JP5318219B2 - 通信用シート構造体および情報管理システム - Google Patents

Description

本発明は、電磁波を伝達することによって通信を行う通信シートに関するものである。さらに詳しくは、二次元的な広がりを持つ通信用シート構造体であって、情報通信機器がその表面に接触もしくは近接することで、当該通信機器との間で通信を行ったり、複数の情報通信機器がその表面に接触もしくは近接している場合に、これら複数の情報通信機器間の通信を中継するのに最適な、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムに用いる通信用シート構造体およびこれを用いた情報管理システムに関するものである。

近年、インターネットに代表されるコンピュータ通信網や情報ネットワークの利用が一般家庭・企業などを問わずに普及、一般化し増加してきている。最も一般的な利用形態は、パソコンなどにＬＡＮケーブルを直接接続したり、無線を用いて接続したりしてＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を形成し、ＬＡＮ内のコンピュータからインターネットなどのネットワークへのアクセスを可能としている。そのような中にあって、ＬＡＮケーブルを用いる場合は、このケーブルが家屋やオフィス内に引き回され、歩行の妨げになったり、美観上の問題となる。また、無線ＬＡＮを用いる場合、電波の放射を用いて通信を行うため、情報漏洩や不正アクセスなどのセキュリティ上の問題がある。

そこで、通信手段として二次元状の通信媒体を用いることで、これら問題を解決できることが、特許文献１（特開２００４−７４４８号公報）、特許文献２（特開２００６−１９９７９号公報）に示されている。

また、近年、新しいネットワークシステムとして、ＲＦＩＤ用ＩＣタグを用いた物品管理が注目されている。例えば、流通分野においては、工場で生産した段階で製品にＲＦＩＤ用ＩＣタグを貼り付け、その後の配送ルートで物品の動きを追跡する用途が考えられており、生産の合理化や物流管理の効率化、コスト削減などが期待される。また、生産工程においても、部品がどこを通って、どのような加工をされて、どこに出荷されたかといった履歴情報を移動や加工の都度記録することなども考えられている。その他、図書館における蔵書管理をはじめ、オフィス内における書類管理、販売店舗における商品管理、研究施設における薬品管理などが挙げられ、今後、ＲＦＩＤシステムの利用は著しく普及していくものと予測される。

しかし、かかるＲＦＩＤ用ＩＣタグを用いて物品管理を行う場合、アンテナ機能を持つ棚を新たに導入しなければならず、大掛かりなシステムが必要であるため、導入・設置が困難であるといった問題がある。

特開２００４−７４４８号公報 特開２００６−１９９７９号公報

本発明の目的は、ＩＣタグと組み合わせて使用し、安定な読取性を示し、既存の棚にも簡単に導入・設置することができる通信用シート構造体およびこれを用いた情報管理システムを提供することにある。

本発明らは、上記課題を解決するため検討した結果、次の通信用シート構造体により解決することを見出した。

かくして、本発明によれば、少なくとも下記の導電体Ａ層、基材層および導電体Ｂ層の３層を順に積層してなる通信用シート構造体であって、前記通信用シート構造体の平面内の、伝達する電磁波の進行方向に対して直交する幅方向の寸法が、前記幅方向で共振状態を提供するように、前記伝達する電磁波の波長の半分の自然数倍に略等しいことを特徴とする通信用シート構造体が提供される。

導電体Ａ層：連続する導電部Ａと非導電部Ａが存在し、前記導電部Ａの電気抵抗値が１Ω／□以下である層
基材層：周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚにおける比誘電率が１．０から５．０である樹脂成形体または繊維構造体からなる層
導電体Ｂ層：面積の９０％以上に亘って導電部Ｂが存在し、前記導電部Ｂの電気抵抗値が１Ω／□以下である層
また、本発明によれば、管理対象である物品に関する情報を格納するＩＣタグと、上記通信用シート構造体と、前記通信用シート構造体へ向けて電磁波を送信し、前記通信用シート構造体を介して前記ＩＣタグから信号を受信する送受信部と、を備える情報管理システムが提供される。

本発明の通信用シート構造体を用いることで、既存の棚に簡単に導入・設置することができ、図書館における蔵書管理をはじめ、オフィス内における書類管理、販売店舗における商品管理、研究施設における薬品管理などの物品管理の発展に役立つ。

本発明の一態様による通信用シート構造体の略横断面図である。 本発明の別態様による通信用シート構造体の略横断面図である。 本発明の別態様による通信用シート構造体の略横断面図である。 本発明の別態様による通信用シート構造体の略横断面図である。 本発明の一態様による通信用シート構造体の略上面図である。 本発明の情報管理システムを示す概略図である。 本発明の情報管理システムにおいて通信用シート構造体を複数枚接続する例を示す図（その１）である。 本発明の情報管理システムにおいて通信用シート構造体を複数枚接続する例を示す図（その２）である。 本発明の情報管理システムを図書館における図書管理システムに適用した場合を説明する図である。 図９に示す図書管理システムにおけるＲＦＩＤ用ＩＣタグの取り付け例を示す図である。 図９および１０に示す図書管理システムの動作フローの一例を示すフローチャートである。

１０、２０、３０、４０、５０ 通信用シート構造体
１１、２１、３１、４１ 導電体Ａ層
１２、２２、３２、４２ 基材層
１３、２３、３３、４３ 導電体Ｂ層
１４、２４、３４、４４、５４ 導電部Ａ
１５、２５、３５、４５、５５ 非導電部Ａ
２６、４６ 保護層Ａ
２７、３７、４７ 保護層Ｂ
３８、４８ 高誘電率層
５９ コネクタ
１００ 情報管理システム
１１１、１１１−１、１１１−２、１１１−３、１１１−４、１１１−５、１１１−６、１１１−７、１１１−８ 通信用シート構造体
１１２、１１２−１、１１２−２、１１２−３、１１２−４ ＲＦＩＤ用ＩＣタグ
１１３ 送受信部
１１４ 管理装置
１１５ ホストコンピュータ
１２１ 入出力インターフェース
１３１、１３１−１、１３１−２、１３１−３、１３１−４ 管理対象の物品

