JP5121363B2 - Communication improvement device, communication system, and article information handling facility - Google Patents
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Description
本発明は、リーダ（リーダアンテナ）とトランスポンダとを備える通信装置の通信環境を改善するための通信改善装置、ならびにそれを備える通信システムおよび物品情報取扱設備に関する。 The present invention relates to a communication improving apparatus for improving a communication environment of a communication apparatus including a reader (reader antenna) and a transponder, and a communication system and article information handling equipment including the communication improvement apparatus.
図１１は、従来の技術の物品情報取扱設備１０１を簡略化して示す正面図である。物品情報取扱設備１０１は、物品１０２の情報を取得する設備であり、複数の物品１０２を搬送する搬送装置１０３と、各物品１０２の情報を取得するための通信装置１０４とを備えている。通信装置１０４は、各物品１０２にそれぞれ装着されるトランスポンダであるＩＣタグ１０５と、各ＩＣタグ１０５と無線通信するリーダアンテナ１０６とを備えている。これらの位置関係は図１１に限定されることはなく、リーダアンテナ１０６が搬送装置１０３の下方にあることも、横方向にあることもある。また搬送装置１０３がない場合もある。 FIG. 11 is a front view showing a simplified article information handling facility 101 of the prior art. The article information handling facility 101 is a facility that acquires information on the article 102, and includes a transport device 103 that transports a plurality of articles 102, and a communication device 104 that acquires information on each article 102. The communication device 104 includes an IC tag 105 that is a transponder attached to each article 102, and a reader antenna 106 that performs wireless communication with each IC tag 105. These positional relationships are not limited to those in FIG. 11, and the reader antenna 106 may be below the transport device 103 or may be in the lateral direction. In some cases, the transfer device 103 is not provided.
リーダアンテナ１０６は、そのリーダアンテナ１０６の通信可能領域１０７に、搬送装置１０３によって搬送される各物品１０２の移動経路が含まれるように設けられる。各ＩＣタグ１０５は、リーダアンテナ１０６の通信可能領域１０７に存在する場合、リーダアンテナ１０６からの要求信号に応答して、物品１０２の情報を表す応答信号を送信する。したがってリーダアンテナ１０６は、搬送装置１０３によって搬送される物品１０２が通信可能領域１０７を通過するときに、物品１０２に装着されているＩＣタグ１０５から物品１０２の情報を読取ることができる。 The reader antenna 106 is provided such that the communicable area 107 of the reader antenna 106 includes the movement path of each article 102 conveyed by the conveyance device 103. When each IC tag 105 exists in the communicable area 107 of the reader antenna 106, the IC tag 105 transmits a response signal representing the information of the article 102 in response to the request signal from the reader antenna 106. Therefore, the reader antenna 106 can read information on the article 102 from the IC tag 105 attached to the article 102 when the article 102 conveyed by the conveying device 103 passes through the communicable area 107.
通信装置１０４には、リーダアンテナ１０６の通信可能領域１０７に１つだけＩＣタグ１０５が存在する状況を想定して設計される１対１対応型の装置（例えば低出力型のハンディリーダなど）と、リーダアンテナ１０６の通信可能領域１０７に複数のＩＣタグ１０５が存在する状況を想定して設計される１対多対応型の装置（例えば高出力型のリーダアンテナなど）とが、少なくとも存在する。通常の場合、１対１対応型の通信装置１０４では、通信可能領域１０７に１つだけＩＣタグ１０５が存在し、リーダアンテナ１０６によってＩＣタグ１０５の情報を読取ることができる。しかし、この場合でも通信可能領域１０７に複数のＩＣタグ１０５があれば複数の読み取りも可能となる。一般にＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグシステムは、長距離通信を想定しており、通信可能距離もより遠くまで到達し、通信可能領域１０７もより広くなる。よって現在のＵＨＦ帯タグシステムは、電波到達エリアの点からも、多くのＩＣタグ１０５の情報を読み取る能力を有しているといえる。 The communication device 104 includes a one-to-one correspondence type device (for example, a low output type handy reader) designed on the assumption that only one IC tag 105 exists in the communicable area 107 of the reader antenna 106. There is at least a one-to-many type device (for example, a high-output type reader antenna) that is designed assuming that there are a plurality of IC tags 105 in the communicable area 107 of the reader antenna 106. In a normal case, in the one-to-one correspondence type communication device 104, only one IC tag 105 exists in the communicable area 107, and information of the IC tag 105 can be read by the reader antenna 106. However, even in this case, if there are a plurality of IC tags 105 in the communicable area 107, a plurality of readings are possible. In general, the UHF band RFID tag system assumes long-distance communication, the communicable distance reaches further, and the communicable area 107 becomes wider. Therefore, it can be said that the current UHF band tag system has the ability to read information of many IC tags 105 from the point of radio wave arrival area.
図１１は、通信可能領域１０７に配置されるＩＣタグ１０５が装着された物品１０２に斜線のハッチングを付して示しており、リーダアンテナ１０６の通信可能領域１０７に複数のＩＣタグ１０５が存在する状態を示している。リーダはアンテナを兼用する場合と独立の場合があり、兼用の場合はリーダが、独立の場合はリーダアンテナが電波送受信源となる。本発明でリーダアンテナとしているのは電波の送受信機能を有する部材であるとしてのことであり、リーダとアンテナが一体化している場合はリーダがこれに代用する。１対１対応型の通信装置１０４は、リーダアンテナ１０６の構成が簡素であるなどの利点を有しているが、通信可能領域１０７に複数のＩＣタグ１０５が存在する状態の場合、リーダアンテナ１０６が複数のＩＣタグ１０５と全て同じ周波数では無線通信することはできない。この理由は、同じ周波数同士では干渉の問題が発生するし、ＩＣタグ１０５の読み取り順を制御できないこともあり、全てのＩＣタグ１０５を確実に読み取ることは困難となる。するとこれらすべてのＩＣタグ１０５と同時に通信することができないので、情報の読取不良を生じてしまうおそれがある。 FIG. 11 shows the article 102 with the IC tag 105 placed in the communicable area 107 hatched with diagonal lines, and there are a plurality of IC tags 105 in the communicable area 107 of the reader antenna 106. Indicates the state. The reader may be independent from the case where the antenna is also used. In the case where the reader is also used, the reader is used. In the present invention, the reader antenna is a member having a function of transmitting and receiving radio waves. If the reader and the antenna are integrated, the reader substitutes for this. The one-to-one correspondence type communication device 104 has an advantage that the configuration of the reader antenna 106 is simple. However, when a plurality of IC tags 105 exist in the communicable area 107, the reader antenna 106 However, wireless communication with a plurality of IC tags 105 is not possible at the same frequency. The reason for this is that interference problems occur at the same frequency, and the reading order of the IC tags 105 may not be controlled, making it difficult to reliably read all the IC tags 105. Then, since communication cannot be performed simultaneously with all of these IC tags 105, there is a possibility that information reading failure may occur.
ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグシステムにおいて実用化されている周波数割り当ておよび共用化技術を述べる。共用化技術とは、１個のリーダが多数のＩＣタグと通信したり、複数のリーダが１個のタグと通信したり、複数のリーダの電波到達領域が重なる場合などのタグシステムにおける電波干渉回避技術である。通信装置１０４で用いる電波の周波数として割り当てられている通信周波数帯には、細分割した複数の通信周波数域があり、それらを利用することで互いに異なる通信周波数域で通信することによって、１つのリーダアンテナ１０６にて複数のＩＣタグ１０５と同時に通信することができる。具体的には、９５２ＭＨｚ〜９５４ＭＨｚの高出力タイプの通信は９つのチャンネル（ＣＨ）に分割されていて、低出力タイプには９５２ＭＨｚ〜９５ＭＨｚで計１４ＣＨに分割されている。複数のＩＣタグ１０５が存在しても、各ＩＣタグ１０５との無線通信において、まったく同じ周波数を利用しないことで、狭い周波数域ながら干渉を低減する運用法が工夫されている。 A frequency allocation and sharing technique that has been put to practical use in the UHF band RFID tag system will be described. Shared technology refers to radio wave interference in tag systems, such as when one reader communicates with many IC tags, multiple readers communicate with one tag, or radio wave arrival areas of multiple readers overlap. It is an evasion technique. The communication frequency band assigned as the frequency of the radio wave used in the communication device 104 has a plurality of subdivided communication frequency bands. By using these, communication is performed in different communication frequency bands, so that one reader The antenna 106 can communicate with a plurality of IC tags 105 simultaneously. Specifically, high output type communication of 952 MHz to 954 MHz is divided into nine channels (CH), and low output type is divided into a total of 14 CHs from 952 MHz to 95 MHz. Even in the presence of a plurality of IC tags 105, an operation method for reducing interference in a narrow frequency range has been devised by not using the same frequency in wireless communication with each IC tag 105.
現在採用されているキャリアセンスと呼ばれる干渉防止策は、ＬＢＴ技術（Listen
Before Talk）である。同一ＣＨの電波に対して、リーダの持つＬＢＴ技術（同一ＣＨの電波を感知すれば、同じＣＨの出力を控える機能）により発信タイミングを変えることで干渉を回避するものである。これにより干渉問題が減らすことが可能となった。しかし、他ＣＨの電波に対してはＬＢＴが効果なく同じ時間に通信できるため、他ＣＨであっても近似するＣＨの場合（例えば、１ＣＨに対する２ＣＨや３ＣＨの場合）には他のリーダアンテナ６との通信が成立することがある。この結果、他リーダアンテナとの通信成立により、本来のリーダアンテナ１０６とは通信不良となってしまう。これがタグコンフュージョンと呼ばれる問題であり、近似ＣＨの電波のフィルタリングの課題である。この問題は、ゲートシステムが複数並んだ場合で指摘されている未だ解決されていない課題である。
The interference prevention measure called carrier sense that is currently adopted is the LBT technology (Listen
Before Talk). Interference is avoided by changing the transmission timing with the LBT technology of the reader (the function to refrain from outputting the same CH if the same CH radio wave is sensed) with respect to the same CH radio wave. This has made it possible to reduce interference problems. However, since the LBT can communicate with the radio waves of other CHs at the same time without any effect, other reader antennas 6 in the case of CHs that are similar to other CHs (for example, 2CH or 3CH for 1CH). Communication may be established. As a result, communication with the original reader antenna 106 becomes poor due to establishment of communication with other reader antennas. This is a problem called tag confusion, which is a problem of filtering radio waves of approximate CH. This problem is an unsolved problem that has been pointed out when multiple gate systems are arranged.
ＬＢＴ技術が同一ＣＨの電波を感知すれば、同じＣＨの出力を控える機能であるために浮上してきた問題がある。リーダアンテナ１０６はＬＢＴ技術より電波出力のタイミングが電波の出力と出力停止を交互に行うことになっており、停止時間中に電波を検知し、そのリーダが発信するＣＨと同一ＣＨの電波の空きを確認してから、出力するという動作を取る。例えば物品を複数のコンベアベルトが平行して敷設されている物流ラインで運ぶ場合などで、複数のリーダアンテナ１０６が近くにある場合、本来、各リーダアンテナ１０６はリアルタイムで物品のＩＣタグ１０５を読み取るはずであるが、近接に存在するリーダアンテナ１０６がたまたま同一ＣＨの電波を出力していると、読むべきリーダアンテナ１０６が必要なタイミングでの出力を待ってしまい、その待ち時間に物品が通過することで読み取りミスを生じる現象をいう。ＬＢＴ技術の待ち時間発生に起因するレスポンスの遅れ（リアルタイム性の欠如）の課題である。これもゲートシステムが複数並んだ場合に指摘される未解決の課題である。 If the LBT technology senses radio waves from the same CH, there is a problem that has emerged because it is a function that refrains from outputting the same CH. The reader antenna 106, based on the LBT technology, is designed to alternately output and stop the output of radio waves, detect the radio waves during the stop time, and free the radio waves of the same CH as the CH transmitted by the reader. After confirming, take action to output. For example, when a plurality of reader antennas 106 are nearby, such as when an article is transported on a distribution line in which a plurality of conveyor belts are laid in parallel, each reader antenna 106 originally reads the IC tag 105 of the article in real time. It should be, but if the reader antenna 106 present in the vicinity happens to output radio waves of the same CH, the reader antenna 106 to be read waits for output at the necessary timing, and the article passes during that waiting time. This is a phenomenon that causes reading errors. This is a problem of response delay (lack of real-time property) due to occurrence of waiting time of LBT technology. This is also an unresolved issue pointed out when multiple gate systems are arranged.
以上に加え、ＲＦＩＤにおいて無線通信するリーダやＩＣタグ１０５の場合、とくにＩＣタグ１０５は、低価格化の制限のため高度な共用化技術を採用しにくい事情もある。そしてＩＣタグ１０５は、バッテリレスタイプが主であり、このバッテリレスのＩＣタグ１０５では、まずリーダから電力を供給して起動させる必要があるため、通信するまでに時間を要するという事情もある。 In addition to the above, in the case of a reader or IC tag 105 that wirelessly communicates with RFID, especially the IC tag 105 has a situation in which it is difficult to adopt advanced sharing technology due to the limitation of price reduction. The IC tag 105 is mainly of a battery-less type, and the battery-less IC tag 105 needs to be activated by first supplying power from a reader, so that it takes time to communicate.
