ＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置及びアンテナ調整装置
【課題】搬送路上を移動する物品に貼付されたＲＦＩＤタグとの通信不能の問題を解消し、ＲＦＩＤタグを漏れなく識別できるようにする。
【解決手段】ＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置において、物品の搬送路の上空に、搬送路に交叉する方向に複数組のアンテナ群を備え、それら複数組のアンテナ群によって形成される少なくとも２つの通信可能領域が互いに重なり合う部分を、物品に貼付されたＲＦＩＤタグが通過するように、それら複数組のアンテナ群間の間隔または前記通信可能領域の方向、もしくはその両者を調整する調整手段を備えた。
【解決手段】ＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置において、物品の搬送路の上空に、搬送路に交叉する方向に複数組のアンテナ群を備え、それら複数組のアンテナ群によって形成される少なくとも２つの通信可能領域が互いに重なり合う部分を、物品に貼付されたＲＦＩＤタグが通過するように、それら複数組のアンテナ群間の間隔または前記通信可能領域の方向、もしくはその両者を調整する調整手段を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグとＲＦＩＤリーダライタ間で通信を行うためにＲＦＩＤリーダライタに接続される、ＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置、及びその調整を行うためのアンテナ調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物流センタや工場での物品管理などに、無線方式で通信可能なＲＦＩＤタグが利用される事例が多くなっている。特に、電池を内蔵しないことから低価格化が期待できるパッシブタグは、ＵＨＦ（Ultra-High Frequency）帯を利用することで最大１０ｍ程度の通信距離を確保できるため、従来にも増して利用範囲が拡大していくものと見られている。
【０００３】
ところで、従来物品管理などに利用されているＲＦＩＤシステムの多くは、ＲＦＩＤタグからの信号を受信するためのアンテナが取り付けられたゲートを、物品の移動経路の途中に設置し、物品がゲートを通過するときにＲＦＩＤタグとの通信を行う、ゲート方式を採用している。
【０００４】
しかしながら、ＲＦＩＤタグからの信号が指向性を有するなどの理由で、単一のゲートだけを用いた場合には、ＲＦＩＤタグの姿勢によっては、ゲートアンテナのすぐ近くを通過したときでも通信が行えず、物品が識別不能となってしまうという問題があった。特に、パッシブタグは、アンテナから照射される電磁波のエネルギーによって駆動され、出力も微弱であるため、ある程度指向性を持たせないと通信距離を伸ばすことが難しく、この問題が発生し易い特性を有している。
【０００５】
従来技術として、特許文献１には、アンテナをゲートの両側だけではなく上下にも設置することで、遮蔽物の影響などによる通信不能の問題を回避する技術が開示されている。また、特許文献２には、ゲートの入口と出口の両側に斜めに向けたアンテナを付加することで、通信可能な領域を拡大する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１２２２７号公報
【特許文献２】特開２００７−８８９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術によっても、例えば、シート状のＲＦＩＤタグに内蔵されるアンテナ（以下、「タグアンテナ」という。）のアンテナ面が物品の搬送方向を向いたままゲートを横切った場合には、やはり通信不能となってしまう。また、特許文献２に開示されている技術によっても、同様に、タグアンテナのアンテナ面が地面に平行な状態でゲートを通過した場合には、やはり通信不能となってしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、搬送路上を移動する物品に貼付されたＲＦＩＤタグとの通信不能の問題を解消し、ＲＦＩＤタグを漏れなく識別できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、ＲＦＩＤタグから放射される電磁波信号を受信してＲＦＩＤリーダライタに中継するＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置において、物品の搬送路の上空に、前記搬送路に交叉する方向に複数組のアンテナ群を備え、それら複数組のアンテナ群によって形成される少なくとも２つの通信可能領域が互いに重なり合う部分（以下、「双通信可能領域」という。）を、前記搬送路上を搬送される物品に貼付されたＲＦＩＤタグが通過するように、前記複数組のアンテナ群間の間隔または前記通信可能領域の方向、もしくはその両者を調整する調整手段を備えた。
【００１０】
また、前記複数組のアンテナ群の天井面からの高さを調整する高さ調整手段を備えた。
【００１１】
また、前記複数組のアンテナ群全体を前記搬送路の上流から下流に向けて首振り動作させる首振り制御手段、または、前記搬送路の上流方向への指向性を有する第３のアンテナ群を備えた。
【００１２】
さらに、アンテナ調整装置に、前記アンテナ装置の直下における前記ＲＦＩＤタグの通過範囲を指定するだけで、指定された前記通過範囲が前記双通信可能領域に包含されるように、前記複数組のアンテナ群間の間隔、前記通信可能領域の方向、及び前記天井面からの高さのうちの少なくとも一つを制御する制御手段を備えた。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、搬送路上を移動する物品に貼付されたＲＦＩＤタグとの通信不能の問題を解消でき、ＲＦＩＤタグを漏れなく識別できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。
【図２】第一実施形態に係るアンテナ装置の首振り動作についての説明図である。
【図３】第一実施形態に係るアンテナ装置の機器構成及び他装置との接続形態を示すブロック図である。
【図４】タグの姿勢とアンテナ装置からの見え方との関係を示す説明図である。
【図５】タグが移動するときのアンテナ装置からの見え方を示す説明図である。
【図６】アンテナ調整プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】アンテナ調整用のパラメータ入力画面の表示例である。
【図８】アンテナ調整用のパラメータと調整動作についての説明図である。
【図９】アンテナ調整用のツールであるテスト用ポールを例示したものである。
【図１０】アンテナ調整時に表示される案内メッセージの例である。
【図１１】第二実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。
【図１２】第二実施形態に係るアンテナ装置の機器構成及び他装置との接続形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための２つの形態を、図面を参照しながら順に説明する。
