JP5152274B2 - Ｒｆｉｄ読み取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、RFID（Radio Frequency Identification、電波による個体識別）を読み取るための装置に関するものであり、特に長尺体に取り付けられたRFIDの読み取り装置に関するものである。なお、長尺体とは、電線・ケーブルや電線管、配管、ダクト、ロープ等の一方向に非常に長い構造を持つ構造体を意味するものとする。

RFIDとは、ICチップ内に記録された個体識別情報などを、電波等を用いた近距離（通常、数cm〜数m）の無線通信によって情報をやりとりするものを指す。RFIDはしばしばICタグやRFタグとも呼ばれるが、ここではそれらを総称してRFIDとする。なお、特許文献の説明等においては該文献で用いられている用語をそのまま記載する。

特許文献１には、電線・ケーブルの絶縁体中に不揮発メモリを有するICタグを埋め込む技術が開示されている。特許文献１によると、情報読み出し器を用いた電気的結合作用により不揮発性メモリに書き込まれている情報を外部から読み込むことで、電線・ケーブルの中間の部位でも非接触で識別標識などの電線・ケーブルに関する情報を確認できるとされている。また、ICタグは、電線・ケーブルの長さ方向に沿って直線状に配置してもよく、螺旋状に配置してもよいとされている。

特許文献２では、信号を送信する質問器アンテナと、前記信号を反射する略楕円電波反射板と、前記信号を受信可能であり少なくとも前記略楕円電波反射板を介して質問器との間で通信可能な応答器とを有する無線通信システムが開示されている。特許文献２によると、略楕円電波反射板を用いることにより該反射板の焦点領域に信号を集束させることができ、信号の散乱を防止して放射通信電力を大きくすることなく信号を有効に利用することができるとされている。

特開２００３−２０３５２７号公報 特開２００３−２８３３６５号公報

特許文献１は電線・ケーブルの発明であることから、ICタグ（RFID）と情報読み出し器との位置関係は考慮されていない。例えば、RFIDが情報読み出し器に直接面していない位置関係にある場合（電線・ケーブルの導体（すなわち電波反射体）を挟んで反対側にRFIDが位置する場合など）、RFIDと情報読み出し器との通信が困難になることが懸念される。

それに対し、特許文献２に記載された無線通信システムは、RFIDが質問器アンテナ（情報読み出し器）に直接面していなくても良好な通信が可能となることが期待される。特許文献２において、電磁波の反射が光の反射と同じ挙動を示す場合であれば、たしかに記載されたような効果も実現可能と考えられる。しかしながら電磁波の場合、一般的に、伝播経路の異なる複数の電磁波が受信点に到達すると（マルチパス）、それぞれの位相がずれ、強めあったり弱めあったりするフェージング現象が発生する。従って、部分的にRFIDの情報読み出しが困難な領域または読み出せない領域が生じる。

さらに、近傍界（概ね波長程度以下の距離）での電磁界は、距離の3乗に反比例する静電界と距離の2乗に反比例する誘導電磁界とが支配的な因子となり、遠方界での電磁界（距離に反比例する電磁波）と異なる性質を示す。すなわち、特許文献２に記載された無線通信システムでは、電波が光学的な経路と同等に集中するとは限らないという問題点があった。

一方、RFIDのID情報を読み込むためには、電磁波を用いてRFIDに電力を供給しICチップを動作させ、ICチップが応答してくるID情報をすべて読み込むまでICチップを動作させておく必要がある。ここで、RFIDが情報読み出し器に対して移動している場合、前述のフェージング環境内を通過すると、ID情報をすべて読み込む前に電界強度の低い領域に移動してICチップが停止してしまい、結果的にID情報を読み取れないという問題が発生する。

従って、本発明の１つの目的は、被識別体である長尺体の正面から照射する電波では到達できない位置に配されたRFIDとも良好な通信が可能である（言い換えると、長尺体の全周に読み取り可能な強さの電界強度を発生させることができる）RFID読み取り装置を提供することにある。また、本発明のもう１つの目的は、被識別体である長尺体が移動している場合であってもRFIDとの通信時間を十分に確保できる（言い換えると、該長尺体の長手方向において読み取り可能な強さの電界強度を連続的に発生させることができる）RFID読み取り装置を提供することにある。

