アンテナ、物品管理システム
【課題】 アンテナから放射される電波が届かないエリアを小さくすることが求められている。
【解決手段】 実施形態のアンテナは、ＲＦタグに問い合わせ用の電波を放射するとともに、前記ＲＦタグから放射される応答用の電波を受信する。前記アンテナは、２つの放射素子と、給電部とを備える。前記２つの放射素子は、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する。前記給電部は、各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記２つの放射素子の各々へ給電する。前記放射面と同一平面に沿う前記２つの放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、前記２つの放射素子の中心間距離をＤ１とすると、Ｄ１≦（２×ｄ）となる。
【解決手段】 実施形態のアンテナは、ＲＦタグに問い合わせ用の電波を放射するとともに、前記ＲＦタグから放射される応答用の電波を受信する。前記アンテナは、２つの放射素子と、給電部とを備える。前記２つの放射素子は、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する。前記給電部は、各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記２つの放射素子の各々へ給電する。前記放射面と同一平面に沿う前記２つの放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、前記２つの放射素子の中心間距離をＤ１とすると、Ｄ１≦（２×ｄ）となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アンテナと、このアンテナを用いる物品管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品を管理するために、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが用いられている。この種のＲＦＩＤシステムは、物品に取り付けられるとともにアンテナを内部に備えるＲＦタグと、質問器と、質問器に接続される上位機器と、質問器に接続される複数のアンテナとを備えている。
【０００３】
このＲＦＩＤシステムにおいて、質問器は、アンテナを切り替えるとともに、アンテナを介してＲＦタグ問合せ用の信号を電波として放射する。ＲＦタグは、内蔵アンテナで質問器からの電波を受信すると、応答用の信号である物品の情報を電波として放射する。
【０００４】
質問器は、応答用の信号がアンテナに受信されると、物品の情報に、この情報を受信したアンテナの識別情報を付加して、上位機器に送信する。
【０００５】
このように質問器とＲＦタグとが互いにアンテナを介してデータの交信を行うことにより、物品が管理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２６６１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この種の物品管理システムでは、アンテナから放射される電波が物品管理エリアのみに万遍なく届くことと、アンテナの近傍において確実にＲＦタグを読み取ることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のアンテナは、ＲＦタグに問い合わせ用の電波を放射するとともに、前記ＲＦタグから放射される応答用の電波を受信する。前記アンテナは、２つの放射素子と、給電部とを備える。前記２つの放射素子は、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する。前記給電部は、各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記２つの放射素子の各々へ給電する。前記放射面と同一平面に沿う前記２つの放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、前記２つの放射素子の中心間距離をＤ１とすると、Ｄ１≦（２×ｄ）となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る物品管理システムを示す模式図。
【図２】図１に示された保管用棚の一部を示す斜視図。
【図３】図１に示されたアンテナを示す斜視図。
【図４】図３に示されたアンテナの平面図。
【図５】図３に示す放射素子を１つ備えるアンテナを示す平面図。
【図６】図３に示すアンテナの正面方向に放射される電波の電力の分布を示す図。
【図７】第２の実施形態に係る物品管理システムの保管用棚の一部を示す斜視図。
【図８】図７に示されるアンテナの斜視図。
【図９】図８に示されるアンテナの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の実施形態に係る物品管理システムを、図１〜６を用いて説明する。図１は、物品管理システム１０を示す模式図である。物品管理システム１０は、物品５を管理するシステムであり、一例としてＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが用いられている。
【００１１】
図１に示すように、物品管理システム１０は、管理装置２０と、ＲＦＩＤリーダライタ３０と、管理対象となる物品５の各々に１つずつ設けられて当該物品５の情報を有する複数のＲＦタグ４０と、物品５を保管する保管用棚５０とを備えている。
【００１２】
管理装置２０は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置であり、例えばＬＡＮケーブル２１でＲＦＩＤリーダライタ３０に接続されている。管理装置２０は、ＲＦＩＤリーダライタ３０が読み取った物品５の情報（ＲＦタグ４０の情報）が送信される。管理装置２０は、ＲＦＩＤリーダライタ３０から送信される情報に基づいて、物品５の管理を行う。
【００１３】
ＲＦＩＤリーダライタ３０は、物品５の情報を読み込み、読み込んだ情報を管理装置２０に送信する。ＲＦＩＤリーダライタ３０は、ＲＦＩＤリーダライタユニット６０と、複数のアンテナ７０を備えている。
【００１４】
ＲＦＩＤリーダライタユニット６０は、各物品５の情報（ＲＦタグ４０が有する情報）を読むリーダライタ本体６１（質問器）と、アンテナ切替部６２とを備えている。アンテナ切替部６２は、リーダライタ本体６１に接続されるとともに、複数のアンテナ７０の各々に例えば同軸ケーブル６３で接続される。
【００１５】
リーダライタ本体６１は、管理装置２０にＬＡＮケーブル２１で接続されるとともに、アンテナ切替部６２を介して各アンテナ７０と接続されている。リーダライタ本体６１は、ＲＦタグ４０への問い合わせ用の信号を作成し、後述される選択されたアンテナ７０から当該信号を電波として発信する。また、リーダライタ本体６１は、ＲＦタグ４０が発信してアンテナ７０で受信される物品５の情報を、管理装置２０に送信する。
【００１６】
アンテナ切替部６２は、リーダライタ本体６１と各アンテナ７０との接続を選択する。例えば、アンテナ切替部６２は、一定時間ごとに、リーダライタ本体６１とアンテナ７０との接続を順次切り替える。このことによって、複数のアンテナ７０のうち１つのアンテナ７０とリーダライタ本体６１との接続が選択されＲＦタグ４０が読み取られるので、リーダライタ本体６１は、１つのアンテナ７０を特定できるとともに、当該アンテナ７０が受信した物品５の位置情報を検出することができる。リーダライタ本体６１は、このように、物品５の情報と、当該アンテナ７０の情報とを組み付けて、管理装置２０に送信する。