【００１６】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係るＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置（以下、「アンテナ装置」と略記。）１が搬送路に跨る形で天井面Ｃに設置されたときの様子を、搬送路の上流側から見た模式図であり、通信可能領域Ａ１などは、アンテナ装置１の直下における断面の形状が図示されている。
【００１７】
図１において、不図示の搬送路は、アンテナ装置１の直下の床面Ｆ上に、図の手前から奥の方向に設けられているものとする。また、ＲＦＩＤタグ（以下、「タグ」とも略記。）２が貼付された不図示の物品は、不図示の台車などに不規則に積み重ねられて搬送路上を搬送され、タグ２は、図１に例示したように、タグ通過範囲Ａ３（破線で描かれた長方形の内部）を、様々な姿勢と高さで図の手前から奥の方向に並行移動していく。そして、アンテナ装置１は、タグ通過範囲Ａ３を通過するこれらすべてのタグ２と漏れなく通信可能であることが要求される。
【００１８】
アンテナ装置１は、左右２つのアンテナ群１６を両端に備えた伸縮可能かつ回動可能な水平アーム１２を、伸縮可能な垂直アーム１３と天井固定部１１とによって、天井面Ｃから吊り下げることができる構造となっている。垂直アーム１３の代わりに伸縮可能なケーブルを用いてもよい。
【００１９】
図１では、左右それぞれのアンテナ群１６は、アンテナ取付軸１４によって２つの平面アンテナ１５が水平アーム１２の長手方向に連結されているが、平面アンテナ１５の数や連結手段はこれに限らず、隣接する２つの平面アンテナ１５の通信可能領域Ａ１（一点鎖線で描かれた台形の内部）間に隙間ができないように、それぞれの平面アンテナ１５の角度が変更できるようになっていればよい。それによって、左右それぞれのアンテナ群１６としてのビーム幅の調整を適切に行うことができる。
【００２０】
つまり、図１のように、各平面アンテナ１５の通信可能領域Ａ１が所定のビーム幅（例えば３０度）をもつのであれば、平面アンテナ１５を２つ連結することによって、アンテナ群１６としてのビーム幅を所定のビーム幅のおよそ１〜２倍の範囲（例えば約３０〜６０度の範囲）で調整することができる。また、通信距離を伸ばすためにもっと指向性を高めたい場合には、例えば、ビーム幅１５度の平面アンテナ１５を４つ連結すれば、およそ１５度から６０度の範囲でアンテナ群１６としてのビーム幅を調整することができる。
【００２１】
なお、アンテナ群１６としてのビーム幅を調整するときには、始めに、最も外側（搬送路から遠い側）の平面アンテナ１５を、その通信可能領域Ａ１の外側端部がほぼ真下を向くように設定し、それを基準として順次内側の平面アンテナ１５の角度を設定していくとよい。
【００２２】
このビーム幅の調整が可能な左右２つのアンテナ群１６によって形成される通信可能領域Ａ１同士が重なる部分（図１で斜線が施されている部分）Ａ２は、左右双方のアンテナ群１６との通信が可能な領域であるので、これを「双通信可能領域」と呼ぶ。
【００２３】
本実施形態に係るアンテナ装置１を設置するときには、与えられたタグ通過範囲Ａ３（破線で描かれた長方形の内部）がこの双通信可能領域Ａ２内に包含されるように、水平アーム１２及び垂直アーム１３の長さと、各平面アンテナ１５の角度の調整を行う。この調整方法については後記にて詳しく説明する。
【００２４】
次に、本実施形態に係るアンテナ装置１の首振り動作について説明する。図２は、アンテナ装置１の首振り動作を示した模式図であり、タグ２が貼付された不図示の物品は、図の左から右方向に台車などに積まれて所定以上の間隔を置いて搬送されるものとする。
【００２５】
アンテナ装置１は、水平アーム１２を軸回りに回転させることによって、搬送される物品を自動的に追尾するようにアンテナ群１６を左位置Ｐ１（図では１６(Ｐ１）と標記。）から右位置Ｐ２（図では１６（Ｐ２）と標記。）まで移動させる首振り運動を行う。それによって、上下の破線で示したタグ通過範囲Ａ３内を左から右方向に平行移動するタグ２が双通信可能領域Ａ２（斜線が施されている部分）内に入っている状態を、長時間にわたって維持する。
【００２６】
この首振り運動の制御方法としては、例えば、アンテナ群１６が左位置Ｐ１にある初期状態から通信可能なタグ２の数を監視し、通信可能なタグ２の数が増えるか変化しないときにはそのままの位置を保ち、通信可能なタグ２の数が減ったらその数が増えるように、つまり、通信可能なタグ２の検出数が極大となるように右位置Ｐ２の方向にアンテナ群１６を回転させる方法や、搬送路上の物品の位置を検出するための赤外線センサやイメージセンサの出力に連動してアンテナ群１６を回転させる方法がある。また、ベルトコンベアなどのように一定の速度で物品が搬送される場合には、物品の到来を検知するためのスイッチを設け、物品の到来を検知した時点から所定のパターンで首振り動作をさせてもよい。逆に、首振り動作のパターンに、物品の動きを同期させてもよい。
【００２７】
次に、図３を参照してアンテナ装置１の機器構成を説明する。図３は、アンテナ装置１の機器構成と他装置との接続形態を示したブロック図である。
【００２８】
アンテナ装置１は、タグ２との通信を行うＲＦＩＤリーダライタ３に接続され、ＲＦＩＤリーダライタ３からの指令にしたがって平面アンテナ１５からデータ送信用の電磁波を照射し、タグ２から送信される信号をキャッチしてＲＦＩＤリーダライタ３に中継する。このとき、各平面アンテナ１５は、アンテナ切替スイッチ５によって、一定時間毎（例えば１００ミリ秒毎）にサイクリックに作動するように、時分割制御が行われる。それにより、同時には１つの平面アンテナ１５しか作動しないので、複数の平面アンテナ１５間での電磁波の相互干渉は発生しない。
【００２９】
なお、タグ２には公知のアンチコリージョン機能を備えることが望ましく、それによって近接するタグ２から放射される電磁波間の相互干渉を回避することができるので、仮にタグ２同士が重なり合っていたとしても、それぞれのタグ２と順次通信を行うことが可能となる。
【００３０】
また、アンテナ装置１は、各平面アンテナ１５の位置や角度を調整するためのアーム長制御モータ７、８とアンテナ角制御モータ９とを備え、アンテナ調整装置４からの指令にしたがって、水平アーム１２及び垂直アーム１３の長さと、アンテナ取付軸１４に対する平面アンテナ１５の角度の制御を行う。また、アンテナ装置１はさらに、首振り制御モータ６を備え、ＲＦＩＤリーダライタ３からの指令にしたがって水平アーム１２を回転させる首振り動作の制御を行う。
【００３１】
続いて、図４及び図５を参照して、タグ２の姿勢の変化によってアンテナ装置１との通信が不能となる問題の原理と本発明によるその解決方法を説明する。
【００３２】
図４は、アンテナ装置１が真下を向いている状態における双通信可能領域Ａ２を物品の搬送方向上流から見た模式図（図１を簡略化したもの）と、そのときの左アンテナ群中心及び右アンテナ群中心から見たタグ２の見え方との関係を示したものである。
【００３３】
また、図５は、アンテナ装置１の首振り動作に伴って移動する双通信可能領域Ａ２の軌跡を物品搬送方向の右側から見た模式図（図２を簡略化したもの）と、そのときの左アンテナ群中心及び右アンテナ群中心から見たタグ２の見え方との関係を示したものである。
【００３４】
図４及び図５に黒丸印で表されている左右のアンテナ群中心とは、左右それぞれのアンテナ群１６によって形成されるビーム幅θの通信可能領域（図４の一点鎖線で描かれた三角形の内部）を形成する仮想的な照射点であり、各平面アンテナ１５から見たタグ２の見え方は、これらアンテナ群中心から見たタグ２の見え方によって近似することができる。