本発明の１つの態様は、上記目的を達成するため、次のような特徴を有する。
被識別体である長尺体に取り付けられたRFIDの読み取り装置であって、前記RFIDと通信する電波を送受信する輻射器と、前記輻射器を内蔵すると共に前記長尺体が挿通する筒状の電波反射体とを具備し、
前記長尺体が挿通する方向をx方向、該x方向と直交し前記輻射器と前記長尺体とを結ぶ方向をy方向、該x方向および該y方向と直交する方向をz方向とした場合に、
前記輻射器から前記長尺体に向かって前記電波反射体までの前記y方向の長さが前記電波の波長の3/2倍よりも短く、前記電波反射体の前記z方向の長さが前記電波の波長の2倍よりも短いことを特徴とする。

本発明によれば、被識別体である長尺体の正面から照射する電波では到達できない位置に配されたRFIDとも良好な通信が可能であるRFID読み取り装置を提供することができる。また、被識別体である長尺体が移動している場合であってもRFIDとの通信時間を十分に確保できるRFID読み取り装置を提供することができる。

RFIDが取り付けられた電線・ケーブルの１例を示す模式図であり、（a）は斜視図、（b）は横断面図の１例、（c）は横断面図の他の１例である。 RFIDの１例およびそれを用いたRFIDテープの１例を示す平面模式図である。 電磁界シミュレーションに用いたRFID読み取り装置のモデル図であり、（a）は斜視図、（b）は横断面図（x方向から見た図）、（c）は縦断面図（z方向から見た図）である。 図３（b）に示した横断面で見た電磁界シミュレーション結果の例であり、電波の波長λに対して、（a）は「d ＝ w ＝ (1/2)λ」の結果、（b）は「d ＝ w ＝ (5/6)λ」の結果、（c）は「d ＝ w ＝ λ」の結果、（d）は「d ＝ w ＝ (3/2)λ」の結果である。 「d ＝ (5/6)λ」と固定してz方向長さ「w」を変化させた場合における電磁界シミュレーション結果の例であり、電波の波長λに対して、（a）は「w ＝ (5/6)λ」の結果（すなわち図４（b）と同じ）、（b）は「w ＝ λ」の結果、（c）は「w ＝ (3/2)λ」の結果、（d）は「w ＝ 2λ」の結果である。 「d ＝ (5/6)λ」と固定してx方向長さ「h」を変化させた場合における図３（c）に示した縦断面で見た電磁界シミュレーション結果の例であり、電波の波長λに対して、（a）は「h ＝ (5/6)λ」の結果、（b）は「h ＝ (5/4)λ」の結果、（c）は「h ＝ (5/2)λ」の結果、（d）は「h ＝ (10/3)λ」の結果である。 図６（b）および図６（c）のRFID読み取り装置に電線・ケーブルを挿通させた場合の電磁界シミュレーション結果の例であり、（a）は図６（b）の中心軸上に電線・ケーブルを挿通させた場合の結果、（b）は図６（c）の中心軸上に電線・ケーブルを挿通させた場合の結果、（c）は図６（b）の中心軸から外れた位置に電線・ケーブルを挿通させた場合の結果、（d）は図６（c）の中心軸から外れた位置に電線・ケーブルを挿通させた場合の結果である。 本発明に係るRFID読み取り装置の電波反射体のx方向から見た形状例の模式図であり、（a）は菱形形状の場合、（b）は四辺形の周方向の一部が開放状態になっている形状の場合、（c）は楕円弧の周方向の一部が開放状態になっている形状の場合である。 本発明の第２の実施形態に係るRFID読み取り装置の１例を示す斜視図であり、（a）は筒状の電波反射体を開いた状態、（b）は長尺体を挿通させ筒状の電波反射体を閉じた状態である。 本発明の第３の実施形態に係るRFID読み取り装置の１例を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係るRFID読み取り装置の縦断面模式図であり、（a）はガイド部材がガイド板の例、（b）はガイド部材が充填材の例である。 本発明の第３の実施形態に係るRFID読み取り装置の他の１例を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係るRFID読み取り装置の更に他の１例を示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係るRFID読み取り装置の１例を示す斜視図である。 RFIDを内蔵した電線・ケーブルの製造装置・製造工程の１例を示す模式図である。 RFIDを内蔵した電線・ケーブルの切断機の例を示す模式図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はここで取り上げた実施形態に限定されることはなく、要旨を変更しない範囲で適宜組み合わせや改良が可能である。

