JP6725407B2

JP6725407B2 - 読取装置及び読取方法

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Publication number: JP6725407B2
Application number: JP2016242337A
Authority: JP
Inventors: 裕出口; 岳央道坂
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Forms Co Ltd
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2016-12-14
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-12-14
Also published as: JP2018097666A

Description

本発明は、導電性のアンテナを具備するＩＤタグに付与された識別情報を認識する読取装置及び読取方法に関し、特に、ＩＤタグが障害物に取り付けられた場合でも、識別情報を認識可能とする技術に関する。

昨今、情報化社会の進展に伴って、商品等に貼付されるラベルやタグに情報を記録し、このラベルやタグを用いて商品等の管理が行われている。このようなラベルやタグを用いた情報管理においては、ラベルやタグに対して非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うことが可能なＩＣチップが搭載された非接触型ＩＣラベルや非接触型ＩＣタグ等のＲＦＩＤ技術を利用した識別体がその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。

このようなＲＦＩＤ技術を利用したＩＤタグとしては、上述したようにＩＣチップが搭載されたものに限らず、共振ピークの周波数が互いに異なる複数のアンテナを有し、ＩＣチップを用いずに複数のアンテナの組み合わせでＩＤを認識できるようにしたものも考えられている。例えば、複数のアンテナを構成する誘電子要素とコンデンサ要素の形状を異ならせたり、複数のアンテナの形状や向きを異ならせたりして共振ピークの周波数を複数のアンテナ毎に異ならせ、そのアンテナの組み合わせでＩＤを表現可能とする技術が、特許文献１に開示されている。この技術を用いれば、アンテナの数をＮ個とした場合、１つのアンテナの有無によって“１”，“０”の２つの情報を持たせることができ、また、全てのアンテナが無い場合を除いて、（２^N−１）個のＩＤを認識可能に表現することができる。そのようなＩＤタグを用いた場合、電磁波を照射する送信アンテナと、この電磁波に対するＩＤタグからの反射波を受信する受信アンテナとを分離し、送信アンテナからＩＤタグに電磁波を照射し、その電磁波に対するＩＤタグからの反射波を受信アンテナにて受信し、反射波における共振ピークを検出することで、ＩＤタグに付与されたＩＤを認識することになる。このように、電磁波を照射する送信アンテナと、この電磁波に対するＩＤタグからの反射波を受信する受信アンテナとを分離することで、受信感度を向上させることができる。

ところで、上述したようなＲＦＩＤ技術を利用したＩＤタグは、ＩＤタグを用いて管理される商品等の障害物に貼付されて使用される場合が多い。その場合、ＩＤタグの共振ピークを検出するために照射した電磁波は、ＩＤタグのみならず、ＩＤタグが貼付された障害物においても反射し、受信されることになる。

図１３は、障害物に貼付されたＩＤタグに対して電磁波を照射した場合の反射波の周波数特性を示す図である。

図１３の実線で示すように６．８ＧＨｚ近傍に共振ピークを有するアンテナが設けられたＩＤタグが段ボール箱に貼り付けられた場合、その反射波は図１３の破線で示すように、段ボール箱からの反射に埋もれてしまい、ＩＤタグからの反射波の受信電力を検知することができなくなってしまう。また、図１３の実線で示す周波数特性を有するアンテナが設けられたＩＤタグがパタコンに貼り付けられた場合においても、その反射波は図１３の一点鎖線で示すように、パタコンからの反射に埋もれてしまい、ＩＤタグからの反射波の受信電力を検知することができなくなってしまう。

ここで、偏波面の異なる反射波を受信し得るように複数の受信用アンテナ素子を設け、それにより、ＩＤタグとの相対位置関係によらず高感度の通信を実現する無線タグ通信装置が、特許文献２に開示されている。しかしながら、そのような技術を用いたとしても、ＩＤタグが障害物に取り付けられた場合、ＩＤタグからの反射波が障害物からの反射波に埋もれてしまう現象は解決されない。

そこで、ＩＤタグ以外の不要となる反射波を演算処理によって取り除く方法が、非特許文献１に開示されている。非特許文献１に開示された技術によれば、ＩＤタグが障害物に取り付けられた状態における反射波から、ＩＤタグが障害物に取り付けられていない状態における反射波を減算することにより、ＩＤタグからの反射波の受信電力のレベルのみを検知することができる。

また、ＩＤタグに偏波変換機能を持たせる技術が、非特許文献２に開示されている。非特許文献２に開示された技術によれば、読取装置の送信側を垂直偏波、受信側を水平偏波とするとともに、ＩＤタグにて偏波を変換することによって、ＩＤタグが障害物に取り付けられた場合でも、障害物には偏波の変換機能がないことを利用して、ＩＤタグからの反射波のみを取り出すことができるようになる。

特公平７−８０３８６号公報特開２００５−２２３７３０号公報

F. Costa, S. Genovesi and A. Monorchio, "Normalization-Free Chipless RFIDs by Using Dual-Polarized Interrogation", IEEE Trans. Microw. Theory Tech., Vol. 64, no. 1, 310-318. Jan. 2016. A. Vena, E. Perret and S. Tedjni. "A Depolarizing Chipless RFID Tag for Robust Detection and Its FCC Compliant UWB Reading System", IEEE Trans. Microw. Theory Tech., Vol. 61, no. 8, 2982-2994. Aug. 2013.

