態で融合しなければならない。

本発明では、請求項１に記載する特徴によりこの課題が解決される。本発明の好適な実施の形態を下位請求項に記載する。

本発明は、一方で電子的に物品を監視し（電子式商品監視システム）、他方で商品識別システムを実現する高い統合可能性と最適な使用法とを特徴とする拡張された無線識別システムを提供するものである。前記商品識別システムに連係するアンテナ装置は、電子式商品監視システム用の既存の無線識別アンテナシステムでも、後に搭載でき、後付けにより電子式商品監視システム又は商品識別システムの機能及び作用方法に悪影響を生じない。

本発明により改良されるシステムは、無線識別技術に基づいて作動する。

本発明では、監視すべき通過領域の側方に設けられるアンテナシステムは、通路の進行方向に又は少なくとも進行方向の成分をもって互いに並置される少なくとも２つのアンテナを有し、簡素な構成で高い「読取率（可読率）」と高い機能有用性とを備えるシステムを実現できる。必ずしも同一の高さ位置（例えば出入口の水準（レベル）に対して平行）に複数のアンテナを配置する必要はなく、複数のアンテナを部分的に異なる高さ位置に配置することもできる。勿論、互いに隣接して配置される２つのアンテナシステムの中心点又は重心を通る直線は、水平面（又は出入口に対して平行に延伸する平面）に対して、４５°以下の角度偏差を形成することが好ましい。

本発明では、ＵＨＦ無線識別システムは、パッチアンテナを有し又はパッチアンテナで構成される。ＵＨＦ無線識別システムは、特に低い組立て高さを有し、フレーム形状のアンテナを備えることもある既存の電子式商品監視システムのアンテナ装置内、例えば既存の電子式商品監視システムのフレーム形状のアンテナの内部にも、問題なくＵＨＦ無線識別システムを後付けすることができる。

通路の進行方向の側方に変位して又は通路の進行方向の成分をもって互いに変位して配置される２つのパッチアンテナにより、簡単な手段で監視領域の放射指向性（収束性）が改良される。その点では、本発明の無線識別アンテナシステムは、本質的な利点を提供する。即ち、マイクロチップを搭載する無線識別タグを有する製品を所持する人が実際に所定の読取領域（監視領域）を通過する場合にのみ、無線識別タグを有する商品又は製品を放射指向性により検出し読出すので、読取領域の近傍を通過するのみでは、無線識別タグを検出できない。例えば、特に、側方に設置される２つのアンテナシステムが監視する通路の近傍（例えば、商店内）を人が歩いて通過する際に、無線識別タグにより保護される製品が既にアンテナシステムの検出及び／又は読取領域内に到達して、早すぎる検出作動を確実に阻止できる。

本発明に使用するパッチアンテナを個別のパッチアンテナとして形成できる。しかしながら、例えば、共通の接地面上、共通の基板上等に形成される組合せパッチアンテナとしても形成できるので、互いに分離して接続領域のみを基板上に配置できる。その場合に、任意の変形例が可能である。

本発明の特に好適な実施の形態では、例えば、２つの異なる水準又は平面上に並置し（重ね）て少なくとも２対のパッチアンテナを各側方アンテナ装置に配置できる（前記のように、同一の高さ水準に各対をなして協働するパッチアンテナを配置する必要は必ずしもなく、少なくとも適切な程度に互いに変位して配置できる）。

しかしながら、２つのみでなく、２つ以上のアンテナ、例えば３つ又は４つ以上のパッチアンテナを通路の進行方向に配置して使用し、監視領域を出入口の方向に極力狭い通過領域に放射を指向集束させることもでき、それに伴い、監視領域の狭小化を実現できる。換言すれば、水平面（水平に延伸する出入口）でのアンテナ領域とそれに伴い監視領域の放射を集束させるので、アンテナ装置が監視する通過領域は、出入口の３方向（通常は水平方向）に極力僅かな寸法のみにわたり延伸する。

