JP5761477B1 - 物品管理システム及び物品管理方法 - Google Patents

物品管理システム及び物品管理方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5761477B1
JP5761477B1 JP2015503381A JP2015503381A JP5761477B1 JP 5761477 B1 JP5761477 B1 JP 5761477B1 JP 2015503381 A JP2015503381 A JP 2015503381A JP 2015503381 A JP2015503381 A JP 2015503381A JP 5761477 B1 JP5761477 B1 JP 5761477B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tag
pattern
article
identification
antenna
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015503381A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2015068316A1 (ja
Inventor
服部　渉
渉 服部
小林　直樹
小林　　直樹
福田　浩司
浩司 福田
高橋　祐介
祐介 高橋
諒 川合
諒 川合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2015503381A priority Critical patent/JP5761477B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5761477B1 publication Critical patent/JP5761477B1/ja
Publication of JPWO2015068316A1 publication Critical patent/JPWO2015068316A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10366—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10366—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications
    • G06K7/10415—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications the interrogation device being fixed in its position, such as an access control device for reading wireless access cards, or a wireless ATM
    • G06K7/10425—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications the interrogation device being fixed in its position, such as an access control device for reading wireless access cards, or a wireless ATM the interrogation device being arranged for interrogation of record carriers passing by the interrogation device
    • G06K7/10435—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications the interrogation device being fixed in its position, such as an access control device for reading wireless access cards, or a wireless ATM the interrogation device being arranged for interrogation of record carriers passing by the interrogation device the interrogation device being positioned close to a conveyor belt or the like on which moving record carriers are passing
    • G06K7/10445—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications the interrogation device being fixed in its position, such as an access control device for reading wireless access cards, or a wireless ATM the interrogation device being arranged for interrogation of record carriers passing by the interrogation device the interrogation device being positioned close to a conveyor belt or the like on which moving record carriers are passing the record carriers being fixed to further objects, e.g. RFIDs fixed to packages, luggage, mail-pieces or work-pieces transported on a conveyor belt
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/087—Inventory or stock management, e.g. order filling, procurement or balancing against orders
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22—Electrical actuation
    • G08B13/24—Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402—Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2451—Specific applications combined with EAS
    • G08B13/2462—Asset location systems combined with EAS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

従来の物品管理システムでは、管理対象物品を個別に特定することができなかった。本発明の物品管理システムは、無線信号を送受信するリーダアンテナ１０２と、それぞれがＲＦタグ１０４を含み、リーダアンテナ１０２の上部に敷設される複数のタグシートと、リーダアンテナ１０２を介してＲＦタグ１０４に固有のタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダ１０３と、管理対象物品３１〜３４に取り付けられ、管理対象物品３１〜３４とタグシートとの間に配置される識別票と、を有し、識別票のタグシートに面する面には、第１のパターンと第１のパターンよりも誘電率又は導電率が低い第２のパターンとにより識別票を特定する識別パターンが形成される。

Description

本発明は、ＲＦタグを用いた物品管理システム及び物品管理方法に関する。
近年普及が進みつつあるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システムにおいては、管理対象物品にＲＦタグを貼り付けて在庫管理などの物品管理に用いられている。このようなＲＦＩＤシステムでは、管理対象物品にＲＦタグを貼り付け、ＲＦタグのタグ情報が読み出せた場合には管理対象物品があると判断し、タグ情報が読み出せなかった場合には管理対象物品がないと判断することで管理対象物品を管理する。しかしながら、このようなＲＦＩＤシステムの使用用途においては、下記の問題があった。
第一に、ＲＦタグのタグ情報の不正読み取りの問題があった。例えば、小売店舗で商品陳列棚上の商品管理に使用される場合、当該商品を購入しようとしている消費者や商品管理に携わる店員は、異なる第三者が商品に貼り付けたＲＦタグのタグ情報を読み取ることも可能である。このような場合、例えば、消費者が購入しようとしている、あるいは購入した商品の情報と消費者を結び付けることができ、プライバシーの侵害につながるといった問題があった。また、倉庫に保管している原材料や出荷する製品を同様にＲＦＩＤシステムで管理する場合、やはり、第三者がＲＦタグのタグ情報を読み取ることでＲＦタグ付き原材料や製品の入庫／出庫状況を知り得るという、情報セキュリティ上の問題があった。
第二に、ＲＦタグのコストが高いという問題があった。現在、ＵＨＦ帯のタグは一枚当たり１０円を切る程度まで低コスト化されているが、例えば同様に物品管理、特に商品管理に用いられているバーコードに対して二桁程度、コストが高い状況にある。その結果、概ね１０００円以下の物品にＲＦタグを付けることは、コスト面から難しかった。
このような問題に対処するための技術が、特許文献１〜５に開示されている。特許文献１〜５では、上記のＲＦＩＤシステムの利用方法と同じく物品の管理を行う技術である。さらに詳しくは、特許文献１〜５は、ＲＦタグを棚上に設けて、棚上の物品の有無をモニタする技術に関するものである。
特許文献１〜５では、棚にＲＦタグが配置される。そして、棚に配置された複数のＲＦタグに対するＲＦＩＤリーダの読み取り動作を対象とする物品（以下、管理対象物品と称す）が妨げるように物品を配置する。具体的には、特許文献１、２では、管理対象物品は、ＲＦタグとＲＦＩＤリーダに付随するアンテナとの間に配置し、管理対象物品をＲＦＩＤリーダと棚との間に管理対象物品に配置された管理対象物品によりＲＦＩＤリーダの読取を妨害する。一方、特許文献３〜５では、棚側にＲＦタグとＲＦＩＤリーダとを配置して、管理対象物品に設けられた妨害部をＲＦタグに近づけることで、ＲＦＩＤリーダの読取動作を妨害する。なお、管理できる物品或いは妨害部は、無線周波数のエネルギーの伝達を妨げる、金属や水などを含むものが前提となる。
上記特許文献１〜５の技術によれば、ＲＦタグは管理対象物品に貼付されず、棚上に残るため、管理対象物品に貼付されたＲＦタグのタグ情報を不正に読み取られることによるプライバシーの侵害や情報セキュリティ上の問題を生じない。従って、特許文献１〜５の技術によれば、第一の問題である第三者によるＲＦタグのタグ情報の不正読み取りの問題を生じない。また、特許文献１〜５の技術によれば、ＲＦタグは物品に貼付されず、棚上に残るため、ＲＦタグを繰り返し使用することができ、一物品当たりのタグコストは、実質的にタグの使用回数で除した値となる。即ち、特許文献１〜５の技術によれば、第二の問題である、ＲＦタグのコストが高いという問題は、十分な使用回数を重ねることで解消される。
米国特許第７，２７１，７２４号明細書 特開２００９−０５１５８２号公報 特開２００５−３８３０１号公報 特許第５１２８８９８号 特開２０１０−２１１４５１号公報
しかしながら、上記特許文献１〜５に記載の技術においては、固定的に設置されたＲＦタグのＩＤを読み出すため、管理対象物品の有無は判断出来るものの、管理対象物品を個別に特定することはできない問題がある。
本発明の目的は、このような課題を解決する物品管理システム及び物品管理方法を提供することを目的とする。
本発明にかかる物品管理システムは、無線信号を送受信するリーダアンテナと、それぞれがＲＦタグを含み、前記リーダアンテナの上部に敷設される複数のタグシートと、前記リーダアンテナを介して前記ＲＦタグに固有のタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダと、管理対象物品に取り付けられ、前記管理対象物品と前記タグシートとの間に配置される識別票と、を有し、前記識別票の前記タグシートに面する面には、第１のパターンと前記第１のパターンよりも誘電率又は導電率が低い第２のパターンとにより識別票を特定する識別パターンが形成される。
