JP7217171B2 - 読取システム - Google Patents

Description

本発明は、読取システムに関する。

現在、平面アンテナと読取装置とを用いて、パッシブタグからタグ情報を読み取る読取システムが知られている。平面アンテナは、２次元に広がる放射面を有する平板状のアンテナである。平面アンテナとしては、パッチアンテナと呼ばれるマイクロストリップアンテナの他、２次元通信を実現するための通信シートが知られている。このような通信シートとして、例えば、特許文献１には、導電部と非導電部とを有する上層と、繊維構造体もしくは発泡樹脂シートからなる中層と、全面に導電性を有する下層との３つの層から構成される通信用シート構造体が記載されている。

ところで、パッシブタグは、平面アンテナから効率的に電波を受信できるように、平面アンテナの放射面とパッシブタグが備えるタグ側アンテナの放射面とが対向するように配置されることが一般的である。例えば、上述した通信用シート構造体を用いる場合、通信シート用構造体が備える上層の表面に形成される放射面とタグ用アンテナの放射面とが平行であり、通信シート用構造体を平面視したときにこの２つの放射面が重なるように、パッシブタグが配置されることが一般的である。

特許第４９０８１８７号公報

しかしながら、パッシブタグの配置が、種々の条件により制限されることがある。例えば、パッシブタグが付される物品の形状、平面アンテナの設置角度などによっては、上記２つの放射面が平行且つ平面視で重なるようにパッシブタグを配置することが困難である場合がある。このため、パッシブタグの配置に特定の制約がある場合においても、タグ情報の読み取りが可能である読取システムが望まれている。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、パッシブタグの配置に特定の制約がある場合においても、タグ情報の読み取りが可能である読取システム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、本発明の第１の観点に係る読取システムは、
電力供給用の電波である第１の電波を放射し、タグ情報を示す電波である第２の電波を受信する放射面を備える平面アンテナと、
前記平面アンテナを介して前記タグ情報を読み取る読取装置と、
給電点を中心に互いに反対方向に延びる２つのエレメントを備えるダイポールアンテナと、前記ダイポールアンテナが前記第１の電波を受信したことに応答して、前記第２の電波を前記ダイポールアンテナに放射させる制御回路と、を備えるパッシブタグと、を備え、
前記第１の電波の放射時において、前記ダイポールアンテナの一端における電界強度と前記ダイポールアンテナの他端における電界強度との差である電界強度差は、前記ダイポールアンテナの受信感度に応じた強度差閾値よりも大きい。

前記放射面と前記２つのエレメントが延びる方向である第１の方向とが直交し、
前記放射面から前記ダイポールアンテナの一端までの距離は、前記第１の電波の放射のための送信電力に応じた距離閾値よりも短く、前記放射面から前記ダイポールアンテナの他端までの距離は、前記距離閾値よりも長くてもよい。

前記平面アンテナは、
導電性を有し、開孔部がメッシュ状に形成された第１の導体層と、
導電性を有する第２の導体層と、
絶縁性を有し、前記第１の導体層と前記第２の導体層との間に設けられた絶縁体層と、を備え、
前記読取装置から供給される交流信号に応じた前記第１の電波を前記開孔部から浸出させることにより前記第１の導体層の表面に前記距離閾値分の厚さを有する浸出領域を形成する、通信シートであり、
前記ダイポールアンテナの一端は、前記浸出領域の内部に配置され、前記ダイポールアンテナの他端は、前記浸出領域の外部に配置されてもよい。

前記放射面は鉛直方向と直交し、
前記パッシブタグの少なくとも一部は、前記第１の方向が鉛直方向になるように、鉛直方向に延びる物品の側面に貼付されてもよい。

前記平面アンテナを平面視したときに、前記放射面と前記ダイポールアンテナの一端とが重なり、前記放射面と前記ダイポールアンテナの他端とが重ならず、
前記放射面から前記ダイポールアンテナの一端までの距離は、前記第１の電波の放射のための送信電力に応じた距離閾値よりも短くてもよい。

上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る読取システムは、
電力供給用の電波である第１の電波を放射し、タグ情報を示す電波である第２の電波を受信する放射面を備える平面アンテナと、
前記平面アンテナを介して前記タグ情報を読み取る読取装置と、
給電点を基準として互いに反対側に配置される、エレメントと接地用導体とを備えるモノポールアンテナと、前記モノポールアンテナが前記第１の電波を受信したことに応答して、前記第２の電波を前記モノポールアンテナに放射させる制御回路と、を備えるパッシブタグと、を備え、
前記エレメントは、前記給電点から前記モノポールアンテナの一端に向けて延びており、
前記第１の電波の放射時において、前記モノポールアンテナの一端における電界強度と前記モノポールアンテナの他端における電界強度との差である電界強度差は、前記モノポールアンテナの受信感度に応じた強度差閾値よりも大きい。

前記放射面と前記エレメントが延びる方向である第１の方向とが直交し、
前記放射面から前記モノポールアンテナの一端までの距離は、前記第１の電波の放射のための送信電力に応じた距離閾値よりも短く、前記放射面から前記モノポールアンテナの他端までの距離は、前記距離閾値よりも長くてもよい。

前記平面アンテナを平面視したときに、前記放射面と前記モノポールアンテナの一端とが重なり、前記放射面と前記モノポールアンテナの他端とが重ならず、
前記放射面から前記モノポールアンテナの一端までの距離は、前記第１の電波の放射のための送信電力に応じた距離閾値よりも短くてもよい。

前記読取装置は、前記第１の電波の放射のための送信電力を周期的に変化させ、
前記読取装置は、前記電界強度差が前記強度差閾値よりも大きいときに、前記タグ情報を読み取ってもよい。

本発明によれば、パッシブタグの配置に特定の制約がある場合においても、タグ情報の読み取りが可能である。

本発明の実施形態１に係る読取システムの構成図 本発明の実施形態１に係る通信シートの平面図 図２におけるＡ－Ａ線の断面図 本発明の実施形態１に係るパッシブタグの平面図 本発明の実施形態１に係る読取システムが適用される保管庫の斜視図 本発明の実施形態１に係る読取システムが適用される保管庫の正面図 本発明の実施形態１に係る読取システムの機能構成図 パッシブタグの角度と読取可否との対応関係の説明図 パッシブタグの位置と読取可否との対応関係の説明図 パッシブタグの位置に応じて電界強度差が変化することの説明図 送信電力に応じて電界強度差が変化することの説明図 本発明の実施形態２に係る読取システムが実行するタグ情報読取処理を示すフローチャート 本発明の実施形態３に係るパッシブタグの平面図 本発明の実施形態４に係るパッシブタグの配置の説明図 本発明の実施形態５に係るパッシブタグの配置の説明図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図中において、同一又は対応する部分には、同一の符号を付す。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る読取システム１０００の構成図である。読取システム１０００は、制御装置１０により制御されるリーダライタ２０が、通信シート１００を介して、パッシブタグ３００からタグ情報を読み取るシステムである。読取システム１０００は、パッシブタグ３００の設置角度及び設置位置に主な特徴があるが、この特徴に関しては後述する。本実施形態では、鉛直方向下向きに延びる軸をＺ軸、Ｚ軸と直交する軸をＸ軸、Ｚ軸とＸ軸とに直交する軸をＹ軸とする。

図１に示すように、読取システム１０００は、制御装置１０と、リーダライタ２０と、通信シート１００と、パッシブタグ３００とを備える。リーダライタ２０と通信シート１００とは、通信ケーブル３０により接続される。通信シート１００は、電波インターフェース４０と電波吸収部６０とを備える。パッシブタグ３００は、物品２１０を収納する収納袋２００に付される。

制御装置１０は、リーダライタ２０によるタグ情報の読み取り又は書き込みを制御する。制御装置１０は、タグ情報の読み取りをリーダライタ２０に指示し、読み出されたタグ情報をリーダライタ２０から受信する。また、制御装置１０は、タグ情報の書き込みをリーダライタ２０に指示する。制御装置１０は、例えば、ノートパソコン、タブレット端末、スマートフォンなどの端末装置である。制御装置１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ＲＴＣ（Real Time Clock）、タッチスクリーン、通信インターフェースを備える。

リーダライタ２０は、制御装置１０による制御に従って、パッシブタグ３００からタグ情報を読み取る。また、リーダライタ２０は、制御装置１０による制御に従って、パッシブタグ３００にタグ情報を書き込む。なお、本実施形態では、タグ情報の読み取りについて説明し、タグ情報の書き込みについては説明を省略する。リーダライタ２０は、通信ケーブル３０を介して、電波インターフェース４０と接続される。

リーダライタ２０は、制御装置１０からタグ情報の読み取りを指示する情報を受信した場合、電力供給のための電波（以下、適宜「第１の電波」という。）に応じた交流信号を電波インターフェース４０に送信する。そして、リーダライタ２０は、通信シート１００がタグ情報を含む電波（以下、適宜「第２の電波」という。）を受信した場合、第２の電波に応じた交流信号を電波インターフェース４０から受信する。リーダライタ２０は、受信した交流信号により示されるタグ情報を制御装置１０に送信する。リーダライタ２０は、読取装置である。