【００１７】
各アンテナ７０については、後で具体的に説明する。
【００１８】
ＲＦタグ４０は、各物品５の１つずつに設けられており、当該ＲＦタグ４０が設けられる物品５の情報を有している。ＲＦタグ４０は、パッシブタグであり、アンテナ７０から放射される電波を受信することによって起動して電波を放射する。
【００１９】
図２は、保管用棚５０の一部を示す斜視図である。図２に示すように、保管用棚５０は、複数の段５１を備えている。図２では、一部として、上下に並ぶ２段が図示されている。各段５１の構造は、同じである。
【００２０】
各段５１は、物品５が載置される底壁部５２（載置部）を有している。アンテナ７０は、底壁部５２の上面５３に複数配置されている。なお、図２中では、アンテナ７０の説明のために、物品５は省略されている。底壁部５２の上面５３は、奥行方向Ｘ（第１の方向）と、奥行方向Ｘと直交する幅方向Ｙ（第２の方向）とに平行な平面である。底壁部５２は、幅方向Ｙの長さが、奥行方向Ｘの長さよりも長い。
【００２１】
底壁部５２の上面５３上に配置される物品５には各々にＲＦタグ４０が設けられ、保管用棚５０に収容される。本実施形態では、アンテナ７０とＲＦタグ４０との間の距離をａとする。距離ａは、ＲＦタグ４０を読み取る距離である。
【００２２】
上記のように構成される物品管理システム１０では、アンテナ切替部６２によって複数のアンテナ７０が順次選択されることによって、当該選択されたアンテナ７０を通して得られる物品５の情報を認識することができる。
【００２３】
つぎに、アンテナ７０について具体的に説明する。図１に示すように、１つのアンテナ７０は、複数の物品５を管理する。なお、図１中では、１つのアンテナ７０が複数の物品５を管理する一例として、１つのアンテナ７０が２つの物品５を管理している状態を示している。しかしながら、これは、一例であって、１つのアンテナ７０が２つの物品５のみを管理することに限定されない。１つのアンテナ７０は、後述される読取可能範囲Ｈ２内にある複数の物品５を管理することができる。図３は、アンテナ７０を示す斜視図である。図３に示すように、接地導体７１と、誘電体基板７２と、一対の放射素子７３と、給電部７４とを備えている。
【００２４】
図４は、アンテナ７０を上方から見た平面図である。図３，４に示すように、接地導体７１は、厚みが一定であって平面形状が長方形である。誘電体基板７２は、接地導体７１に重ねられている。接地導体７１において誘電体基板７２が重ねられる面およびこの面の反対側の面は、互いに平行な平面である。誘電体基板７２は、厚みが一定であって、平面形状が接地導体７１と同じである。誘電体基板７２の周縁は、接地導体７１の周縁に重ねられている。誘電体基板７２において接地導体７１に重ねられる面およびこの面の反対側の面とは、互いに平行な平面である。
【００２５】
各放射素子７３は、互いに同じ形状である。放射素子７３は、厚みが一定である平板であって、一例として平面形状が正方形である。各放射素子７３は、誘電体基板７２上に重ねられている。各放射素子７３は、互いの中心Ｐが並ぶ方向が誘電体基板７２の長手方向Ａに平行になるように配置されている。さらに、各放射素子７３の周縁を規定する４辺の各々は、誘電体基板７２の４辺のうち対向する辺に平行になるように配置されている。本実施形態では、アンテナ７０は、放射素子７３が１行２列に配置される構造である。
【００２６】
誘電体基板７２の上面７２ａは、アンテナ７０において放射素子７３が設けられる面である。各放射素子７３の上面７３ａは、電波を放射する放射面である。各放射素子７３の上面７３ａは、同一仮想平面内に含まれており（同一平面上に位置しており）、互いに平行である。つまり、上面７３ａは、同一平面上に位置している。誘電体基板７２の上面７２ａと、各放射素子７３の上面７３ａとは、互いに平行である。
【００２７】
誘電体基板７２には、給電点７５が設けられている。給電点７５は、アンテナ切替部６２と電気的に接続された同軸ケーブル６３により給電される。給電部７４は、給電点７５と各放射素子７３とを電気的に接続して、各放射素子７３の上面７３ａから放射される電波の合成波が上面７３ａと同一平面に対して垂直に延びるように、各放射素子７３に給電する。つまり、給電部７４は、各放射素子７３に等電力を供給するとともに、各放射素子７３での電界の励振方向を同じにする機能を有する。本実施形態では、給電部７４は、各放射素子７３に、同相の等電力を、各放射素子７３に、励振方向Ｅが同じになるように同一方向にそって給電している。
【００２８】
給電部７４は、一例として、給電線８０と、給電点７５に給電される電力を２分岐して下流に流す分配器８１とを備えている。給電線８０は、誘電体基板７２の上面７２ａに設けられている。給電線８０は、上流部８２と、一対の下流部８３とを備えている。
【００２９】
上流部８２は、給電点７５と分配器８１に電気的に接続されている。一方の下流部８３は、分配器８１と一方の放射素子７３とに電気的に接続されている。他方の下流部８３は、分配器８１と他方の放射素子７３とに電気的に接続されている。分配器８１は、各下流部８３に同相の等電力を供給する。分配器８１は、一例として、ウィルキンソン分配器である。
【００３０】
各下流部８３は、各放射素子７３に同じ方向から接続されるとともに、長さが等しい。このため、各放射素子７３では、電界の励振方向Ｅが同じ方向となる。
【００３１】
なお、上記では、各放射素子への給電方向を同じとしたが、これに限定されない。放射素子７３への給電方向が互いに異なる場合は、各放射素子７３の電界の励振方向Ｅを一致させるために、各放射素子７３への給電の位相差が調整される。具体的には、給電線８０の長さを調整するなどする。
【００３２】
つぎに、各放射素子７３の上面７３ａと同一平面上での中心Ｐ間の距離Ｄ１について説明する。
【００３３】
まず、アンテナ７０を構成する放射素子７３と同じ放射素子７３を１つ用いたアンテナ９０の、放射素子７３の上面７３ａと同一平面内でのＲＦタグ４０の最大読取距離をｄとする。アンテナ９０は、放射素子７３の数が異なるが、他の構造は、アンテナ７０と同様である。
【００３４】
図５は、アンテナ９０を示す平面図である。図５中、最大読取距離ｄによって規定される、上面７３ａ（放射面）と同一平面内でのアンテナ９０の読取可能範囲Ｈ１にハッチングを付している。読取可能範囲Ｈ１は、放射素子７３の中心Ｐを中心として、最大読取距離ｄを半径とする円になる。読取可能範囲Ｈ１は、ＲＦタグ４０が電波を受信可能であり、かつ、ＲＦタグ４０の起動電力が確保される距離である。つまり、読取可能範囲Ｈ１を超える位置では、ＲＦタグ４０を読み取ることはできない。なお、最大読取距離ｄは、アンテナ７０の放射素子７３の各々に給電される電力と同じ電力を給電した場合の、最大読み取り距離である。
【００３５】
アンテナ７０において、各放射素子７３の中心Ｐ間の距離Ｄ１は、Ｄ１≦（２×ｄ）とする。好ましくは、Ｄ１＝ｄとする。このようにすることによって、各放射素子７３が放射する電波が合成されたときに、各放射素子７３間に読み取りできないエリアができることがない。図４には、アンテナ７０の、上面７３ａ（放射面）と同一平面内の読取可能範囲Ｈ２にハッチングが施されて示されている。読取可能範囲Ｈ２は、アンテナ７０においてＲＦタグ４０を読み取れる範囲である。
【００３６】
図４に示すように、読取可能範囲Ｈ２は、各放射素子７３が並ぶ方向に直交する方向に長い楕円形状となる。また、アンテナ７０において、誘電体基板７２や放射素子７３の形状などを含む構造は、読取可能範囲Ｈ２が誘電体基板７２から長手方向Ａに出ずに縁の近傍まで形成されるように考慮されている。
【００３７】