さらに通信を困難にするのは、リーダアンテナ１０６から放射された要求信号が金属等から成る物体にて反射して、位相が変わった状態でＩＣタグ１０５に到来してきた場合、および他のリーダアンテナ１０６、特に同一ＣＨや近いＣＨの電波を放射しているリーダアンテナ１０６からの要求信号がＩＣタグ１０５に到来した場合などであり、ＩＣタグ１０５がこれらの要求信号に応答することによって、本来通信すべきリーダアンテナ１０６との正常な通信ができなくなる場合がある。またそれらの混信により信号は届いても、信号の位相に変化が生じてしまい情報が読み取れない場合もある。また信号の混信の場合だけでなく、電波の進行波と反射波（ときには他の機器からの直接波の場合もある）の干渉により通信領域１０７に定在波が発生し、場所によっては不感領域（null点）が発生することがある。このようにリーダアンテナ１０６による読取不良は、前述の様々な要因が絡み合って生じるので、読取不良を無くし、完全な読取り実現は非常に難しくなる。 Further, communication becomes difficult when the request signal radiated from the reader antenna 106 is reflected by an object made of metal or the like and arrives at the IC tag 105 in a state where the phase has changed, and other reader antennas. 106, especially when a request signal from the reader antenna 106 that radiates radio waves of the same CH or a close CH arrives at the IC tag 105, and the IC tag 105 responds to these request signals, so that the original communication is performed. In some cases, normal communication with the reader antenna 106 should be disabled. In addition, even if a signal arrives due to such interference, the signal phase may change and information may not be read. In addition to signal interference, a standing wave is generated in the communication area 107 due to interference between a traveling wave of a radio wave and a reflected wave (sometimes also a direct wave from another device). (Null point) may occur. As described above, the reading failure by the reader antenna 106 is caused by the entanglement of the above-described various factors. Therefore, reading failure is eliminated and it is very difficult to realize complete reading.
これらは電波の指向性の問題である。指向性はアンテナの種類に大きく影響を受ける。一般に用いるリーダアンテナ１０６はパッチアンテナで構成される。パッチアンテナはダイポールアンテナより指向性は高いが、アレーアンテナよりは指向性が低い汎用アンテナである。パッチアンテナにて５ｍ〜１０ｍもの読み取り距離を得るような電波を放射する場合はどうしても横方向（上下も含めて広がるため楕円球状）に電波の広がりが発生する。読み取り距離を抑えたい場合はリーダアンテナの出力を抑え、電波を弱くすればよいが、読み取り距離を確保しながら、なお広がりを抑えるには別の工夫が必要になる。
また日本の場合、ＲＦＩＤ用途に認可されたＵＨＦ帯の周波数も狭いが、さらに実用現場においても狭い空間で運用されることが多く、複数のＩＣタグ１０５および複数のリーダアンテナ１０６が接近することがある。ＩＣタグ１０５やリーダアンテナ１０６が接近すると電波干渉の問題が発生しやすくなり、ＩＣタグ１０５の読み落としが頻発し、結果的にＲＦＩＤタグシステムの信頼性を築けず、普及を阻害する可能性がある。さらに物品の移動速度の問題が加わってくると処理が間に合わなくなり、さらに信頼性が低下する。とくに物流関係へのＲＦＩＤタグシステムの普及には、指向性の問題を解決する必要がある。
These are radio wave directivity problems. The directivity is greatly affected by the type of antenna. The reader antenna 106 generally used is constituted by a patch antenna. The patch antenna is a general-purpose antenna that has higher directivity than a dipole antenna but lower directivity than an array antenna. When radiating a radio wave that obtains a reading distance of 5 m to 10 m with a patch antenna, the spread of the radio wave inevitably occurs in the lateral direction (since it spreads in both the upper and lower sides). To reduce the reading distance, it is sufficient to suppress the output of the reader antenna and weaken the radio wave. However, another measure is required to suppress the spread while ensuring the reading distance.
In Japan, the frequency of the UHF band approved for RFID applications is also narrow, but it is often operated in a narrow space even in a practical site, and a plurality of IC tags 105 and a plurality of reader antennas 106 may approach each other. is there. When the IC tag 105 and the reader antenna 106 come close to each other, a problem of radio wave interference is likely to occur, and the reading of the IC tag 105 frequently occurs. As a result, the reliability of the RFID tag system may not be built and the spread may be hindered. is there. Further, when the problem of the moving speed of the article is added, the processing is not in time, and the reliability is further lowered. In particular, it is necessary to solve the problem of directivity in order to spread the RFID tag system for physical distribution.
以上の問題の解決手段の１つに、アンテナの指向性を高くすることが考えられる。指向性が高いとは、電波が放射される方向の周囲の広がり範囲が小さいことを意味している。電波到達距離を損なわず、指向性を制御することにより、干渉を低減したＲＦＩＤタグシステムの使用方法を提案できる。 One possible solution to the above problem is to increase the directivity of the antenna. High directivity means that the extent of spread around the direction in which radio waves are radiated is small. It is possible to propose a method of using an RFID tag system with reduced interference by controlling directivity without impairing the radio wave reach.
一般にリーダアンテナ１０６に用いられるパッチアンテナは、共振板とＧＮＤ（グランド）板の二枚の導体板が平行に配置された構成であり、コスト的に有利であり、最も汎用的なリーダアンテナ１０６として使用されている。パッチアンテナは二枚の導体板の間からしみ出すように発生した電界が、共振板方向のさらにその先に飛んでいくアンテナである。この際、ＧＮＤ板を共振板よりも大きくすることで、電界をより共振板方向に集中するようにしているが、ＧＮＤ板のサイズによっては横方向や後方向にも漏れる電界が生じている。これらの漏洩電界がＲＦＩＤシステムの干渉問題にも関与してくるため、これらの漏洩を同時に抑えた指向性制御装置（本発明の通信改善装置）が求められる。 The patch antenna generally used for the reader antenna 106 has a configuration in which two conductor plates, a resonance plate and a GND (ground) plate, are arranged in parallel, which is advantageous in terms of cost, and is the most general-purpose reader antenna 106. in use. The patch antenna is an antenna in which an electric field generated so as to ooze out from between two conductor plates further jumps further in the direction of the resonance plate. At this time, by making the GND plate larger than the resonance plate, the electric field is concentrated more in the direction of the resonance plate. However, depending on the size of the GND plate, an electric field leaking in the lateral direction and the backward direction is generated. Since these leakage electric fields are involved in the interference problem of the RFID system, a directivity control device (communication improvement device of the present invention) that simultaneously suppresses these leakages is required.
パッチアンテナを一枚だけ用いるよりも、４枚や６枚を二列など複数列に近づけて並べることで指向性が絞れる場合がある。しかし、この場合パッチアンテナの境付近では干渉にてnull点が発生することがあり、とくに遠距離だけでなく近距離に物品がある場合の読み取りが不安定になることがある。 Rather than using only one patch antenna, the directivity may be reduced by arranging four or six pieces close to a plurality of rows such as two rows. However, in this case, a null point may be generated due to interference near the boundary of the patch antenna, and reading may be unstable especially when there is an article not only at a long distance but also at a short distance.
これとは別に指向性の高いアンテナとして、たとえばアレーアンテナが知られている。しかしアレーアンテナはサイズも大きく、コストアップにつながり、通信装置１０４に容易に用いることはできない。このようにアンテナの指向性を高くすることも困難である。 Apart from this, for example, an array antenna is known as a highly directional antenna. However, the array antenna is large in size, leading to an increase in cost and cannot be easily used for the communication device 104. Thus, it is difficult to increase the directivity of the antenna.
電波の指向性を制御する方法として、アンテナのサイド板として金属板を用いる方法がある。しかし、金属板を用いた場合は、上述の横方向や後方向にも漏れる電界を遮蔽することはできても、エネルギ的に消失させてはいないため、その電波が反射して通信可能領域１０７を想定外の形状にしたり、通信可能領域１０７以外のＩＣタグ１０５を読み取ることがある。金属板間で定在波が生じたり、反射波が生じて通信環境が劣化する場合がある。 As a method for controlling the directivity of radio waves, there is a method using a metal plate as a side plate of an antenna. However, when a metal plate is used, the electric field leaking in the lateral direction and the backward direction can be shielded but is not lost in terms of energy. May be formed in an unexpected shape, or the IC tag 105 other than the communicable area 107 may be read. A standing wave may be generated between metal plates or a reflected wave may be generated to deteriorate the communication environment.
またＲＦＩＤタグシステムにおいては、リーダアンテナ１０６の近くを大型の金属製物品が通過することも多く、この際にリーダアンテナ１０６と金属製物品間で定在波が発生することがあり、読み取りが不安定になったり、通信可能領域１０７以外のＩＣタグ１０５を読み取るという問題が発生する場合がある。これは単なる指向性制御の手段のみでは解決しない問題である。 In the RFID tag system, a large metal article often passes near the reader antenna 106. In this case, a standing wave may be generated between the reader antenna 106 and the metal article. There may be a problem that the IC tag 105 other than the communicable area 107 is read out. This is a problem that cannot be solved only by means of directivity control.
高速自動車道の出入口において通行料金を自動的に収受するＥＴＣなどと呼ばれるシステムにおける不要な電波の遮蔽または吸収のための構造が、たとえば特許文献１，２に示されている。しかしながらこのような特許文献１，２に示される構成では、図１１を参照して説明したような課題を解決することはできない。 For example, Patent Documents 1 and 2 show structures for shielding or absorbing unnecessary radio waves in a system called an ETC that automatically collects tolls at the entrance and exit of a highway. However, the configurations described in Patent Documents 1 and 2 cannot solve the problem described with reference to FIG.
さらに特許文献３には、非接触式無線データキャリアを用いたシステムにおける電波吸収体の使用法が挙げられている。この場合の使用方法は不要電波の反射を抑えるために、非接触データキャリアの近傍の位置に電波吸収体を用いるものであり、本発明のようにアンテナの周囲に用いて電波の指向性制限と遮蔽性を達成しようとしたものはない。 Further, Patent Document 3 mentions how to use a radio wave absorber in a system using a non-contact wireless data carrier. In this case, in order to suppress the reflection of unnecessary radio waves, a radio wave absorber is used in the vicinity of the non-contact data carrier. Nothing has attempted to achieve shielding.
前述のように従来の技術の各装置では、リーダアンテナ１０６によるＩＣタグ１０５からの情報の読取が不良となってしまう場合がある。読取不良を防止できる構成は存在していない。 As described above, in each conventional apparatus, reading of information from the IC tag 105 by the reader antenna 106 may be defective. There is no configuration that can prevent reading failure.
本発明の目的は、複数のトランスポンドをリーダによって各トランスポンドと順次通信する場合に、リーダアンテナとトランスポンダとの間の通信不良の発生を防止することができる指向性制御技術を有する通信改善装置、ならびにそれを備える通信システムおよび物品情報取扱設備を提供することである。 An object of the present invention is to provide a communication improving apparatus having a directivity control technique capable of preventing the occurrence of communication failure between a reader antenna and a transponder when a plurality of transponders are sequentially communicated with each transponder by a reader. And a communication system and article information handling facility including the same.
本発明は、リーダアンテナと、リーダアンテナとの間で無線通信する複数のトランスポンダとを備える通信装置の通信環境を改善するための通信改善装置であって、
各トランスポンダが配置されるトランスポンダ配置領域と、リーダアンテナとの間またはリーダアンテナの部分的な周囲に設けられ、リーダアンテナとトランスポンダとの間の無線通信に用いられる電波または不要電波を吸収および遮蔽する電波吸収体から成り、該電波吸収体に、無線通信に用いられる電波を透過可能な透孔部からなる透過領域であって、スロットアンテナとして動作する透過領域が形成され、その透過領域を介してリーダアンテナとトランスポンダとが無線通信するように配置したり、または透過領域を有す電波吸収体形成体に透過領域からトランスポンダを搬入することで、リーダアンテナの電波指向性を制御し、かつ他の周囲への電波を吸収および遮蔽することを特徴とする通信改善装置である。
The present invention is a communication improvement device for improving the communication environment of a communication device comprising a reader antenna and a plurality of transponders that wirelessly communicate with the reader antenna,
It is provided between the transponder arrangement area where each transponder is arranged and the reader antenna or around the reader antenna, and absorbs and shields radio waves or unnecessary radio waves used for wireless communication between the reader antenna and the transponder. A transmission region composed of a radio wave absorber , which is formed of a through- hole portion that can transmit radio waves used for wireless communication, and a transmission region that operates as a slot antenna is formed through the transmission region. The radio wave directivity of the reader antenna is controlled by arranging the transponder so that the reader antenna and the transponder communicate wirelessly or by carrying the transponder from the transparent area into the radio wave absorber forming body having the transparent area. It is a communication improving apparatus characterized by absorbing and shielding radio waves to the surroundings.
また本発明は、無線通信周波数の電波に対する電波遮蔽層と電波吸収層が積層された電波吸収体であることを特徴とする。 Further, the present invention is a radio wave absorber in which a radio wave shielding layer and a radio wave absorption layer for radio waves having a radio communication frequency are laminated.
また本発明は、無線通信周波数の電波に対する電波遮蔽層のシールド性能が２０ｄＢ以上、かつ無線通信周波数の電波に対する電波吸収層の吸収性能が１０ｄＢ以上あることを特徴とする。 In addition, the present invention is characterized in that the shielding performance of the radio wave shielding layer for radio waves of a radio communication frequency is 20 dB or more, and the absorption performance of the radio wave absorption layer for radio waves of a radio communication frequency is 10 dB or more.
また本発明は、透過領域が、単数または複数個形成され、その形状は、線状、スリット状、スロット状、円形状、楕円形状、多角形状、角部が曲線状である多角形状、不定形状、それらが組み合わされた形状で、かつ二次元または三次元状の形状の少なくとも１つから選ばれることを特徴とする。 Further, in the present invention, a single or a plurality of transmission regions are formed, and the shapes thereof are linear, slit-shaped, slot-shaped, circular, elliptical, polygonal, polygonal in which corners are curved, irregular shapes The shape is a combination of them, and is selected from at least one of a two-dimensional or three-dimensional shape.