以下、適宜図面を参照しながら、本発明を詳細に説明する。

図１に示したように、本発明のＲＦＩＤシステムに用いる通信用シート構造体（以下、単に通信用シート構造体またはシート構造体と称することがある）１０は、少なくとも下記の導電体Ａ層１１、基材層１２、導電体Ｂ層１３の３層を順に積層してなる。かかる３層構成により、シート構造体の内部に電磁エネルギーを閉じ込めてそれを通信に利用することができる。

導電体Ａ層１１：
連続する導電部Ａ１４と非導電部Ａ１５が存在し、導電部Ａの電気抵抗値が１Ω／□以下であることが好ましく、これにより、良好な通信状態を保つことができる。導電体Ａ層１１の導電部Ａ１４の電気抵抗値が１Ω／□を超える場合、シート構造体内において電磁エネルギーを伝達、内在させることが困難となり、２次元での通信が不十分となる。

導電体Ａ層１１に上記のような導電性能を付与するには、導電部Ａ１４を構成する導電体Ａに導電性を有する素材を使用すれば良い。そのような素材の好適な例として、銅、銀、アルミニウム、ステンレス、ニッケルなどの金属を含むもの等が挙げられる。導電部Ａ１４の電気抵抗値は０．００１Ω／□から０．５Ω／□であることが好ましい。

導電体Ａ層１１の導電部Ａ１４の形状は特に限定されないが、通信用シート構造体１０の製造時の加工性を考慮し、格子状や蜂の巣状（ハニカム構造）であることが好ましい。その中でも、格子状であり、格子線幅が０．５ｍｍから１．５ｍｍ、格子線間隔が５ｍｍから１０ｍｍであることが特に好ましい。

また、導電体Ａ層１１の導電部Ａ１４の厚さは、通信用シート構造体を伝達する電磁波の周波数に対応する導電体の表皮深さよりも厚いことが好ましく、これにより電磁波を通信シート構造体内に閉じ込めやすくなる。導電体Ａ層１１の導電部Ａ１４の厚さは、好ましくは０．０００１μｍから５０μｍであり、より好ましくは１μｍから２５μｍである。

基材層１２：
基材層１２は、周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚでの比誘電率が１．０から５．０であり、より好ましくは１．０から３．０である樹脂成形体または繊維構造体からなる。上記特性をもつ基材を用いることで、通信用シート構造体１０は、シート内を伝達する電磁波の減衰を少なくすることができ、きわめて優れた二次元通信性能を発揮する。

上記基材を構成する比誘電率を満足する素材としては、オレフィン樹脂（ＴＰＯ）やスチレン樹脂（ＳＢＣ）、塩ビ樹脂（ＴＰＶＣ）、ウレタン樹脂（ＰＵ）、エステル樹脂（ＴＰＥ）、アミド樹脂（ＴＰＡＥ）、フッ素化樹脂（ＰＴＦＥ）などが挙げられる。中でも、比誘電率や加工性を考慮し、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）といったポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）といったポリエステル、ポリイミド（ＰＩ）が好ましく、特にポリエステル、ポリオレフィンが好ましい。

基材が樹脂成形体の場合は、多孔質素材であることが好ましい。例えば、空隙率５０〜８５％の発泡ポリエチレンや発泡ポリプロピレンなどが挙げられる。基材が多孔質素材であることにより、基材の空隙率が上がり、比誘電率が１に近づくため、安定した通信性能を得ることができる。多孔質な素材であれば、連続発泡でも独立発泡でも構わない。

基材が繊維構造体の場合は、具体的には、織物、編物、不織布などが挙げられる。この場合、１本のフィラメントの繊度が、０．５から３０ｄｔｅｘであることが好ましく、０．５から１０ｄｔｅｘであることがより好ましい。また、基材が織物、編物の場合は、総繊度が好ましくは３０〜１５００ｄｔｅｘ、より好ましくは３０〜８００ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸を用いることが好ましい。さらに、基材が織物の場合は、織物密度が、経糸密度、緯糸密度が共に、１５から２００本／ｉｎｃｈであることが好ましく、１５から１５０本／ｉｎｃｈであることがより好ましい。なお、経糸密度と緯糸密度は、同じであっても異なっていてもよい。

また、基材はエラスティックな性質を持つ基材であることが好ましい。例えば、合成ゴムシート、エラストマー繊維構造体などが挙げられる。合成ゴムシートとしては、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ・ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムを例示することができる。エラストマー繊維構造体としては、エラストマー繊維を使用した織物や編物、不織布などが挙げられ、特に空隙率の高い不織布が好ましい。中でも、０．１μｍから２０μｍのエラストマー繊維を使用することが好ましい。エラスティックな性質を持つ合成ゴムシートやエラストマー繊維構造体を使用した通信用フレキシブルシート構造体は、通常の樹脂シート等を使用した通信用フレキシブルシート構造体に比べて柔軟性や屈曲疲労性に優れ、収納時や運搬時に、繰り返し折り曲げたり丸めたりすることができる。

なお、基材の厚さは、好ましくは０．２ｍｍから１０ｍｍ、より好ましくは０．５ｍｍから２．０ｍｍである。また、基材の目付けは、好ましくは５０ｇ／ｍ^２から８００ｇ／ｍ^２、より好ましくは８０ｇ／ｍ^２から３００ｇ／ｍ^２である。

導電体Ｂ層１３：
導電体Ｂ層１３は、その面積の９０％以上、好ましくは９５％以上に亘り導電部Ｂが存在している必要があり、これにより良好な通信状態を保つことができる。