しかしながら、非特許文献１に開示された技術においては、特にＩＤタグが取り付けられる障害物等のＩＤタグ以外の環境が、ＩＤタグが存在する場合と存在しない場合とで一致する必要があり、実験系以外で行うことは現実的に難しいという問題点がある。

また、非特許文献２に開示された技術においては、偏波変換機能を持つＩＤタグしか使うことができないという問題点がある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、ＩＤタグに付与された識別情報をＩＤタグからの反射波を用いて認識する読取装置及び読取方法において、ＩＤタグが障害物に取り付けられた場合でも、演算処理や特殊な機能を有するＩＤタグを用いることなく識別情報を認識することができる、読取装置及び読取方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
導電性のアンテナを具備し、障害物の略平面に取り付けられたＩＤタグに対して電磁波を照射し、該電磁波に対する前記ＩＤタグからの反射波を用いて、前記ＩＤタグに付与された識別情報を読み取って認識する読取装置であって、
電磁波を生成する送信部と、
前記送信部にて生成された電磁波を前記ＩＤタグに照射する送信アンテナと、
前記送信アンテナから照射された電磁波の反射波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにて受信された反射波の受信電力のレベルを検知する受信部と、
前記受信部にて検知された受信電力のレベルに基づいて前記反射波の共振ピークを検出し、該共振ピークに基づいて、前記ＩＤタグに付与された識別情報を認識する処理部とを有し、
前記送信アンテナは、前記識別情報を読み取るタイミングにおいて前記ＩＤタグに正対する方向に対して所定方向に２０度〜６０度傾いた領域に配置され、
前記受信アンテナは、前記識別情報を読み取るタイミングにおいて前記ＩＤタグに正対する方向に対して前記所定方向とは反対方向に１０度傾いた領域から前記送信アンテナが配置された領域までの間に配置されている。

また、導電性のアンテナを具備し、障害物の略平面に取り付けられたＩＤタグに対して電磁波を照射し、該電磁波に対する前記ＩＤタグからの反射波の受信電力のレベルを検知し、該受信電力の共振ピークに基づいて、前記ＩＤタグに付与された識別情報を認識する読取方法であって、
前記ＩＤタグに正対する方向に対して所定方向に２０度〜６０度傾いた領域から前記ＩＤタグに対して電磁波を照射し、
前記ＩＤタグに正対する方向に対して前記所定方向とは反対方向に１０度傾いた領域から前記電磁波を照射する領域までの間の領域にて前記電磁波に対する反射波を受信する。

上記のように構成された本発明は、障害物の略平面に取り付けられたＩＤタグに対して電磁波を照射した場合に、ＩＤタグからの反射波は、その受信電力のレベルがＩＤタグに正対する方向にて大きくなる一方、障害物からの反射波は、障害物に照射された電磁波が障害物の略平面を鏡のようにして反射することで、その受信電力のレベルが、略平面に正対する方向に対して電磁波の入射角と反射角とが等しくなる方向にて大きくなることを利用し、ＩＤタグに付与された識別情報をＩＤタグからの反射波を用いて認識する場合に、ＩＤタグに正対する方向に対して所定方向に２０度〜６０度傾いた領域からＩＤタグに対して電磁波を照射し、ＩＤタグに正対する方向に対して前記所定方向とは反対方向に１０度傾いた領域から電磁波を照射する領域までの間の領域にて電磁波に対する反射波を受信することにより、電磁波に対する障害物からの反射波が受信されにくい状態にてＩＤタグからの反射波が受信されることになる。これにより、ＩＤタグが障害物に取り付けられた場合でも、演算処理や特殊な機能を有するＩＤタグを用いることなく識別情報を認識することができることとなる。

また、その場合、ＩＤタグからの反射波の受信電力のレベルがＩＤタグに正対する方向にて大きくなることから、ＩＤタグに正対する領域に対して前記所定方向に１０度傾いた領域から前記所定方向とは反対方向に１０度傾いた領域までの間の領域にて電磁波に対する反射波を受信することが好ましい。

本発明によれば、ＩＤタグに付与された識別情報をＩＤタグからの反射波を用いて認識する場合に、ＩＤタグに正対する方向に対して所定方向に２０度〜６０度傾いた領域からＩＤタグに対して電磁波を照射し、ＩＤタグに正対する方向に対して前記所定方向とは反対方向に１０度傾いた領域から電磁波を照射する領域までの間の領域にて電磁波に対する反射波を受信することにより、電磁波に対する障害物からの反射波が受信されにくい状態にてＩＤタグからの反射波が受信されることとなり、それにより、ＩＤタグが障害物に取り付けられた場合でも、演算処理や特殊な機能を有するＩＤタグを用いることなく識別情報を認識することができる。

