特開 2020-195083 無線読取装置、指向性調整装置および無線読取方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-195083(P2020-195083A)

(43)【公開日】2020年12月3日

(54)【発明の名称】無線読取装置、指向性調整装置および無線読取方法

(51)【国際特許分類】

   H01Q 3/44 20060101AFI20201106BHJP

   H01Q 19/02 20060101ALI20201106BHJP

   H01Q 21/24 20060101ALI20201106BHJP

   G06K 7/10 20060101ALI20201106BHJP

【ＦＩ】

   H01Q3/44

   H01Q19/02

   H01Q21/24

   G06K7/10 160

   G06K7/10 144

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2019-100311(P2019-100311)

(22)【出願日】2019年5月29日

(71)【出願人】

【識別番号】504133110

【氏名又は名称】国立大学法人電気通信大学

(71)【出願人】

【識別番号】518199920

【氏名又は名称】株式会社Ｂ−ＳＴＯＲＭ

(74)【代理人】

【識別番号】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(74)【代理人】

【識別番号】100102864

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 実

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(72)【発明者】

【氏名】山尾 泰

(72)【発明者】

【氏名】舟山 空良

(72)【発明者】

【氏名】藤沢 秀隆

(72)【発明者】

【氏名】羽方 将之

【テーマコード（参考）】

5J020

5J021

【Ｆターム（参考）】

5J020AA00

5J020BC08

5J020BC13

5J020BD04

5J020CA02

5J020DA03

5J020DA07

5J021AA01

5J021AB02

5J021AB06

5J021AB09

5J021BA00

5J021DA03

5J021DA04

5J021DA06

5J021DA07

5J021EA05

5J021FA13

5J021GA01

5J021HA05

5J021JA06

(57)【要約】

【課題】ＲＦ−ＩＤタグなどの無線応答器の読み取り成功率を簡易かつ安価に向上する無線読取装置、指向性調整装置および無線読取方法を提供する。
【解決手段】無線読取装置は、リーダライタ装置と、指向性調整装置とを備える。リーダライタ装置は、外部の無線応答器に応答信号を要求する要求信号を、アンテナから複数回送信する。指向性調整装置は、アンテナの放射指向性に影響する位置に配置された無給電の可動金属体を有し、アンテナに対する可動金属体の相対位置を変更してアンテナの放射指向性を調整する。指向性調整装置は、リーダライタ装置が要求信号を連続して２度送信する間に、アンテナが送受信する電磁波に由来する定在波の、電界強度が所定の閾値より低い不通領域の分布を変更するように、可動金属体を移動する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部の無線応答器に応答信号を要求する要求信号を、アンテナから複数回送信するリーダライタ装置と、
前記アンテナの放射指向性に影響する位置に配置された無給電の可動金属体を有し、前記アンテナに対する前記可動金属体の相対位置を変更して前記アンテナの放射指向性を調整する指向性調整装置と
を備え、
前記指向性調整装置は、前記リーダライタ装置が前記要求信号を連続して２度送信する間に、前記アンテナが送受信する電磁波に由来する定在波の、電界強度が所定の閾値より低い不通領域の分布を変更するように、前記可動金属体を移動する
無線読取装置。

【請求項2】

請求項１に記載の無線読取装置において、
前記アンテナの偏波は、円偏波である
無線読取装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の無線読取装置において、
前記可動金属体は、平面金属板である
無線読取装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の無線読取装置において、
前記指向性調整装置は、
前記リーダライタ装置が前記要求信号の送信を開始するときに前記可動金属体の移動を開始し、かつ、前記リーダライタ装置が前記要求信号の送信を終了するときに前記可動金属体の移動を停止する制御部
を備える
無線読取装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線読取装置において、
前記可動金属体は、円盤形状を有し、
前記指向性調整装置は、
前記可動金属体に、前記円盤形状の中心から外れた回転軸を中心とする偏心回転運動を行うための動力を伝達する伝達機構
を備える
無線読取装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の無線読取装置において、
前記アンテナは、
円盤形状を有する放射器
を備え、
前記指向性調整装置は、
前記可動金属体を前記放射器に対して平行に移動する移動装置
を備える
無線読取装置。

【請求項7】

無給電の可動金属体と、
外部のアンテナに対する前記可動金属体の相対位置を変更して前記アンテナの放射指向性を調整するように前記可動金属体を移動する移動装置と
を備え、
前記アンテナが送受信する電磁波に由来する定在波の、電界強度が所定の閾値より低い不通領域の分布を前記可動金属体の移動で変更する
指向性調整装置。