上記導電部Ｂを構成する導電体Ｂの電気抵抗値としては、好ましくは１Ω／□以下、より好ましくは０．００１Ω／□から０．５Ω／□であればよい。ここで、電気抵抗値を０．５Ω／□以下とし、通信用シート構造体製造時の加工性を考えた場合、導電体Ｂとして、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレス、ニッケルを含んだ素材を使用することが好ましい。

導電体Ｂ層１３に上記のような導電性能を付与する手法としては、該層を構成する導電性を有する素材（導電体Ｂ）を基材の片面にプリント、めっき、蒸着、ラミネートすれば良い。特に、銅、銀、アルミニウム、ニッケルなどの金属を含む素材をめっきもしくはラミネートすることにより、導電体Ｂ層を厚く作製することができ好ましい。

なお、導電体Ｂ層１３の厚さは、通常、好ましくは０．００００１μｍから５０μｍ、より好ましくは１μｍから２５μｍである。

本発明においては、図２に示したように、通信用シート構造体２０の耐久性を向上させるため、導電体Ａ層２１及び基材２２を保護層Ａ２６によって覆い、かつ／または、導電体Ｂ層２３を保護層Ｂ２７によって覆うことが好ましい。

保護層ＡまたはＢは、樹脂、シート、フィルムであってもよい。ＰＥＴやＰＥＮなどのポリエステルフィルム、ＰＥやＰＰなどのポリオレフィンフィルム、ポリイミドフィルム、エチレン−ビニルアルコールフィルムなどのフィルムや、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂が含まれる。

また、保護層Ａ２６または保護層Ｂ２７は、織物、編物、不織布等の繊維構造体であってよい。該繊維の構成する樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）などのポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２などの脂肪族ポリアミド、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンテレフタルアミドなどの芳香族ポリアミド、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）を例示することができる。

保護層Ａ２６または保護層Ｂ２７は、前述したようにエラストマー樹脂やエラストマー不織布であってもよい。また、保護層ＡとＢとは、同じものであっても異なっていても良い。

このように、保護層Ａ２６を設ける場合は、前述したように、基材２２に直接導電体Ａ層２１を形成し、さらにその上に保護層Ａ２６を被覆してもよいし、保護層Ａ２６に直接導電体Ａ層２１を形成し、その導電体Ａ層２１側に基材２２を接合して成形してもよい。

一方、保護層Ｂ２７を設ける際にも、基材２２に直接導電体Ｂ層２３を形成し、さらにその上に保護層Ｂ２７を被覆してもよいし、保護層Ｂ２７に直接導電体Ｂ層２３を形成し、その導電体Ｂ層２３側に基材２２を接合し、通信用シート構造体２０を製造してもよい。

本発明においては、図３に示したように、導電体Ａ層３１の上に、上記保護層Ａの代わりに、基材層３２よりも高い比誘電率を有し、誘電正接が０．００１以下である高誘電率層３８が積層されていることが好ましい。高誘電率層３８が積層されていることによって、非導電部Ａ３５から漏出する電磁波の強度を増大させ、ＲＦＩＤ用ＩＣタグからの情報の読み取り性能を著しく向上できることがわかった。基材層３２と高誘電率層３８との比誘電率の差は可能な限り大きいことがよく、特に０．２以上が好ましく、更には１．０以上がより好ましい。

高誘電率層３８の比誘電率としては、上記要件を満たし、好ましくは２．０〜１０．０であり、より好ましくは５．０〜１０．０である。比誘電率が２．０未満では、基材の比誘電率との差が十分でなく読み取り性能が低下する傾向にある。一方、比誘電率は大きいほど好ましいが、誘電正接を充分に小さくする必要があるため、比誘電率が１０．０を超えないものを選定したほうがよい。

また、高誘電率層３８の厚さは、１．０〜５．０ｍｍが好ましく、１．０〜３．０ｍｍがより好ましい。厚さが、１．０ｍｍ未満では、読取性能を向上させる効果が充分に現れず、５．０ｍｍを超えるとシート構造体３０の厚さが大きくなりすぎ、取り扱い性が悪くなる。

上記高誘電率層３８としては、織物、編物、不織布、樹脂、シート、フィルムが挙げられ、中でも樹脂、シート、フィルムが好ましく、シートは発泡体であってもよい。

上記の樹脂、シート、フィルムを構成するポリマーとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳｔ）などのポリオレフィン、ポリイミド、エチレン−ビニルアルコール、アクリル、ウレタンなどを例示することができる。

特に、上記高誘電率層３８としては、上記誘電率と誘電正接を同時に満足するため、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＳｔのフィルムやシートが好ましい。

また、本発明においては、図４に示したように、導電体Ａ層４１と高誘電率層４８との間に、厚さが０．０２〜０．３ｍｍの保護層Ａ４６を有していてもよい。これにより、たとえば、本発明の通信用シート構造体４０を成形する際、基材４２に直接、導電体Ａ層４１をラミネート等するのではなく、保護層Ａ４６となるフィルムやシートに導電体Ａ層４１をラミネートしておき、導電体Ａ層４１の一部をエッチング等して除去し、格子状などに加工し、その後、その保護層Ａ４６を基材４２に対して、導電体Ａ４４が基材４２側になるように積層して公知の方法で接合するといったことが可能となり、成形がしやすくなる。よって、かかる点から、保護層Ａ４６の厚さは薄い方が好ましいため０．３ｍｍ以下とするのがよく、あまり薄すぎても取り扱い性が悪くなるため０．０３ｍｍ以上とすることが望ましい。

この場合、上記保護層Ａ４６は、樹脂、シート、フィルムが好ましく、これを構成するポリマーとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳｔ）などのポリオレフィン、ポリイミド、エチレン−ビニルアルコール、アクリル、ウレタンなどを例示することができる。