また、本発明にかかる物品管理方法は、無線信号を送受信するリーダアンテナと、それぞれがＲＦタグを含み、前記リーダアンテナの上部に敷設される複数のタグシートと、前記リーダアンテナを介して前記ＲＦタグに固有のタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダと、有する物品管理システムの物品管理方法であって、前記ＲＦＩＤリーダが所定の領域内で読み出せた前記タグ情報と読み出せなかった前記タグ情報とにより識別パターンを認識し、前記識別パターンに基づき管理対象物品の特定と前記管理対象物品の位置の特定とを行う。
本発明によれば、管理対象物品の特定を、固定的に設置されたＲＦタグを用いた物品管理システムにおいて行うことができる。
実施の形態１にかかる物品管理システムの一部を示す概略図である。 実施の形態１にかかる物品管理システムにおける管理対象物品の配置、ＲＦタグ及びリーダアンテナの位置関係を示す物品管理システムの上面図である。 実施の形態１にかかるにかかる物品管理システムにおける管理対象物品の配置、ＲＦタグ及びリーダアンテナの位置関係を示す物品管理システムの正面側の断面図である。 実施の形態１にかかるにかかる物品管理システムにおける管理対象物品の配置、ＲＦタグ及びリーダアンテナの位置関係を示す物品管理システムの側面側の断面図である。 電界Ｅθにおける準静電界、誘導電界、放射電界の相対強度について波長λで規格化した距離ｒに関する依存性を示す表を示す。 実施の形態１にかかる物品管理システムの概略図である。 実施の形態１にかかる物品管理システムの識別票を説明するための概略図である。 実施の形態１にかかる識別票の識別パターンの一例を示す図である。 実施の形態１にかかる物品管理システムの利用状態を示す概略図である。 実施の形態２にかかる識別票の識別パターンの一例を示す図である。 実施の形態２にかかる物品管理システムの利用状態を示す概略図である。 実施の形態３にかかる識別票の識別パターンの一例を示す図である。 実施の形態３にかかる物品管理システムの利用状態を示す概略図である。 実施の形態４にかかる識別票の識別パターンの一例を示す図である。 実施の形態４にかかる物品管理システムの利用状態を示す概略図である。
実施の形態１
以下では、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、実施の形態１にかかる物品管理システムの全体を説明する前に、実施の形態１にかかる物品管理システムにおけるリーダアンテナ及びＲＦタグとの関係について説明する。そこで、図１に実施の形態１にかかる物品管理システムの一部を示す概略図を示す。以下の説明では、実施の形態１にかかる物品管理システムの一部を物品管理システム１と称す。図１に示すように、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、リーダアンテナ１０２、ＲＦＩＤリーダ１０３、ＲＦタグ１０４、管理対象物品１０５を有する。ここで、リーダアンテナ１０２は、誘電体層１０１、ストリップ導体１０２ａ、グランド導体１０２ｇ及び整合終端抵抗Ｒｔにより構成されるものである。
誘電体層１０１は、例えば、誘電体により形成される板状部材である。以下の説明では、誘電体層１０１の管理対象物品が置かれる面を表面と称す。また、以下の説明では、ストリップ導体とグランド導体とを個別に説明する場合を除きリーダアンテナの符号として１０２を用いる。リーダアンテナ１０２は、整合終端された開放形伝送線路で構成され、ＲＦタグ１０４と無線信号の送受信を行う。リーダアンテナ１０２は、開放形伝送線路であるマイクロストリップラインを用いたリーダ用進行波型近傍界アンテナである。また、このリーダアンテナ１０２は、コプレーナライン、グラウンデッドコプレーナライン、スロットライン、平衡二線式伝送線路など、伝送線路周囲に主として準静電磁界と誘導電磁界からなる電磁界分布を生じさせるものを開放形伝送線路として使用できる。なお、伝送線路周囲をシールドしている同軸ケーブルや導波管などは伝送線路周囲にこのような電磁界を生じない遮蔽型伝送線路のため、電磁界を漏洩させる特別な工夫なくしてリーダアンテナ１０２としては使用できない。
ＲＦＩＤリーダ１０３は、リーダアンテナ１０２に送信信号を送出すると共にリーダアンテナ１０２を介してＲＦタグ１０４のタグアンテナで生成した応答信号を受信する。より具体的には、ＲＦＩＤリーダ１０３には、リーダアンテナ１０２の一端が接続される。そして、ＲＦＩＤリーダ１０３は、生成した送信信号をリーダアンテナ１０２に送り、リーダアンテナ１０２と電磁界結合されたＲＦタグ１０４のタグアンテナに当該送信信号を伝達する。一方、ＲＦＩＤリーダ１０３は、リーダアンテナ１０２に無線通信により伝達されるＲＦタグ１０４で生成した応答信号を受信する。なお、リーダアンテナ１０２のストリップ導体の他端には整合終端抵抗Ｒｔが接続される。
ＲＦタグ１０４は、管理対象物品が近傍に置かれた状態でリーダアンテナ１０２から見通せる位置であって、リーダアンテナ１０２と電磁界結合する位置に設置される。本実施の形態では、ＲＦタグ１０４として受動型のタグを用いた例について説明するが、ＲＦタグ１０４としては、能動型のタグを利用することもできる。受動型タグは、リーダアンテナ１０２からＩＤ（以下、タグ情報と称す）を問い合せる信号を受信すると、タグアンテナを介して得た信号の一部によりチップ内の電源回路（不図示）を用いて自チップが動作するための電力を生成する。また、受動型タグは、受信した信号の一部をデコードして受信データを生成する。そして、受動型タグは、チップ内の記憶回路に格納されたタグ情報を参照し、変調回路（不図示）を動作させて変調信号を生成し、タグアンテナを介して当該変調信号をアンテナ１０２ａに送信する。
管理対象物品１０５は、ＲＦタグ１０４のタグアンテナと電磁界結合する位置に配置される。この管理対象物品１０５が置かれる位置を以下では管理対象物品配置領域１１０と称す。この管理対象物品１０５は、水分のような誘電率の高い材料、あるいは金属を含んでいるものが望ましいがそれに限らない。より具体的には、ペットボトル飲料、缶飲料、アルミ包装入りスナック菓子の他に、書籍などの厚い紙の束、おにぎり、パン、プラスチックパック入り惣菜、手や足の人体、さらに靴などを管理対象物品とすることができる。このような水分の多い物品等、多様な物品への対応は、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯のＲＦＩＤシステムを使用していることに起因する。１３．５６ＭＨｚやそれ以下の周波数帯で使用されるＲＦＩＤシステムではまず、表皮厚さが厚くなるため水分への反応が極めて弱くなる。また、これらの周波数帯ではリーダとタグの間の結合に電磁誘導が使用されている。電磁誘導は磁界による結合であるため、比透磁率の違いには敏感なものの、一方で比誘電率の違いには敏感ではない。従って、水の比誘電率が８０と極めて高くても、電磁誘導の場合にはタグアンテナの動作は水分に敏感に反応しない。また、一般的に物質の多くは磁性材料でもない限り比透磁率は１近辺の値を取る。一方、比誘電率は１とは大きく異なる場合が多い。さらに電磁誘導だけに依存するＲＦＩＤシステムと異なり、本発明では、準静電磁界、誘導電磁界、放射電磁界の電磁界成分を使用するため、タグとリーダアンテナとの相対的な配置自由度が高くなる。例えば、電磁誘導を用いたＲＦＩＤシステムのように、リーダアンテナの発生した磁束がタグのコイル状アンテナを貫くようにアライメントする必要がないか、あるいはアライメントの条件が緩くなる。また、使用周波数帯が高いことに伴い、データレートも電磁誘導を使用するＲＦＩＤシステムの場合より高くなる。従って、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯のＲＦＩＤシステムを使用することが望ましい。なお、ＲＦタグ１０４は、プラスティック板等でカバーされていてもよい。これにより、タグの耐久性を挙げることができる。このＲＦタグの表面に結露などの微量の水分が付く場合もあるが、このような場合はタグアンテナと管理対象物品との間の結合係数等を調整することにより、微量の水分の影響を排除することも可能である。
ここで、実施の形態１にかかる物品管理システム１の動作について説明する。物品管理システム１では、ＲＦタグ１０４で生成した応答信号に基づき管理対象物品の有無を検出するものである。この検出動作をするに当たり、物品管理システム１は、まず、ＲＦＩＤリーダ１０３からリーダアンテナ１０２を介してタグ情報読み出しコマンドを送信信号として送出する。
続いて、ＲＦタグ１０４は、送信信号を受信する。そして、ＲＦタグ１０４は、受信した信号の一部を用いて電力を生成し、動作を開始する。その後、ＲＦタグ１０４は、受信した信号をデコードして受信した信号に含まれる受信データを再生する。ＲＦタグ１０４は、この受信データと内蔵する記憶回路中に含まれるタグ情報とを参照し、タグ情報と受信データとから判断して応答すべき場合には、タグ信号を元に生成した変調信号を応答信号としてリーダアンテナ１０２に送出する。
このとき、ＲＦＩＤリーダ１０３は、送出したタグ情報読み出しコマンドに対応したＲＦタグ１０４からの応答信号の強度或いは位相変化により管理対象物品の有無を判断する。より具体的な一例としては、ＲＦＩＤリーダ１０３は、ＲＦタグ１０４からの応答信号の信号強度が強ければ管理対象物品がないと判断し、ＲＦタグ１０４からの応答信号の信号強度が弱ければ管理対象物品があると判断する。例えば、図１に示す例では、図面の最も右側に配置されたＲＦタグ１０４の上には管理対象物品がないため、このＲＦタグ１０４は、管理対象物品がある場合と比較して強い信号強度で応答信号を送出することが可能であり、ＲＦＩＤリーダ１０３は、この信号強度の強さによりこのＲＦタグ１０４の位置には管理対象物品１０５はないと判断する。一方、図１の他の３つのＲＦタグ１０４の上には、管理対象物品１０５が置かれているため、他の３つのＲＦタグ１０４が送出する応答信号の信号強度は、管理対象物品がない場合と比較して弱くなる。そのため、ＲＦＩＤリーダ１０３は、他の３つのＲＦタグ１０４の位置には管理対象物品１０５があると判断する。なお、応答信号の信号強度が弱い場合の一例には、ＲＦＩＤリーダ１０３の受信感度を下回り応答信号が検出できない場合も含まれる。また、ＲＦＩＤリーダ１０３は、コンピュータが接続されるもの、又は、コンピュータの一部として機能するものであり、管理対象物品１０５の有無の判断については当該コンピュータにより行われるものとする。
ここで、上記のように応答信号の信号強度が変化するのは、管理対象物品１０５とＲＦタグ１０４のタグアンテナとが電磁界結合するためである。そこで、以下では、管理対象物品１０５、ＲＦタグ１０４及びリーダアンテナ１０２の位置関係についてさらに詳細に説明を行う。
まず、図２に実施の形態１にかかる物品管理システム１の上面図を示す。図２では、上面図として管理対象物品１０５が１つ置かれる領域を拡大した図を示した。図２に示すように、物品管理システム１では、誘電体層１０１上にリーダアンテナ１０２のストリップ導体１０２ａが形成される。そして、ストリップ導体１０２ａの上方にＲＦタグ１０４が設置される。さらに、ＲＦタグ１０４の上方であって、ＲＦタグ１０４が覆われる位置に管理対象物品が置かれる管理対象物品配置領域１１０が設定される。ここで、ＲＦタグ１０４が覆われる位置と記載したが、ＲＦタグ１０４と管理対象物品が十分強く電磁界結合する程度に近接すればよいため、ＲＦタグ１０４と管理対象物品配置領域１１０の配置はこれに限られるものではない。また、ＲＦタグ１０４は、ＲＦＩＤチップ１１１及びタグアンテナ１１２を有する。
続いて、図３に実施の形態１にかかる物品管理システム１の正面側の断面図を示す。図３では、図２と同様に管理対象物品１０５が１つ置かれる領域を拡大した図を示した。図３に示すように、物品管理システム１では、誘電体層１０１の表面側にストリップ導体１０２ａが設けられ、誘電体層１０１の裏面にグランド導体１０２ｇが設けられ、リーダアンテナ１０２を形成する開放型電送線路の一種であるマイクロストリップラインを構成する。そして、ストリップ導体１０２ａの一端とグランド導体１０２ｇは整合終端抵抗Ｒｔを介して接続される。また、ストリップ導体１０２ａの他端にＲＦＩＤリーダ１０３が接続される。このような接続とすることでストリップ導体１０２ａは整合終端される。なお、ストリップ導体１０２ａの上方やグランド導体１０２ｇの下方に、主に耐久性を向上させるためのカバーを配置しても良い。