図６は、アンテナ７０の正面方向（放射素子７３の上面７３ａに垂直な方向）に放射される電波の電力の分布を示している。図６では、電力の強さが等しい範囲を実線で結んでおり、範囲Ａ１〜Ａ８を示している。電力は、Ａ１〜Ａ８に向かって次第に弱くなる。図６に示すように電力は、アンテナ７０から遠ざかるにしたがい、弱くなっている。また、２つの放射素子７３に並列給電されているため、アンテナ７０の近傍において電力が強い範囲Ａ１が広くなっている。このように、１つのアンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２を広くすることができる。
【００３８】
なお、図６は、各放射素子７３の上面７３ａから放射される電波の合成波が、上面７３ａと同一平面に対して垂直方向に延びていることを示している。
【００３９】
つぎに、保管用棚５０の底壁部５２に対するアンテナ７０の姿勢、および、底壁部５２に対するアンテナ７０の大きさ、読取可能範囲Ｈ２の大きさについて説明する。上記したように、底壁部５２は、幅方向Ｙにそう長さが奥行方向Ｘにそう長さよりも大きい。アンテナ７０は、長手方向Ａが奥行方向Ｘに沿うように配置される。アンテナ７０の誘電体基板７２の長手方向Ａに沿う長さは、アンテナ７０が底壁部５２上に配置されたときに、奥行方向Ｘから出ないように考慮されている。
【００４０】
アンテナ７０は、長手方向Ａの長さが、底壁部５２の奥行方向Ｘの長さと同じである。または、略同じである。そして、アンテナ７０は、長手方向Ａが奥行方向Ｘに平行になるように配置されている。アンテナ７０は、上記の姿勢で幅方向Ｙに複数配置されている。
【００４１】
アンテナ７０の構造は、読取可能範囲Ｈ２が長手方向Ａに誘電体基板７２から出ないように縁の近傍まで形成されるように考慮されている。
【００４２】
この結果、各アンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２は、底壁部５２の幅方向Ｙに延び、読取可能範囲Ｈ２が底壁部５２の上面５３から出ることがない。
【００４３】
このように構成されるアンテナ７０では、２個の放射素子７３を備えるとともに、放射素子７３の上面７３ａと同一平面内での中心Ｐ間の距離Ｄ１を、１つの放射素子７３の最大読取距離ｄに基づき、Ｄ１≦（２×ｄ）とすることによって、各放射素子７３間に読み取りできない範囲が形成されることを抑制することができる。
【００４４】
また、アンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２が保管用棚５０の底壁部５２から出ないように考慮してアンテナ７０を棚に設置することによって、電波の利用効率を向上することができる。
【００４５】
また、アンテナ７０が複数の放射素子７３を備えることによって、アンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２を広げることができるので、１つのアンテナ７０で管理できる物品５の数を増やすことができる。この結果、物品５を管理するアンテナ数を少なくすることができる。
【００４６】
このように、本実施形態では、アンテナ７０から放射される電波が物品管理エリアのみに万遍なく届く。また、アンテナ７０の近傍においても確実にＲＦタグ４０を読み取ることができる。
【００４７】
つぎに、第２の実施形態に係る物品管理システムを、図７〜９を用いて説明する。第２の実施形態において第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態は、アンテナ７０の構造が第１の実施形態と異なる。物品管理システム１０においてアンテナ７０以外の構造は、第１の実施形態と同様である。上記異なる点について、具体的に説明する。
【００４８】
図７は、本実施形態のアンテナ７０が保管用棚５０の底壁部５２の上面５３に設けられた状態を示している。図８は、本実施形態のアンテナ７０を示す斜視図である。図８に示すように、誘電体基板７２と接地導体７１とは、第１の実施形態と同様の構造である。
【００４９】
アンテナ７０は、４個の放射素子７３を備えている。各放射素子７３の形状は、第１の実施形態と同様であって、平面形状が正方形である。また、各放射素子７３は、配置について以外誘電体基板７２上に第１の実施形態で説明したように設けられている。
【００５０】
各放射素子７３は、２行２列に並んでおり、１行目２０１と、２行目２０２と、１列目２０３と、２列目２０４とを有している。行が並ぶ方向は直線方向であり、列が並ぶ方向は直線方向であり、互いに直交する。
【００５１】
各行は、各行の放射素子７３の中心Ｐを結ぶ線が誘電体基板７２の長手方向Ａに平行となるように形成される。各列は、各列の放射素子７３の中心Ｐを結ぶ線が、誘電体基板７２の上面７２ａにおいて長手方向Ａに直交する方向Ｂに平行である。各放射素子７３は、周縁を規定する４辺が、誘電体基板７２の４辺に平行になるように配置されている。各放射素子７３の上面７３ａは、同一平面に含まれており（同一平上に位置しており）、互いに平行である。誘電体基板７２の上面７２ａと各放射素子７３の上面７３ａとは、平行である。
【００５２】
各行において、相対的に隣り合う列に配置される放射素子７３の中心Ｐ間の距離は、全て同じであって、本実施形態では一例としてｍｄとなる。各列において、相対的に隣り合う行に配置される放射素子７３の中心Ｐ間の距離は、全て同じであって、本実施形態では一例としてｎｄとなる。
【００５３】
本実施形態では、給電部７４は、分配器を２段構成として給電点７５に加わる電力を４分岐して（４等分して）、各放射素子７３に等電力を励振方向Ｅが同じになるよう供給している。具体的には、給電部７４は、第１の分配器１０１と、各行に設けられる第２の分配器１０２とを備えている。第１，２の分配器１０１，１０２は、同相の等電力を下流に分配する。第１，２の分配器１０１，１０２は、一例として、ウィルキンソン分配器である。
【００５４】
第１の分配器１０１で２分岐して、各行に分配している。各行において、第２の分配器１０２で分岐して、各列２０３，２０４の放射素子７３に等電力を給電している。第２の分配器１０２は、各行において１、２列目２０３，２０４間に配置されており、それゆえ、１列目２０３の放射素子７３への給電方向と、２列面の放射素子７３への給電方向は、１８０度異なる。
【００５５】
各放射素子７３の電界の励振方向Ｅを同じにするために、各行において、給電線８０において第１，２の分配器１０１，１０２を接続する部分１０５の長さを同じにしている。各行において、第２の分配器１０２と１列目２０３の放射素子７３とを接続する部分１０６の長さを、第２の分配器１０２と２列目２０４の放射素子７３とを接続する部分１０９の長さに対して、λｇ／４短くする。λｇは、本物品管理システムで使用される無線通信周波数における波長λが、誘電体基板７２により波長短縮された値である。
【００５６】
この結果、１列目２０３の各放射素子７３への給電位相が、２列目２０４の各放射素子７３への給電位相に対してλｇ／２遅くなる。上記したように、１列目２０３の各放射素子７３への給電方向と、２列目２０４の各放射素子７３への給電方向は、１８０度異なるので、各放射素子７３の電界の励振方向Ｅが同じとなる。
【００５７】
本実施形態のアンテナ７０であっても、上記給電部７４によって第１の実施形態の図６に示すと同様に、各放射素子７３の上面７３ａから放射される電波の合成波が、上面７３ａと同一平面に対して垂直方向に延びる。
【００５８】
つぎに、相対的に対角に配置される一対の放射素子７３の中心間距離Ｄ２について説明する。相対的に対角に配置される関係の一対の放射素子７３の中心間距離は、全て同じＤ２となる。
【００５９】