本発明の通信用シート構造体は、その平面内の、伝達する電磁波の進行方向に対して直交する幅方向の寸法が、電磁波の波長の半分の自然数倍に略等しくする必要があり、特に電磁波の波長の半分に略等しいことが好ましい。これにより、幅方向で電磁波を効率よく共振させることができ、高効率かつ低損失な電磁波の伝達を行うことが可能となり、格子状の導電体Ａ層から漏出する電磁波の強度が全体として増大する。このようなシート構造体は、格子状の導電体Ａ層から漏出する電磁波の強度が増大するため、ＲＦＩＤに用いる通信用シート構造体として用いることができ、すなわち、通信用シート構造体上に設置されたＲＦＩＤ用ＩＣタグと通信させることが可能である。

本発明の通信用シート構造体の形状は、伝達する電磁波の進行方向に長辺を有し、上記幅方向に短辺を有する帯状であることが好ましい。

本発明の通信用シート構造体は、伝達する電磁波を、所定の進行方向に伝達するように入力する入力インターフェースを備えることができる。

本発明の情報管理システムは、前記入出力インターフェースに送受信部が接続されて通信電波を伝達する前記通信用シート構造体と、ＲＦＩＤ用ＩＣタグとを備えるシステムである。一般に、ＲＦＩＤ用ＩＣタグとの間でデータの読み出しおよび書き込みを行うリーダライタは、アンテナと、このアンテナを介して信号を送受信する送受信部とを備える。本発明による通信用シート構造体は、このリーダライタにおけるアンテナの機能を有する。すなわち本発明では、リーダライタ内の送受信部が、通信用シート構造体を介してＲＦＩＤ用ＩＣタグに向けて電磁波を発し、ＲＦＩＤ用ＩＣタグは電磁波を受けてその内部で所定の信号を発生させ、リーダライタ内の送受信部は通信用シート構造体を介して信号を受信する。通信用シート構造体を介して送受信部はＲＦＩＤ用ＩＣタグとの間で通信電波を送受信することができる。

図６は、本発明の情報管理システムを示す概略図である。本発明による情報管理システム１００は、管理対象である物品１３１−１、１３１−２、１３１−３および１３１−４に関する情報を格納するＲＦＩＤ用ＩＣタグ１１２−１、１１２−２、１１２−３および１１２−４と、通信用シート構造体１１１と、通信用シート構造体１１１へ向けて電磁波を送信し、通信用シート構造体１１１を介してＲＦＩＤ用ＩＣタグ１１２−１、１１２−２、１１２−３および１１２−４から信号を受信する送受信部１１３と、を備える。通信用シート構造体１１１と送受信部１１３とでいわゆるリーダライタの機能を構成する。なお、図６に示す例では、管理対象である物品の個数を４個としたが、この個数はあくまでも一例であり、その他の個数であっても良い。また、ＲＦＩＤ用ＩＣタグは管理対象である物品に付されるものであるので、個数に応じて、ＲＦＩＤ用ＩＣタグの個数も変わる。

また、情報管理システム１００は、送受信部１３が受信した信号に基づき管理対象である物品１３１−１、１３１−２、１３１−３および１３１−４に関する情報を読み取り、予め登録された管理情報と読み取った物品に関する情報とに基づいて、当該物品についての状況をデータベース管理する管理装置１１４をさらに備える。送受信部１１３は、入出力インターフェース１２１を介して通信用シート構造体１１１に接続されるとともに、管理装置１１４に対してはケーブルを介して接続される。管理装置１１４は、専用のコンピュータ、汎用のコンピュータなどで構成される。管理装置１１４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ディスプレイ部、入力部などを備える。またあるいは、管理装置１１４を既存の各種電子機器に組み込んで構成しても良い。

また、通信用シート構造体１１１は、送受信部１１３もしくは他の通信用シート構造体（図示せず）が接続されて信号が入出力される入出力インターフェース１２１を備える。この入出力インターフェース１２１を介して、複数の通信用シート構造体１１１を互いに接続することができる。図７および８は、本発明の情報管理システムにおいて通信用シート構造体を複数枚接続する例を示す図である。図７に示す例では、通信用シート構造体１１１−１が接続された通信用シート構造体１１１−２、通信用シート構造体１１１−３が接続された通信用シート構造体１１１−４、通信用シート構造体１１１−５が接続された通信用シート構造体１１１−６、および通信用シート構造体１１１−７が接続された通信用シート構造体１１１−８、を送受信部１１３にし、通信用シート構造体１１１−１、１１１−３、１１１−５および１１−７が終端となるように接続している。また、図８に示す例では、通信用シート構造体１１１−２、１１１−１、１１１−３および１１１−４をこの順で接続した上で通信用シート構造体１１１−２および１１１−４が送受信部１１３に接続されるようにし、通信用シート構造体１１１−６、１１１−５、１１１−７および１１−８をこの順で接続した上で通信用シート構造体１１１−６および１１１−８が送受信部１１３に接続されるようにしている。これら図７および８示す例では、通信用シート構造体を８枚接続する例を示したが、この枚数および接続関係はあくまでも一例であり、その他の枚数および接続関係であっても良く、情報管理システム１００が適用される具定例に応じて適宜設定すればよい。通信用シート構造体１１１は、ＲＦＩＤ用ＩＣタグが付された管理対象である物品が配置される面上に設置されるが、その詳細については、後述する具体的適用事例において説明する。

なお、図６に示す本発明の情報管理システムにおけるＲＦＩＤ用ＩＣタグ１１２−１、１１２−２、１１２−３および１１２−４は、自己電源を有しないパッシブタグである。すなわち、ＲＦＩＤ用ＩＣタグ１１２−１、１１２−２、１１２−３および１１２−４は、送受信部１１３からの電磁波をエネルギー源として動作するものであり、送受信部１１３からの電磁波は、通信用シート構造体１１１を介してＲＦＩＤ用ＩＣタグ１１２−１、１１２−２、１１２−３および１１２−４へ送信される。