前述したように、本発明に係るRFID読み取り装置は、被識別体である長尺体に取り付けられたRFIDの読み取り装置であって、前記RFIDと通信する電波を送受信する輻射器と、前記輻射器を内蔵すると共に前記長尺体が挿通する筒状の電波反射体とを具備し、
前記長尺体が挿通する方向をx方向、該x方向と直交し前記輻射器と前記長尺体とを結ぶ方向をy方向、該x方向および該y方向と直交する方向をz方向とした場合に、
前記輻射器から前記長尺体に向かって前記電波反射体までの前記y方向の長さが前記電波の波長の3/2倍よりも短く、前記電波反射体の前記z方向の長さが前記電波の波長の2倍よりも短いことを特徴とする。

また、本発明は、上記の発明に係るRFID読み取り装置において、以下のような改良や変更を加えることができる。
（１）前記電波反射体の形状が、前記x方向から見て四辺形である。
（２）前記電波反射体の形状が、前記x方向から見て少なくとも一部に円弧形状、長円弧形状または楕円弧形状を有している。
（３）前記電波反射体の形状が、前記x方向から見て周方向の一部が開放状態（周方向の一部が閉じていない状態、周方向の一部が欠けている状態）である。
（４）前記電波反射体は、前記x方向に割れる開閉構造を有している。
（５）前記長尺体を位置決めするためのガイド部材が、前記電波反射体と一体に設けられている。
（６）前記ガイド部材が、前記筒状の電波反射体の両端部に配設され前記長尺体が挿通する孔を有するガイド板である。
（７）前記ガイド部材が、前記筒状の電波反射体の内部に配設され前記長尺体が挿通する円柱状の孔を有する充填材である。
（８）前記長尺体を位置決めするためのガイド部材が前記電波反射体と別体に設けられ、前記ガイド部材と前記電波反射体とのそれぞれが基準となる設置面に固定されている。
（９）前記輻射器が、前記x方向に沿って複数個配設されている。
（１０）上記のいずれかのRFID読み取り装置を用いたことを特徴とする長尺体に取り付けられたRFIDの読み取り方法である。

以下、本発明をより詳細に説明する。なお、本明細書では長尺体の一例として電線・ケーブルを取り上げて説明を行うが、他の長尺体（例えば、電線管、配管、ダクト、ロープ等）でも同様の効果を得ることができる。また、同義の部位・部材には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

はじめに、被識別体である電線・ケーブル、およびそれらに取り付けられるRFIDについて概説する。図１は、RFIDが取り付けられた電線・ケーブルの１例を示す模式図であり、（a）は斜視図、（b）は横断面図の１例、（c）は横断面図の他の１例である。図１に示すように、電線・ケーブル10は、導体芯線1の外周に絶縁層2が形成されており、その外周に保護被覆層3が形成されている。RFID 4は、電線・ケーブル10の長手方向に略等間隔で埋め込まれており（図１（a）参照）、絶縁層2の直上（図１（b）参照）や保護被覆層3の中程（図１（c）参照）に配置される。なお、導体芯線1は、単芯線の場合もあるし複数導体の撚線の場合もある。また、絶縁層2と保護被覆層3とが単一層で形成される場合もあるし３層以上で構成される場合もある。

図２は、RFIDの１例およびそれを用いたRFIDテープの１例を示す平面模式図である。図２に示すように、RFID 4は、ICチップ41にアンテナ42が接続された構造をしている（インレットと称される場合もある）。RFIDテープ6は、例えば、テープ状基材5に対してRFID 4が略等間隔に貼り付けられたものである。RFID 4において、アンテナ42は読み取り電波に共振して電力を発生し、ICチップ41に電力を供給する。ICチップ41では、供給された電力を利用してICを動作させ、予め記録されているID情報等を読み出し、アンテナ42を再度利用して読み取り器へ応答する。

ここで、RFID 4（またはRFIDテープ6）は、保護被覆層3に埋め込まれていることから、保護被覆層3が透明でない限り外部からRFID 4の位置を確認することができない。また、前述したように、RFID 4が読み取り器に対して直接面していない場合（例えば、導体芯線1（すなわち電波反射体）を挟んで反対側にRFID 4が位置する場合）、従来のRFID読み取り装置では電力供給自体が困難になる。そのため、RFID 4の位置に関係なく通信可能であるRFID読み取り装置が強く望まれていた。