好適な前記変形例を補足して、更に、アンテナシステムを収容する側方の仕切り装置から床領域（及び／又は天井領域）に移行する下方の移行領域内に、検出に用いる付加的なアンテナ装置、同様に、特にパッチアンテナを対の配置でかつ特に通路の進行方向に互いに変位して、効果的に使用することが好ましい。床への移行領域及び／又は天井への移行領域内で、パッチアンテナは、機械的にその主放射方向が出入口の平面に対して実質的に平行ではなく、それとは異なり垂直方向に延伸する成分をもって方向付けて予め調節できることが好ましい。従って、極めて低く配置されるアンテナシステムの主放射方向を幾分上方に方向付けると共に、極めて高く配置されるアンテナシステムの主放射方向を幾分下向に方向付けることができる。それにより、アンテナの位置に関係なく、監視領域を最適化することができる。

しかしながら、その代りに又はそれに加えて、アンテナの電子的放射方向の決定及び／又は調整を行って、少なくともある程度異なる認識領域及び／又は読取領域に予め調節し、最適化することもできる。例えば、重ねて配置する２つのパッチアンテナ間の予め定められた位相差（位相オフセット）又は場合により調節可能な位相差によりアンテナの放射方向を調整することができる。

同様に、本発明では、通路の進行方向に互いに隣接して取り付けられる２つのパッチアンテナの機械的な予備調整及び／又は給電により位相差を実現できるので、２つのパッチアンテナ間の対称平面から出入口の一方向又は他方向に監視すべき放射領域を変更することができる。

本発明では、パッチアンテナは、線形又は円形に偏波されて作動される。その点では、特に、読取領域を通過する際の無線識別タグの方向に関係なく、円形に偏波するパッチアンテナの駆動により、無線識別タグを搭載する商品を常に確実に認識して、無線識別タグ上に記憶される情報を問題なくかつ完全に読み出せる利点がある。

例えば、８００MHz〜１０００MHzＵＨＦ領域（特に８００MHz〜９５０MHz領域、例えば８６８MHz領域）内で無線識別システムを作動することが好ましい。パッチアンテナの読取り幅を１.５mまで又はそれ以上（例えば２mまで）に設定できる。

図１〜図９について説明する実施の形態から本発明の他の利点、詳細及び特徴は、明らかとなろう。

電子式商品監視に用いるアンテナと商品保護システムに設けられるアンテナを左のアンテナシステム内に例示する監視領域又は監視通路の斜視図 本発明に使用する電子式商品監視システム（ＥＡＳ）用のＵＨＦアンテナ装置を通過視線方向に示す正面図 使用するパッチアンテナペアを示す平面図 通路の進行方向に平行に配置した図３のパッチアンテナペアの断面図 図３とは異なる実施の形態を示す断面図 図３及び図４とは異なるパッチアンテナペアの実施の形態を示す平面図 異なる実施の形態に使用する他のパッチアンテナを示す平面図 可能な実施変形例を示す他の詳細な側面図 図３と同様のパッチアンテナ対を略示する変形実施の形態を示す側面図

図１は、互いに離間して配置される２つのアンテナ装置1を有し、アンテナ装置１間を通り、床面5上に通路の進行方向3'に沿って出入口3が延伸する電子式商品監視システム（ＥＡＳ）の図式的な基本構造を示す。

アンテナ装置1は、側方の仕切り1'形式により形成され、仕切り1'は実質的に、床面5に対して横方向、特に垂直に延伸する高さ又は垂直寸法7、出入口3に対して平行若しくは実質的に平行又は平行の成分を持って延伸する幅又は水平若しくは横寸法9及び横寸法9に対して比較的狭く形成される通路の進行方向3'に対して横方向又は垂直、特に床面5に対して平行な厚さ11を有する。

出入口3及び通路の進行方向3'に対して左及び対向する右に配置されるアンテナ装置1と側方の仕切り1'との間に、出入口3に対して横方向及び通路の進行方向3'に対して横かつ特に垂直に延伸するアンテナ装置により監視すべき通過領域が形成される。

従来の電子式商品監視システムでは、例えば、アンテナ装置の側方の仕切り1'内にほぼ矩形の１つ又は好ましくは２つのフレームアンテナ15が通常設けられ、適切に駆動される。

側方の仕切り1の基部領域1"内に送信ユニット及び／又は評価ユニット17を設けることが好ましい。

いわゆる無線識別（「ＲＦＩＤ」）技術に基づく電子式商品監視システムの駆動と評価は、従来技術に属し、その限りでは周知である。既知の方法及び装置を参照すべきである。通常、例えば、周波数領域１０Hz〜２０ｋHz［例えば電磁的方法を適用する場合又は例えば無線周波数方法を使用する場合には、例えば８〜９MHz（通常８.２MHz）］内でこの種のシステムが、作動される。

