WO2015068316A1 - 物品管理システム及び物品管理方法 - Google Patents

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WO2015068316A1
WO2015068316A1 PCT/JP2014/002897 JP2014002897W WO2015068316A1 WO 2015068316 A1 WO2015068316 A1 WO 2015068316A1 JP 2014002897 W JP2014002897 W JP 2014002897W WO 2015068316 A1 WO2015068316 A1 WO 2015068316A1
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WO
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tag
article
pattern
identification
antenna
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Application number
PCT/JP2014/002897
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English (en)
French (fr)
Inventor
服部　渉
小林　直樹
福田　浩司
高橋　祐介
諒 川合
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • G06K7/10445—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves the interrogation device being adapted for miscellaneous applications the interrogation device being fixed in its position, such as an access control device for reading wireless access cards, or a wireless ATM the interrogation device being arranged for interrogation of record carriers passing by the interrogation device the interrogation device being positioned close to a conveyor belt or the like on which moving record carriers are passing the record carriers being fixed to further objects, e.g. RFIDs fixed to packages, luggage, mail-pieces or work-pieces transported on a conveyor belt
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    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/22—Electrical actuation
    • G08B13/24—Electrical actuation by interference with electromagnetic field distribution
    • G08B13/2402—Electronic Article Surveillance [EAS], i.e. systems using tags for detecting removal of a tagged item from a secure area, e.g. tags for detecting shoplifting
    • G08B13/2451—Specific applications combined with EAS
    • G08B13/2462—Asset location systems combined with EAS

Definitions

  • the present invention relates to an article management system and an article management method using an RF tag.
  • an RF tag is attached to a management target article and used for article management such as inventory management.
  • article management such as inventory management.
  • an RFID system when an RF tag is attached to an article to be managed and tag information of the RF tag can be read, it is determined that there is an article to be managed, and when tag information cannot be read, the object to be managed
  • the management target article is managed by determining that there is no article.
  • the cost of the RF tag was high.
  • the UHF band tag has been reduced in cost to a level of less than 10 yen per sheet.
  • the cost is about two digits higher than that of bar codes used for article management, especially for article management. Is in the situation.
  • Patent Documents 1 to 5 disclose techniques for dealing with such problems.
  • Patent Documents 1 to 5 similar to the method of using the RFID system described above, it is a technique for managing articles. More specifically, Patent Documents 1 to 5 relate to techniques for monitoring the presence or absence of articles on a shelf by providing RF tags on the shelf.
  • Patent Documents 1 to 5 RF tags are arranged on the shelf. Then, the articles are arranged so that the articles (hereinafter referred to as managed articles) targeted for the reading operation of the RFID reader with respect to the plurality of RF tags arranged on the shelf are hindered.
  • the managed object is disposed between the RF tag and the antenna attached to the RFID reader, and the managed object is disposed on the managed object between the RFID reader and the shelf. The reading of the RFID reader is obstructed by the managed article.
  • Patent Documents 3 to 5 the RF tag and the RFID reader are arranged on the shelf side, and the reading operation of the RFID reader is disturbed by bringing the disturbing portion provided in the managed article close to the RF tag.
  • the manageable article or the obstructing part is premised on an object including metal, water, or the like that obstructs transmission of radio frequency energy.
  • An object of the present invention is to provide an article management system and an article management method for solving such problems.
  • An article management system includes a reader antenna that transmits and receives radio signals, each of which includes an RF tag, a plurality of tag sheets laid on the reader antenna, and the RF tag via the reader antenna.
  • An RFID reader for reading unique tag information, and an identification tag attached to the management target article and disposed between the management target article and the tag sheet, and facing the tag sheet of the identification tag
  • An identification pattern for specifying an identification tag is formed on the surface by the first pattern and the second pattern having a dielectric constant or conductivity lower than that of the first pattern.
  • the article management method includes a reader antenna that transmits and receives a radio signal, a plurality of tag sheets each including an RF tag, and a plurality of tag sheets laid on the reader antenna, and the RF through the reader antenna.
  • An RFID reader that reads tag information unique to a tag
  • an article management method of an article management system that includes the tag information that the RFID reader can read within a predetermined area and the tag information that cannot be read A pattern is recognized, and the management target article is specified and the position of the management target article is specified based on the identification pattern.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a part of an article management system according to a first embodiment.
  • 3 is a top view of the article management system showing the arrangement of articles to be managed and the positional relationship between the RF tag and the reader antenna in the article management system according to the first embodiment.
  • FIG. It is sectional drawing of the front side of the article management system which shows arrangement
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an article management system according to a first embodiment. It is the schematic for demonstrating the identification tag of the article
  • FIG. It is a figure which shows an example of the identification pattern of the identification tag concerning Embodiment 1.
  • FIG. It is the schematic which shows the utilization condition of the article
  • FIG. It is a figure which shows an example of the identification pattern of the identification tag concerning Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an article management system according to a first embodiment. It is the schematic for demonstrating the identification tag of the article
  • FIG. It is a figure which shows an example of the identification pattern of the identification tag concerning Embodiment 1.
  • FIG. It is the schematic which shows the utilization condition of the article
  • FIG. It is a figure which shows an example of the identification pattern of the identification tag concerning Embodiment 2.
  • FIG. It is the schematic which shows the utilization condition of the article
  • FIG. It is a figure which shows an example of the identification pattern of the identification tag concerning Embodiment 3.
  • FIG. It is the schematic which shows the utilization condition of the article
  • FIG. It is a figure which shows an example of the identification pattern of the identification tag concerning Embodiment 4.
  • FIG. It is the schematic which shows the utilization condition of the article
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a part of the article management system according to the first embodiment.
  • a part of the article management system according to the first embodiment is referred to as an article management system 1.
  • the article management system 1 according to the first embodiment includes a reader antenna 102, an RFID reader 103, an RF tag 104, and a management target article 105.
  • the reader antenna 102 includes the dielectric layer 101, the strip conductor 102a, the ground conductor 102g, and the matching termination resistor Rt.
  • the dielectric layer 101 is a plate-like member formed of a dielectric, for example.
  • the surface on which the article to be managed of the dielectric layer 101 is placed is referred to as a surface.
  • 102 is used as a symbol for the reader antenna except when the strip conductor and the ground conductor are individually described.
  • the reader antenna 102 is configured by an open transmission line that is matched and terminated, and transmits and receives radio signals to and from the RF tag 104.
  • the reader antenna 102 is a traveling wave near-field antenna for a reader using a microstrip line that is an open transmission line.
  • the reader antenna 102 is open to those that generate an electromagnetic field distribution mainly composed of a quasi-electrostatic magnetic field and an induction electromagnetic field around the transmission line, such as a coplanar line, a grounded coplanar line, a slot line, and a balanced two-wire transmission line. It can be used as a transmission line.
  • the coaxial cable or waveguide that shields the periphery of the transmission line is a shielded transmission line that does not generate such an electromagnetic field around the transmission line. Cannot be used.
  • the RFID reader 103 sends a transmission signal to the reader antenna 102 and receives a response signal generated by the tag antenna of the RF tag 104 via the reader antenna 102. More specifically, one end of the reader antenna 102 is connected to the RFID reader 103. Then, the RFID reader 103 sends the generated transmission signal to the reader antenna 102 and transmits the transmission signal to the tag antenna of the RF tag 104 that is electromagnetically coupled to the reader antenna 102. On the other hand, the RFID reader 103 receives a response signal generated by the RF tag 104 transmitted to the reader antenna 102 by wireless communication.
  • a matching termination resistor Rt is connected to the other end of the strip conductor of the reader antenna 102.
  • the RF tag 104 is installed at a position where the article to be managed can be seen from the reader antenna 102 in a state where the article to be managed is placed in the vicinity, and where the RF tag 104 is electromagnetically coupled to the reader antenna 102.
  • a passive tag is used as the RF tag 104
  • an active tag can also be used as the RF tag 104.
  • the passive tag receives a signal for inquiring an ID (hereinafter referred to as tag information) from the reader antenna 102
  • the passive tag automatically uses a power circuit (not shown) in the chip by a part of the signal obtained via the tag antenna. Generates power to operate the chip.
  • the passive tag decodes a part of the received signal and generates reception data.
  • the passive tag refers to the tag information stored in the memory circuit in the chip, operates a modulation circuit (not shown) to generate a modulation signal, and sends the modulation signal to the antenna 102a via the tag antenna. Send.
  • the article to be managed 105 is disposed at a position where the tag antenna of the RF tag 104 is electromagnetically coupled.
  • the position where the management target article 105 is placed is referred to as a management target article placement area 110.
  • the management target article 105 preferably includes a material having a high dielectric constant such as moisture or a metal, but is not limited thereto. More specifically, in addition to PET bottle drinks, can drinks, snack foods packed in aluminum packages, bundles of thick paper such as books, rice balls, bread, side dishes in plastic packs, human bodies with hands and feet, and shoes It can be an article.
  • the correspondence to various articles such as an article having a lot of moisture is caused by using an RFID system in a UHF band or a microwave band.
  • electromagnetic induction is used for coupling between the reader and the tag. Since electromagnetic induction is a coupling by a magnetic field, it is sensitive to a difference in relative permeability, but is not sensitive to a difference in relative permittivity. Therefore, even if the relative dielectric constant of water is as high as 80, the operation of the tag antenna does not react sensitively to moisture in the case of electromagnetic induction. In general, the relative permeability takes a value in the vicinity of 1 unless many of the substances are magnetic materials. On the other hand, the dielectric constant is often very different from 1.
  • the present invention uses the electromagnetic field components of the quasi-electrostatic magnetic field, the induction electromagnetic field, and the radiated electromagnetic field. Get higher.
  • the RF tag 104 may be covered with a plastic plate or the like. Thereby, durability of a tag can be mentioned.
  • the surface of the RF tag may get a small amount of moisture such as condensation. In such a case, the influence of the minute amount of water is eliminated by adjusting the coupling coefficient between the tag antenna and the managed product. It is also possible to do.
  • the article management system 1 detects the presence / absence of an article to be managed based on the response signal generated by the RF tag 104. In performing this detection operation, the article management system 1 first sends a tag information read command from the RFID reader 103 via the reader antenna 102 as a transmission signal.
  • the RF tag 104 receives a transmission signal. Then, the RF tag 104 generates power using a part of the received signal and starts operation. Thereafter, the RF tag 104 decodes the received signal and reproduces the received data included in the received signal.
  • the RF tag 104 refers to the received data and the tag information included in the built-in storage circuit, and when it should respond by judging from the tag information and the received data, the modulation signal generated based on the tag signal Is sent to the reader antenna 102 as a response signal.
  • the RFID reader 103 determines the presence or absence of an article to be managed based on the intensity or phase change of the response signal from the RF tag 104 corresponding to the transmitted tag information read command. As a more specific example, the RFID reader 103 determines that there is no article to be managed if the signal strength of the response signal from the RF tag 104 is strong, and manages if the signal strength of the response signal from the RF tag 104 is weak. Judge that there is an article. For example, in the example shown in FIG. 1, since there is no managed article on the RF tag 104 arranged on the rightmost side of the drawing, the RF tag 104 has a stronger signal strength than when there is a managed article.
  • the RFID reader 103 determines that there is no management target article 105 at the position of the RF tag 104 based on the strength of the signal intensity.
  • the signal intensity of the response signal transmitted by the other three RF tags 104 does not exist for the management target article. It becomes weaker than the case. Therefore, the RFID reader 103 determines that there is a management target article 105 at the position of the other three RF tags 104.
  • An example of the case where the signal strength of the response signal is weak includes a case where the response signal is below the reception sensitivity of the RFID reader 103 and the response signal cannot be detected.
  • the RFID reader 103 is connected to a computer or functions as a part of the computer, and it is assumed that the presence / absence of the management target article 105 is determined by the computer.
  • the signal intensity of the response signal changes as described above because the managed object 105 and the tag antenna of the RF tag 104 are electromagnetically coupled. Therefore, in the following, the positional relationship among the management target article 105, the RF tag 104, and the reader antenna 102 will be described in more detail.
  • FIG. 2 shows a top view of the article management system 1 according to the first embodiment.
  • region where one management object 105 is placed was shown as a top view.
  • the strip conductor 102 a of the reader antenna 102 is formed on the dielectric layer 101.
  • the RF tag 104 is installed above the strip conductor 102a.
  • a management target article placement area 110 is set in which the management target article is placed at a position above the RF tag 104 and covered with the RF tag 104.
  • the position where the RF tag 104 is covered is described.
  • the RF tag 104 includes an RFID chip 111 and a tag antenna 112.
  • FIG. 3 shows a sectional view of the front side of the article management system 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 shows an enlarged view of a region where one managed object 105 is placed as in FIG.
  • the strip conductor 102 a is provided on the front surface side of the dielectric layer 101, and the ground conductor 102 g is provided on the back surface of the dielectric layer 101 to form the reader antenna 102.
  • a microstrip line which is a kind of transmission line is formed.
  • One end of the strip conductor 102a and the ground conductor 102g are connected via a matching termination resistor Rt.
  • the RFID reader 103 is connected to the other end of the strip conductor 102a. With this connection, the strip conductor 102a is terminated with matching.
  • a cover mainly for improving durability may be disposed above the strip conductor 102a and below the ground conductor 102g.
  • the management target article 105 is disposed at a position where the distance between the RF tag 104 and the tag antenna 112 is the first distance L1.
  • the tag antenna 112 of the RF tag 104 is disposed at a position where the distance from the reader antenna 102 is the second distance L2.
  • the first distance L1 and the second distance L2 are preferably set to have a relationship of L1 ⁇ L2. This facilitates the relationship between coupling coefficients k1 and k2, which will be described later, to be k1 ⁇ k2. Note that FIG. 3 shows only the distance relationship between the management target article 105, the tag antenna 112, and the reader antenna 102.
  • the RF tag 104 is covered with a plastic plate or the like.
  • the thickness of the plastic plate can be used. That is, the relationship between the first distance L1 and the second distance L2 can be ensured by incorporating the RF tag 104 in a plastic plate and forming a sheet in which the RF tag is incorporated by the plastic plate.
  • the method of forming a sheet with a plastic plate is one form for securing the relationship between the first distance L1 and the second distance L2, and other methods can be used.
  • the distance here is more preferably an electrical length considering the wavelength shortening rate. Further, the distance here is preferably a line-of-sight distance.
  • FIG. 4 shows a side sectional view of the article management system 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 4 shows an enlarged view of a region where one managed object 105 is placed as in FIG.
  • the strip conductor 102 a is installed at a part of the lower portion of the RF tag 104.
  • the RF tag 104 and the management target article 105 are installed so that the relationship between the first distance L1 and the second distance L2 satisfies the condition of L1 ⁇ L2 also in a side view.
  • the article to be managed 105 is arranged above the tag antenna 112 of the RF tag 104 at a position where the distance is the first distance L1. Further, the reader antenna 102 connected to the RFID reader 103 is disposed below the RF tag 104 and the line-of-sight distance between the reader antenna 102 and the tag antenna 112 is separated by the second distance L2. As described above, in the article management system 1, the management target article 105 is disposed outside the region sandwiched between the reader antenna 102 and the RF tag 104. Therefore, the line of sight between the reader antenna 102 and the RF tag 104 is not blocked by the management target article 105. In the article management system 1, the distance between the reader antenna 102 and the tag antenna 112 is set as the second distance L2.
  • the first distance L1 between the article to be managed 105 and the tag antenna 112 and the second distance L2 that is the line-of-sight distance between the tag antenna 112 and the reader antenna 102 are adjusted.
  • the coupling coefficient k2 between the article to be managed 105 and the tag antenna 112 and the coupling coefficient between the tag antenna 112 and the reader antenna 102 are adjusted by adjusting the first distance L1 and the second distance L2. Adjust k1.
  • the signal intensity between the tag antenna 112 and the reader antenna 102 is changed according to the coupling coefficient k2 that changes depending on the presence or absence of the article to be managed 105, and the article to be managed 105 is changed by the change in the signal intensity. Determine the presence or absence.
  • the relationship between the first distance L1, the second distance L2, the coupling coefficients k1, k2, and the effect of the article management system 1 according to the first embodiment based on the setting will be described below.
  • electromagnetic coupling is used, but the coupling coefficient indicating the strength of this electromagnetic coupling can be evaluated relatively easily by an electromagnetic simulator.