【請求項8】

請求項７に記載の指向性調整装置において、
前記可動金属体は、平面金属板である
指向性調整装置。

【請求項9】

請求項７または８に記載の指向性調整装置において、
前記移動装置は、
前記アンテナによる電磁波の出力を検知し、前記出力が開始するときに前記可動金属体の移動を開始し、かつ、前記出力を終了するときに前記可動金属体の移動を停止する制御部
を備える
指向性調整装置。

【請求項10】

請求項７〜９のいずれか一項に記載の指向性調整装置において、
前記可動金属体は、円盤形状を有し、
前記可動金属体に、前記円盤形状の中心から外れた回転軸の周囲で偏心回転運動を行うための動力を伝達する伝達機構
をさらに備える
指向性調整装置。

【請求項11】

無線読取装置のアンテナから無線応答器に向けて応答信号を要求する第１要求信号を送信することと、
前記第１要求信号に応答する前記応答信号を所定の期間中に前記アンテナで受信しなかった場合に、前記アンテナから前記無線応答器に向けて前記応答信号を要求する第２要求信号を送信することと、
前記第２要求信号の送信時における前記アンテナの放射指向性が、前記第１要求信号の送信時における前記アンテナの放射指向性とは異なるように、前記アンテナおよび前記無線応答器の間に配置された無給電の可動金属体を移動することと
を含む
無線読取方法。

【請求項12】

請求項１１に記載の無線読取方法において、
要求信号の複数回送信を開始するときに前記可動金属体の移動を開始することと、
前記要求信号の前記複数回送信を終了するときに前記可動金属体の前記移動を停止することと
をさらに含む
無線読取方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は無線読取装置、指向性調整装置および無線読取方法に関し、例えば、無線応答器から情報を読み取るための無線読取装置、指向性調整装置および無線読取方法に好適に利用できるものである。

【背景技術】

【0002】

ＲＦ−ＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ：無線周波数識別）タグなどに代表される無線応答器の導入が進んでいる。ＲＦ−ＩＤタグの内部には所定のデータが記憶されており、外部のリーダライタ装置はこのデータを無線通信によって遠隔読み取りすることが可能である。対応する識別情報を記憶したＲＦ−ＩＤタグは、各種の物品、商品などに取り付けられることによって、サプライチェーンの省力化、物流管理の効率化などに大きく寄与している。特に、パッシブ型のＲＦ−ＩＤタグの場合は、識別情報を要求する無線信号の電力で稼働するのでバッテリーなどの電源を内蔵する必要が無く、より軽量に、より安価に製造することができるため、幅広い領域の流通に使用できるものと期待されている。

【0003】

一般的に、無線通信を行う空間では、屋内外を問わず、定在波が発生する場合がある。これは、電波が地面、建物、壁、床、天井などで反射し、直接波および反射波が合成されて多重波となるからである。その結果、定在波の谷において電界強度が弱くＲＦ−ＩＤタグが無線通信をできなくなる不通領域が発生する場合がある。

【0004】

そこで、一般的には、リーダライタ装置からＲＦ−ＩＤタグに向けて電波を複数回にわたって送信し、ＲＦ−ＩＤタグからの応答信号を繰り返し読み取ることで、読み取り成功率の向上を図る。この手法は、例えば、ＲＦ−ＩＤタグが取り付けられた物品がベルトコンベアなどによって移動し続ける場合には、ＲＦ−ＩＤタグが不通領域から抜け出したときにリーダライタ装置との通信が可能となるので、有効であると考えられる。その一方で、ＲＦ−ＩＤタグが取り付けられた物品が移動しない場合には、ＲＦ−ＩＤタグが不通領域に留まる可能性がある。言い換えれば、ＲＦ−ＩＤタグのリーダライタ装置との相対位置関係が変化しない場合には、ＲＦ−ＩＤタグおよびリーダライタ装置の間で無線通信がいつまでも行えない可能性が有る。

【0005】

上記に関連して、非特許文献１（一般社団法人日本自動認識システム協会編、「よくわかるＲＦＩＤ（改訂２版）電子タグのすべて」、オーム社発行、２０１４年６月２１日発売、１２８頁）には、複数のＲＦ−ＩＤタグを読み取るために複数のアンテナを設置することが開示されている。すなわち、直接波および反射波の合成に伴うマルチパス現象によって、複数のＲＦ−ＩＤタグを一括読み取りしても読み終わったＲＦ−ＩＤタグが再び復活する場合がある。このとき、再読み込み回数が増加することで、リーダ・ライタの読み取り性能が低下する場合があり、このような問題を緩和するために、複数のアンテナを設置することが開示されている。