次に、図２と図３とを参照して、本実施形態において平面アンテナとして採用される通信シート１００の構成について説明する。なお、平面アンテナは、２次元に広がる放射面を有する平板状のアンテナであり、放射される電波に応じた電界強度が、放射面からの距離に大きく依存することが望ましい。図２は、通信シート１００の平面図である。図３は、図２のＡ－Ａ線における断面図である。通信シート１００は、２次元通信で用いられる電波を伝搬するシート状の媒体である。つまり、通信シート１００は、２次元通信用のシート構造体である。シート状とは、２次元の面としての広がりを持ち、厚さが薄い形状をいう。

つまり、通信シート１００の形状は、通信シート１００の長手方向（Ｘ軸方向）の長さが通信シート１００の幅方向（Ｙ軸方向）の長さ（幅）よりも長く、幅方向の長さが通信シート１００の厚さ方向（Ｚ軸方向）の長さ（厚さ）よりも十分に長い帯状である。通信シート１００のサイズは、適宜、調整することができる。本実施形態では、通信シート１００の長さは１６０センチメートルであり、通信シート１００の幅は３０センチメートルである。通信シート１００は、リーダライタ２０から供給された第１の電波を、通信シート１００の幅方向と通信シートの長手方向とに伝播しつつ、通信シート１００の表面から漏れさせる機能を有する。

図３に示すように、通信シート１００は、基本的に、カバー層１０４と、導体層１０１と、絶縁体層１０３と、導体層１０２と、カバー層１０５とが、順に重ねられて構成される。通信シート１００が備える各層は、蒸着、スパッタリング、スプレー塗布などにより積層されてもよい。或いは、通信シート１００が備える各層は、別個に形成された後、接着により積層されてもよい。

導体層１０１は、導電性を有し、開孔部がメッシュ状に形成された層である。第１の導体層は、例えば、導体層１０１に対応する。導体層１０１は、通信シート１００の内部を伝搬する電波を開孔部から漏れ出させて、浸出領域１０７を形成する機能を有する。開孔部は、絶縁性を有する部分であり、例えば、空気である。開孔部の形状は、例えば、正三角形である。正三角形の一辺の長さは、電波の波長よりも短いことが好適であり、例えば、数ミリメートルから数センチメートルである。本実施形態では、正三角形の一辺の長さは、７ｍｍであるものとする。

導体層１０１は、例えば、第１の方向に延びる複数の第１の線状導体と、第２の方向に延びる複数の第２の線状導体と、第３の方向に延びる複数の第３の線状導体とが、相互に交差することにより形成される。第１の方向は、例えば、Ｘ軸方向である。第２の方向は、例えば、ＸＹ平面に対して平行な方向であり、第１の方向に対して６０度の角度を有する方向である。第３の方向は、例えば、ＸＹ平面に対して平行な方向であり、第１の方向と第２の方向とに対して６０度の角度を有する方向である。

導体層１０１は、導電性を有する素材を含んでいれば、どのような素材により構成されてもよい。例えば、導体層１０１は、銅、銀、アルミニウム、ステンレス、ニッケルなどの金属、各種の合金、導電糸が編み込み又は織り込まれた繊維構造体により構成されてもよい。導体層１０１は、例えば、蒸着、スパッタリング、スクリーン印刷などにより、絶縁体層１０３の一方の面に形成される。

導体層１０２は、導電性を有し、開孔部を有しない平板状の層である。第２の導体層は、例えば、導体層１０２に対応する。導体層１０２は、通信シート１００の内部を伝搬する電波が通信シート１００の裏面から漏れることを抑制する機能を有する。なお、通信シート１００の裏面は、通信シート１００が備える２つの面のうち、カバー層１０５が設けられた方の面である。一方、通信シート１００の表面は、通信シート１００が備える２つの面のうち、カバー層１０４が設けられた方の面である。通信シート１００の表面を、適宜、放射面という。

導体層１０２は、導電性を有する素材を含んでいれば、どのような素材により構成されてもよい。例えば、導体層１０２は、銅、銀、アルミニウム、ステンレス、ニッケルなどの金属、各種の合金、導電糸が編み込み又は織り込まれた繊維構造体により構成されてもよい。導体層１０２は、例えば、蒸着、スパッタリング、スクリーン印刷などにより、絶縁体層１０３の他方の面に形成される。

絶縁体層１０３は、絶縁性を有する層である。絶縁体層は、例えば、絶縁体層１０３に対応する。絶縁体層１０３は、導体層１０１と導体層１０２との間に設けられる層である。絶縁体層１０３は、電波を伝搬する誘電体層を構成するシート状の絶縁体である。絶縁体層１０３は電波インターフェース４０から供給された電波を、通信シート１００が広がる方向、つまり、Ｘ－Ｙ平面方向に伝搬する機能を有する。絶縁体層１０３は、電波の減衰が小さく、電波の伝送効率がよいことが望まれる。伝送効率をよくするためには、通信シート１００の表面の近傍の領域に適切に電波を閉じ込めることが好適である。

また、伝送効率をよくするためには、通信に用いられる電波の周波数において、比誘電率と誘電正接とが小さい絶縁体を採用することが好適である。本実施形態では、電波の周波数が、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の周波数、つまり、３００ＭＨｚから３ＧＨｚの間の周波数（例えば、９２０ＭＨｚ）であるものとする。例えば、絶縁体層１０３は、８００ＭＨｚから５ＧＨｚでの比誘電率が、１．０から１５であることが望ましく、１．０から５．０であることがより望ましく、１．０から３．０であることがさらに望ましい。また、絶縁体層１０３は、８００ＭＨｚから５ＧＨｚでの誘電正接が、０．０１以下であることが望ましく、０．００１から０．０１であることがより望ましい。

絶縁体層１０３の構成は、例えば、空気層を含んだ不織布などの繊維構造体、樹脂板、発泡樹脂などである。絶縁体層１０３の素材は、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、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）である。なお、絶縁体層１０３は、空気により構成されてもよい。本実施形態では、絶縁体層１０３は、発泡ポリオレフィンにより構成される。

カバー層１０４は、導体層１０１の表面を覆う層である。カバー層１０４は、導体層１０１を保護する機能を有する。つまり、カバー層１０４は、例えば、水などの液体が導体層１０１の表面に付着すること、過度な圧力が導体層１０１の表面に加わること、導体層１０１の表面が傷つけられること、導体層１０１の表面に外部の導体と接触すること、導体層１０１が絶縁体層１０３から剥がれ落ちることなどを抑制する。絶縁体層１０３と導体層１０１とカバー層１０４とは、互いに密着するように固定される。カバー層１０４は、絶縁体により構成される。

カバー層１０４は、例えば、各種のフィルム、各種の樹脂により構成される。フィルムは、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステルフィルム、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（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である。樹脂は、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂である。

カバー層１０５は、導体層１０２の表面を覆う層である。カバー層１０５は、導体層１０２を保護する機能を有する。カバー層１０５は、例えば、各種のフィルム、各種の樹脂により構成される。本実施形態では、カバー層１０５の素材はカバー層１０４の素材と同様であり、カバー層１０５のサイズはカバー層１０４の形状と同様である。

また、図２に示すように、通信シート１００は、長手方向における一端に通信シート１００に電波（交流信号）を供給するための電波インターフェース４０を有する。電波インターフェース４０は、通信ケーブル３０によりリーダライタ２０と接続される。また、通信シート１００は、長手方向における他端に、電波を吸収するための電波吸収部６０を有する。

通信ケーブル３０は、リーダライタ２０と電波インターフェース４０とを接続するためのケーブルである。つまり、通信ケーブル３０の一端にはリーダライタ２０が接続され、通信ケーブル３０の他端には電波インターフェース４０が接続される。通信ケーブル３０は、内部導体３１と、外部導体３２と、を備える同軸ケーブルである。内部導体３１は、信号電位が印加される導体であり、例えば、銅線により構成される。外部導体３２は、接地電位が印加される導体であり、例えば、網組み銅線により構成される。内部導体３１と外部導体３２とは絶縁される。

電波インターフェース４０は、導体層４１と、導体層４２と、絶縁体層４３と、電極４４と、電極４５と、コネクタ４６と、を備える。導体層４１は、絶縁体層４３の一方の表面に形成された層であり、導体により構成された層である。導体層４２は、絶縁体層４３の他方の表面に形成された層であり、導体により構成された層である。絶縁体層４３は、導体層４１と導体層４２とに挟まれた層であり、絶縁体により構成された層である。

電極４４は、導体層４１とカバー層１０４とを跨ぐように配置された平板状の電極である。電極４５は、導体層４２とカバー層１０５とを跨ぐように配置された平板状の電極である。コネクタ４６は、導体層４１の一方の表面上に設けられ、通信ケーブル３０が差し込まれるコネクタである。コネクタ４６は、導体により構成される。