  • the electromagnetic field coupling when the wavelength of the radio signal between the tag antenna 112 and the reader antenna 102 is ⁇ , the distance from the wave source (for example, the antenna) is ⁇ / 2 ⁇ ( ⁇ is the pi).
  • the near region is the reactive near field, the distance is longer than ⁇ / 2 ⁇ and the near region is the radiative near field, and these two regions are combined to form the near field ( near-field region).
  • the electromagnetic field has a complex aspect, and there exists a non-negligible intensity ratio between the quasi-electrostatic magnetic field, the induction electromagnetic field, and the radiated electromagnetic field, and the resultant electromagnetic field vector is also spatial.
  • Changes in time variously.
  • the electric field E [V / m] and the magnetic field H [A / m] formed by this antenna are indicated by a spherical coordinate system (r, ⁇ , ⁇ ) and a phasor display. It can be represented by formulas (1) to (4).
  • the charge stored in the minute dipole antenna is q [C]
  • the length of the antenna is l [m]
  • the wavelength is ⁇ [m]
  • from the wave source to the observation point was set to r [m].
  • ⁇ is a circular constant
  • ⁇ is a dielectric constant
  • ⁇ is a magnetic permeability.
  • the term proportional to 1 / r 3 is a quasi-electrostatic magnetic field
  • the term proportional to 1 / r 2 is an induction electromagnetic field
  • the term proportional to 1 / r is radiated.
  • the electromagnetic field is shown. Since these electromagnetic field components have different dependencies on the distance r, the relative strength changes depending on the distance r.
  • FIG. 5 shows a table illustrating the quasi-electrostatic field in FIG. 5 in a field E theta, induced electric field, the dependence on the distance r normalized by the wavelength ⁇ for the relative intensity of the radiation field.
  • the second row of the table shown in FIG. 5 shows the distance converted with a free space wavelength of 950 MHz which is almost the same as the frequency of UHF (Ultra High Frequency) band RFID permitted by the domestic radio law.
  • UHF Ultra High Frequency
  • each electric field strength decreases and each component ratio also changes.
  • the electric field strength increases in the order of quasi-electrostatic field, induction field, and radiation field
  • the field strength decreases in order of quasi-electrostatic field, induction field, and radiation field.
  • the contribution of the quasi-electrostatic field and the induced electric field is extremely small in the region where r> ⁇ , and only the radiated electric field component is present in the far field where r> 2 ⁇ .
  • the quasi-electrostatic magnetic field and the induction electromagnetic field have an r-direction component and a ⁇ -direction component in addition to the ⁇ -direction component, It has components in various directions.
  • the quasi-electrostatic field and the induced electromagnetic field that remain in the vicinity of the antenna are dominant in the reactive near field. Strong electromagnetic field strength. In the near field of radiation, in general, the absolute electromagnetic field strength becomes weaker as the distance from the wave source becomes longer. In addition, the relative strength of the quasi-electrostatic magnetic field and the induction electromagnetic field is weakened, and the relative strength of the radiated electromagnetic field is increased. As described above, a quasi-electrostatic magnetic field and an induction electromagnetic field exist in the near field, and the coupling between the reader antenna 102 and the tag antenna 112 and the coupling between the tag antenna 112 and the managed article 105 are performed by these electromagnetic fields. Arise.
  • the distance r between the reader antenna 102 and the tag antenna 112 satisfies the relationship r> ⁇ , and a radiated electromagnetic field is used for communication.
  • the reader antenna 102 is a resonant antenna typified by a patch antenna.
  • the electromagnetic field strength varies greatly depending on the location along the antenna due to the standing wave in the resonant antenna. For example, the amplitude is the largest near the top of the standing wave, and the amplitude is 0 at the midpoint of the standing wave.
  • a coupling circuit can be formed by electromagnetic coupling between antennas through a quasi-electrostatic magnetic field and an induction electromagnetic field that exist in the near field of r ⁇ , and more preferably in the reactive near field of r ⁇ / 2 ⁇ . .
  • a large space is not required between the RFID reader and the RF tag according to the conditions.
  • a resonant antenna is simply used as the reader antenna 102, a dead area is formed, which hinders use.
  • the standing wave antenna is generally about ⁇ in size, and when used in proximity to the tag, the cover area becomes extremely narrow.
  • the reader antenna 102 connected to the RFID reader 103 is configured with an open transmission line that is matched and terminated, and the tag transmission antenna 112 of the RF tag 104 and the open transmission line.
  • the RF tag 104 is arranged so that and are electromagnetically coupled.
  • an open transmission line with less radio wave emission is used as the reader antenna 102 of the RFID reader 103, so that the reader antenna 102 passes through a quasi-electrostatic magnetic field and an induction electromagnetic field generated around the open transmission line.
  • the tag antenna 112 are electromagnetically coupled to form a coupling circuit. That is, an open transmission line is used as a traveling wave antenna that operates in the near field.
  • the reader antenna 102 With this configuration, a large space is not required between the reader antenna 102 and the RF tag 104.
  • communication between the reader antenna 102 and the tag antenna 112 is performed at a short distance through the coupling circuit, there is no human or the like between the occurrence of the multipath phenomenon and the place where the reader antenna 102 and the managed article 105 are disposed. It is possible to suppress erroneous detection due to a thing entering.
  • an open transmission line terminated with matching is used as the reader antenna 102, the main component of the electromagnetic wave propagating through the antenna does not generate a standing wave but propagates as a traveling wave to the matching end.
  • the standing wave ratio is 2 or less, preferably 1.2 or less. means.
  • a traveling wave antenna can be formed by utilizing the electromagnetic field distribution in such a transmission line.
  • the electromagnetic field formed in the space around the line has a relatively small radiated electromagnetic field, and an electrostatic magnetic field and an induction electromagnetic field are main components.
  • the electromagnetic field intensity of the electrostatic magnetic field and the induction electromagnetic field is stronger than that of the radiated electromagnetic field, and the electromagnetic field intensity obtained from the RF tag 104 is increased even when the reader is operating with the same output. In other words, it is possible to form an environment in which the radiation electromagnetic field is not scattered around while guaranteeing the operation of the tag.
  • the electromagnetic field distribution in the vicinity of the antenna is extremely non-uniform according to the standing wave inside the antenna.
  • the area where 105 can be managed is limited.
  • a traveling wave antenna composed of an open transmission line described in the present embodiment there is no portion that does not change like a node in the electromagnetic field distribution even in the vicinity of the antenna, and it always changes everywhere. Therefore, even in the near field, the electromagnetic field associated with the standing wave along the antenna becomes uniform, so that there is no area where the tag information of the RF tag 104 cannot be read. That is, the degree of freedom of arrangement of the reader antenna 102 and the tag antenna 112 is improved.
  • the article management system 1 since this traveling wave is used as a signal to communicate through electromagnetic coupling between the reader antenna 102 and the tag antenna 112, unlike the resonance type antenna, there is no insensitive area, which hinders use. It does not occur. Therefore, the article management system 1 extends the transmission line regardless of the wavelength within a range in which the strength of the quasi-electrostatic magnetic field and the induction electromagnetic field generated around the open transmission line is sufficiently large to operate the RF tag 104, A large cover area can be taken. That is, in the article management system 1 according to the first embodiment, by using the above-described open transmission line, the radiation loss of power is suppressed and the cover area can be easily expanded.
  • the open transmission line referred to here is basically a transmission line intended to transmit electromagnetic waves in the longitudinal direction of the line while suppressing radiation, and refers to an open type.
  • Examples include balanced two-wire transmission lines and similar transmission lines, transmission lines such as microstrip lines, coplanar lines, and slot lines, and grounded coplanar lines and triplate lines that are modifications of these transmission lines.
  • an antenna that spreads in a plane that transmits signals by changing the electromagnetic field in the gap region sandwiched between the mesh-like conductor portion and the sheet-like conductor portion and the leaching region on the outer side of the mesh-like conductor portion depends on the conditions. It is possible to use.
  • This planar antenna has a standing wave mixed therein and operates as a traveling wave antenna although it is incomplete, and can be used if the non-uniformity of the electromagnetic field distribution caused by the standing wave can be ignored.
  • a shielded transmission line that does not generate such an electromagnetic field around the transmission line such as a coaxial cable or a waveguide that shields the periphery of the transmission line, cannot be used without special measures for leaking the electromagnetic field.
  • an electromagnetic field exists in a region between the opposing conductive sheet bodies, and the electromagnetic field is changed by changing the voltage between the two conductive sheet bodies.
  • an electromagnetic wave transmission sheet that changes the voltage between them to advance the electromagnetic field in a desired direction.
  • this electromagnetic wave transmission sheet may be regarded as a kind of the open transmission line of the present invention when viewed in the longitudinal direction of the sheet.
  • the electromagnetic wave transmission sheet is not necessarily optimal for the implementation of the present invention due to the standing wave in the sheet.
  • the upper surface of the waveguide becomes a metal mesh sufficiently finer than the wavelength, and the evanescent wave can be regarded as leaking from the upper surface.
  • Such a transmission line having a plurality of slots in which electromagnetic fields leak with an interval, width and length generally less than 1/10 of the wavelength is an open transmission line of the article management system 1 according to the first embodiment.
  • crankline antennas and meanders are designed to obtain a certain radiated electromagnetic field strength by designing a crank shape with the intention of radiating strongly from an open transmission line or by actively using higher-order modes.
  • a traveling wave antenna for electromagnetic radiation in the far field using a line antenna, a leaky coaxial cable, etc. is different from an open transmission line of the article management system 1 according to the first embodiment.
  • These are preferentially radiated from a crank shape or slot periodically provided with a size of about the wavelength, generally 1/10 or more of the wavelength. The intensity varies greatly depending on the location. Therefore, when using in the near field, the reading of tag information may become unstable, or the tag may not be read depending on the location.
  • the allocated frequency is different in each country in the world, and it is distributed in a band of about 860 to 960 MHz. This has a wide range of about 10% as a specific band, and requires a significant change in the design of the resonance point of the resonance antenna and the cycle of the crank, meander, and slot.
  • the article management system 1 according to the first embodiment uses an open transmission line with an extremely wide band from the beginning, the same antenna can be used as the reader antenna 102 without any particular change.
  • the management target article 105 is placed apart from the RF tag 104 so that the management target article 105 and the tag antenna 112 of the RF tag 104 are electromagnetically coupled.
  • a managed article placement area 110 is provided. Therefore, when the management target article 105 is present, the management target article 105 and the tag antenna 112 form a coupling circuit, so that the resonance frequency of the tag antenna 112 changes compared to the case where the management target article 105 is not present, The feeding point impedance of the antenna 112 changes.
  • the tag antenna 112 generally resonates at the frequency of the signal used for communication in free space, the feed point impedance is adjusted, and the reception sensitivity is maximized.
  • the reception sensitivity is lowered, and the operation of the tag antenna 112 when a reflected signal is sent to the RFID reader 103 is also adversely affected. As a result, the power reception sensitivity with respect to the signal used for communication falls. Further, the transmission output of the signal reflected by the RF tag 104 is also reduced. Therefore, the RF tag 104 cannot receive a signal from the RFID reader 103, or the received power of the signal is low, so that the operation power of the tag cannot be secured, or the tag cannot generate a reflected electromagnetic field with sufficient strength. As a result, the RFID reader 103 cannot read the tag information of the RF tag 104. Alternatively, the intensity and phase of the reflected electromagnetic field that reaches the RFID reader 103 change greatly with changes in the resonance frequency of the tag.
  • the RFID reader 103 can detect that there is an article to be managed 105. That is, as a result of the change in the operational characteristics of the tag antenna 112 due to the presence / absence of the management target article 105, the RFID reader 103 can detect the intensity and phase change of the reflected signal from the RF tag 104, and manage from the detection result. The presence or absence of the target article can be detected.
  • the management target article 105 it is not always necessary for the management target article 105 to block the prospects of the RF tag 104 and the RFID reader 103 to detect the presence or absence of the management target article 105. Since it is only necessary to provide a place to place the management target article 105 away from the tag antenna 112 (or the RF tag 104) so that the tag 105 is electromagnetically coupled to the tag antenna 112, the arrangement of the articles to be managed is not necessarily RFID. The arrangement is not limited between the reader 103 and the RF tag 104, and a free arrangement is possible.
  • the article management system 1 does not look at the fact that the article is arranged in the vicinity of the reader antenna 102 to which power is supplied, from the change of the operating characteristics of the reader antenna 102, A change in operating characteristics is determined based on a change in a read signal of tag information in the RFID reader 103 via the reader antenna 102.
  • the RF tag 104 by interposing the RF tag 104, the degree of freedom of the relative position of the place where the reader antenna 102 and the management target article 105 are arranged can be improved.
  • the presence or absence of a plurality of management target articles 105 can be detected by arranging a plurality of RF tags 104.
  • the electromagnetic field formed in the place where the tag antenna 112 places the management target article 105 includes components of a quasi-electrostatic magnetic field and an induction electromagnetic field in addition to the radiated electromagnetic field. Therefore, the electromagnetic field component spreads in various directions as compared with a normal far-field radiation electromagnetic field component. Therefore, the article management system 1 according to the first embodiment can improve the degree of freedom of the relative position between the article to be managed and the tag.
  • the article management system 1 is based on the RFID system, and the RF tag 104 has a unique ID (tag information), and multiple access is possible based on the tag information. Therefore, if the tag information of the RF tag 104 and the location where the management target article 105 is arranged are linked, the location where the management target article 105 is located can be identified from the tag information of the RF tag 104 that cannot be read. On the other hand, when there is no management target article 105, the RF tag 104 responds to a signal from the RFID reader 103, and the RFID reader 103 can read the tag information of the RF tag 104.
  • the tag information of the RF tag 104 can be read with the intensity of the normal reflected electromagnetic field, so that it can be detected that there is no management target article 105. Further, the location where the management target article 105 is not present can be identified from the tag information of the read RF tag 104. Also, when managing a plurality of management target articles 105, the tag information attached to the location where the management target article 105 is arranged is different, so that the location can be specified and the article management can be performed. Since the presence / absence of the management target article 105 can be detected as described above, the article management system 1 according to the first embodiment can manage the presence / absence of the management target article 105 without having to attach the RF tag 104 to the management article.
  • a place for placing the management target article 105 away from the RF tag 104 is provided so that the management target article 105 is electromagnetically coupled to the tag antenna 112 of the RF tag 104. Since the RF tag 104 is not attached to the management target article 105 and the RF tag 104 can be used repeatedly, the tag cost per article is substantially divided by the number of times the tag is used. . That is, it goes without saying that the problem of the high cost of the RF tag 104 can be solved by repeating a sufficient number of times of use.
  • the article management system 1 since the RF tag 104 is not attached to the management target article 105, privacy infringement or information caused by illegally reading the RF tag 104 attached to the management target article 105. Does not cause security problems. That is, the article management system 1 according to the first embodiment does not cause a problem of illegal reading of tag information by a third party.
  • the article management system 1 is configured such that the wavelength of the signal used for communication between the RFID reader 103 and the RF tag 104 is ⁇ , and the first management between the management target article 105 and the tag antenna 112 is performed.
  • a managed article placement area 110 is provided in which the managed article 105 is placed so that the distance L1 satisfies the relationship of L1 ⁇ ⁇ .
  • the second distance L2 that is the line-of-sight distance between the reader antenna 102 of the RFID reader 103 and the tag antenna 112 of the RF tag 104 satisfies the relationship L2 ⁇ ⁇ .
  • the distance in the article management system 1 according to the first embodiment is a distance in radio wave propagation, and substantially coincides with the shortest geometric distance.
  • the tag antenna 112 of the RF tag 104 can be electromagnetically coupled through a quasi-electrostatic magnetic field or an induction electromagnetic field. Since the human body also contains a large amount of moisture as the management target article 105, it can be detected and used for human flow line management.
  • the components of the quasi-electrostatic magnetic field and the induction electromagnetic field exist in the near field of the tag antenna 112 with non-negligible intensities.
  • the component causes electromagnetic field coupling between the tag antenna 112 and the managed article 105 via mutual inductance, capacitance, or the like. Therefore, the circuit constant of the tag antenna 112 changes depending on the presence / absence of the management target article 105, and the operating characteristics of the tag antenna 112 change. Further, the resonance frequency of the tag antenna 112 changes as a more easily understandable change depending on the presence / absence of the management target article 105.