（本発明の第１の実施形態）
前述したように、RFIDに用いる電波は光の反射と同等の現象にはならない。そこで、RFID読み取り装置（特に電波反射体）の寸法の規定を検討するために電磁界シミュレーションを行った。図３は、電磁界シミュレーションに用いたRFID読み取り装置のモデル図であり、（a）は斜視図、（b）は横断面図（x方向から見た図）、（c）は縦断面図（z方向から見た図）である。なお、理解を助けるため、斜視図には被識別体である電線・ケーブル10を示してある。

図３に示したように、RFID読み取り装置20は、電線・ケーブル10に取り付けられたRFID 4と通信する電波を送受信する輻射器21と、輻射器21を内蔵すると共に電線・ケーブル10が挿通する筒状の電波反射体22とを具備している。図３において、電波反射体22は、面(A)-(B)-(F)-(E)、面(B)-(C)-(G)-(F)、面(C)-(D)-(H)-(G)、および面(D)-(A)-(E)-(H)の４面からなる筒状の直方体である。すなわち、面(A)-(B)-(C)-(D)と面(E)-(F)-(G)-(H)とは電線・ケーブル10が挿通する開口部となっている。輻射器21は、上記４面で閉じられた空間内にあり、面(A)-(B)-(F)-(E)の中心部から距離tの位置に配置されている。なお、本明細書においては、電線・ケーブル10が挿通する方向をx方向、該x方向と直交し輻射器21と電線・ケーブル10とを結ぶ方向をy方向、該x方向および該y方向と直交する方向をz方向と定義する。また、輻射器21から電線・ケーブル10に向かって電波反射体22までのy方向長さを「d」（すなわち、輻射器21から面(C)-(D)-(H)-(G)までの距離）、電波反射体22のz方向長さを「w」、電波反射体22のx方向長さを「h」と表記する。

電線・ケーブル10のRFID 4が輻射器21に直接面していない場合（例えば、電線・ケーブル10の導体芯線1（すなわち電波反射体）を挟んで反対側に位置する場合）でも良好な通信を実現するためには、電線・ケーブル10が挿通される領域（筒状の電波反射体22の中心軸領域）で電線・ケーブル10の全周を囲むように電界強度の強い領域が生成される必要がある。そのような要求を満足する寸法条件を、電磁界シミュレーションを用いて検討した。なお、輻射器21は、半波ダイポールアンテナとし、面(A)-(B)-(F)-(E)の中心部から距離t＝4 mmの位置に配置した。また、RFID 4と通信する電波の周波数は2.45 GHz（波長λ＝122.4 mm）とした。

図４は、図３（b）に示した横断面で見た電磁界シミュレーション結果の例であり、電波の波長λに対して、（a）は「d ＝ w ＝ (1/2)λ」の結果、（b）は「d ＝ w ＝ (5/6)λ」の結果、（c）は「d ＝ w ＝ λ」の結果、（d）は「d ＝ w ＝ (3/2)λ」の結果である。なお、等高線は電界強度の強さを表し、電界強度が極大となっている付近にHを表記した。

図４（a）〜図４（c）では、筒状の電波反射体22の中心軸領域に電界強度の強い領域が生成されており、電線・ケーブル10の全周でRFID 4と輻射器21との間に良好な通信が可能であることが判った。一方、図４（d）の条件になると、y軸方向で電界強度の強い領域が複数に分割されてしまうことが判った。この場合、電界強度の谷間付近をRFID 4が通過すると、RFID 4との通信が困難になることが予想され好ましくない。これらの結果から、輻射器21から電線・ケーブル10に向かって電波反射体22までのy方向長さは、少なくとも「d ＜ (3/2)λ」とすることが好ましいことが明らかになった。なお、図示していないが、「d ＝ w ＜ (1/2)λ」としても筒状の電波反射体22の中心軸領域に電界強度の極大領域が１つだけ発生し極大領域の分割は発生しないことを確認した。すなわち、dおよびwに特段の下限値は存在せず、被識別体の外径によって適宜設定すればよい（例えば、被識別体の挿通に伴う振動を考慮して、被識別体の外径の２倍以上とする）。