【００３５】
一般に、タグ２には指向性がある。例えば、物品管理などに利用されているシート状のタグは、シート面にタグアンテナが配置されるため、シート面に対して垂直な方向に指向性をもち、シート面との角度が小さくなるほど電波が弱まり、ついにはほとんど通信不能となってしまう。
【００３６】
したがって、例えば、図４のタグ２ａは、右アンテナ群中心からはシート面が真横を向いて見えるので、右アンテナ群１６とは通信不能となってしまう。しかし、左アンテナ群中心からはシート面がほぼ正対して見えるので、左アンテナ群１６とは通信可能である。また、タグ２ｂは、右アンテナ群中心と左アンテナ群中心から見たシート面の角度がほぼ等しく、双方のアンテナ群１６との通信が可能である。
【００３７】
ところが、タグ２ｃのように、シート面が物品の搬送方向に対して垂直となっているときには、図４の表の最下段に示すように、左アンテナ群中心から見ても右アンテナ群中心から見てもシート面が真横を向くので、左右いずれのアンテナ群１６とも通信不能となってしまう。
【００３８】
このタグ２ｃのように、アンテナ装置１の直下では、左右いずれのアンテナ群１６とも通信不能となる場合の対策として有効なのが、前記した首振り動作である。
【００３９】
図５において、図４の状態では左右いずれのアンテナ群１６とも通信不能なタグ２ｃが貼付された物品が、左から右方向にそのままの姿勢で搬送され、アンテナ装置１はアンテナ群１６が常にその物品の方向を向くように首振り制御されるものと仮定する。このとき、タグ２ｃの位置は、図５の２ｃ−１、２ｃ−２、２ｃ−３の順に変化する。これを、首振り動作を行っているアンテナ装置１の左アンテナ群中心及び右アンテナ群中心から見ると、図５の表のようになる。
【００４０】
つまり、２ｃ−２の位置ではいずれもシート面が真横に向いてしまう場合であっても、２ｃ-１及び２ｃ−３の位置ではシート面を一定以上の角度で見通すことができ、それらの位置は双通信可能領域Ａ２に入っているので、いずれも通信が可能となる。
【００４１】
以上説明したように、第一実施形態に係るアンテナ装置１によれば、タグの姿勢に起因する通信不能の問題を解消でき、搬送路上を搬送される物品に貼付されたすべてのタグとの間で確実に通信を行うことができる。
さらに、従来のゲート方式では、搬送される物品や台車などがゲートに衝突する危険性があったり、ゲートを設置することにより設備のレイアウトに制約が生じたりするという不都合もあったが、第一実施形態に係るアンテナ装置１によれば、物品を搬送するときに障害となるゲートを床面に設置する必要がないので、これらの不都合をも解消することができる。
【００４２】
次に、図６から図８を参照して、アンテナ調整装置４（図３参照）を用いたアンテナ装置１の調整方法を説明する。アンテナ調整装置４は、不図示のアンテナ調整プログラムが実行される携帯型のコンピュータであり、キーボードなどの入力部と、液晶ディスプレイなどの表示部と、モータなど外部装置を制御するための入出力インタフェースとを有する。
【００４３】
図６は、アンテナ調整装置４によって実行されるアンテナ調整プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。図７は、アンテナ調整用のパラメータ入力画面の表示例である。また、図８は、アンテナ調整用のパラメータと調整動作についての説明図である。
【００４４】
アンテナ調整プログラムが起動されると、まず始めに、ステップＳ１において、図７に例示したようなアンテナ調整用のパラメータ入力画面を不図示の表示部に表示させる。このパラメータ入力画面では、タグ通過範囲Ａ３の幅ｗ（ｍｍ）、上端の高さｈｕ（ｍｍ）、下端の高さｈｌ（ｍｍ）、天井の高さｈｃ（ｍｍ）、及びビーム幅θ（度）が入力される（図８参照）。なお、ビーム幅θ（度）については、平面アンテナ１５のビーム幅と連結数とに対応して定められる調整可能範囲（図７の例では「３０〜９０」）を表示し、その範囲内の値のみを受け付ける。
【００４５】
次に、ステップＳ２において、不図示のキーボードなどから入力されたこれら各パラメータ値を取り込み、ステップＳ３において、ｗ、ｈｕ、ｈｌ及びθの値から、アンテナ群中心の高さｈａ（ｍｍ）の値を計算する（図８参照）。
【００４６】
次に、ステップＳ４において、ｗ、ｈａ及びｈｃの値から、必要となる水平アーム長と垂直アーム長とを計算し、ステップＳ５において、計算結果の妥当性を判定する。具体的には、求めた水平アーム長と垂直アーム長とがいずれも所定の調整可能な範囲内にあり、かつ、タグ通過範囲Ａ３が双通信可能領域Ａ２に含まれる、つまり、図８のｄの値が平面アンテナ１５の最大通信距離に対応して定められる所定値以下であれば妥当であると判定し、そうでなければ妥当ではないと判定する。
【００４７】
そして、計算結果が妥当ではないと判定した場合は（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ７に分岐して、不図示の表示部にパラメータ値の再入力を促すエラーメッセージを表示した後、ステップＳ１に戻って前記の処理を繰り返す。
【００４８】
また、計算結果が妥当であると判定した場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）、ステップＳ６に進んで、不図示の入出力インタフェースを介して図３の各制御モータ７、８、９を制御することによって、水平アーム長、垂直アーム長及び各アンテナ角の調整を実行し、処理を終了する。
【００４９】
前記のアンテナ調整プログラムは、パラメータ入力画面にパラメータ値を入力してもらうものであったが、アンテナ調整用のツールを利用することによって、実際の搬送路上でタグ通過範囲Ａ３の大きさを指定するようにしてもよい。
【００５０】
図９は、アンテナ調整用のツールであるテスト用ポールを例示したものである。また、図１０は、不図示の表示部に表示される案内メッセージの例である。
【００５１】
図９（ａ）に示したテスト用ポール１０ａは、所定の位置検出用タグ２ｄが先端に貼付されている伸縮可能なポールである。また、図９（ｂ）に示したスタンド式テスト用ポール１０ｂは、伸縮可能なポールの上端に位置検出用タグ２ｅが貼付され、下部にもう１つの位置検出用タグ２ｆが上下に移動可能に取り付けられて、キャスター付きのスタンドにより床面を移動できるようになっている。
【００５２】
図１０（ａ）は、テスト用ポール１０ａを利用するときに表示される案内の例であり、このような案内にしたがって、人がテスト用ポール１０ａを支持して、順次タグ通過範囲Ａ３の４隅の境界点に位置検出用タグ２ｄを配置し、アンテナ調整装置４が、平面アンテナ１５の角度を変更しながら位置検出用タグ２ｄの読取可否を判別することによって、タグ通過範囲Ａ３を把握することができる。
【００５３】
また、図１０（ｂ）は、スタンド式テスト用ポール１０ｂを利用してタグ通過範囲Ａ３の大きさを指定するときに表示される案内の例であり、案内にしたがって、人がタグ通過範囲Ａ３の上端と下端との高さにそれぞれ位置検出用タグ２ｅと２ｆとを合わせて、タグ通過範囲Ａ３の左境界線と右境界線の２箇所にテスト用ポール１０ｂを設置し、アンテナ調整装置４が、平面アンテナ１５の角度を変更しながら位置検出用タグ２ｅと２ｆとの読取可否を判別するようにしてもよい。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態に係るアンテナ調整装置によれば、搬送される物品の大きさや搬送形態に応じてタグの通過範囲を指定するだけで、個々のアンテナ装置の設置条件に対応した調整が自動で行われるので、アンテナ装置の設置及び調整作業の能率を大きく向上させることができる。