本発明では、電子式商品監視システム用のアンテナシステムに加えて、商品識別に使用されるＵＨＦ無線識別システムが設けられる。そのために、パッチアンテナ形式の付加的なアンテナが、設けられる。

既に説明したように、商品識別システム（ＷＩＳ）は、特にマイクロチップを有する無線識別タグを使用して、製品に関する情報、従って該当する無線識別タグを取り付ける商品に関する情報が検出され読み出すために用いられる。最終的に、他の過程で電子式物品監視装置を構築するために（例えば、該当する無線識別タグを有する製品の代金が既に支払済みか否かを照会するために、例えば無線識別タグ上に記憶される製品に関する情報を読み出して、ＰＯＳシステムを介して格納される情報と比較する場合に）、この情報を一緒に利用することができる。

ＵＨＦ無線識別商品識別システムの第１の実施の形態の概略図を図１に示す。

図１では、側方の仕切り1'の上方の領域内に１対のパッチアンテナ21を配置し、下方の領域内に他の２対のパッチアンテナ21を配置し、特に図示の実施の形態では側方の仕切りに対して横方向に見る場合に、矩形状のフレームアンテナ15の内部に配置される。

図３の垂直の平面図と図４の断面図に示すように、パッチアンテナ21は、基板23（誘電材料又は空気間隙を備える）と、基板23の上方ないし下方に上に配置される接続領域25と、下に配置される接地面27とを有する。接続領域25と接地面27は、互いに基板23の厚みに対応する間隔23'で配置される。

図４に示すように、２つのパッチアンテナ21は、接地面31に対向して平行に配置され、各パッチアンテナ21の下方の接地面27は、接地面31から電気化学的に分離して（接地面31に対して電気容量をもって）配置される。接地面31は、平面図で見て、全ての方向にパッチアンテナ21を越えて側方に突出して張り出す。例えば、金属若しくは金属薄板から又は例えば銅により被覆される導体配線基板により接地面31を形成することができる。

例えば、接地面31上に接着剤を使用して接着する（接着剤が電気的に非導電性のとき）従来のパッチアンテナを使用するとき、パッチアンテナ21の接地面27を共通の接地面31から電気化学的に分離することが問題になる。原則的に、接地面31上に下方の接地面27を直接、直流電流的又は電気化学的な接触を形成して、パッチアンテナ21を載置することもできる。例えば、チップアンテナ21の基板23を接地面31上に直接形成して、基板23の接地面27を原則的に省略することもできる。

また、前記実施の形態では、下方の共通の接地面31に透孔31'を形成し、透孔31'に同軸の透孔27'をパッチアンテナ21に属する接地面27内に形成し、透孔31'に同軸に基板23を貫通するスルーホール35を形成するので、給電位置25'で接続領域25に電気的に接続される給電導線37は、この装置全体を通して延伸する。

その代りに、給電位置25'の領域内で電気容量的に接続領域25に結合することもできる。また、例えば、基板23の表面上に給電導線37を配置しかつ／又は延伸し（接続領域の平面に対して平行に）、例えば、接続領域の端縁で、給電導線37を接続領域に接続させて接続領域25を設けることもできる。しかしながら、Ｕ字形状の切欠部等を接続領域25に形成できるので、例えば、接続領域25の平面内に延伸する給電導線をＵ字状の切欠部の端部で（接続領域の一周する端縁に対して更に内側に変位して）接続領域に電気的に接続できる。

図示の実施の形態では、下方に配置する接地面27は、基板23の周側面123まで延伸するが、間隔39をもって基板23の側面123の側境界の前で終了する図３の平面図に示す接続領域25は、平面図上パッチアンテナ21の下方の接地面27より小さい長さと面積で形成される。

図示の実施の形態では、少なくともほぼ正方形に形成されるパッチアンテナ21の面の対角線に配置される２つの角部に、アンテナの同調用の斜面41が設けられる。

基板23に空気間隙を形成するとき、接続領域25を機械的に保持するのみの目的で設けられる誘電性のスペーサ（間隙保持部材）により接地面21に対して間隔をもって接続領域25が保持されかつ固定される。