次に本発明の情報管理システムの具体的適用事例について説明する。

図９は、本発明の情報管理システムを図書館における図書管理システムに適用した場合を説明する図であり、図１０は、図９に示す図書管理システムにおけるＲＦＩＤ用ＩＣタグの取り付け例を示す図である。

本発明の情報管理システムを適用した図書館における図書管理システムでは、管理対象の物品は、図書館に所蔵されている紙媒体もしくは電子媒体である。紙媒体としては、例えば書籍、雑誌、新聞、各種書類などがあり、電子媒体としては、例えばＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ（Ｂｒｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、ＨＤ−ＤＶＤなどがある。例えば、書籍の場合、図１０に示すように、書籍１３１の表紙の見開きにＲＦＩＤ用ＩＣタグ１１２が取り付けられる。管理対象の物品に対するＲＦＩＤ用ＩＣタグの取付け位置は、当該物品の形状、利用態様、特性、あるいは保管方法などを考慮して適宜決めればよく、例えばマイクロフィルムを管理対象の物品とする場合にはマイクロフィルムを収容するケースにＲＦＩＤ用ＩＣタグを取り付ければよい。

図書管理システムにおいて管理対象の物品（すなわち紙媒体もしくは電子媒体）に取り付けられるＲＦＩＤ用ＩＣタグには、当該物品に固有の識別情報、保管場所に関する情報、および禁帯出の有無に関する情報などが記憶される。これら情報は必要に応じて１つもしくは複数記憶されれば良い。

図９に示すように、通信用シート構造体１１１−１〜１１１−８は、管理対象の物品（すなわち紙媒体もしくは電子媒体）が配置される書架１１６の配置面上（すなわち棚面）に設置される。通信用シート構造体１１１−１〜１１１−８は例えば図７および８を参照して説明したように接続された上で送受信部１１３に接続される。送受信部１１３は、管理装置１１４に接続されるが、その設置場所は管理装置１１４近傍や、書架１１６の空いたスペースなどがある。

管理装置１１４は、通信用シート構造体１１１−１〜１１１−８を介して送受信部１１３が受信した信号に基づき管理対象である物品に付されたＲＦＩＤ用ＩＣタグに記憶された情報を読み取り、この読み取った物品に関する情報を、管理装置１１４に予め登録された管理情報と照会して、当該物品についての状況をデータベース管理する。データベース管理する情報としては、物品（すなわち紙媒体もしくは電子媒体）の、識別情報、貸出状況、返却状況、存在場所、利用頻度、利用時間、および利用者などに関する各種情報があり、物品の識別情報を中心として紐付けされて管理装置１１４に登録される。なお、管理装置１１４のさらに上位に、ホストコンピュータ１１５を接続しても良く、例えば、それぞれに管理装置１１４が設置された複数の図書館を、ホストコンピュータ１１５を用いて一元的に管理する図書館ネットワークシステムを構築しても良い。

管理装置１１４もしくはホストコンピュータ１１５に集約された情報から、以下に説明するような図書館サービスの向上や効率の良い運用を実現することが容易となる。

例えば、管理装置１１４もしくはホストコンピュータ１１５は、各通信用シート構造体１１１−１〜１１１−８および送受信部１１３を介して受信した情報に基づいて、物品（すなわち紙媒体もしくは電子媒体）の存在場所を把握することができる。従って、例えば、管理装置１１４もしくはホストコンピュータ１１５は、本来所蔵される書架とは別の書架に書籍が置かれたときには警報を発する、禁帯本の利用状況を常に検知し長時間書架に戻されないときには警報を発する、といった動作を実行することも可能である。

また、一般に禁帯本コーナーにおいては、バーコード読み取りによる貸し出し管理は行わないので、禁帯本の利用傾向や利用頻度が把握できないといった実態があった。これに対し、本発明によれば、書架の棚に設置された通信用シート構造体を介して禁帯本の利用頻度や利用時間を把握することが可能であり、従来に比べてより詳細に禁帯本の管理が可能となる。

また例えば、管理装置１１４もしくはホストコンピュータ１１５に集約された情報から、図書館員は物品（すなわち紙媒体もしくは電子媒体）、特に禁帯本等の購入、廃棄の決定を容易に行うことができるようにもなる。

図１１は、図９および１０に示す図書管理システムの動作フローの一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１００１において、送受信部１１３は、通信用シート構造体１１１−１〜１１１−８へ向けて電磁波を送信し、ＲＦＩＤ用ＩＣタグが取り付けられた書籍１３１が配置された通信用シート構造体を介して当該ＲＦＩＤ用ＩＣタグから管理情報を読み取る。ステップＳ１００１における送受信部１１３による電磁波の送信および管理情報の読み取りは、例えば１秒の周期で繰り返し実行される。送受信部１１３により読み取られた情報は、管理装置１１４へ送られる。

次いでステップＳ１００２おいて、管理装置１１４は、送受信部１１３から受信した情報に基づき、紙媒体もしくは電子媒体が棚に存在するか否かを判定する。この「紙媒体もしくは電子媒体の存在の有無」の判定基準は、通信用シート構造体に送信する電磁波の強さ（電流）によって調整できるが、例えば通信用シート構造体との距離から２０ｃｍ以内の距離にＲＦＩＤ用ＩＣタグが存在するか否かを判定する。

ステップ１００２において紙媒体もしくは電子媒体が棚に存在すると判定された場合、ステップＳ１００６へ進む。ステップＳ１００６では、管理装置１１４内の記憶装置（図示せず）に、媒体が存在するとの情報が継続して記録され、管理装置内１１４内のディスプレイ部（図示せず）に「未貸出」を表示する。ステップＳ１００６の処理後、ステップＳ１００１へ戻る。