【００５５】
＜第二実施形態＞
図１１は、本発明の第二実施形態に係るアンテナ装置１ａが搬送路に跨る形で天井面Ｃに設置されたときの様子を、搬送路の上流側から見た模式図、及び、物品搬送方向の右側から見た模式図である。また、図１２は、第二実施形態に係るアンテナ装置１ａの機器構成と他装置との接続形態を示したブロック図である。
【００５６】
図１１及び図１２に示すように、第二実施形態に係るアンテナ装置１ａは、図１〜図３に示した第一実施形態に係るアンテナ装置１における首振り動作に代わるものとして、搬送路上流方向に指向性を有する第３のアンテナ群１７を備え、首振り制御モータ６の代わりに、アンテナ群取付ヒンジ１９を回転させてアンテナ群１７の俯角の制御を行うアンテナ群俯角制御モータ１８を備えたものである。他の構成要素は、第一実施形態と同様であるので、共通する要素には同一の符号を付して説明を省略し、前記第一実施形態との差異を中心に説明する。
【００５７】
アンテナ群１７は、その通信可能領域Ａ４が搬送路上流方向を向き、物品搬送方向に対する俯角γが調整可能なように、アンテナ群取付ヒンジ１９によって水平アーム１２ａに取り付けられる。アンテナ群１７を構成する平面アンテナ１５ａは、アンテナ群１６を構成する平面アンテナ１５より指向性を高め、通信可能距離を大きくする。それにより、図４のタグ２ｃのような姿勢で移動してくるために、図１１の２ｃ−２の位置では通信不能となる場合であっても、先に図５で説明したのと同様な原理によって、図１１の２ｃ−１の位置で、アンテナ群１７を介して通信を行うことができる。なお、１つの平面アンテナ１５ａだけでもその通信可能領域Ａ４が、搬送路上流において一定の俯角以下となるタグ通過範囲Ａ３ａ（図１１参照）を包含するのであれば、アンテナ群１７は１つの平面アンテナ１５ａで構成してもよい。
【００５８】
以上説明した第二実施形態に係るアンテナ装置１ａによれば、首振り動作を行う必要がないので、物品が頻繁にもしくは連続的に搬送される場合であっても、タグの姿勢に起因する通信不能の問題を解消でき、搬送路上を搬送される物品に貼付されたすべてのタグとの間で確実に通信を行うことができる。
【００５９】
以上で本発明を実施するための形態の説明を終えるが、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではなく、アンテナ装置の形状や構造などは適宜変更してもよいし、アンテナ調整装置の機能をＲＦＩＤリーダライタにもたせるようにしてもよい。例えば、アンテナ装置の天井面への取付位置をレールによって調整可能としてもよいし、あるいは、左右のアンテナ群を分離して、それぞれを天井面に取り付けるようにしてもよい。搬送路の幅が広い場合などには、左右１対のアンテナ群を複数組有する構成や、左右のアンテナ群の中間にビーム幅が大きい追加のアンテナ群を加える構成にして、通信範囲を分割するようにしてもよい。
【００６０】
また、ＲＦＩＤタグの形状はシート状に限らないし、パッシブタグでもアクティブタグでもよい。使用するアンテナは、一定の指向性を有するものであれば平面アンテナでなくてもよい。その他の構成要素についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１，１ａ アンテナ装置（ＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置）
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ ＲＦＩＤタグ
３ ＲＦＩＤリーダライタ
４ アンテナ調整装置
５ アンテナ切替スイッチ
６ 首振り制御モータ（首振り制御手段）
７，８ アーム長制御モータ（アーム長制御手段）
９ アンテナ角制御モータ（角度制御手段）
１０ａ テスト用ポール
１０ｂ スタンド式テスト用ポール
１１ 天井固定部
１２，１２ａ 水平アーム
１３ 垂直アーム
１４ アンテナ取付軸
１５，１５ａ 平面アンテナ（アンテナ）
１６ アンテナ群
１７ アンテナ群（第３のアンテナ群）
１８ アンテナ群俯角制御モータ
１９ アンテナ群取付ヒンジ
Ａ１，Ａ４ 通信可能領域
Ａ２ 双通信可能領域
Ａ３ タグ通過範囲
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグとＲＦＩＤリーダライタ間で通信を行うためにＲＦＩＤリーダライタに接続される、ＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置、及びその調整を行うためのアンテナ調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物流センタや工場での物品管理などに、無線方式で通信可能なＲＦＩＤタグが利用される事例が多くなっている。特に、電池を内蔵しないことから低価格化が期待できるパッシブタグは、ＵＨＦ（Ultra-High Frequency）帯を利用することで最大１０ｍ程度の通信距離を確保できるため、従来にも増して利用範囲が拡大していくものと見られている。
【０００３】
ところで、従来物品管理などに利用されているＲＦＩＤシステムの多くは、ＲＦＩＤタグからの信号を受信するためのアンテナが取り付けられたゲートを、物品の移動経路の途中に設置し、物品がゲートを通過するときにＲＦＩＤタグとの通信を行う、ゲート方式を採用している。
【０００４】
しかしながら、ＲＦＩＤタグからの信号が指向性を有するなどの理由で、単一のゲートだけを用いた場合には、ＲＦＩＤタグの姿勢によっては、ゲートアンテナのすぐ近くを通過したときでも通信が行えず、物品が識別不能となってしまうという問題があった。特に、パッシブタグは、アンテナから照射される電磁波のエネルギーによって駆動され、出力も微弱であるため、ある程度指向性を持たせないと通信距離を伸ばすことが難しく、この問題が発生し易い特性を有している。
【０００５】
従来技術として、特許文献１には、アンテナをゲートの両側だけではなく上下にも設置することで、遮蔽物の影響などによる通信不能の問題を回避する技術が開示されている。また、特許文献２には、ゲートの入口と出口の両側に斜めに向けたアンテナを付加することで、通信可能な領域を拡大する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１２２２７号公報