また本発明は、透過領域が、方形、楕円形もしくは多角形等であり、ｘ方向とｙ方向の長さが異なることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the transmission region is a square, an ellipse, a polygon, or the like, and the lengths in the x direction and the y direction are different.
また本発明は、前記透過領域はその領域の大きさが可変であり、設置される位置調節が可能であることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the size of the transmissive region is variable and the position of the transmissive region can be adjusted.
また本発明は、前記通信改善装置を備えるリーダアンテナまたはリーダアンテナゲートである。 Further, the present invention is a reader antenna or a reader antenna gate provided with the communication improving device.
また本発明は、単数もしくは複数のリーダアンテナと、リーダアンテナとの間で無線通信する複数のトランスポンダとを備える通信装置と、前記通信改善装置とを備える通信システムである。 The present invention is also a communication system including a communication device including one or a plurality of reader antennas and a plurality of transponders that perform wireless communication with the reader antenna, and the communication improvement device.
また本発明は、リーダおよび通信改善装置の少なくともいずれか一方は、トランスポンダ配置領域に対して変位可能に設けられることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that at least one of the reader and the communication improving device is provided so as to be displaceable with respect to the transponder arrangement region.
また本発明は、前記通信システムと、
通信システムの通信装置が備える各トランスポンダが個別に装着される物品を搬送する搬送装置とを備える物品情報取扱設備である。
The present invention also includes the communication system,
An article information handling facility comprising a transport device for transporting an article to which each transponder provided in a communication device of a communication system is individually attached.
本発明によれば、トランスポンダ配置領域とリーダアンテナとの間またはリーダアンテナの部分的な周囲に電波吸収体が設けられる。この電波吸収体は、リーダアンテナとトランスポンダとの間の無線通信に用いられる電波（以下「利用電波」という）あるいは不要電波を吸収および遮蔽するシートから成り、利用電波を透過可能な透過領域が形成されている。透過領域は、スロットアンテナとして動作し、電波吸収体に形成される透孔部で実現される。リーダアンテナは、各トランスポンダの内、透過領域に臨む位置およびその周辺に配置されるトランスポンダとだけ、通信可能である。このような電波吸収体を設けることによって、リーダアンテナの通信可能領域に配置されるトランスポンダの数が少なくなるように、トランスポンダ配置領域において、リーダアンテナによってトランスポンダと通信可能な通信可能領域を通信可能距離は変わらないままで絞り込むことができる。または透過領域を有す電波吸収体形成体に透過領域からトランスポンダを搬入する形式として、差し入れられたトランスポンダを読み取り、電波吸収体の背面側にあるトランスポンダを読み取らないという、確実な読み取りを実現できる。これも通信可能領域の制御である。
According to the present invention, the radio wave absorber is provided between the transponder arrangement region and the reader antenna or partially around the reader antenna. This radio wave absorber is composed of a sheet that absorbs and shields radio waves (hereinafter referred to as “utilized radio waves”) or unnecessary radio waves used for wireless communication between the reader antenna and the transponder, and forms a transmission region through which the radio waves can be transmitted. Has been. The transmission region operates as a slot antenna and is realized by a through hole formed in the radio wave absorber. The reader antenna can communicate only with the transponders arranged in and around the position facing the transmission region among the transponders. By providing such a radio wave absorber, in the transponder arrangement area, the communicable area that can communicate with the transponder by the reader antenna is reduced so that the number of transponders arranged in the communicable area of the reader antenna is reduced. Can be narrowed down without changing. Alternatively, as a form in which the transponder is carried into the radio wave absorber forming body having the transmissive area from the transmissive area, the transponder inserted is read and the transponder on the back side of the radio wave absorber is not read. This is also control of the communicable area.
さらに電波吸収体の透過領域以外の領域では、利用電波あるいは不要電波が吸収および遮蔽されるので、利用電波あるいは不要電波の反射および干渉を防ぎ、定在波が立ってしまうことを防ぐことができる。しかもその電波吸収体は、その透過領域の形状を非対称とすることや、透過領域の位置の変更を可能とすることで任意に電波の指向性や通信可能距離を調整することができる。これらによってリーダアンテナによる通信可能距離を低下させることなく、電波指向性を高めることが可能となる。このようにして無線通信特性を改善して、通信可能領域に配置されるトランスポンダの数を少なくする（絞り込む）ことで、今まで制御できなかった電波の反射や干渉を防ぐことが可能となり、単数もしくは複数のリーダアンテナを用いて、複数のトランスポンドと通信する場合に、リーダアンテナとトランスポンダとの間の通信不良の発生を防止し、リーダアンテナとトランスポンダとの間で好適に無線通信可能な通信環境を実現することができる。さらに金属製物品がリーダアンテナの前を通過する場合もリーダアンテナと物品間の電波干渉の発生を抑制することが可能となる。 Furthermore, in the areas other than the transmission area of the radio wave absorber, the used radio waves or unnecessary radio waves are absorbed and shielded, so that reflection and interference of the used radio waves or unnecessary radio waves can be prevented and standing waves can be prevented from standing. . In addition, the radio wave absorber can arbitrarily adjust the directivity of radio waves and the communicable distance by making the shape of the transmission region asymmetrical and changing the position of the transmission region. Accordingly, the radio wave directivity can be improved without reducing the communicable distance by the reader antenna. In this way, by improving the wireless communication characteristics and reducing (narrowing down) the number of transponders placed in the communicable area, it becomes possible to prevent the reflection and interference of radio waves that could not be controlled until now. Alternatively, when communicating with a plurality of transponders using a plurality of reader antennas, it is possible to prevent a communication failure between the reader antenna and the transponder and to perform wireless communication suitably between the reader antenna and the transponder. An environment can be realized. Furthermore, even when a metal article passes in front of the reader antenna, it is possible to suppress the occurrence of radio wave interference between the reader antenna and the article.
本発明の工夫した点は以下の通りである。（１）電波吸収性と電波遮蔽性を共に有する電波吸収体をリーダアンテナの近くで用いて、電波到達距離を落とさずに指向性制御を実現させたこと、（２）透過領域の形状を任意変更すること等で、指向性制御可能としたこと、（３）近い距離での電波吸収特性を発現するため、磁性損失性を有する電波吸収体を用いたこと、である。（１）に関しては、ホーンアンテナなど金属を用いた電波の指向性制御法は存在した。しかし、ＲＦＩＤシステムにおいてはどの方向から来る電波もあるため、金属板をそのままで用いると、例えば外周部は電波反射板となる。またリーダアンテナから横方向や後方向に漏洩する電波を抑制する必要もあり、両方を達成するため電波吸収性と電波遮蔽性を共に有する電波吸収体を使用している。（２）は、（１）により不要電波を吸収させた後、透過領域の形状を制御することで指向性を制御している。形状に非対称性を与えたり、または角度を変更したりして、電波到達距離を低下させずに、指向性を上げる条件をみつけている。（３）は、近傍界のように電波吸収体が電波発信源に近づくと、インピーダンスは磁界成分が電界成分よりも小さくなり、遠方界用に設計した電波吸収体が使用できなくなる。この際、電波吸収体に透磁率を有する磁性体から成る吸収層を有していれば、その層の効果で電波の磁界成分に損失を与えることができ、近距離でも電波吸収効果を有することが期待できる。少なくとも定在波は発生しない。このようにＲＦＩＤシステムの電波吸収体には近い距離や斜め入射角度でも吸収性能に優れた電波吸収体が要求されている。さらに薄型化の要求もあるため、これらに応じるために透磁率成分を利用したパターン型電波吸収体を使用している。例えば、磁界を利用するようなＵＨＦ帯の通信手段の場合には、この透磁率が指向性制御に有効に働くことになる。 The devised points of the present invention are as follows. (1) A radio wave absorber that has both radio wave absorptivity and radio wave shielding is used near the reader antenna to realize directivity control without reducing the radio wave reach, and (2) the shape of the transmission region is arbitrary. It is possible to control the directivity by changing it, and (3) the use of a radio wave absorber having a magnetic loss property in order to develop radio wave absorption characteristics at a short distance. Regarding (1), there was a radio wave directivity control method using metal such as a horn antenna. However, since there are radio waves coming from any direction in the RFID system, if the metal plate is used as it is, for example, the outer peripheral portion becomes a radio wave reflection plate. In addition, it is necessary to suppress radio waves leaking from the reader antenna in the lateral direction and the backward direction, and in order to achieve both, a radio wave absorber having both radio wave absorptivity and radio wave shielding is used. (2) controls the directivity by controlling the shape of the transmission region after absorbing unnecessary radio waves by (1). A condition for increasing directivity without decreasing the radio wave reach by giving asymmetry to the shape or changing the angle is found. In (3), when the radio wave absorber approaches the radio wave source as in the near field, the magnetic field component of the impedance becomes smaller than the electric field component, and the radio wave absorber designed for the far field cannot be used. At this time, if the radio wave absorber has an absorption layer made of a magnetic material having magnetic permeability, the effect of the layer can cause a loss in the magnetic field component of the radio wave, and the radio wave absorption effect can be obtained even at a short distance. Can be expected. At least no standing wave is generated. As described above, a radio wave absorber excellent in absorption performance at a short distance or an oblique incident angle is required for the radio wave absorber of the RFID system. In addition, since there is a demand for thinning, a pattern type electromagnetic wave absorber using a magnetic permeability component is used to meet these demands. For example, in the case of a UHF band communication means that uses a magnetic field, the magnetic permeability effectively works for directivity control.
以上を組み合わせて、リーダアンテナの近くで用いることができる通信改善装置を得ることができた。 By combining the above, a communication improving apparatus that can be used near the reader antenna can be obtained.
また本発明によれば、電波吸収体に、単数または複数個の透過領域が設けられ、その透過領域は、線状、スリット状、スロット状、円形状、楕円形状、多角形状、角部が曲線状の多角形状、不定形状、それらが組み合わされた形状で、かつ二次元または三次元状の形状の少なくとも１つから選ばれる形状を有している。このような透過領域を設けることで、リーダアンテナからの利用電波が必要十分な位置に到達される程度に、通信可能領域を絞り込むことができる。 According to the present invention, the radio wave absorber is provided with one or a plurality of transmission regions, and the transmission regions are linear, slit-shaped, slot-shaped, circular, elliptical, polygonal, and curved at the corners. And a shape selected from at least one of a two-dimensional or three-dimensional shape. By providing such a transmission region, the communicable region can be narrowed down to the extent that the use radio wave from the reader antenna reaches a necessary and sufficient position.
また本発明によれば、電波吸収体に設けられる方形、楕円形もしくは多角形等の透過領域のｘ方向とｙ方向の長さを変えている。このような透過領域の形状とすることで、リーダアンテナからの電波の指向性をｘ方向とｙ方向で変えることが可能となる。 Further, according to the present invention, the length in the x direction and the y direction of a transmission region such as a square, an ellipse, or a polygon provided in the radio wave absorber is changed. By adopting such a transmission region shape, the directivity of the radio wave from the reader antenna can be changed between the x direction and the y direction.
また本発明によれば、透過領域を形成する電波吸収体や透過領域を位置調整可能とすることで、現場にて、あるいはＩＣタグの貼られる物品に合わせて最適指向性に調整することが可能となる。 In addition, according to the present invention, by adjusting the position of the radio wave absorber forming the transmission region and the transmission region, it is possible to adjust to the optimum directivity in the field or according to the article to which the IC tag is attached. It becomes.
また本発明によれば、前述の優れた効果を達成する通信改善装置によって、通信装置の通信環境を改善し、優れた通信環境を実現することができる。したがって通信装置のリーダアンテナと各トランスポンダとの間で、好適に通信可能なリーダアンテナやリーダアンテナゲートを実現することができる。 Further, according to the present invention, the communication environment of the communication apparatus can be improved and an excellent communication environment can be realized by the communication improvement apparatus that achieves the above-described excellent effect. Therefore, it is possible to realize a reader antenna and a reader antenna gate that can communicate favorably between the reader antenna of the communication apparatus and each transponder.
また本発明によれば、トランスポンダ配置領域に対して、リーダアンテナおよび通信改善装置の少なくともいずれか一方を変位させ、トランスボンダの位置に指向性を合わせて通信可能領域を変更することできる。したがってより好適な無線通信による通信環境を実現することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to change the communicable region by displacing at least one of the reader antenna and the communication improving device with respect to the transponder arrangement region and matching the directivity to the position of the transponder. Therefore, a more suitable communication environment by wireless communication can be realized.
また本発明によれば、前述の通信システムの各トランスポンダを、各物品に装着し、物品の情報を保持可能とした各トランスポンダを構成することによって、各物品を搬送装置で搬送しながら、物品の情報を取扱うことができる。このように好適に情報を取扱うことができる物品情報取扱設備を実現することができる。物品の情報の取扱には、たとえば各トランスポンダに保持させた物品の情報の取得、および各トランスポンダによる物品の情報の格納保持の少なくともいずれか一方が含まれる。 Further, according to the present invention, each transponder of the above-described communication system is mounted on each article, and each transponder that can hold information on the article is configured, so that each article is conveyed by the conveying device, and Can handle information. In this way, an article information handling facility that can handle information appropriately can be realized. Handling of article information includes, for example, at least one of acquisition of article information held by each transponder and storage and holding of article information by each transponder.