内部導体３１は、導体層４１と導体層４２と絶縁体層４３とにより構成される基板に設けられた貫通孔を通り、導体層４２と接続される。一方、外部導体３２は、コネクタ４６と接続される。従って、内部導体３１と導体層４２と電極４５とが電気的に接続され、外部導体３２とコネクタ４６と導体層４１と電極４４とが電気的に接続される。つまり、電極４５には、信号電位が印加され、電極４４には、接地電位が印加される。そして、電極４５と電極４４との間に供給された電波（交流信号）が、通信シート１００を伝搬する。

電波吸収部６０は、供給された電波を吸収する。電波吸収部６０は、通信シート１００を伝搬した電波が通信シート１００の他端で反射することを抑制する。電波吸収部６０は、電波吸収体６１と、導体板６２と、を備える。電波吸収体６１は、供給された電波を吸収して、熱エネルギーに変換する。導体板６２は、断面の形状がコの字型の板状の導体である。

ここで、リーダライタ２０から通信シート１００に交流信号が供給されると、交流信号に応じた電波が通信シート１００の内部を伝達する。そして、通信シート１００の内部を伝達する電波が通信シート１００の表面から浸出することによって、近接場が生じる。より詳細に説明すると、通信シート１００に供給された電波は、導体層１０１と導体層１０２との間の絶縁体層１０３内を、コネクタ４６から電波吸収部６０まで伝播する。

そして、絶縁体層１０３内を伝播する電波は、導体層１０１に形成されたメッシュ状の開孔部１２０から浸出することによって、導体層１０１のごく近傍の浸出領域１０７に漏れ出す。この浸出した電波（エバネッセント波）は、遠方へは伝搬されず、導体層１０１のごく近傍の浸出領域１０７内において近接場を形成する。

浸出領域１０７は、通信シート１００内を伝搬する電波が通信シート１００の一方の面から漏れ出る領域である。一般的には、パッシブタグ３００が、浸出領域１０７内において通信シート１００と平行に配置されるときに、リーダライタ２０とパッシブタグ３００との通信が可能となる。ここで、安定した通信を実現するために、浸出領域１０７のＺ軸方向における長さ、つまり、浸出領域１０７の厚さであるＤ１は、Ｘ軸の座標とＹ軸の座標とに依存せず、一定であることが好適である。浸出領域１０７の厚さは、第１の電波を放射するための送信電力の大きさに依存する。浸出領域１０７の厚さは、この送信電力が大きいほど、厚い。浸出領域１０７の厚さは、例えば、５センチメートルから１０センチメートルである。

本実施形態では、通信シート１００が備える導体層１０１は、三角格子状のメッシュパターンを有する。従って、通信シート１００の表面の近傍における電波の強度が非常に高く、一方、通信シート１００の表面からの距離が離れた場所における電波の強度が非常に低い。つまり、浸出領域１０７の厚さは非常に薄く、浸出領域１０７の内部における電波の強度が非常に強く、浸出領域１０７の外部における電波の強度が非常に弱い。

収納袋２００は、管理対象の物品である物品２１０を収納する袋である。収納袋２００の形状及び大きさは、物品２１０の形状及び大きさに応じたものである。本実施形態では、収納袋２００は、物品２１０を収納した状態において、薄くて平たくて細長い形状である。収納袋２００には、物品２１０を識別するためのタグ情報を記憶するパッシブタグ３００が貼付される。

物品２１０は、管理対象の物品であり、どのような種類の物品であってもよい。物品２１０は、例えば、医療機関において用いられる医療品、店舗において販売される商品、図書館で管理される書籍である。本実施形態では、物品２１０は、医療現場で用いられるカテーテルであるものとする。

次に、図４を参照して、パッシブタグ３００の構成について説明する。図４に示すように、パッシブタグ３００は、シート状のタグである。パッシブタグ３００は、例えば、両面テープにより、物品２１０を収納する収納袋２００の表面に貼り付けられる。パッシブタグ３００は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムにおける無線ＩＣ（Integrated Circuit）タグのうち、電池を内蔵しないタグである。

パッシブタグ３００は、リーダライタ２０から第１の電波を受信すると、第１の電波を動力源として、タグ情報を含む第２の電波を放射する。タグ情報は、例えば、パッシブタグ３００を識別するための識別情報であり、数値やアルファベットにより構成される文字列を示す情報である。この識別情報は、パッシブタグ３００が付される収納袋２００に収納された物品２１０を識別するための情報でもある。

本実施形態では、リーダライタ２０は、９２０ＭＨｚの周波数の電波を用いた電波方式により、パッシブタグ３００からタグ情報を読み取るものとする。このため、パッシブタグ３００は、ダイポールタイプのアンテナを備える。図４に示すように、パッシブタグ３００は、基材３１０と、給電点３２０と、ダイポールアンテナ３３０と、ＩＣチップ３４０とを備える。

基材３１０は、ダイポールアンテナ３３０やＩＣチップ３４０を支持するシート状の部材である。基材３１０は、例えば、透明な絶縁体により構成される。給電点３２０は、第１の電波に対応する交流信号をＩＣチップ３４０からダイポールアンテナ３３０に供給し、第２の電波に対応する交流信号をダイポールアンテナ３３０からＩＣチップ３４０に供給するための端子対である。

ダイポールアンテナ３３０は、２つの導体、つまり、２つのエレメントが、左右対称に設けられた線状アンテナである。ダイポールアンテナ３３０は、給電点３２０を中心にして互いに反対方向に延びる、エレメント３３１とエレメント３３２とを備える。エレメント３３１は、パッシブタグ３００の幅方向に蛇行しながら、パッシブタグ３００の長手方向に延びた形状であり、パッシブタグ３００の厚さ方向における長さが短い形状である。エレメント３３１は、エレメント３３２と同様の形状である。エレメント３３１とエレメント３３２とは、給電点３２０を中心にして、左右対称に配置される。

ダイポールアンテナ３３０は、第１の電波を受信するときに、エレメント３３１とエレメント３３２との間に発生する電位差により生じた電流を、給電点３２０を介してＩＣチップ３４０に供給する。また、ダイポールアンテナ３３０は、第２の電波を放射するときに、給電点３２０を介してＩＣチップ３４０から供給された電流に従って、エレメント３３１とエレメント３３２との間に電位差を発生させる。

パッシブタグ３００の長手方向におけるエレメント３３１の長さと、パッシブタグ３００の長手方向におけるエレメント３３２の長さとは、放射及び受信する電波の波長の約１／４である。つまり、パッシブタグ３００の長手方向におけるダイポールアンテナ３３０の長さは、放射及び受信する電波の波長の約１／２である。ここで、パッシブタグ３００の長手方向におけるエレメント３３１の２つの端部のうち、給電点３２０から遠い方の端部を端部３５０とする。また、パッシブタグ３００の長手方向におけるエレメント３３２の２つの端部のうち、給電点３２０から遠い方の端部を端部３６０とする。この場合、端部３５０から端部３６０までの長さは、放射及び受信する電波の波長の約１／２である。

ＩＣチップ３４０は、第１の電波から電力を得る機能、タグ情報を記憶する機能、タグ情報を含む第２の電波を放射する機能などを有する。ＩＣチップ３４０の機能に関しては、パッシブタグ３００の機能とともに後述する。

次に、図５と図６とを参照して、読取システム１０００が適用される保管庫４００について説明する。図５に、保管庫４００の斜視図を示す。図６に、保管庫４００の正面図を示す。なお、図５と図６において、同一種類の構成要素に対する符号の表示を、適宜、省略している。

保管庫４００は、少なくとも１つの物品２１０を収納及び保管する。物品２１０は、保管庫４００の内部で吊り下げられる収納袋２００の内部で保管される。読取システム１０００は、パッシブタグ３００からのタグ情報の読み取り結果を判別することにより、保管庫４００の内部に物品２１０が存在するか否かを判別する。

保管庫４００は、天井板４１０と、棚板４２０と、側壁板４３０と、側壁板４４０と、側壁板４５０と、複数の吊り下げ棒４６０とを備える。天井板４１０と棚板４２０とは、側壁板４３０と側壁板４３０と側壁板４４０とにより水平に支持される。棚板４２０は、天井板４１０の下方に配置される。棚板４２０は、例えば、ガラス又は樹脂により構成される絶縁体の板である。本実施形態では、通信シート１００は、放射面が下向きになるように棚板４２０の上に設置される。なお、理解を容易にするため、図５において、通信シート１００と天井板４１０とは、背景が透けて見えるように示している。吊り下げ棒４６０は、収納袋２００を吊り下げるための棒である。

ここで、一般的には、タグ情報の良好な読み取りを実現するために、パッシブタグ３００は、通信シート１００の放射面とパッシブタグ３００の厚さ方向とが直交する角度で設置される。しかしながら、収納袋２００は薄くて平たくて細長い形状である。このため、基本的に、パッシブタグ３００は、パッシブタグ３００の厚さ方向と収納袋２００の厚さ方向とが平行になるように収納袋２００に貼り付けられる。この場合、収納袋２００が、収納袋２００の長手方向が鉛直方向になるように吊り下げられると、パッシブタグ３００の厚さ方向は、鉛直方向にはならない。一方、通信シート１００は水平に設置される。このため、通信シート１００とパッシブタグ３００とが平行にならず、タグ情報の読み取りには工夫が必要である。