また、図３に示すように、管理対象物品１０５は、ＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２との間の距離が第１の距離Ｌ１となる位置に配置される。ＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２は、リーダアンテナ１０２との間の距離が第２の距離Ｌ２となる位置に配置される。そして、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２は、Ｌ１＜Ｌ２となる関係に設定されることが望ましい。これにより、後述する結合係数ｋ１とｋ２との関係をｋ１＜ｋ２とすることが容易になる。なお、図３では、管理対象物品１０５、タグアンテナ１１２、リーダアンテナ１０２の距離の関係のみを示したが、上記距離の関係を満たすために、例えば、ＲＦタグ１０４をプラスティック板等でカバーする場合に、プラスティック板の厚みを用いることが可能である。つまり、ＲＦタグ１０４をプラスティック板に内蔵し、当該プラスティック板によりＲＦタグが組み込まれたシートを形成することで上記第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２の関係を確保することができる。なお、プラスティック板によりシートを形成する手法は、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との関係を確保するための一形態であり、他の手法を用いることも可能である。また、ここでいう距離とは、より正確には波長短縮率を考慮した電気長とすることが望ましい。さらに、ここでいう距離とは、見通し距離とすることが望ましい。
続いて、図４に実施の形態１にかかる物品管理システム１の側面側の断面図を示す。図４では、図２と同様に管理対象物品１０５が１つ置かれる領域を拡大した図を示した。図４に示すように、実施の形態１では、ストリップ導体１０２ａは、ＲＦタグ１０４の下部の一部に設置される。また、物品管理システム１では、側面視においても、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との関係はＬ１＜Ｌ２の条件を満たすようにＲＦタグ１０４及び管理対象物品１０５が設置される。
ここで、上記図２〜図４を参照して、物品管理システム１の各構成要素の関係による効果についてさらに詳細に説明する。
まず、図２に示すように、物品管理システム１では、管理対象物品１０５が、ＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２の上方であって、距離が第１の距離Ｌ１となる位置に配置される。さらに、ＲＦＩＤリーダ１０３に接続されるリーダアンテナ１０２が、ＲＦタグ１０４の下部であって、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の見通し距離が第２の距離Ｌ２だけ離して配置されている。このように、物品管理システム１では、管理対象物品１０５がリーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４との間に挟まれる領域以外に配置される。そのため、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４との間の見通しが管理対象物品１０５により遮られることがない。また、物品管理システム１では、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との距離を第２の距離Ｌ２とする。
上述したように、物品管理システム１では、管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２との間の第１の距離Ｌ１及びタグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２の間の見通し距離である第２の距離Ｌ２を調節する。また、物品管理システム１では、第１の距離Ｌ１及び第２の距離Ｌ２を調節することにより、管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２との結合係数ｋ２及びタグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２との結合係数ｋ１を調節する。そして、物品管理システム１では、管理対象物品１０５の有無によって変化する結合係数ｋ２に応じてタグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２との間の信号強度を変化させ、当該信号強度の変化により管理対象物品１０５の有無を判断する。
そこで、第１の距離Ｌ１、第２の距離Ｌ２、結合係数ｋ１、ｋ２の関係及び当該設定に基づく実施の形態１にかかる物品管理システム１の効果について以下で説明する。まず、本発明では電磁界結合を用いるがこの電磁界結合の強度を示す結合係数については、電磁界シミュレータにより比較的容易に評価可能である。また、電磁界結合の説明では、タグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２との間の無線信号の波長をλとすると、波源（例えば、アンテナ）からの距離がλ／２π（πは円周率）より近い領域をリアクティブ近傍界（reactive near-field）、距離がλ／２πより遠く、且つ、λより近い領域を放射近傍界（radiative near-field）、さらにこれら二つの領域を合わせて近傍界（near-field region）と称す。
この近傍界では、電磁界は複雑な様相を示し、準静電磁界、誘導電磁界、放射電磁界が各々無視しえない強度比で存在し、それらの合成された電磁界のベクトルも空間的、時間的に様々に変化する。一例として波源を微小ダイポールアンテナとした場合に、このアンテナが形成する電界Ｅ［Ｖ／ｍ］と磁界Ｈ［Ａ／ｍ］を球座標系（ｒ、θ、φ）及びフェーザー表示で示すと、式（１）〜式（４）で示すことができる。
Figure 0005761477
Figure 0005761477
Figure 0005761477
Figure 0005761477
ここで、上記式（１）〜式（４）では、微小ダイポールアンテナに蓄えられる電荷をｑ［Ｃ］、アンテナの長さをｌ［ｍ］、波長をλ［ｍ］、波源から観測点までの距離をｒ［ｍ］とした。また、πは円周率、εは誘電率、μは透磁率である。この式（１）〜式（４）の中で、１／ｒ３に比例する項が準静電磁界、１／ｒ２に比例する項が誘導電磁界、１／ｒに比例する項が放射電磁界を示している。これらの電磁界成分は、各々距離ｒに対する依存性が異なるため、距離ｒに依存してその相対強度が変化する。
続いて、図５に電界Ｅθにおける準静電界、誘導電界、放射電界の相対強度について波長λで規格化した距離ｒに関する依存性を示す表を示す。なお、図５で示した表の２行目は、国内電波法で許可されているＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯ＲＦＩＤの周波数とほぼ同じ９５０ＭＨｚの自由空間波長で換算した距離を示した。
図５に示した表から分かる通り、距離ｒが大きくなると、各々の電界強度が小さくなり、さらに各々の成分比も変化する。例えば、ｒ＜λ／２πの領域では準静電界、誘導電界、放射電界の順に電界強度が強く、ｒ＞λ／２πの領域では準静電界、誘導電界、放射電界の順に電界強度が弱くなる。さらに、ｒ＞λの領域では準静電界と誘導電界の寄与は極めて小さくなり、ｒ＞２λの領域となる遠方界ではほぼ放射電界成分のみとなる。一方で、ｒ＜λの領域では準静電界と誘導電界の寄与が十分残っており、さらにｒ＜λ／２πのリアクティブ近傍界では準静電界と誘導電界が大きな寄与を占める。また、式（１）〜式（４）に見られるように放射電界と比較して、準静電磁界と誘導電磁界はθ方向成分以外にｒ方向成分とφ方向成分を有しており、多様な方向の成分を有している。
一般的に、アンテナから空間中に放射されて伝搬する放射電磁界と比較して、このようにリアクティブ近傍界ではアンテナ近傍に留まる準静電磁界と誘導電磁界が支配的であり、さらに絶対的な電磁界強度も強い。放射近傍界では、一般的に、絶対的な電磁界強度は波源からの距離が長くなればなるほど弱くなる。また、準静電磁界と誘導電磁界の相対強度は弱まり、放射電磁界の相対強度が強くなる。以上の通り、近傍界では準静電磁界と誘導電磁界が存在し、これらの電磁界により、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の間の結合やタグアンテナ１１２と管理対象物品１０５の間の結合を生じる。
通常のＵＨＦ帯やマイクロ波帯を使用する受動型ＲＦＩＤシステムでは、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の間の距離ｒはｒ＞λの関係を満たしており、交信に放射電磁界を使用する。その放射電磁界を効率よく生成するため、リーダアンテナ１０２はパッチアンテナを代表とする共振型アンテナが用いられる。このような共振型アンテナをｒ＜λの近傍界で使用すると、共振型アンテナ中の定在波により、電磁界強度がアンテナに沿った場所により大幅に変化する。例えば定在波の頂点付近では最も振幅が大きくなり、定在波の中点では振幅は０となる。従って、このような共振型アンテナを用いたリーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の間の距離ｒがｒ＜λの関係を満たす場合、リーダアンテナ中の定在波の中点に近い部分ではリーダアンテナからの信号をタグアンテナが受けることができなかったり、極めて受信信号強度が弱くなったりする。即ち、不感領域ができ、使用に支障を生じる。
このようなことから、特許文献１に記載のシステムでは、物品が置かれる棚、物品１０５及びＲＦタグからＲＦＩＤリーダを十分に離して設置することで、棚より十分小さいリーダアンテナから電波が照射され、カバーエリアを広く取る形態とならざるを得ない。従って、特許文献１に記載のシステムでは、ＲＦＩＤリーダとＲＦタグの間に広い空間を必要とする。また、棚の材質によっては、特に金属材質の棚などの場合、マルチパス現象を生じ、電波の干渉によってタグの読取が不安定になり、管理対象物品の有無に関わらずタグ情報が読めないことがある。また、リーダアンテナと物品を配置する場所の間に人やモノが入った場合、物品があるのと同様にタグが読めなくなり、物品が無いにもかかわらず、あると誤検知してしまうという問題を生じる。
一方、ｒ＜λの近傍界、さらに望ましくはｒ＜λ／２πのリアクティブ近傍界に存在する準静電磁界と誘導電磁界を通してアンテナ間が電磁界結合して結合回路を形成することもできる。この場合、その条件通りＲＦＩＤリーダとＲＦタグの間に広い空間を必要としない。しかしながら、単純にリーダアンテナ１０２に共振型アンテナを用いると、不感領域ができ、使用に支障を生じる。また、定在波アンテナは一般的にその大きさがλ程度であり、タグと近接して用いると、カバーエリアが極端に狭くなってしまう。
そこで、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、ＲＦＩＤリーダ１０３に接続されるリーダアンテナ１０２が、整合終端された開放形伝送線路で構成され、開放形伝送線路とＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２とが電磁界結合されるようにＲＦタグ１０４を配置する。そして、物品管理システム１では、ＲＦＩＤリーダ１０３のリーダアンテナ１０２として電波の放射の少ない開放形伝送線路を用いることで、開放形伝送線路周囲に生じる準静電磁界と誘導電磁界を通して、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２とを電磁界結合させて結合回路を形成する。即ち、開放形伝送線路を近傍界で動作する進行波型アンテナとして用いている。この構成により、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４との間に広い空間を必要としなくなる。また、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の交信が結合回路を通じて近距離で行われるため、マルチパス現象の発生と、リーダアンテナ１０２と管理対象物品１０５を配置する場所との間に人やモノが入るといったことによる誤検知を抑制することができる。さらに、リーダアンテナ１０２として整合終端された開放形伝送線路を用いるため、アンテナ中を伝搬する電磁波の主たる成分は定在波を生じず、進行波として整合終端まで伝搬する。ここで、定在波を生じないとは、厳密には十分定在波が小さいことを意味しており、通常、定在波比が２以下、望ましくは１．２以下の値であることを意味する。