図５は、「d ＝ (5/6)λ」と固定してz方向長さ「w」を変化させた場合における電磁界シミュレーション結果の例であり、電波の波長λに対して、（a）は「w ＝ (5/6)λ」の結果（すなわち図４（b）と同じ）、（b）は「w ＝ λ」の結果、（c）は「w ＝ (3/2)λ」の結果、（d）は「w ＝ 2λ」の結果である。図５（a）〜図５（c）では、筒状の電波反射体22の中心軸領域に電界強度の強い領域が生成されており、電線・ケーブル10の全周でRFID 4と輻射器21との間に良好な通信が可能であることが判った。一方、図５（d）の条件になると、電界強度の強い領域が電波反射体22のz方向で３つに分割されることが判った。この場合、それらの谷間に生じる電界強度の弱い領域23（破線で囲んだ領域）をRFID 4が通過すると、RFID 4との通信が困難になることが予想され好ましくない。これらの結果から、電波反射体22のz方向長さは少なくとも「w ＜ 2λ」とすることが好ましいことが明らかになった。

図６は、「d ＝ (5/6)λ」と固定してx方向長さ「h」を変化させた場合における図３（c）に示した縦断面で見た電磁界シミュレーション結果の例であり、電波の波長λに対して、（a）は「h ＝ (5/6)λ」の結果、（b）は「h ＝ (5/4)λ」の結果、（c）は「h ＝ (5/2)λ」の結果、（d）は「h ＝ (10/3)λ」の結果である。図６（a）〜図６（b）では、筒状の電波反射体22の中心軸領域に電界強度の強い１つの領域が生成されており、電線・ケーブル10の全周でRFID 4と輻射器21との間に良好な通信が可能であることが判った。一方、図６（c）〜図６（d）の条件になると、電界強度の強い領域が電波反射体22のx方向で２つ以上に分割されることが判った。

ここで、図６（c）〜図６（d）の条件においても、電界強度の強い領域は依然として筒状の電波反射体22の中心軸上に存在する。また、RFID 4との通信は、電線・ケーブル10をx方向に移動しながら行われる。そのため、電波反射体22のx方向で電界強度の弱い領域が存在しても、電線・ケーブル10の移動に伴ってRFID 4は電界強度の強い領域を通過することができる。ただし、前述の目的で記したように、電界強度の強い領域内でRFID 4との通信時間を十分に確保する必要がある。そこで、電線・ケーブル10が共存する場合の電磁界シミュレーションを行った。

図７は、図６（b）および図６（c）のRFID読み取り装置に電線・ケーブルを挿通させた場合の電磁界シミュレーション結果の例であり、（a）は図６（b）の中心軸上に電線・ケーブルを挿通させた場合の結果、（b）は図６（c）の中心軸上に電線・ケーブルを挿通させた場合の結果、（c）は図６（b）の中心軸から外れた位置に電線・ケーブルを挿通させた場合の結果、（d）は図６（c）の中心軸から外れた位置に電線・ケーブルを挿通させた場合の結果である。図７（a）では、電線・ケーブル10の全周でRFID 4と輻射器21との間に良好な通信が可能であることが判る。図７（b）では、図６（c）で分割していた電界強度の強い領域が１つに合体し、全体として電界強度の強い領域が電線・ケーブル10の長手方向に拡がることが判った。また、図７（c）、図７（d）に示したように、電線・ケーブル10が中心軸から外れた位置に挿通された場合であっても、電線・ケーブル10の全周かつ長手方向の広い範囲でRFID 4と輻射器21との間に良好な通信が可能であることが判った。図７（c）、図７（d）の結果は、電線・ケーブル10の挿通位置に許容度があることを意味する（例えば、電線・ケーブル10がある程度振動しても通信に問題が生じない）。

これらの結果から、電波反射体22のx方向長さに関しては、特段の制約が無く、x方向長さ「h」を長くすることで電線・ケーブル10の長手方向の広い範囲で電界強度の強い領域が得られることが明らかになった。これは、電線・ケーブル10の移動速度を高めてもRFID 4との通信時間を十分に確保することが可能であることを意味し、電線・ケーブル10の製造速度や検査速度の向上（すなわちコスト低減）につながる。