本実施形態では、通信シート１００の放射面から放射される電波により、放射面のごく近傍のみに浸出領域１０７が形成される性質を利用して、タグ情報の良好な読み取りを実現する。この浸出領域１０７は、電波が到達可能な領域である。放射面のごく近傍のみに浸出領域１０７が形成されることは、放射された電波は、放射面からの距離がある閾値を超えた位置で大きく減衰することを意味する。

そこで、本実施形態では、パッシブタグ３００は、パッシブタグ３００の長手方向が通信シート１００の放射面に対して直交する角度で設置される。また、パッシブタグ３００は、ダイポールアンテナ３３０の一端である端部３５０が浸出領域１０７の内部に配置され、ダイポールアンテナ３３０の他端である端部３６０が浸出領域１０７の外部に配置されるように設置される。かかる構成によれば、通信シート１００とパッシブタグ３００とが平行でなくても、タグ情報の良好な読取を実現することが可能である。この理由については後述する。

次に、図７を参照して、読取システム１０００が備える各部の機能について説明する。制御装置１０は、制御部１１と、通信部１２と、表示部１３と、記憶部１４とを備える。リーダライタ２０は、制御回路２１と、第１通信回路２２と、電源回路２３と、発振回路２４と、記憶回路２５と、第２通信回路２６と、変調回路２７と、復調回路２８とを備える。パッシブタグ３００は、制御回路３０１と、ダイポールアンテナ３３０と、整流回路３０３と、記憶回路３０４と、変調回路３０５と、復調回路３０６とを備える。

制御部１１は、制御装置１０の全体の動作を制御する。例えば、制御部１１は、リーダライタ２０を制御してタグ情報を読み取る処理を実行する。通信部１２は、リーダライタ２０が備える第１通信回路２２と通信する。例えば、通信部１２は、タグ情報の読み取りを指示する指示情報を、第１通信回路２２に送信する。また、通信部１２は、タグ情報を第１通信回路２２から受信する。表示部１３は、制御部１１による制御に従って、各種の情報を表示する。例えば、表示部１３は、保管庫４００に存在する物品２１０の種類や個数を表示する。記憶部１４は、各種の情報を記憶する。例えば、記憶部１４は、保管庫４００に存在する物品２１０の識別情報を記憶する。

制御回路２１は、リーダライタ２０の全体の動作を制御する。例えば、制御回路２１は、制御装置１０による制御に従って、タグ情報を読み取る処理を実行する。第１通信回路２２は、制御装置１０が備える通信部１２と通信する。例えば、第１通信回路２２は、タグ情報の読み取りを指示する指示情報を、通信部１２から受信する。また、第１通信回路２２は、タグ情報を通信部１２に送信する。電源回路２３は、リーダライタ２０が動作するための電力を供給する。例えば、電源回路２３は、第１の電波の放射に用いる送信電力を供給する。発振回路２４は、リーダライタ２０が用いる周波数の信号を生成する。例えば、発振回路２４は、第１の電波の周波数を有する搬送波を生成する。

記憶回路２５は、第１の電波に含まれる情報や第２の電波に含まれる情報を記憶する。第２通信回路２６は、通信シート１００と通信する。例えば、第２通信回路２６は、第１の電波に対応する交流信号を通信シート１００に供給する。また、第２通信回路２６は、第２の電波に対応する交流信号を通信シート１００から受信する。変調回路２７は、発振回路２４が生成した搬送波を各種の情報で変調し、第１の電波に対応する交流信号を生成する。復調回路２８は、第２の電波に対応する交流信号を復調し、第２の電波に含まれるタグ情報を取得する。

制御回路３０１は、パッシブタグ３００の全体の動作を制御する。例えば、制御回路３０１は、タグ情報を含む第２の電波をダイポールアンテナ３３０に放射させる。ダイポールアンテナ３３０は、第１の電波を受信し、第２の電波を放射する。整流回路３０３は、ダイポールアンテナ３３０が受信した第１の電波を整流し、パッシブタグ３００が動作するための電力を取得する。記憶回路３０４は、タグ情報を記憶する。変調回路３０５は、第１の電波から生成される搬送波をタグ情報で変調することにより、第２の電波に対応する交流信号を生成する。復調回路３０６は、ダイポールアンテナ３３０が受信した第１の電波に対応する交流信号を復調し、第１の電波に含まれる情報を取得する。

次に、図８と図９と図１０とを参照して、タグ情報の良好な読み取りが実現される理由について説明する。まず、図８を参照して、パッシブタグ３００の角度とタグ情報の読み取りの可否との対応関係について説明する。

図８には、放射面１０８に対するパッシブタグ３００の配置角度を６つ示している。放射面１０８は、第１の電波が放射される面であり、平面である。具体的には、放射面１０８は、通信シート１００が備える２つの面のうち、絶縁体層１０３から見て導体層１０１が配置される方の面である。つまり、放射面１０８は、カバー層１０４が備える２つの面のうち、Ｚ軸の座標が大きい方の面である。なお、通信シート１００が放射する第１の電波は、基本的に、電界の振動方向が通信シート１００の長手方向（Ｘ軸方向）である直線偏波であるものとする。

角度Ａは、第１の電波の偏波方向とパッシブタグ３００の長手方向とが一致し、放射面１０８とパッシブタグ３００とが平行な配置角度である。角度Ａでは、第１の電波の偏波方向とダイポールアンテナ３３０の長手方向とが一致する。このため、角度Ａでは、第１の電波の放射時において、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに大きな電位差が生じる。従って、角度Ａでは、パッシブタグ３００は、第１の電波の受信が可能となる。なお、角度Ａでは、放射面１０８とパッシブタグ３００とが平行であるため、第１の電波の受信面積が広く、第１の電波を受信しやすい。

なお、パッシブタグ３００が第１の電波を受信可能であることは、パッシブタグ３００が電力を得ることと、パッシブタグ３００が第２の電波を放射可能であることとを意味する。また、通信シート１００の受信感度はパッシブタグ３００の受信感度に比べて十分に高く、パッシブタグ３００により第２の電波が放射された場合、通信シート１００は、第２の電波を受信可能であるものとする。また、パッシブタグ３００は、両面において電波の受信及び放射が可能であり、端部３５０の位置と端部３６０の位置とを入れ替えても、第１の電波の受信可否の結果は変わらないものとする。

角度Ｂは、第１の電波の偏波方向とパッシブタグ３００の長手方向とが一致し、放射面１０８とパッシブタグ３００とが直交する配置角度である。角度Ｂでは、第１の電波の偏波方向とダイポールアンテナ３３０の長手方向とが一致する。このため、角度Ｂでは、第１の電波の放射時において、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに電位差が生じる。従って、角度Ｂでは、パッシブタグ３００は、第１の電波の受信が可能となる。

なお、角度Ｂでは、放射面１０８とパッシブタグ３００とが直交するため、第１の電波の受信面積が狭く、角度Ａに比べると第１の電波を受信しにくい。しかしながら、第１の電波の全てがＺ軸の正の方向に進行するのではなく、第１の電波の一部はＺ軸の正の方向に対して、Ｙ軸の正又は負の方向にずれた方向に進行すると考えられる。このため、角度Ｂにおいても、第１の電波の受信面積がある程度確保されると考えられる。

角度Ｃは、第１の電波の偏波方向とパッシブタグ３００の長手方向とが直交し、放射面１０８とパッシブタグ３００の長手方向とが直交し、第１の電波の偏波方向とパッシブタグ３００の厚さ方向とが一致する配置角度である。角度Ｃでは、第１の電波の偏波方向とダイポールアンテナ３３０の長手方向とが一致しない。このため、角度Ｃでは、第１の電波の放射時において、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに電位差が生じるか否か不明であるとも考えられる。しかしながら、端部３５０における電界強度と端部３６０における電界強度とに差異がある場合、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに電位差が生じ、パッシブタグ３００は第１の電波の受信が可能となると考えられる。

以下、図９を参照して、パッシブタグ３００の配置角度が角度Ｃである場合において、パッシブタグ３００のＺ軸方向における配置位置に応じて、第１の電波の受信可否が異なる理由について説明する。図９に、境界面１０９に対するパッシブタグ３００のＺ軸方向における配置位置を３つ示している。境界面１０９は、放射面１０８と平行な面であり、第１の電波の強度が大幅に変化する境界の面である。つまり、境界面１０９は、第１の電波が進行する方向と直交する面であり、浸出領域１０７の内部と外部との境界の面である。