図３及び図４に示すように、側方間隔43（即ち隣接する２つのパッチアンテナの互いに対向する２つの側境界面123間にある側方間隔43）で、前記の構成を有する２つのパッチアンテナ21は、特に共通の接地面31上に配置される。

図示の実施の形態では、パッチアンテナの２つの中心点又は２つのパッチアンテナの重心の間の間隔を符号45で示す。

中心間隔45は、使用するパッチアンテナ21の駆動周波数、好ましくは使用する周波数の中心波長に関するλ（ラムダ）の０.２倍より大きく又はそれに等しく、例えば０.２×３４≒５cmである。

例えば、ＵＨＦ無線識別アンテナシステムが、周波数８６８MHzで作動するときの最適な中心間隔は、下式で表わされる：
０.５×λ（≒０.５×３４cm≒１７cm）

しかしながら、同一形状又は同一大きさで２つのパッチアンテナ21を形成する必要は必ずしもない。正確に水平に離間して、通路の進行方向3'に平行に２つのパッチアンテナを配置する必要も必ずしもない（図示の実施の形態では、水平に延伸する通路の進行方向3'を、床面5に対して平行に延伸すると仮定する）。

図５は、協働するパッチアンテナ対を原則的に全部で２つの個別のパッチアンテナ21で形成する必要はなく、共通の構造で設けられることを示す。

図５に示すパッチアンテナ対は、共通の基板23の下側に設けられる共通の接地面27と、基板23の上側に互いに分離して形成される２つの接続領域25と、給電位置25'で２つの接続領域25の各々に個別に接続される複数の給電導線37とを備える。形成されるパッチアンテナ対では、基板23の下側の接地面27は、共通の接地面31の上方に僅かな間隔で配置され、共通の接地面31に対して狭い間隔で延伸する。

部分的に図示するパッチアンテナ対は、通路の進行方向3'に互いに異なる位置に配置される。通路の進行方向3'に対して正確に平行にパッチアンテナ対を配置する必要はない。例えば、連続的に拡幅する通路又は狭小になる通路でも、通路の進行方向3'内にある垂直平面からパッチアンテナ21の連係する接続領域25までの側方間隔は、相違してもよい。少なくとも２つのパッチアンテナ21が協働するパッチアンテナの第１の群（グループ）Aを形成する本発明によるパッチアンテナ対の基本形態を示す。しかしながら、通路の進行方向に又は部分的に通路の進行方向に互いに変位する成分をもって、例えば３つのパッチアンテナ等の更に多くのパッチアンテナを配置することもできる。

図６は、通路の進行方向3'のみならず、高さ方向又は垂直方向7にも、互いにある程度の偏心し又はずれて配置できるこの種協働する対のパッチアンテナ21を示す。しかしながら、連係するパッチアンテナ対の中心点又は重心を通る直線47が水平面に対して又は出入口若しくは床面5に対して平行に延伸する平面48に対して、４５°以下の角度αで高さ方向及び／又は垂直方向に最大偏差を与えることが好ましい。

しかし付加的に、図１〜図６に示すパッチアンテナを互いに回転して配置してもよいので、例えば、あるパッチアンテナでは給電位置25'を少し上側に配置し、隣接するパッチアンテナでは少し下側に配置し、又はあるパッチアンテナでは右側に配置し、他のパッチアンテナでは左側に配置できる。また、給電位置25’の場所は、原則的に制限されない。

図７は、例えば、アンテナ装置1内に使用できる４群又は複数の２群若しくは４群のパッチアンテナ21を示す。

図７に示す実施の形態では、下側又は低位置に配置されるパッチアンテナ群A（パッチアンテナ対Aの形式）と、同一高さ変位又は垂直変位（必ずしも同一高さである必要はない）を有しかつ下方のパッチアンテナ群Aに対して通路の進行方向3'に異なる位置に位置決めされ、即ちパッチアンテナ群Aより高い位置に配置される第２のパッチアンテナ群B（高い位置にあるパッチアンテナ対Bの形式）が共通の接地面31に設けられ、それにより、上に配置されるパッチアンテナ対の２つのパッチアンテナ21間により大きい側方変位又は側方間隙43〜45が生じる。このように、通路の進行方向に又は通路の進行方向の成分をもって、互いに変位して配置される２つ以上のパッチアンテナをパッチアンテナ群A若しくはBの各々又は他のパッチアンテナ群に設けることができる。