伝送線路の終端が十分な精度で整合している場合、或いは、伝送線路中を伝わる電磁波が終端付近で十分減衰している場合に、伝送線路内に大きな定在波が生じずに進行波が主成分となる。そして、このような伝送線路における電磁界分布を利用することにより進行波アンテナを形成することができる。さらに、この線路周辺の空間に形成される電磁界は放射電磁界が相対的に少なく、静電磁界と誘導電磁界が主たる成分となっている。これら、静電磁界と誘導電磁界の電磁界強度は、放射電磁界の強度より強く、リーダが同一の出力で動作していても、ＲＦタグ１０４が得られる電磁界強度は強くなる。換言すれば、タグの動作を保証しながらも、周囲に放射電磁界をまきちらさない環境を形成できる。
通常用いられているパッチアンテナなどの定在波型のアンテナでは、アンテナ内部の定在波に応じてアンテナ近傍の電磁界分布が極めて不均一になっており、不感部分を避けるため、管理対象物品１０５を管理できる領域が限定される。これに対して本実施の形態に記載する開放形伝送線路からなる進行波型アンテナの場合、アンテナ近傍でも、電磁界分布に節のような変化しない部分が無く、至る所常に変化している。従って、近傍界においてもアンテナに沿った定在波に伴う電磁界が均一となるため、ＲＦタグ１０４のタグ情報を読み取れないエリアができない。即ち、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の配置の自由度が向上する。
また、物品管理システム１では、この進行波を信号として、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の電磁界結合を通じて交信するため、共振型アンテナと異なり、不感領域ができず、使用に支障を生じることがない。従って、物品管理システム１は、開放形伝送線路周囲に生じる準静電磁界と誘導電磁界の強度がＲＦタグ１０４を動作させるに十分大きい範囲内で伝送線路を波長に無関係に延伸することにより、カバーエリアを広く取ることができる。即ち、実施の形態１にかかる物品管理システム１では上記の開放形伝送線路を使用することで、電力の放射損を抑制し、カバーエリアの拡大が容易になる。
なお、ここでいう開放形伝送線路は、基本的に放射を抑制して線路長手方向に電磁波を伝送することを目的とした伝送線路であって、開放形のものを指す。例としては、平衡二線型伝送線路やそれに類似の伝送線路、マイクロストリップライン、コプレーナライン、スロットラインなどの伝送線路とそれらの伝送線路の変形であるグラウンデッドコプレーナ線路やトリプレート線路等が挙げられる。また、メッシュ状の導体部とシート状の導体部とに挟まれる狭間領域とメッシュ状の導体部側外側の浸出領域とにおいて電磁場を変化させて信号を伝達する面状に広がるアンテナも条件によっては利用することが可能である。この面状に広がるアンテナは、定在波が混在し、不完全ながら進行波アンテナとしても動作するものであり、定在波により生じる電磁界分布の不均一を無視できれば使用可能である。一方で伝送線路周囲をシールドしている同軸ケーブルや導波管など伝送線路周囲にこのような電磁界を生じない遮蔽型伝送線路は、上述した電磁界を漏洩させる特別な工夫なくして使用できない。
また、対向する導電性シート体に挟まれる狭間領域に電磁場を存在させ、２つの導電性シート体の間の電圧を変化させて当該電磁場を変化させたり、当該電磁場の変化によって導電性シート体の間の電圧を変化させたりして、電磁場を所望の方向に進行させる電磁波伝達シートがある。さらに広い意味では、この電磁波伝達シートもシート長手方向に見れば、本発明の開放形伝送線路の一種とみなせる場合もある。但し、電磁波伝達シートは、シート内の定在波により、本発明の実施に必ずしも最適とは言えない。また、電磁波伝達シートの場合、導波管上面が波長より十分細かい金属メッシュとなり、エバネッセント波が上面より漏洩しているとみなすことができる。このような一般に波長の１／１０未満の間隔、幅、長さで電磁界が漏洩するスロットが複数設けられているような伝送線路は実施の形態１にかかる物品管理システム１の開放形伝送線路の一種とみなすことができる。
一方で、開放形伝送線路から強く放射させることを意図してクランク形状を設計したり、あるいは高次モードを積極的に利用することにより一定の放射電磁界強度を得る、いわゆるクランクラインアンテナ、メアンダラインアンテナ、漏洩同軸ケーブル等を用いて遠方界での電磁放射を目的とした進行波アンテナと、実施の形態１にかかる物品管理システム１の開放形伝送線路は異なる。これらは波長程度のサイズ、一般的には波長の１／１０以上のサイズで周期的に設けられるクランク形状やスロットから優先的に放射が起こるため、先に述べた共振型アンテナ同様、電磁界の強度が場所により大幅に変化する。従って、近傍界での使用ではタグ情報の読取が不安定になったり、場所によりタグが読めないことがあるため、使用に支障を生じる。さらに、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤシステムにおいては、世界各国で割り当て周波数が異なっており、概ね８６０〜９６０ＭＨｚの帯域に分布している。これは比帯域にして約１０％と広い幅があり、共振型アンテナの共振点の設計やクランク、メアンダ、スロットの周期に重大な変更を要求する。一方で実施の形態１にかかる物品管理システム１では、もともと極めて帯域の広い開放形伝送線路を使用するため、特段の変更無しに同一のアンテナをリーダアンテナ１０２として使用できる。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１によれば、管理対象物品１０５とＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２とが電磁界結合するように、ＲＦタグ１０４と離間して管理対象物品１０５を置く管理対象物品配置領域１１０が設けられる。従って、管理対象物品１０５がある場合には管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２が結合回路を形成するため、管理対象物品１０５が無い場合と比較してタグアンテナ１１２の共振周波数が変化したり、タグアンテナ１１２の給電点インピーダンスが変化する。タグアンテナ１１２は、一般的に、自由空間において交信に使用する信号の周波数で共振し、給電点インピーダンスも調整されていて、受信感度が最大となるように作成されているため、上記の変化は受信感度を下げ、さらにＲＦＩＤリーダ１０３に反射信号を送る際のタグアンテナ１１２の動作にも悪影響を与える。その結果、交信に使用する信号に対する受電感度が低下する。また、ＲＦタグ１０４が反射する信号の送信出力も低下する。従って、ＲＦタグ１０４はＲＦＩＤリーダ１０３からの信号を受電できない、または信号の受電強度が低く、タグの動作電力を確保できない、あるいはタグが十分な強度の反射電磁界を生成できなくなる。その結果、ＲＦＩＤリーダ１０３はＲＦタグ１０４のタグ情報を読めなくなる。あるいはＲＦＩＤリーダ１０３に届く反射電磁界の強度や位相はタグの共振周波数変化などに伴い大きく変化する。即ち、管理対象物品１０５が管理対象物品配置領域１１０にある場合には、タグ情報が読めなくなる、あるいは管理対象物品１０５がない場合と比較してＲＦタグ１０４からの反射電磁界の強度や位相が大きく変化するため、ＲＦＩＤリーダ１０３は管理対象物品１０５があることを検出できる。即ち、管理対象物品１０５の有無によるタグアンテナ１１２の動作特性の変化が生じた結果、ＲＦＩＤリーダ１０３はＲＦタグ１０４からの反射信号の強度や位相変化を検出することができ、その検出結果から管理対象物品の有無を検出することができる。
このように、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、管理対象物品１０５の有無の検出にＲＦタグ１０４とＲＦＩＤリーダ１０３の見通しを管理対象物品１０５がさえぎることは必ずしも必要なく、管理対象物品１０５はタグアンテナ１１２と電磁界結合するように、タグアンテナ１１２（或いはＲＦタグ１０４）と離間して管理対象物品１０５を置く場所が設けられていればよいため、必ずしも管理する物品の配置はＲＦＩＤリーダ１０３とＲＦタグ１０４の間に限定されず、自由な配置が可能となる。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、単に給電されているリーダアンテナ１０２の近傍に物品が配置されたことを、リーダアンテナ１０２の動作特性変化から見るのではなく、タグアンテナ１１２の動作特性の変化をリーダアンテナ１０２を介したＲＦＩＤリーダ１０３におけるタグ情報の読み出し信号変化に基づき判断する。このように、ＲＦタグ１０４を介在させることによりリーダアンテナ１０２と管理対象物品１０５を配置する場所の相対位置の自由度を向上させることができる。また、１つのリーダアンテナ１０２や、ＲＦＩＤリーダ１０３であっても、複数のＲＦタグ１０４を配置することにより、複数の管理対象物品１０５の有無を検出することができる。さらに、タグアンテナ１１２が管理対象物品１０５を配置する場所に形成する電磁界は、放射電磁界以外に準静電磁界や誘導電磁界の成分を含む。従って、電磁界成分は通常の遠方界の放射電磁界成分と比較して、様々な方向に広がっている。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、管理する物品とタグの相対位置の自由度を向上させることができる。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、ＲＦＩＤシステムをベースとしており、ＲＦタグ１０４が固有のＩＤ（タグ情報）を持っており、そのタグ情報を元に多元接続が可能である。従って、ＲＦタグ１０４のタグ情報と管理対象物品１０５を配置する場所とをひも付けておけば、読めないＲＦタグ１０４のタグ情報から、管理対象物品１０５の有る場所を特定できる。一方で、管理対象物品１０５がない場合、ＲＦタグ１０４はＲＦＩＤリーダ１０３からの信号に応答し、ＲＦＩＤリーダ１０３はＲＦタグ１０４のタグ情報を読み取ることができる。従って、管理対象物品１０５がない場合には、通常の反射電磁界の強度でＲＦタグ１０４のタグ情報が読めるため、管理対象物品１０５がないことを検出できる。さらに読めたＲＦタグ１０４のタグ情報から、管理対象物品１０５の無い場所を特定できる。また、複数の管理対象物品１０５を管理する場合にも、管理対象物品１０５を配置する場所にひも付けたタグ情報が各々異なることにより、場所を特定して物品管理を行うことができる。以上の通り管理対象物品１０５の有無を検出できるため、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、ＲＦタグ１０４を管理する物品に貼付する必要なく、管理対象物品１０５の有無を管理できる。
なお、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、管理対象物品１０５はＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２と電磁界結合するように、ＲＦタグ１０４と離間して管理対象物品１０５を置く場所が設けられていればよいため、ＲＦタグ１０４は管理対象物品１０５に貼付されず、ＲＦタグ１０４は繰り返し使用できるため、物品一品当たりのタグコストは、実質的にタグの使用回数で除した値となる。即ち、ＲＦタグ１０４のコストが高いという問題は、十分な使用回数を重ねることで解消できることは言うまでもない。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、ＲＦタグ１０４は管理対象物品１０５に貼付されないため、管理対象物品１０５に貼付されたＲＦタグ１０４を不正に読み取られることによるプライバシーの侵害や情報セキュリティ上の問題を生じない。即ち、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、第三者によるタグ情報の不正読み取りの問題を生じない。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、ＲＦＩＤリーダ１０３とＲＦタグ１０４が交信に使用する信号の波長をλとした場合、管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２との間の第１の距離Ｌ１がＬ１≦λの関係を満たすように管理対象物品１０５を置く管理対象物品配置領域１１０が設けられる。また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、ＲＦＩＤリーダ１０３のリーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２との間の見通し距離である第２の距離Ｌ２がＬ２≦λの関係を満たす。なお、実施の形態１にかかる物品管理システム１における距離とは、電波伝搬における距離であり、ほぼ幾何学的な最短距離に一致する。