  • the tag antenna 112 is a standing wave antenna based on a dipole antenna.
  • high sensitivity is realized by setting the resonance frequency of the tag antenna 112 according to the frequency of wireless communication.
  • the state where the resonance frequency of the tag antenna 112 resonates at the set frequency corresponds to the state where there is no managed object 105.
  • the tag antenna 112 is coupled to the management target article 105, so that the resonance frequency generally decreases. Therefore, the sensitivity of the tag antenna 112 at the radio communication frequency is greatly reduced. For example, when the operating power of the RFID chip 111 cannot be provided due to a decrease in reception sensitivity, the RF tag 104 does not respond to an inquiry from the RFID reader 103. Alternatively, even when operating power can be covered, the tag antenna 112 cannot cause an electromagnetic field change in a sufficiently strong space due to the modulation signal generated by the RFID chip 111.
  • the RF tag 104 does not respond to the inquiry from the RFID reader 103 when the management target article 105 is present, or the reflected electromagnetic field from the RF tag 104 is smaller than when the management target article 105 is not present.
  • the intensity changes greatly.
  • the article management system 1 detects the presence / absence of the management target article 105 without attaching the RF tag 104 to the management target article 105, and manages the presence / absence of the management target article 105. be able to.
  • the article management system 1 in order to cause a change in the response of the RF tag 104 depending on the presence / absence of the management target article 105, a first distance between the RF tag 104 and the management target article 105 is used.
  • L1 only needs to satisfy the relationship of L1 ⁇ ⁇ , and the prospect of the RF tag 104 and the reader antenna 102 does not need to be blocked by the management target article 105. That is, the arrangement of the management target article 105 is not limited between the tag antenna 112 and the RF tag 104 of the RFID reader 103, and the degree of freedom of arrangement is improved. For example, when detecting the presence / absence of a product on a product display shelf, the reader antenna 102 and the RF tag 104 can be incorporated into the shelf board, and the antenna is hidden, so that the appearance is extremely excellent.
  • the present invention is not limited to this. If the resonance frequency is shifted, the presence / absence of the article may be detected by sweeping the wireless communication frequency within a range legally permitted by the reader and detecting the deviation of the resonance frequency. Also, the phase changes greatly before and after the resonance frequency. Therefore, it goes without saying that the presence / absence of an article can also be detected by observing the phase change.
  • the reader antenna 102 and the tag antenna 112 are within the range of the near field. Be inside.
  • the line-of-sight distance L ⁇ b> 2 means the distance between the strip conductor 102 a that is a particularly strong wave source in the reader antenna 102 and the tag antenna 112.
  • the article management system 1 since the presence or absence of an article is determined based on an analog quantity, that is, the intensity of the reflected electromagnetic field from the RF tag 104, a change in the reflected electromagnetic field intensity due to radio wave interference causes erroneous detection.
  • an analog quantity that is, the intensity of the reflected electromagnetic field from the RF tag 104
  • a change in the reflected electromagnetic field intensity due to radio wave interference causes erroneous detection.
  • the radio communication between the reader antenna 102 and the tag antenna 112 is centered on direct waves, and radio wave interference due to the multipath phenomenon hardly occurs. Therefore, erroneous detection can be suppressed.
  • the electromagnetic field formed by each antenna of the RFID reader 103 and the RF tag 104 includes a quasi-electrostatic magnetic field and an induction electromagnetic field component in addition to the radiated electromagnetic field. Therefore, the electromagnetic field component spreads in various directions as compared with the case of only a normal far-field radiation electromagnetic field component. Therefore, in the article management system 1 according to the first embodiment, the degree of freedom of the relative position between the reader antenna 102 and the RF tag 104 can be improved.
  • the presence / absence of an article such as the intensity or phase change of the reflected electromagnetic field from the RF tag 104 or the resonance frequency change of the tag antenna 112 is determined.
  • the accompanying radio wave interference leads to false detection.
  • the article management system 1 according to the first embodiment by satisfying the relationship of L2 ⁇ ⁇ , the wireless communication between the reader antenna 102 and the tag antenna 112 is centered on the direct wave and reflects the surrounding environment.
  • the radio interference caused by the multipath phenomenon is less likely to occur. Therefore, erroneous detection can be suppressed.
  • the shelf is often made of metal or a metal refrigerated case, but the system can be stably operated even in such an environment.
  • the line-of-sight distance L2 between the reader antenna 102 and the RF tag 104 is UHF, which is one of the frequencies of the RFID standard, by satisfying the relationship of L2 ⁇ ⁇ .
  • the band is about 0.3 m or less, and the 2.4 GHz band is about 0.12 m or less.
  • the distance L1 between the managed article placement region 110 and the RF tag 104 also satisfies the relationship of L1 ⁇ ⁇ , in the UHF band, which is one of the frequencies of the RFID standard, about 0.3 m or less, 2.4 GHz The band is about 0.12 m or less.
  • the interval between the reader antenna 102 and the managed object placement area 110 is also in this order and becomes narrower. Therefore, by using the article management system 1 according to the first embodiment, by narrowing the interval between the management target article 105 and the RF tag 104 or the reader antenna 102, an object or person different from the management target article 105 may enter. Can be suppressed and erroneous detection can be suppressed.
  • the first distance L1 satisfies the relationship L1 ⁇ ⁇ / 2 ⁇ when the circumference ratio is ⁇ .
  • the managed object 105 affects the frequency characteristics of the tag antenna 112
  • the first distance L1 is located within the reactive near field that satisfies the relationship of L1 ⁇ ⁇ / 2 ⁇ , L1> ⁇ /
  • the intensity of the electromagnetic field formed by the tag antenna 112 is stronger than in the case of the 2 ⁇ radiation near field.
  • the contribution of the quasi-electrostatic magnetic field and the induction electromagnetic field that remain in the vicinity of the antenna becomes relatively large, and the contribution of the radiated electromagnetic field becomes small.
  • the coupling between the management target article 105 and the tag antenna 112 becomes strong.
  • the influence of the presence / absence of the management target article 105 on the operation characteristics of the tag antenna 112 is increased. Therefore, the article management system 1 according to the first embodiment also increases the change in the reflected electromagnetic field transmitted from the RF tag 104 to the RFID reader 103, becomes an article management system that is resistant to disturbances and noise, and can suppress false detection.
  • the article management system 1 it is desirable that the line-of-sight distance L2 satisfies the relationship of L2 ⁇ ⁇ / 2 ⁇ .
  • the article management system 1 according to the first embodiment is closer to the antenna than the case where the line-of-sight distance L2 is L2> ⁇ / 2 ⁇ .
  • the contribution of the remaining quasi-electrostatic magnetic field and induction electromagnetic field is relatively large, and the coupling between the reader antenna 102 and the tag antenna 112 is strengthened.
  • the article management system 1 according to the first embodiment communication between the RFID reader 103 and the RF tag 104 is also less susceptible to disturbance and noise.
  • the article management system 1 according to the first embodiment can realize an article management system that is less susceptible to disturbance and noise.
  • the electromagnetic field components of the quasi-electrostatic magnetic field, the induction electromagnetic field, and the radiated electromagnetic field are mixed with sufficient strength, and the vector direction changes with time, the article management system 1 according to the first embodiment. Can improve the degree of freedom of the relative orientation of the reader antenna 102 and the tag antenna 112.
  • the line-of-sight distance between the reader antenna 102 and the RF tag 104 is one of the frequencies of the RFID standard by satisfying the relationship of L2 ⁇ ⁇ / 2 ⁇ .
  • the band is about 0.05 m or less and the 2.4 GHz band is about 0.02 m or less. Therefore, according to the article management system 1 according to the first embodiment, an article management system that does not require a large space between the reader antenna 102 and the RF tag 104 can be realized.
  • the reader antenna 102, the RF tag 104, and an article to be managed can be stored in a product shelf.
  • by narrowing the interval it is possible to further prevent people and objects from entering between them, and to suppress erroneous detection caused by blocking the line of sight.
  • the RF tag 104 is not affixed to a product, for example, the reader antenna 102 is laid on the bottom of the product shelf, and the coupling coefficient is adjusted on the RF tag 104. It is easy to arrange 104 so as to satisfy the relationship of L2 ⁇ ⁇ / 2 ⁇ , and further to arrange a product to be managed thereon. Therefore, in the article management system 1 according to the first embodiment, it is possible to use an open transmission line for the purpose of basically suppressing radiation and transmitting electromagnetic waves in the longitudinal direction of the line.
  • the reader antenna 102 that suppresses radiation whose intensity is attenuated only at 1 / r and uses a quasi-electrostatic magnetic field attenuated at 1 / r 3 or an induced electromagnetic field attenuated at 1 / r 2 as a main electromagnetic field component.
  • the first distance L1 and the second distance L2 satisfy the relationship of L2> L1.
  • the strength of electromagnetic coupling varies depending on the structure of the antenna and resonator, and the characteristics of the medium between the antennas, but also greatly depends on the distance.
  • the coupling coefficient k2 between the management target article placement area 110 where the management target article 105 is placed and the tag antenna 112 is determined as a reader antenna.
  • the coupling coefficient k1 between 102 and the tag antenna 112 can be made larger.
  • the change in the reflected wave intensity due to the change in the frequency characteristics of the tag antenna 112 due to the presence or absence of the article becomes larger than the maintenance of the communication between the tag antenna 112 and the reader antenna 102. . That is, since the article management system 1 according to the first embodiment can reliably grasp the presence / absence of the article to be managed 105, erroneous detection can be suppressed.
  • the coupling coefficient k1 between the reader antenna 102 and the tag antenna 112 is preferably set to a value of 10 ⁇ 5 or more.
  • the power receiving sensitivity that gives the operation limit of the current UHF band RF tag is approximately ⁇ 20 dBm.
  • the output of the high-power UHF band RFID reader is 30 dBm. Therefore, when the coupling coefficient k1 is a value of 10 ⁇ 5 or more, power for operating the UHF band RF tag can be supplied.
  • the coupling coefficient k1 between the reader antenna 102 and the tag antenna 112 is set to a value of 10 ⁇ 2 or less.
  • the tag antenna 112 is regarded as a dipole resonator
  • the reader antenna 102 for example, an open transmission line
  • the tag antenna 112 are electromagnetically coupled.
  • the open transmission line and the resonator are coupled, a circuit is obtained. Can be interpreted. Therefore, if the coupling coefficient is too strong, the operation of the open transmission line is greatly affected, and as a result, the operation of the other RF tag 104 as a coupled resonator system is also affected.
  • a situation where a plurality of resonators are coupled in parallel to the open transmission line is considered as a circuit of a band rejection filter.
  • the no-load Q value is approximately 100 or less, so if the coupling coefficient k1 that determines the ratio band is 10 ⁇ 2 or less, Almost no influence on the operation of the open transmission line. Therefore, by setting the coupling coefficient k1 to a value of 10 ⁇ 2 or less, it is possible to suppress the coupling of the tag antenna 112 from affecting the open transmission line, and the RFID reader 103 coupled in parallel to the open transmission line can be suppressed. The mutual influence between them can also be suppressed.
  • the article management system 1 includes the management target article 105 and the tag antenna 112 when the management target article 105 exists in the management target article placement area 110 and the coupling coefficient k1 between the reader antenna 102 and the tag antenna 112. It is desirable that the coupling coefficient k2 satisfies the relationship of k1 ⁇ k2. According to the present invention, k1 ⁇ k2, that is, the coupling coefficient k2 between the managed article placement region 110 and the tag antenna 112 is made larger than the coupling coefficient k1 between the reader antenna 102 and the tag antenna 112.
  • the change in the reflected signal intensity due to the change in the frequency characteristics of the tag antenna 112 due to the presence or absence of an article becomes larger than the maintenance of the communication between the reader antenna 102 and the tag antenna 112. That is, in the article management system 1 according to the first embodiment, the presence / absence of the article to be managed 105 can be reliably detected, so that erroneous detection can be suppressed.
  • the arrangement relationship between the reader antenna 102, the RF tag 104, and the management target article 105 has been specifically described.
  • the relative positions and orientations of these components are the specific examples shown in FIG. It is not limited to.
  • the presence / absence of a management target article can be managed without providing the management target article with an RF tag.
  • the management target article can be specified using the configuration of the article management system 1 by providing an identification tag for the management target article.
  • the article management system 10 according to the first embodiment using an identification tag will be described in detail.
  • FIG. 6 shows a schematic diagram of the article management system 10 according to the first embodiment.
  • the article management system 10 according to the first embodiment includes a reader 103, a management shelf 11, and an RF tag 104.
  • the identification tag 20 used in the article management system 10 according to the first embodiment and the management target article 105 provided with the identification tag 20 are not shown.
  • the management shelf 11 includes a dielectric layer 101 and a reader antenna 102.
  • a tag sheet including the RF tag 104 is laid on the upper part of the management shelf 11 (the surface on which the reader antenna 102a is disposed). This tag sheet is spread on the surface of the management shelf 11 in a grid pattern.
  • the reader antenna 102a is wired under each tag sheet.
  • the reader 103 includes, for example, a processing unit 11 that can perform arithmetic processing, such as a computer, and a storage unit 12.
  • the storage unit 12 includes a first table indicating a correspondence relationship between the tag sheet position and the tag information of the RF tag, and a second table indicating a correspondence relationship between an identification pattern formed on an identification tag, which will be described later, and an article to be managed. And the table.
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the identification tag 20 used in the article management system 10 according to the first embodiment.
  • the identification tag 20 is provided on the back surface (the surface facing the tag sheet) of the management target article 105.
  • the identification tag 20 has the pattern formation sheet 21 in which an identification pattern is formed, and the spacer 22 provided in the surface by the side of the management object goods of a pattern formation sheet.
  • the coupling coefficient between the RF tag 104 and the management target article 105 differs depending on the property such as the difference in dielectric constant of the management target article 105. Therefore, by adjusting the thickness T of the spacer 22 of the identification tag 20 according to the property of the management target article 105, malfunction of the article management system 10 can be prevented. For example, it is preferable to increase the thickness T of the spacer 22 when the dielectric constant of the article to be managed 105 is high, and to reduce the thickness T of the spacer 22 when the dielectric constant of the article to be managed 105 is low.
  • an identification pattern for identifying an identification tag is formed on the pattern forming sheet 21.
  • the identification pattern includes a first pattern 23 having a high dielectric constant and a second pattern 24 having a low dielectric constant.
  • the shape is specified by the first pattern 23 having a high conductivity and the second pattern 24 having a low conductivity.
  • the pattern forming sheet 21 is provided with a frame set in a lattice shape. Then, either one of the first pattern and the second pattern is formed on the pattern forming sheet 21 for each frame.
  • a member having a high conductivity such as a metal foil is suitable for the first pattern
  • a member having a low conductivity such as a plastic is suitable for the second pattern.
  • an adhesive member such as a double-sided tape or an adhesive member is provided on the surface of the identification tag 20 that faces the management target article 105.
  • FIG. 8 shows an example of the identification pattern of the identification tag according to the first embodiment.
  • FIG. 8 shows four examples.
  • the identification pattern has a different shape for each identification tag 20.
  • it is preferable that each pattern is a different pattern even when the identification tag 20 is rotated.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a usage state of the article management system 10 according to the first embodiment.
  • the articles to be managed 31 to 34 are placed on the tag sheet.
  • the management target article 31 is provided with the pattern A identification tag 20 shown in FIG.
  • the management object 32 is provided with the pattern B identification tag 20 shown in FIG.
  • the management target article 33 is provided with the identification card 20 of the pattern C shown in FIG.
  • the management object 34 is provided with the identification tag 20 having the pattern D shown in FIG.
  • the RFID reader 103 reads the tag information of the RF tag 104 included in the tag sheet. Then, the RFID reader 103 recognizes the identification pattern in the processing unit 12 based on the read tag information. Further, the processing unit 12 refers to the first table and the second table stored in the storage unit 13 and specifies the positions of the management target articles 31 to 34 and the management target articles.
  • the processing unit 12 can recognize that the management target article 31 exists at the position where the tag information is read.
  • the signal intensity of the response signal from the RF tag 104 is small.
  • the signal strength of the response signal from the RF tag 104 is large. Therefore, in the processing unit 12, the pattern that can identify the tag information by the response signal having a strong signal strength is a pattern formed by the white frame of the identification pattern shown in FIG. 8. In the pattern recognition process in the processing unit 12, various pattern recognition processes in the field of image processing and the like can be applied.