【0006】

また、非特許文献２（舟山空良、山尾泰著、「９２０ＭＨｚ帯ＲＦＩＤの電波伝搬分析と読取り成功率向上についての検討−金属棚での使用例について−」、電子情報通信学会信学技報ＲＣＳ２０１８−１７８、２０１８年発行）には、リーダ装置に設けた複数のアンテナを順次切り替えて使用したり、同時に組み合わせて使用したりすることで、ＲＦ−ＩＤタグからの読み出しができない領域を減らす技術が開示されている。

【0007】

また、特許文献１（特開２０１８−０２２４１５号公報）には、読取手段のアンテナ部を移動してアンテナ部およびＲＦＩＤタグの交信範囲を変えることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１８−０２２４１５号公報

【非特許文献】

【0009】

【非特許文献1】一般社団法人日本自動認識システム協会編、「よくわかるＲＦＩＤ（改訂２版）電子タグのすべて」、オーム社発行、２０１４年６月２１日発売、１２８頁

【非特許文献2】舟山空良、山尾泰著、「９２０ＭＨｚ帯ＲＦＩＤの電波伝搬分析と読取り成功率向上についての検討−金属棚での使用例について−」、電子情報通信学会信学技報ＲＣＳ２０１８−１７８、２０１８年発行

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

複数のアンテナを設ける場合は、コストが増える。また、アンテナを移動する場合は、アンテナに接続されるケーブルが変形して特性が劣化し、最終的には金属疲労によって断線する可能性を排除できない。

【0011】

そこで、ＲＦ−ＩＤタグなどの無線応答器の読み取り成功率を簡易かつ安価に向上する無線読取装置、指向性調整装置および無線読取方法を提供する。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0012】

以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

【0013】

一実施の形態によれば、無線読取装置（１）は、リーダライタ装置（２）と、指向性調整装置（３）とを備える。リーダライタ装置（２）は、外部の無線応答器（４）に応答信号を要求する要求信号を、アンテナ（２３、２４）から複数回送信する。指向性調整装置（３）は、アンテナ（２３、２４）の放射指向性に影響する位置に配置された無給電の可動金属体（３２、３３）を有し、アンテナ（２３、２４）に対する可動金属体（３２、３３）の相対位置を変更してアンテナ（２３、２４）の放射指向性を調整する。指向性調整装置（３）は、リーダライタ装置（２）が要求信号を連続して２度送信する間に、アンテナ（２３、２４）が送受信する電磁波に由来する定在波の、電界強度が所定の閾値より低い不通領域の分布を変更するように、可動金属体（３２、３３）を移動する。

【0014】

一実施の形態によれば、指向性調整装置（３）は、無給電の可動金属体（３２、３３）と、移動装置（３１）とを備える。移動装置（３１）は、外部のアンテナ（２３、２４）に対する可動金属体（３２、３３）の相対位置を変更してアンテナの放射指向性を調整するように可動金属体（３２、３３）を移動する。指向性調整装置（３）は、アンテナ（２３、２４）が送受信する電磁波に由来する定在波の、電界強度が所定の閾値より低い不通領域の分布を、可動金属体（３２、３３）の移動で変更する。

【0015】

一実施の形態によれば、無線読取方法は、無線読取装置（１）のアンテナ（２３、２４）から無線応答器（４）に向けて応答信号を要求する第１要求信号を送信すること（Ｓ１３、Ｓ２３）と、第１要求信号に応答する応答信号を所定の期間中にアンテナ（２３、２４）で受信しなかった場合に、アンテナ（２３、２４）から無線応答器（４）に向けて応答信号を要求する第２要求信号を送信すること（Ｓ１６、Ｓ２６の後のＳ１３、Ｓ２３）と、第２要求信号の送信時におけるアンテナ（２３、２４）の放射指向性が、第１要求信号の送信時におけるアンテナ（２３、２４）の放射指向性とは異なるように、アンテナ（２３、２４）および無線応答器（４）の間に配置された無給電の可動金属体（３２、３３）を移動すること（Ｓ１１、Ｓ２２）とを含む。