本発明の読取装置によってＩＤが認識されるＩＤタグの構成例を示す図である。本発明の読取装置の実施の一形態を示すブロック図である。図２に示したリーダから照射された電磁波の反射波の特性を説明するための図であり、（ａ）は障害物に電磁波を照射した場合の反射波の特性を示す図、（ｂ）は図１に示したＩＤタグに電磁波を照射した場合の反射波の特性を示す図である。図２に示したリーダにおける送信アンテナと受信アンテナの配置位置を示す図である。図２に示したリーダにおける送信アンテナと受信アンテナの配置位置を変化させた場合にリーダにて検知される反射波の受信電力のレベルを示す図である。図２に示したリーダにおける送信アンテナと受信アンテナの配置位置を変化させた場合にリーダにて検知される反射波の受信電力のレベルを示す図である。図２に示したリーダにおける送信アンテナと受信アンテナの配置位置を変化させた場合にリーダにて検知される反射波の受信電力のレベルを示す図である。図２に示したリーダにおける送信アンテナと受信アンテナの配置位置を変化させた場合にリーダにて検知される反射波の受信電力のレベルを示す図である。図２に示したリーダにおける送信アンテナと受信アンテナの配置位置を変化させた場合にリーダにて検知される反射波の受信電力のレベルを示す図である。図２に示したリーダにおける送信アンテナと受信アンテナの配置位置を変化させた場合にリーダにて検知される反射波の受信電力のレベルを示す図である。図２に示したリーダにおける送信アンテナと受信アンテナの配置位置を変化させた場合にリーダにて検知される反射波の受信電力のレベルを示す図である。図２に示したリーダを用いたＩＤ読取システムの実施の一形態を示す図であり、（ａ）は全体の外観斜視図、（ｂ）は上面図である。障害物に貼付されたＩＤタグに対して電磁波を照射した場合の反射波の周波数特性を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、本発明の読取装置によってＩＤが認識されるＩＤタグについて説明する。

図１は、本発明の読取装置によってＩＤが認識されるＩＤタグの構成例を示す図である。

本例におけるＩＤタグは図１に示すように、樹脂等の絶縁性材料からなるベース基材２に、互いに異なる周波数が割り当てられた５つのアンテナ領域２ａ〜２ｅをそれぞれ有するＩＤタグ１ａ〜１ｃである。ＩＤタグ１ａは、５つのアンテナ領域２ａ〜２ｅのうち、１つのアンテナ領域２ｃのみにそれぞれ導電性のアンテナ３ｃが形成されている。ＩＤタグ１ｂは、５つのアンテナ領域２ａ〜２ｅのうち、３つのアンテナ領域２ａ，２ｃ，２ｅのみにそれぞれ導電性のアンテナ３ａ，３ｃ，３ｅが形成されている。ＩＤタグ１ｃは、５つのアンテナ領域２ａ〜２ｅの全てに導電性のアンテナ３ａ〜３ｅが形成されている。

アンテナ領域２ａ〜２ｅのそれぞれに形成されるアンテナ３ａ〜３ｅは、長方形の外形を有し、その短辺の１つからスリットが長手方向に入った形状となっており、互いに同一の幅を有し、その長手方向の長さが異なることで、アンテナ領域２ａ〜２ｅに割り当てられた周波数にて共振ピークを有している。

このように構成されたＩＤタグ１ａ〜１ｃは、それぞれ識別情報となるＩＤが付与されており、アンテナ領域２ａ〜２ｅには、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに付与されたＩＤに応じてアンテナ３ａ〜３ｅが形成されている。そして、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに付与されたＩＤは、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに対して電磁波が照射された場合に、その反射波において、アンテナ領域２ａ〜２ｅのそれぞれに形成されるアンテナ３ａ〜３ｅの共振ピークが検出されるかどうかによって認識されることになる。

具体的には、ＩＤタグ１ａ〜１ｃにはそれぞれ５ビットのＩＤが付与されており、５つのアンテナ領域２ａ〜２ｅにアンテナ３ａ〜３ｅが形成されているかどうかによって、５ビットそれぞれの値が決定する。ＩＤタグ１ａ〜１ｃに付与される５ビットからなるＩＤの１ビット目は、アンテナ領域２ａに形成されるアンテナ３ａによる共振ピークが検出された場合に“１”となり、アンテナ３ａによる共振ピークが検出されなかった場合に“０”となる。また、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに付与される５ビットからなるＩＤの２ビット目は、アンテナ領域２ｂに形成されるアンテナ３ｂによる共振ピークが検出された場合に“１”となり、アンテナ３ｂによる共振ピークが検出されなかった場合に“０”となる。また、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに付与される５ビットからなるＩＤの３ビット目は、アンテナ領域２ｃに形成されるアンテナ３ｃによる共振ピークが検出された場合に“１”となり、アンテナ３ｃによる共振ピーク検出されなかった場合に“０”となる。また、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに付与される５ビットからなるＩＤの４ビット目は、アンテナ領域２ｄに形成されるアンテナ３ｄによる共振ピークが検出された場合に“１”となり、アンテナ３ｄによる共振ピークが検出されなかった場合に“０”となる。また、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに付与される５ビットからなるＩＤの５ビット目は、アンテナ領域２ｅに形成されるアンテナ３ｅによる共振ピークが検出された場合に“１”となり、アンテナ３ｅによる共振ピークが検出されなかった場合に“０”となる。このようにしてＩＤタグ１ａ〜１ｃに付与されたＩＤを構成することにより、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに対して電磁波が照射された場合に、その反射波にて検出される共振ピークを用いて、ＩＤタグ１ａについてはＩＤ“００１００”が判別され、ＩＤタグ１ｂについてはＩＤ“１０１０１”が判別され、ＩＤタグ１ｃについてはＩＤ“１１１１１”が判別されることになる。