図１は、本発明の実施の一形態の物品情報取扱設備２０を簡略化して示す断面図である。物品情報取扱設備２０は、複数の物品２１に関する情報を取扱うための装置であり、情報の取扱には、情報の取得および情報の格納保持の少なくともいずれか一方が含まれる。物品２１の情報には、たとえば物品２１の種類、名称、番号、価格などが含まれる。また物品２１の情報は、物品２１の履歴情報（製造場所、生産地、製造年月日、環境データ等）、物品２１が食品である場合のその食品のレシピ、物品２１の取り扱い方法の情報などであってもよい。この物品情報取扱設備２０の用途は、物品２１の情報を取扱う用途であれば、特に限定されるものではないが、たとえば物品２１の在庫管理を目的として、物品２１の入庫および出庫を確認するために用いられてもよいし、たとえば複数の物品２１を販売するときに各物品２１毎の価格を取得して合計金額を求めるために用いられてもよい。 FIG. 1 is a simplified cross-sectional view showing an article information handling facility 20 according to an embodiment of the present invention. The article information handling facility 20 is an apparatus for handling information related to a plurality of articles 21, and handling of information includes at least one of acquisition of information and storage of information. The information on the article 21 includes, for example, the type, name, number, price, etc. of the article 21. The information of the article 21 includes history information of the article 21 (manufacturing place, production place, date of manufacture, environmental data, etc.), recipe of the food when the article 21 is food, information on how to handle the article 21, etc. It may be. The use of the article information handling facility 20 is not particularly limited as long as it is an application for handling the information of the article 21. For example, for the purpose of inventory management of the article 21, the entry and exit of the article 21 are confirmed. For example, when selling a plurality of articles 21, the price for each article 21 may be acquired to obtain the total amount.
物品情報取扱設備２０は、各物品２１を搬送する搬送装置２２と、各物品２１にそれぞれ装着される複数のトランスポンダ２３および各トランスポンダ２３との間で無線通信可能なリーダアンテナ２４を有する通信装置２５と、通信装置２５の通信環境を良好にするための通信改善装置２６とを備える。通信装置２５と通信改善装置２６とを含んで通信システムが構成される。さらに物品情報取扱設備２０には、制御装置２７を備え、この制御装置２７は、リーダアンテナ２４に通信可能に有線接続されている。リーダアンテナ２４とトランスボンダ２３の位置関係は図１に限定されることはなく、リーダアンテナ２４が搬送装置２２の下方にあることも、横方向にあることもその他の位置にあることもまた搬送装置２２を用いない場合があるのは前述の通りである。 The article information handling facility 20 includes a transport device 22 that transports each article 21, a plurality of transponders 23 attached to each article 21, and a communication device 25 having a reader antenna 24 that can wirelessly communicate with each transponder 23. And a communication improving device 26 for improving the communication environment of the communication device 25. A communication system is configured including the communication device 25 and the communication improvement device 26. Further, the article information handling facility 20 is provided with a control device 27, and this control device 27 is connected to the reader antenna 24 by a wired connection. The positional relationship between the reader antenna 24 and the transbonder 23 is not limited to that shown in FIG. 1, and the reader antenna 24 may be located below the transport device 22, in the lateral direction, or in other positions. As described above, the apparatus 22 may not be used.
搬送装置２２は、物品２１を保持して搬送可能な構成であれば、特に限定されるものではない。本実施の形態では、搬送装置２２は、たとえばベルトコンベアなどのコンベアによって実現され、各物品２１を乗載して、搬送方向Ａへ搬送することができる。搬送装置２２は必須のものではなく、例えば人の手やフォークリフトなどその他の手段で移動させることは可能である。また物品２１は、特に限定されるものではなく、商品であってもよいし、部品や中間品であってもよく、試験の対象となる試験体またはその試験体が収容される容器であってもよい。 The conveying device 22 is not particularly limited as long as the conveying device 22 can hold and convey the article 21. In the present embodiment, the transport device 22 is realized by a conveyor such as a belt conveyor, and can load each article 21 and transport it in the transport direction A. The transport device 22 is not essential and can be moved by other means such as a human hand or a forklift. The article 21 is not particularly limited, and may be a product, a part or an intermediate product, and a test specimen to be tested or a container in which the test specimen is stored. Also good.
リーダアンテナ２４は、電波から成る要求信号を送受信する電子機器であり、リーダ２７にて制御される。このリーダアンテナ２４は、たとえば搬送装置２２の上方に、搬送装置２２に対向するようにして、たとえば図示しない支持装置によって支持されて、定位置に設けられる。リーダアンテナ２４は、要求信号を搬送装置２２に向けて送受信する。 The reader antenna 24 is an electronic device that transmits and receives a request signal including radio waves, and is controlled by the reader 27. The reader antenna 24 is provided at a fixed position, for example, above the transport device 22 and supported by a support device (not shown) so as to face the transport device 22. The reader antenna 24 transmits / receives a request signal to the transport device 22.
図２は、本発明の実施の他の形態の物品情報取扱設備２０を簡略化して示す断面図である。リーダアンテナ２４の位置は、物品の横方向、上下方向や斜め方向などが任意に選択することができる。リーダアンテナ２４は複数であってもよい。図１との違いは、物品が縦方向に積載されてリーダアンテナ２４の前を通過する場合を示している。さらにリーダアンテナ２４の周囲を電波吸収体３０で囲い、物品２１に面する方向に透過領域を有している。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating an article information handling facility 20 according to another embodiment of the present invention. The position of the reader antenna 24 can be arbitrarily selected from the horizontal direction, the vertical direction, and the diagonal direction of the article. There may be a plurality of reader antennas 24. The difference from FIG. 1 shows a case where articles are stacked in the vertical direction and pass in front of the reader antenna 24. Further, the reader antenna 24 is surrounded by a radio wave absorber 30 and has a transmission region in a direction facing the article 21.
図３は、物品２１を示す斜視図である。図１を併せて参照して、各トランスポンダ２３は、たとえばタグによって実現されるが、タグに限定されるものではない。またタグは、シート状であってもよいし、チップ状であってもよいし、ボタン状、ラベル状、カード状等であってもよい。さらにタグは、ＩＣなどの半導体装置を備える構成であってもよいし、半導体装置を備えていない構成であってもよい。 FIG. 3 is a perspective view showing the article 21. Referring also to FIG. 1, each transponder 23 is realized by a tag, for example, but is not limited to a tag. The tag may be in the form of a sheet, a chip, a button, a label, a card, or the like. Further, the tag may be configured to include a semiconductor device such as an IC, or may be configured not to include a semiconductor device.
本実施の形態では、各トランスポンダ２３は、シート状のタグであり、各物品２１の表面部に、たとえば貼着されて装着される。各トランスポンダ２３は、各物品２１に個別に、１つずつ設けられる。このように各トランスポンダ２３は、搬送装置２２に保持される物品２１に装着されている。したがって各物品２１が搬送装置に保持された状態で、各トランスポンダ２３が配置される領域がトランスポンダ配置領域２８となる。また図２の場合では、積載された複数の物品２１に装着された各トランスポンダ２３を一単位として配置される領域がトランスポンダ配置領域２８となる。 In the present embodiment, each transponder 23 is a sheet-like tag, and is attached to the surface portion of each article 21 by being attached, for example. Each transponder 23 is provided for each article 21 individually. In this way, each transponder 23 is attached to the article 21 held by the transport device 22. Accordingly, a region in which each transponder 23 is arranged in a state where each article 21 is held by the transport device is a transponder arrangement region 28. In the case of FIG. 2, a region where each transponder 23 mounted on a plurality of stacked articles 21 is arranged as a unit is a transponder arrangement region 28.
また各トランスポンダ２３は、各物品２１が搬送装置２２によって搬送されることに伴なって移動する。このときの各トランスポンダ２３の移動する流域が各トランスポンダ２３の移動経路となる。この移動経路は、トランスポンダ配置領域２８と一致している。以下、移動経路にも、トランスポンダ配置領域と同一の符号「２８」を付す。 Each transponder 23 moves as each article 21 is conveyed by the conveying device 22. The basin in which each transponder 23 moves at this time becomes the moving path of each transponder 23. This movement route coincides with the transponder arrangement area 28. Hereinafter, the same reference numeral “28” as that of the transponder arrangement area is also given to the movement route.
リーダアンテナ２４は、通信改善装置２６が設けられない状態で、リーダアンテナ２４がトランスポンダ２３と通信可能な通信可能領域２９と、トランスポンダ配置領域２８とが、互いに部分的に重なり合うように設けられる。したがってトランスポンダ配置領域２８であって、かつリーダアンテナ２４の通信可能領域２９でもある領域部分（以下「重複領域」という）３１が存在する。 The reader antenna 24 is provided so that the communicable area 29 in which the reader antenna 24 can communicate with the transponder 23 and the transponder arrangement area 28 partially overlap each other without the communication improvement device 26 being provided. Therefore, there is an area portion (hereinafter referred to as “overlapping area”) 31 which is the transponder arrangement area 28 and also the communicable area 29 of the reader antenna 24.
このようなリーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３とを含んで構成される通信装置２５では、リーダアンテナ２４から送信される要求信号を、重複領域３１に配置されるトランスポンダ２３が受信し、そのトランスポンダ２３が要求信号に応答し、要求信号によって要求される動作を実行する。この要求信号によって要求される動作は、特に限定されるものではないが、たとえば、トランスポンダ２３が保持している情報をリーダ２４に送る動作であってもよいし、リーダアンテナ２４から与えられる情報を格納して保持する動作であってもよい、トランスポンダ２３が保持している情報をリーダアンテナ２４に送るとともに、リーダアンテナ２４から与えられる情報を格納して保持する動作であってもよいし、情報を取扱うその他の動作であってもよい。各トランスポンダ２３が要求信号に応答して、リーダアンテナ２４に情報を送る信号は、応答信号である。 In the communication device 25 configured to include such a reader antenna 24 and each transponder 23, the transponder 23 arranged in the overlap region 31 receives the request signal transmitted from the reader antenna 24, and the transponder 23 In response to the request signal, the operation requested by the request signal is performed. The operation requested by the request signal is not particularly limited. For example, the operation held by the transponder 23 may be sent to the reader 24, or the information given from the reader antenna 24 may be The operation may be an operation of storing and holding, the operation of transmitting information held by the transponder 23 to the reader antenna 24, and the operation of storing and holding the information given from the reader antenna 24, or information Other operations that deal with the The signal that each transponder 23 sends information to the reader antenna 24 in response to the request signal is a response signal.
リーダ−ＩＣタグの通信周波数は、電波方式である３００ＭＨｚ帯、４３０ＭＨｚ帯、ＵＨＦ帯、２．４ＧＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯等を想定しているが、他の周波数でも構わない。ミリ波帯域を利用することも可能である。ここでいうＵＨＦ帯とは８００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの中の周波数を部分的に使用する通信電波の帯域であり、各国で認可された周波数帯域がある。２．４ＧＨｚ帯は、２，４００ＭＨｚ以上２，５００ＭＨｚ未満の電波であり、具体的にはＲＦＩＤ用では、日本では２，４００ＭＨｚ以上２４８３．５ＭＨｚ以下の範囲を含む電波である。 The communication frequency of the reader-IC tag is assumed to be a radio wave system of 300 MHz band, 430 MHz band, UHF band, 2.4 GHz band, 5.8 GHz band, etc., but other frequencies may be used. It is also possible to use the millimeter wave band. The UHF band here is a band of communication radio waves partially using a frequency in the range of 800 MHz to 1 GHz, and there is a frequency band approved in each country. The 2.4 GHz band is a radio wave of 2,400 MHz or more and less than 2,500 MHz. Specifically, for RFID, it is a radio wave including a range of 2,400 MHz or more and 2483.5 MHz or less in Japan.
リーダアンテナ２４は、要求信号を送信し、トランスポンダ２３に保持している情報を送信させることによって、トランスポンダ２３から情報を読取り、またはトランスポンダ２３に情報を与えてトランスポンダ２３にその情報を保持させるようにして、トランスポンダ２３に情報を書込むことができる。リーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３とを備える通信装置２５では、リーダアンテナ２４と、各トランスポンダ２３とは、各トランスポンダ２３がリーダアンテナ２４に対して相対的に変位しながら互いに無線通信する。リーダアンテナ２４とトランスポンダ２３とは、リーダアンテナ２４が絶対位置を変えるにように変位して相対的に変位する構成であってもよいが、本実施の形態では、各トランスポンダ２３が各物品２１の搬送に伴って絶対位置を変えるにように変位して相対的に変位する構成である。 The reader antenna 24 transmits a request signal and causes the transponder 23 to transmit information, thereby reading the information from the transponder 23 or providing information to the transponder 23 so that the transponder 23 holds the information. Thus, information can be written into the transponder 23. In the communication device 25 including the reader antenna 24 and each transponder 23, the reader antenna 24 and each transponder 23 communicate with each other wirelessly while each transponder 23 is displaced relative to the reader antenna 24. The reader antenna 24 and the transponder 23 may be configured to be displaced so that the reader antenna 24 changes its absolute position, but in this embodiment, each transponder 23 corresponds to each article 21. In this configuration, the absolute position is changed with the conveyance so as to be displaced relatively.
制御装置２７は、リーダアンテナ２４を制御し、リーダアンテナ２４から要求信号を送信させ、トランスポンダ２３からの応答信号を受信させる。制御装置２７は、たとえばリーダアンテナ２４によって各トランスポンダ２３から読取らせた情報を、表示しまたは他の装置に与える構成であってもよいし、リーダアンテナ２４によって各トランスポンダ２３から読取らせた情報を利用して、他の装置を制御する構成であってもよい。また制御装置２７は、たとえばリーダアンテナ２４によって各トランスポンダ２３に書込みさせる情報を生成してリーダアンテナ２４に与える構成であってもよい。 The control device 27 controls the reader antenna 24 to transmit a request signal from the reader antenna 24 and to receive a response signal from the transponder 23. For example, the control device 27 may be configured to display or give information read from each transponder 23 by the reader antenna 24 to other devices, or information read from each transponder 23 by the reader antenna 24. A configuration may be used in which other devices are controlled by using. The control device 27 may be configured to generate information to be written to each transponder 23 by the reader antenna 24 and give the information to the reader antenna 24, for example.