図示の実施の形態とは異なり、図７に示すように、全てを同一方向又は同一位置でなく、異なる箇所に給電位置25'を配置することができる。

水平方向若しくは通路の進行方向3'又は高さ方向若しくは垂直方向7の内側間隔43を数mmから数cmの大きさにできる（この大きさ領域への原則的な限定はない）。

この実施の形態では、例えば、上方の列Bのパッチアンテナ21に比較して、互いに位相差（オフセット）をもって下方の列Aのパッチアンテナ21に給電できるので、電気的な上方傾斜（Up-Tilt）が生じる又は必要な場合に、それぞれ配置に応じて電気的な下方傾斜（Down-Tilt）が生じる他の利点が得られる。換言すれば、垂直方向上方又は垂直方向下方に主放射方向又は中心軸放射（メインローブ）が電気的に予め調節される。それにより、監視領域の所定の微調整、微適合を行うことができる。
例えば、図７に示す４つのパッチアンテナを図１に示す下方の監視領域X1（図１）内に使用するとき、下方の床から上方に向かい監視領域を離間させてパッチアンテナの駆動を電気的に予め調節することができる。
従って、例えば、図７に示すこの種のパッチアンテナ群をアンテナ装置1の下方領域内で使用するとき（図１）、異なる列又は平面内に互いに重ねて配置したパッチアンテナに対する異なる位相駆動により、例えば、パッチアンテナの中心軸放射（メインローブ）又は主監視領域を、接地面31に対して垂直に延伸させずに、垂直方向成分をもって上方に延伸するように方向付けることができる。
例えば、図７に示すパッチアンテナ群をアンテナ装置1の上方領域X2内に使用するとき（図１）、例えば、パッチアンテナの主放射方向が所定の角度領域内で下方に向かって延伸して、監視領域内に方向付けて異なる位相で給電を行うことができる。
しかし同様に、パッチアンテナの主放射方向（中心軸方向）に従って、出入口3に対して横方向に延伸する中心対称平面から一方向又は逆方向に監視領域を逸らす方向に、ほぼ同一高さ位置に隣接して並置する群A及び／又はBの２つのパッチアンテナ21を異なる位相で駆動することができる。

図２に示すように、例えば更に補足して、床領域内、天井領域内に又は例えばアンテナ装置1の基部領域1"に（又はアンテナ装置1の上方の終端領域にも）、付加的なパッチアンテナ21を設けることができる。ここでは、個々のパッチアンテナを使用することもできる。しかしながら、通路の進行方向に又は通路の進行方向の成分をもって、互いに変位して配置される複数のパッチアンテナ、少なくともそれぞれ１対のパッチアンテナ又は例えば３、４又はそれより多いパッチアンテナを使用するのが好ましい。図７について説明したように、特に、下方の基部領域に又は上方の終端領域に設けられるパッチアンテナは、電子的に放射成形及び放射方向付けせずに、上方又は下方に機械的に予め調節して方向付けることもできる。側方部分1'の下方又は上方の領域内に又は通路の上方に（例えば天井に又は天井から懸架して）、付加的なパッチアンテナとしてパッチアンテナを使用するとき、個別のパッチアンテナを使用することもできる。しかしながら、通路の進行方向に又は少なくとも通路の進行方向成分をもって、変位して配置される２つ以上のパッチアンテナを並べて使用し、パッチアンテナが協働するパッチアンテナの群を形成するのが好ましい。

図１、図２及び図８では、例えば互いに側方間隔51で配置する２つの側方のアンテナ装置1、即ち２つの側方の仕切り1'を示し、例えば０.８m〜２.５mの間、特に１.４〜２.０mの間で側方間隔を変更できる（下方又は上方に前記限界を超えてもよい）。