位置Ａは、端部３５０が、放射面１０８から見て境界面１０９の手前側に配置され、端部３６０が、放射面１０８から見て境界面１０９の向こう側に配置される配置位置である。位置Ａでは、第１の電波の放射時において、端部３５０における電界強度が大きく、端部３６０における電界強度が小さい。このため、位置Ａでは、第１の電波の放射時において、端部３５０における電界の向きと端部３６０における電界の向きとの関係に拘わらず、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに大きな電位差が生じると考えられる。従って、位置Ａでは、パッシブタグ３００は、第１の電波の受信が可能となると考えられる。なお、電界強度は、基本的に、第１の電波の放射時において周期的に変化する電界強度の瞬時値のうちの最大値を意味する。

位置Ｂは、端部３５０と端部３６０とが、放射面１０８から見て境界面１０９の手前側に配置される配置位置である。位置Ｂでは、第１の電波の放射時において、端部３５０における電界強度が大きく、端部３６０における電界強度が大きい。このため、位置Ｂでは、第１の電波の放射時において、端部３５０における電界の向きと端部３６０における電界の向きとの関係によっては、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに電位差が生じないと考えられる。従って、位置Ｂでは、パッシブタグ３００は、第１の電波の受信ができない可能性があると考えられる。

位置Ｃは、端部３５０と端部３６０とが、放射面１０８から見て境界面１０９の向こう側に配置される配置位置である。位置Ｃでは、第１の電波の放射時において、端部３５０における電界強度が小さく、端部３６０における電界強度が小さい。このため、位置Ｂでは、第１の電波の放射時において、端部３５０における電界の向きと端部３６０における電界の向きとの関係に拘わらず、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに電位差が極めて小さいと考えられる。従って、位置Ｃでは、パッシブタグ３００は、第１の電波の受信が可能でないと考えられる。

なお、角度Ｃでは、放射面１０８とパッシブタグ３００とが直交するため、第１の電波の受信面積が狭く、第１の電波を受信しにくいと考えられる。しかしながら、第１の電波の全てがＺ軸の正の方向に進行するのではなく、第１の電波の一部はＺ軸の正の方向に対して、Ｘ軸の正又は負の方向にずれた方向に進行すると考えられる。このため、角度Ｃにおいても、第１の電波の受信面積がある程度確保されると考えられる。

次に、図１０を参照して、パッシブタグ３００の位置と電界強度との対応関係について説明する。図１０に、放射面１０８からの距離と電界強度との対応関係を示すグラフを示す。

パッシブタグ３００が位置Ａに配置された場合において、放射面１０８から端部３５０までの距離をＤ１１、放射面１０８から端部３６０までの距離をＤ１２とする。Ｄ１１とＤ１２との差は、ダイポールアンテナ３３０の長さであるＬ１である。また、第１の電波が放射されている場合において、端部３５０の電界強度をＥ１１、端部３６０の電界強度をＥ１２とする。ここで、端部３５０は、浸出領域１０７の内部に配置されるため、Ｅ１１は大きい値である。一方、端部３６０は、浸出領域１０７の外部に配置されるため、Ｅ１２は小さい値である。このため、Ｅ１１とＥ１２との差（電界強度差）であるΔＥ１は、比較的大きい値である。つまり、位置Ａでは、端部３５０における電界の向きと端部３６０における電界の向きとの関係に拘わらず、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに大きな電位差が生じ、第１の電波の受信が可能であると考えられる。

ここで、端部３５０における電界強度と端部３６０における電界強度との差である電界強度差が大きいことは、端部３５０における電位と端部３６０における電位との差である電位差が大きいことを意味する。そして、電位差が大きいことは、タグ情報の読み取りが可能であることを意味する。例えば、端部３５０における電界強度が極めて大きく、端部３６０における電界強度が極めて小さいものとする。この場合、端部３５０の電位は大きく変化し、端部３６０の電位はほとんど変化しないため、電位差の変動が大きくなる。電位差の変動が大きいことは、第１の電波の受信が可能であること、及び、パッシブタグ３００が電力を取得可能であることを意味する。

ここで、電界強度差が、電界強度差の閾値である強度差閾値よりも大きい場合、タグ情報の読み取りが可能であり、電界強度差が、強度差閾値以下である場合、タグ情報の読み取りが可能でないものとする。強度差閾値は、例えば、ダイポールアンテナ３３０の受信感度に応じた閾値である。強度差閾値は、この受信感度が高いほど小さい値となる。本実施形態では、電界強度差を強度差閾値よりも大きくするために、パッシブタグ３００の配置角度を角度Ｃに設定し、パッシブタグ３００の配置位置を位置Ａに設定する。

具体的には、放射面１０８と、エレメント３３１とエレメント３３２とが延びる方向である第１の方向とが直交するように、パッシブタグ３００を配置する。そして、放射面１０８からダイポールアンテナ３３０の一端である端部３５０までの距離を、第１の電波の放射のための送信電力に応じた距離閾値よりも短くする。一方、放射面１０８からダイポールアンテナ３３０の他端である端部３６０までの距離を、この距離閾値よりも長くする。この距離閾値は、放射面１０８から境界面１０９までの距離、つまり、浸出領域１０７の厚みに相当する。従って、この距離閾値は、第１の電波の放射のための送信電力が大きいほど大きくなる。

次に、パッシブタグ３００が位置Ｂに配置された場合において、放射面１０８から端部３５０までの距離をＤ２１、放射面１０８から端部３６０までの距離をＤ２２とする。Ｄ２１とＤ２２との差は、ダイポールアンテナ３３０の長さであるＬ１である。また、第１の電波が放射されている場合において、端部３５０の電界強度をＥ２１、端部３６０の電界強度をＥ２２とする。ここで、端部３５０と端部３６０とは、浸出領域１０７の内部に配置されるため、Ｅ２１とＥ２２とはいずれも大きい値である。このため、Ｅ２１とＥ２２との差（電界強度差）であるΔＥ２は比較的小さい値である。つまり、位置Ｂでは、端部３５０における電界の向きと端部３６０における電界の向きとの関係によっては、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに大きな電位差が生じず、第１の電波の受信ができない可能性があると考えられる。

パッシブタグ３００が位置Ｃに配置された場合において、放射面１０８から端部３５０までの距離をＤ３１、放射面１０８から端部３６０までの距離をＤ３２とする。Ｄ３１とＤ３２との差は、ダイポールアンテナ３３０の長さであるＬ１である。また、第１の電波が放射されている場合において、端部３５０の電界強度をＥ３１、端部３６０の電界強度をＥ３２とする。ここで、端部３５０と端部３６０とは、浸出領域１０７の外部に配置されるため、Ｅ３１とＥ３２とはいずれも小さい値である。このため、Ｅ３１とＥ３２との差（電界強度差）であるΔＥ３は比較的小さい値である。つまり、位置Ｃでは、端部３５０における電界の向きと端部３６０における電界の向きとの関係に拘わらず、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに大きな電位差が生じず、第１の電波の受信ができないと考えられる。

次に、角度Ｄは、第１の電波の偏波方向とパッシブタグ３００の長手方向とが直交し、放射面１０８とパッシブタグ３００の長手方向とが直交し、第１の電波の偏波方向とパッシブタグ３００の厚さ方向とが直交する配置角度である。角度Ｄでは、第１の電波の偏波方向とダイポールアンテナ３３０の長手方向とが一致しない。このため、角度Ｄでは、第１の電波の放射時において、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに電位差が生じるか否か不明であるように思える。しかしながら、角度Ｄでは、角度Ｃと同様に、端部３５０における電界強度と端部３６０における電界強度とに差異がある場合、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに電位差が生じ、パッシブタグ３００は第１の電波の受信が可能となると考えられる。

つまり、角度Ｄの場合において、端部３５０が浸出領域１０７の内部に配置され、端部３６０が浸出領域１０７の外部に配置される場合、パッシブタグ３００は第１の電波の受信が可能であると考えられる。一方、角度Ｄの場合において、端部３５０と端部３６０とが浸出領域１０７の内部に配置される場合、又は、端部３５０と端部３６０とが浸出領域１０７の外部に配置される場合、パッシブタグ３００は第１の電波の受信が可能でないと考えられる。

なお、角度Ｄでは、放射面１０８とパッシブタグ３００とが直交するため、第１の電波の受信面積が狭く、第１の電波を受信しにくいと考えられる。しかしながら、第１の電波の全てがＺ軸の正の方向に進行するのではなく、第１の電波の一部はＺ軸の正の方向に対して、Ｙ軸の正又は負の方向にずれた方向に進行すると考えられる。このため、角度Ｄにおいても、第１の電波の受信面積がある程度確保されると考えられる。

角度Ｅは、第１の電波の偏波方向とパッシブタグ３００の長手方向とが直交し、放射面１０８とパッシブタグ３００の長手方向とが平行であり、第１の電波の偏波方向とパッシブタグ３００の厚さ方向とが一致する配置角度である。角度Ｅでは、第１の電波の偏波方向とダイポールアンテナ３３０の長手方向とが一致しない。このため、角度Ｅでは、第１の電波の放射時において、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに電位差が生じるか否か不明である。ここで、角度Ｅでは、端部３５０における電界強度と端部３６０における電界強度とは、同程度であると考えられる。このため、角度Ｅでは、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに電位差が生じず、パッシブタグ３００は第１の電波の受信が可能でないと考えられる。