管理対象物品１０５を配置する管理対象物品配置領域１１０とＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２との間の距離Ｌ１がＬ１≦λの関係を満たしていれば、ＲＦタグ１０４から見て物品を配置する場所は近傍界の範囲内になる。従って、準静電界と誘導電界の寄与が十分あり、管理対象物品１０５が水分のような誘電率の高い材料、あるいは金属を具備する場合であって、管理対象物品配置領域１１０に管理対象物品１０５がある場合には、タグアンテナ１１２と管理対象物品１０５は準静電磁界や誘導電磁界を通して電磁界結合することができる。なお、管理対象物品１０５として、人体も多量の水分を含んでいるため、検出可能であり、人の動線管理などにも使用できる。
第１の距離Ｌ１をＬ１≦λとなる値に設定することで、タグアンテナ１１２の近傍界内では準静電磁界と誘導電磁界の成分が無視しえない強度で存在し、これら電磁界の成分はタグアンテナ１１２と管理対象物品１０５との間に相互インダクタンスやキャパシタンスなどを介した電磁界結合を生じる。従って、管理対象物品１０５の有無によりタグアンテナ１１２の回路定数が変化し、タグアンテナ１１２の動作特性が変化する。また、管理対象物品１０５の有無によるさらに分かりやすい変化として、タグアンテナ１１２の共振周波数が変化する。システムコスト抑制のために、通常市販されているＲＦタグをＲＦタグ１０４として使用すると、タグアンテナ１１２はダイポールアンテナを基本とする定在波アンテナである。このようなＲＦタグ１０４では、タグアンテナ１１２の共振周波数を無線通信の周波数に合わせて設定することで高感度化を実現する。このようにタグアンテナ１１２の共振周波数が設定した周波数で共振する状態が管理対象物品１０５がない状態に相当する。
次に、管理対象物品１０５がＲＦタグ１０４上に置かれた場合、タグアンテナ１１２は管理対象物品１０５と結合するために共振周波数は概ね低下する。従って、無線通信周波数におけるタグアンテナ１１２の感度は大幅に低下する。例えば、受信感度低下によりＲＦＩＤチップ１１１の動作電力を賄えない場合、ＲＦタグ１０４はＲＦＩＤリーダ１０３の問い合わせに応答しない。あるいは、動作電力を賄えた場合にも、タグアンテナ１１２は、ＲＦＩＤチップ１１１で生成した変調信号による、十分な強度の空間の電磁界変化を生じさせることができない。
その結果、管理対象物品１０５がある場合、ＲＦＩＤリーダ１０３からの問い合わせに対してＲＦタグ１０４は応答しなくなる、或いは、管理対象物品１０５がない場合と比較してＲＦタグ１０４からの反射電磁界の強度が大きく変化する。この反射電磁界の強度変化をＲＦＩＤリーダ１０３で検出することで管理対象物品１０５がないことを判断できる。この判断の処理は、例えばコンピュータに行わせることができる。以上のように、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、ＲＦタグ１０４を管理対象物品１０５に貼り付けることなく、管理対象物品１０５の有無を検出し、管理対象物品１０５の有無を管理することができる。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、管理対象物品１０５の有無によるＲＦタグ１０４の応答の変化を生じるためには、ＲＦタグ１０４と管理対象物品１０５との間の第１の距離Ｌ１がＬ１≦λの関係を満足すればよく、ＲＦタグ１０４とリーダアンテナ１０２の見通しを管理対象物品１０５により遮る必要はない。即ち、管理対象物品１０５の配置はＲＦＩＤリーダ１０３のタグアンテナ１１２とＲＦタグ１０４の間に限定されず、配置の自由度が向上する。例えば商品陳列棚上の商品の有無を検知する場合、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４を棚板に組み込むことができ、アンテナが隠れることにより、美観上も極めて優れる。
なお、ここでは主としてタグアンテナ１１２の共振周波数が無線通信周波数とずれることによる、信号強度の変化を検出する方式について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。共振周波数がずれるならば、リーダが法律上許されている範囲内で無線通信周波数を掃引し、共振周波数のずれを検知することにより、物品の有無を検知してもよい。また、共振周波数前後では位相が大きく変化する。従って、位相変化を観察することによっても物品の有無を検知できることは言うまでもない。
また、上記第１の距離Ｌ１と同様に、タグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２との間の見通し距離Ｌ２がＬ２≦λの関係を満たしていれば、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２は近傍界の範囲内になる。ここで、見通し距離Ｌ２は、リーダアンテナ１０２中で特に強い波源となるストリップ導体１０２ａとタグアンテナ１１２の間の距離を意味する。見通し距離Ｌ２をλ以下とすることで、準静電界と誘導電界の寄与が十分あり、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２とは電磁界結合することができる。特に実施の形態１にかかる物品管理システム１では、ＲＦタグ１０４からの反射電磁界の強度という、アナログ量により物品の有無を判定するため、電波干渉による反射電磁界強度の変化は誤検出を招きやすい。しかし、この構成により、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の無線通信は直接波が中心となり、マルチパス現象に伴う電波干渉が起こりにくい。従って、誤検知が抑制できる。また、ＲＦＩＤリーダ１０３とＲＦタグ１０４の各々のアンテナが形成する電磁界は、放射電磁界以外に準静電磁界や誘導電磁界の成分を含む。従って、電磁界成分は通常の遠方界の放射電磁界成分のみの場合と比較して、様々な方向に広がっている。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４の相対位置の自由度を向上させることができる。
また、実施の形態１にかかる物品管理システムでは、ＲＦタグ１０４からの反射電磁界の強度や位相変化、タグアンテナ１１２の共振周波数変化といった、アナログ量により物品の有無を判定するため、周囲環境に伴う電波干渉は誤検出を招く。しかしながら、実施の形態１にかかる物品管理システム１によれば、Ｌ２≦λの関係を満たすことにより、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の無線通信は直接波が中心となり、周囲環境を反映したマルチパス現象に伴う電波干渉が起こりにくい。従って、誤検知が抑制できる。特に棚上の商品の有無を管理する場合に棚が金属であったり、金属の冷蔵ケースであったりする場合も多くあるが、このような環境においても安定してこのシステムを動作できる。
さらに、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、Ｌ２≦λの関係を満たすことにより、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４との間の見通し距離Ｌ２は、ＲＦＩＤ規格の周波数の一つであるＵＨＦ帯では約０．３ｍ以下、２．４ＧＨｚ帯では約０．１２ｍ以下となる。且つ、管理対象物品配置領域１１０とＲＦタグ１０４との間の距離Ｌ１もＬ１≦λの関係を満たすため、同じくＲＦＩＤ規格の周波数の一つであるＵＨＦ帯では約０．３ｍ以下、２．４ＧＨｚ帯では約０．１２ｍ以下となる。従って、リーダアンテナ１０２と管理対象物品配置領域１１０の間の間隔もこのオーダーとなり、狭くなる。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１を用いることで、管理対象物品１０５とＲＦタグ１０４或いはリーダアンテナ１０２との間隔を狭くすることにより、管理対象物品１０５と異なる物や人が入ったりすることを抑制でき、誤検知を抑制できる。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、円周率をπとした場合、第１の距離Ｌ１がＬ１≦λ／２πの関係を満たすことが望ましい。管理対象物品１０５がタグアンテナ１１２の周波数特性に影響を与える際、第１の距離Ｌ１がＬ１≦λ／２πの関係を満たすリアクティブ近傍界の範囲内に位置する場合には、Ｌ１＞λ／２πの放射近傍界の場合と比較してタグアンテナ１１２が形成する電磁界の強度は強くなる。さらにアンテナ近傍に留まる準静電磁界と誘導電磁界の寄与が相対的に大きくなり、放射電磁界の寄与は小さくなる。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２の結合が強くなる。その結果、管理対象物品１０５の有無によるタグアンテナ１１２の動作特性への影響が大きくなる。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、ＲＦタグ１０４からＲＦＩＤリーダ１０３へ送信される反射電磁界の変化も大きくなり、外乱やノイズに強い物品管理システムとなり、誤検知を抑制できる。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、見通し距離Ｌ２がＬ２≦λ／２πの関係を満たすことが望ましい。このように、見通し距離Ｌ２がＬ２≦λ／２πの関係を満たすことで、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、見通し距離Ｌ２がＬ２＞λ／２πの場合と比較してアンテナ近傍に留まる準静電磁界と誘導電磁界の寄与が相対的に大きくなり、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との結合が強くなる。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、ＲＦＩＤリーダ１０３とＲＦタグ１０４の間の交信も外乱やノイズを受けにくくなる。これにより、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、外乱やノイズを受けにくい物品管理システムを実現することができる。また、準静電磁界と誘導電磁界、放射電磁界の電磁界成分が十分な強度で混在し、かつベクトルの方向も時間的に様々に変化するため、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の相対的な向きの自由度を向上させることができる。
さらに実施の形態１にかかる物品管理システム１では、Ｌ２≦λ／２πの関係を満たすことにより、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４との間の見通し距離は、ＲＦＩＤ規格の周波数の一つであるＵＨＦ帯では約０．０５ｍ以下、２．４ＧＨｚ帯では約０．０２ｍ以下となる。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１によれば、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４の間に広い空間を必要としない物品管理システムが実現できる。例えば、商品棚にリーダアンテナ１０２、ＲＦタグ１０４及び管理する物品を納めることが可能となる。また、間隔が狭まることにより、さらに人やモノが間に入ったりすることを抑制でき、見通しを遮ることによる誤検知を抑制できる。
一方、通常、よく知られる、商品棚上の商品にＲＦタグを貼付して管理する場合には、ＲＦタグの貼付位置はタグを貼付する商品に応じて変化する。従って、上記のＬ２≦λ／２πの関係を満たすことは商品の種別を限定したり、ＲＦタグの貼付位置を限定することになり、好ましくない。そのため、ＲＦタグを管理対象物品に貼付して管理する場合には、少々距離が離れてもリーダアンテナとＲＦタグが交信できるように、遠方界まで交信できる放射電磁界を用いたアンテナを使用する必要がある。従って、基本的に放射を抑制して線路長手方向に電磁波を伝送することを目的とした開放形伝送線路の使用には適さず、通常用いられるような共振型アンテナや漏洩同軸ケーブルが使用される。しかしながら、このような高効率に放射電磁界を生じるリーダアンテナを使用すると、放射電磁界は距離に対して１／ｒでしか強度が減衰しないため、読取領域が広がってしまう。これにより、隣接する他の棚上の商品に貼付されているＲＦタグも読み取ってしまうなど、商品管理上の不具合を生じる。