以上の電磁界シミュレーション結果を受け、上記の寸法規定を満たすRFID読み取り装置を作製し、電線・ケーブル10（導体芯線1の外径＝4 mm、保護被覆層3の外径＝8 mm）に螺旋状に取り付けられたRFID 4との通信試験を行った。その結果、電線・ケーブル10の全周でRFID 4と輻射器21との間に良好な通信（読み出しエラーの無い通信）が可能であることが確認された。

なお、上記では、電波の周波数を2.45 GHzとし、電波反射体の形状がx方向から見て四辺形である場合について説明したが、本発明はそれらに限定されるものではない。電波の周波数としては、他の周波数（例えば900 MHz）でも同様の結果が得られることを別途確認した。また、x方向から見た電波反射体の形状としても、寸法規定を満たす限り他の形状（例えば、x方向から見て少なくとも一部に円弧状、長円弧状もしくは楕円弧状を有する形状、またはx方向から見て周方向の一部が開放状態になっている形状）でもよいことを別途確認した。良好な通信を確認した形状例を図８に示す。図８は、本発明に係るRFID読み取り装置の電波反射体のx方向から見た形状例の模式図であり、（a）は菱形形状の場合、（b）は四辺形の周方向の一部が開放状態になっている形状の場合、（c）は楕円弧の周方向の一部が開放状態になっている形状の場合である。

（本発明の第２の実施形態）
前述したように、本発明に係るRFID読み取り装置は、被識別体として電線・ケーブル等の長尺体を想定しており、筒状の電波反射体に該長尺体を挿通させることが難しい場合（例えば、該長尺体が既に敷設されている場合）が考えられる。第２の実施形態に係るRFID読み取り装置は、そのような場合に好適なものである。

図９は、本発明の第２の実施形態に係るRFID読み取り装置の１例を示す斜視図であり、（a）は筒状の電波反射体を開いた状態、（b）は長尺体を挿通させ筒状の電波反射体を閉じた状態である。図９（a）に示したように、第２の実施形態に係るRFID読み取り装置30は、電波反射体221，222が蝶番223によって連結されており、x方向（長尺体が挿通する方向）に沿って割れるような開閉構造を有している。また、図９（b）に示したように、電線・ケーブル10を電波反射体221，222の間に挟み込んで閉じることで、電線・ケーブル10の任意の箇所で個体識別を行うことができる。輻射器21はRFケーブル23を経由してRFIDリーダへ接続されている。

電波反射体221，222の分割箇所（開閉箇所）と輻射器21の設置箇所との位置関係に特段の限定はなく、使い勝手と通信精度を考慮して適宜設定すればよい。また、RFID読み取り装置30を持ち運ぶ場合（例えば、電線・ケーブル10の敷設場所で個体識別を行う場合）、保持用ハンドル24が配設されていることは好ましい。

（本発明の第３の実施形態）
RFID 4と輻射器21との良好な通信を実現するためには、第１の実施形態で説明したように、電界強度が強い領域を通るように電線・ケーブル10を配置することが重要である。また、電線・ケーブル10の敷設場所で個体識別を行う場合などでは、１人の作業者が電線・ケーブル10とRFID読み取り装置30とを同時に保持して位置合わせすることが困難な場合も考えられる。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係るRFID読み取り装置の１例を示す斜視図である。図８に示したように、第３の実施形態に係るRFID読み取り装置40は、長尺体を位置決めするためのガイド部材25が電波反射体221，222と一体に設けられている。ガイド部材25には、長尺体を挿通するための孔26が設けられている。また、ガイド部材25の素材としては、電波を反射せず電磁波の吸収が少なく誘電率の低い材料（例えば、発泡フッ素樹脂）を用いることが好ましい。

図１１は、本発明の第３の実施形態に係るRFID読み取り装置の縦断面模式図であり、（a）はガイド部材がガイド板の例、（b）はガイド部材が充填材の例である。図１１（a）では、電線・ケーブル10が挿通する孔26を有するガイド板251が筒状の電波反射体221，222の両端部に配設されている。これは、電線・ケーブル10が電波反射体221，222の内部で比較的弛み難い場合に好適である。図１１（b）では、電線・ケーブル10が挿通する円柱状の孔26を有する充填材252が筒状の電波反射体221，222の内部に配設されている。これは、電線・ケーブル10が電波反射体221，222の内部で弛み易い場合に好適である。