ステップ１００２において紙媒体もしくは電子媒体が棚に存在しないと判定された場合、ステップＳ１００３へ進む。ステップＳ１００３では、管理装置１１４内の記憶装置（図示せず）に、媒体が存在しないとの情報が記録され、管理装置内１１４内のディスプレイ部（図示せず）に「貸出中」を表示し、ステップＳ１００４へ進む。

ステップＳ１００４では、送受信部１１３は、通信用シート構造体１１１−１〜１１１−８へ向けて電磁波を送信し、ＲＦＩＤ用ＩＣタグが取り付けられた書籍１３１が配置された通信用シート構造体を介して当該ＲＦＩＤ用ＩＣタグから管理情報を読み取る。ステップＳ１００４における送受信部１１３による電磁波の送信および管理情報の読み取りは、例えば１秒の周期で繰り返し実行される。送受信部１１３により読み取られた情報は、管理装置１１４へ送られる。

次いでステップＳ１００５おいて、管理装置１１４は、送受信部１１３から受信した情報に基づき、紙媒体もしくは電子媒体が棚に戻ったか否かを判定する。

ステップ１００５において紙媒体もしくは電子媒体が棚に戻ったと判定された場合、ステップＳ１００６へ進む。ステップＳ１００６では、管理装置１１４内の記憶装置（図示せず）に、媒体が存在するとの情報が記録され、管理装置内１１４内のディスプレイ部（図示せず）に「未貸出」を表示する。その後、ステップＳ１００１へ戻る。この「紙媒体もしくは電子媒体が棚に戻ったか否か」の判定基準は、ステップＳ１００２の処理同様、通信用シート構造体に送信する電磁波の強さ（電流）によって調整でき、例えば通信用シート構造体との距離から２０ｃｍ以内の距離にＲＦＩＤ用ＩＣタグが存在するか否かを判定する。

ステップ１００５において紙媒体もしくは電子媒体が棚にまだ戻っていないと判定された場合、ステップＳ１００３へ戻る。

なお、管理装置１１４のさらに上位に、ホストコンピュータ１１５を接続した場合には、ステップＳ１００７において、管理対象である書籍１３１の貸出状況、返却状況、利用頻度、利用管理を集約、管理する。

本発明の情報管理システムは、上述の図書管理システム以外にも同様に適用することができる。

例えば、本発明の情報管理システムを物流管理システムに適用した場合、管理対象となる物品は、物流対象である商品である。ＲＦＩＤ用ＩＣタグは、商品の形状、輸送体系、あるいは保管方法などを考慮して取付け位置を適宜決めればよく、例えば荷札に組み込んでおいても良い。物流管理システムにおいて商品に取り付けられるＲＦＩＤ用ＩＣタグには、当該商品に固有の識別情報、荷主に関する情報、宛先に関する情報、配送業者に関する情報などが記憶される。これら情報は必要に応じて１つもしくは複数記憶されれば良い。通信用シート構造体は、商品が配置される作業台や輸送機器の荷台の面上などに設置すれば良い。管理装置は、通信用シート構造体を介して送受信部が受信した信号に基づき管理対象である商品に付されたＲＦＩＤ用ＩＣタグに記憶された情報を読み取り、この読み取った商品に関する情報を、管理装置に予め登録された管理情報と照会して、当該商品についての状況をデータベース管理する。データベース管理する情報としては、商品の識別情報、配送状況、配送日時、配送元、配送先、配送作業中継点、配送業者、および配送手段などに関する各種情報があり、商品の識別情報を中心として紐付けされて管理装置に登録される。なお、管理装置のさらに上位に、ホストコンピュータを接続しても良く、例えば、各物流センターや各輸送機器に設置された複数の管理装置を本社に設置されたホストコンピュータを用いて一元的に管理する物流ネットワークシステムを構築しても良い。

また例えば、本発明の情報管理システムを販売店舗における商品管理システムに適用した場合、管理対象となる物品は、販売店舗で販売される商品である。ＲＦＩＤ用ＩＣタグは、商品の形状、輸送体系、あるいは保管方法などを考慮して取付け位置を適宜決めればよく、例えば値札に組み込んでおいても良い。商品管理システムにおいて商品に取り付けられるＲＦＩＤ用ＩＣタグには、当該商品に固有の識別情報、および保管場所に関する情報などが記憶される。これら情報は必要に応じて１つもしくは複数記憶されれば良い。通信用シート構造体は、商品が配置される陳列台の配置面上やレジが設置されたカウンター面上などに設置すれば良い。管理装置は、通信用シート構造体を介して送受信部が受信した信号に基づき管理対象である商品に付されたＲＦＩＤ用ＩＣタグに記憶された情報を読み取り、この読み取った商品に関する情報を、管理装置に予め登録された管理情報と照会して、当該商品についての状況をデータベース管理する。データベース管理する情報としては、商品の識別情報、価格、存在場所、購入者、販売員、および販売日時などに関する各種情報があり、商品の識別情報を中心として紐付けされて管理装置に登録される。なお、管理装置のさらに上位に、ホストコンピュータを接続しても良く、例えば、各店舗に設定された複数の管理装置を本社に設置されたホストコンピュータを用いて一元的に管理する販売ネットワークシステムを構築しても良い。