  • the identification tag 20 having a different identification pattern for each identification tag is provided in the management target article, and the identification pattern is identified from the read result of the tag information of the RF tag 104. Recognize patterns. Thereby, in the article management system 10 according to the first exemplary embodiment, it is possible to specify the management target article associated with the recognized identification pattern.
  • the identification tag 20 does not include an expensive member such as a semiconductor chip like the RF tag 104, an increase in running cost due to the use of the identification tag 20 can be suppressed.
  • the identification pattern can be manufactured by an inexpensive manufacturing method such as a printing technique.
  • the identification tag 20 one identification pattern and one identification tag are associated with each other. However, the same identification pattern is formed on a plurality of identification tags, and the identification pattern is used as an identification tag indicating the type of article to be managed. You can also
  • Embodiment 2 In the second embodiment, another form of the identification pattern of the identification tag 20 will be described.
  • An example of the identification pattern of the identification tag 40 according to the second embodiment is shown in FIG.
  • the size of the frame provided in a lattice shape is set based on the size of the tag sheet.
  • the vertical width H2 of the frame is set to be twice or more the vertical width H1 of the tag sheet.
  • the horizontal width W2 of the frame is set to be twice or more the horizontal width W1 of the tag sheet.
  • the vertical width H2 of the frame is preferably at least three times the vertical width H1 of the tag sheet.
  • it is preferable that the horizontal width W2 of the frame is not less than three times the horizontal width W1 of the tag sheet.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a usage state of the article management system using the identification tag 40 according to the second embodiment.
  • a management target article 41 provided with an identification tag 40 having a pattern A and a management target article 42 provided with an identification tag 40 having a pattern B are placed on a tag sheet. Is.
  • the area where the tag sheet and one frame of the identification pattern overlap is increased even if the position of the identification tag 40 is shifted from the grid of the tag sheet.
  • the vertical width H2 of one frame of the identification pattern is set to three times or more of the vertical width H1 of the tag sheet and the horizontal width W2 of one frame of the identification pattern is set to three times or more of the horizontal width W1 of the tag sheet, Even if the position 40 is deviated from the grid of the tag sheet, at least one tag sheet is positioned under the frame of the identification pattern.
  • the article management system 10 according to the second embodiment has a higher detection than the article management system according to the first embodiment, regardless of the position of the identification tag 40 and the position of the tag sheet. Accuracy can be ensured.
  • Embodiment 3 In the third embodiment, another form of the identification pattern of the identification tag 20 will be described.
  • An example of the identification pattern of the identification tag 50 according to the third embodiment is shown in FIG.
  • the size of the frame provided in a lattice shape is set based on the size of the tag sheet.
  • the vertical width H2 and the horizontal width W2 of the frame are set to be twice or more the diagonal length D of the tag sheet.
  • the vertical width H2 and the horizontal width W2 of a frame shall be 3 times or more of the length D height of the diagonal of a tag sheet.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing a usage state of the article management system using the identification tag 50 according to the third embodiment.
  • a management target article 51 provided with an identification tag 50 having a pattern A and a management target article 52 provided with an identification tag 50 having a pattern B are placed on a tag sheet. Is.
  • the identification tag 50 even when the position of the identification tag 50 is inclined with respect to the lattice of the tag sheet, the area where the tag sheet and one frame of the identification pattern overlap. Can be increased.
  • the vertical width H2 and the horizontal width W2 of one frame of the identification pattern are set to be not less than three times the diagonal length D of the tag sheet, the position of the identification tag 50 is inclined with respect to the grid of the tag sheet. Even if it exists, at least 1 tag sheet will be located under the frame of an identification pattern.
  • the article management system 10 uses the identification tag 50 even when the position of the identification tag 50 is inclined with respect to the grid of the tag sheet. Higher detection accuracy than the article management system can be ensured.
  • FIG. 14 shows an example of the identification pattern of the identification tag 60 according to the fourth embodiment.
  • the identification pattern has a reserved pattern formed by a predetermined pattern. This reserved pattern is a part of another pattern, and is formed at a predetermined position in the identification pattern.
  • the reservation pattern area RSV in which the reservation pattern is formed is shown.
  • a reserved pattern area RSV is set in an area located in the lower part of the identification pattern.
  • a reserved pattern area RSV is set in an area located at the lower right of the identification pattern.
  • the entire identification pattern of the patterns I and J is a reserved pattern.
  • the patterns I and J are obtained by patterning the footprints on the back of the shoe, and the shape of the reserved pattern itself indicates the left foot pattern and the right foot pattern.
  • hatching is changed between the first pattern constituting the reservation pattern and the first pattern constituting the normal identification pattern.
  • This reservation pattern is a pattern that is commonly used for a plurality of identification tags.
  • the RFID reader 103 recognizes the range of the identification tag by recognizing the shape of the reserved pattern in the processing unit 12. Further, the RFID reader 103 recognizes the direction of the identification tag by recognizing the shape of the reservation pattern, and recognizes the direction of the management target article based on the recognized direction.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing a usage state of the article management system 10 according to the fourth embodiment.
  • the articles to be managed 61 to 65 are arranged on the tag sheet.
  • the management object 61 is provided with an identification tag 60 of pattern E, and is tilted to the left with respect to the lattice of the tag sheet.
  • the RFID reader 103 recognizes the inclination of the management target article 61 based on the inclination of the reservation pattern.
  • the management target article 62 is provided with an identification tag 60 of a pattern F, and is arranged so as to be inverted with respect to the normal position. Then, the RFID reader 103 recognizes that the managed article 62 is placed in an inverted position based on the position of the reservation pattern.
  • the management target articles 63 and 64 are arranged close to each other.
  • the RFID reader 103 recognizes the identification pattern range based on the position of the reserved pattern, and determines the identification pattern for each recognized range. Thereby, the RFID reader 103 recognizes that the management target articles 63 and 64 are arranged on the tag sheet.
  • the management target item 65 has a pattern I identification tag 60. This pattern I is determined as a left foot pattern, and the RFID reader 103 recognizes that the left foot is upward in the drawing at the position of the management target article 65 by recognizing the shape of the pattern I.
  • the identification tag 60 includes a reservation pattern.
  • the article management system 10 according to the fourth embodiment can recognize not only the specification of the management target article and the position of the management target article, but also the inclination and orientation of the management target article. Further, in the article management system 10 according to the fourth embodiment, erroneous recognition of the identification pattern can be prevented even when the identification tag 60 provided on the management target article is adjacent.

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Abstract

　従来の物品管理システムでは、管理対象物品を個別に特定することができなかった。本発明の物品管理システムは、無線信号を送受信するリーダアンテナ１０２と、それぞれがＲＦタグ１０４を含み、リーダアンテナ１０２の上部に敷設される複数のタグシートと、リーダアンテナ１０２を介してＲＦタグ１０４に固有のタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダ１０３と、管理対象物品３１～３４に取り付けられ、管理対象物品３１～３４とタグシートとの間に配置される識別票と、を有し、識別票のタグシートに面する面には、第１のパターンと第１のパターンよりも誘電率又は導電率が低い第２のパターンとにより識別票を特定する識別パターンが形成される。