側方のアンテナ装置1、即ち側方の仕切り1'は、例えば平均１.０m〜１.８０m又は２.０mの高さ7を有するのが好ましい。

パッチアンテナ又はパッチアンテナペア、即ち連係する接地面31の高さは、例えば５cm〜４０cmの間が好ましい。

図１、図２又は図８により、２つの組合せパッチアンテナ125aと125b（例えば、図１、図２又は図８に示す下方領域X1と上方領域X2内に設けられる組合せパッチアンテナA及び組合せパッチアンテナB）を使用するとき、下方の組合せパッチアンテナ125aと床面との間隔55を少なくとも０.５〜１mとすべきである。下方の組合せパッチアンテナ125bと上方の組合せパッチアンテナ125bとの間隔57を０.１m〜２mの間、特に０.２m〜１.２mとするのが好ましい。特に、高い側方の仕切り1'を使用して、上方のアンテナ装置を特別な位置に配置するとき、間隔55,57を任意の寸法に広げることもできる。

図９に示すように、連係する接地面31を有する組合せパッチアンテナのみを使用するとき、組合せパッチアンテナ125と床5との間隔を、少なくとも０.５m以上にすべきであり、装置の全体高さも１〜２mとすることができる。

電子式商品識別システム（ＷＩＳ）を実現するのに使用するパッチアンテナ21は、例えば、８００MHz〜９５０MHz又は１０００MHzのＵＨＦ周波数領域内（特に８６８MHzの領域内）で作動することが好ましい。前記パッチアンテナなしで作動する従来のＥＳＡ監視システムに加えて、電子式商品識別システムを使用するとき、従来の監視システムを使用し、（特に電磁式電子式商品監視システム法では）例えば１０Hz〜２０KHz内で作動し、特にそれが無線周波数電子式商品監視システム法のとき、５MHz〜１０MHz領域内（例えば８.２MHz）で作動することが好ましい。

本発明に使用するパッチアンテナは、無線識別監視システムに使用するので、まだ無線識別タグを携行し、出入口に沿って通過する際に認識されて、「リーダ」を用いて対応する情報を読み出して評価できるとき、監視すべき製品、商品及び／又は人等を検出することができる。

特に、出入口を用いて本発明のシステムを説明する。しかしながら、図１及び図２について説明した出入口に沿う通過ゲートを備える監視システムでは、例えば５つの側方の仕切り1'を並置することにより、互いに平行に延伸する４つの出入口3を形成して、側方に間隔を空けて側方の仕切りを多重に構築できる。中央に配置されるアンテナ装置1内に（即ち最も外側に配置されるアンテナ装置１内ではなく）パッチアンテナを組み込んで、一方向に一部を放射し、対向する方向に一部を放射して、２つの出入口をそれぞれ検出することができる。

原則的に、監視すべき出入口に対して対向して配置する１対のこの種のアンテナ装置1、即ち該当する各アンテナ装置１又は側方の仕切り1'を設けて、出入口を監視する前記アンテナ装置1を組み込んで使用できる。

従って、前記通路の進行方向に使用する２つ又は２つ以上のパッチアンテナにより、極力狭い通過領域に対して、出入口方向に監視領域を狭くすることができる。換言すると、水平面内でアンテナ領域とそれに伴う監視領域の放射を集束できるので（出入口が水平に延伸する場合）、アンテナ装置により監視する通過領域（監視領域）は、通路の進行方向3'に極力小さい寸法にのみ延伸する。

(1)・・第２の無線識別アンテナ装置、 (3)・・出入口、 (3')・・進行方向、 (5)・・床面、 (15)・・第１の無線識別アンテナ装置、 (21)・・パッチアンテナ、

Claims (25)