角度Ｆは、第１の電波の偏波方向とパッシブタグ３００の長手方向とが直交し、放射面１０８とパッシブタグ３００の長手方向とが平行であり、第１の電波の偏波方向とパッシブタグ３００の厚さ方向とが直交する配置角度である。角度Ｆでは、第１の電波の偏波方向とダイポールアンテナ３３０の長手方向とが一致しない。このため、角度Ｆでは、第１の電波の放射時において、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに電位差が生じるか否か不明である。ここで、角度Ｆでは、端部３５０における電界強度と端部３６０における電界強度とは、同程度であると考えられる。このため、角度Ｆでは、端部３５０の電位と端部３６０の電位とに電位差が生じず、パッシブタグ３００は第１の電波の受信が可能でないと考えられる。

本実施形態では、第１の電波の放射時において、ダイポールアンテナ３３０の両端間の電界強度差が、ダイポールアンテナ３３０の受信感度に応じた強度差閾値よりも大きくなるように、パッシブタグ３００が配置される。具体的には、放射面１０８からダイポールアンテナ３３０の一端からまでの距離が距離閾値よりも短く、放射面１０８からダイポールアンテナ３３０の他端からまでの距離が距離閾値よりも長くなるように、パッシブタグ３００が配置される。言い換えれば、ダイポールアンテナ３３０の一端が距離閾値分の厚さを有する浸出領域１０７の内部に配置され、ダイポールアンテナ３３０の他端が浸出領域１０７の外部に配置される。従って、本実施形態によれば、パッシブタグ３００が付される収納袋２００の形状や通信シート１００の設置角度などによって、パッシブタグ３００の設置位置や設置角度に一定の制約がある場合においても、タグ情報の良好な読み取りの実現が期待できる。

（実施形態２）
実施形態１では、放射面１０８とダイポールアンテナ３３０の長手方向とが直交し、ダイポールアンテナ３３０の両端が浸出領域１０７の境界面１０９を跨ぐようにパッシブタグ３００が配置される例について説明した。しかしながら、境界面１０９の位置を特定することが困難である場合がある。また、境界面１０９に歪みが生じ、複数のパッシブタグ３００のうち特定のパッシブタグ３００からタグ情報を読み込むことができない可能性がある。また、複数のパッシブタグ３００の位置にばらつきがある場合、特定のパッシブタグ３００からタグ情報を読み込むことができない可能性がある。そこで、本実施形態では、第１の電波の放射のための送信電力を周期的に変化させることにより、浸出領域１０７の境界面１０９の位置をシフトさせることにより、タグ情報の読み取りこぼしを抑制する方法について説明する。

まず、図１１を参照して、送信電力の大きさと境界面１０９の位置との対応関係について説明する。図１１に、送信電力の大きさと放射面１０８からの距離と電界強度との対応関係を示すグラフを示す。

図１１において、太線は、送信電力を最大値にした場合における、放射面１０８からの距離と電界強度との対応関係を示す。また、中程度の太さの線は、送信電力を標準値にした場合における、放射面１０８からの距離と電界強度との対応関係を示す。また、細線は、送信電力を最小値にした場合における、放射面１０８からの距離と電界強度との対応関係を示す。図１１に示すように、送信電力が大きいほど、各地点における電界強度が大きい。また、送信電力が大きいほど、浸出領域１０７の厚みが大きく、放射面１０８から境界面１０９までの距離が大きい。

ここで、実施形態１と同様に、パッシブタグ３００が位置Ａに配置された場合において、放射面１０８から端部３５０までの距離をＤ１１、放射面１０８から端部３６０までの距離をＤ１２とする。ここで、送信電力を標準値にして第１の電波が放射されている場合において、端部３５０の電界強度をＥ１１、端部３６０の電界強度をＥ１２とする。また、送信電力を最大値にして第１の電波が放射されている場合において、端部３５０の電界強度をＥ４１、端部３６０の電界強度をＥ４２とする。また、送信電力を最小値にして第１の電波が放射されている場合において、端部３５０の電界強度をＥ５１、端部３６０の電界強度をＥ５２とする。

ここで、Ｅ１１とＥ１２との電界強度差をΔＥ１、Ｅ４１とＥ４２との電界強度差をΔＥ４、Ｅ５１とＥ５２との電界強度差をΔＥ５とする。図１１は、ΔＥ１とΔＥ４とΔＥ５とでは、ΔＥ１が最も大きいことを示している。つまり、図１１は、パッシブタグ３００が位置Ａに配置された場合、送信電力が標準値であるときが最も電界強度差が大きく、タグ情報の読み取りがし易いことを示している。そして、図１１は、パッシブタグ３００の位置が放射面１０８から遠いほど、送信電力を大きくして放射面１０８から境界面１０９を遠ざけることが望ましいことを示している。

次に、図１２を参照して、読取システム１０００が実行するタグ情報読取処理について説明する。タグ情報読取処理は、主に、制御装置１０が、リーダライタ２０と通信シート１００とを制御して、パッシブタグ３００からタグ情報を読み取る処理である。

まず、制御装置１０が備える制御部１１は、送信電力を最小値に設定する（ステップＳ１０１）。なお、本実施形態では、送信電力は、最小値、標準値、最大値の３段階であり、１分毎に１段階上げられ、３分毎に最小値に設定されるものとする。制御部１１は、ステップＳ１０１の処理を完了すると、カウンタを起動する（ステップＳ１０２）。このカウンタは、予め定められた時間（例えば、１秒）が経過する毎に、自動的にカウント値を１増加させるカウンタである。

制御部１１は、ステップＳ１０２の処理を完了すると、カウント値をクリアする（ステップＳ１０３）。カウント値をクリアすることは、例えば、カウント値を０にすることである。制御部１１は、ステップＳ１０３の処理を完了すると、設定された送信電力で第１の電波を放射する（ステップＳ１０４）。例えば、制御部１１は、送信電力を最小値として第１の電波を放射することを指示する情報を、通信部１２を介してリーダライタ２０に送信する。一方、リーダライタ２０は、制御装置１０による制御に従って、第１の電波を通信シート１００に放射させる。

通信シート１００は、ステップＳ１０４の処理が完了した後、第２の電波を受信する（ステップＳ１０５）。具体的には、通信シート１００は、全てのパッシブタグ３００のうち、第２の電波を放射したパッシブタグ３００から、順次、第２の電波を受信する。制御部１１は、ステップＳ１０５の処理が完了した後、タグ情報を取得する（ステップＳ１０６）。例えば、制御部１１は、通信シート１００が受信した全ての第２の電波に含まれる全てのタグ情報を、リーダライタ２０を介して取得する。制御部１１は、例えば、取得したタグ情報を、タグ情報の取得時間を示す時刻情報と対応付けて、記憶部１４に記憶する。

制御部１１は、ステップＳ１０６の処理を完了すると、カウント値が閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。閾値は、例えば、６０である。制御部１１は、カウント値が閾値以上でないと判別すると（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０４に処理を戻す。一方、制御部１１は、カウント値が閾値以上であると判別すると（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、設定された送信電力が最大値に到達したか否かを判別する（ステップＳ１０８）。

制御部１１は、設定された送信電力が最大値に到達していないと判別すると（ステップＳ１０８：ＮＯ）、送信電力を１段階増加させる（ステップＳ１０９）。一方、制御部１１は、設定された送信電力が最大値に到達したと判別すると（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、送信電力を最小値に設定する（ステップＳ１１０）。制御部１１は、ステップＳ１０９又はステップＳ１１０の処理を完了すると、ステップＳ１０３に処理を戻す。

本実施形態では、第１の電波の放射のための送信電力が周期的に変化し、電界強度差が強度差閾値よりも大きいときに、タグ情報が読み取られる。従って、本実施形態によれば、いずれかの送信電力で確実にタグ情報が読み取られ、タグ情報の読み取りこぼしが低減されることが期待できる。なお、物品２１０の保管庫４００への出し入れが頻繁でない場合、タグ情報が読み取り可能となる周期をそれほど短くする必要はないと考えられる。このような場合、送信電力を周期的に変化させ、タグ情報が読み取り可能となる周期を長くしても、特段のデメリットはないと考えられる。

（実施形態３）
実施形態１では、ダイポールアンテナ３３０を備えるパッシブタグ３００からタグ情報を読み取る例について説明した。本実施形態では、モノポールアンテナ３７０を備えるパッシブタグ３８０からタグ情報を読み取る例について説明する。なお、本実施形態は、アンテナの両端間の電界強度差が強度差閾値になるようにパッシブタグを配置する点において、実施形態１と同様である。