距離Ｄ２は、第１の実施形態で図５を用いて説明したように、アンテナ７０を構成する放射素子７３と同じ放射素子７３を１つ用いたアンテナ９０の最大読取距離ｄに基づいて決定される。本実施形態では、最大読取距離ｄは、本実施形態のアンテナ７０の各放射素子７３に給電される電力と同じ電力をアンテナ９０の放射素子７３に給電した場合の、最大読取距離である。つまり、アンテナ７０の各放射素子７３が放射する電波の最大読取距離と同じとなる。
【００６０】
互いに対角に配置される放射素子７３の中心Ｐ間の距離Ｄ２は、Ｄ２≦（２×ｄ）とする。好ましくは、Ｄ２＝ｄとする。同じ行において相対的に隣り合う列の放射素子７３の中心Ｐ間距離ｍｄと、同じ列において相対的に隣り合う行の放射素子７３の中心Ｐ間の距離ｎｄとは、Ｄ２よりも小さくなる。このため、各放射素子７３が放射する電波の読取可能範囲が合成されたときに、各放射素子７３間に読み取りできないエリアができることがない。
【００６１】
図９には、本実施形態のアンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２にハッチングが施されて示されている。ここで、距離ｍｄ，ｎｄについて説明する。なお、上記したように、互いに相対的に隣り合う列に配置される関係の一対の放射素子７３の中心Ｐ間の距離は、全て同じであり、ｍｄとなる。互いに相対的に隣り合う行に配置される関係の一対の放射素子７３の中心Ｐ間の距離は、全て同じであり、ｎｄでとなる。
【００６２】
上記したように、底壁部５２は、幅方向Ｙにそう長さが奥行方向Ｘにそう長さよりも大きい。アンテナ７０は、長手方向Ａが奥行方向Ｘにそうように配置されている。アンテナ７０は、底壁部５２上に配置されたときに、長手方向Ａの端部が底壁部５２から出ないように考慮されている。本実施形態では、アンテナ７０の長手方向の長さは、底壁部５２の奥行方向Ｘの長さと同じである。または、略同じである。アンテナ７０は、上記の姿勢で幅方向Ｙに複数配置されている。
【００６３】
読取可能範囲Ｈ２は、アンテナ７０の近傍の電力を高めるとともに保管用棚５０外への電波の漏えいを少なくするために、アンテナ７０が底壁部５２に設置されたときに奥行方向Ｘに底壁部５２を出ないようにするとともに幅方向Ｙに延びるように形成されることが求められている。
【００６４】
一般にアンテナでは、放射素子７３の中心間距離が広いと読取可能範囲の指向性が狭くなり、放射素子７３の中心間距離が狭いと読取可能範囲の指向性が広くなる。本実施形態では、読取可能範囲Ｈ２は、奥行方向Ｘの指向性を広くし、幅方向Ｙの指向性が狭くすることによって、底壁部５２内に収まるように形成されている。
【００６５】
このため、ｍｄ＞ｎｄとして、読取可能範囲Ｈ２が底壁部５２を奥行方向Ｘに出ないようにしている。本実施形態では、誘電体基板７２の長手方向Ａにそう長さが底壁部５２の奥行方向Ｘにそう長さと同じ（または略同じ）であるので、距離ｍｄ，ｎｄは、読取可能範囲Ｈ２が長手方向Ａに誘電体基板７２を出ないよう縁の近傍まで形成されるように考慮されている。
【００６６】
この結果、図９に示すように、アンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２は、各放射素子７３の列が並ぶ方向を横切る方向に長い楕円形状となる。そして、読取可能範囲Ｈ２が底壁部５２から出ない。
【００６７】
本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
なお、第１，２の実施形態によれば、アンテナから放射される電波が物品管理エリアのみに万遍なく届く。また、アンテナ近傍においても、確実にＲＦタグを読み取ることができる。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１０…物品管理システム、４０…ＲＦタグ、５２…底壁部（載置部）、７０…アンテナ、７３…放射素子、７４…給電部、Ｘ…奥行方向（第１の方向）、Ｙ…（第２の方向）、Ｄ１…距離、Ｄ２…距離、ｄ…読取最大距離。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、アンテナと、このアンテナを用いる物品管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品を管理するために、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが用いられている。この種のＲＦＩＤシステムは、物品に取り付けられるとともにアンテナを内部に備えるＲＦタグと、質問器と、質問器に接続される上位機器と、質問器に接続される複数のアンテナとを備えている。
【０００３】
このＲＦＩＤシステムにおいて、質問器は、アンテナを切り替えるとともに、アンテナを介してＲＦタグ問合せ用の信号を電波として放射する。ＲＦタグは、内蔵アンテナで質問器からの電波を受信すると、応答用の信号である物品の情報を電波として放射する。
【０００４】
質問器は、応答用の信号がアンテナに受信されると、物品の情報に、この情報を受信したアンテナの識別情報を付加して、上位機器に送信する。
【０００５】
このように質問器とＲＦタグとが互いにアンテナを介してデータの交信を行うことにより、物品が管理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２６６１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この種の物品管理システムでは、アンテナから放射される電波が物品管理エリアのみに万遍なく届くことと、アンテナの近傍において確実にＲＦタグを読み取ることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のアンテナは、ＲＦタグに問い合わせ用の電波を放射するとともに、前記ＲＦタグから放射される応答用の電波を受信する。前記アンテナは、２つの放射素子と、給電部とを備える。前記２つの放射素子は、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する。前記給電部は、各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記２つの放射素子の各々へ給電する。前記放射面と同一平面に沿う前記２つの放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、前記２つの放射素子の中心間距離をＤ１とすると、Ｄ１≦（２×ｄ）となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る物品管理システムを示す模式図。
【図２】図１に示された保管用棚の一部を示す斜視図。
【図３】図１に示されたアンテナを示す斜視図。
【図４】図３に示されたアンテナの平面図。
【図５】図３に示す放射素子を１つ備えるアンテナを示す平面図。
【図６】図３に示すアンテナの正面方向に放射される電波の電力の分布を示す図。
【図７】第２の実施形態に係る物品管理システムの保管用棚の一部を示す斜視図。
【図８】図７に示されるアンテナの斜視図。
【図９】図８に示されるアンテナの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の実施形態に係る物品管理システムを、図１〜６を用いて説明する。図１は、物品管理システム１０を示す模式図である。物品管理システム１０は、物品５を管理するシステムであり、一例としてＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムが用いられている。
【００１１】
図１に示すように、物品管理システム１０は、管理装置２０と、ＲＦＩＤリーダライタ３０と、管理対象となる物品５の各々に１つずつ設けられて当該物品５の情報を有する複数のＲＦタグ４０と、物品５を保管する保管用棚５０とを備えている。