図４は、通信改善装置２６の電波吸収体３０を示す斜視図である。図１を併せて参照して、通信改善装置２６は、簡便な構造でリーダアンテナ２４から放射される電波の到達領域を制限可能な装置であり、リーダアンテナ２４として既存のリーダアンテナを用い、既存の出力で電波を放射させるように用いて、電波の到達領域をトランスポンダ２３のある位置および周辺領域に限定しようとするものである。つまり通信改善装置２６は、電波の到達領域を小さく制限することによって、通信可能領域２７を小さく絞り込む装置であり、これによって本来通信すべきリーダアンテナ２４とトランスポンダ２３との通信環境が良い状態となるようにする装置である。 FIG. 4 is a perspective view showing the radio wave absorber 30 of the communication improving device 26. Referring also to FIG. 1, the communication improvement device 26 is a device that can limit the reachable area of the radio wave radiated from the reader antenna 24 with a simple structure, and uses an existing reader antenna as the reader antenna 24. In order to radiate radio waves with the output of, the radio wave arrival area is intended to be limited to the position where the transponder 23 is located and the peripheral area. In other words, the communication improving device 26 is a device that narrows the communicable region 27 by limiting the radio wave arrival region to a small size, and thereby the communication environment between the reader antenna 24 and the transponder 23 that should originally communicate is in a good state. It is a device to make it.
したがって通信改善装置２６は、前述の通信装置２５における通信環境を改善する装置であり、リーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３との間の通信環境を改善して良好にする装置である。この通信改善装置２６は、電波吸収体または電波遮蔽体に周波数選択表面（Frequency Selective Surface；略称Ｆ．Ｓ．Ｓ）技術を組み合わせたものであり、本実施の形態では、電波吸収体３０を備える。これは透過領域３３をスロットアンテナとして動作させて、そのアンテナ部分で再放射される電波でＩＣタグ２３と通信しようとするものである。電波吸収体３０に用いた導体層３５に周波数に合わせた切り込みを入れることでこれを実現している。ただし、切り込み部分は厳密にアンテナ化していなくても隙間部分から漏れる電波を利用することで通信することも可能である。電波吸収体３０は、図示しない支持装置によって支持されて、トランスポンダ配置領域２８と、リーダアンテナ２４との間に設けられる。この電波吸収体３０は、電波を吸収する吸収体であるが、電波を遮蔽する機能も併せて有している。 Therefore, the communication improvement device 26 is a device that improves the communication environment in the communication device 25 described above, and is a device that improves and improves the communication environment between the reader antenna 24 and each transponder 23. The communication improving device 26 is a combination of a radio frequency absorber or radio wave shield and a frequency selective surface (abbreviation FS) technology. In the present embodiment, the communication improving device 26 includes a radio wave absorber 30. . This is to operate the transmission region 33 as a slot antenna and to communicate with the IC tag 23 by radio waves re-radiated from the antenna portion. This is realized by cutting the conductor layer 35 used for the radio wave absorber 30 in accordance with the frequency. However, even if the cut portion is not strictly an antenna, it is possible to communicate by using radio waves leaking from the gap portion. The radio wave absorber 30 is supported by a support device (not shown) and is provided between the transponder arrangement region 28 and the reader antenna 24. The radio wave absorber 30 is an absorber that absorbs radio waves, but also has a function of shielding radio waves.
トランスポンダ配置領域２８は、細長く延びる棒状の領域であり、本実施の形態では一仮想直線に沿って延びる領域である。リーダアンテナ２４における電波を放射する位置（信号の送信位置）の中心（以下「放射中心」という）と、トランスポンダ配置領域２８における放射中心に最も近い位置とを結ぶ仮想軸線３２を想定して、電波吸収体３０は、仮想軸線３２に対して垂直に配置され、リーダアンテナ２４から間隔をあけた距離Ｄの位置に配置される。 The transponder arrangement area 28 is an elongated bar-like area, and is an area extending along one imaginary straight line in the present embodiment. Assuming a virtual axis 32 that connects the center of the position (signal transmission position) where the radio wave is radiated in the reader antenna 24 (hereinafter referred to as "radiation center") and the position closest to the radiation center in the transponder arrangement region 28, The absorber 30 is disposed perpendicular to the virtual axis 32 and is disposed at a position of a distance D spaced from the reader antenna 24.
図５は、電波吸収体３０の一部を示す断面図である。電波吸収体３０は、通信装置２５において無線通信に用いられる電波（以下「利用電波」という）を吸収するシートから成る。電波吸収体３０は、利用電波を吸収可能な構成であれば、特に限定されるものではなく、どのような構成であってもよい。あくまでも一例ではあるが、電波吸収体３０は、導電性材料から成る導体層３５を有し、この導体層３５の厚み方向の少なくとも一方側に積層されて、吸収層３６を有する。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a part of the radio wave absorber 30. The radio wave absorber 30 is made of a sheet that absorbs radio waves (hereinafter referred to as “utilized radio waves”) used for wireless communication in the communication device 25. The radio wave absorber 30 is not particularly limited as long as the radio wave absorber 30 can absorb the used radio waves, and may have any configuration. As an example only, the radio wave absorber 30 has a conductor layer 35 made of a conductive material, and is laminated on at least one side in the thickness direction of the conductor layer 35 to have an absorption layer 36.
導体層３５は、たとえばアルミニウム、銅などの金属または導電性インクから成る。導体層３５としては、金属板、金属箔および金属蒸着フィルム、導電インク層などを用いることができるが利用電波の波長よりも小さい寸法の空隙を有するメッシュ構造物、導電性織布、導電性不織布、導電性発泡体などを用いることも可能である。 The conductor layer 35 is made of a metal such as aluminum or copper or a conductive ink, for example. As the conductor layer 35, a metal plate, a metal foil, a metal vapor-deposited film, a conductive ink layer, or the like can be used. However, a mesh structure having a gap smaller than the wavelength of the used radio wave, a conductive woven fabric, a conductive nonwoven fabric It is also possible to use a conductive foam or the like.
電波吸収体３０が電波吸収体として動作するためには、背面部に電磁波反射層となる導体層３５（本発明では電波遮蔽層を兼ねる。）が必要である。しかし、背面方向に金属板を用いるなど、導体層３５を代用するものがある場合は、電波吸収体３０に導体板３５が一体化していなくてよい。 In order for the radio wave absorber 30 to operate as a radio wave absorber, a conductor layer 35 (also serving as a radio wave shielding layer in the present invention) serving as an electromagnetic wave reflection layer is required on the back surface portion. However, when there is a substitute for the conductor layer 35, such as using a metal plate in the back direction, the conductor plate 35 may not be integrated with the radio wave absorber 30.
吸収層３６は、少なくとも損失層を有し、この損失層によって電波のエネルギを損失させて吸収する。損失層は、磁性損失および誘電損失の少なくともいずれか一方を利用して電波を吸収する構成である。また吸収層は、導電性材料から成る導体パターンが形成されるパターン層を有する構成でもよい。本発明では、磁性損失および誘電損失の両方を利用している。磁性損失の利用が好適であるが、近傍界の電波吸収効果が少なくなってもよい場合もあり、効果は落ちるが、誘電損失のみの利用の場合もある。 The absorption layer 36 includes at least a loss layer, and the loss layer absorbs energy by losing radio wave energy. The loss layer is configured to absorb radio waves using at least one of magnetic loss and dielectric loss. Moreover, the structure which has a pattern layer in which the conductor pattern which consists of an electroconductive material is formed may be sufficient as an absorption layer. In the present invention, both magnetic loss and dielectric loss are utilized. The use of magnetic loss is preferable, but the near-field radio wave absorption effect may be reduced in some cases, and the effect is reduced, but only dielectric loss may be used.
吸収体の吸収層を構成する材料、パターン層の導体パターンの形状などは、特に限定されるものではない。また吸収体の各層の厚み、導体パターンの寸法などは、吸収すべき電波の周波数に合せて決定される。 The material constituting the absorption layer of the absorber and the shape of the conductor pattern of the pattern layer are not particularly limited. The thickness of each layer of the absorber, the size of the conductor pattern, and the like are determined according to the frequency of the radio wave to be absorbed.
このように導体層３５と吸収層３６とを含んで電波吸収体３０が構成され、図４において上方となる吸収層３６側から入射する電波を吸収することができる。したがって電波吸収体３０は、吸収層３６をリーダアンテナ２４に対向させるようにして配置され、リーダアンテナ２４から放射される利用電波を吸収することができる。 As described above, the radio wave absorber 30 includes the conductor layer 35 and the absorption layer 36, and can absorb radio waves incident from the upper absorption layer 36 side in FIG. Therefore, the radio wave absorber 30 is disposed so that the absorption layer 36 faces the reader antenna 24, and can absorb the used radio waves radiated from the reader antenna 24.
また導体層３５の吸収層３６とは反対側に、吸収層３６と同様のもう１つの吸収層３７を設けるようにしてもよい。これによってリーダアンテナ２４とは反対側のトランスポンダ配置領域２８側から入射される利用電波も吸収することができる。 Further, another absorption layer 37 similar to the absorption layer 36 may be provided on the side of the conductor layer 35 opposite to the absorption layer 36. As a result, the used radio wave incident from the transponder arrangement region 28 side opposite to the reader antenna 24 can also be absorbed.
このように電波吸収体３０は、少なくともリーダアンテナ２４側から入射する利用電波を吸収するように構成され、本実施の形態では、トランスポンダ配置領域２８側から到来する利用電波あるいは不要電波を吸収するように構成される。 As described above, the radio wave absorber 30 is configured to absorb at least use radio waves incident from the reader antenna 24 side. In the present embodiment, the radio wave absorber 30 absorbs use radio waves or unnecessary radio waves coming from the transponder arrangement region 28 side. Configured.
ＲＦＩＤタグシステム用途における電波吸収体３０は、特定周波数（通信周波数）の反射波を発生しない電波遮蔽体として機能する。電波遮蔽体としては金属板などを利用すれば有効であるが、その場合は反射波が発生し、進行波との間で干渉し定在波が発生して読み取り不良が生じる。電波吸収体３０のような反射波も透過波も生じない電波遮蔽体が、ＲＦＩＤ通信改善用途には適している。 The radio wave absorber 30 in the RFID tag system application functions as a radio wave shield that does not generate a reflected wave having a specific frequency (communication frequency). It is effective to use a metal plate or the like as the radio wave shield, but in this case, a reflected wave is generated and interferes with the traveling wave to generate a standing wave, resulting in reading failure. A radio wave shield that does not generate a reflected wave or a transmitted wave, such as the radio wave absorber 30, is suitable for the purpose of improving RFID communication.
本実施の形態では、パターン層を有する電波吸収体３０を用いているが、もちろんこれに限定されることはなく、電波を吸収するものであれば、λ／４型電波吸収体、カーボン系含浸織布、カーボン系含浸不織布、フェライト、カルボニル鉄などの磁性材料を含有してなる電波吸収体、フェライト板やセラミックスなどの電波吸収体によることも可能である。 In the present embodiment, the radio wave absorber 30 having the pattern layer is used. However, of course, the present invention is not limited to this, and a λ / 4 type radio wave absorber, carbon-based impregnation is possible as long as it absorbs radio waves. It is also possible to use a woven fabric, a carbon-impregnated nonwoven fabric, a radio wave absorber containing a magnetic material such as ferrite or carbonyl iron, or a radio wave absorber such as a ferrite plate or ceramics.
電波吸収体３０は、その形状が限定されるものではないが、たとえば平板状であり、厚み方向に見た形状が長方形状である。本発明において、長方形状に、正方形状が含まれることは言うまでもない。また電波吸収体３０は、仮想軸線３２に平行に投影した場合、この電波吸収体３０が設けられない状態でのリーダアンテナ２４による通信可能領域２９の全体が、電波吸収体３０に包含されるように設けられる。したがって電波吸収体３０の外周部によって囲まれる領域内にリーダアンテナ２４による通信可能領域２９が収まっている。 The shape of the electromagnetic wave absorber 30 is not limited, but is, for example, a flat plate shape, and the shape viewed in the thickness direction is a rectangular shape. In the present invention, needless to say, the rectangular shape includes a square shape. When the radio wave absorber 30 is projected in parallel to the virtual axis 32, the radio wave absorber 30 includes the entire communicable area 29 by the reader antenna 24 in a state where the radio wave absorber 30 is not provided. Is provided. Therefore, the communicable area 29 by the reader antenna 24 is within the area surrounded by the outer periphery of the radio wave absorber 30.
電波吸収体３０には、中央部に利用電波を透過可能な透過領域３３を有している。透過領域３３は、本実施の形態では、透孔部を形成することによって実現され、透孔部が透過領域３３となる。透過領域３３の形状は、限定されるものではないが、たとえば厚み方向に見た形状が長方形状である。電波吸収体３０は、仮想軸線３２が透過領域３３の中心を通り、リーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３とは、透過領域３３を介して無線通信するように配置される。 The radio wave absorber 30 has a transmission region 33 capable of transmitting the used radio wave at the center. In the present embodiment, the transmission region 33 is realized by forming a through-hole portion, and the through-hole portion becomes the transmission region 33. Although the shape of the transmission region 33 is not limited, for example, the shape seen in the thickness direction is a rectangular shape. The radio wave absorber 30 is arranged such that the virtual axis 32 passes through the center of the transmission region 33 and the reader antenna 24 and each transponder 23 communicate wirelessly via the transmission region 33.