しかし、実施の形態１にかかる物品管理システム１によれば、ＲＦタグ１０４は商品に貼付しないため、例えば商品棚底面にリーダアンテナ１０２を敷設し、その上に結合係数を調整して、ＲＦタグ１０４をＬ２≦λ／２πの関係を満たして配置し、さらにその上に管理対象の商品を配置することは容易である。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１では基本的に放射を抑制して線路長手方向に電磁波を伝送することを目的とした開放形伝送線路を使用できる。このように１／ｒでしか強度が減衰しない放射を抑制し、１／ｒ３で減衰する準静電磁界や１／ｒ２で減衰する誘導電磁界を主たる電磁界成分として用いるリーダアンテナ１０２を使用することにより、商品棚上の商品の有無を管理する場合に、一つのリーダアンテナ１０２でＲＦタグ１０４を読み商品管理を行う領域を限定することが容易になり、隣接する他の棚上のＲＦタグ１０４を読んでしまうと言った問題を生じにくい。なお、ここでは商品棚上の商品管理の例で説明したが、他の棚や床置きの物品を管理する場合であっても、同様に一つのリーダアンテナ１０２でＲＦタグ１０４を読む領域を限定し、物品管理する領域を限定することが容易であることは言うまでもない。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２がＬ２＞Ｌ１の関係を満たすことが望ましい。電磁界結合の強さはアンテナや共振器の構造、アンテナ間の媒質の特性によっても変化するが、距離にも大きく依存する。実施の形態１にかかる物品管理システム１によれば、Ｌ２＞Ｌ１とすることで、管理対象物品１０５を配置する管理対象物品配置領域１１０とタグアンテナ１１２との間の結合係数ｋ２を、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の結合係数ｋ１よりも大きくすることができる。つまり、Ｌ２＞Ｌ１の関係を確保することで、タグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２との間の交信の維持よりも、物品の有無によるタグアンテナ１１２の周波特性変化による反射波強度の変化が大きくなる。即ち、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、管理対象物品１０５の有無を確実に捉えることができるため、誤検知を抑制できる。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との結合係数ｋ１が１０−５以上の値に設定されることが望ましい。現行のＵＨＦ帯ＲＦタグの動作限界を与える受電感度はほぼ−２０ｄＢｍである。一方、高出力版ＵＨＦF帯ＲＦＩＤリーダの出力は３０ｄＢｍである。従って、結合係数ｋ１が１０−５以上の値であれば、ＵＨＦ帯ＲＦタグが動作する電力を給電できる。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の結合係数ｋ１が１０−２以下の値に設定されることが望ましい。タグアンテナ１１２をダイポール共振器とみた場合、リーダアンテナ１０２（例えば、開放形伝送線路）とタグアンテナ１１２とが電磁界結合することは、開放形伝送線路と共振器が結合していると回路的に解釈できる。従って、結合係数が強すぎる場合、開放形伝送線路の動作に大きく影響を与え、その結果結合共振器系として他のＲＦタグ１０４の動作にも影響を与えることになる。開放形伝送線路に複数の共振器が並列に結合する状況は、帯域阻止フィルタの回路として考えられる。その場合、ＵＨＦ帯ＲＦタグのタグアンテナは常温で銅やアルミを用いると、無負荷Ｑ値が概ね１００以下であるため、比帯域を決める結合係数ｋ１が１０−２以下の値であれば、ほとんど開放形伝送線路の動作に影響を与えなくなる。従って、結合係数ｋ１を１０−２以下の値とすることにより、タグアンテナ１１２の結合が開放形伝送線路に影響を与えることを抑制でき、さらに開放形伝送線路に並列に結合するＲＦＩＤリーダ１０３の間の相互に与える影響も抑制できる。
また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の結合係数ｋ１と、管理対象物品配置領域１１０に管理対象物品１０５がある場合における管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２の結合係数ｋ２とが、ｋ１＜ｋ２の関係を満たすことが望ましい。本発明によれば、ｋ１＜ｋ２、即ち、管理対象物品配置領域１１０とタグアンテナ１１２との間の結合係数ｋ２を、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の結合係数ｋ１よりも大きくすることにより、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の交信の維持よりも、物品の有無によるタグアンテナ１１２の周波特性変化による反射信号強度の変化が大きくなる。即ち、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、管理対象物品１０５の有無を確実に捉えることができるため、誤検知を抑制できる。
なお、上記実施の形態１では、リーダアンテナ１０２、ＲＦタグ１０４及び管理対象物品１０５の配置関係について具体的に説明したが、これら構成要素の相対位置や向きは図２に示した具体的な例に限定されるものではない。
上記説明のように、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、管理対象物品にＲＦタグを設けることなく、管理対象物品の有無を管理することができる。しかし、上記で説明したリーダアンテナ１０２上にＲＦタグ１０４を配置した物品管理システムでは、管理対象物品を特定することができない。そこで、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、管理対象物品に識別票を設けることで、物品管理システム１の構成を用いて管理対象物品を特定することを可能とする。以下では、識別票を利用する実施の形態１にかかる物品管理システム１０について詳細に説明する。
まず、図６に実施の形態１にかかる物品管理システム１０の概略図を示す。図６に示すように、実施の形態１にかかる物品管理システム１０は、リーダ１０３、管理棚１１、ＲＦタグ１０４を有する。なお、図６では、実施の形態１にかかる物品管理システム１０で利用される識別票２０及び識別票２０が設けられる管理対象物品１０５の図示は省略している。
管理棚１１は、誘電体層１０１及びリーダアンテナ１０２を含むものである。そして、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、管理棚１１の上部（リーダアンテナ１０２ａが配置される面）にＲＦタグ１０４を含むタグシートが敷設される。このタグシートは、管理棚１１の表面に格子状に敷き詰められる。リーダアンテナ１０２ａは、各タグシートの下部に配線される。
リーダ１０３は、例えば、コンピュータ等の演算処理が可能な処理部１１と、記憶部１２とを有する。記憶部１２には、タグシートの位置とＲＦタグのタグ情報との対応関係を示す第１のテーブルと、後述する識別票に形成された識別パターンと管理対象物品との対応関係を示す第２のテーブルと、を格納する。
続いて、実施の形態１にかかる物品管理システム１０で利用される識別票２０を説明するための概略図を図７に示す。図７に示すように、識別票２０は、管理対象物品１０５の裏面（タグシートに面する面）に設けられる。そして、識別票２０は、識別パターンが形成されるパターン形成シート２１と、パターン形成シートの管理対象物品側の面に設けられるスペーサー２２と、を有する。
ここで、管理対象物品１０５の誘電率の違い等の性質に応じてＲＦタグ１０４と管理対象物品１０５との結合係数が異なる。そこで、識別票２０のスペーサー２２の厚みＴは、管理対象物品１０５の性質に応じて調節することで、物品管理システム１０の誤動作を防止することができる。例えば、管理対象物品１０５の誘電率が高い場合には、スペーサー２２の厚みＴを厚くし、管理対象物品１０５の誘電率が低い場合には、スペーサー２２の厚みＴを薄くすることが好ましい。
また、図７に示すようにパターン形成シート２１には、識別票を特定する識別パターンが形成されるこの識別パターンは、誘電率が高い第１のパターン２３及び誘電率が低い第２のパターン２４、或いは、導電率が高い第１のパターン２３及び導電率が低い第２のパターン２４により形状が特定されるものである。また、パターン形成シート２１には、格子状に設定された枠が設けられている。そして、パターン形成シート２１には、枠毎に第１のパターンと第２のパターンとのいずれか一方が形成される。なお、第１のパターンは、例えば、金属箔等の導電率の高い部材が適しており、第２のパターンは、プラスティック等の導電率の低い部材が適している。
また、識別票２０の面のうち管理対象物品１０５に面する面には、両面テープ、接着部材等の粘着性の部材が設けられていることが好ましい。
つまり、識別票２０の識別パターンは、識別票毎に異なるパターンとなる。そこで、図８に実施の形態１にかかる識別票の識別パターンの一例を示す図を示す。図８では、４つの例を示した。図８に示すように、識別パターンは、識別票２０毎に異なる形状を有する。ここで、実施の形態１にかかる識別パターンでは、識別票２０が回転した場合においても各パターンが異なるパターンとなることが好ましい。
続いて、実施の形態１にかかる物品管理システム１０の利用状態を示す概略図を図９に示す。図９に示す例では、管理対象物品３１〜３４がタグシートの上に置かれている。そして、管理対象物品３１には、図８で示したパターンＡの識別票２０が設けられている。管理対象物品３２には、図８で示したパターンＢの識別票２０が設けられている。管理対象物品３３には、図８で示したパターンＣの識別票２０が設けられている。管理対象物品３４には、図８で示したパターンＤの識別票２０が設けられている。
そして、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、ＲＦＩＤリーダ１０３がタグシートに含まれるＲＦタグ１０４のタグ情報を読み出す。そして、ＲＦＩＤリーダ１０３は、処理部１２において、読み出したタグ情報に基づき識別パターンを認識する。また、処理部１２は、記憶部１３に格納された第１のテーブル及び第２のテーブルを参照して、管理対象物品３１〜３４の位置の特定と、管理対象物品の特定と、を行う。
例えば、処理部１２は、読み出したタグ情報から認識される識別パターンがパターンＡであれば、当該タグ情報を読み出した位置に管理対象物品３１が存在することを認識することができる。
なお、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、高い誘電率又は高い導電率の部材がＲＦタグ１０４の近傍にある場合、当該ＲＦタグ１０４からの応答信号の信号強度が小さい。一方、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、ＲＦタグ１０４の近傍にある部材の誘電率が低い又は導電率が低い場合、当該ＲＦタグ１０４からの応答信号の信号強度が大きくなる。そのため、処理部１２では、強い信号強度の応答信号によりタグ情報が特定できるパターンは、図８に示した識別パターンの白色の枠により形成されるパターンとなる。また、処理部１２におけるパターン認識処理では、画像処理等の分野における各種パターン認識処理を適用することができる。
上記説明より、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、管理対象物品に識別票毎に異なる識別パターンを有する識別票２０を設け、当該識別パターンをＲＦタグ１０４のタグ情報の読み出し結果から識別パターンを認識する。これにより、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、認識した識別パターンと対応付けられた管理対象物品を特定することができる。
また、識別票２０は、ＲＦタグ１０４のように半導体チップ等の高価な部材を含まないものであるため、識別票２０を用いることによるランニングコストの増加を抑制することができる。また、識別パターンは、印刷技術等の安価な製造方法で製造することができる。
なお、上記識別票２０では、１つの識別パターンと１つの識別票とを対応付けたが、複数の識別票に同じ識別パターンを形成し、識別パターンを管理対象物品の種類を示す識別票とすることもできる。
実施の形態２
実施の形態２では、識別票２０の識別パターンの別の形態について説明する。そこで、実施の形態２にかかる識別票４０の識別パターンの一例を図１０に示す。図１０に示すように、実施の形態２にかかる識別票４０では、格子状に設けられた枠の大きさをタグシートの大きさに基づき設定する。