【００１２】
管理装置２０は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置であり、例えばＬＡＮケーブル２１でＲＦＩＤリーダライタ３０に接続されている。管理装置２０は、ＲＦＩＤリーダライタ３０が読み取った物品５の情報（ＲＦタグ４０の情報）が送信される。管理装置２０は、ＲＦＩＤリーダライタ３０から送信される情報に基づいて、物品５の管理を行う。
【００１３】
ＲＦＩＤリーダライタ３０は、物品５の情報を読み込み、読み込んだ情報を管理装置２０に送信する。ＲＦＩＤリーダライタ３０は、ＲＦＩＤリーダライタユニット６０と、複数のアンテナ７０を備えている。
【００１４】
ＲＦＩＤリーダライタユニット６０は、各物品５の情報（ＲＦタグ４０が有する情報）を読むリーダライタ本体６１（質問器）と、アンテナ切替部６２とを備えている。アンテナ切替部６２は、リーダライタ本体６１に接続されるとともに、複数のアンテナ７０の各々に例えば同軸ケーブル６３で接続される。
【００１５】
リーダライタ本体６１は、管理装置２０にＬＡＮケーブル２１で接続されるとともに、アンテナ切替部６２を介して各アンテナ７０と接続されている。リーダライタ本体６１は、ＲＦタグ４０への問い合わせ用の信号を作成し、後述される選択されたアンテナ７０から当該信号を電波として発信する。また、リーダライタ本体６１は、ＲＦタグ４０が発信してアンテナ７０で受信される物品５の情報を、管理装置２０に送信する。
【００１６】
アンテナ切替部６２は、リーダライタ本体６１と各アンテナ７０との接続を選択する。例えば、アンテナ切替部６２は、一定時間ごとに、リーダライタ本体６１とアンテナ７０との接続を順次切り替える。このことによって、複数のアンテナ７０のうち１つのアンテナ７０とリーダライタ本体６１との接続が選択されＲＦタグ４０が読み取られるので、リーダライタ本体６１は、１つのアンテナ７０を特定できるとともに、当該アンテナ７０が受信した物品５の位置情報を検出することができる。リーダライタ本体６１は、このように、物品５の情報と、当該アンテナ７０の情報とを組み付けて、管理装置２０に送信する。
【００１７】
各アンテナ７０については、後で具体的に説明する。
【００１８】
ＲＦタグ４０は、各物品５の１つずつに設けられており、当該ＲＦタグ４０が設けられる物品５の情報を有している。ＲＦタグ４０は、パッシブタグであり、アンテナ７０から放射される電波を受信することによって起動して電波を放射する。
【００１９】
図２は、保管用棚５０の一部を示す斜視図である。図２に示すように、保管用棚５０は、複数の段５１を備えている。図２では、一部として、上下に並ぶ２段が図示されている。各段５１の構造は、同じである。
【００２０】
各段５１は、物品５が載置される底壁部５２（載置部）を有している。アンテナ７０は、底壁部５２の上面５３に複数配置されている。なお、図２中では、アンテナ７０の説明のために、物品５は省略されている。底壁部５２の上面５３は、奥行方向Ｘ（第１の方向）と、奥行方向Ｘと直交する幅方向Ｙ（第２の方向）とに平行な平面である。底壁部５２は、幅方向Ｙの長さが、奥行方向Ｘの長さよりも長い。
【００２１】
底壁部５２の上面５３上に配置される物品５には各々にＲＦタグ４０が設けられ、保管用棚５０に収容される。本実施形態では、アンテナ７０とＲＦタグ４０との間の距離をａとする。距離ａは、ＲＦタグ４０を読み取る距離である。
【００２２】
上記のように構成される物品管理システム１０では、アンテナ切替部６２によって複数のアンテナ７０が順次選択されることによって、当該選択されたアンテナ７０を通して得られる物品５の情報を認識することができる。
【００２３】
つぎに、アンテナ７０について具体的に説明する。図１に示すように、１つのアンテナ７０は、複数の物品５を管理する。なお、図１中では、１つのアンテナ７０が複数の物品５を管理する一例として、１つのアンテナ７０が２つの物品５を管理している状態を示している。しかしながら、これは、一例であって、１つのアンテナ７０が２つの物品５のみを管理することに限定されない。１つのアンテナ７０は、後述される読取可能範囲Ｈ２内にある複数の物品５を管理することができる。図３は、アンテナ７０を示す斜視図である。図３に示すように、接地導体７１と、誘電体基板７２と、一対の放射素子７３と、給電部７４とを備えている。
【００２４】
図４は、アンテナ７０を上方から見た平面図である。図３，４に示すように、接地導体７１は、厚みが一定であって平面形状が長方形である。誘電体基板７２は、接地導体７１に重ねられている。接地導体７１において誘電体基板７２が重ねられる面およびこの面の反対側の面は、互いに平行な平面である。誘電体基板７２は、厚みが一定であって、平面形状が接地導体７１と同じである。誘電体基板７２の周縁は、接地導体７１の周縁に重ねられている。誘電体基板７２において接地導体７１に重ねられる面およびこの面の反対側の面とは、互いに平行な平面である。
【００２５】
各放射素子７３は、互いに同じ形状である。放射素子７３は、厚みが一定である平板であって、一例として平面形状が正方形である。各放射素子７３は、誘電体基板７２上に重ねられている。各放射素子７３は、互いの中心Ｐが並ぶ方向が誘電体基板７２の長手方向Ａに平行になるように配置されている。さらに、各放射素子７３の周縁を規定する４辺の各々は、誘電体基板７２の４辺のうち対向する辺に平行になるように配置されている。本実施形態では、アンテナ７０は、放射素子７３が１行２列に配置される構造である。
【００２６】
誘電体基板７２の上面７２ａは、アンテナ７０において放射素子７３が設けられる面である。各放射素子７３の上面７３ａは、電波を放射する放射面である。各放射素子７３の上面７３ａは、同一仮想平面内に含まれており（同一平面上に位置しており）、互いに平行である。つまり、上面７３ａは、同一平面上に位置している。誘電体基板７２の上面７２ａと、各放射素子７３の上面７３ａとは、互いに平行である。
【００２７】
誘電体基板７２には、給電点７５が設けられている。給電点７５は、アンテナ切替部６２と電気的に接続された同軸ケーブル６３により給電される。給電部７４は、給電点７５と各放射素子７３とを電気的に接続して、各放射素子７３の上面７３ａから放射される電波の合成波が上面７３ａと同一平面に対して垂直に延びるように、各放射素子７３に給電する。つまり、給電部７４は、各放射素子７３に等電力を供給するとともに、各放射素子７３での電界の励振方向を同じにする機能を有する。本実施形態では、給電部７４は、各放射素子７３に、同相の等電力を、各放射素子７３に、励振方向Ｅが同じになるように同一方向にそって給電している。
【００２８】
給電部７４は、一例として、給電線８０と、給電点７５に給電される電力を２分岐して下流に流す分配器８１とを備えている。給電線８０は、誘電体基板７２の上面７２ａに設けられている。給電線８０は、上流部８２と、一対の下流部８３とを備えている。
【００２９】
上流部８２は、給電点７５と分配器８１に電気的に接続されている。一方の下流部８３は、分配器８１と一方の放射素子７３とに電気的に接続されている。他方の下流部８３は、分配器８１と他方の放射素子７３とに電気的に接続されている。分配器８１は、各下流部８３に同相の等電力を供給する。分配器８１は、一例として、ウィルキンソン分配器である。
【００３０】
各下流部８３は、各放射素子７３に同じ方向から接続されるとともに、長さが等しい。このため、各放射素子７３では、電界の励振方向Ｅが同じ方向となる。
【００３１】