また例えば、本発明の情報管理システムを事業所における物品情報管理システムに適用した場合、管理対象となる物品は、事業所で利用もしくは処理される物品である。ＲＦＩＤ用ＩＣタグは、物品の形状、利用態様、処理態様、輸送体系、あるいは保管方法などを考慮して取付け位置を適宜決めれば良い。物品情報管理システムにおいて物品に取り付けられるＲＦＩＤ用ＩＣタグには、当該物品に固有の識別情報、保管場所に関する情報、所有者、および部課名に関する情報などが記憶される。これら情報は必要に応じて１つもしくは複数記憶されれば良い。通信用シート構造体は、物品が保管される棚や倉庫、物品が処理される作業台の面上などに設置すれば良い。管理装置は、通信用シート構造体を介して送受信部が受信した信号に基づき管理対象である物品に付されたＲＦＩＤ用ＩＣタグに記憶された情報を読み取り、この読み取った物品に関する情報を、管理装置に予め登録された管理情報と照会して、当該商品についての状況をデータベース管理する。データベース管理する情報としては、物品の識別情報、所有者、部課名、存在場所、利用頻度、利用時間、および利用者などに関する各種情報があり、物品の識別情報を中心として紐付けされて管理装置に登録される。なお、管理装置のさらに上位に、ホストコンピュータを接続しても良く、例えば、各支店に設置された複数の管理装置を本社に設置されたホストコンピュータを用いて一元的に管理する販売ネットワークシステムを構築しても良い。このような「事業所における物品情報管理システム」のより詳細な具体例としては、オフィス内における書類管理、生産工程における製品管理、研究施設における薬品もしくは試料の管理、製造ラインや工事現場における工具もしくは資材の管理、医療現場における各種道具、薬品、検体、医師もしくは看護士などの管理、タクシーやバス業者における車庫における車両管理、倉庫業者における物品管理などがある。

以下、実施例より本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例、比較例中の物性は下記の方法で測定した。
（１）電気抵抗値
三菱化学製「ロレスタＭＰ ＭＣＰ−Ｔ３５０」を用いて、導電体Ａおよび導電体Ｂの電気抵抗値を測定した。
（２）比誘電率、誘電正接
２．４５ＧＨｚでの比誘電率及び誘電正接をアジレント社製、ネットワークアナライザを用いて、円筒空胴共振器法にて測定した。
（３）通信性能評価判定
図１に示したように、通信用シート構造体上に置かれた２つの近接コネクタを距離ｒだけ離して配置し、アジレント社製、ネットワークアナライザを用いて、２．４５ＧＨｚにおける透過係数Ｘを計測する。ここで、近接コネクタの距離は、１ｃｍ間隔とし１０ｃｍから１００ｃｍまで計測を行った。また、使用した近接コネクタは、通信用シート構造体で２．４５ＧＨｚにピークを持つものを使用した。計測した透過係数Ｘの平均値（Ｘａｖ．）を算出した。Ｘａｖ．≧−３０ｄＢが通信性能としてきわめて良好である。
（４）読取性能評価判定
通信用シート構造体の上に、ＲＦＩＤ用ＩＣタグを貼り付けたハードカバータイプの書籍（厚さ２０ｍｍ）を１００冊設置し、リーダライタを用いて、３０ｄＢｍの信号を発信し、ＲＦＩＤ用ＩＣタグ情報を読み取ることのできた冊数を測定し、これを１０回繰り返し、平均値を算出した。平均値が９５冊以上９８冊未満を良好、９８冊以上を極めて良好とした。
［実施例１］
基材には厚さ２ｍｍの低密度ポリエチレン（ＰＥ）シート（下関パッキング社製、硬質ポリエチレンシート、以下同じ）を用い、導電体Ａとして、基材の片面に格子状に打ち抜いた９μｍのアルミニウム箔をラミネートした。導電体Ａの格子形状は、線幅を１ｍｍ、線間隔を７ｍｍとした。導電体Ｂとして、基材のもう一方の面には全面を１００％覆うよう９μｍのアルミニウム箔をラミネートし通信用シート構造体を作製した。シートの幅は２．４５ＧＨｚにおける電磁波の波長約１０ｃｍの半分である５ｃｍとなるようにし、シートの長さは１００ｃｍとした。結果を表１に示す。
［実施例２］
保護層Ａ及び導電体Ａとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維織物にウレタン樹脂をラミネート加工したＰＥＴ繊維織物（川島織物セルコン社製「ニューシェルフII」）に格子状に銀ペーストをプリントして目付け２００ｇ／ｍ^２のＰＥＴ繊維織物を得た。基材には厚さ２ｍｍ、目付け７２ｇ／ｍ^２のＰＥＴ繊維不織布を用いた。導電体Ｂ及び保護層Ｂとして、銅・ニッケルをメッキ加工した、目付け８５ｇ／ｍ^２のＰＥＴ繊維織物からなる電磁波シールド布帛（帝人ファイバー社製「ＳＴ２０５０」、以下同じ）を使用した。導電体Ａの格子形状は、線幅を１ｍｍ、線間隔を７ｍｍとした。これらを、ポリエステルミシン糸を用い縫製によって貼り合せた。縫製はＪＵＫＩ製ＤＤＬ−５５３０本縫いミシン台を使用し、ミシン針ＤＢ×１＃１４にて縫目長さを３ｃｍ／１３針として行った。シートの幅は５ｃｍとなるようにし、シートの長さは１００ｃｍとした。結果を表１に示す。
［実施例３］
保護層Ａ及び導電体Ａとして、２５０μｍのＰＥＴフィルムに９μｍのアルミニウム箔をラミネートした後、格子状にエッチング処理した格子状アルミニウム箔ラミネートフィルムを作製した。導電体Ａの格子形状は、線幅を１ｍｍ、線間隔を７ｍｍとした。基材には厚さ２ｍｍ、比誘電率１．４の発泡ポリプロピレン（ＰＰ）シート（古河電工社製、「エフセルＣＰ３０２０」、発泡率６７％）を使用した。導電体Ｂ及び保護層Ｂとして、２５０μｍのＰＥＴフィルムに９μｍのアルミニウム箔をラミネートし、フィルムの全面を導電体Ｂで覆ったアルミ箔ラミネートフィルムを作成した。