【発明の効果】

【0016】

前記一実施の形態によれば、無線読取装置、指向性調整装置および無線読取方法における無線応答器の読み取り成功率を簡易かつ安価に向上することができる。また本発明による指向性調整装置および無線読取方法は、既存の無線読取装置に追加することで、無線読み取り成功率を簡易かつ安価に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1A】図１Ａは、関連技術によるリーダライタ装置の一構成例を示すブロック回路図である。

【図1B】図１Ｂは、関連技術による通信制御部の一構成例を示すブロック回路図である。

【図2】図２は、関連技術によるリーダライタ装置または送受信アンテナの棚への一配置例を示す部分透過俯瞰図である。

【図3】図３は、関連技術によるリーダライタ装置または送受信アンテナを棚に配置した場合に発生する定在波の谷の分布の一例を示すグラフである。

【図4】図４は、一実施形態による無線読取装置の一構成例を示すブロック回路図である。

【図5】図５は、一実施形態による無線読取装置の棚への一配置例を示す正面図である。

【図6】図６は、一実施形態による送受信アンテナおよび可動金属体の一構成例を示す俯瞰図である。

【図7】図７は、一実施形態による無線読取方法の一構成例を示すフローチャートである。

【図8A】図８Ａは、一実施形態による送受信アンテナおよび可動金属体の別の構成例を示す俯瞰図である。

【図8B】図８Ｂは、図８Ａの送受信アンテナおよび可動金属体の移動の別の一例を示す図である。

【図8C】図８Ｃは、図８Ａの送受信アンテナおよび可動金属体の移動のさらに別の一例を示す図である。

【図9】図９は、一実施形態による無線読取装置の各状態における送受信アンテナの放射指向性の一例を示すグラフである。

【図10A】図１０Ａは、一実施形態による無線読取装置が第１状態にある場合における、定在波の谷の分布の一例を示すグラフである。

【図10B】図１０Ｂは、一実施形態による無線読取装置が第２状態にある場合における、定在波の谷の分布の一例を示すグラフである。

【図10C】図１０Ｃは、一実施形態による無線読取装置が第３状態にある場合における、定在波の谷の分布の一例を示すグラフである。

【図11】図１１は、一実施形態による無線読取装置の一構成例を示すブロック回路図である。

【図12】図１２は、一実施形態による無線読取装置の一動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

添付図面を参照して、本発明による無線読取装置および無線読取方法を実施するための形態を以下に説明する。

【0019】

（第１の実施形態）
本実施形態による無線読取装置をより良く理解するために、まず、図１Ａおよび図１Ｂを参照して関連技術によるリーダライタ装置２について説明する。図１Ａは、関連技術によるリーダライタ装置２の一構成例を示すブロック回路図である。図１Ｂは、関連技術による通信制御部２１の一構成例を示すブロック回路図である。

【0020】

図１Ａのリーダライタ装置２の構成要素について説明する。リーダライタ装置２は、通信制御部２１と、送受信部２２と、送受信アンテナ２３、２４とを備える。ここで、リーダライタ装置２は、後述する送受信アンテナ２３および送受信アンテナ２４のうち、どちらか一方を選択的に用いても良い。以降、送受信アンテナ２３および送受信アンテナ２４を区別する必要が無い場合には、送受信アンテナ２３、２４と表記する。

【0021】

図１Ａのリーダライタ装置２の構成要素の接続関係について説明する。通信制御部２１は、送受信部２２に、電気的に接続されている。通信制御部２１は、さらに、図示しない任意の外部機器に、電気的に接続されていても良い。送受信部２２は、送受信アンテナ２３、２４に、電気的に接続されている。また、送受信アンテナ２３、２４と、通信制御部２１および送受信部２２とは、同じ場所に置かれていても良い。反対に、通信制御部２１および送受信部２２は、送受信アンテナ２３、２４とは異なる離れた場所に設置され、送受信アンテナ２３、２４に高周波ケーブルで接続されていても良い。