次に、上記のように構成されたＩＤタグ１ａ〜１ｃのＩＤを認識する読取装置について説明する。

図２は、本発明の読取装置の実施の一形態を示すブロック図である。

本形態における読取装置は図２に示すように、配送物等の障害物４に貼付によって取り付けられたＩＤタグ１ａに対して電磁波を照射し、その反射波を受信することにより、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを読み取って認識するものであって、送信アンテナ１１ａと、受信アンテナ１１ｂと、送信部１２と、受信部１３と、処理部１４と、制御部１５とを有するリーダ１０である。なお、図２においては、図１に示したＩＤタグ１ａ〜１ｃのうちＩＤタグ１ａのみを図示しているが、ＩＤタグ１ｂ，１ｃに対しても、同様に、障害物に貼付された状態で、電磁波を照射し、その反射波を受信することになる。

障害物４は、略平面を有する段ボール箱等から構成され、略平面を貼付面としてＩＤタグ１ａが貼付されている。

送信部１２は、アンテナ領域３ａ〜３ｅに割り当てられた周波数を含む電磁波を生成し、送信アンテナ１１ａを介して照射する。

受信部１３は、送信部１２から送信アンテナ１１ａを介して照射された電磁波に対するＩＤタグ１ａからの反射波を受信アンテナ５１ｂを介して受信し、反射波の受信電力のレベルを検知する。

処理部５４は、受信部５３にて検知された受信電力のレベルに基づいて、ＩＤタグ１ａにおける共振ピークを検出し、アンテナ領域３ａ〜３ｅに割り当てられた周波数のうち、共振ピークが検出された周波数についての個別ＩＤを“１”とし、共振ピークが検出されなかった周波数についての個別ＩＤを“０”とし、これら“１”と“０”とを周波数の順序に並べることで、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを認識する。

送信アンテナ１１ａは、電磁波を照射するタイミングにおいてＩＤタグ１ａに正対する方向に対して所定方向に傾いた領域に配置され、ＩＤタグ１ａに対して電磁波を照射する。

受信アンテナ１１ｂは、反射波を受信するタイミングにおいてＩＤタグ１ａに正対する方向に配置され、ＩＤタグ１ａからの反射波を受信する。

制御部５５は、送信部５２における電磁波の照射、及び処理部５４における各処理を制御する。

上記のように構成されたリーダ１０を用いて、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに付与されたＩＤを認識する場合は、送信部１２において、アンテナ領域２ａ〜２ｅに割り当てられた周波数の電磁波を生成し、アンテナ領域２ａ〜２ｅに割り当てられた周波数帯をスイープしながら当該周波数帯の電磁波を、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに対して送信アンテナ１１ａを介して照射する。

すると、ＩＤタグ１ａ〜１ｃからの反射波が、受信アンテナ１１ｂを介して受信部１３にて受信されて反射波の受信電力のレベルが検知され、処理部１４において、受信部１３にて検知された受信電力のレベルに基づいて共振ピークが検出される。

そして、アンテナ領域２ａ〜２ｅに割り当てられた周波数について、共振ピークが検出された周波数についての個別ＩＤを“１”とし、共振ピークが検出されなかった周波数についての個別ＩＤを“０”とし、これら２値情報となる“１”と“０”とを、例えば周波数の低い順序に並べることで、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに付与されたＩＤが認識される。

ここで、障害物４に電磁波を照射した場合の反射波と、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに電磁波を照射した場合の反射波の特性について説明する。

図３は、図２に示したリーダ１０から照射された電磁波の反射波の特性を説明するための図であり、（ａ）は障害物４に電磁波を照射した場合の反射波の特性を示す図、（ｂ）は図１に示したＩＤタグ１ａ〜１ｃに電磁波を照射した場合の反射波の特性を示す図である。

図２に示したような障害物４に対して、図３（ａ）に示すようにＩＤタグ１ａの貼付面に正対する方向に対して所定方向に角度αだけ傾いた方向からリーダ１０にて電磁波を照射した場合、照射された電磁波は、障害物４の貼付面にて鏡のように反射し、その反射波の受信電力のレベルは、障害物４の貼付面に正対する方向に対して所定方向とは反対方向に、入射角αと同じ反射角αだけ傾いた方向にて大きくなる。

一方、図１に示したＩＤタグ１ａ〜１ｃに対して、図３（ｂ）に示すようにＩＤタグ１ａ〜１ｃに正対する方向に対して所定方向に角度αだけ傾いた方向からリーダ１０にて電磁波を照射した場合、照射された電磁波の反射波の受信電力のレベルは、ＩＤタグ１ａ〜１ｃに正対する方向にて大きくなる。