また電波吸収体３０は、仮想軸線３２に平行に投影した場合、この電波吸収体３０が設けられない状態でのリーダアンテナ２４による通信可能領域２９に、透過領域３３が包含されるように設けられる。したがって通信可能領域２９内に透過領域３３が収まっている。 The radio wave absorber 30 is provided so that the transmission region 33 is included in the communicable region 29 by the reader antenna 24 when the radio wave absorber 30 is not provided when projected in parallel to the virtual axis 32. . Therefore, the transmissive area 33 is within the communicable area 29.
電波吸収体３０が設けられると、リーダアンテナ２４は、各トランスポンダ２３の内、透過領域３３に臨む位置に配置されるトランスポンダ２３とだけ、通信可能である。リーダアンテナ２４は、重複領域３１に配置されるトランスポンダ２３と通信可能であるが、電波吸収体３０が設けられることによって、重複領域３１が絞り込まれて小さくなり、透過領域３３に臨む位置だけになる。このように重複領域３１を小さくすることによって、重複領域３１に１つだけトランスポンダ２３が配置されるようにして、重複領域３１に複数のトランスポンダ２３が同時に配置されてしまうことを防ぎ、または重複領域３１に複数のトランスポンダ２３が同時に配置されてしまうことを抑制することができる。 When the radio wave absorber 30 is provided, the reader antenna 24 can communicate only with the transponder 23 arranged at a position facing the transmission region 33 among the transponders 23. The reader antenna 24 can communicate with the transponder 23 arranged in the overlapping area 31, but by providing the radio wave absorber 30, the overlapping area 31 is narrowed down and becomes only at a position facing the transmission area 33. . By reducing the overlapping area 31 in this way, only one transponder 23 is arranged in the overlapping area 31 to prevent a plurality of transponders 23 from being arranged in the overlapping area 31 at the same time, or the overlapping area 31 It is possible to prevent a plurality of transponders 23 from being arranged at 31 at the same time.
重複領域３１に複数のトランスポンダ２３が配置されないことが好ましいが、重複領域３１に複数のトランスボンダ２３が同時に配置される場合であっても、電波吸収体３０を設置される前より、通信可能領域２９に入るトランスボンダ２３の数が減る場合は、それに応じた読み取り率の向上を得ることができる。したがって重複領域３１に複数のトランスポンダ２３が同時に配置される確立を小さくできれば、通信改善という本発明の効果を達成することができる。つまり重複領域３１に１つだけトランスボンダ２３が配置されるようにすることが可能な通信改善装置２６はもちろん、重複領域３１に同時に配置されるトランスポンダ２３の数を減少させる通信改善装置２６も、本発明に含まれる。 It is preferable that a plurality of transponders 23 are not arranged in the overlapping area 31, but even if a plurality of transponders 23 are simultaneously arranged in the overlapping area 31, a communicable area before the radio wave absorber 30 is installed. When the number of transbonders 23 entering 29 decreases, the reading rate can be improved accordingly. Therefore, if the probability that a plurality of transponders 23 are simultaneously arranged in the overlapping region 31 can be reduced, the effect of the present invention of communication improvement can be achieved. That is, not only the communication improving device 26 that can arrange only one transponder 23 in the overlapping region 31, but also the communication improving device 26 that reduces the number of transponders 23 that are simultaneously disposed in the overlapping region 31, It is included in the present invention.
さらに電波吸収体３０の透過領域３３以外の領域では、利用電波が吸収されるので、利用電波の反射および干渉を防ぎ、定在波が立ってしまうことを防ぐことができる。しかもその電波吸収体３０は、リーダアンテナ２４から間隔をあけて設けて配置することで、利用電波または不要電波を吸収および遮蔽して、反射および干渉を防ぐことができる。しかもリーダアンテナ２４から放射される電波を電波吸収体３０が近い距離のため吸収することがない現象を回避でき、リーダアンテナ２４による通信可能距離を低下させることがない。 Furthermore, since the used radio wave is absorbed in a region other than the transmission region 33 of the radio wave absorber 30, reflection and interference of the used radio wave can be prevented and standing waves can be prevented from standing. In addition, the radio wave absorber 30 is disposed at a distance from the reader antenna 24 to absorb and shield the used radio wave or unnecessary radio wave, thereby preventing reflection and interference. In addition, the phenomenon that the radio wave absorber 30 does not absorb the radio wave radiated from the reader antenna 24 due to the short distance can be avoided, and the communicable distance by the reader antenna 24 is not reduced.
このようにして通信装置２５の通信環境を改善し、リーダアンテナ２４が、通信可能領域２９に１つだけトランスポンダ２３が存在する場合にトランスポンダ２３と好適に通信可能なリーダアンテナであっても、複数のトランスポンダ２３と通信することができる。これによってリーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３との間の通信不良の発生を防止し、リーダアンテナ２４とトランスポンダ２３との間で好適に無線通信を可能にする。 In this way, the communication environment of the communication device 25 is improved, and even when the reader antenna 24 is a reader antenna that can preferably communicate with the transponder 23 when only one transponder 23 exists in the communicable area 29, a plurality of reader antennas can be used. It is possible to communicate with the transponder 23. This prevents the occurrence of communication failure between the reader antenna 24 and each transponder 23, and enables wireless communication suitably between the reader antenna 24 and the transponder 23.
また図２の場合は、透過領域を残してリーダアンテナ２４の周囲に電波吸収体３０を設けている。側面部分や背面部分電波吸収体３０が存在することで、リーダアンテナ２４の横方向や後方向に放射される電波を吸収および遮蔽したり、且つ他から進入してくる電波を抑えることができ、透過領域により電波の指向性を高めることと合わせて、リーダアンテナ２４と所望の一単位の各トランスポンダ２３との間で好適に無線通信を可能にする。 In the case of FIG. 2, the radio wave absorber 30 is provided around the reader antenna 24 leaving a transmission region. Due to the presence of the side surface portion and the back surface portion electromagnetic wave absorber 30, it is possible to absorb and shield radio waves radiated in the lateral direction and backward direction of the reader antenna 24, and to suppress radio waves entering from the other. In addition to improving the directivity of radio waves by the transmission area, wireless communication can be suitably performed between the reader antenna 24 and each desired unit of transponders 23.
さらに電波吸収体３０により形成される透過領域であるが、リーダアンテナ２４の電波の指向性を増すために透過領域を狭めた場合に、狭めすぎるとその透過領域を通過した後に回折波が発生することになり、かえって指向性が制御できない場合がでてきた。つまり指向性を高めるのに適正な透過領域の幅を選定する必要があるということである。逆にいえば、この関係により、指向性を高めたい方向と指向性を広いままにしておきたい方向を制御できることが可能になる。 Further, the transmission region is formed by the radio wave absorber 30. When the transmission region is narrowed to increase the radio wave directivity of the reader antenna 24, if the transmission region is too narrow, a diffracted wave is generated after passing through the transmission region. In other words, the directivity could not be controlled. In other words, it is necessary to select an appropriate width of the transmission region in order to improve directivity. Conversely, this relationship makes it possible to control the direction in which the directivity is desired to be increased and the direction in which the directivity is desired to remain wide.
具体的には、例えば図２の積載された複数の物品２１に装着された各トランスポンダ２３を一単位として配置される領域がトランスポンダ配置領域２８とすると、すぐ後からやってくる次の積載された複数の物品２１に装着された各トランスポンダ２３を一単位として配置される領域がトランスポンダ配置領域２８は読み取らないというように、縦方向を全て読み取るように電波の指向性は低くして、且つ横方向の読み取り範囲としてトランスポンダ２３をカバーできる程度と電波の指向性を高くするといった指向性に異方性を付与できることになる。 Specifically, for example, if the transponder arrangement region 28 is arranged with each transponder 23 mounted on the plurality of stacked articles 21 shown in FIG. The area where each transponder 23 mounted on the article 21 is arranged as a unit is not read by the transponder arrangement area 28, so that the radio wave directivity is low and the horizontal direction reading is performed so that the entire vertical direction is read. Anisotropy can be imparted to the directivity such that the range can cover the transponder 23 and the directivity of the radio wave is increased.
さらに前述のリーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３とを備える通信装置２５と、前述の通信改善装置２６とを備えて、通信システムが構成される。このような通信システムでは、前述の優れた効果を達成する通信改善装置２６によって、通信装置２５の通信環境を改善し、優れた通信環境を実現することができる。したがって通信装置２５のリーダアンテナ２４と各トランスポンダ２３との間で、好適に通信可能な通信システムを実現することができる。 Further, the communication system is configured by including the communication device 25 including the reader antenna 24 and the transponders 23 and the communication improvement device 26 described above. In such a communication system, the communication environment of the communication device 25 can be improved and the excellent communication environment can be realized by the communication improvement device 26 that achieves the above-described excellent effect. Therefore, it is possible to realize a communication system capable of suitably communicating between the reader antenna 24 of the communication device 25 and each transponder 23.
さらにこの通信システムと、搬送装置２２とを備えて、物品情報取扱設備２０が構成される。この物品情報取扱設備２０では、各物品２１を搬送装置２２で搬送しながら、物品２１の情報を取扱うことができる。このように好適に情報を取扱うことができる物品情報取扱設備２０を実現することができる。物品２１の情報の取扱には、たとえば各トランスポンダ２３に保持させた物品２１の情報の読出し、および各トランスポンダ２３への物品２１の情報の書込みの少なくともいずれか一方が含まれる。 Furthermore, the article information handling facility 20 includes the communication system and the transport device 22. The article information handling facility 20 can handle information on the articles 21 while the articles 21 are being conveyed by the conveying device 22. In this manner, the article information handling facility 20 that can appropriately handle information can be realized. The handling of the information on the article 21 includes, for example, at least one of reading information on the article 21 held in each transponder 23 and writing information on the article 21 to each transponder 23.
図６は、本発明の実施の他の形態で用いられる電波吸収体３０Ａを示す斜視図である。この図６に示す電波吸収体３０Ａは、図４の電波吸収体３０に代えて用いられる電波吸収体であり、図４の電波吸収体３０と対応する部分には同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。図６の電波吸収体３０Ａの透過領域３３は、厚み方向に見た形状が円形状となるように形成されている。このような電波吸収体３０Ａであっても同様の効果を達成することができる。 FIG. 6 is a perspective view showing a radio wave absorber 30A used in another embodiment of the present invention. A radio wave absorber 30A shown in FIG. 6 is a radio wave absorber used in place of the radio wave absorber 30 shown in FIG. 4, and parts corresponding to those of the radio wave absorber 30 shown in FIG. Only the point will be explained. The transmission region 33 of the radio wave absorber 30A in FIG. 6 is formed so that the shape seen in the thickness direction is circular. Even with such a radio wave absorber 30A, the same effect can be achieved.
図７は、本発明の実施のさらに他の形態で用いられる電波吸収体３０Ｂを示す断面図である。図８は、電波吸収体３０Ｂを示す斜視図である。図７および図８に示す電波吸収体３０Ｂは、図４の電波吸収体３０に代えて用いられる電波吸収体であり、図４の電波吸収体３０と対応する部分には同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。図７および図８の電波吸収体３０Ｂは、平板状ではなく、錐台の側面状、本実施の形態では、角錐台の側面状の形状を有している。この角錐台の小さい方の底面に位置する部分に透過領域３３を有する。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing a radio wave absorber 30B used in still another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a perspective view showing the radio wave absorber 30B. The radio wave absorber 30B shown in FIG. 7 and FIG. 8 is a radio wave absorber used in place of the radio wave absorber 30 of FIG. 4, and parts corresponding to those of the radio wave absorber 30 of FIG. Only the differences will be described. The radio wave absorber 30B shown in FIGS. 7 and 8 is not flat, but has a frustum side surface shape, in this embodiment, a frustum side surface shape. A transmission region 33 is provided in a portion located on the bottom surface of the smaller truncated pyramid.
また図７および図８の電波吸収体３０Ｂは、その全体が、リーダアンテナ２４に対して間隔をあけ、凹となる側をリーダアンテナ２４に対向させて、軸線が仮想軸線３２と一致するように配置される。さらに図７および図８の電波吸収体３０Ｂは、透過領域３３の周囲の部分のトランスポンダ配置領域２８に対する距離をもって配置されている。このような電波吸収体３０Ｂであっても同様の効果を達成することができる。 The radio wave absorber 30B shown in FIGS. 7 and 8 is entirely spaced from the reader antenna 24 so that the concave side faces the reader antenna 24 so that the axis coincides with the virtual axis 32. Be placed. Further, the radio wave absorber 30 </ b> B of FIGS. 7 and 8 is arranged with a distance from the transponder arrangement region 28 in a portion around the transmission region 33. Even with such a radio wave absorber 30B, the same effect can be achieved.
また本発明の実施のさらに他の形態として、円錐台の側面状の形状を有する電波吸収体を用いてもよい。この場合、たとえば透過領域は、図６の電波吸収体３０と同様に円形状に形成される。このような電波吸収体であっても同様の効果を達成することができる。 As still another embodiment of the present invention, a radio wave absorber having a side shape of a truncated cone may be used. In this case, for example, the transmissive region is formed in a circular shape like the radio wave absorber 30 of FIG. Even with such a radio wave absorber, the same effect can be achieved.