より具体的には、識別票４０では、枠の縦幅Ｈ２をタグシートの縦幅Ｈ１の２倍以上とする。また、識別票４０では、枠の横幅Ｗ２をタグシートの横幅Ｗ１の２倍以上とする。なお、枠の縦幅Ｈ２は、タグシートの縦幅Ｈ１の３倍以上とすることが好ましい。また、枠の横幅Ｗ２は、タグシートの横幅Ｗ１の３倍以上とすることが好ましい。
続いて、実施の形態２にかかる識別票４０を用いた物品管理システムの利用状態を示す概略図を図１１に示す。図１１に示す例は、パターンＡを有する識別票４０が設けられた管理対象物品４１と、パターンＢを有する識別票４０が設けられた管理対象物品４２とが、タグシート上に置かれているものである。
図１１に示すように、識別票４０を用いることで、識別票４０の位置がタグシートの格子とはずれた位置にあっても、タグシートと識別パターンの１つの枠とが重なる面積を大きくすることができる。ここで、識別パターンの１つの枠の縦幅Ｈ２をタグシートの縦幅Ｈ１の３倍以上とし、識別パターンの１つの枠の横幅Ｗ２をタグシートの横幅Ｗ１の３倍以上とすると、識別票４０の位置がタグシートの格子とはずれた位置にあっても、少なくとも１つのタグシートが識別パターンの枠の下に位置することになる。
従って、識別票４０を用いることで、実施の形態２にかかる物品管理システム１０では、識別票４０の位置とタグシートの位置とに関わらず、実施の形態１にかかる物品管理システムよりも高い検出精度を確保することができる。
実施の形態３
実施の形態３では、識別票２０の識別パターンの別の形態について説明する。そこで、実施の形態３にかかる識別票５０の識別パターンの一例を図１２に示す。図１２に示すように、実施の形態３にかかる識別票５０では、格子状に設けられた枠の大きさをタグシートの大きさに基づき設定する。
より具体的には、識別票５０では、枠の縦幅Ｈ２及び横幅Ｗ２をタグシートの対角線の長さＤの２倍以上とする。なお、枠の縦幅Ｈ２及び横幅Ｗ２は、タグシートの対角線の長さＤ高の３倍以上とすることが好ましい。
続いて、実施の形態３にかかる識別票５０を用いた物品管理システムの利用状態を示す概略図を図１３に示す。図１３に示す例は、パターンＡを有する識別票５０が設けられた管理対象物品５１と、パターンＢを有する識別票５０が設けられた管理対象物品５２とが、タグシート上に置かれているものである。
図１３に示すように、識別票５０を用いることで、識別票５０の位置がタグシートの格子に対して傾いていた場合であっても、タグシートと識別パターンの１つの枠とが重なる面積を大きくすることができる。ここで、識別パターンの１つの枠の縦幅Ｈ２及び横幅Ｗ２をタグシートの対角線の長さＤの３倍以上とすると、識別票５０の位置がタグシートの格子に対して傾いていた場合であっても、少なくとも１つのタグシートが識別パターンの枠の下に位置することになる。
従って、識別票５０を用いることで、実施の形態３にかかる物品管理システム１０では、識別票５０の位置がタグシートの格子に対して傾いていた場合であっても、実施の形態１にかかる物品管理システムよりも高い検出精度を確保することができる。
実施の形態４
実施の形態４では、識別票２０の識別パターンの別の形態について説明する。そこで、実施の形態４にかかる識別票６０の識別パターンの一例を図１４に示す。図１４に示すように、実施の形態４にかかる識別票６０では、識別パターンが予め決定されたパターンにより形成される予約パターンを有する。この予約パターンは、別パターン内の一部であって、識別パターン内において予め決定された位置に形成される。
図１４に示す例では、予約パターンが形成される予約パターン領域ＲＳＶを示した。図１４に示す例では、パターンＥ、Ｆは、識別パターンの図面下部に位置する領域に予約パターン領域ＲＳＶが設定されている。また、図１４に示す例では、パターンＧ、Ｈは、識別パターンの図面右下に位置する領域に予約パターン領域ＲＳＶが設定されている。また、図１４に示す例では、パターンＩ、Ｊは、識別パターン全体が予約パターンとなっている。特に、パターンＩ、Ｊは、靴の裏面の足形をパターン化したものであり、この予約パターンの形状そのものが左足パターンと、右足パターンを示す。なお、図１４では、予約パターンを構成する第１のパターンと、通常の識別パターンを構成する第１のパターンと、でハッチングを変更している。
この予約パターンは、複数の識別票で共通に用いられるパターンである。そして、ＲＦＩＤリーダ１０３は、処理部１２において、この予約パターンの形状を認識することで、識別票の範囲を認識する。また、ＲＦＩＤリーダ１０３は、この予約パターンの形状を認識することで、識別票の向きを認識すると共に、認識した向きに基づき管理対象物品の向きを認識する。
そこで、実施の形態４にかかる物品管理システム１０の利用状態を示す概略図を図１５に示す。図１５に示す例では、管理対象物品６１〜６５をタグシート上に配置した。管理対象物品６１は、パターンＥの識別票６０が設けられたものであり、タグシートの格子に対して左側に傾いている。そして、ＲＦＩＤリーダ１０３は、予約パターンの傾きにより管理対象物品６１の傾きを認識する。管理対象物品６２は、パターンＦの識別票６０が設けられたものであり、正位置に対して反転した配置となっている。そして、ＲＦＩＤリーダ１０３は、予約パターンの位置に基づき管理対象物品６２が正位置に対して反転した配置となっていることを認識する。管理対象物品６３、６４は、近接して配置されている。このような場合、ＲＦＩＤリーダ１０３は、予約パターンの位置に基づき識別パターンの範囲を認識し、認識した範囲毎に識別パターンを判定する。これにより、ＲＦＩＤリーダ１０３は、管理対象物品６３、６４がタグシート上に配置されていることを認識する。管理対象物品６５は、パターンＩの識別票６０を有する。このパターンＩは、左足パターンとして決められたものであり、ＲＦＩＤリーダ１０３は、パターンＩの形状を認識することで、管理対象物品６５の位置に図面上向きに左足があることを認識する。
上記説明より、実施の形態４にかかる物品管理システム１０によれば、識別票６０が予約パターンを含む。これより、実施の形態４にかかる物品管理システム１０は、管理対象物品の特定及び管理対象物品の位置の特定のみならず、管理対象物品の傾き及び向きも認識することができる。また、実施の形態４にかかる物品管理システム１０では、管理対象物品に設けられた識別票６０が隣接している場合にであっても、識別パターンの誤認識を防ぐことができる。
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１３年１１月１１日に出願された日本出願特願２０１３−２３３２２１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１、１０ 物品管理システム
１１ 管理棚
１２ 処理部
１３ 記憶部
２０ 識別票
２１ パターン形成シート
２２ スペーサー
２３ 第１のパターン
２４ 第２のパターン
３１〜３４ 管理対象物品
４０ 識別票
４１、４２ 管理対象物品
５０ 識別票
５１、５２ 管理対象物品
６０ 識別票
６１〜６５ 管理対象物品
１０１ 誘電体層
１０２ リーダアンテナ
１０２ａ リーダアンテナ
１０２ａｇ グランド導体
１０２ｇ グランド導体
１０３ ＲＦＩＤリーダ
１０４ ＲＦタグ
１０５ 管理対象物品
１１０ 管理対象物品配置領域
１１１ ＲＦＩＤチップ
１１２ タグアンテナ
Ｒｔ 整合終端抵抗

Claims (20)

  1. 無線信号を送受信するリーダアンテナと、
    それぞれがＲＦタグを含み、前記リーダアンテナの上部に敷設される複数のタグシートと、
    前記リーダアンテナを介して前記ＲＦタグに固有のタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダと、
    管理対象物品に取り付けられ、前記管理対象物品と前記タグシートとの間に配置される識別票と、を有し、
    前記識別票の前記タグシートに面する面には、第１のパターンと前記第１のパターンよりも誘電率又は導電率が低い第２のパターンとにより前記識別票を特定する識別パターンが形成される物品管理システム。
  2. 前記ＲＦタグは、前記識別票の前記第１のパターンに近接する場合よりも、前記識別票の前記第２のパターンに近接する、或いは、前記識別票が上部にない場合の方が、強い信号強度で前記タグ情報を含む応答信号を出力する請求項１に記載の物品管理システム。
  3. 前記ＲＦＩＤリーダは、
    前記タグシートの位置と前記ＲＦタグの前記タグ情報との対応関係を示す第１のテーブルと、前記識別パターンと前記管理対象物品との対応関係を示す第２のテーブルと、を格納する記憶手段と、
    前記複数のタグシートのうち所定の範囲に敷設されたタグシートから読み出した前記タグ情報に基づき前記識別パターンを認識し、前記第１のテーブル及び前記第２のテーブルを参照して、前記管理対象物品の位置の特定と、前記管理対象物品の特定と、を行う処理手段とを有する請求項１又は２に記載の物品管理システム。
  4. 前記識別票は、
    前記識別パターンが形成されるパターン形成シートと、
    前記パターン形成シートの前記管理対象物品側の面に設けられるスペーサーと、を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の物品管理システム。
  5. 前記識別パターンは、格子状に設定された枠毎に前記第１のパターンと前記第２のパターンとのいずれか一方が形成される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の物品管理システム。
  6. 前記枠の縦幅は、前記タグシートの縦幅の２倍以上の大きさを有し、
    前記枠の横幅は、前記タグシートの横幅の２倍以上の大きさを有する請求項５に記載の物品管理システム。
  7. 前記枠の縦幅及び横幅は、前記タグシートの対角線の長さの２倍以上の大きさを有する請求項５に記載の物品管理システム。
  8. 前記識別パターンは、予め決定されたパターンが形成される予約パターンを有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の物品管理システム。
  9. 前記予約パターンは、前記識別パターン内の一部であって、前記識別パターン内において予め決定された位置に形成される請求項８に記載の物品管理システム。
  10. 無線信号を送受信するリーダアンテナと、
    それぞれがＲＦタグを含み、前記リーダアンテナの上部に敷設される複数のタグシートと、
    前記リーダアンテナを介して前記ＲＦタグのタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダと、
    を有する物品管理システムの物品管理方法であって、
    前記ＲＦＩＤリーダが
    管理対象物品に取り付けられた識別票に対応する所定の領域内で読み出せた前記タグ情報と読み出せなかった前記タグ情報とにより、前記識別票の前記タグシートに面する面に形成されるパターンであって、第１のパターンと前記第１のパターンよりも誘電率又は導電率が低い第２のパターンとにより前記識別票を特定するように形成された識別パターンを認識し、
    前記識別パターンに基づき前記管理対象物品の特定と前記管理対象物品の位置の特定とを行う物品管理方法。
  11. 前記ＲＦＩＤリーダは、
    前記タグシートの位置と前記ＲＦタグの前記タグ情報との対応関係を示す第１のテーブルと、前記識別パターンと前記管理対象物品との対応関係を示す第２のテーブルと、を格納する記憶手段と、
    読み出した前記タグ情報に基づき前記識別パターンを認識し、前記第１のテーブル及び前記第２のテーブルを参照して、前記管理対象物品の位置の特定と、前記管理対象物品の特定と、を行う処理手段とを有する請求項１０に記載の物品管理方法。
  12. 前記処理手段は、認識した前記識別パターン内に予め決定された予約パターンを認識し、前記予約パターンに基づき前記識別パターンの範囲を認識する請求項１１に記載の物品管理方法。
  13. 前記処理手段は、前記予約パターンの向きに基づき前記管理対象物品の向きを認識する請求項１２に記載の物品管理方法。
  14. 前記識別パターンは、前記管理対象物品に設けられ、前記管理対象物品と前記タグシートとの間に配置される識別票に設けられるパターンであって、
    前記識別票には、第１のパターンと前記第１のパターンよりも誘電率又は導電率が低い第２のパターンとにより識別パターンが形成される請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の物品管理方法。