まず、図１３を参照して、パッシブタグ３８０の構成について説明する。図１３に示すように、パッシブタグ３８０は、シート状のタグであり、例えば、両面テープにより収納袋２００の表面に貼り付けられる。パッシブタグ３８０は、電池を内蔵しないタグであり、リーダライタ２０から第１の電波を受信すると、第１の電波を動力源として、タグ情報を含む第２の電波を放射する。タグ情報は、例えば、パッシブタグ３８０を識別するための識別情報であり、物品２１０を識別するための情報でもある。パッシブタグ３８０は、９２０ＭＨｚの周波数の電波を用いた電波方式に対応したタグである。図１３に示すように、パッシブタグ３８０は、基材３１０と、給電点３２０と、モノポールアンテナ３７０と、ＩＣチップ３４０とを備える。

基材３１０は、モノポールアンテナ３７０やＩＣチップ３４０を支持するシート状の部材である。給電点３２０は、第１の電波に対応する交流信号をＩＣチップ３４０からモノポールアンテナ３７０に供給し、第２の電波に対応する交流信号をモノポールアンテナ３７０からＩＣチップ３４０に供給するための端子対である。

モノポールアンテナ３７０は、エレメント３７１と接地用導体３７２とを備える線状アンテナである。エレメント３７１と接地用導体３７２とは、給電点３２０を中心にして互いに反対側に配置される。エレメント３７１は、パッシブタグ３８０の幅方向に蛇行しながら、パッシブタグ３８０の長手方向に延びた形状であり、パッシブタグ３８０の厚さ方向における長さが短い形状である。エレメント３８１は、エレメント３３１と同様の形状である。接地用導体３７２は、接地電位に設定するための導体である。ただし、本実施形態では、接地用導体３７２は、接地されてもよいし、接地されなくてもよい。

モノポールアンテナ３７０は、第１の電波を受信するときに、エレメント３７１と接地用導体３７２との間に発生する電位差により生じた電流を、給電点３２０を介してＩＣチップ３４０に供給する。また、モノポールアンテナ３７０は、第２の電波を放射するときに、給電点３２０を介してＩＣチップ３４０から供給された電流に従って、エレメント３７１と接地用導体３７２との間に電位差を発生させる。

パッシブタグ３８０の長手方向におけるエレメント３７１の長さは、放射及び受信する電波の波長の約１／４である。ここで、パッシブタグ３８０の長手方向におけるエレメント３７１の２つの端部のうち、給電点３２０から遠い方の端部を端部３５１とする。また、パッシブタグ３８０の長手方向における接地用導体３７２の２つの端部のうち、給電点３２０から遠い方の端部を端部３６１とする。ＩＣチップ３４０は、第１の電波から電力を得る機能、タグ情報を記憶する機能、タグ情報を含む第２の電波を放射する機能などを有する。

ここで、第１の電波の放射時において、モノポールアンテナ３７０の一端である端部３５１における電界強度と、モノポールアンテナ３７０の他端である端部３６１における電界強度との電界強度差が、モノポールアンテナ３７０の受信感度に応じた強度差閾値よりも大きくなるように、パッシブタグ３８０が配置される。

具体的には、放射面１０８から端部３５１までの距離が距離閾値よりも短く、放射面１０８から端部３６１までの距離が距離閾値よりも長くなるように、パッシブタグ３８０が配置される。この距離閾値は、第１の電波の放射のための送信電力に応じた値である。より詳細には、端部３５１が、この距離閾値分の厚さを有する浸出領域１０７の内部に配置され、端部３６１が、浸出領域１０７の外部に配置されるように、パッシブタグ３８０が配置される。

本実施形態では、端部３５１における電界強度と端部３６１における電界強度との電界強度差が大きい。そして、端部３６１における電位変動は、端部３５１における電位変動に比べて小さい。従って、本実施形態では、接地用導体３７２を接地しなくても、接地用導体３７２の電位変動を抑えることができ、タグ情報の良好な読み取りが期待できる。

（実施形態４）
実施形態１では、ダイポールアンテナ３３０の両端間における電界強度差を確保するために、放射面１０８とダイポールアンテナ３３０の長手方向とが直交し、電界強度が大きく変化する境界面１０９を跨ぐようにパッシブタグ３００が配置される例について説明した。ダイポールアンテナ３３０の両端間における電界強度差が確保されるのであれば、パッシブタグ３００の配置はこの例に限定されない。

例えば、図１４に示すように、通信シート１００上に形成される浸出領域１０７が、平面視において、通信シート１００と重なる板状であるものとする。この場合、平面視において通信シート１００と重なる領域に関しては、放射面１０８からの距離が距離閾値以下の位置では電界強度が高く、放射面１０８からの距離が距離閾値を超える位置では電界強度が低い性質がある。この距離閾値は、浸出領域１０７の厚さに対応する。実施形態１では、この性質を利用して、電界強度差を発生させる手法であった。

本実施形態では、放射面１０８からの距離が距離閾値以下の領域に関して、平面視において通信シート１００と重なる位置では電界強度が高く、平面視において通信シート１００と重ならない位置では電界強度が低い性質を利用して、電界強度差を発生させる手法について説明する。

つまり、本実施形態では、通信シート１００を平面視したときに、放射面１０８とダイポールアンテナ３３０の一端である端部３５０とが重なり、放射面１０８とダイポールアンテナ３３０の他端である端部３６０とが重ならないようにする。そして、放射面１０８から端部３５０までの距離が、第１の電波の放射のための送信電力に応じた距離閾値よりも短くなるように、パッシブタグ３００を配置する。

ここで、放射面１０８とパッシブタグ３００とが平行であると、第１の電波の受信面積が大きいため好ましい。また、パッシブタグ３００を通信シート１００の幅方向における端部に配置する場合、パッシブタグ３００の長手方向と通信シート１００の長手方向とが直交すると、端部３５０と端部３６０とにおける電界強度差が大きくなるため好ましい。或いは、パッシブタグ３００を通信シート１００の長手方向における端部に配置する場合、パッシブタグ３００の長手方向と通信シート１００の長手方向とが一致すると、端部３５０と端部３６０とにおける電界強度差が大きくなるため好ましい。

本実施形態では、ダイポールアンテナ３３０の両端間の電界強度差が大きく、ダイポールアンテナ３３０の両端間の電位差が大きい。従って、本実施形態によれば、タグ情報の良好な読み取りが期待できる。

（実施形態５）
実施形態４では、放射面１０８と、ダイポールアンテナ３３０を備えるパッシブタグ３００の長手方向と、を直交させずに、パッシブタグ３００からタグ情報を読み取る例について説明した。本実施形態では、放射面１０８と、モノポールアンテナ３７０を備えるパッシブタグ３８０の長手方向と、を直交させずに、パッシブタグ３８０からタグ情報を読み取る例について説明する。

本実施形態では、通信シート１００を平面視したときに、放射面１０８とモノポールアンテナ３７０の一端である端部３５１とが重なり、放射面１０８とモノポールアンテナ３７０の他端である端部３６１とが重ならないようにする。そして、放射面１０８から端部３５１までの距離が、第１の電波の放射のための送信電力に応じた距離閾値よりも短くなるように、パッシブタグ３８０を配置する。図１５には、放射面１０８とパッシブタグ３８０とが平行でない例を示している。

ただし、放射面１０８とパッシブタグ３８０とが平行であると、第１の電波の受信面積が大きいため好ましい。また、パッシブタグ３８０を通信シート１００の幅方向における端部に配置する場合、パッシブタグ３８０の長手方向と通信シート１００の長手方向とが直交すると、端部３５１と端部３６１とにおける電界強度差が大きくなるため好ましい。或いは、パッシブタグ３８０を通信シート１００の長手方向における端部に配置する場合、パッシブタグ３８０の長手方向と通信シート１００の長手方向とが一致すると、端部３５１と端部３６１とにおける電界強度差が大きくなるため好ましい。

本実施形態では、モノポールアンテナ３７０の両端間の電界強度差が大きく、モノポールアンテナ３７０の両端間の電位差が大きい。従って、本実施形態によれば、タグ情報の良好な読み取りが期待できる。

（変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。

本発明において、上記実施形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、本発明において、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。また、上述した実施形態は、適宜、自由に組み合わせることができる。また、上述した実施形態で説明した構成要素の個数は、適宜、調整することができる。また、本発明において採用可能な素材、サイズ、電気的特性などが、上記実施形態において示したものに限定されないことは勿論である。

実施形態１では、制御装置１０がリーダライタ２０を制御して、タグ情報を読み取る例について説明した。制御装置１０の機能がリーダライタ２０の機能として組み込まれていてもよい。また、実施形態２では、実施形態１におけるパッシブタグの種類及び配置を前提にして、送信電力を変化させる例について説明した。実施形態３、実施形態４、実施形態５におけるパッシブタグの種類及び配置を前提にして、送信電力を変化させてもよい。

実施形態１では、収納袋２００の上部にパッシブタグ３００がはみ出ないように貼付される例について説明した。パッシブタグ３００が付される位置はこの例に限定されない。例えば、収納袋２００の上部にパッシブタグ３００がはみ出るように貼付されてもよい。また、パッシブタグ３００は、管理対象である物品２１０を収納する、収納袋２００以外の入れ物（例えば、箱）に付されてもよい。また、パッシブタグ３００は、物品２１０に直接的に付されてもよい。なお、物品２１０がカテーテルに限定されないことは勿論である。