図９は、本発明の実施のさらに他の形態で用いられる電波吸収体３０Ｃを示す断面図である。図１０は、電波吸収体３０Ｃを示す斜視図である。図９および図１０に示す電波吸収体３０Ｃは、図５の電波吸収体３０に代えて用いられる電波吸収体であり、図４の電波吸収体３０と対応する部分には同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。図９および図１０の電波吸収体３０Ｃは、筒状の周壁部４０と、周壁部４０の軸線方向一端部を塞ぐ底壁部４１とを有する、有底筒状に形成される。本実施の形態では、周壁部４０は、軸線に垂直な断面の形状が長方形となる四角筒状であり、底壁部４１は、長方形状である。透過領域３３は、底壁部４１の中央部に形成される。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing a radio wave absorber 30C used in still another embodiment of the present invention. FIG. 10 is a perspective view showing the radio wave absorber 30C. A radio wave absorber 30C shown in FIG. 9 and FIG. 10 is a radio wave absorber used in place of the radio wave absorber 30 in FIG. 5, and portions corresponding to those of the radio wave absorber 30 in FIG. Only the differences will be described. The radio wave absorber 30 </ b> C of FIGS. 9 and 10 is formed in a bottomed cylindrical shape having a cylindrical peripheral wall portion 40 and a bottom wall portion 41 that closes one axial end portion of the peripheral wall portion 40. In the present embodiment, the peripheral wall portion 40 is a rectangular cylinder having a rectangular cross section perpendicular to the axis, and the bottom wall portion 41 is a rectangular shape. The transmission region 33 is formed at the center of the bottom wall portion 41.
また図９および図１０の電波吸収体３０Ｃは、その全体が、リーダアンテナ２４に対して間隔をあけ、凹となる側をリーダアンテナ２４に対向させ、底壁部４１が仮想軸線３２に対して垂直となり、仮想軸線３２が透過領域３３の中心を通るように、配置される。また本実施の形態では、リーダアンテナ２４が周壁部４０によって外方から囲まれるように、電波吸収体３０Ｃが設けられる。さらに図７および図８の電波吸収体３０Ｂは、透過領域３３の周囲の部分のトランスポンダ配置領域２８に対する距離をもって配置されている。このような電波吸収体３０Ｂであっても同様の効果を達成することができる。 The radio wave absorber 30C of FIGS. 9 and 10 is entirely spaced with respect to the reader antenna 24, the concave side is opposed to the reader antenna 24, and the bottom wall portion 41 is opposed to the virtual axis 32. The imaginary axis 32 is arranged so as to pass through the center of the transmission region 33. In the present embodiment, the radio wave absorber 30C is provided so that the reader antenna 24 is surrounded by the peripheral wall portion 40 from the outside. Further, the radio wave absorber 30 </ b> B of FIGS. 7 and 8 is arranged with a distance from the transponder arrangement region 28 in a portion around the transmission region 33. Even with such a radio wave absorber 30B, the same effect can be achieved.
また本発明の実施のさらに他の形態として、周壁部４０が円筒状である電波吸収体を用いてもよい。この場合、透過領域は、長方形であってもよいし、円形状であってもよい。このような電波吸収体３０であっても同様の効果を達成することができる。 As still another embodiment of the present invention, a radio wave absorber having a cylindrical peripheral wall portion 40 may be used. In this case, the transmissive region may be rectangular or circular. Even with such a radio wave absorber 30, the same effect can be achieved.
さらに透過領域を有する電波吸収体形成体を作成し、その透過領域からトランスポンダを搬入することで電波吸収体形成体内に位置するトランスポンダを確実に読み取ることができる。具体的には電波吸収体形成体の内部にリーダアンテナ２４を備え、透過領域を介して、読み取りたいＩＣタグ１０５を貼った物品を形成体の内部に差し込む。すると透過領域以外は電波吸収体にて囲まれているため、それらの電波吸収体面の背面にあるＩＣタグ１０５を読み取ることはなくなり、確実に内部のトランスポンダを読み取ることが可能となる。これもリーダライタ２４の読み取り領域を制御する、つまり指向性を制御する一方法である。この場合に形成体を作製する際に、電波吸収体の突合せ部分にアルミテープ等を使用することで、シールド性を高めて読み取りを確実にすることが好ましい。 Furthermore, by creating a radio wave absorber forming body having a transmissive region and carrying a transponder from the transmissive region, the transponder positioned in the radio wave absorber forming body can be reliably read. Specifically, the reader antenna 24 is provided inside the radio wave absorber forming body, and an article with the IC tag 105 to be read is inserted into the forming body through the transmission region. Then, since the area other than the transmission region is surrounded by the radio wave absorber, the IC tag 105 on the back surface of the radio wave absorber surface is not read, and the internal transponder can be read reliably. This is also a method of controlling the reading area of the reader / writer 24, that is, controlling the directivity. In this case, when producing the formed body, it is preferable to use aluminum tape or the like for the butt portion of the radio wave absorber to enhance the shielding property and ensure reading.
本発明の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、構成を変更することができる。
以下にシミュレーション結果と実験結果を示す。
The embodiment of the present invention is merely an example of the present invention, and the configuration can be changed.
The simulation results and experimental results are shown below.
まず、実施例の電波吸収体３０の製造法および性能評価結果を記す。本実施例では、図１２に示す積層体１から成るパターン型電波吸収体を使用している。積層体１は、導体層２、誘電体層３、吸収層４およびパターン層５がこの順に積層されて構成される。パターン層５として図１３記載のパターン形状をアルミ蒸着ＰＥＴシートからエッチング処理にて形成したシートを用いた。 First, the manufacturing method and performance evaluation result of the electromagnetic wave absorber 30 of an Example are described. In this embodiment, a pattern type electromagnetic wave absorber made of the laminate 1 shown in FIG. 12 is used. The laminate 1 is configured by laminating a conductor layer 2, a dielectric layer 3, an absorption layer 4 and a pattern layer 5 in this order. As the pattern layer 5, a sheet in which the pattern shape shown in FIG. 13 was formed by etching from an aluminum-deposited PET sheet was used.
図１３のパターン層５は、パターンとして複数の放射形パターン１３０と、複数の略方形パターン１３１とを有する。各放射形パターン１３０は、略十文字形に形成され、ｘ方向およびｙ方向に行列状に規則正しく整列配置される。各放射形パターン１３０は、十文字の交差部分における４つの角部を円弧状にした形状である。略方形パターン１３１は、放射形パターン１３０に囲まれる領域に、放射形パターン１３０から間隔１１０をあけて配置され、放射形パターン１３０に囲まれる領域を塗潰すようにそれぞれ配置される。 The pattern layer 5 in FIG. 13 has a plurality of radial patterns 130 and a plurality of substantially square patterns 131 as patterns. Each radial pattern 130 is formed in a substantially cross shape and is regularly arranged in a matrix in the x and y directions. Each radial pattern 130 has a shape in which four corners at a crossing portion of a cross are formed in an arc shape. The substantially rectangular pattern 131 is disposed in a region surrounded by the radial pattern 130 at a distance 110 from the radial pattern 130, and is disposed so as to fill the region surrounded by the radial pattern 130.
吸収層４は、塩化ビニル樹脂１００ｐｈｒにフェライト粉４４５ｐｈｒおよびグラファイト７０ｐｈｒを加熱混練した後、カレンダー成形にてシートを作成した。この吸収層４は、９５０ＭＨｚ帯での複素比透磁率の実部（μ’）が２．６、虚部（μ”）が１．０、複素比誘電率の実部（ε’）が３１、虚部（ε”）が２であるシートを厚さ１．５ｍｍで用いている。さらに誘電体層３として、厚み方向に対し長く伸びるような扁平状発泡構造を有するポリプロピレン樹脂発泡体（磁性はなく、９５０ＭＨｚ帯での複素比誘電率の実部（ε’）が１．２５、虚部（ε”）が０．０５）の５．５ｍｍ厚を用い、導体層２としてアルミ蒸着ＰＥＴシートを使用した。接着剤にて各層を積層固定後、総厚７．５ｍｍ、９００ｍｍ×１，８００ｍｍのサイズでの重量７．５ｋｇのＵＨＦ帯用電波吸収体３０を得た。この電波吸収体３０は、カッター等で裁断や穴加工が可能であり、容易に各構造の通信改善装置を作成することができた。 The absorbent layer 4 was prepared by calendering a sheet of heat-kneaded 445 phr of ferrite powder and 70 phr of graphite with 100 phr of vinyl chloride resin. The absorption layer 4 has a real part (μ ′) of the complex relative permeability in the 950 MHz band of 2.6, an imaginary part (μ ″) of 1.0, and a real part (ε ′) of the complex relative dielectric constant of 31. A sheet having an imaginary part (ε ″) of 2 is used with a thickness of 1.5 mm. Further, as the dielectric layer 3, a polypropylene resin foam having a flat foam structure that extends long in the thickness direction (no magnetism, the real part (ε ′) of the complex relative permittivity in the 950 MHz band is 1.25, A 5.5 mm thickness with an imaginary part (ε ″) of 0.05) was used, and an aluminum-deposited PET sheet was used as the conductor layer 2. After laminating and fixing each layer with an adhesive, a total thickness of 7.5 mm, 900 mm × 1 The UHF band wave absorber 30 with a size of 800 mm and a weight of 7.5 kg was obtained, and this wave absorber 30 can be cut or drilled with a cutter or the like. I was able to create it.
なお本発明で用いた導体層２は、アルミ蒸着層が４００〜５００Åのアルミ蒸着ＰＥＴシートである。そのシートの、ＫＥＣ法による１ＧＨｚでのシールド性を測定したところ、電界シールド性が４５ｄＢ、磁界シールド性が２８ｄＢであった。電波吸収体３０の電波遮蔽性能としては、パターン層５側からは電波吸収性能と電界シールド性を合計した約６０ｄＢとみることができ、導体層２側からは電界シールド性の４５ｄＢがそのまま残ると考えてよい。導体層２が吸収層４等と相俟って、電波遮蔽層として機能する。 In addition, the conductor layer 2 used by this invention is an aluminum vapor deposition PET sheet | seat whose aluminum vapor deposition layer is 400-500 mm. When the shielding property of the sheet at 1 GHz by the KEC method was measured, the electric field shielding property was 45 dB, and the magnetic field shielding property was 28 dB. As the radio wave shielding performance of the radio wave absorber 30, it can be seen that the sum of the radio wave absorption performance and the electric field shielding property is about 60 dB from the pattern layer 5 side, and the electric field shielding property of 45 dB remains from the conductor layer 2 side. You can think about it. The conductor layer 2 functions as a radio wave shielding layer in combination with the absorption layer 4 and the like.
電波吸収測定は、自由空間測定法により行い、電波送受信用アンテナとしてダブルリッジドアンテナを使用し、ネットワークアナライザーＨＰ８７２０ＥＳに同軸ケーブルで接続して、ネットワークアナライザーのゲート設定による周辺電波干渉波の除去、及びアンテナ同士の直接波の除去後を行った後、９００ｍｍ×１，８００ｍｍのサイズにて測定を行った。電波吸収性能は図１４の通りである。用いた電波吸収体３０は、ＵＨＦ帯にて安定して１５ｄＢ超の電波吸収性能を有していた。さらに図１５に斜入射特性を評価した結果を示す。この電波吸収体３０は上述の電波吸収体（発泡体タイプ）とその電波吸収体３０の構成の中で誘電体層３のみ合板（６．５ｍｍ厚）に材質を変更したもの（合板タイプ）である。吸収層４の配合は同じであるが、合板を用いた場合は２ｍｍ厚としている。結果、４５°の斜入射においても１５〜２０ｄＢ近いリターンロスを示している。パターン層５、透磁率を持つ吸収層４、誘電体層３の材質選定の効果が相俟って、斜入射特性が改善したのである。 Radio wave absorption measurement is performed by a free space measurement method, using a double-ridged antenna as a radio wave transmission / reception antenna, connected to a network analyzer HP8720ES with a coaxial cable, and removing peripheral radio wave interference by network analyzer gate setting, and After removing the direct wave between the antennas, the measurement was performed with a size of 900 mm × 1,800 mm. The radio wave absorption performance is as shown in FIG. The used radio wave absorber 30 had a radio wave absorption performance of more than 15 dB stably in the UHF band. Further, FIG. 15 shows the results of evaluating the oblique incidence characteristics. This radio wave absorber 30 is the above-described radio wave absorber (foam type) and the configuration of the radio wave absorber 30 in which only the dielectric layer 3 is changed to a plywood (6.5 mm thickness) (plywood type). is there. The composition of the absorption layer 4 is the same, but when the plywood is used, the thickness is 2 mm. As a result, a return loss close to 15 to 20 dB is shown even at 45 ° oblique incidence. The effect of selecting the material of the pattern layer 5, the magnetically absorbing layer 4 and the dielectric layer 3 is combined to improve the oblique incidence characteristics.
図１６の構成の通信改善装置２６に対して、図に示す通りｚ方向の寸法を可変にしてリーダアンテナ２４を被覆して、アンテナ指向性を計算した。なお図１６は背面板を有している。結果を表１に示す。自由空間の場合に比べてｚ方向の通信到達距離を近くあるいはそれ以上としながら（表１の鉛直方向の絶対利得が自由空間に匹敵する値をとりながら）も指向性の尺度となる半値角を小さくすることができている。なお、シミュレーションで得られたパッチアンテナ（通信改善装置未使用時）の半値角は約３１°であり、実際のパッチアンテナの半値角とほぼ同じであった。半値角は、リーダアンテナから電波が放射される方向（鉛直方向）をｚ方向として描く電界放射パターンに於いて、そのｚ軸方向の絶対利得が３ｄＢ低下したところを半径として円を描き、最初の電界放射パターンとの交点を求め、ｚ軸に対してその交点が何度ずれているかを求めることで決めている。実際の電波の放射角はこの半値角の２倍となるが、指向性を決める指針としてこの半値角が用いられる。 With respect to the communication improving apparatus 26 having the configuration shown in FIG. 16, the antenna directivity was calculated by covering the reader antenna 24 with the dimension in the z direction being variable as shown in the figure. FIG. 16 has a back plate. The results are shown in Table 1. The half-value angle, which is a measure of directivity, is made close to or longer than the communication distance in the z direction compared to free space (while the absolute gain in the vertical direction in Table 1 takes a value comparable to free space). It can be made smaller. In addition, the half-value angle of the patch antenna (when the communication improvement device is not used) obtained by the simulation is about 31 °, which is almost the same as the half-value angle of the actual patch antenna. In the half-value angle, in the electric field radiation pattern in which the direction (vertical direction) in which radio waves are emitted from the reader antenna is drawn as the z direction, a circle is drawn with the absolute gain in the z axis direction reduced by 3 dB as the radius. It is determined by obtaining an intersection with the field emission pattern and obtaining how many times the intersection is shifted with respect to the z-axis. Although the actual radiation angle of the radio wave is twice this half-value angle, this half-value angle is used as a guideline for determining directivity.