このような障害物４とＩＤタグ１ａ〜１ｃにおける電磁波の反射指向性の違いを利用して、送信アンテナ１１ａと受信アンテナ１１ｂの配置位置をそれぞれ検討した。

図４は、図２に示したリーダ１０における送信アンテナ１１ａと受信アンテナ１１ｂの配置位置を示す図である。

図４に示すように、障害物４の貼付面に貼付されたＩＤタグ１ａに対して送信アンテナ１１ａから電磁波を照射し、その反射波を受信アンテナ１１ｂを介して受信する場合において、ＩＤタグ１ａに正対する方向に対して図中左方向に角度θ1だけ傾けた位置に送信アンテナ１１ａを配置し、また、ＩＤタグ１ａに正対する方向に対して図中左方向に角度θ2だけ傾けた位置に受信アンテナ１１ｂを配置し、これらθ1とθ2をそれぞれ変化させてその際にＩＤタグ１ａの共振ピークが検出されるかどうかの実験を行った。

図５〜図１１は、図２に示したリーダ１０における送信アンテナ１１ａと受信アンテナ１１ｂの配置位置を変化させた場合にリーダ１０にて検知される反射波の受信電力のレベルを示す図である。

まず、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を２０°とし、受信アンテナ１１ｂを配置する角度θ2を０°として、リーダ１０にてＩＤタグ１ａの共振ピークが検出されるかどうかの実験を行った。

すると、図５に示すように、受信アンテナ１１ｂにて受信された反射波の受信電力のレベルにおいて、障害物４の反射波によるものの中に、ＩＤタグ１ａによる共振ピークを検出することができる。これは、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を２０°とした場合は、上述したように、送信アンテナ１１ａから照射された電磁波による反射波の受信電力のレベルが、障害物４の貼付面からの反射波においては、障害物４の貼付面に正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に、入射角と同じ２０°だけ傾いた方向にて大きくなる一方、ＩＤタグ１ａからの反射波においては、ＩＤタグ１ａに正対する方向にて大きくなるところ、受信アンテナ１１ｂが、障害物４の貼付面及びＩＤタグ１ａに正対する方向に配置されていることで、受信アンテナ１１ｂにて受信される受信電力のレベルが、障害物４の貼付面からの反射波においては小さくなり、ＩＤタグ１ａからの反射波においては大きくなるためである。そして、この共振ピークを検出することで、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを認識することができる。

次に、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を１０°とし、受信アンテナ１１ｂを配置する角度θ2を０°として、リーダ１０にてＩＤタグ１ａの共振ピークが検出されるかどうかの実験を行った。

すると、図６に示すように、受信アンテナ１１ｂにて受信された反射波の受信電力のレベルにおいて、ＩＤタグ１ａによる共振ピークが、障害物４の反射波によるものに埋もれてしまい、検出することができない。これは、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を１０°とした場合は、上述したように、送信アンテナ１１ａから照射された電磁波による反射波の受信電力のレベルが、ＩＤタグ１ａからの反射波においては、ＩＤタグ１ａに正対する方向にて大きくなる一方、障害物４の貼付面からの反射波においては、障害物４の貼付面に正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に、入射角と同じ１０°だけ傾いた方向にて大きくなるものの、１０°程度では、障害物４の貼付面からの反射波の受信電力のレベルが、ＩＤタグ１ａによる共振ピークを検出できるほど小さくならないためである。そのため、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを認識することができない。

次に、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を３０°とし、受信アンテナ１１ｂを配置する角度θ2を０°として、リーダ１０にてＩＤタグ１ａの共振ピークが検出されるかどうかの実験を行った。

すると、図７に示すように、受信アンテナ１１ｂにて受信された反射波の受信電力のレベルにおいて、障害物４の反射波によるものの中に、ＩＤタグ１ａによる共振ピークを検出することができる。これは、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を３０°とした場合は、上述したように、送信アンテナ１１ａから照射された電磁波による反射波の受信電力のレベルが、障害物４の貼付面からの反射波においては、障害物４の貼付面に正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に、入射角と同じ３０°だけ傾いた方向にて大きくなる一方、ＩＤタグ１ａからの反射波においては、ＩＤタグ１ａに正対する方向にて大きくなるところ、受信アンテナ１１ｂが、障害物４の貼付面及びＩＤタグ１ａに正対する方向に配置されていることで、受信アンテナ１１ｂにて受信される受信電力のレベルが、障害物４の貼付面からの反射波においては、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を２０°とした場合によりもさらに小さくなり、ＩＤタグ１ａからの反射波においては大きくなるためである。そして、この共振ピークを検出することで、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを認識することができる。

次に、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を６０°とし、受信アンテナ１１ｂを配置する角度θ2を０°として、リーダ１０にてＩＤタグ１ａの共振ピークが検出されるかどうかの実験を行った。