【0022】

図１Ａのリーダライタ装置２の構成要素の動作について説明する。通信制御部２１は、外部の無線応答器に応答信号を要求するための要求信号を生成して送受信部２２に向けて出力する。通信制御部２１は、外部機器の制御下でこの要求信号を生成しても良い。送受信部２２は、通信制御部２１から受信した要求信号に対応する高周波電流を生成して送受信アンテナ２３、２４を給電する。送受信アンテナ２３、２４は、給電された高周波電流に対応する電磁波を、すなわち無線信号に変換された要求信号を、外部の無線応答器としてのＲＦ−ＩＤタグ４に向けて放射する。この電磁波のうち、一部は直接波として、別の一部は反射波として、それぞれＲＦ−ＩＤタグ４に届いても良い。以降、これらの直接波および反射波のそれぞれをまとめて素波と表記する。ＲＦ−ＩＤタグ４に届く複数の素波は、マルチパス合成されて多重波となり、周囲の電波環境によっては定在波を発生させる。本実施形態では、リーダライタ装置２の通信相手である無線応答器がＲＦ−ＩＤタグ４である場合について説明するが、これはあくまでも一例にすぎず、本実施形態を限定しない。

【0023】

図１Ａの通信制御部２１は、例えば、図１Ｂに示すように、プログラムを実行して所定の機能を実現するコンピュータであっても良い。図１Ｂに示された例では、通信制御部２１は、バス２１１と、インタフェース２１２と、演算装置２１３と、記憶装置２１４と、外部記憶装置２１５とを備えている。インタフェース２１２、演算装置２１３、記憶装置２１４および外部記憶装置２１５は、バス２１１を介して相互に電気的に通信可能に接続されている。インタフェース２１２は、任意の外部機器との間で通信を行う。演算装置２１３は、記憶装置２１４に格納されているプログラムを実行して対応する機能を実現する。記憶装置２１４は、演算装置２１３から読み出し可能にプログラムを格納し、演算装置２１３が出力するデータを格納する。外部記憶装置２１５は、記録媒体２１６からプログラムおよび／またはデータを読み出し、または書き込む。記録媒体２１６は、非一時的なコンピュータ可読媒体であっても良い。

【0024】

図２および図３を参照して、金属棚などの内側に設置されたリーダライタ装置２が、この金属棚に載置されたＲＦ−ＩＤタグ４から任意のデータを読み取ろうとするときに、定在波が発生することについて説明する。図２は、関連技術によるリーダライタ装置２または送受信アンテナ２３、２４の棚５への一配置例を示す部分透過俯瞰図である。図３は、関連技術によるリーダライタ装置２または送受信アンテナ２３、２４を棚５に配置した場合に発生する定在波の谷の分布の一例を示すグラフである。なお、定在波の谷は、定在波の節とも呼ばれる。

【0025】

図２の棚５の構成について説明する。棚５は、天板５１と、底板５２と、左右２枚の壁板５３と、棚板５４とを備えている。棚５は、例えば、水平な床の上などに設置されており、天板５１、底板５２および棚板５４は、水平方向に対して平行に配置されている。ここで、直交座標ＸＹＺを定義する。すなわち、Ｚ軸は鉛直方向に対して平行である。天板５１、底板５２および棚板５４の形状は長方形であり、それぞれの長方形における長辺に対してＸ軸は平行であり、短辺に対してＹ軸は平行である。２枚の壁板５３は、ＹＺ平面に対して平行に配置されている。

【0026】

図２の例では、リーダライタ装置２または送受信アンテナ２３、２４は、天板５１の、棚板５４に対向する表面の中央付近に固定されている。ＲＦ−ＩＤタグ４は、物品６の表面に取り付けられており、この物品６は、棚板５４の、天板５１に対向する表面の中央付近に載置されている。

【0027】

棚５に含まれる天板５１、底板５２および棚板５４は、金属製であり、電波を反射する。また、棚５に含まれる２枚の棚板５４は、金属製の板であっても良いし、代わりに金属製の角柱で構成されていても良いが、いずれの場合にも電波を反射する。言い換えれば、棚５の内側の空間のうち、天板５１および棚板５４の間に挟まれた上側空間は、そのＸ軸方向およびＺ軸方向の四方が、導電体で囲まれている。そのため、この上側空間において、リーダライタ装置２の送受信アンテナ２３、２４から放射される電磁波は天板５１、２枚の壁板５３および棚板５４で反射し、図３に示すような定在波が発生する。より正確には、図３のグラフは、定在波の谷の周辺で無線通信ができない不通領域を黒色で示し、その他の無線通信が可能な通信可能領域を白色で示している。言い換えれば、ＲＦ−ＩＤタグ４が不通領域に配置されている場合には、リーダライタ装置２が出力する電磁波の電界強度が低いため、リーダライタ装置２およびＲＦ−ＩＤタグ４の間で無線通信を行うことができない。反対に、ＲＦ−ＩＤタグ４が不通領域以外の通信可能領域に配置されている場合には、電界強度が十分に高いため、リーダライタ装置２との間で無線通信を行うことができる。図３の例では、リーダライタ装置２から出力される電磁波に由来する定在波の電界強度が−３０ｄＢＶ／ｍより低い領域を不通領域と定義している。