基材の一方の面に、アクリル系粘着剤を付着量が１０ｇ／ｍ^２となるようにテーブルコーターにて塗付した。さらに、保護層Ａと導電体Ａとなる格子状アルミ箔ラミネートフィルムを、導電体Ａが基材側となるように、アクリル系粘着剤を塗布した基材上に積層しカレンダー加工機にて接着させた。

同様に、基材の他方の面に、アクリル系粘着剤を塗付し、保護層Ｂと導電体Ｂとなるアルミ箔ラミネートフィルムを、導電体Ｂが基材側となるように、アクリル系粘着剤を塗布した基材上に積層しカレンダー加工機にて接着させ、通信用シート構造体を作製した。

シートの幅は２．４５ＧＨｚにおける電磁波の波長約１０ｃｍの半分である５ｃｍとなるようにし、シートの長さは１００ｃｍとした。結果を表２に示す。
［実施例４］
格子状アルミ箔ラミネートフィルムの保護層Ａ側の上に、アクリル系粘着剤を付着量が１０ｇ／ｍ^２となるようにテーブルコーターにて塗付し、その上に、高誘電率層として、厚さ１ｍｍ、比誘電率２．３のポリプロピレン（ＰＰ）シート（菅原工芸社、「ＰＰ板」）を積層し、カレンダー加工機にて接着させた以外は、実施例３と同様にして通信用シート構造体を作製した。結果を表２に示す。
［実施例５］
高誘電率層を、厚さ１ｍｍ、比誘電率２．３のポリスチレン（ＰＳｔ）シートに変更した以外は、実施例４と同様にした。結果を表２に示す。
［実施例６］
高誘電率層を、厚さ１ｍｍ、比誘電率３．２のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートに変更した以外は、実施例４と同様にした。結果を表２に示す。
［比較例１］
導電体Ａをアルミニウム箔に代えて、アルミニウム蒸着とした以外は実施例１と同様にした。結果を表１に示す。
［比較例２］
基材を低密度ＰＥシートに代えて、ユリア樹脂シートとした以外は実施例１と同様にした。結果を表１に示す。
［比較例３］
シート幅を５ｃｍに代えて、２３ｃｍにした以外は実施例１と同様にした。結果を表１に示す。

本発明のＲＦＩＤシステムに用いる通信用シート構造体は、周波数が８００ＭＨｚから１０ＧＨｚの周波数帯で、既存の棚に簡単に導入・設置することができ、図書館における蔵書管理をはじめ、オフィス内における書類管理、販売店舗における商品管理、研究施設における薬品もしくは試料の管理、物流管理、生産工程における製品管理、製造ラインや工事現場における工具もしくは資材の管理、医療現場における各種道具、薬品、検体、医師もしくは看護士などの管理、タクシーやバス業者における車庫における車両管理、倉庫業者における物品管理などの物品管理に利用できる。

Claims (13)

1. 少なくとも下記の導電体Ａ層、基材層および導電体Ｂ層の３層を順に積層してなる通信用シート構造体であって、前記通信用シート構造体の平面内の、伝達する電磁波の進行方向に対して直交する幅方向の寸法が、前記幅方向で共振状態を提供するように、前記伝達する電磁波の波長の半分の自然数倍に略等しいことを特徴とする通信用シート構造体。
   導電体Ａ層：連続する導電部Ａと非導電部Ａが存在し、前記導電部Ａの電気抵抗値が１Ω／□以下である層
   基材層：周波数８００ＭＨｚから１０ＧＨｚにおける比誘電率が１．０から５．０である樹脂成形体または繊維構造体からなる層
   導電体Ｂ層：面積の９０％以上に亘って導電部Ｂが存在し、前記導電部Ｂの電気抵抗値が１Ω／□以下である層
2. 前記通信用シート構造体は、前記伝達する電磁波の進行方向に長辺を有し、前記幅方向に短辺を有する帯状である請求項１に記載の通信用シート構造体。
3. 前記幅方向の寸法が、前記伝達する電磁波が平面波となるように、前記伝達する電磁波の波長の半分に略等しい請求項１または２に記載の通信用シート構造体。
4. 前記導電体Ａ層の導電部Ａが、線幅０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、線間隔５ｍｍ〜１０ｍｍの格子状である請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信用シート構造体。
5. 前記基材層が、空隙率５０〜８５％の発泡ポリプロピレン樹脂または発泡ポリエチレン樹脂からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信用シート構造体。
6. 前記伝達する電磁波を、所定の進行方向に伝達するように入出力する入出力インターフェースを備える請求項１〜５のいずれか１項に記載の通信用シート構造体。
7. 前記導電体Ａ層の上に、比誘電率が基材層よりも高く、かつ、誘電正接が０．００１以下である高誘電率層が積層されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の通信用シート構造体。
8. 前記高誘電率層の比誘電率が２．０〜１０．０である請求項７に記載の通信用シート構造体。
9. 前記導電体Ａ層と前記高誘電率層との間に、厚さ０．０２〜０．３ｍｍの保護層Ａを有する請求項８に記載の通信用シート構造体。
10. 管理対象である物品に関する情報を格納するＩＣタグと、請求項１に記載の通信用シート構造体と、前記通信用シート構造体へ向けて電磁波を送信し、前記通信用シート構造体を介して前記ＩＣタグから信号を受信する送受信部と、を備えることを特徴とする情報管理システム。
11. 前記送受信部が受信した前記信号に基づき前記物品に関する情報を読み取り、予め登録された管理情報と前記読み取った物品に関する情報とに基づいて、当該物品についての状況をデータベース管理する管理装置をさらに備える請求項１０に記載の情報管理システム。
12. 前記通信用シート構造体は、前記送受信部もしくは他の前記通信用シート構造体が接続されて信号が入出力される入出力インターフェースを備える請求項１１に記載の情報管理システム。
13. 前記通信用シート構造体は、前記ＩＣタグが付された前記物品が配置される面上に設置される請求項１０に記載の情報管理システム。

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