Description

物品管理システム及び物品管理方法
本発明は、ＲＦタグを用いた物品管理システム及び物品管理方法に関する。
　近年普及が進みつつあるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システムにおいては、管理対象物品にＲＦタグを貼り付けて在庫管理などの物品管理に用いられている。このようなＲＦＩＤシステムでは、管理対象物品にＲＦタグを貼り付け、ＲＦタグのタグ情報が読み出せた場合には管理対象物品があると判断し、タグ情報が読み出せなかった場合には管理対象物品がないと判断することで管理対象物品を管理する。しかしながら、このようなＲＦＩＤシステムの使用用途においては、下記の問題があった。
　第一に、ＲＦタグのタグ情報の不正読み取りの問題があった。例えば、小売店舗で商品陳列棚上の商品管理に使用される場合、当該商品を購入しようとしている消費者や商品管理に携わる店員は、異なる第三者が商品に貼り付けたＲＦタグのタグ情報を読み取ることも可能である。このような場合、例えば、消費者が購入しようとしている、あるいは購入した商品の情報と消費者を結び付けることができ、プライバシーの侵害につながるといった問題があった。また、倉庫に保管している原材料や出荷する製品を同様にＲＦＩＤシステムで管理する場合、やはり、第三者がＲＦタグのタグ情報を読み取ることでＲＦタグ付き原材料や製品の入庫／出庫状況を知り得るという、情報セキュリティ上の問題があった。
　第二に、ＲＦタグのコストが高いという問題があった。現在、ＵＨＦ帯のタグは一枚当たり１０円を切る程度まで低コスト化されているが、例えば同様に物品管理、特に商品管理に用いられているバーコードに対して二桁程度、コストが高い状況にある。その結果、概ね１０００円以下の物品にＲＦタグを付けることは、コスト面から難しかった。
　このような問題に対処するための技術が、特許文献１～５に開示されている。特許文献１～５では、上記のＲＦＩＤシステムの利用方法と同じく物品の管理を行う技術である。さらに詳しくは、特許文献１～５は、ＲＦタグを棚上に設けて、棚上の物品の有無をモニタする技術に関するものである。
　特許文献１～５では、棚にＲＦタグが配置される。そして、棚に配置された複数のＲＦタグに対するＲＦＩＤリーダの読み取り動作を対象とする物品（以下、管理対象物品と称す）が妨げるように物品を配置する。具体的には、特許文献１、２では、管理対象物品は、ＲＦタグとＲＦＩＤリーダに付随するアンテナとの間に配置し、管理対象物品をＲＦＩＤリーダと棚との間に管理対象物品に配置された管理対象物品によりＲＦＩＤリーダの読取を妨害する。一方、特許文献３～５では、棚側にＲＦタグとＲＦＩＤリーダとを配置して、管理対象物品に設けられた妨害部をＲＦタグに近づけることで、ＲＦＩＤリーダの読取動作を妨害する。なお、管理できる物品或いは妨害部は、無線周波数のエネルギーの伝達を妨げる、金属や水などを含むものが前提となる。
　上記特許文献１～５の技術によれば、ＲＦタグは管理対象物品に貼付されず、棚上に残るため、管理対象物品に貼付されたＲＦタグのタグ情報を不正に読み取られることによるプライバシーの侵害や情報セキュリティ上の問題を生じない。従って、特許文献１～５の技術によれば、第一の問題である第三者によるＲＦタグのタグ情報の不正読み取りの問題を生じない。また、特許文献１～５の技術によれば、ＲＦタグは物品に貼付されず、棚上に残るため、ＲＦタグを繰り返し使用することができ、一物品当たりのタグコストは、実質的にタグの使用回数で除した値となる。即ち、特許文献１～５の技術によれば、第二の問題である、ＲＦタグのコストが高いという問題は、十分な使用回数を重ねることで解消される。
米国特許第７，２７１，７２４号明細書 特開２００９－０５１５８２号公報 特開２００５－３８３０１号公報 特許第５１２８８９８号 特開２０１０－２１１４５１号公報
　しかしながら、上記特許文献１～５に記載の技術においては、固定的に設置されたＲＦタグのＩＤを読み出すため、管理対象物品の有無は判断出来るものの、管理対象物品を個別に特定することはできない問題がある。
　本発明の目的は、このような課題を解決する物品管理システム及び物品管理方法を提供することを目的とする。
　本発明にかかる物品管理システムは、無線信号を送受信するリーダアンテナと、それぞれがＲＦタグを含み、前記リーダアンテナの上部に敷設される複数のタグシートと、前記リーダアンテナを介して前記ＲＦタグに固有のタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダと、管理対象物品に取り付けられ、前記管理対象物品と前記タグシートとの間に配置される識別票と、を有し、前記識別票の前記タグシートに面する面には、第１のパターンと前記第１のパターンよりも誘電率又は導電率が低い第２のパターンとにより識別票を特定する識別パターンが形成される。
　また、本発明にかかる物品管理方法は、無線信号を送受信するリーダアンテナと、それぞれがＲＦタグを含み、前記リーダアンテナの上部に敷設される複数のタグシートと、前記リーダアンテナを介して前記ＲＦタグに固有のタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダと、有する物品管理システムの物品管理方法であって、前記ＲＦＩＤリーダが所定の領域内で読み出せた前記タグ情報と読み出せなかった前記タグ情報とにより識別パターンを認識し、前記識別パターンに基づき管理対象物品の特定と前記管理対象物品の位置の特定とを行う。
　本発明によれば、管理対象物品の特定を、固定的に設置されたＲＦタグを用いた物品管理システムにおいて行うことができる。
実施の形態１にかかる物品管理システムの一部を示す概略図である。 実施の形態１にかかる物品管理システムにおける管理対象物品の配置、ＲＦタグ及びリーダアンテナの位置関係を示す物品管理システムの上面図である。 実施の形態１にかかるにかかる物品管理システムにおける管理対象物品の配置、ＲＦタグ及びリーダアンテナの位置関係を示す物品管理システムの正面側の断面図である。 実施の形態１にかかるにかかる物品管理システムにおける管理対象物品の配置、ＲＦタグ及びリーダアンテナの位置関係を示す物品管理システムの側面側の断面図である。 電界Ｅθにおける準静電界、誘導電界、放射電界の相対強度について波長λで規格化した距離ｒに関する依存性を示す表を示す。 実施の形態１にかかる物品管理システムの概略図である。 実施の形態１にかかる物品管理システムの識別票を説明するための概略図である。 実施の形態１にかかる識別票の識別パターンの一例を示す図である。 実施の形態１にかかる物品管理システムの利用状態を示す概略図である。 実施の形態２にかかる識別票の識別パターンの一例を示す図である。 実施の形態２にかかる物品管理システムの利用状態を示す概略図である。 実施の形態３にかかる識別票の識別パターンの一例を示す図である。 実施の形態３にかかる物品管理システムの利用状態を示す概略図である。 実施の形態４にかかる識別票の識別パターンの一例を示す図である。 実施の形態４にかかる物品管理システムの利用状態を示す概略図である。
　実施の形態１
　以下では、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、実施の形態１にかかる物品管理システムの全体を説明する前に、実施の形態１にかかる物品管理システムにおけるリーダアンテナ及びＲＦタグとの関係について説明する。そこで、図１に実施の形態１にかかる物品管理システムの一部を示す概略図を示す。以下の説明では、実施の形態１にかかる物品管理システムの一部を物品管理システム１と称す。図１に示すように、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、リーダアンテナ１０２、ＲＦＩＤリーダ１０３、ＲＦタグ１０４、管理対象物品１０５を有する。ここで、リーダアンテナ１０２は、誘電体層１０１、ストリップ導体１０２ａ、グランド導体１０２ｇ及び整合終端抵抗Ｒｔにより構成されるものである。
　誘電体層１０１は、例えば、誘電体により形成される板状部材である。以下の説明では、誘電体層１０１の管理対象物品が置かれる面を表面と称す。また、以下の説明では、ストリップ導体とグランド導体とを個別に説明する場合を除きリーダアンテナの符号として１０２を用いる。リーダアンテナ１０２は、整合終端された開放形伝送線路で構成され、ＲＦタグ１０４と無線信号の送受信を行う。リーダアンテナ１０２は、開放形伝送線路であるマイクロストリップラインを用いたリーダ用進行波型近傍界アンテナである。また、このリーダアンテナ１０２は、コプレーナライン、グラウンデッドコプレーナライン、スロットライン、平衡二線式伝送線路など、伝送線路周囲に主として準静電磁界と誘導電磁界からなる電磁界分布を生じさせるものを開放形伝送線路として使用できる。なお、伝送線路周囲をシールドしている同軸ケーブルや導波管などは伝送線路周囲にこのような電磁界を生じない遮蔽型伝送線路のため、電磁界を漏洩させる特別な工夫なくしてリーダアンテナ１０２としては使用できない。
　ＲＦＩＤリーダ１０３は、リーダアンテナ１０２に送信信号を送出すると共にリーダアンテナ１０２を介してＲＦタグ１０４のタグアンテナで生成した応答信号を受信する。より具体的には、ＲＦＩＤリーダ１０３には、リーダアンテナ１０２の一端が接続される。そして、ＲＦＩＤリーダ１０３は、生成した送信信号をリーダアンテナ１０２に送り、リーダアンテナ１０２と電磁界結合されたＲＦタグ１０４のタグアンテナに当該送信信号を伝達する。一方、ＲＦＩＤリーダ１０３は、リーダアンテナ１０２に無線通信により伝達されるＲＦタグ１０４で生成した応答信号を受信する。なお、リーダアンテナ１０２のストリップ導体の他端には整合終端抵抗Ｒｔが接続される。
　ＲＦタグ１０４は、管理対象物品が近傍に置かれた状態でリーダアンテナ１０２から見通せる位置であって、リーダアンテナ１０２と電磁界結合する位置に設置される。本実施の形態では、ＲＦタグ１０４として受動型のタグを用いた例について説明するが、ＲＦタグ１０４としては、能動型のタグを利用することもできる。受動型タグは、リーダアンテナ１０２からＩＤ（以下、タグ情報と称す）を問い合せる信号を受信すると、タグアンテナを介して得た信号の一部によりチップ内の電源回路（不図示）を用いて自チップが動作するための電力を生成する。また、受動型タグは、受信した信号の一部をデコードして受信データを生成する。そして、受動型タグは、チップ内の記憶回路に格納されたタグ情報を参照し、変調回路（不図示）を動作させて変調信号を生成し、タグアンテナを介して当該変調信号をアンテナ１０２ａに送信する。
　管理対象物品１０５は、ＲＦタグ１０４のタグアンテナと電磁界結合する位置に配置される。この管理対象物品１０５が置かれる位置を以下では管理対象物品配置領域１１０と称す。この管理対象物品１０５は、水分のような誘電率の高い材料、あるいは金属を含んでいるものが望ましいがそれに限らない。より具体的には、ペットボトル飲料、缶飲料、アルミ包装入りスナック菓子の他に、書籍などの厚い紙の束、おにぎり、パン、プラスチックパック入り惣菜、手や足の人体、さらに靴などを管理対象物品とすることができる。このような水分の多い物品等、多様な物品への対応は、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯のＲＦＩＤシステムを使用していることに起因する。１３．５６ＭＨｚやそれ以下の周波数帯で使用されるＲＦＩＤシステムではまず、表皮厚さが厚くなるため水分への反応が極めて弱くなる。また、これらの周波数帯ではリーダとタグの間の結合に電磁誘導が使用されている。電磁誘導は磁界による結合であるため、比透磁率の違いには敏感なものの、一方で比誘電率の違いには敏感ではない。従って、水の比誘電率が８０と極めて高くても、電磁誘導の場合にはタグアンテナの動作は水分に敏感に反応しない。また、一般的に物質の多くは磁性材料でもない限り比透磁率は１近辺の値を取る。一方、比誘電率は１とは大きく異なる場合が多い。さらに電磁誘導だけに依存するＲＦＩＤシステムと異なり、本発明では、準静電磁界、誘導電磁界、放射電磁界の電磁界成分を使用するため、タグとリーダアンテナとの相対的な配置自由度が高くなる。例えば、電磁誘導を用いたＲＦＩＤシステムのように、リーダアンテナの発生した磁束がタグのコイル状アンテナを貫くようにアライメントする必要がないか、あるいはアライメントの条件が緩くなる。また、使用周波数帯が高いことに伴い、データレートも電磁誘導を使用するＲＦＩＤシステムの場合より高くなる。従って、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯のＲＦＩＤシステムを使用することが望ましい。なお、ＲＦタグ１０４は、プラスティック板等でカバーされていてもよい。これにより、タグの耐久性を挙げることができる。このＲＦタグの表面に結露などの微量の水分が付く場合もあるが、このような場合はタグアンテナと管理対象物品との間の結合係数等を調整することにより、微量の水分の影響を排除することも可能である。
　ここで、実施の形態１にかかる物品管理システム１の動作について説明する。物品管理システム１では、ＲＦタグ１０４で生成した応答信号に基づき管理対象物品の有無を検出するものである。この検出動作をするに当たり、物品管理システム１は、まず、ＲＦＩＤリーダ１０３からリーダアンテナ１０２を介してタグ情報読み出しコマンドを送信信号として送出する。
　続いて、ＲＦタグ１０４は、送信信号を受信する。そして、ＲＦタグ１０４は、受信した信号の一部を用いて電力を生成し、動作を開始する。その後、ＲＦタグ１０４は、受信した信号をデコードして受信した信号に含まれる受信データを再生する。ＲＦタグ１０４は、この受信データと内蔵する記憶回路中に含まれるタグ情報とを参照し、タグ情報と受信データとから判断して応答すべき場合には、タグ信号を元に生成した変調信号を応答信号としてリーダアンテナ１０２に送出する。
　このとき、ＲＦＩＤリーダ１０３は、送出したタグ情報読み出しコマンドに対応したＲＦタグ１０４からの応答信号の強度或いは位相変化により管理対象物品の有無を判断する。より具体的な一例としては、ＲＦＩＤリーダ１０３は、ＲＦタグ１０４からの応答信号の信号強度が強ければ管理対象物品がないと判断し、ＲＦタグ１０４からの応答信号の信号強度が弱ければ管理対象物品があると判断する。例えば、図１に示す例では、図面の最も右側に配置されたＲＦタグ１０４の上には管理対象物品がないため、このＲＦタグ１０４は、管理対象物品がある場合と比較して強い信号強度で応答信号を送出することが可能であり、ＲＦＩＤリーダ１０３は、この信号強度の強さによりこのＲＦタグ１０４の位置には管理対象物品１０５はないと判断する。一方、図１の他の３つのＲＦタグ１０４の上には、管理対象物品１０５が置かれているため、他の３つのＲＦタグ１０４が送出する応答信号の信号強度は、管理対象物品がない場合と比較して弱くなる。そのため、ＲＦＩＤリーダ１０３は、他の３つのＲＦタグ１０４の位置には管理対象物品１０５があると判断する。なお、応答信号の信号強度が弱い場合の一例には、ＲＦＩＤリーダ１０３の受信感度を下回り応答信号が検出できない場合も含まれる。また、ＲＦＩＤリーダ１０３は、コンピュータが接続されるもの、又は、コンピュータの一部として機能するものであり、管理対象物品１０５の有無の判断については当該コンピュータにより行われるものとする。
　ここで、上記のように応答信号の信号強度が変化するのは、管理対象物品１０５とＲＦタグ１０４のタグアンテナとが電磁界結合するためである。そこで、以下では、管理対象物品１０５、ＲＦタグ１０４及びリーダアンテナ１０２の位置関係についてさらに詳細に説明を行う。
　まず、図２に実施の形態１にかかる物品管理システム１の上面図を示す。図２では、上面図として管理対象物品１０５が１つ置かれる領域を拡大した図を示した。図２に示すように、物品管理システム１では、誘電体層１０１上にリーダアンテナ１０２のストリップ導体１０２ａが形成される。そして、ストリップ導体１０２ａの上方にＲＦタグ１０４が設置される。さらに、ＲＦタグ１０４の上方であって、ＲＦタグ１０４が覆われる位置に管理対象物品が置かれる管理対象物品配置領域１１０が設定される。ここで、ＲＦタグ１０４が覆われる位置と記載したが、ＲＦタグ１０４と管理対象物品が十分強く電磁界結合する程度に近接すればよいため、ＲＦタグ１０４と管理対象物品配置領域１１０の配置はこれに限られるものではない。また、ＲＦタグ１０４は、ＲＦＩＤチップ１１１及びタグアンテナ１１２を有する。
　続いて、図３に実施の形態１にかかる物品管理システム１の正面側の断面図を示す。図３では、図２と同様に管理対象物品１０５が１つ置かれる領域を拡大した図を示した。図３に示すように、物品管理システム１では、誘電体層１０１の表面側にストリップ導体１０２ａが設けられ、誘電体層１０１の裏面にグランド導体１０２ｇが設けられ、リーダアンテナ１０２を形成する開放型電送線路の一種であるマイクロストリップラインを構成する。そして、ストリップ導体１０２ａの一端とグランド導体１０２ｇは整合終端抵抗Ｒｔを介して接続される。また、ストリップ導体１０２ａの他端にＲＦＩＤリーダ１０３が接続される。このような接続とすることでストリップ導体１０２ａは整合終端される。なお、ストリップ導体１０２ａの上方やグランド導体１０２ｇの下方に、主に耐久性を向上させるためのカバーを配置しても良い。
　また、図３に示すように、管理対象物品１０５は、ＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２との間の距離が第１の距離Ｌ１となる位置に配置される。ＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２は、リーダアンテナ１０２との間の距離が第２の距離Ｌ２となる位置に配置される。そして、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２は、Ｌ１＜Ｌ２となる関係に設定されることが望ましい。これにより、後述する結合係数ｋ１とｋ２との関係をｋ１＜ｋ２とすることが容易になる。なお、図３では、管理対象物品１０５、タグアンテナ１１２、リーダアンテナ１０２の距離の関係のみを示したが、上記距離の関係を満たすために、例えば、ＲＦタグ１０４をプラスティック板等でカバーする場合に、プラスティック板の厚みを用いることが可能である。つまり、ＲＦタグ１０４をプラスティック板に内蔵し、当該プラスティック板によりＲＦタグが組み込まれたシートを形成することで上記第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２の関係を確保することができる。なお、プラスティック板によりシートを形成する手法は、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との関係を確保するための一形態であり、他の手法を用いることも可能である。また、ここでいう距離とは、より正確には波長短縮率を考慮した電気長とすることが望ましい。さらに、ここでいう距離とは、見通し距離とすることが望ましい。
　続いて、図４に実施の形態１にかかる物品管理システム１の側面側の断面図を示す。図４では、図２と同様に管理対象物品１０５が１つ置かれる領域を拡大した図を示した。図４に示すように、実施の形態１では、ストリップ導体１０２ａは、ＲＦタグ１０４の下部の一部に設置される。また、物品管理システム１では、側面視においても、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との関係はＬ１＜Ｌ２の条件を満たすようにＲＦタグ１０４及び管理対象物品１０５が設置される。
　ここで、上記図２～図４を参照して、物品管理システム１の各構成要素の関係による効果についてさらに詳細に説明する。
　まず、図２に示すように、物品管理システム１では、管理対象物品１０５が、ＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２の上方であって、距離が第１の距離Ｌ１となる位置に配置される。さらに、ＲＦＩＤリーダ１０３に接続されるリーダアンテナ１０２が、ＲＦタグ１０４の下部であって、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の見通し距離が第２の距離Ｌ２だけ離して配置されている。このように、物品管理システム１では、管理対象物品１０５がリーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４との間に挟まれる領域以外に配置される。そのため、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４との間の見通しが管理対象物品１０５により遮られることがない。また、物品管理システム１では、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との距離を第２の距離Ｌ２とする。