1. −電子式商品監視システム（ＥＡＳ）用の少なくとも１つの第１の無線識別アンテナ装置(15)と、商品識別システム（ＷＩＳ）用の少なくとも１つの第２の無線識別アンテナ装置(1)とを備え、商品識別システム（ＷＩＳ）用の少なくとも１つの無線識別アンテナ装置(1)により、マイクロチップを搭載した無線識別ラベル（タグ）から情報を読出すことができ、
   −通路の進行方向(3')に延伸する出入口(3)の片側又は通路の進行方向(3')に延伸する出入口(3)の２つの対向する側に、少なくとも２つの無線識別アンテナ装置(15,1)による監視領域を形成する無線識別アンテナシステムにおいて、
   −商品識別システム（ＷＩＳ）用の無線識別アンテナ装置(1)は、監視すべき出入口(3)の片側に設けられる少なくとも２つのアンテナを備え、
   −商品識別システム（ＷＩＳ）用の少なくとも２つのアンテナは、パッチアンテナ(21)からなり、
   −商品識別システム（ＷＩＳ）用の無線識別アンテナ装置(1)のパッチアンテナ(21)は、出入口(3)に対して平行に、実質的に平行に又は平行な成分をもって延伸し、
   −少なくとも２つのパッチアンテナ(21)は、出入口(3)の方向に通路の進行方向(3')の成分をもって互いに変位して配置され、
   −少なくとも２つのパッチアンテナ(21)は、パッチアンテナ群(A,B)を形成して、通路の進行方向(3')に集束されて放射する監視領域を形成し、
   −出入口(3)の床面(5)に対して同一の間隔でかつ／又は同一の水平面上に又は床面(5)に対して変位して、少なくとも２つの隣接するパッチアンテナ(21)の中心点及び／又は重心を通る直線が水平面及び／又は床面(5)に対して平行な平面に対する角度α≦４５°を形成して、少なくとも２つのパッチアンテナ(21)を配置することを特徴とする無線識別アンテナシステム。
2. 互いに側方の変位をもって通路の進行方向(3')に２つ以上のパッチアンテナ(21)を配置した請求項１に記載の無線識別アンテナシステム。
3. 互いに側方の変位をもって互いに異なる高さ位置、特に床面(5)の水準に対して異なる高さ位置に、２つ又はそれ以上のパッチアンテナ(21)を有する複数の群(A,B)を配置した請求項１又は２に記載の無線識別アンテナシステム。
4. 異なる位相角で駆動されて異なる上方傾斜角度又は下方傾斜角度を形成するパッチアンテナ(21)の２群(A,B)を互いに異なる高さ位置に配置した請求項３に記載の無線識別アンテナシステム。
5. パッチアンテナ(21)の群(A,B)の通路の進行方向(3')に互いに変位して配置された少なくとも２つのパッチアンテナ(21)を異なる位相角で駆動し、
   通路の進行方向(3')に対して一方向又は逆方向に監視領域を調節できる請求項３又は４に記載の無線識別アンテナシステム。
6. 無線識別アンテナ装置(1)内にパッチアンテナの１群のみ又は協働する複数の群(A,B)を設けた請求項１〜５の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
7. 出入口(3)及び／又は出入口(3)の床面(5)に対して、≧０.３mかつ≦２mの高さに少なくとも１群又は協働する複数の群のパッチアンテナを配置した請求項６に記載の無線識別アンテナシステム。
8. パッチアンテナ(21)の１群又は協働する複数の群(A,B)を有する複数の領域(X1,X2)を設け、
   無線識別アンテナ装置(1)又は側方の仕切り(1')の下方の高さ領域内と、下方の高さ領域より高い位置にある無線識別アンテナ装置(1)又は側方の仕切り(1')の領域内とに前記領域を配置した請求項１〜６の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
9. 垂直方向及び／又は高さ方向に変位して設けた２つの領域(X1,X2)内に単一又は協働する複数のパッチアンテナ(21)の群(A,B)をそれぞれ配置したアンテナ装置は、少なくとも０.１m、好ましくは２.０mより小さく、１.２m、好ましくは０.６mより小さい高さ間隔を有し、
   出入口(3)の床面(5)に対し最下位置に配置されるパッチアンテナ(21)又は最下位置に配置される群のパッチアンテナ(21)の高さ間隔は、少なくとも０.３m、好ましくは０.３m〜１.５m又は１.２mまでである請求項８に記載の無線識別アンテナシステム。
10. 好ましくは８００MHz〜１０００MHzＵＨＦ領域（帯域）内、特に８６８MHzＵＨＦ領域でパッチアンテナ(21)を放射させる請求項１〜９の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
11. 接続領域(25)と、接続領域(25)の下に配置される基板(23)と、基板(23)の下に配置される接地面(27)とをパッチアンテナ(21)に設け、
    電気容量をもって接地面(31)に対向してパッチアンテナ(21)を配置し又は接地面(31)に機械的又は電気的に接続し、
    出入口(3)及び／又は通路の進行方向(3')に対して横方向、好ましくは垂直方向にパッチアンテナ(21)と接地面(31)を配置した請求項１〜１０の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
12. 接続領域(25)と、接続領域(25)の下に配置される基板(23)と、接地面(31)とをパッチアンテナ(21)に設け、