【0028】

図１のＲＦ−ＩＤタグ４の動作について説明する。ＲＦ−ＩＤタグ４は、受信した電磁波の電力によって駆動する。ＲＦ−ＩＤタグ４は、リーダライタ装置２から受信した電磁波に含まれる要求信号に応じて、ＲＦ−ＩＤタグ４の内部に記憶されたデータを含む応答信号を生成してリーダライタ装置２に向けて無線送信する。具体的には、この応答信号を含む電磁波を送受信アンテナ２３、２４に向けて放射する。このデータは、例えば、ＲＦ−ＩＤタグ４に設定された認識番号を表す９６ビットのバイナリデータであっても良い。また、ＲＦ−ＩＤタグ４は、例えば、リーダライタ装置２から届く電磁波を反射または吸収する動作を繰り返すことで、バイナリデータを符号化した電磁波を放射しても良い。

【0029】

リーダライタ装置２は、ＲＦ−ＩＤタグ４から放射された電磁波を受信して、ＲＦ−ＩＤタグ４のデータを読み取る。リーダライタ装置２は、ＲＦ−ＩＤタグ４のデータの読み取りに成功するまで、要求信号の出力を繰り返しても良い。また、リーダライタ装置２は、繰り返し回数が所定の閾値に達したら、要求信号の出力を終了しても良い。

【0030】

次に、図４を参照して、一実施形態による無線読取装置１の構成について説明する。図４は、一実施形態による無線読取装置１の一構成例を示すブロック回路図である。

【0031】

図４の無線読取装置１は、図１のリーダライタ装置２に、指向性調整装置３を追加したものである。言い換えれば、図４の無線読取装置１は、リーダライタ装置２と、指向性調整装置３とを備える。

【0032】

図４の指向性調整装置３の構成要素について説明する。指向性調整装置３は、移動装置３１と、可動金属体３２、３３とを備える。ここで、指向性調整装置３は、後述する可動金属体３２および可動金属体３３のうち、どちらか一方を選択的に用いても良い。以降、可動金属体３２および可動金属体３３を区別する必要が無い場合には、可動金属体３２、３３と表記する。

【0033】

移動装置３１は、モータ制御部３１１と、モータ３１２と、伝達機構３１３とを備える。モータ制御部３１１は、モータ３１２の動作を制御する任意の回路である。伝達機構３１３は、モータ３１２が出力する動力を、可動金属体３２、３３を移動させる動力に変換する任意の機構である。

【0034】

モータ制御部３１１は、図示しない電源から供給される電力をモータ３１２に供給してモータ３１２の動作を制御する。より具体的には、モータ制御部３１１は、モータ３１２の動作を開始または停止しても良い。モータ制御部３１１は、さらに、モータ３１２の回転数、回転方向などの諸パラメータを制御しても良い。

【0035】

伝達機構３１３は、例えば、各種の歯車、回転シャフト、軸受け、プーリー、動力伝達ベルト、各種のリンク機構などの一部または全ての組み合わせとして構成されても良い。

【0036】

ここで、モータ３１２は、動力源の一例にすぎず、本実施形態を限定しない。言い換えれば、モータ３１２は、アクチュエータなど、その他の動力源に変更可能である。その場合は、モータ制御部３１１および伝達機構３１３についても、その動力源に対応するように適宜に変更することが好ましい。

【0037】

可動金属体３２、３３は、送受信アンテナ２３、２４の放射指向性を調整するように、送受信アンテナ２３、２４の近傍に配置される。可動金属体３２、３３は、無給電であっても良いし、接地されていなくても良い。言い換えれば、可動金属体３２、３３は、例えば、八木・宇田アンテナにおける導波器と同様に振る舞うように構成されることが好ましい。

【0038】

なお、図４のリーダライタ装置２の構成については、図１のリーダライタ装置２の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。

【0039】

図５を参照して、リーダライタ装置２および指向性調整装置３の位置関係について説明する。図５は、一実施形態による無線読取装置１の棚５への一配置例を示す正面図である。

【0040】

図５の棚５は、図２の棚５と同様に構成されているので、さらなる詳細な説明を省略する。同様に、図５の物品６およびＲＦ−ＩＤタグ４についても、図２の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。また、図５の直交座標ＸＹＺも、図２の直交座標ＸＹＺと同様に定義されている。