実施形態１では、タグ情報の片面読み取りが可能な通信シート１００を用いてタグ情報を読み取る例について説明した。タグ情報の両面読み取りが可能な通信シートを用いてタグ情報を読み取ってもよい。このような通信シートは、例えば、通信シート１００において、開孔部を有しない導体層１０２に代えて、開孔部を有する導体層１０１を採用することで生成可能である。この場合、通信シートの両面に浸出領域１０７が形成される。

実施形態１では、リーダライタ２０に接続される平面アンテナとして、２次元通信が可能な通信シート１００を採用する例に説明した。平面アンテナとして、通信シート１００とは異なる種類の平面アンテナを採用することができる。例えば、平面アンテナとして、マイクロストリップアンテナ、つまり、パッチアンテナを採用することができる。なお、平面アンテナとしては、電波の放射面からの距離に応じて、電界強度が急激に変化するものが好ましい。

実施形態１では、メッシュ状の開孔部の形状が正三角形である例について説明した。メッシュ状の開孔部の形状は、正三角形に限定されないことは勿論である。メッシュ状の開孔部の形状は、例えば、正三角形以外の三角形、三角形以外の多角形（長方形、正方形、平行四辺形、菱形、五角形、六角形など）、円形、楕円形などであってもよい。

実施形態では、制御装置１０が有する機能を多くがソフトウェア（又は、ファームウェア）により実現される例、つまり、制御装置１０が有する機能を多くがプロセッサによるプログラムの実行により実現されるについて説明した。本発明において、このような機能は、ハードウェアにより実現されてもよい。この場合、例えば、制御装置１０は、ＣＰＵに代えて、処理回路を備える。この処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又はこれらの組合せにより構成される。

本発明に係る制御装置１０の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータや情報端末装置に適用することで、当該パーソナルコンピュータを本発明に係る制御装置１０として機能させることも可能である。また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、通信ネットワーク（例えば、インターネット）を介して配布してもよい。

１０ 制御装置、１１ 制御部、１２ 通信部、１３ 表示部、１４ 記憶部、２０ リーダライタ、２１，３０１ 制御回路、２２ 第１通信回路、２３ 電源回路、２４ 発振回路、２５，３０４ 記憶回路、２６ 第２通信回路、２７，３０５ 変調回路、２８，３０６ 復調回路、３０ 通信ケーブル、３１ 内部導体、３２ 外部導体、４０ 電波インターフェース、４１，４２，１０１，１０２ 導体層、４３，１０３ 絶縁体層、４４，４５ 電極、４６ コネクタ、６０ 電波吸収部、６１ 電波吸収体、６２ 導体板、１００ 通信シート、１０４，１０５ カバー層、１０７ 浸出領域、１０８ 放射面、１０９ 境界面、１２０ 開孔部、２００ 収納袋、２１０ 物品、３００，３８０ パッシブタグ、３０３ 整流回路、３１０ 基材、３２０ 給電点、３３０ ダイポールアンテナ、３３１，３３２，３７１，３８１ エレメント、３４０ ＩＣチップ、３５０，３５１，３６０，３６１ 端部、３７０ モノポールアンテナ、３７２ 接地用導体、４００ 保管庫、４１０ 天井板、４２０ 棚板、４３０，４４０，４５０ 側壁板、４６０ 吊り下げ棒、１０００ 読取システム

Claims (7)

1. 電力供給用の電波である第１の電波を放射し、タグ情報を示す電波である第２の電波を受信する放射面を備える平面アンテナと、
   前記平面アンテナを介して前記タグ情報を読み取る読取装置と、
   給電点を中心に互いに反対方向に延びる２つのエレメントを備えるダイポールアンテナと、前記ダイポールアンテナが前記第１の電波を受信したことに応答して、前記第２の電波を前記ダイポールアンテナに放射させる制御回路と、を備えるパッシブタグと、を備え、
   前記第１の電波の放射時において、前記ダイポールアンテナの一端における電界強度と前記ダイポールアンテナの他端における電界強度との差である電界強度差は、前記ダイポールアンテナの受信感度に応じた強度差閾値よりも大きく、
   前記放射面と前記２つのエレメントが延びる方向である第１の方向とが直交し、
   前記放射面から前記ダイポールアンテナの一端までの距離は、前記第１の電波の放射のための送信電力に応じた距離閾値よりも短く、前記放射面から前記ダイポールアンテナの他端までの距離は、前記距離閾値よりも長い、
   読取システム。
2. 前記平面アンテナは、
   導電性を有し、開孔部がメッシュ状に形成された第１の導体層と、
   導電性を有する第２の導体層と、
   絶縁性を有し、前記第１の導体層と前記第２の導体層との間に設けられた絶縁体層と、を備え、
   前記読取装置から供給される交流信号に応じた前記第１の電波を前記開孔部から浸出させることにより前記第１の導体層の表面に前記距離閾値分の厚さを有する浸出領域を形成する、通信シートであり、
   前記ダイポールアンテナの一端は、前記浸出領域の内部に配置され、前記ダイポールアンテナの他端は、前記浸出領域の外部に配置される、
   請求項１に記載の読取システム。
3. 前記放射面は鉛直方向と直交し、
   前記パッシブタグの少なくとも一部は、前記第１の方向が鉛直方向になるように、鉛直方向に延びる物品の側面に貼付される、
   請求項１又は２に記載の読取システム。
4. 電力供給用の電波である第１の電波を放射し、タグ情報を示す電波である第２の電波を受信する放射面を備える平面アンテナと、
   前記平面アンテナを介して前記タグ情報を読み取る読取装置と、
   給電点を中心に互いに反対方向に延びる２つのエレメントを備えるダイポールアンテナと、前記ダイポールアンテナが前記第１の電波を受信したことに応答して、前記第２の電波を前記ダイポールアンテナに放射させる制御回路と、を備えるパッシブタグと、を備え、
   前記第１の電波の放射時において、前記ダイポールアンテナの一端における電界強度と前記ダイポールアンテナの他端における電界強度との差である電界強度差は、前記ダイポールアンテナの受信感度に応じた強度差閾値よりも大きく、
   前記平面アンテナを平面視したときに、前記放射面と前記ダイポールアンテナの一端とが重なり、前記放射面と前記ダイポールアンテナの他端とが重ならず、
   前記放射面から前記ダイポールアンテナの一端までの距離は、前記第１の電波の放射のための送信電力に応じた距離閾値よりも短い、
   読取システム。
5. 電力供給用の電波である第１の電波を放射し、タグ情報を示す電波である第２の電波を受信する放射面を備える平面アンテナと、
   前記平面アンテナを介して前記タグ情報を読み取る読取装置と、
   給電点を基準として互いに反対側に配置される、エレメントと接地用導体とを備えるモノポールアンテナと、前記モノポールアンテナが前記第１の電波を受信したことに応答して、前記第２の電波を前記モノポールアンテナに放射させる制御回路と、を備えるパッシブタグと、を備え、
   前記エレメントは、前記給電点から前記モノポールアンテナの一端に向けて延びており、
   前記第１の電波の放射時において、前記モノポールアンテナの一端における電界強度と前記モノポールアンテナの他端における電界強度との差である電界強度差は、前記モノポールアンテナの受信感度に応じた強度差閾値よりも大きく、
   前記放射面と前記エレメントが延びる方向である第１の方向とが直交し、
   前記放射面から前記モノポールアンテナの一端までの距離は、前記第１の電波の放射のための送信電力に応じた距離閾値よりも短く、前記放射面から前記モノポールアンテナの他端までの距離は、前記距離閾値よりも長い、
   読取システム。
6. 電力供給用の電波である第１の電波を放射し、タグ情報を示す電波である第２の電波を受信する放射面を備える平面アンテナと、
   前記平面アンテナを介して前記タグ情報を読み取る読取装置と、
   給電点を基準として互いに反対側に配置される、エレメントと接地用導体とを備えるモノポールアンテナと、前記モノポールアンテナが前記第１の電波を受信したことに応答して、前記第２の電波を前記モノポールアンテナに放射させる制御回路と、を備えるパッシブタグと、を備え、
   前記エレメントは、前記給電点から前記モノポールアンテナの一端に向けて延びており、
   前記第１の電波の放射時において、前記モノポールアンテナの一端における電界強度と前記モノポールアンテナの他端における電界強度との差である電界強度差は、前記モノポールアンテナの受信感度に応じた強度差閾値よりも大きく、
   前記平面アンテナを平面視したときに、前記放射面と前記モノポールアンテナの一端とが重なり、前記放射面と前記モノポールアンテナの他端とが重ならず、
   前記放射面から前記モノポールアンテナの一端までの距離は、前記第１の電波の放射のための送信電力に応じた距離閾値よりも短い、
   読取システム。
7. 前記読取装置は、前記第１の電波の放射のための送信電力を周期的に変化させ、
   前記読取装置は、前記電界強度差が前記強度差閾値よりも大きいときに、前記タグ情報を読み取る、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の読取システム。

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