    出入口(3)及び／又は通路の進行方向(3')に対して横方向、好ましくは垂直方向にパッチアンテナ(21)と接地面(31)を配置した請求項１〜１０の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
13. 基板(23)は、誘電性を有する請求項１１又は１２に記載の無線識別アンテナシステム。
14. 基板(23)は、空気間隙を有し、導電性のスペーサ（間隙保持部材）により接続領域(25)を位置決めして保持する請求項１１〜１３の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
15. 少なくとも１つのパッチアンテナ群(A,B)は、互いに変位して配置される少なくとも２つのパッチアンテナ(21)を有し、
    共通の接地面(31)に対向してパッチアンテナを配置した請求項１〜１４の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
16. 少なくとも２つのパッチアンテナ(21)を有するパッチアンテナ群(A,B)は、共通の基板(23)を有し、
    基板(23)の背面側に共通の接地面(27)を設け、
    接地面(27)に対向して電気的に分離される少なくとも２つの接続領域(25)を放熱側の基板(23)上に形成した請求項１５に記載の無線識別アンテナシステム。
17. 各パッチアンテナ(21)は、給電導線(37)を有し、
    接地面(31)内の透孔(31')、透孔(31')に連続するパッチアンテナ(21)の各接地面(27)内の透孔(27')、透孔(27')に連続しかつ基板(23)を通じて延伸する通路(37)を通り接続領域(25)に設けられる給電位置(25')に給電導線を延伸させ、
    接続領域(25)の下側に給電位置(25')を設けた請求項６〜１６の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
18. 共通の接地面(31)に対向してパッチアンテナ(21)の群(A,B)を配置し、
    ５cm〜４０cmの間で高さ方向に接地面を延伸させた請求項１〜１７の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
19. 無線識別アンテナ装置(1)及び／又は側方の仕切り(1')の下方の領域内で床面(5)への移行領域に設けられる付加的なパッチアンテナを備え、
    上方を向く垂直成分をもって付加的なパッチアンテナ(21)の主放射方向及び／又は接続領域(25)を予め方向付けした請求項１〜１８の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
20. 無線識別アンテナ装置(1)及び／又は側方の仕切り(1')の上方の端部領域に単一又は複数のパッチアンテナ(21)を設け、
    下方を向く垂直成分をもってパッチアンテナ(21)の主放射方向及び／又は接続領域(25)を予め方向付けした請求項１〜１９の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
21. 通路の進行方向(3')に及び／又は高さ方向及び／又は垂直方向に互いに変位して配置される協働する少なくとも２つのパッチアンテナ(21)を備え、
    異なる位相、好ましくは調節可能な異なる位相でパッチアンテナを駆動する請求項１〜２０の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
22. 床面(5)の領域内でかつ／若しくは出入口(3)の上方に少なくとも１つのパッチアンテナ(21)を配置し、又は床面(5)の領域内でかつ／若しくは出入口(3)の上方に複数のパッチアンテナ(21)を通路の進行方向(3')に互いに変位して配置した請求項１〜２１の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
23. 電子式商品監視システム（ＥＡＳ）に属するアンテナ及び／又はフレームアンテナ(15)内にパッチアンテナ(21)を後付けしかつ／又は内蔵した請求項１〜２２の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
24. 複数の無線識別アンテナ装置(1)及び／又は側方の仕切り(1')の間を通る複数の出入口(3)を形成して、複数の無線識別アンテナ装置(1)及び／又は側方の仕切り(1')を側方に変位をもって配置し、
    中央の無線識別アンテナ装置(1)及び／又は側方の仕切り(1')内にパッチアンテナ(21)を組み込み、
    パッチアンテナの一部を一方向に放射し、パッチアンテナの他の一部を対向する方向に放射してパッチアンテナに隣接する２つの出入口(3)を監視する請求項１〜２３の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。
25. 電子式商品監視システム（ＥＡＳ）に属するフレームアンテナ(15)を備え、
    フレームアンテナ(15)内に少なくとも１つのパッチアンテナ(21)を内蔵し、
    フレームアンテナ(15)を上面から見たとき、フレームアンテナ(15)の内部にパッチアンテナ(21)を内蔵した請求項１〜２４の何れか１項に記載の無線識別アンテナシステム。

Images