　上述したように、物品管理システム１では、管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２との間の第１の距離Ｌ１及びタグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２の間の見通し距離である第２の距離Ｌ２を調節する。また、物品管理システム１では、第１の距離Ｌ１及び第２の距離Ｌ２を調節することにより、管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２との結合係数ｋ２及びタグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２との結合係数ｋ１を調節する。そして、物品管理システム１では、管理対象物品１０５の有無によって変化する結合係数ｋ２に応じてタグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２との間の信号強度を変化させ、当該信号強度の変化により管理対象物品１０５の有無を判断する。
　そこで、第１の距離Ｌ１、第２の距離Ｌ２、結合係数ｋ１、ｋ２の関係及び当該設定に基づく実施の形態１にかかる物品管理システム１の効果について以下で説明する。まず、本発明では電磁界結合を用いるがこの電磁界結合の強度を示す結合係数については、電磁界シミュレータにより比較的容易に評価可能である。また、電磁界結合の説明では、タグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２との間の無線信号の波長をλとすると、波源（例えば、アンテナ）からの距離がλ／２π（πは円周率）より近い領域をリアクティブ近傍界（reactive near-field）、距離がλ／２πより遠く、且つ、λより近い領域を放射近傍界（radiative near-field）、さらにこれら二つの領域を合わせて近傍界（near-field region）と称す。
　この近傍界では、電磁界は複雑な様相を示し、準静電磁界、誘導電磁界、放射電磁界が各々無視しえない強度比で存在し、それらの合成された電磁界のベクトルも空間的、時間的に様々に変化する。一例として波源を微小ダイポールアンテナとした場合に、このアンテナが形成する電界Ｅ［Ｖ／ｍ］と磁界Ｈ［Ａ／ｍ］を球座標系（ｒ、θ、φ）及びフェーザー表示で示すと、式（１）～式（４）で示すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ここで、上記式（１）～式（４）では、微小ダイポールアンテナに蓄えられる電荷をｑ［Ｃ］、アンテナの長さをｌ［ｍ］、波長をλ［ｍ］、波源から観測点までの距離をｒ［ｍ］とした。また、πは円周率、εは誘電率、μは透磁率である。この式（１）～式（４）の中で、１／ｒ３に比例する項が準静電磁界、１／ｒ２に比例する項が誘導電磁界、１／ｒに比例する項が放射電磁界を示している。これらの電磁界成分は、各々距離ｒに対する依存性が異なるため、距離ｒに依存してその相対強度が変化する。
　続いて、図５に電界Ｅθにおける準静電界、誘導電界、放射電界の相対強度について波長λで規格化した距離ｒに関する依存性を示す表を示す。なお、図５で示した表の２行目は、国内電波法で許可されているＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯ＲＦＩＤの周波数とほぼ同じ９５０ＭＨｚの自由空間波長で換算した距離を示した。
　図５に示した表から分かる通り、距離ｒが大きくなると、各々の電界強度が小さくなり、さらに各々の成分比も変化する。例えば、ｒ＜λ／２πの領域では準静電界、誘導電界、放射電界の順に電界強度が強く、ｒ＞λ／２πの領域では準静電界、誘導電界、放射電界の順に電界強度が弱くなる。さらに、ｒ＞λの領域では準静電界と誘導電界の寄与は極めて小さくなり、ｒ＞２λの領域となる遠方界ではほぼ放射電界成分のみとなる。一方で、ｒ＜λの領域では準静電界と誘導電界の寄与が十分残っており、さらにｒ＜λ／２πのリアクティブ近傍界では準静電界と誘導電界が大きな寄与を占める。また、式（１）～式（４）に見られるように放射電界と比較して、準静電磁界と誘導電磁界はθ方向成分以外にｒ方向成分とφ方向成分を有しており、多様な方向の成分を有している。
　一般的に、アンテナから空間中に放射されて伝搬する放射電磁界と比較して、このようにリアクティブ近傍界ではアンテナ近傍に留まる準静電磁界と誘導電磁界が支配的であり、さらに絶対的な電磁界強度も強い。放射近傍界では、一般的に、絶対的な電磁界強度は波源からの距離が長くなればなるほど弱くなる。また、準静電磁界と誘導電磁界の相対強度は弱まり、放射電磁界の相対強度が強くなる。以上の通り、近傍界では準静電磁界と誘導電磁界が存在し、これらの電磁界により、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の間の結合やタグアンテナ１１２と管理対象物品１０５の間の結合を生じる。
　通常のＵＨＦ帯やマイクロ波帯を使用する受動型ＲＦＩＤシステムでは、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の間の距離ｒはｒ＞λの関係を満たしており、交信に放射電磁界を使用する。その放射電磁界を効率よく生成するため、リーダアンテナ１０２はパッチアンテナを代表とする共振型アンテナが用いられる。このような共振型アンテナをｒ＜λの近傍界で使用すると、共振型アンテナ中の定在波により、電磁界強度がアンテナに沿った場所により大幅に変化する。例えば定在波の頂点付近では最も振幅が大きくなり、定在波の中点では振幅は０となる。従って、このような共振型アンテナを用いたリーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の間の距離ｒがｒ＜λの関係を満たす場合、リーダアンテナ中の定在波の中点に近い部分ではリーダアンテナからの信号をタグアンテナが受けることができなかったり、極めて受信信号強度が弱くなったりする。即ち、不感領域ができ、使用に支障を生じる。
　このようなことから、特許文献１に記載のシステムでは、物品が置かれる棚、物品１０５及びＲＦタグからＲＦＩＤリーダを十分に離して設置することで、棚より十分小さいリーダアンテナから電波が照射され、カバーエリアを広く取る形態とならざるを得ない。従って、特許文献１に記載のシステムでは、ＲＦＩＤリーダとＲＦタグの間に広い空間を必要とする。また、棚の材質によっては、特に金属材質の棚などの場合、マルチパス現象を生じ、電波の干渉によってタグの読取が不安定になり、管理対象物品の有無に関わらずタグ情報が読めないことがある。また、リーダアンテナと物品を配置する場所の間に人やモノが入った場合、物品があるのと同様にタグが読めなくなり、物品が無いにもかかわらず、あると誤検知してしまうという問題を生じる。
　一方、ｒ＜λの近傍界、さらに望ましくはｒ＜λ／２πのリアクティブ近傍界に存在する準静電磁界と誘導電磁界を通してアンテナ間が電磁界結合して結合回路を形成することもできる。この場合、その条件通りＲＦＩＤリーダとＲＦタグの間に広い空間を必要としない。しかしながら、単純にリーダアンテナ１０２に共振型アンテナを用いると、不感領域ができ、使用に支障を生じる。また、定在波アンテナは一般的にその大きさがλ程度であり、タグと近接して用いると、カバーエリアが極端に狭くなってしまう。
　そこで、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、ＲＦＩＤリーダ１０３に接続されるリーダアンテナ１０２が、整合終端された開放形伝送線路で構成され、開放形伝送線路とＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２とが電磁界結合されるようにＲＦタグ１０４を配置する。そして、物品管理システム１では、ＲＦＩＤリーダ１０３のリーダアンテナ１０２として電波の放射の少ない開放形伝送線路を用いることで、開放形伝送線路周囲に生じる準静電磁界と誘導電磁界を通して、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２とを電磁界結合させて結合回路を形成する。即ち、開放形伝送線路を近傍界で動作する進行波型アンテナとして用いている。この構成により、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４との間に広い空間を必要としなくなる。また、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の交信が結合回路を通じて近距離で行われるため、マルチパス現象の発生と、リーダアンテナ１０２と管理対象物品１０５を配置する場所との間に人やモノが入るといったことによる誤検知を抑制することができる。さらに、リーダアンテナ１０２として整合終端された開放形伝送線路を用いるため、アンテナ中を伝搬する電磁波の主たる成分は定在波を生じず、進行波として整合終端まで伝搬する。ここで、定在波を生じないとは、厳密には十分定在波が小さいことを意味しており、通常、定在波比が２以下、望ましくは１．２以下の値であることを意味する。
　伝送線路の終端が十分な精度で整合している場合、或いは、伝送線路中を伝わる電磁波が終端付近で十分減衰している場合に、伝送線路内に大きな定在波が生じずに進行波が主成分となる。そして、このような伝送線路における電磁界分布を利用することにより進行波アンテナを形成することができる。さらに、この線路周辺の空間に形成される電磁界は放射電磁界が相対的に少なく、静電磁界と誘導電磁界が主たる成分となっている。これら、静電磁界と誘導電磁界の電磁界強度は、放射電磁界の強度より強く、リーダが同一の出力で動作していても、ＲＦタグ１０４が得られる電磁界強度は強くなる。換言すれば、タグの動作を保証しながらも、周囲に放射電磁界をまきちらさない環境を形成できる。
　通常用いられているパッチアンテナなどの定在波型のアンテナでは、アンテナ内部の定在波に応じてアンテナ近傍の電磁界分布が極めて不均一になっており、不感部分を避けるため、管理対象物品１０５を管理できる領域が限定される。これに対して本実施の形態に記載する開放形伝送線路からなる進行波型アンテナの場合、アンテナ近傍でも、電磁界分布に節のような変化しない部分が無く、至る所常に変化している。従って、近傍界においてもアンテナに沿った定在波に伴う電磁界が均一となるため、ＲＦタグ１０４のタグ情報を読み取れないエリアができない。即ち、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の配置の自由度が向上する。
　また、物品管理システム１では、この進行波を信号として、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の電磁界結合を通じて交信するため、共振型アンテナと異なり、不感領域ができず、使用に支障を生じることがない。従って、物品管理システム１は、開放形伝送線路周囲に生じる準静電磁界と誘導電磁界の強度がＲＦタグ１０４を動作させるに十分大きい範囲内で伝送線路を波長に無関係に延伸することにより、カバーエリアを広く取ることができる。即ち、実施の形態１にかかる物品管理システム１では上記の開放形伝送線路を使用することで、電力の放射損を抑制し、カバーエリアの拡大が容易になる。
　なお、ここでいう開放形伝送線路は、基本的に放射を抑制して線路長手方向に電磁波を伝送することを目的とした伝送線路であって、開放形のものを指す。例としては、平衡二線型伝送線路やそれに類似の伝送線路、マイクロストリップライン、コプレーナライン、スロットラインなどの伝送線路とそれらの伝送線路の変形であるグラウンデッドコプレーナ線路やトリプレート線路等が挙げられる。また、メッシュ状の導体部とシート状の導体部とに挟まれる狭間領域とメッシュ状の導体部側外側の浸出領域とにおいて電磁場を変化させて信号を伝達する面状に広がるアンテナも条件によっては利用することが可能である。この面状に広がるアンテナは、定在波が混在し、不完全ながら進行波アンテナとしても動作するものであり、定在波により生じる電磁界分布の不均一を無視できれば使用可能である。一方で伝送線路周囲をシールドしている同軸ケーブルや導波管など伝送線路周囲にこのような電磁界を生じない遮蔽型伝送線路は、上述した電磁界を漏洩させる特別な工夫なくして使用できない。
　また、対向する導電性シート体に挟まれる狭間領域に電磁場を存在させ、２つの導電性シート体の間の電圧を変化させて当該電磁場を変化させたり、当該電磁場の変化によって導電性シート体の間の電圧を変化させたりして、電磁場を所望の方向に進行させる電磁波伝達シートがある。さらに広い意味では、この電磁波伝達シートもシート長手方向に見れば、本発明の開放形伝送線路の一種とみなせる場合もある。但し、電磁波伝達シートは、シート内の定在波により、本発明の実施に必ずしも最適とは言えない。また、電磁波伝達シートの場合、導波管上面が波長より十分細かい金属メッシュとなり、エバネッセント波が上面より漏洩しているとみなすことができる。このような一般に波長の１／１０未満の間隔、幅、長さで電磁界が漏洩するスロットが複数設けられているような伝送線路は実施の形態１にかかる物品管理システム１の開放形伝送線路の一種とみなすことができる。
　一方で、開放形伝送線路から強く放射させることを意図してクランク形状を設計したり、あるいは高次モードを積極的に利用することにより一定の放射電磁界強度を得る、いわゆるクランクラインアンテナ、メアンダラインアンテナ、漏洩同軸ケーブル等を用いて遠方界での電磁放射を目的とした進行波アンテナと、実施の形態１にかかる物品管理システム１の開放形伝送線路は異なる。これらは波長程度のサイズ、一般的には波長の１／１０以上のサイズで周期的に設けられるクランク形状やスロットから優先的に放射が起こるため、先に述べた共振型アンテナ同様、電磁界の強度が場所により大幅に変化する。従って、近傍界での使用ではタグ情報の読取が不安定になったり、場所によりタグが読めないことがあるため、使用に支障を生じる。さらに、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤシステムにおいては、世界各国で割り当て周波数が異なっており、概ね８６０～９６０ＭＨｚの帯域に分布している。これは比帯域にして約１０％と広い幅があり、共振型アンテナの共振点の設計やクランク、メアンダ、スロットの周期に重大な変更を要求する。一方で実施の形態１にかかる物品管理システム１では、もともと極めて帯域の広い開放形伝送線路を使用するため、特段の変更無しに同一のアンテナをリーダアンテナ１０２として使用できる。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１によれば、管理対象物品１０５とＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２とが電磁界結合するように、ＲＦタグ１０４と離間して管理対象物品１０５を置く管理対象物品配置領域１１０が設けられる。従って、管理対象物品１０５がある場合には管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２が結合回路を形成するため、管理対象物品１０５が無い場合と比較してタグアンテナ１１２の共振周波数が変化したり、タグアンテナ１１２の給電点インピーダンスが変化する。タグアンテナ１１２は、一般的に、自由空間において交信に使用する信号の周波数で共振し、給電点インピーダンスも調整されていて、受信感度が最大となるように作成されているため、上記の変化は受信感度を下げ、さらにＲＦＩＤリーダ１０３に反射信号を送る際のタグアンテナ１１２の動作にも悪影響を与える。その結果、交信に使用する信号に対する受電感度が低下する。また、ＲＦタグ１０４が反射する信号の送信出力も低下する。従って、ＲＦタグ１０４はＲＦＩＤリーダ１０３からの信号を受電できない、または信号の受電強度が低く、タグの動作電力を確保できない、あるいはタグが十分な強度の反射電磁界を生成できなくなる。その結果、ＲＦＩＤリーダ１０３はＲＦタグ１０４のタグ情報を読めなくなる。あるいはＲＦＩＤリーダ１０３に届く反射電磁界の強度や位相はタグの共振周波数変化などに伴い大きく変化する。即ち、管理対象物品１０５が管理対象物品配置領域１１０にある場合には、タグ情報が読めなくなる、あるいは管理対象物品１０５がない場合と比較してＲＦタグ１０４からの反射電磁界の強度や位相が大きく変化するため、ＲＦＩＤリーダ１０３は管理対象物品１０５があることを検出できる。即ち、管理対象物品１０５の有無によるタグアンテナ１１２の動作特性の変化が生じた結果、ＲＦＩＤリーダ１０３はＲＦタグ１０４からの反射信号の強度や位相変化を検出することができ、その検出結果から管理対象物品の有無を検出することができる。
　このように、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、管理対象物品１０５の有無の検出にＲＦタグ１０４とＲＦＩＤリーダ１０３の見通しを管理対象物品１０５がさえぎることは必ずしも必要なく、管理対象物品１０５はタグアンテナ１１２と電磁界結合するように、タグアンテナ１１２（或いはＲＦタグ１０４）と離間して管理対象物品１０５を置く場所が設けられていればよいため、必ずしも管理する物品の配置はＲＦＩＤリーダ１０３とＲＦタグ１０４の間に限定されず、自由な配置が可能となる。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、単に給電されているリーダアンテナ１０２の近傍に物品が配置されたことを、リーダアンテナ１０２の動作特性変化から見るのではなく、タグアンテナ１１２の動作特性の変化をリーダアンテナ１０２を介したＲＦＩＤリーダ１０３におけるタグ情報の読み出し信号変化に基づき判断する。このように、ＲＦタグ１０４を介在させることによりリーダアンテナ１０２と管理対象物品１０５を配置する場所の相対位置の自由度を向上させることができる。また、１つのリーダアンテナ１０２や、ＲＦＩＤリーダ１０３であっても、複数のＲＦタグ１０４を配置することにより、複数の管理対象物品１０５の有無を検出することができる。さらに、タグアンテナ１１２が管理対象物品１０５を配置する場所に形成する電磁界は、放射電磁界以外に準静電磁界や誘導電磁界の成分を含む。従って、電磁界成分は通常の遠方界の放射電磁界成分と比較して、様々な方向に広がっている。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、管理する物品とタグの相対位置の自由度を向上させることができる。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、ＲＦＩＤシステムをベースとしており、ＲＦタグ１０４が固有のＩＤ（タグ情報）を持っており、そのタグ情報を元に多元接続が可能である。従って、ＲＦタグ１０４のタグ情報と管理対象物品１０５を配置する場所とをひも付けておけば、読めないＲＦタグ１０４のタグ情報から、管理対象物品１０５の有る場所を特定できる。一方で、管理対象物品１０５がない場合、ＲＦタグ１０４はＲＦＩＤリーダ１０３からの信号に応答し、ＲＦＩＤリーダ１０３はＲＦタグ１０４のタグ情報を読み取ることができる。従って、管理対象物品１０５がない場合には、通常の反射電磁界の強度でＲＦタグ１０４のタグ情報が読めるため、管理対象物品１０５がないことを検出できる。さらに読めたＲＦタグ１０４のタグ情報から、管理対象物品１０５の無い場所を特定できる。また、複数の管理対象物品１０５を管理する場合にも、管理対象物品１０５を配置する場所にひも付けたタグ情報が各々異なることにより、場所を特定して物品管理を行うことができる。以上の通り管理対象物品１０５の有無を検出できるため、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、ＲＦタグ１０４を管理する物品に貼付する必要なく、管理対象物品１０５の有無を管理できる。