【特許文献２】特開２００７−８８９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術によっても、例えば、シート状のＲＦＩＤタグに内蔵されるアンテナ（以下、「タグアンテナ」という。）のアンテナ面が物品の搬送方向を向いたままゲートを横切った場合には、やはり通信不能となってしまう。また、特許文献２に開示されている技術によっても、同様に、タグアンテナのアンテナ面が地面に平行な状態でゲートを通過した場合には、やはり通信不能となってしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、搬送路上を移動する物品に貼付されたＲＦＩＤタグとの通信不能の問題を解消し、ＲＦＩＤタグを漏れなく識別できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、ＲＦＩＤタグから放射される電磁波信号を受信してＲＦＩＤリーダライタに中継するＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置において、物品の搬送路の上空に、前記搬送路に交叉する方向に複数組のアンテナ群を備え、それら複数組のアンテナ群によって形成される少なくとも２つの通信可能領域が互いに重なり合う部分（以下、「双通信可能領域」という。）を、前記搬送路上を搬送される物品に貼付されたＲＦＩＤタグが通過するように、前記複数組のアンテナ群間の間隔または前記通信可能領域の方向、もしくはその両者を調整する調整手段を備えた。
【００１０】
また、前記複数組のアンテナ群の天井面からの高さを調整する高さ調整手段を備えた。
【００１１】
また、前記複数組のアンテナ群全体を前記搬送路の上流から下流に向けて首振り動作させる首振り制御手段、または、前記搬送路の上流方向への指向性を有する第３のアンテナ群を備えた。
【００１２】
さらに、アンテナ調整装置に、前記アンテナ装置の直下における前記ＲＦＩＤタグの通過範囲を指定するだけで、指定された前記通過範囲が前記双通信可能領域に包含されるように、前記複数組のアンテナ群間の間隔、前記通信可能領域の方向、及び前記天井面からの高さのうちの少なくとも一つを制御する制御手段を備えた。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、搬送路上を移動する物品に貼付されたＲＦＩＤタグとの通信不能の問題を解消でき、ＲＦＩＤタグを漏れなく識別できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。
【図２】第一実施形態に係るアンテナ装置の首振り動作についての説明図である。
【図３】第一実施形態に係るアンテナ装置の機器構成及び他装置との接続形態を示すブロック図である。
【図４】タグの姿勢とアンテナ装置からの見え方との関係を示す説明図である。
【図５】タグが移動するときのアンテナ装置からの見え方を示す説明図である。
【図６】アンテナ調整プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】アンテナ調整用のパラメータ入力画面の表示例である。
【図８】アンテナ調整用のパラメータと調整動作についての説明図である。
【図９】アンテナ調整用のツールであるテスト用ポールを例示したものである。
【図１０】アンテナ調整時に表示される案内メッセージの例である。
【図１１】第二実施形態に係るアンテナ装置の模式図である。
【図１２】第二実施形態に係るアンテナ装置の機器構成及び他装置との接続形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための２つの形態を、図面を参照しながら順に説明する。
【００１６】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の第一実施形態に係るＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置（以下、「アンテナ装置」と略記。）１が搬送路に跨る形で天井面Ｃに設置されたときの様子を、搬送路の上流側から見た模式図であり、通信可能領域Ａ１などは、アンテナ装置１の直下における断面の形状が図示されている。
【００１７】
図１において、不図示の搬送路は、アンテナ装置１の直下の床面Ｆ上に、図の手前から奥の方向に設けられているものとする。また、ＲＦＩＤタグ（以下、「タグ」とも略記。）２が貼付された不図示の物品は、不図示の台車などに不規則に積み重ねられて搬送路上を搬送され、タグ２は、図１に例示したように、タグ通過範囲Ａ３（破線で描かれた長方形の内部）を、様々な姿勢と高さで図の手前から奥の方向に並行移動していく。そして、アンテナ装置１は、タグ通過範囲Ａ３を通過するこれらすべてのタグ２と漏れなく通信可能であることが要求される。
【００１８】
アンテナ装置１は、左右２つのアンテナ群１６を両端に備えた伸縮可能かつ回動可能な水平アーム１２を、伸縮可能な垂直アーム１３と天井固定部１１とによって、天井面Ｃから吊り下げることができる構造となっている。垂直アーム１３の代わりに伸縮可能なケーブルを用いてもよい。
【００１９】
図１では、左右それぞれのアンテナ群１６は、アンテナ取付軸１４によって２つの平面アンテナ１５が水平アーム１２の長手方向に連結されているが、平面アンテナ１５の数や連結手段はこれに限らず、隣接する２つの平面アンテナ１５の通信可能領域Ａ１（一点鎖線で描かれた台形の内部）間に隙間ができないように、それぞれの平面アンテナ１５の角度が変更できるようになっていればよい。それによって、左右それぞれのアンテナ群１６としてのビーム幅の調整を適切に行うことができる。
【００２０】
つまり、図１のように、各平面アンテナ１５の通信可能領域Ａ１が所定のビーム幅（例えば３０度）をもつのであれば、平面アンテナ１５を２つ連結することによって、アンテナ群１６としてのビーム幅を所定のビーム幅のおよそ１〜２倍の範囲（例えば約３０〜６０度の範囲）で調整することができる。また、通信距離を伸ばすためにもっと指向性を高めたい場合には、例えば、ビーム幅１５度の平面アンテナ１５を４つ連結すれば、およそ１５度から６０度の範囲でアンテナ群１６としてのビーム幅を調整することができる。
【００２１】
なお、アンテナ群１６としてのビーム幅を調整するときには、始めに、最も外側（搬送路から遠い側）の平面アンテナ１５を、その通信可能領域Ａ１の外側端部がほぼ真下を向くように設定し、それを基準として順次内側の平面アンテナ１５の角度を設定していくとよい。
【００２２】
このビーム幅の調整が可能な左右２つのアンテナ群１６によって形成される通信可能領域Ａ１同士が重なる部分（図１で斜線が施されている部分）Ａ２は、左右双方のアンテナ群１６との通信が可能な領域であるので、これを「双通信可能領域」と呼ぶ。
【００２３】
本実施形態に係るアンテナ装置１を設置するときには、与えられたタグ通過範囲Ａ３（破線で描かれた長方形の内部）がこの双通信可能領域Ａ２内に包含されるように、水平アーム１２及び垂直アーム１３の長さと、各平面アンテナ１５の角度の調整を行う。この調整方法については後記にて詳しく説明する。
【００２４】
次に、本実施形態に係るアンテナ装置１の首振り動作について説明する。図２は、アンテナ装置１の首振り動作を示した模式図であり、タグ２が貼付された不図示の物品は、図の左から右方向に台車などに積まれて所定以上の間隔を置いて搬送されるものとする。
【００２５】
アンテナ装置１は、水平アーム１２を軸回りに回転させることによって、搬送される物品を自動的に追尾するようにアンテナ群１６を左位置Ｐ１（図では１６(Ｐ１）と標記。）から右位置Ｐ２（図では１６（Ｐ２）と標記。）まで移動させる首振り運動を行う。それによって、上下の破線で示したタグ通過範囲Ａ３内を左から右方向に平行移動するタグ２が双通信可能領域Ａ２（斜線が施されている部分）内に入っている状態を、長時間にわたって維持する。
【００２６】