すると、図８に示すように、受信アンテナ１１ｂにて受信された反射波の受信電力のレベルにおいて、障害物４の反射波によるものの中に、ＩＤタグ１ａによる共振ピークを検出することができる。これは、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を６０°とした場合は、上述したように、送信アンテナ１１ａから照射された電磁波による反射波の受信電力のレベルが、障害物４の貼付面からの反射波においては、障害物４の貼付面に正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に、入射角と同じ６０°だけ傾いた方向にて大きくなる一方、ＩＤタグ１ａからの反射波においては、ＩＤタグ１ａに正対する方向にて大きくなるところ、受信アンテナ１１ｂが、障害物４の貼付面及びＩＤタグ１ａに正対する方向に配置されていることで、受信アンテナ１１ｂにて受信される受信電力のレベルが、障害物４の貼付面からの反射波においては、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を３０°とした場合によりもさらに小さくなり、ＩＤタグ１ａからの反射波においては大きくなるためである。そして、この共振ピークを検出することで、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを認識することができる。

次に、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を３０°とし、受信アンテナ１１ｂを配置する角度θ2を１０°として、リーダ１０にてＩＤタグ１ａの共振ピークが検出されるかどうかの実験を行った。

すると、図９に示すように、受信アンテナ１１ｂにて受信された反射波の受信電力のレベルにおいて、障害物４の反射波によるものの中に、ＩＤタグ１ａによる共振ピークを検出することができる。これは、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を３０°とした場合は、障害物４の貼付面からの反射波については、送信アンテナ１１ａから照射された電磁波による反射波の受信電力のレベルが、上述したように、障害物４の貼付面に正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に、入射角と同じ３０°だけ傾いた方向にて大きくなるところ、受信アンテナ１１ｂが、障害物４の貼付面及びＩＤタグ１ａに正対する方向に対して１０°しか傾いていない位置に配置されていることで、受信アンテナ１１ｂにて受信される受信電力のレベルが、障害物４の貼付面からの反射波においては小さくなるためである。一方、ＩＤタグ１ａからの反射波においては、送信アンテナ１１ａから照射された電磁波による反射波の受信電力のレベルが、上述したように、ＩＤタグ１ａに正対する方向にて大きくなるものの、受信アンテナ１１ｂの配置位置が、ＩＤタグ１ａに正対する方向に対して１０°傾いた程度では、ＩＤタグ１ａからの反射波の受信電力のレベルがそれほど小さくならないためである。さらに、受信アンテナ１１ｂの配置位置が、ＩＤタグ１ａに正対する方向に対して送信アンテナ１１ａ側に傾いていることにより、障害物４による反射波の受信電力のレベルが小さくなることで、ＩＤタグ１ａの共振ピークが検出しやすくなる。この共振ピークを検出することで、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを認識することができる。

次に、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を３０°とし、受信アンテナ１１ｂを配置する角度θ2を−１０°、すなわち、ＩＤタグ１ａに正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に１０°傾いた位置に受信アンテナ１１ｂを配置して、リーダ１０にてＩＤタグ１ａの共振ピークが検出されるかどうかの実験を行った。

すると、図１０に示すように、受信アンテナ１１ｂにて受信された反射波の受信電力のレベルにおいて、障害物４の反射波によるものの中に、ＩＤタグ１ａによる共振ピークを検出することができる。これは、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を３０°とした場合は、障害物４の貼付面からの反射波については、送信アンテナ１１ａから照射された電磁波による反射波の受信電力のレベルが、上述したように、障害物４の貼付面に正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に、入射角と同じ３０°だけ傾いた方向にて大きくなるところ、受信アンテナ１１ｂが、障害物４の貼付面及びＩＤタグ１ａに正対する方向に対して１０°しか傾いていない位置に配置されていることで、受信アンテナ１１ｂにて受信される受信電力のレベルが、障害物４の貼付面からの反射波においては小さくなるためである。一方、ＩＤタグ１ａからの反射波においては、送信アンテナ１１ａから照射された電磁波による反射波の受信電力のレベルが、上述したように、ＩＤタグ１ａに正対する方向にて大きくなるものの、受信アンテナ１１ｂの配置位置が、ＩＤタグ１ａに正対する方向に対して１０°傾いた程度では、ＩＤタグ１ａからの反射波の受信電力のレベルがそれほど小さくならないためである。この共振ピークを検出することで、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを認識することができる。

次に、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を３０°とし、受信アンテナ１１ｂを配置する角度θ2を−２０°、すなわち、ＩＤタグ１ａに正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に２０°傾いた位置に受信アンテナ１１ｂを配置して、リーダ１０にてＩＤタグ１ａの共振ピークが検出されるかどうかの実験を行った。

すると、図１１に示すように、受信アンテナ１１ｂにて受信された反射波の受信電力のレベルにおいて、ＩＤタグ１ａによる共振ピークが、障害物４の反射波によるものに埋もれてしまい、検出することができない。これは、ＩＤタグ１ａからの反射波においては、送信アンテナ１１ａを配置する角度θ1を３０°とした場合でも、送信アンテナ１１ａから照射された電磁波による反射波の受信電力のレベルが、上述したように、ＩＤタグ１ａに正対する方向にて大きくなるものの、受信アンテナ１１ｂの配置位置が、ＩＤタグ１ａに正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対側に２０°傾いているため、ＩＤタグ１ａからの反射波の受信電力のレベルが小さくなってしまうためである。また、障害物４の貼付面からの反射波については、送信アンテナ１１ａから照射された電磁波による反射波の受信電力のレベルが、上述したように、障害物４の貼付面に正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に、入射角と同じ３０°だけ傾いた方向にて大きくなるところ、受信アンテナ１１ｂが、障害物４の貼付面及びＩＤタグ１ａに正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に２０°傾いているものの、１０°程度では、障害物４からの反射波の受信電力のレベルが、受信電力のレベルが小さくなったＩＤタグ１ａからの反射波による共振ピークが検出できる程小さくならないためである。そのため、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを認識することができない。