　なお、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、管理対象物品１０５はＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２と電磁界結合するように、ＲＦタグ１０４と離間して管理対象物品１０５を置く場所が設けられていればよいため、ＲＦタグ１０４は管理対象物品１０５に貼付されず、ＲＦタグ１０４は繰り返し使用できるため、物品一品当たりのタグコストは、実質的にタグの使用回数で除した値となる。即ち、ＲＦタグ１０４のコストが高いという問題は、十分な使用回数を重ねることで解消できることは言うまでもない。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、ＲＦタグ１０４は管理対象物品１０５に貼付されないため、管理対象物品１０５に貼付されたＲＦタグ１０４を不正に読み取られることによるプライバシーの侵害や情報セキュリティ上の問題を生じない。即ち、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、第三者によるタグ情報の不正読み取りの問題を生じない。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、ＲＦＩＤリーダ１０３とＲＦタグ１０４が交信に使用する信号の波長をλとした場合、管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２との間の第１の距離Ｌ１がＬ１≦λの関係を満たすように管理対象物品１０５を置く管理対象物品配置領域１１０が設けられる。また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、ＲＦＩＤリーダ１０３のリーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２との間の見通し距離である第２の距離Ｌ２がＬ２≦λの関係を満たす。なお、実施の形態１にかかる物品管理システム１における距離とは、電波伝搬における距離であり、ほぼ幾何学的な最短距離に一致する。
　管理対象物品１０５を配置する管理対象物品配置領域１１０とＲＦタグ１０４のタグアンテナ１１２との間の距離Ｌ１がＬ１≦λの関係を満たしていれば、ＲＦタグ１０４から見て物品を配置する場所は近傍界の範囲内になる。従って、準静電界と誘導電界の寄与が十分あり、管理対象物品１０５が水分のような誘電率の高い材料、あるいは金属を具備する場合であって、管理対象物品配置領域１１０に管理対象物品１０５がある場合には、タグアンテナ１１２と管理対象物品１０５は準静電磁界や誘導電磁界を通して電磁界結合することができる。なお、管理対象物品１０５として、人体も多量の水分を含んでいるため、検出可能であり、人の動線管理などにも使用できる。
　第１の距離Ｌ１をＬ１≦λとなる値に設定することで、タグアンテナ１１２の近傍界内では準静電磁界と誘導電磁界の成分が無視しえない強度で存在し、これら電磁界の成分はタグアンテナ１１２と管理対象物品１０５との間に相互インダクタンスやキャパシタンスなどを介した電磁界結合を生じる。従って、管理対象物品１０５の有無によりタグアンテナ１１２の回路定数が変化し、タグアンテナ１１２の動作特性が変化する。また、管理対象物品１０５の有無によるさらに分かりやすい変化として、タグアンテナ１１２の共振周波数が変化する。システムコスト抑制のために、通常市販されているＲＦタグをＲＦタグ１０４として使用すると、タグアンテナ１１２はダイポールアンテナを基本とする定在波アンテナである。このようなＲＦタグ１０４では、タグアンテナ１１２の共振周波数を無線通信の周波数に合わせて設定することで高感度化を実現する。このようにタグアンテナ１１２の共振周波数が設定した周波数で共振する状態が管理対象物品１０５がない状態に相当する。
　次に、管理対象物品１０５がＲＦタグ１０４上に置かれた場合、タグアンテナ１１２は管理対象物品１０５と結合するために共振周波数は概ね低下する。従って、無線通信周波数におけるタグアンテナ１１２の感度は大幅に低下する。例えば、受信感度低下によりＲＦＩＤチップ１１１の動作電力を賄えない場合、ＲＦタグ１０４はＲＦＩＤリーダ１０３の問い合わせに応答しない。あるいは、動作電力を賄えた場合にも、タグアンテナ１１２は、ＲＦＩＤチップ１１１で生成した変調信号による、十分な強度の空間の電磁界変化を生じさせることができない。
　その結果、管理対象物品１０５がある場合、ＲＦＩＤリーダ１０３からの問い合わせに対してＲＦタグ１０４は応答しなくなる、或いは、管理対象物品１０５がない場合と比較してＲＦタグ１０４からの反射電磁界の強度が大きく変化する。この反射電磁界の強度変化をＲＦＩＤリーダ１０３で検出することで管理対象物品１０５がないことを判断できる。この判断の処理は、例えばコンピュータに行わせることができる。以上のように、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、ＲＦタグ１０４を管理対象物品１０５に貼り付けることなく、管理対象物品１０５の有無を検出し、管理対象物品１０５の有無を管理することができる。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、管理対象物品１０５の有無によるＲＦタグ１０４の応答の変化を生じるためには、ＲＦタグ１０４と管理対象物品１０５との間の第１の距離Ｌ１がＬ１≦λの関係を満足すればよく、ＲＦタグ１０４とリーダアンテナ１０２の見通しを管理対象物品１０５により遮る必要はない。即ち、管理対象物品１０５の配置はＲＦＩＤリーダ１０３のタグアンテナ１１２とＲＦタグ１０４の間に限定されず、配置の自由度が向上する。例えば商品陳列棚上の商品の有無を検知する場合、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４を棚板に組み込むことができ、アンテナが隠れることにより、美観上も極めて優れる。
　なお、ここでは主としてタグアンテナ１１２の共振周波数が無線通信周波数とずれることによる、信号強度の変化を検出する方式について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。共振周波数がずれるならば、リーダが法律上許されている範囲内で無線通信周波数を掃引し、共振周波数のずれを検知することにより、物品の有無を検知してもよい。また、共振周波数前後では位相が大きく変化する。従って、位相変化を観察することによっても物品の有無を検知できることは言うまでもない。
　また、上記第１の距離Ｌ１と同様に、タグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２との間の見通し距離Ｌ２がＬ２≦λの関係を満たしていれば、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２は近傍界の範囲内になる。ここで、見通し距離Ｌ２は、リーダアンテナ１０２中で特に強い波源となるストリップ導体１０２ａとタグアンテナ１１２の間の距離を意味する。見通し距離Ｌ２をλ以下とすることで、準静電界と誘導電界の寄与が十分あり、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２とは電磁界結合することができる。特に実施の形態１にかかる物品管理システム１では、ＲＦタグ１０４からの反射電磁界の強度という、アナログ量により物品の有無を判定するため、電波干渉による反射電磁界強度の変化は誤検出を招きやすい。しかし、この構成により、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の無線通信は直接波が中心となり、マルチパス現象に伴う電波干渉が起こりにくい。従って、誤検知が抑制できる。また、ＲＦＩＤリーダ１０３とＲＦタグ１０４の各々のアンテナが形成する電磁界は、放射電磁界以外に準静電磁界や誘導電磁界の成分を含む。従って、電磁界成分は通常の遠方界の放射電磁界成分のみの場合と比較して、様々な方向に広がっている。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４の相対位置の自由度を向上させることができる。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システムでは、ＲＦタグ１０４からの反射電磁界の強度や位相変化、タグアンテナ１１２の共振周波数変化といった、アナログ量により物品の有無を判定するため、周囲環境に伴う電波干渉は誤検出を招く。しかしながら、実施の形態１にかかる物品管理システム１によれば、Ｌ２≦λの関係を満たすことにより、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の無線通信は直接波が中心となり、周囲環境を反映したマルチパス現象に伴う電波干渉が起こりにくい。従って、誤検知が抑制できる。特に棚上の商品の有無を管理する場合に棚が金属であったり、金属の冷蔵ケースであったりする場合も多くあるが、このような環境においても安定してこのシステムを動作できる。
　さらに、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、Ｌ２≦λの関係を満たすことにより、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４との間の見通し距離Ｌ２は、ＲＦＩＤ規格の周波数の一つであるＵＨＦ帯では約０．３ｍ以下、２．４ＧＨｚ帯では約０．１２ｍ以下となる。且つ、管理対象物品配置領域１１０とＲＦタグ１０４との間の距離Ｌ１もＬ１≦λの関係を満たすため、同じくＲＦＩＤ規格の周波数の一つであるＵＨＦ帯では約０．３ｍ以下、２．４ＧＨｚ帯では約０．１２ｍ以下となる。従って、リーダアンテナ１０２と管理対象物品配置領域１１０の間の間隔もこのオーダーとなり、狭くなる。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１を用いることで、管理対象物品１０５とＲＦタグ１０４或いはリーダアンテナ１０２との間隔を狭くすることにより、管理対象物品１０５と異なる物や人が入ったりすることを抑制でき、誤検知を抑制できる。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、円周率をπとした場合、第１の距離Ｌ１がＬ１≦λ／２πの関係を満たすことが望ましい。管理対象物品１０５がタグアンテナ１１２の周波数特性に影響を与える際、第１の距離Ｌ１がＬ１≦λ／２πの関係を満たすリアクティブ近傍界の範囲内に位置する場合には、Ｌ１＞λ／２πの放射近傍界の場合と比較してタグアンテナ１１２が形成する電磁界の強度は強くなる。さらにアンテナ近傍に留まる準静電磁界と誘導電磁界の寄与が相対的に大きくなり、放射電磁界の寄与は小さくなる。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２の結合が強くなる。その結果、管理対象物品１０５の有無によるタグアンテナ１１２の動作特性への影響が大きくなる。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、ＲＦタグ１０４からＲＦＩＤリーダ１０３へ送信される反射電磁界の変化も大きくなり、外乱やノイズに強い物品管理システムとなり、誤検知を抑制できる。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、見通し距離Ｌ２がＬ２≦λ／２πの関係を満たすことが望ましい。このように、見通し距離Ｌ２がＬ２≦λ／２πの関係を満たすことで、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、見通し距離Ｌ２がＬ２＞λ／２πの場合と比較してアンテナ近傍に留まる準静電磁界と誘導電磁界の寄与が相対的に大きくなり、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との結合が強くなる。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、ＲＦＩＤリーダ１０３とＲＦタグ１０４の間の交信も外乱やノイズを受けにくくなる。これにより、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、外乱やノイズを受けにくい物品管理システムを実現することができる。また、準静電磁界と誘導電磁界、放射電磁界の電磁界成分が十分な強度で混在し、かつベクトルの方向も時間的に様々に変化するため、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の相対的な向きの自由度を向上させることができる。
　さらに実施の形態１にかかる物品管理システム１では、Ｌ２≦λ／２πの関係を満たすことにより、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４との間の見通し距離は、ＲＦＩＤ規格の周波数の一つであるＵＨＦ帯では約０．０５ｍ以下、２．４ＧＨｚ帯では約０．０２ｍ以下となる。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１によれば、リーダアンテナ１０２とＲＦタグ１０４の間に広い空間を必要としない物品管理システムが実現できる。例えば、商品棚にリーダアンテナ１０２、ＲＦタグ１０４及び管理する物品を納めることが可能となる。また、間隔が狭まることにより、さらに人やモノが間に入ったりすることを抑制でき、見通しを遮ることによる誤検知を抑制できる。
　一方、通常、よく知られる、商品棚上の商品にＲＦタグを貼付して管理する場合には、ＲＦタグの貼付位置はタグを貼付する商品に応じて変化する。従って、上記のＬ２≦λ／２πの関係を満たすことは商品の種別を限定したり、ＲＦタグの貼付位置を限定することになり、好ましくない。そのため、ＲＦタグを管理対象物品に貼付して管理する場合には、少々距離が離れてもリーダアンテナとＲＦタグが交信できるように、遠方界まで交信できる放射電磁界を用いたアンテナを使用する必要がある。従って、基本的に放射を抑制して線路長手方向に電磁波を伝送することを目的とした開放形伝送線路の使用には適さず、通常用いられるような共振型アンテナや漏洩同軸ケーブルが使用される。しかしながら、このような高効率に放射電磁界を生じるリーダアンテナを使用すると、放射電磁界は距離に対して１／ｒでしか強度が減衰しないため、読取領域が広がってしまう。これにより、隣接する他の棚上の商品に貼付されているＲＦタグも読み取ってしまうなど、商品管理上の不具合を生じる。
　しかし、実施の形態１にかかる物品管理システム１によれば、ＲＦタグ１０４は商品に貼付しないため、例えば商品棚底面にリーダアンテナ１０２を敷設し、その上に結合係数を調整して、ＲＦタグ１０４をＬ２≦λ／２πの関係を満たして配置し、さらにその上に管理対象の商品を配置することは容易である。従って、実施の形態１にかかる物品管理システム１では基本的に放射を抑制して線路長手方向に電磁波を伝送することを目的とした開放形伝送線路を使用できる。このように１／ｒでしか強度が減衰しない放射を抑制し、１／ｒ３で減衰する準静電磁界や１／ｒ２で減衰する誘導電磁界を主たる電磁界成分として用いるリーダアンテナ１０２を使用することにより、商品棚上の商品の有無を管理する場合に、一つのリーダアンテナ１０２でＲＦタグ１０４を読み商品管理を行う領域を限定することが容易になり、隣接する他の棚上のＲＦタグ１０４を読んでしまうと言った問題を生じにくい。なお、ここでは商品棚上の商品管理の例で説明したが、他の棚や床置きの物品を管理する場合であっても、同様に一つのリーダアンテナ１０２でＲＦタグ１０４を読む領域を限定し、物品管理する領域を限定することが容易であることは言うまでもない。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２がＬ２＞Ｌ１の関係を満たすことが望ましい。電磁界結合の強さはアンテナや共振器の構造、アンテナ間の媒質の特性によっても変化するが、距離にも大きく依存する。実施の形態１にかかる物品管理システム１によれば、Ｌ２＞Ｌ１とすることで、管理対象物品１０５を配置する管理対象物品配置領域１１０とタグアンテナ１１２との間の結合係数ｋ２を、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の結合係数ｋ１よりも大きくすることができる。つまり、Ｌ２＞Ｌ１の関係を確保することで、タグアンテナ１１２とリーダアンテナ１０２との間の交信の維持よりも、物品の有無によるタグアンテナ１１２の周波特性変化による反射波強度の変化が大きくなる。即ち、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、管理対象物品１０５の有無を確実に捉えることができるため、誤検知を抑制できる。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との結合係数ｋ１が１０－５以上の値に設定されることが望ましい。現行のＵＨＦ帯ＲＦタグの動作限界を与える受電感度はほぼ－２０ｄＢｍである。一方、高出力版ＵＨＦF帯ＲＦＩＤリーダの出力は３０ｄＢｍである。従って、結合係数ｋ１が１０－５以上の値であれば、ＵＨＦ帯ＲＦタグが動作する電力を給電できる。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の結合係数ｋ１が１０－２以下の値に設定されることが望ましい。タグアンテナ１１２をダイポール共振器とみた場合、リーダアンテナ１０２（例えば、開放形伝送線路）とタグアンテナ１１２とが電磁界結合することは、開放形伝送線路と共振器が結合していると回路的に解釈できる。従って、結合係数が強すぎる場合、開放形伝送線路の動作に大きく影響を与え、その結果結合共振器系として他のＲＦタグ１０４の動作にも影響を与えることになる。開放形伝送線路に複数の共振器が並列に結合する状況は、帯域阻止フィルタの回路として考えられる。その場合、ＵＨＦ帯ＲＦタグのタグアンテナは常温で銅やアルミを用いると、無負荷Ｑ値が概ね１００以下であるため、比帯域を決める結合係数ｋ１が１０－２以下の値であれば、ほとんど開放形伝送線路の動作に影響を与えなくなる。従って、結合係数ｋ１を１０－２以下の値とすることにより、タグアンテナ１１２の結合が開放形伝送線路に影響を与えることを抑制でき、さらに開放形伝送線路に並列に結合するＲＦＩＤリーダ１０３の間の相互に与える影響も抑制できる。
　また、実施の形態１にかかる物品管理システム１は、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２の結合係数ｋ１と、管理対象物品配置領域１１０に管理対象物品１０５がある場合における管理対象物品１０５とタグアンテナ１１２の結合係数ｋ２とが、ｋ１＜ｋ２の関係を満たすことが望ましい。本発明によれば、ｋ１＜ｋ２、即ち、管理対象物品配置領域１１０とタグアンテナ１１２との間の結合係数ｋ２を、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の結合係数ｋ１よりも大きくすることにより、リーダアンテナ１０２とタグアンテナ１１２との間の交信の維持よりも、物品の有無によるタグアンテナ１１２の周波特性変化による反射信号強度の変化が大きくなる。即ち、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、管理対象物品１０５の有無を確実に捉えることができるため、誤検知を抑制できる。
　なお、上記実施の形態１では、リーダアンテナ１０２、ＲＦタグ１０４及び管理対象物品１０５の配置関係について具体的に説明したが、これら構成要素の相対位置や向きは図２に示した具体的な例に限定されるものではない。
　上記説明のように、実施の形態１にかかる物品管理システム１では、管理対象物品にＲＦタグを設けることなく、管理対象物品の有無を管理することができる。しかし、上記で説明したリーダアンテナ１０２上にＲＦタグ１０４を配置した物品管理システムでは、管理対象物品を特定することができない。そこで、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、管理対象物品に識別票を設けることで、物品管理システム１の構成を用いて管理対象物品を特定することを可能とする。以下では、識別票を利用する実施の形態１にかかる物品管理システム１０について詳細に説明する。
　まず、図６に実施の形態１にかかる物品管理システム１０の概略図を示す。図６に示すように、実施の形態１にかかる物品管理システム１０は、リーダ１０３、管理棚１１、ＲＦタグ１０４を有する。なお、図６では、実施の形態１にかかる物品管理システム１０で利用される識別票２０及び識別票２０が設けられる管理対象物品１０５の図示は省略している。