  15. 前記ＲＦタグは、前記識別票の前記第１のパターンに近接する場合よりも、前記識別票の前記第２のパターンに近接する、或いは、前記識別票が上部にない場合の方が、強い信号強度で前記タグ情報を含む応答信号を出力する請求項１４に記載の物品管理方法。
  16. 前記識別票は、
    前記識別パターンが形成されるパターン形成シートと、
    前記パターン形成シートの前記管理対象物品側の面に設けられるスペーサーと、を有する請求項１４又は１５に記載の物品管理方法。
  17. 前記識別パターンは、格子状に設定された枠毎に前記第１のパターンと前記第２のパターンとのいずれか一方が形成される請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の物品管理方法。
  18. 前記枠の縦幅は、前記タグシートの縦幅の２倍以上の大きさを有し、
    前記枠の横幅は、前記タグシートの横幅の２倍以上の大きさを有する請求項１７に記載の物品管理方法。
  19. 前記枠の縦幅及び横幅は、前記タグシートの対角線の長さの２倍以上の大きさを有する請求項１７に記載の物品管理方法。
  20. 無線信号を送受信するリーダアンテナと、
    それぞれがＲＦタグを含み、前記リーダアンテナの上部に敷設される複数のタグシートと、
    前記リーダアンテナを介して前記ＲＦタグに固有のタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダと、
    を有し、
    前記ＲＦＩＤリーダは、前記複数のタグシートのうち管理対象物品に取り付けられた識別票に対応する所定の範囲に敷設されたタグシートから読み出した前記タグ情報に基づき、前記識別票の前記タグシートに面する面に形成されるパターンであって、第１のパターンと前記第１のパターンよりも誘電率又は導電率が低い第２のパターンとにより前記識別票を特定するように形成された識別パターンの形状を認識し、認識した前記識別パターンに基づき、管理対象物品の位置の特定と、前記管理対象物品の特定と、を行う物品管理システム。
JP2015503381A 2013-11-11 2014-06-02 物品管理システム及び物品管理方法 Active JP5761477B1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015503381A JP5761477B1 (ja) 2013-11-11 2014-06-02 物品管理システム及び物品管理方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013233221 2013-11-11
JP2013233221 2013-11-11
PCT/JP2014/002897 WO2015068316A1 (ja) 2013-11-11 2014-06-02 物品管理システム及び物品管理方法
JP2015503381A JP5761477B1 (ja) 2013-11-11 2014-06-02 物品管理システム及び物品管理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5761477B1 true JP5761477B1 (ja) 2015-08-12
JPWO2015068316A1 JPWO2015068316A1 (ja) 2017-03-09

Family

ID=53041116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015503381A Active JP5761477B1 (ja) 2013-11-11 2014-06-02 物品管理システム及び物品管理方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10192083B2 (ja)
EP (1) EP3070647A4 (ja)
JP (1) JP5761477B1 (ja)
WO (1) WO2015068316A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10360533B2 (en) 2016-05-27 2019-07-23 Walmart Apollo, Llc Product display surface apparatus and method
FI128912B (fi) * 2016-11-01 2021-03-15 Elcoflex Oy Menetelmä fysikaalisten suureitten mittaamiseksi ja menetelmässä hyödynnettävä mittausjärjestely
US11927472B1 (en) 2019-06-26 2024-03-12 Amazon Technologies, Inc. Modular storage systems
CN111572900B (zh) * 2020-05-17 2022-02-08 黄安 一种基于鞋类智能化包装的自动塞纸设备
US11514766B1 (en) * 2020-12-10 2022-11-29 Amazon Technologies, Inc. Detecting interactions with storage units based on RFID signals and auxiliary signals
CN113723131B (zh) * 2021-09-08 2024-01-09 中交疏浚技术装备国家工程研究中心有限公司 一种rfid管节识别和管理系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006104587A2 (en) * 2005-03-28 2006-10-05 Accenture Global Services Gmbh Interfering smart shelf
JP2009051582A (ja) * 2007-08-23 2009-03-12 Hitachi Ltd 物品所在管理システム、物品所在管理装置および物品所在管理方法
JP2009100952A (ja) * 2007-10-23 2009-05-14 Okamura Corp 商品陳列装置
US20130225072A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 Cypress Semiconductor Corporation Method and apparatus for data transmission via capacitance sensing device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3872438A (en) * 1973-05-04 1975-03-18 William E Cuttill Credit card and credit card identification system for automatic vending equipment
JP4125998B2 (ja) 2003-07-18 2008-07-30 セイコープレシジョン株式会社 物品監視システム及び物品監視方法
US20120062367A1 (en) * 2004-04-06 2012-03-15 Vanguard Identification Systems, Inc. Near field communication enabled permanent rfid luggage tag
US8395484B2 (en) * 2004-08-31 2013-03-12 Cedar Ridge Research Llc System and method for monitoring objects, people, animals or places
FI119084B (fi) * 2005-04-15 2008-07-15 M Real Oyj Uudet tuotteet ja menetelmä niiden valmistamiseksi
JP5128898B2 (ja) 2007-10-23 2013-01-23 株式会社岡村製作所 商品陳列装置
JP2010006557A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Toshiba Tec Corp 物品管理システム
US8350704B2 (en) * 2008-10-03 2013-01-08 Neology, Inc. Non-transferable radio frequency identification label or tag
JP2010211451A (ja) 2009-03-10 2010-09-24 Okamura Corp 商品検出ユニット
US20120322380A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-20 Owen Nannarone Localized tracking of items with electronic labels
CN106133747B (zh) * 2013-10-13 2021-10-01 麦拉普斯有限责任公司 可穿戴运动计时标签组件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006104587A2 (en) * 2005-03-28 2006-10-05 Accenture Global Services Gmbh Interfering smart shelf
JP2009051582A (ja) * 2007-08-23 2009-03-12 Hitachi Ltd 物品所在管理システム、物品所在管理装置および物品所在管理方法
JP2009100952A (ja) * 2007-10-23 2009-05-14 Okamura Corp 商品陳列装置
US20130225072A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 Cypress Semiconductor Corporation Method and apparatus for data transmission via capacitance sensing device

Also Published As

Publication number Publication date
EP3070647A1 (en) 2016-09-21
JPWO2015068316A1 (ja) 2017-03-09
US10192083B2 (en) 2019-01-29
EP3070647A4 (en) 2017-07-19
US20160253534A1 (en) 2016-09-01
WO2015068316A1 (ja) 2015-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6070798B2 (ja) Ｒｆｉｄシステム、物品管理システム及び人体検知システム
JP5761477B1 (ja) 物品管理システム及び物品管理方法
WO2015133051A1 (ja) 物品管理システム
WO2016174797A1 (ja) Ｕｈｆ帯ｒｆｉｄシステムおよびｕｈｆ帯ｒｆｉｄタグ検出方法
JP6090332B2 (ja) 商品プロモーションシステム及び商品プロモーションプログラム
JP5904287B2 (ja) 商品管理システム
JP6256465B2 (ja) 物品管理システム、物品管理方法及び物品管理プログラム
JP6135358B2 (ja) アンテナ及びアンテナの製造方法
JP6361663B2 (ja) 物品管理システム
JP6319091B2 (ja) マーケティングデータ収集システム
JP6201659B2 (ja) 物品管理システム及びそのセンサシート
JP2015121863A (ja) 物品管理システム、リーダアンテナ及びセンサシート
JP2015129848A (ja) 商品プロモーションシステム及び商品プロモーションプログラム
WO2014132621A1 (ja) 物品管理システム、物品管理方法及び物品管理プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150512

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150525

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5761477

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150