【0041】

図５の無線読取装置１は、棚５の天板５１の、棚板５４に対向する表面に、図２のリーダライタ装置２の代わりに設置されている。言い換えれば、図５の無線読取装置１は、図２のリーダライタ装置２に指向性調整装置３を追加したものである。ここで、指向性調整装置３に含まれる可動金属体３２、３３は、送受信アンテナ２３、２４の放射指向性に影響するように、送受信アンテナ２３、２４の近傍に配置されることが好ましい。また、可動金属体３２、３３は、送受信アンテナ２３、２４と、ＲＦ−ＩＤタグ４との間に配置されるように設置されることが好ましい。

【0042】

図６を参照して、送受信アンテナ２３および可動金属体３２の構成について説明する。図６は、一実施形態による送受信アンテナ２３および可動金属体３２の一構成例を示す俯瞰図である。

【0043】

図６の送受信アンテナ２３の構成要素について説明する。送受信アンテナ２３は逆Ｆ型アンテナであり、地板２３１と、放射器２３２と、接地線２３３と、給電線２３４とを備えている。地板２３１は、平面状に形成された導体であり、好ましくは給電線２３４が貫通するための穴が設けられている。放射器２３２は、直線状に形成された導体であり、好ましくは使用される周波数に対応する波長の４分の１にほぼ等しい長さＬｒを有している。接地線２３３および給電線２３４のそれぞれは、導体である。

【0044】

図６の送受信アンテナ２３の構成要素の接続関係について説明する。図６の直交座標ＸＹＺは、図５の直交座標ＸＹＺに対応している。地板２３１は、ＸＹ平面に対して平行に配置されている。放射器２３２は、その長手方向がＸ軸に対して平行になるように配置されている。放射器２３２の一方の端部は、接地線２３３の一方の端部に、電気的に接続されている。放射器２３２の他方の端部は、解放されている。接地線２３３の他方の端部は、地板２３１に電気的に接続されている。接地線２３３は、その長手方向がＺ軸に対して平行になるように配置されていても良い。給電線２３４の一方の端部は、放射器２３２の、接地線２３３との接続部から所定の距離だけ離れた位置に、電気的に接続されている。給電線２３４の他方の端部は、送受信部２２の出力に、電気的に接続されている。給電線２３４は、その長手方向がＺ軸に対して平行になるように配置されていても良い。また、給電線２３４は、地板２３１と導通しないように、地板２３１に設けられた穴を貫通していても良い。送受信アンテナ２３は、例えば、誘電体基板の一方の表面に地板２３１が形成され、他方の表面に放射器２３２が形成されたマイクロストリップアンテナとして構成されていても良い。

【0045】

図６の送受信アンテナ２３の動作については、一般的な逆Ｆ型アンテナの動作と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。

【0046】

図６の可動金属体３２について説明する。可動金属体３２は、直線状に形成された導体である。可動金属体３２の長さＬｍは、例えば、使用する周波数に対応する波長の２分の１弱であっても良い。可動金属体３２は、無給電状態であり、送受信アンテナ２３を含むリーダライタ装置２にも、移動装置３１にも、電気的に導通しておらず、さらに接地もされていないことが好ましい。可動金属体３２は、例えば、誘電体基板上に形成された金属膜であっても良く、マイクロストリップアンテナと同様に形成されても良い。

【0047】

可動金属体３２は、その長手方向が放射器２３２の長手方向に対して平行になるように配置されている。可動金属体３２は、例えば、放射器２３２を含むＸＺ平面に含まれるように配置されていても良い。このとき、放射器２３２の中心点を通り、かつ、Ｚ軸に対して平行である仮想的な直線を、基準線と呼ぶ。また、この基準線が延在する方向を、基準方向と呼ぶ。

【0048】

可動金属体３２は、伝達機構３１３によって、Ｘ軸方向に対して平行に移動する。このとき、可動金属体３２と、放射器２３２との間の距離Ｄは、一定に保たれても良い。この距離Ｄは、例えば、使用される周波数に対応する波長の約４分の１であっても良い。

【0049】

指向性調整装置３は、移動装置３１によって可動金属体３２を移動することによって、送受信アンテナ２３の放射指向性を調整することができる。より具体的には、移動装置３１が、可動金属体３２の、送受信アンテナ２３に対する相対的な位置関係を変更することによって、送受信アンテナ２３の放射指向性を調整することができる。その結果、送受信アンテナ２３から放射される電磁波に由来する定在波の谷の分布を変更することができる。