図１２Ａは、本発明の第３の実施形態に係るRFID読み取り装置の他の１例を示す斜視図である。図１２Ａに示したように、第３の実施形態に係るRFID読み取り装置45は、電線・ケーブル10を保持・位置決めするためのガイドローラ253が電波反射体22と一体となるように連結部材27で連結されている。RFID読み取り装置45は、「ある程度の張力が掛りながら電線・ケーブル10が移動している場合」や「読み取り装置を移動させながら固定された電線・ケーブル10のRFIDを読み取る場合」などに好適な例である。なお、言うまでもないが、RFID読み取り装置45において、第２の実施形態のような開閉構造を有する電波反射体を用いてもよい。

一方、電線・ケーブル10の製造ラインなどでRFID読み取り装置を用いる場合も電線・ケーブル10の位置合わせは重要である。図１２Ｂは、本発明の第３の実施形態に係るRFID読み取り装置の更に他の１例を示す斜視図である。図１２Ｂに示したように、第３の実施形態に係るRFID読み取り装置46は、電線・ケーブル10を保持・位置決めするためのガイドローラ253が電波反射体22と別体に設けられ、ガイドローラ253と電波反射体22とのそれぞれが基準となる設置面254に固定されている。RFID読み取り装置46は、速いライン速度で電線・ケーブル10が移動している場合などに好適な例である。

（本発明の第４の実施形態）
前述したように、電線・ケーブルの製造ライン等においては、製造コスト低減の観点から、できるだけ速いライン速度で電線・ケーブル10を流すことが好ましい。一方、RFID 4と輻射器21との通信には、ある程度の時間を要する。そこで、ライン速度の向上と通信精度の確保とを両立させる１つの方法として、x方向（電線・ケーブル10が挿通する方向）に長い電波反射体を用いることが考えられる。

図１３は、本発明の第４の実施形態に係るRFID読み取り装置の１例を示す斜視図である。図１３に示したように、第４の実施形態に係るRFID読み取り装置50は、電波反射体22のx方向に沿って複数個の輻射器211，212が配設されている。電線・ケーブル10のRFID 4（図示せず）と輻射器211，212との間で通信された信号は、送受信双方向の分配・ミキシング機能を有する分配器28を経由してRFIDリーダ29に送られる。

複数個の輻射器を用いることにより、輻射器が１個の場合に比して、電波反射体22のx方向に沿ってより広い放射領域を確保することができ、例え電線・ケーブル10のライン速度が速くなってもRFID読み取りエラーの起きない環境を構築することができる。なお、図１３では、輻射器211，212として２個のパッチアンテナの場合を示したが、アンテナの種類および個数は、それらに限定されるものではない。

（本発明の第５の実施形態）
次に、上で説明した本発明に係るRFID読み取り装置の応用例を示す。図１４は、RFIDを内蔵した電線・ケーブルの製造装置・製造工程の１例を示す模式図である。図１４に示したように、導体芯線1の外周に形成された絶縁層2の直上にRFIDテープ6がRFIDテープ挿入装置121によって配設される。次に、保護被覆層加工機122によって保護被覆層3が形成され、RFIDテープ6が埋め込まれる。ここまでで、電線・ケーブル10が形作られる。

次に、製造した電線・ケーブル10の個体識別情報等を読み取って製品のデータベースを作成する。RFIDリーダ29は、RFIDを読み取るためのコントローラでありPC 123からの指令により本発明に係るRFID読み取り装置20を介して電線・ケーブル10の個体識別情報を読み取る。このとき、エンコーダ125を用いて電線・ケーブル10の位置（始点からの距離）を同時に計測する。読み取った個体識別情報と計測した位置情報とを統合してID情報データベース124に登録する。ID情報データベース124に登録された電線・ケーブル10は、ボビン126に巻き取られる。

本発明に係るRFID読み取り装置は、RFIDの配置に関係なく良好な通信が可能であることから読み飛ばし等のRFID読み取りエラーがなく、精度の高いID情報データベースを構築することができる。また、基本的にRFID読み取りエラーがないことから、RFID読み取り間隔とエンコーダ125からの位置情報が合致しない場合、埋め込んだRFIDに故障（例えば、動作不良）が発生していると判定することができる。