なお、上記では、各放射素子への給電方向を同じとしたが、これに限定されない。放射素子７３への給電方向が互いに異なる場合は、各放射素子７３の電界の励振方向Ｅを一致させるために、各放射素子７３への給電の位相差が調整される。具体的には、給電線８０の長さを調整するなどする。
【００３２】
つぎに、各放射素子７３の上面７３ａと同一平面上での中心Ｐ間の距離Ｄ１について説明する。
【００３３】
まず、アンテナ７０を構成する放射素子７３と同じ放射素子７３を１つ用いたアンテナ９０の、放射素子７３の上面７３ａと同一平面内でのＲＦタグ４０の最大読取距離をｄとする。アンテナ９０は、放射素子７３の数が異なるが、他の構造は、アンテナ７０と同様である。
【００３４】
図５は、アンテナ９０を示す平面図である。図５中、最大読取距離ｄによって規定される、上面７３ａ（放射面）と同一平面内でのアンテナ９０の読取可能範囲Ｈ１にハッチングを付している。読取可能範囲Ｈ１は、放射素子７３の中心Ｐを中心として、最大読取距離ｄを半径とする円になる。読取可能範囲Ｈ１は、ＲＦタグ４０が電波を受信可能であり、かつ、ＲＦタグ４０の起動電力が確保される距離である。つまり、読取可能範囲Ｈ１を超える位置では、ＲＦタグ４０を読み取ることはできない。なお、最大読取距離ｄは、アンテナ７０の放射素子７３の各々に給電される電力と同じ電力を給電した場合の、最大読み取り距離である。
【００３５】
アンテナ７０において、各放射素子７３の中心Ｐ間の距離Ｄ１は、Ｄ１≦（２×ｄ）とする。好ましくは、Ｄ１＝ｄとする。このようにすることによって、各放射素子７３が放射する電波が合成されたときに、各放射素子７３間に読み取りできないエリアができることがない。図４には、アンテナ７０の、上面７３ａ（放射面）と同一平面内の読取可能範囲Ｈ２にハッチングが施されて示されている。読取可能範囲Ｈ２は、アンテナ７０においてＲＦタグ４０を読み取れる範囲である。
【００３６】
図４に示すように、読取可能範囲Ｈ２は、各放射素子７３が並ぶ方向に直交する方向に長い楕円形状となる。また、アンテナ７０において、誘電体基板７２や放射素子７３の形状などを含む構造は、読取可能範囲Ｈ２が誘電体基板７２から長手方向Ａに出ずに縁の近傍まで形成されるように考慮されている。
【００３７】
図６は、アンテナ７０の正面方向（放射素子７３の上面７３ａに垂直な方向）に放射される電波の電力の分布を示している。図６では、電力の強さが等しい範囲を実線で結んでおり、範囲Ａ１〜Ａ８を示している。電力は、Ａ１〜Ａ８に向かって次第に弱くなる。図６に示すように電力は、アンテナ７０から遠ざかるにしたがい、弱くなっている。また、２つの放射素子７３に並列給電されているため、アンテナ７０の近傍において電力が強い範囲Ａ１が広くなっている。このように、１つのアンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２を広くすることができる。
【００３８】
なお、図６は、各放射素子７３の上面７３ａから放射される電波の合成波が、上面７３ａと同一平面に対して垂直方向に延びていることを示している。
【００３９】
つぎに、保管用棚５０の底壁部５２に対するアンテナ７０の姿勢、および、底壁部５２に対するアンテナ７０の大きさ、読取可能範囲Ｈ２の大きさについて説明する。上記したように、底壁部５２は、幅方向Ｙにそう長さが奥行方向Ｘにそう長さよりも大きい。アンテナ７０は、長手方向Ａが奥行方向Ｘに沿うように配置される。アンテナ７０の誘電体基板７２の長手方向Ａに沿う長さは、アンテナ７０が底壁部５２上に配置されたときに、奥行方向Ｘから出ないように考慮されている。
【００４０】
アンテナ７０は、長手方向Ａの長さが、底壁部５２の奥行方向Ｘの長さと同じである。または、略同じである。そして、アンテナ７０は、長手方向Ａが奥行方向Ｘに平行になるように配置されている。アンテナ７０は、上記の姿勢で幅方向Ｙに複数配置されている。
【００４１】
アンテナ７０の構造は、読取可能範囲Ｈ２が長手方向Ａに誘電体基板７２から出ないように縁の近傍まで形成されるように考慮されている。
【００４２】
この結果、各アンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２は、底壁部５２の幅方向Ｙに延び、読取可能範囲Ｈ２が底壁部５２の上面５３から出ることがない。
【００４３】
このように構成されるアンテナ７０では、２個の放射素子７３を備えるとともに、放射素子７３の上面７３ａと同一平面内での中心Ｐ間の距離Ｄ１を、１つの放射素子７３の最大読取距離ｄに基づき、Ｄ１≦（２×ｄ）とすることによって、各放射素子７３間に読み取りできない範囲が形成されることを抑制することができる。
【００４４】
また、アンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２が保管用棚５０の底壁部５２から出ないように考慮してアンテナ７０を棚に設置することによって、電波の利用効率を向上することができる。
【００４５】
また、アンテナ７０が複数の放射素子７３を備えることによって、アンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２を広げることができるので、１つのアンテナ７０で管理できる物品５の数を増やすことができる。この結果、物品５を管理するアンテナ数を少なくすることができる。
【００４６】
このように、本実施形態では、アンテナ７０から放射される電波が物品管理エリアのみに万遍なく届く。また、アンテナ７０の近傍においても確実にＲＦタグ４０を読み取ることができる。
【００４７】
つぎに、第２の実施形態に係る物品管理システムを、図７〜９を用いて説明する。第２の実施形態において第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態は、アンテナ７０の構造が第１の実施形態と異なる。物品管理システム１０においてアンテナ７０以外の構造は、第１の実施形態と同様である。上記異なる点について、具体的に説明する。
【００４８】
図７は、本実施形態のアンテナ７０が保管用棚５０の底壁部５２の上面５３に設けられた状態を示している。図８は、本実施形態のアンテナ７０を示す斜視図である。図８に示すように、誘電体基板７２と接地導体７１とは、第１の実施形態と同様の構造である。
【００４９】
アンテナ７０は、４個の放射素子７３を備えている。各放射素子７３の形状は、第１の実施形態と同様であって、平面形状が正方形である。また、各放射素子７３は、配置について以外誘電体基板７２上に第１の実施形態で説明したように設けられている。
【００５０】
各放射素子７３は、２行２列に並んでおり、１行目２０１と、２行目２０２と、１列目２０３と、２列目２０４とを有している。行が並ぶ方向は直線方向であり、列が並ぶ方向は直線方向であり、互いに直交する。
【００５１】
各行は、各行の放射素子７３の中心Ｐを結ぶ線が誘電体基板７２の長手方向Ａに平行となるように形成される。各列は、各列の放射素子７３の中心Ｐを結ぶ線が、誘電体基板７２の上面７２ａにおいて長手方向Ａに直交する方向Ｂに平行である。各放射素子７３は、周縁を規定する４辺が、誘電体基板７２の４辺に平行になるように配置されている。各放射素子７３の上面７３ａは、同一平面に含まれており（同一平上に位置しており）、互いに平行である。誘電体基板７２の上面７２ａと各放射素子７３の上面７３ａとは、平行である。
【００５２】
各行において、相対的に隣り合う列に配置される放射素子７３の中心Ｐ間の距離は、全て同じであって、本実施形態では一例としてｍｄとなる。各列において、相対的に隣り合う行に配置される放射素子７３の中心Ｐ間の距離は、全て同じであって、本実施形態では一例としてｎｄとなる。
【００５３】