通信改善装置２６のサイズを横（ｘ）５００ｍｍ、縦（ｙ）５００ｍｍ、高さ（ｚ）３００ｍｍとし、開口部の寸法ｈｙを変更して放射特性を計算した結果を図１７に示す。ここで図１７の縦軸および横軸は、無指向性アンテナの通信距離に対する、電界強度の割合から決定した通信距離到達度合いである。自由空間の結果との相対比較により通信距離パターンを求めている。これらによりｈｘの寸法を大きくすると、鉛直方向の放射特性が向上、且つｚ−ｙ面の放射特性の半値角が狭くなるが、ｚ−ｘ面放射特性の半値角はほとんど変化しない、ことがわかった。ｈｘの寸法を大きくすると、鉛直方向の放射特性が向上、且つｚ−ｘ面の放射特性の半値角が狭くなるが、ｚ−ｙ面放射特性の半値角はほとんど変化しない、となった（以上、表１参照）。図２の場合のように物品の積載方向には半値角を大きくして、物品の搬送方向には半値角を小さくしたいというような場合は、この開口部寸法のｘ方向を広くして、ｙ方向を狭くすれば、好適な半値角を提供することが可能となる。 FIG. 17 shows the result of calculating the radiation characteristics with the size of the communication improving device 26 being horizontal (x) 500 mm, vertical (y) 500 mm, and height (z) 300 mm, and changing the dimension hy of the opening. Here, the vertical axis and the horizontal axis in FIG. 17 are the communication distance arrival degrees determined from the ratio of the electric field strength to the communication distance of the omnidirectional antenna. The communication distance pattern is obtained by relative comparison with the result of free space. It can be seen that increasing the dimension of hx improves the radiation characteristics in the vertical direction and narrows the half-value angle of the radiation characteristic on the zy plane, but the half-value angle of the radiation characteristic on the z-x plane hardly changes. It was. When the dimension of hx is increased, the radiation characteristic in the vertical direction is improved and the half-value angle of the radiation characteristic in the zx plane is narrowed, but the half-value angle of the radiation characteristic in the zy plane is hardly changed (above). Table 1). In the case where it is desired to increase the half-value angle in the article stacking direction and reduce the half-value angle in the article transport direction as in the case of FIG. If the direction is narrowed, a suitable half-value angle can be provided.
さらに通信改善装置２６の寸法を変更した場合の構成を図１８に示し、結果を表２および図１９，２０に示す。 Further, FIG. 18 shows the configuration when the dimensions of the communication improving device 26 are changed, and the results are shown in Table 2 and FIGS.
奥行き寸法であるｚを１５０ｍｍ、３５０ｍｍとしたところ、開口部寸法（ｘ方向）と奥行き寸法（ｚ方向）に依存して、絶対利得が高く且つ指向性の高い条件が存在することがわかった。例えば、奥行き寸法ｚ＝１５０ｍｍのときに開口部寸法ｈｘを４００ｍｍから５８５ｍｍの間で設定すると、半値角は２３．５°から２９．５°の間で調整できることになる。この関係は奥行き寸法を固定すると開口幅によって条件変更することが可能であり、現場での最適調整が可能となってきた。固定条件とした通信改善装置の横寸法および縦寸法を小型化するなど変更することは可能である。 When z, which is the depth dimension, was set to 150 mm and 350 mm, it was found that there were conditions with high absolute gain and high directivity depending on the opening dimension (x direction) and the depth dimension (z direction). For example, if the opening dimension hx is set between 400 mm and 585 mm when the depth dimension z = 150 mm, the half-value angle can be adjusted between 23.5 ° and 29.5 °. This relationship can be changed depending on the opening width when the depth dimension is fixed, and optimum adjustment in the field has become possible. It is possible to change the horizontal and vertical dimensions of the communication improvement device as a fixed condition by reducing the size.
シミュレーション結果を実際のタグ読み取り試験にて確認した。リーダとしてオムロン製Ｖ７５０−ＢＡ５０Ｃ０４−ＪＰ、リーダアンテナ２４としてオムロン製Ｖ７５０−ＨＳ０１ＬＡ−ＪＰ（直線偏波）、タグは市販のＵＨＦ帯金属対応タグを金属板（サイズ：９００ｍｍ×１，８００ｍｍ）に貼り、その位置を変更して読み取り試験を行った。通信試験条件を図２１に示す。図２１（ａ）は、横から見たときの各寸法条件を示し、図２１（ｂ）は、上から見たときの各寸法条件を示す。読み取り試験条件は、１０回繰り返し読み取りを行い、そこで何回読み取りに成功したかを評価している。通信改善装置２６を使用しない場合と実施例１７の通信改善装置を使用した場合を比較した。結果を図２２に示す。図２２（ａ）は、本発明の通信改善装置を使用しなかった場合の結果を示し、図２２（ｂ）は、通信改善装置を使用した改善結果を示す。図２２（ａ）に示した通信改善装置２６を使用しない場合に比べて、図２２（ｂ）に示した改善結果では明らかに読み取り領域が狭まり、到達距離はほぼ同じレベルを維持できている。 The simulation result was confirmed by an actual tag reading test. OMRON V750-BA50C04-JP as a reader, OMRON V750-HS01LA-JP (linearly polarized wave) as a reader antenna 24, and a commercially available UHF band metal-compatible tag attached to a metal plate (size: 900 mm x 1,800 mm) Then, the reading test was conducted by changing the position. The communication test conditions are shown in FIG. FIG. 21A shows each dimensional condition when viewed from the side, and FIG. 21B shows each dimensional condition when viewed from above. As the reading test condition, reading was repeated 10 times, and the number of readings was successfully evaluated there. The case where the communication improvement apparatus 26 was not used and the case where the communication improvement apparatus of Example 17 was used were compared. The results are shown in FIG. FIG. 22A shows the result when the communication improvement apparatus of the present invention is not used, and FIG. 22B shows the improvement result using the communication improvement apparatus. Compared with the case where the communication improvement apparatus 26 shown in FIG. 22A is not used, the improvement result shown in FIG. 22B clearly reduces the reading area and maintains the same reach distance.
この実験で注意するところは、全面金属板に金属対応タグを貼っているところである。この環境ではリーダアンテナ２４から放射された電波が反射し、リーダアンテナ２４と金属板間に定在波が発生し、読み取りが不安定となったり、電波が飛散してしまうのであるが、電波吸収体３０の場合はこれを抑制することができるため、周辺への影響を抑えることができる。この場合に例えばアレーアンテナ等にて電波を絞っても、金属板から反射する電波は抑えられない。その反射波が他のリーダアンテナゲートに影響を与えることもあるのである。この定在波抑制効果が電波を絞ることに付加される本発明の効果となる。つまりリーダアンテナ２４の周囲（背面部分など）に電波吸収体３０を配置することで、金属製物品とリーダアンテナ２４が向かいあうことになっても、その間での定在波発生を抑制することができ、通信改善を可能にすることができる。 The point to be careful of in this experiment is that a metal-compatible tag is stuck on the entire metal plate. In this environment, the radio wave radiated from the reader antenna 24 is reflected and a standing wave is generated between the reader antenna 24 and the metal plate, so that the reading becomes unstable or the radio wave is scattered. In the case of the body 30, since this can be suppressed, the influence on the periphery can be suppressed. In this case, for example, even if the radio wave is reduced by an array antenna or the like, the radio wave reflected from the metal plate cannot be suppressed. The reflected wave may affect other reader antenna gates. This standing wave suppression effect is the effect of the present invention added to the reduction of radio waves. In other words, by arranging the radio wave absorber 30 around the reader antenna 24 (such as the back surface portion), even if the metal article and the reader antenna 24 face each other, the generation of standing waves between them can be suppressed. , Can improve communication.
同じような効果はさらに図２３に示すような構成でも得ることができる。図２３の場合はサイド板を角度可変とすることで、現場にて指向性や読み取り度合いを調整することが可能となる。この場合に、すべての辺が同じ角度を有している必要はないし、傾斜面を有してない辺があってもよい。図２３の大きい長方形の辺に相当する部分が透過領域３３であり、小さい長方形の辺がリーダアンテナ２４の背面部に当たる。本実施例ではこの部分には電波吸収体３０を配置することなる。 Similar effects can be obtained with the configuration shown in FIG. In the case of FIG. 23, by changing the angle of the side plate, the directivity and the reading degree can be adjusted at the site. In this case, it is not necessary that all sides have the same angle, and there may be sides that do not have inclined surfaces. The portion corresponding to the large rectangular side in FIG. 23 is the transmission region 33, and the small rectangular side corresponds to the back surface of the reader antenna 24. In the present embodiment, the radio wave absorber 30 is disposed in this portion.
５０ｃｍ×９０ｃｍの電波吸収体３０を３面、５０ｃｍ×５０ｃｍの電波吸収体３０を２面組み立てて、箱型の電波吸収体形成体を作成した。この場合は前面の９０ｃｍ×９０ｃｍが透過領域となる。その形成体の内部にリーダアンテナ２４を配置し、トランスポンダ１０個の読み取り試験を行った。形成体の内部の１０枚の読み取りは成功し、透過領域の外部にあるトランスポンダは読み取るものの、他の方向（電波吸収体３０の背面方向）にあるトランスポンダはまったく読まなかった。電波吸収体３０の吸収特性と遮蔽特性が有効であった。透過領域は作業者がトランスポンダの出し入れをするために設けており、その方向にさえトランスポンダを置かなければ、他のトランスポンダを誤読することは解消された。重要文書等のＲＦＩＤ管理における情報管理手段として有効であることが証明された。 A box-shaped wave absorber formed body was prepared by assembling three 50 cm × 90 cm wave absorbers 30 and two 50 cm × 50 cm wave absorbers 30. In this case, 90 cm × 90 cm on the front surface is a transmission region. A reader antenna 24 was placed inside the formed body, and a reading test of 10 transponders was performed. The reading of 10 sheets inside the formation was successful and the transponder outside the transmission region was read, but the transponder in the other direction (the back direction of the radio wave absorber 30) was not read at all. The absorption characteristics and shielding characteristics of the radio wave absorber 30 were effective. The transparent area is provided for the operator to put in and out the transponder, and if the transponder is not placed even in that direction, misreading other transponders has been eliminated. It proved to be effective as an information management means in RFID management of important documents.
２０ 物品情報取扱設備
２１ 物品
２２ 搬送装置
２３ トランスポンダ
２４ リーダアンテナ
２５ 通信装置
２６ 通信改善装置
２８ トランスポンダ配置領域
２９ 通信可能領域
３０，３０Ａ〜３０Ｃ 電波吸収体
３１ 重複領域
３３ 透過領域
20 article information handling equipment 21 article 22 transport device 23 transponder 24 reader antenna 25 communication device 26 communication improvement device 28 transponder arrangement area 29 communicable area 30, 30A-30C radio wave absorber 31 overlap area 33 transmission area
Claims (10)
各トランスポンダが配置されるトランスポンダ配置領域と、リーダアンテナとの間またはリーダアンテナの部分的な周囲に設けられ、リーダアンテナとトランスポンダとの間の無線通信に用いられる電波または不要電波を吸収および遮蔽する電波吸収体から成り、該電波吸収体に、無線通信に用いられる電波を透過可能な透孔部からなる透過領域であって、スロットアンテナとして動作する透過領域が形成され、その透過領域を介してリーダアンテナとトランスポンダとが無線通信するように配置したり、または透過領域を有す電波吸収体形成体に透過領域からトランスポンダを搬入することで、リーダアンテナの電波指向性を制御し、かつ他の周囲への電波を吸収および遮蔽することを特徴とする通信改善装置。 A communication improvement device for improving the communication environment of a communication device comprising a reader antenna and a plurality of transponders that wirelessly communicate with the reader antenna,
It is provided between the transponder arrangement area where each transponder is arranged and the reader antenna or around the reader antenna, and absorbs and shields radio waves or unnecessary radio waves used for wireless communication between the reader antenna and the transponder. A transmission region composed of a radio wave absorber , which is formed of a through- hole portion that can transmit radio waves used for wireless communication, and a transmission region that operates as a slot antenna is formed through the transmission region. The radio wave directivity of the reader antenna is controlled by arranging the transponder so that the reader antenna and the transponder communicate wirelessly or by carrying the transponder from the transparent area into the radio wave absorber forming body having the transparent area. A communication improvement device that absorbs and shields radio waves to the surroundings.
請求項１〜６のいずれか１つに記載の通信改善装置とを備える通信システム。 A communication device including one or a plurality of reader antennas and a plurality of transponders for wireless communication between the reader antennas;
A communication system provided with the communication improvement apparatus as described in any one of Claims 1-6.
通信システムの通信装置が備える各トランスポンダが個別に装着される物品を搬送する搬送装置とを備える物品情報取扱設備。 A communication system according to any one of claims 7-9;
An article information handling facility comprising: a transport device that transports an article to which each transponder provided in the communication device of the communication system is individually mounted.
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