（本発明の第６の実施形態）
本発明に係るRFID読み取り装置の他の応用例を示す。図１５は、RFIDを内蔵した電線・ケーブルの切断機の例を示す模式図である。図１５に示したように、ID情報データベース124に登録された電線・ケーブル10をボビン126から引き出す。同時に、電線・ケーブル10の個体識別情報を本発明に係るRFID読み取り装置20を介してRFIDリーダ29で読み取り、ID情報データベース124と照会する。ID情報データベース124との照会の結果、所望の長さを引き出したところでPC 123からの指令によりケーブルカッタ131を用いて電線・ケーブル10を切断する。

前述したように、本発明に係るRFID読み取り装置を用いることにより、精度の高いID情報データベースを構築することができる。また、本発明に係るRFID読み取り装置は、RFIDの配置に関係なく良好な通信が可能であることから読み飛ばし等のRFID読み取りエラーがない。これらのことから、高い精度で電線・ケーブル10を切り出すことができる。

10…電線・ケーブル、1…導体芯線、2…絶縁層、3…保護被覆層、
4…RFID、41…ICチップ、42…アンテナ、5…テープ状基材、6…RFIDテープ、
20，30，40，45，46，50…RFID読み取り装置、
21，211，212…輻射器、22，221，222…電波反射体、223…蝶番、
23…RFケーブル、24…保持用ハンドル、25…ガイド部材、26…孔、
251…ガイド板、252…充填材、253…ガイドローラ、254…基準となる設置面、
27…連結部材、28…分配器、29…RFIDリーダ、
121…RFIDテープ挿入装置、122…保護被覆層加工機、123…PC、
124…ID情報データベース、125…エンコーダ、126…ボビン、
131…ケーブルカッタ。

Claims (11)

1. 被識別体である長尺体に取り付けられたRFIDの読み取り装置であって、
   前記RFIDと通信する電波を送受信する輻射器と、前記輻射器を内蔵すると共に前記長尺体が挿通する筒状の電波反射体とを具備し、
   前記長尺体が挿通する方向をx方向、該x方向と直交し前記輻射器と前記長尺体とを結ぶ方向をy方向、該x方向および該y方向と直交する方向をz方向とした場合に、
   前記輻射器から前記長尺体に向かって前記電波反射体までの前記y方向の長さが前記電波の波長の3/2倍よりも短く、
   前記電波反射体の前記z方向の長さが前記電波の波長の2倍よりも短いことを特徴とするRFID読み取り装置。
2. 請求項１に記載のRFID読み取り装置において、
   前記電波反射体の形状が、前記x方向から見て四辺形であることを特徴とするRFID読み取り装置。
3. 請求項１に記載のRFID読み取り装置において、
   前記電波反射体の形状が、前記x方向から見て少なくとも一部に円弧形状、長円弧形状または楕円弧形状を有していることを特徴とするRFID読み取り装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のRFID読み取り装置において、
   前記電波反射体の形状が、前記x方向から見て周方向の一部が開放状態であることを特徴とするRFID読み取り装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のRFID読み取り装置において、
   前記電波反射体は、前記x方向に割れる開閉構造を有していることを特徴とするRFID読み取り装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のRFID読み取り装置において、
   前記長尺体を位置決めするためのガイド部材が、前記電波反射体と一体に設けられていることを特徴とするRFID読み取り装置。
7. 請求項６に記載のRFID読み取り装置において、
   前記ガイド部材が、前記筒状の電波反射体の両端部に配設され前記長尺体が挿通する孔を有するガイド板であることを特徴とするRFID読み取り装置。
8. 請求項６に記載のRFID読み取り装置において、
   前記ガイド部材が、前記筒状の電波反射体の内部に配設され前記長尺体が挿通する円柱状の孔を有する充填材であることを特徴とするRFID読み取り装置。
9. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のRFID読み取り装置において、
   前記長尺体を位置決めするためのガイド部材が前記電波反射体と別体に設けられ、
   前記ガイド部材と前記電波反射体とのそれぞれが基準となる設置面に固定されていることを特徴とするRFID読み取り装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のRFID読み取り装置において、
    前記輻射器が、前記x方向に沿って複数個配設されていることを特徴とするRFID読み取り装置。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のRFID読み取り装置を用いたことを特徴とする長尺体に取り付けられたRFIDの読み取り方法

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