　管理棚１１は、誘電体層１０１及びリーダアンテナ１０２を含むものである。そして、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、管理棚１１の上部（リーダアンテナ１０２ａが配置される面）にＲＦタグ１０４を含むタグシートが敷設される。このタグシートは、管理棚１１の表面に格子状に敷き詰められる。リーダアンテナ１０２ａは、各タグシートの下部に配線される。
　リーダ１０３は、例えば、コンピュータ等の演算処理が可能な処理部１１と、記憶部１２とを有する。記憶部１２には、タグシートの位置とＲＦタグのタグ情報との対応関係を示す第１のテーブルと、後述する識別票に形成された識別パターンと管理対象物品との対応関係を示す第２のテーブルと、を格納する。
　続いて、実施の形態１にかかる物品管理システム１０で利用される識別票２０を説明するための概略図を図７に示す。図７に示すように、識別票２０は、管理対象物品１０５の裏面（タグシートに面する面）に設けられる。そして、識別票２０は、識別パターンが形成されるパターン形成シート２１と、パターン形成シートの管理対象物品側の面に設けられるスペーサー２２と、を有する。
　ここで、管理対象物品１０５の誘電率の違い等の性質に応じてＲＦタグ１０４と管理対象物品１０５との結合係数が異なる。そこで、識別票２０のスペーサー２２の厚みＴは、管理対象物品１０５の性質に応じて調節することで、物品管理システム１０の誤動作を防止することができる。例えば、管理対象物品１０５の誘電率が高い場合には、スペーサー２２の厚みＴを厚くし、管理対象物品１０５の誘電率が低い場合には、スペーサー２２の厚みＴを薄くすることが好ましい。
　また、図７に示すようにパターン形成シート２１には、識別票を特定する識別パターンが形成されるこの識別パターンは、誘電率が高い第１のパターン２３及び誘電率が低い第２のパターン２４、或いは、導電率が高い第１のパターン２３及び導電率が低い第２のパターン２４により形状が特定されるものである。また、パターン形成シート２１には、格子状に設定された枠が設けられている。そして、パターン形成シート２１には、枠毎に第１のパターンと第２のパターンとのいずれか一方が形成される。なお、第１のパターンは、例えば、金属箔等の導電率の高い部材が適しており、第２のパターンは、プラスティック等の導電率の低い部材が適している。
　また、識別票２０の面のうち管理対象物品１０５に面する面には、両面テープ、接着部材等の粘着性の部材が設けられていることが好ましい。
　つまり、識別票２０の識別パターンは、識別票毎に異なるパターンとなる。そこで、図８に実施の形態１にかかる識別票の識別パターンの一例を示す図を示す。図８では、４つの例を示した。図８に示すように、識別パターンは、識別票２０毎に異なる形状を有する。ここで、実施の形態１にかかる識別パターンでは、識別票２０が回転した場合においても各パターンが異なるパターンとなることが好ましい。
　続いて、実施の形態１にかかる物品管理システム１０の利用状態を示す概略図を図９に示す。図９に示す例では、管理対象物品３１～３４がタグシートの上に置かれている。そして、管理対象物品３１には、図８で示したパターンＡの識別票２０が設けられている。管理対象物品３２には、図８で示したパターンＢの識別票２０が設けられている。管理対象物品３３には、図８で示したパターンＣの識別票２０が設けられている。管理対象物品３４には、図８で示したパターンＤの識別票２０が設けられている。
　そして、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、ＲＦＩＤリーダ１０３がタグシートに含まれるＲＦタグ１０４のタグ情報を読み出す。そして、ＲＦＩＤリーダ１０３は、処理部１２において、読み出したタグ情報に基づき識別パターンを認識する。また、処理部１２は、記憶部１３に格納された第１のテーブル及び第２のテーブルを参照して、管理対象物品３１～３４の位置の特定と、管理対象物品の特定と、を行う。
　例えば、処理部１２は、読み出したタグ情報から認識される識別パターンがパターンＡであれば、当該タグ情報を読み出した位置に管理対象物品３１が存在することを認識することができる。
　なお、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、高い誘電率又は高い導電率の部材がＲＦタグ１０４の近傍にある場合、当該ＲＦタグ１０４からの応答信号の信号強度が小さい。一方、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、ＲＦタグ１０４の近傍にある部材の誘電率が低い又は導電率が低い場合、当該ＲＦタグ１０４からの応答信号の信号強度が大きくなる。そのため、処理部１２では、強い信号強度の応答信号によりタグ情報が特定できるパターンは、図８に示した識別パターンの白色の枠により形成されるパターンとなる。また、処理部１２におけるパターン認識処理では、画像処理等の分野における各種パターン認識処理を適用することができる。
　上記説明より、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、管理対象物品に識別票毎に異なる識別パターンを有する識別票２０を設け、当該識別パターンをＲＦタグ１０４のタグ情報の読み出し結果から識別パターンを認識する。これにより、実施の形態１にかかる物品管理システム１０では、認識した識別パターンと対応付けられた管理対象物品を特定することができる。
　また、識別票２０は、ＲＦタグ１０４のように半導体チップ等の高価な部材を含まないものであるため、識別票２０を用いることによるランニングコストの増加を抑制することができる。また、識別パターンは、印刷技術等の安価な製造方法で製造することができる。
　なお、上記識別票２０では、１つの識別パターンと１つの識別票とを対応付けたが、複数の識別票に同じ識別パターンを形成し、識別パターンを管理対象物品の種類を示す識別票とすることもできる。
　実施の形態２
　実施の形態２では、識別票２０の識別パターンの別の形態について説明する。そこで、実施の形態２にかかる識別票４０の識別パターンの一例を図１０に示す。図１０に示すように、実施の形態２にかかる識別票４０では、格子状に設けられた枠の大きさをタグシートの大きさに基づき設定する。
　より具体的には、識別票４０では、枠の縦幅Ｈ２をタグシートの縦幅Ｈ１の２倍以上とする。また、識別票４０では、枠の横幅Ｗ２をタグシートの横幅Ｗ１の２倍以上とする。なお、枠の縦幅Ｈ２は、タグシートの縦幅Ｈ１の３倍以上とすることが好ましい。また、枠の横幅Ｗ２は、タグシートの横幅Ｗ１の３倍以上とすることが好ましい。
　続いて、実施の形態２にかかる識別票４０を用いた物品管理システムの利用状態を示す概略図を図１１に示す。図１１に示す例は、パターンＡを有する識別票４０が設けられた管理対象物品４１と、パターンＢを有する識別票４０が設けられた管理対象物品４２とが、タグシート上に置かれているものである。
　図１１に示すように、識別票４０を用いることで、識別票４０の位置がタグシートの格子とはずれた位置にあっても、タグシートと識別パターンの１つの枠とが重なる面積を大きくすることができる。ここで、識別パターンの１つの枠の縦幅Ｈ２をタグシートの縦幅Ｈ１の３倍以上とし、識別パターンの１つの枠の横幅Ｗ２をタグシートの横幅Ｗ１の３倍以上とすると、識別票４０の位置がタグシートの格子とはずれた位置にあっても、少なくとも１つのタグシートが識別パターンの枠の下に位置することになる。
　従って、識別票４０を用いることで、実施の形態２にかかる物品管理システム１０では、識別票４０の位置とタグシートの位置とに関わらず、実施の形態１にかかる物品管理システムよりも高い検出精度を確保することができる。
　実施の形態３
　実施の形態３では、識別票２０の識別パターンの別の形態について説明する。そこで、実施の形態３にかかる識別票５０の識別パターンの一例を図１２に示す。図１２に示すように、実施の形態３にかかる識別票５０では、格子状に設けられた枠の大きさをタグシートの大きさに基づき設定する。
　より具体的には、識別票５０では、枠の縦幅Ｈ２及び横幅Ｗ２をタグシートの対角線の長さＤの２倍以上とする。なお、枠の縦幅Ｈ２及び横幅Ｗ２は、タグシートの対角線の長さＤ高の３倍以上とすることが好ましい。
　続いて、実施の形態３にかかる識別票５０を用いた物品管理システムの利用状態を示す概略図を図１３に示す。図１３に示す例は、パターンＡを有する識別票５０が設けられた管理対象物品５１と、パターンＢを有する識別票５０が設けられた管理対象物品５２とが、タグシート上に置かれているものである。
　図１３に示すように、識別票５０を用いることで、識別票５０の位置がタグシートの格子に対して傾いていた場合であっても、タグシートと識別パターンの１つの枠とが重なる面積を大きくすることができる。ここで、識別パターンの１つの枠の縦幅Ｈ２及び横幅Ｗ２をタグシートの対角線の長さＤの３倍以上とすると、識別票５０の位置がタグシートの格子に対して傾いていた場合であっても、少なくとも１つのタグシートが識別パターンの枠の下に位置することになる。
　従って、識別票５０を用いることで、実施の形態３にかかる物品管理システム１０では、識別票５０の位置がタグシートの格子に対して傾いていた場合であっても、実施の形態１にかかる物品管理システムよりも高い検出精度を確保することができる。
　実施の形態４
　実施の形態４では、識別票２０の識別パターンの別の形態について説明する。そこで、実施の形態４にかかる識別票６０の識別パターンの一例を図１４に示す。図１４に示すように、実施の形態４にかかる識別票６０では、識別パターンが予め決定されたパターンにより形成される予約パターンを有する。この予約パターンは、別パターン内の一部であって、識別パターン内において予め決定された位置に形成される。
　図１４に示す例では、予約パターンが形成される予約パターン領域ＲＳＶを示した。図１４に示す例では、パターンＥ、Ｆは、識別パターンの図面下部に位置する領域に予約パターン領域ＲＳＶが設定されている。また、図１４に示す例では、パターンＧ、Ｈは、識別パターンの図面右下に位置する領域に予約パターン領域ＲＳＶが設定されている。また、図１４に示す例では、パターンＩ、Ｊは、識別パターン全体が予約パターンとなっている。特に、パターンＩ、Ｊは、靴の裏面の足形をパターン化したものであり、この予約パターンの形状そのものが左足パターンと、右足パターンを示す。なお、図１４では、予約パターンを構成する第１のパターンと、通常の識別パターンを構成する第１のパターンと、でハッチングを変更している。
　この予約パターンは、複数の識別票で共通に用いられるパターンである。そして、ＲＦＩＤリーダ１０３は、処理部１２において、この予約パターンの形状を認識することで、識別票の範囲を認識する。また、ＲＦＩＤリーダ１０３は、この予約パターンの形状を認識することで、識別票の向きを認識すると共に、認識した向きに基づき管理対象物品の向きを認識する。
　そこで、実施の形態４にかかる物品管理システム１０の利用状態を示す概略図を図１５に示す。図１５に示す例では、管理対象物品６１～６５をタグシート上に配置した。管理対象物品６１は、パターンＥの識別票６０が設けられたものであり、タグシートの格子に対して左側に傾いている。そして、ＲＦＩＤリーダ１０３は、予約パターンの傾きにより管理対象物品６１の傾きを認識する。管理対象物品６２は、パターンＦの識別票６０が設けられたものであり、正位置に対して反転した配置となっている。そして、ＲＦＩＤリーダ１０３は、予約パターンの位置に基づき管理対象物品６２が正位置に対して反転した配置となっていることを認識する。管理対象物品６３、６４は、近接して配置されている。このような場合、ＲＦＩＤリーダ１０３は、予約パターンの位置に基づき識別パターンの範囲を認識し、認識した範囲毎に識別パターンを判定する。これにより、ＲＦＩＤリーダ１０３は、管理対象物品６３、６４がタグシート上に配置されていることを認識する。管理対象物品６５は、パターンＩの識別票６０を有する。このパターンＩは、左足パターンとして決められたものであり、ＲＦＩＤリーダ１０３は、パターンＩの形状を認識することで、管理対象物品６５の位置に図面上向きに左足があることを認識する。
　上記説明より、実施の形態４にかかる物品管理システム１０によれば、識別票６０が予約パターンを含む。これより、実施の形態４にかかる物品管理システム１０は、管理対象物品の特定及び管理対象物品の位置の特定のみならず、管理対象物品の傾き及び向きも認識することができる。また、実施の形態４にかかる物品管理システム１０では、管理対象物品に設けられた識別票６０が隣接している場合にであっても、識別パターンの誤認識を防ぐことができる。
　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１３年１１月１１日に出願された日本出願特願２０１３－２３３２２１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　１、１０　物品管理システム
　１１　管理棚
　１２　処理部
　１３　記憶部
　２０　識別票
　２１　パターン形成シート
　２２　スペーサー
　２３　第１のパターン
　２４　第２のパターン
　３１～３４　管理対象物品
　４０　識別票
　４１、４２　管理対象物品
　５０　識別票
　５１、５２　管理対象物品
　６０　識別票
　６１～６５　管理対象物品
　１０１　誘電体層
　１０２　リーダアンテナ
　１０２ａ　リーダアンテナ
　１０２ａｇ　グランド導体
　１０２ｇ　グランド導体
　１０３　ＲＦＩＤリーダ
　１０４　ＲＦタグ
　１０５　管理対象物品
　１１０　管理対象物品配置領域
　１１１　ＲＦＩＤチップ
　１１２　タグアンテナ
　Ｒｔ　整合終端抵抗

Claims (20)

  1. 　無線信号を送受信するリーダアンテナと、
    　それぞれがＲＦタグを含み、前記リーダアンテナの上部に敷設される複数のタグシートと、
    　前記リーダアンテナを介して前記ＲＦタグに固有のタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダと、
    　管理対象物品に取り付けられ、前記管理対象物品と前記タグシートとの間に配置される識別票と、を有し、
    　前記識別票の前記タグシートに面する面には、第１のパターンと前記第１のパターンよりも誘電率又は導電率が低い第２のパターンとにより前記識別票を特定する識別パターンが形成される物品管理システム。
  2. 　前記ＲＦタグは、前記識別票の前記第１のパターンに近接する場合よりも、前記識別票の前記第２のパターンに近接する、或いは、前記識別票が上部にない場合の方が、強い信号強度で前記タグ情報を含む応答信号を出力する請求項１に記載の物品管理システム。
  3. 　前記ＲＦＩＤリーダは、
    　前記タグシートの位置と前記ＲＦタグの前記タグ情報との対応関係を示す第１のテーブルと、前記識別パターンと前記管理対象物品との対応関係を示す第２のテーブルと、を格納する記憶手段と、
    　前記複数のタグシートのうち所定の範囲に敷設されたタグシートから読み出した前記タグ情報に基づき前記識別パターンを認識し、前記第１のテーブル及び前記第２のテーブルを参照して、前記管理対象物品の位置の特定と、前記管理対象物品の特定と、を行う処理手段とを有する請求項１又は２に記載の物品管理システム。
  4. 　前記識別票は、
    　前記識別パターンが形成されるパターン形成シートと、
    　前記パターン形成シートの前記管理対象物品側の面に設けられるスペーサーと、を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の物品管理システム。
  5. 　前記識別パターンは、格子状に設定された枠毎に前記第１のパターンと前記第２のパターンとのいずれか一方が形成される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の物品管理システム。
  6. 　前記枠の縦幅は、前記タグシートの縦幅の２倍以上の大きさを有し、
    　前記枠の横幅は、前記タグシートの横幅の２倍以上の大きさを有する請求項５に記載の物品管理システム。
  7. 　前記枠の縦幅及び横幅は、前記タグシートの対角線の長さの２倍以上の大きさを有する請求項５に記載の物品管理システム。
  8. 　前記識別パターンは、予め決定されたパターンが形成される予約パターンを有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の物品管理システム。
  9. 　前記予約パターンは、前記識別パターン内の一部であって、前記識別パターン内において予め決定された位置に形成される請求項８に記載の物品管理システム。
  10. 　無線信号を送受信するリーダアンテナと、
    　それぞれがＲＦタグを含み、前記リーダアンテナの上部に敷設される複数のタグシートと、
    　前記リーダアンテナを介して前記ＲＦタグのタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダと、
    を有する物品管理システムの物品管理方法であって、
    　前記ＲＦＩＤリーダが
    　所定の領域内で読み出せた前記タグ情報と読み出せなかった前記タグ情報とにより識別パターンを認識し、
    　前記識別パターンに基づき管理対象物品の特定と前記管理対象物品の位置の特定とを行う物品管理方法。
  11. 　前記ＲＦＩＤリーダは、
    　前記タグシートの位置と前記ＲＦタグの前記タグ情報との対応関係を示す第１のテーブルと、前記識別パターンと前記管理対象物品との対応関係を示す第２のテーブルと、を格納する記憶手段と、
    　読み出した前記タグ情報に基づき前記識別パターンを認識し、前記第１のテーブル及び前記第２のテーブルを参照して、前記管理対象物品の位置の特定と、前記管理対象物品の特定と、を行う処理手段とを有する請求項１０に記載の物品管理方法。
  12. 　前記処理手段は、認識した前記識別パターン内に予め決定された予約パターンを認識し、前記予約パターンに基づき前記識別パターンの範囲を認識する請求項１１に記載の物品管理方法。
  13. 　前記処理手段は、前記予約パターンの向きに基づき前記管理対象物品の向きを認識する請求項１２に記載の物品管理方法。
  14. 　前記識別パターンは、前記管理対象物品に設けられ、前記管理対象物品と前記タグシートとの間に配置される識別票に設けられるパターンであって、
    　前記識別票には、第１のパターンと前記第１のパターンよりも誘電率又は導電率が低い第２のパターンとにより識別パターンが形成される請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の物品管理方法。
  15. 　前記ＲＦタグは、前記識別票の前記第１のパターンに近接する場合よりも、前記識別票の前記第２のパターンに近接する、或いは、前記識別票が上部にない場合の方が、強い信号強度で前記タグ情報を含む応答信号を出力する請求項１４に記載の物品管理方法。
  16. 　前記識別票は、
    　前記識別パターンが形成されるパターン形成シートと、
    　前記パターン形成シートの前記管理対象物品側の面に設けられるスペーサーと、を有する請求項１４又は１５に記載の物品管理方法。
  17. 　前記識別パターンは、格子状に設定された枠毎に前記第１のパターンと前記第２のパターンとのいずれか一方が形成される請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の物品管理方法。
  18. 　前記枠の縦幅は、前記タグシートの縦幅の２倍以上の大きさを有し、
    　前記枠の横幅は、前記タグシートの横幅の２倍以上の大きさを有する請求項１７に記載の物品管理方法。
  19. 　前記枠の縦幅及び横幅は、前記タグシートの対角線の長さの２倍以上の大きさを有する請求項１７に記載の物品管理方法。
  20. 　無線信号を送受信するリーダアンテナと、
    　それぞれがＲＦタグを含み、前記リーダアンテナの上部に敷設される複数のタグシートと、
    　前記リーダアンテナを介して前記ＲＦタグに固有のタグ情報を読み出すＲＦＩＤリーダと、
    　を有し、
    　前記ＲＦＩＤリーダは、前記複数のタグシートのうち所定の範囲に敷設されたタグシートから読み出した前記タグ情報に基づき認識した識別パターンの形状に基づき、管理対象物品の位置の特定と、前記管理対象物品の特定と、を行う物品管理システム。
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