この首振り運動の制御方法としては、例えば、アンテナ群１６が左位置Ｐ１にある初期状態から通信可能なタグ２の数を監視し、通信可能なタグ２の数が増えるか変化しないときにはそのままの位置を保ち、通信可能なタグ２の数が減ったらその数が増えるように、つまり、通信可能なタグ２の検出数が極大となるように右位置Ｐ２の方向にアンテナ群１６を回転させる方法や、搬送路上の物品の位置を検出するための赤外線センサやイメージセンサの出力に連動してアンテナ群１６を回転させる方法がある。また、ベルトコンベアなどのように一定の速度で物品が搬送される場合には、物品の到来を検知するためのスイッチを設け、物品の到来を検知した時点から所定のパターンで首振り動作をさせてもよい。逆に、首振り動作のパターンに、物品の動きを同期させてもよい。
【００２７】
次に、図３を参照してアンテナ装置１の機器構成を説明する。図３は、アンテナ装置１の機器構成と他装置との接続形態を示したブロック図である。
【００２８】
アンテナ装置１は、タグ２との通信を行うＲＦＩＤリーダライタ３に接続され、ＲＦＩＤリーダライタ３からの指令にしたがって平面アンテナ１５からデータ送信用の電磁波を照射し、タグ２から送信される信号をキャッチしてＲＦＩＤリーダライタ３に中継する。このとき、各平面アンテナ１５は、アンテナ切替スイッチ５によって、一定時間毎（例えば１００ミリ秒毎）にサイクリックに作動するように、時分割制御が行われる。それにより、同時には１つの平面アンテナ１５しか作動しないので、複数の平面アンテナ１５間での電磁波の相互干渉は発生しない。
【００２９】
なお、タグ２には公知のアンチコリージョン機能を備えることが望ましく、それによって近接するタグ２から放射される電磁波間の相互干渉を回避することができるので、仮にタグ２同士が重なり合っていたとしても、それぞれのタグ２と順次通信を行うことが可能となる。
【００３０】
また、アンテナ装置１は、各平面アンテナ１５の位置や角度を調整するためのアーム長制御モータ７、８とアンテナ角制御モータ９とを備え、アンテナ調整装置４からの指令にしたがって、水平アーム１２及び垂直アーム１３の長さと、アンテナ取付軸１４に対する平面アンテナ１５の角度の制御を行う。また、アンテナ装置１はさらに、首振り制御モータ６を備え、ＲＦＩＤリーダライタ３からの指令にしたがって水平アーム１２を回転させる首振り動作の制御を行う。
【００３１】
続いて、図４及び図５を参照して、タグ２の姿勢の変化によってアンテナ装置１との通信が不能となる問題の原理と本発明によるその解決方法を説明する。
【００３２】
図４は、アンテナ装置１が真下を向いている状態における双通信可能領域Ａ２を物品の搬送方向上流から見た模式図（図１を簡略化したもの）と、そのときの左アンテナ群中心及び右アンテナ群中心から見たタグ２の見え方との関係を示したものである。
【００３３】
また、図５は、アンテナ装置１の首振り動作に伴って移動する双通信可能領域Ａ２の軌跡を物品搬送方向の右側から見た模式図（図２を簡略化したもの）と、そのときの左アンテナ群中心及び右アンテナ群中心から見たタグ２の見え方との関係を示したものである。
【００３４】
図４及び図５に黒丸印で表されている左右のアンテナ群中心とは、左右それぞれのアンテナ群１６によって形成されるビーム幅θの通信可能領域（図４の一点鎖線で描かれた三角形の内部）を形成する仮想的な照射点であり、各平面アンテナ１５から見たタグ２の見え方は、これらアンテナ群中心から見たタグ２の見え方によって近似することができる。
【００３５】
一般に、タグ２には指向性がある。例えば、物品管理などに利用されているシート状のタグは、シート面にタグアンテナが配置されるため、シート面に対して垂直な方向に指向性をもち、シート面との角度が小さくなるほど電波が弱まり、ついにはほとんど通信不能となってしまう。
【００３６】
したがって、例えば、図４のタグ２ａは、右アンテナ群中心からはシート面が真横を向いて見えるので、右アンテナ群１６とは通信不能となってしまう。しかし、左アンテナ群中心からはシート面がほぼ正対して見えるので、左アンテナ群１６とは通信可能である。また、タグ２ｂは、右アンテナ群中心と左アンテナ群中心から見たシート面の角度がほぼ等しく、双方のアンテナ群１６との通信が可能である。
【００３７】
ところが、タグ２ｃのように、シート面が物品の搬送方向に対して垂直となっているときには、図４の表の最下段に示すように、左アンテナ群中心から見ても右アンテナ群中心から見てもシート面が真横を向くので、左右いずれのアンテナ群１６とも通信不能となってしまう。
【００３８】
このタグ２ｃのように、アンテナ装置１の直下では、左右いずれのアンテナ群１６とも通信不能となる場合の対策として有効なのが、前記した首振り動作である。
【００３９】
図５において、図４の状態では左右いずれのアンテナ群１６とも通信不能なタグ２ｃが貼付された物品が、左から右方向にそのままの姿勢で搬送され、アンテナ装置１はアンテナ群１６が常にその物品の方向を向くように首振り制御されるものと仮定する。このとき、タグ２ｃの位置は、図５の２ｃ−１、２ｃ−２、２ｃ−３の順に変化する。これを、首振り動作を行っているアンテナ装置１の左アンテナ群中心及び右アンテナ群中心から見ると、図５の表のようになる。
【００４０】
つまり、２ｃ−２の位置ではいずれもシート面が真横に向いてしまう場合であっても、２ｃ-１及び２ｃ−３の位置ではシート面を一定以上の角度で見通すことができ、それらの位置は双通信可能領域Ａ２に入っているので、いずれも通信が可能となる。
【００４１】
以上説明したように、第一実施形態に係るアンテナ装置１によれば、タグの姿勢に起因する通信不能の問題を解消でき、搬送路上を搬送される物品に貼付されたすべてのタグとの間で確実に通信を行うことができる。
さらに、従来のゲート方式では、搬送される物品や台車などがゲートに衝突する危険性があったり、ゲートを設置することにより設備のレイアウトに制約が生じたりするという不都合もあったが、第一実施形態に係るアンテナ装置１によれば、物品を搬送するときに障害となるゲートを床面に設置する必要がないので、これらの不都合をも解消することができる。
【００４２】
次に、図６から図８を参照して、アンテナ調整装置４（図３参照）を用いたアンテナ装置１の調整方法を説明する。アンテナ調整装置４は、不図示のアンテナ調整プログラムが実行される携帯型のコンピュータであり、キーボードなどの入力部と、液晶ディスプレイなどの表示部と、モータなど外部装置を制御するための入出力インタフェースとを有する。
【００４３】
図６は、アンテナ調整装置４によって実行されるアンテナ調整プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。図７は、アンテナ調整用のパラメータ入力画面の表示例である。また、図８は、アンテナ調整用のパラメータと調整動作についての説明図である。
【００４４】
アンテナ調整プログラムが起動されると、まず始めに、ステップＳ１において、図７に例示したようなアンテナ調整用のパラメータ入力画面を不図示の表示部に表示させる。このパラメータ入力画面では、タグ通過範囲Ａ３の幅ｗ（ｍｍ）、上端の高さｈｕ（ｍｍ）、下端の高さｈｌ（ｍｍ）、天井の高さｈｃ（ｍｍ）、及びビーム幅θ（度）が入力される（図８参照）。なお、ビーム幅θ（度）については、平面アンテナ１５のビーム幅と連結数とに対応して定められる調整可能範囲（図７の例では「３０〜９０」）を表示し、その範囲内の値のみを受け付ける。
【００４５】