本実施形態では、給電部７４は、分配器を２段構成として給電点７５に加わる電力を４分岐して（４等分して）、各放射素子７３に等電力を励振方向Ｅが同じになるよう供給している。具体的には、給電部７４は、第１の分配器１０１と、各行に設けられる第２の分配器１０２とを備えている。第１，２の分配器１０１，１０２は、同相の等電力を下流に分配する。第１，２の分配器１０１，１０２は、一例として、ウィルキンソン分配器である。
【００５４】
第１の分配器１０１で２分岐して、各行に分配している。各行において、第２の分配器１０２で分岐して、各列２０３，２０４の放射素子７３に等電力を給電している。第２の分配器１０２は、各行において１、２列目２０３，２０４間に配置されており、それゆえ、１列目２０３の放射素子７３への給電方向と、２列面の放射素子７３への給電方向は、１８０度異なる。
【００５５】
各放射素子７３の電界の励振方向Ｅを同じにするために、各行において、給電線８０において第１，２の分配器１０１，１０２を接続する部分１０５の長さを同じにしている。各行において、第２の分配器１０２と１列目２０３の放射素子７３とを接続する部分１０６の長さを、第２の分配器１０２と２列目２０４の放射素子７３とを接続する部分１０９の長さに対して、λｇ／４短くする。λｇは、本物品管理システムで使用される無線通信周波数における波長λが、誘電体基板７２により波長短縮された値である。
【００５６】
この結果、１列目２０３の各放射素子７３への給電位相が、２列目２０４の各放射素子７３への給電位相に対してλｇ／２遅くなる。上記したように、１列目２０３の各放射素子７３への給電方向と、２列目２０４の各放射素子７３への給電方向は、１８０度異なるので、各放射素子７３の電界の励振方向Ｅが同じとなる。
【００５７】
本実施形態のアンテナ７０であっても、上記給電部７４によって第１の実施形態の図６に示すと同様に、各放射素子７３の上面７３ａから放射される電波の合成波が、上面７３ａと同一平面に対して垂直方向に延びる。
【００５８】
つぎに、相対的に対角に配置される一対の放射素子７３の中心間距離Ｄ２について説明する。相対的に対角に配置される関係の一対の放射素子７３の中心間距離は、全て同じＤ２となる。
【００５９】
距離Ｄ２は、第１の実施形態で図５を用いて説明したように、アンテナ７０を構成する放射素子７３と同じ放射素子７３を１つ用いたアンテナ９０の最大読取距離ｄに基づいて決定される。本実施形態では、最大読取距離ｄは、本実施形態のアンテナ７０の各放射素子７３に給電される電力と同じ電力をアンテナ９０の放射素子７３に給電した場合の、最大読取距離である。つまり、アンテナ７０の各放射素子７３が放射する電波の最大読取距離と同じとなる。
【００６０】
互いに対角に配置される放射素子７３の中心Ｐ間の距離Ｄ２は、Ｄ２≦（２×ｄ）とする。好ましくは、Ｄ２＝ｄとする。同じ行において相対的に隣り合う列の放射素子７３の中心Ｐ間距離ｍｄと、同じ列において相対的に隣り合う行の放射素子７３の中心Ｐ間の距離ｎｄとは、Ｄ２よりも小さくなる。このため、各放射素子７３が放射する電波の読取可能範囲が合成されたときに、各放射素子７３間に読み取りできないエリアができることがない。
【００６１】
図９には、本実施形態のアンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２にハッチングが施されて示されている。ここで、距離ｍｄ，ｎｄについて説明する。なお、上記したように、互いに相対的に隣り合う列に配置される関係の一対の放射素子７３の中心Ｐ間の距離は、全て同じであり、ｍｄとなる。互いに相対的に隣り合う行に配置される関係の一対の放射素子７３の中心Ｐ間の距離は、全て同じであり、ｎｄでとなる。
【００６２】
上記したように、底壁部５２は、幅方向Ｙにそう長さが奥行方向Ｘにそう長さよりも大きい。アンテナ７０は、長手方向Ａが奥行方向Ｘにそうように配置されている。アンテナ７０は、底壁部５２上に配置されたときに、長手方向Ａの端部が底壁部５２から出ないように考慮されている。本実施形態では、アンテナ７０の長手方向の長さは、底壁部５２の奥行方向Ｘの長さと同じである。または、略同じである。アンテナ７０は、上記の姿勢で幅方向Ｙに複数配置されている。
【００６３】
読取可能範囲Ｈ２は、アンテナ７０の近傍の電力を高めるとともに保管用棚５０外への電波の漏えいを少なくするために、アンテナ７０が底壁部５２に設置されたときに奥行方向Ｘに底壁部５２を出ないようにするとともに幅方向Ｙに延びるように形成されることが求められている。
【００６４】
一般にアンテナでは、放射素子７３の中心間距離が広いと読取可能範囲の指向性が狭くなり、放射素子７３の中心間距離が狭いと読取可能範囲の指向性が広くなる。本実施形態では、読取可能範囲Ｈ２は、奥行方向Ｘの指向性を広くし、幅方向Ｙの指向性が狭くすることによって、底壁部５２内に収まるように形成されている。
【００６５】
このため、ｍｄ＞ｎｄとして、読取可能範囲Ｈ２が底壁部５２を奥行方向Ｘに出ないようにしている。本実施形態では、誘電体基板７２の長手方向Ａにそう長さが底壁部５２の奥行方向Ｘにそう長さと同じ（または略同じ）であるので、距離ｍｄ，ｎｄは、読取可能範囲Ｈ２が長手方向Ａに誘電体基板７２を出ないよう縁の近傍まで形成されるように考慮されている。
【００６６】
この結果、図９に示すように、アンテナ７０の読取可能範囲Ｈ２は、各放射素子７３の列が並ぶ方向を横切る方向に長い楕円形状となる。そして、読取可能範囲Ｈ２が底壁部５２から出ない。
【００６７】
本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６８】
なお、第１，２の実施形態によれば、アンテナから放射される電波が物品管理エリアのみに万遍なく届く。また、アンテナ近傍においても、確実にＲＦタグを読み取ることができる。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７０】
１０…物品管理システム、４０…ＲＦタグ、５２…底壁部（載置部）、７０…アンテナ、７３…放射素子、７４…給電部、Ｘ…奥行方向（第１の方向）、Ｙ…（第２の方向）、Ｄ１…距離、Ｄ２…距離、ｄ…読取最大距離。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦタグに問い合わせ用の電波を放射するとともに、前記ＲＦタグから放射される応答用の電波を受信するアンテナであって、
２つの放射素子であって、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する２つの放射素子と、
各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記２つの放射素子の各々へ給電する給電部と
を具備し、
前記放射面と同一平面に沿う前記２つの放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、前記２つの放射素子の中心間距離をＤ１とすると、Ｄ１≦（２×ｄ）
となる
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
ＲＦタグに問い合わせ用の電波を放射するとともに、前記ＲＦタグから放射される応答用の電波を受信するアンテナであって、
ｍを２以上の自然数とし、ｎを２以上の自然数とするとしたとき、
ｍ行ｎ列に配置される複数の放射素子であって、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する複数の放射素子と、
各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記複数の放射素子の各々へ給電する給電部と
を具備し、