上記実験結果を鑑みた場合、送信アンテナ１１ａにおいては、障害物４の貼付面及びＩＤタグ１ａに正対する方向に対して一方の方向に２０°傾いた位置から同じ方向に６０°傾いた位置までに配置された場合にが、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを認識できるかできることがわかる。また、受信アンテナ１１ｂにおいては、障害物４の貼付面及びＩＤタグ１ａに正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に１０°傾いた位置に配置された場合に、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを認識でき、その位置から送信アンテナ１１ａ側に配置されていれば、障害物４による反射波の受信電力のレベルが小さくなる一方であるため、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤを認識できる。

すなわち、ＩＤタグ１ａに付与されたＩＤをＩＤタグ１ａからの反射波を用いて認識する場合に、ＩＤタグ１ａに正対する方向に対して一方の方向に２０度〜６０度傾いた領域からＩＤタグに対して電磁波を照射し、ＩＤタグ１ａに正対する方向に対して送信アンテナ１１ａとは反対方向に１０度傾いた領域から電磁波を照射する領域までの間の領域にて電磁波に対する反射波を受信することにより、電磁波に対する障害物４からの反射波が受信されにくい状態にてＩＤタグ１ａからの反射波が受信されることとなり、それにより、ＩＤタグ１ａが障害物４に取り付けられた場合でも、演算処理や特殊な機能を有するＩＤタグを用いることなくＩＤを認識することができる。その際、受信アンテナ１１ｂは、送信アンテナ１１ａよりも、障害物４の貼付面及びＩＤタグ１ａに正対する方向に配置されていることが好ましく、ＩＤタグ１ａに正対する領域に対して送信アンテナ１１ａが配置された方向に１０度傾いた領域からそれとは反対方向に１０度傾いた領域までの間の領域に配置されていることが好ましい。

また、受信アンテナ１１ｂが、障害物４の貼付面及びＩＤタグ１ａに正対する領域から、送信アンテナ１１ａとは反対方向に１０度傾いた領域までの間に配置されていれば、ＩＤタグ１ａからの反射波の受信電力のレベルを検知する際に、ＩＤタグ１ａに照射される電磁波による干渉を受けにくくすることができる。

以下に、上述したリーダ１０を用いたＩＤ読取システムについて説明する。

図１２は、図２に示したリーダ１０を用いたＩＤ読取システムの実施の一形態を示す図であり、（ａ）は全体の外観斜視図、（ｂ）は上面図である。

図１２に示すように本形態における読取システムにおいては、図２に示したリーダ１０がライン作業用のトンネル型リーダとして構成されている。トンネル型リーダ１０は、ＩＤタグ１ａ〜１ｄが貼付された障害物４ａ〜４ｄが搬送されてくるコンベア２０上を跨ぐようにして配置され、その一方の内壁面に送信アンテナ１１ａと受信アンテナ１１ｂとが取り付けられている。

障害物４ａ〜４ｄは、貼付されたＩＤタグ１ａ〜１ｄが、障害物４ａ〜４ｄがリーダ１０をくぐる際に送信アンテナ１１ａ及び受信アンテナ１１ｂが取り付けられた内壁面に対向するようにコンベア２０上に載置され、搬送されてくる。

送信アンテナ１１ａと受信アンテナ１１ｂは、図１２（ｂ）に示すように、ＩＤの読取対象となるＩＤタグが貼付された障害物に対向する領域に取り付けられている。そして、送信アンテナ１１ａと受信アンテナ１１ｂそれぞれの、コンベア２０上を搬送されてくる障害物４ａ〜４ｄのＩＤタグ１ａ〜１ｄの貼付面及びＩＤタグ１ａ〜１ｄに対する角度は、上述したように、送信アンテナ１１ａにおいては、ＩＤの読取対象となるＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して障害物４の搬送方向上流側に２０度〜６０度傾いた領域に配置され、受信アンテナ１１ｂにおいては、ＩＤの読取対象となるＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して障害物４の搬送方向下流側に１０度傾いた領域から送信アンテナ１１ａが配置された領域までの間に配置されている。

上記のように構成された読取システムにおいては、コンベア２０上を搬送されてくる障害物４ａ〜４ｄが送信アンテナ１１ａ及び受信アンテナ１１ｂに対向するタイミングで、障害物４ａ〜４ｄに貼付されたＩＤタグ１ａ〜１ｄからＩＤがリーダ１０にて読み取られて認識されることになるため、送信アンテナ１１ａにおいては、ＩＤタグ１ａ〜１ｄからＩＤを読み取るタイミングにおいてＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して障害物４の搬送方向上流側に２０度〜６０度傾いた領域に配置され、受信アンテナ１１ｂにおいては、ＩＤタグ１ａ〜１ｄからＩＤを読み取るタイミングにおいてＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して障害物４の搬送方向下流側に１０度傾いた領域から送信アンテナ１１ａが配置された領域までの間に配置されていることになる。