次に、ステップＳ２において、不図示のキーボードなどから入力されたこれら各パラメータ値を取り込み、ステップＳ３において、ｗ、ｈｕ、ｈｌ及びθの値から、アンテナ群中心の高さｈａ（ｍｍ）の値を計算する（図８参照）。
【００４６】
次に、ステップＳ４において、ｗ、ｈａ及びｈｃの値から、必要となる水平アーム長と垂直アーム長とを計算し、ステップＳ５において、計算結果の妥当性を判定する。具体的には、求めた水平アーム長と垂直アーム長とがいずれも所定の調整可能な範囲内にあり、かつ、タグ通過範囲Ａ３が双通信可能領域Ａ２に含まれる、つまり、図８のｄの値が平面アンテナ１５の最大通信距離に対応して定められる所定値以下であれば妥当であると判定し、そうでなければ妥当ではないと判定する。
【００４７】
そして、計算結果が妥当ではないと判定した場合は（ステップＳ５でＮｏ）、ステップＳ７に分岐して、不図示の表示部にパラメータ値の再入力を促すエラーメッセージを表示した後、ステップＳ１に戻って前記の処理を繰り返す。
【００４８】
また、計算結果が妥当であると判定した場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）、ステップＳ６に進んで、不図示の入出力インタフェースを介して図３の各制御モータ７、８、９を制御することによって、水平アーム長、垂直アーム長及び各アンテナ角の調整を実行し、処理を終了する。
【００４９】
前記のアンテナ調整プログラムは、パラメータ入力画面にパラメータ値を入力してもらうものであったが、アンテナ調整用のツールを利用することによって、実際の搬送路上でタグ通過範囲Ａ３の大きさを指定するようにしてもよい。
【００５０】
図９は、アンテナ調整用のツールであるテスト用ポールを例示したものである。また、図１０は、不図示の表示部に表示される案内メッセージの例である。
【００５１】
図９（ａ）に示したテスト用ポール１０ａは、所定の位置検出用タグ２ｄが先端に貼付されている伸縮可能なポールである。また、図９（ｂ）に示したスタンド式テスト用ポール１０ｂは、伸縮可能なポールの上端に位置検出用タグ２ｅが貼付され、下部にもう１つの位置検出用タグ２ｆが上下に移動可能に取り付けられて、キャスター付きのスタンドにより床面を移動できるようになっている。
【００５２】
図１０（ａ）は、テスト用ポール１０ａを利用するときに表示される案内の例であり、このような案内にしたがって、人がテスト用ポール１０ａを支持して、順次タグ通過範囲Ａ３の４隅の境界点に位置検出用タグ２ｄを配置し、アンテナ調整装置４が、平面アンテナ１５の角度を変更しながら位置検出用タグ２ｄの読取可否を判別することによって、タグ通過範囲Ａ３を把握することができる。
【００５３】
また、図１０（ｂ）は、スタンド式テスト用ポール１０ｂを利用してタグ通過範囲Ａ３の大きさを指定するときに表示される案内の例であり、案内にしたがって、人がタグ通過範囲Ａ３の上端と下端との高さにそれぞれ位置検出用タグ２ｅと２ｆとを合わせて、タグ通過範囲Ａ３の左境界線と右境界線の２箇所にテスト用ポール１０ｂを設置し、アンテナ調整装置４が、平面アンテナ１５の角度を変更しながら位置検出用タグ２ｅと２ｆとの読取可否を判別するようにしてもよい。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態に係るアンテナ調整装置によれば、搬送される物品の大きさや搬送形態に応じてタグの通過範囲を指定するだけで、個々のアンテナ装置の設置条件に対応した調整が自動で行われるので、アンテナ装置の設置及び調整作業の能率を大きく向上させることができる。
【００５５】
＜第二実施形態＞
図１１は、本発明の第二実施形態に係るアンテナ装置１ａが搬送路に跨る形で天井面Ｃに設置されたときの様子を、搬送路の上流側から見た模式図、及び、物品搬送方向の右側から見た模式図である。また、図１２は、第二実施形態に係るアンテナ装置１ａの機器構成と他装置との接続形態を示したブロック図である。
【００５６】
図１１及び図１２に示すように、第二実施形態に係るアンテナ装置１ａは、図１〜図３に示した第一実施形態に係るアンテナ装置１における首振り動作に代わるものとして、搬送路上流方向に指向性を有する第３のアンテナ群１７を備え、首振り制御モータ６の代わりに、アンテナ群取付ヒンジ１９を回転させてアンテナ群１７の俯角の制御を行うアンテナ群俯角制御モータ１８を備えたものである。他の構成要素は、第一実施形態と同様であるので、共通する要素には同一の符号を付して説明を省略し、前記第一実施形態との差異を中心に説明する。
【００５７】
アンテナ群１７は、その通信可能領域Ａ４が搬送路上流方向を向き、物品搬送方向に対する俯角γが調整可能なように、アンテナ群取付ヒンジ１９によって水平アーム１２ａに取り付けられる。アンテナ群１７を構成する平面アンテナ１５ａは、アンテナ群１６を構成する平面アンテナ１５より指向性を高め、通信可能距離を大きくする。それにより、図４のタグ２ｃのような姿勢で移動してくるために、図１１の２ｃ−２の位置では通信不能となる場合であっても、先に図５で説明したのと同様な原理によって、図１１の２ｃ−１の位置で、アンテナ群１７を介して通信を行うことができる。なお、１つの平面アンテナ１５ａだけでもその通信可能領域Ａ４が、搬送路上流において一定の俯角以下となるタグ通過範囲Ａ３ａ（図１１参照）を包含するのであれば、アンテナ群１７は１つの平面アンテナ１５ａで構成してもよい。
【００５８】
以上説明した第二実施形態に係るアンテナ装置１ａによれば、首振り動作を行う必要がないので、物品が頻繁にもしくは連続的に搬送される場合であっても、タグの姿勢に起因する通信不能の問題を解消でき、搬送路上を搬送される物品に貼付されたすべてのタグとの間で確実に通信を行うことができる。
【００５９】
以上で本発明を実施するための形態の説明を終えるが、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではなく、アンテナ装置の形状や構造などは適宜変更してもよいし、アンテナ調整装置の機能をＲＦＩＤリーダライタにもたせるようにしてもよい。例えば、アンテナ装置の天井面への取付位置をレールによって調整可能としてもよいし、あるいは、左右のアンテナ群を分離して、それぞれを天井面に取り付けるようにしてもよい。搬送路の幅が広い場合などには、左右１対のアンテナ群を複数組有する構成や、左右のアンテナ群の中間にビーム幅が大きい追加のアンテナ群を加える構成にして、通信範囲を分割するようにしてもよい。
【００６０】
また、ＲＦＩＤタグの形状はシート状に限らないし、パッシブタグでもアクティブタグでもよい。使用するアンテナは、一定の指向性を有するものであれば平面アンテナでなくてもよい。その他の構成要素についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１，１ａ アンテナ装置（ＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置）
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ ＲＦＩＤタグ
３ ＲＦＩＤリーダライタ
４ アンテナ調整装置
５ アンテナ切替スイッチ
６ 首振り制御モータ（首振り制御手段）
７，８ アーム長制御モータ（アーム長制御手段）
９ アンテナ角制御モータ（角度制御手段）
１０ａ テスト用ポール
１０ｂ スタンド式テスト用ポール
１１ 天井固定部
１２，１２ａ 水平アーム
１３ 垂直アーム
１４ アンテナ取付軸