前記放射面と同一平面に沿う前記複数の放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、互いに相対的に対角に位置する一対の放射素子の中心間距離をＤ２とすると、Ｄ２≦（２×ｄ）となり、
前記複数の放射素子のうち、同じ行において相対的に隣り合う列に配置される一対の放射素子の中心間距離をｍｄとし、同じ列において相対的に隣り合う行に配置される一対の放射素子の中心距離をｎｄとし、ｍｄ＞ｎｄとなる
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項３】
被管理物品に取り付けられるＲＦタグと、
前記被管理物品が載置されるとともに、第１の方向に対してこの第１の方向に直交する第２の方向が大きい載置面を有する載置部と、
前記載置部に配置されるアンテナと、
を具備し、
前記アンテナは、
２つの放射素子であって、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する２つの放射素子と、
各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記２つの放射素子の各々へ給電する給電部と
を具備し、
前記放射面と同一平面に沿う前記２つの放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、前記２つの放射素子の中心間距離をＤ１とすると、Ｄ１≦（２×ｄ）となり、
前記アンテナの前記２つの放射素子の並ぶ方向は、前記第１の方向に沿う
ことを特徴とする物品管理システム。
【請求項４】
被管理物品に取り付けられるＲＦタグと、
前記被管理物品が載置されるとともに、第１の方向に対してこの第１の方向に直交する第２の方向が大きい載置面を有する載置部と、
前記載置部に配置されるアンテナと、
を具備し、
前記アンテナは、
ｍを２以上の自然数とし、ｎを２以上の自然数とするとしたとき、
ｍ行ｎ列に配置される複数の放射素子であって、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する複数の放射素子と、
各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記複数の放射素子の各々へ給電する給電部と
を具備し、
前記放射面と同一平面に沿う前記複数の放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、互いに相対的に対角に位置する一対の放射素子の中心間距離をＤ２とすると、Ｄ２≦（２×ｄ）となり、
前記複数の放射素子のうち、同じ行において相対的に隣り合う列に配置される一対の放射素子の中心間距離をｍｄとし、同じ列において相対的に隣り合う行に配置される一対の放射素子の中心距離をｎｄとし、ｍｄ＞ｎｄとなり、
前記列が並ぶ方向が前記第１の方向に沿い、前記行が並ぶ方向が前記第２の方向に沿う
ことを特徴とする物品管理システム。
【請求項１】
ＲＦタグに問い合わせ用の電波を放射するとともに、前記ＲＦタグから放射される応答用の電波を受信するアンテナであって、
２つの放射素子であって、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する２つの放射素子と、
各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記２つの放射素子の各々へ給電する給電部と
を具備し、
前記放射面と同一平面に沿う前記２つの放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、前記２つの放射素子の中心間距離をＤ１とすると、Ｄ１≦（２×ｄ）
となる
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
ＲＦタグに問い合わせ用の電波を放射するとともに、前記ＲＦタグから放射される応答用の電波を受信するアンテナであって、
ｍを２以上の自然数とし、ｎを２以上の自然数とするとしたとき、
ｍ行ｎ列に配置される複数の放射素子であって、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する複数の放射素子と、
各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記複数の放射素子の各々へ給電する給電部と
を具備し、
前記放射面と同一平面に沿う前記複数の放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、互いに相対的に対角に位置する一対の放射素子の中心間距離をＤ２とすると、Ｄ２≦（２×ｄ）となり、
前記複数の放射素子のうち、同じ行において相対的に隣り合う列に配置される一対の放射素子の中心間距離をｍｄとし、同じ列において相対的に隣り合う行に配置される一対の放射素子の中心距離をｎｄとし、ｍｄ＞ｎｄとなる
ことを特徴とするアンテナ。
【請求項３】
被管理物品に取り付けられるＲＦタグと、
前記被管理物品が載置されるとともに、第１の方向に対してこの第１の方向に直交する第２の方向が大きい載置面を有する載置部と、
前記載置部に配置されるアンテナと、
を具備し、
前記アンテナは、
２つの放射素子であって、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する２つの放射素子と、
各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記２つの放射素子の各々へ給電する給電部と
を具備し、
前記放射面と同一平面に沿う前記２つの放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、前記２つの放射素子の中心間距離をＤ１とすると、Ｄ１≦（２×ｄ）となり、
前記アンテナの前記２つの放射素子の並ぶ方向は、前記第１の方向に沿う
ことを特徴とする物品管理システム。
【請求項４】
被管理物品に取り付けられるＲＦタグと、
前記被管理物品が載置されるとともに、第１の方向に対してこの第１の方向に直交する第２の方向が大きい載置面を有する載置部と、
前記載置部に配置されるアンテナと、
を具備し、
前記アンテナは、
ｍを２以上の自然数とし、ｎを２以上の自然数とするとしたとき、
ｍ行ｎ列に配置される複数の放射素子であって、各々電波の放射面を有して前記放射面が同一平面上に位置する複数の放射素子と、
各放射素子から放射される電波の合成波が前記放射面と同一平面に対して垂直方向に延びるように前記複数の放射素子の各々へ給電する給電部と
を具備し、
前記放射面と同一平面に沿う前記複数の放射素子の各々の前記ＲＦタグの最大読取距離をｄとしたとき、互いに相対的に対角に位置する一対の放射素子の中心間距離をＤ２とすると、Ｄ２≦（２×ｄ）となり、
前記複数の放射素子のうち、同じ行において相対的に隣り合う列に配置される一対の放射素子の中心間距離をｍｄとし、同じ列において相対的に隣り合う行に配置される一対の放射素子の中心距離をｎｄとし、ｍｄ＞ｎｄとなり、
前記列が並ぶ方向が前記第１の方向に沿い、前記行が並ぶ方向が前記第２の方向に沿う
ことを特徴とする物品管理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−６０１９６（Ｐ２０１２−６０１９６Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９８１５４（Ｐ２０１０−１９８１５４）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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