このように構成された読取システムによれば、上述したように、コンベア２０上を搬送されてくる障害物４ａ〜４ｄに貼付されたＩＤタグ１ａ〜１ｄに付与されたＩＤをリーダ１０によって正確に認識することができる。

なお、本形態における読取システムにおいては、送信アンテナ１１ａが、ＩＤの読取対象となるＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して障害物４の搬送方向上流側に２０度〜６０度傾いた領域に配置され、受信アンテナ１１ｂが、ＩＤの読取対象となるＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して障害物４の搬送方向下流側に１０度傾いた領域から送信アンテナ１１ａが配置された領域までの間に配置されているが、送信アンテナ１１ａが、ＩＤの読取対象となるＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して障害物４の搬送方向下流側に２０度〜６０度傾いた領域に配置され、受信アンテナ１１ｂが、ＩＤの読取対象となるＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して障害物４の搬送方向上流側に１０度傾いた領域から送信アンテナ１１ａが配置された領域までの間に配置されていてもよい。さらに、送信アンテナ１１ａが、ＩＤの読取対象となるＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して上方に２０度〜６０度傾いた領域に配置され、受信アンテナ１１ｂにおいては、ＩＤの読取対象となるＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して下方に１０度傾いた領域から送信アンテナ１１ａが配置された領域までの間に配置されていてもよく、またその反対に、送信アンテナ１１ａが、ＩＤの読取対象となるＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して下方に２０度〜６０度傾いた領域に配置され、受信アンテナ１１ｂが、ＩＤの読取対象となるＩＤタグ１ａ〜１ｄに正対する方向に対して上方に１０度傾いた領域から送信アンテナ１１ａが配置された領域までの間に配置されていてもよい。

また、本発明の読取装置にてＩＤが読み取られるＩＤタグとしては、図１に示したように、互いに異なる周波数が割り当てられた複数のアンテナ領域を有するものに限らず、１つのアンテナ領域を有し、このアンテナ領域に、ＩＤタグに付与されたＩＤに応じた共振ピークを有するアンテナが形成されるものであってもよい。

１ａ〜１ｄＩＤタグ
２ベース基材
２ａ〜２ｅアンテナ領域
３ａ〜３ｅアンテナ
４，４ａ〜４ｄ障害物
１０リーダ
１１ａ送信アンテナ
１１ｂ受信アンテナ
１２送信部
１３受信部
１４処理部
１５制御部
２０コンベア

Claims

導電性のアンテナを具備し、障害物の略平面に取り付けられたＩＤタグに対して電磁波を照射し、該電磁波に対する前記ＩＤタグからの反射波を用いて、前記ＩＤタグに付与された識別情報を読み取って認識する読取装置であって、
電磁波を生成する送信部と、
前記送信部にて生成された電磁波を前記ＩＤタグに照射する送信アンテナと、
前記送信アンテナから照射された電磁波の反射波を受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナにて受信された反射波の受信電力のレベルを検知する受信部と、
前記受信部にて検知された受信電力のレベルに基づいて前記反射波の共振ピークを検出し、該共振ピークに基づいて、前記ＩＤタグに付与された識別情報を認識する処理部とを有し、
前記送信アンテナは、前記識別情報を読み取るタイミングにおいて前記ＩＤタグに正対する方向に対して所定方向に２０度〜６０度傾いた領域に配置され、
前記受信アンテナは、前記識別情報を読み取るタイミングにおいて前記ＩＤタグに正対する方向に対して前記所定方向とは反対方向に１０度傾いた領域から前記送信アンテナが配置された領域までの間に配置されている、読取装置。
請求項１に記載の読取装置において、
前記受信アンテナは、前記識別情報を読み取るタイミングにおいて、前記ＩＤタグに正対する領域に対して前記所定方向に１０度傾いた領域から前記所定方向とは反対方向に１０度傾いた領域までの間に配置されている、読取装置。
導電性のアンテナを具備し、障害物の略平面に取り付けられたＩＤタグに対して電磁波を照射し、該電磁波に対する前記ＩＤタグからの反射波の受信電力のレベルを検知し、該受信電力の共振ピークに基づいて、前記ＩＤタグに付与された識別情報を認識する読取方法であって、
前記ＩＤタグに正対する方向に対して所定方向に２０度〜６０度傾いた領域から前記ＩＤタグに対して電磁波を照射し、
前記ＩＤタグに正対する方向に対して前記所定方向とは反対方向に１０度傾いた領域から前記電磁波を照射する領域までの間の領域にて前記電磁波に対する反射波を受信する、読取方法。
請求項３に記載の読取方法において、
前記ＩＤタグに正対する領域に対して前記所定方向に１０度傾いた領域から前記所定方向とは反対方向に１０度傾いた領域までの間の領域にて前記電磁波に対する反射波を受信する、読取方法。