１５，１５ａ 平面アンテナ（アンテナ）
１６ アンテナ群
１７ アンテナ群（第３のアンテナ群）
１８ アンテナ群俯角制御モータ
１９ アンテナ群取付ヒンジ
Ａ１，Ａ４ 通信可能領域
Ａ２ 双通信可能領域
Ａ３ タグ通過範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤタグから放射される電磁波信号を受信してＲＦＩＤリーダライタに中継するＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置であって、
物品の搬送路の上空に、前記搬送路に交叉する方向に複数組のアンテナ群を備え、それら複数組のアンテナ群によって形成される少なくとも２つの通信可能領域が互いに重なり合う部分である双通信可能領域を、前記搬送路上を搬送される物品に貼付されたＲＦＩＤタグが通過するように、前記複数組のアンテナ群間の間隔または前記通信可能領域の方向、もしくはその両者を調整する調整手段
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項２】
前記複数組のアンテナ群間の間隔を調整する調整手段は、
前記複数組のアンテナ群が取り付けられた伸縮可能な水平アームの長さを制御するアーム長制御手段である
ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項３】
前記アンテナ群は、指向性を有する２つ以上のアンテナが前記水平アームの長尺方向に連結され、
前記通信可能領域の方向を調整する調整手段は、
それぞれの前記アンテナの通信可能範囲の一部が隣接する前記アンテナの通信可能範囲の一部と互いに重なるように、前記各アンテナの角度を制御する角度制御手段である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項４】
前記複数組のアンテナ群の天井面からの高さを調整する高さ調整手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項５】
前記高さ調整手段は、前記複数組のアンテナ群を吊り下げる伸縮可能な垂直アームまたはケーブルの長さを制御する手段である
ことを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項６】
前記ＲＦＩＤタグの検出数が最大となるように、前記複数組のアンテナ群を前記搬送路の上流から下流に向けて首振り動作させる首振り制御手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項７】
前記搬送路の上流方向への指向性を有し、その俯角を調整可能な第３のアンテナ群
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置に接続され、
前記アンテナ装置の直下における前記ＲＦＩＤタグの通過範囲を指定する通過範囲指定手段を備え、指定された前記通過範囲が前記双通信可能領域に包含されるように、前記複数組のアンテナ群間の間隔、前記アンテナの角度、及び前記天井面からの高さのうちの少なくとも一つを制御する制御手段
を備えたことを特徴とするアンテナ調整装置。
【請求項９】
前記通過範囲指定手段は、前記通過範囲の幅と高さとを入力する入力手段である
ことを特徴とする請求項８に記載のアンテナ調整装置。
【請求項１０】
前記通過範囲指定手段は、案内にしたがって前記通過範囲の境界を示す複数の位置に所定のＲＦＩＤタグを人が配置するものである
ことを特徴とする請求項８に記載のアンテナ調整装置。
【請求項１】
ＲＦＩＤタグから放射される電磁波信号を受信してＲＦＩＤリーダライタに中継するＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置であって、
物品の搬送路の上空に、前記搬送路に交叉する方向に複数組のアンテナ群を備え、それら複数組のアンテナ群によって形成される少なくとも２つの通信可能領域が互いに重なり合う部分である双通信可能領域を、前記搬送路上を搬送される物品に貼付されたＲＦＩＤタグが通過するように、前記複数組のアンテナ群間の間隔または前記通信可能領域の方向、もしくはその両者を調整する調整手段
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項２】
前記複数組のアンテナ群間の間隔を調整する調整手段は、
前記複数組のアンテナ群が取り付けられた伸縮可能な水平アームの長さを制御するアーム長制御手段である
ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項３】
前記アンテナ群は、指向性を有する２つ以上のアンテナが前記水平アームの長尺方向に連結され、
前記通信可能領域の方向を調整する調整手段は、
それぞれの前記アンテナの通信可能範囲の一部が隣接する前記アンテナの通信可能範囲の一部と互いに重なるように、前記各アンテナの角度を制御する角度制御手段である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項４】
前記複数組のアンテナ群の天井面からの高さを調整する高さ調整手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項５】
前記高さ調整手段は、前記複数組のアンテナ群を吊り下げる伸縮可能な垂直アームまたはケーブルの長さを制御する手段である
ことを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項６】
前記ＲＦＩＤタグの検出数が最大となるように、前記複数組のアンテナ群を前記搬送路の上流から下流に向けて首振り動作させる首振り制御手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項７】
前記搬送路の上流方向への指向性を有し、その俯角を調整可能な第３のアンテナ群
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤリーダライタ用アンテナ装置に接続され、
前記アンテナ装置の直下における前記ＲＦＩＤタグの通過範囲を指定する通過範囲指定手段を備え、指定された前記通過範囲が前記双通信可能領域に包含されるように、前記複数組のアンテナ群間の間隔、前記アンテナの角度、及び前記天井面からの高さのうちの少なくとも一つを制御する制御手段
を備えたことを特徴とするアンテナ調整装置。
【請求項９】
前記通過範囲指定手段は、前記通過範囲の幅と高さとを入力する入力手段である
ことを特徴とする請求項８に記載のアンテナ調整装置。
【請求項１０】
前記通過範囲指定手段は、案内にしたがって前記通過範囲の境界を示す複数の位置に所定のＲＦＩＤタグを人が配置するものである
ことを特徴とする請求項８に記載のアンテナ調整装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２５８８４６（Ｐ２０１０−２５８８４６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０７３０６（Ｐ２００９−１０７３０６）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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