【0050】

なお、上記に説明した可動金属体３２の形状、可動金属体３２の放射器２３２に対する位置関係、ならびに、可動金属体３２の移動方向および移動距離は、あくまでも一例であり、本実施形態を限定しない。これらのパラメータは、送受信アンテナ２３の放射指向性に所望の調整を行えるように、適宜に設定することが好ましい。

【0051】

ここまで、図６を参照して、送受信アンテナ２３が逆Ｆ型アンテナである場合の可動金属体３２について説明したが、この構成はあくまでも一例であり、本実施形態を限定しない。言い換えれば、送受信アンテナ２３は逆Ｆ型アンテナ以外の別のアンテナに変更しても良いし、可動金属体３２は別のアンテナに対応する別の可動金属体に変更しても良い。

【0052】

図７を参照して、本実施形態による無線読取装置１の動作、すなわち本実施形態による無線読取方法について説明する。図７は、一実施形態による無線読取方法の一構成例を示すフローチャートである。

【0053】

図７のフローチャートは、第１ステップＳ１１から第８ステップＳ１８までの、合計８のステップを含んでいる。図７のフローチャートが開始すると、次に、第１ステップＳ１１が実行される。

【0054】

第１ステップＳ１１では、可動金属体３２の移動を開始する。すなわち、移動装置３１が可動金属体３２を移動させる動作を開始する。言い換えれば、移動装置３１が、可動金属体３２の、送受信アンテナ２３に対する相対位置を変更する動作を開始する。ここで、可動金属体３２の移動は、リーダライタ装置２が動作しているか否かに関わらずに、継続的に行われることに注目されたい。第１ステップＳ１１の次には、第２ステップＳ１２が実行される。

【0055】

第２ステップＳ１２では、試行回数の初期化を行う。すなわち、通信制御部２１の演算装置２１３が、試行回数をゼロに設定して記憶装置２１４に書き込む。ここで、試行回数とは、無線読取装置１のリーダライタ装置２が、ＲＦ−ＩＤタグ４との間で無線通信を試みる回数である。言い換えれば、無線読取装置１は、たとえＲＦ−ＩＤタグ４との無線通信が成功しなくても、所定の回数までは試行を繰り返す。この回数を、以降、閾値とも呼ぶ。第２ステップＳ１２の次には、第３ステップＳ１３が実行される。なお、第１ステップＳ１１および第２ステップＳ１２を実行する順序は、逆であっても良い。

【0056】

第３ステップＳ１３では、リーダライタ装置２がＲＦ−ＩＤタグ４に向けて要求信号の送信を行う。第３ステップＳ１３の次には、第４ステップＳ１４が実行される。

【0057】

第４ステップＳ１４では、リーダライタ装置２の通信制御部２１が、リーダライタ装置２およびＲＦ−ＩＤタグ４の間で通信が成功したか否かを判定する。ここで、ＲＦ−ＩＤタグ４が要求信号を受信し、この要求信号に対する応答信号をリーダライタ装置２に向けて送信し、かつ、要求信号の送信から所定の時間が経過するまでの間にリーダライタ装置２がこの応答信号を正しく受信したとき、通信が成功したと判定される。反対に、要求信号の送信から所定の時間が経過するまでに応答信号を正しく受信できなかったときは、通信が成功しなかったと判定される。通信が成功しなかったと判定された場合（ＮＯ）は、第４ステップＳ１４の次には第５ステップＳ１５が実行される。通信が成功したと判定された場合（ＹＥＳ）は、第４ステップＳ１４の次には第８ステップＳ１８が実行される。

【0058】

第５ステップＳ１５では、通信制御部２１の演算装置２１３が、試行回数を増加する。言い換えれば、演算装置２１３が記憶装置２１４から試行回数を読み出し、１だけインクリメントし、記憶装置２１４に書き込む。第５ステップＳ１５の次には、第６ステップＳ１６が実行される。

【0059】

第６ステップＳ１６では、通信制御部２１の演算装置２１３が、試行回数が所定の閾値に達したかどうかを判定する。試行回数が閾値未満である場合（ＹＥＳ）は、第６ステップＳ１６の次に第３ステップＳ１３から第６ステップＳ１６までが再度実行される。言い換えれば、リーダライタ装置２は、ＲＦ−ＩＤタグ４との通信に成功するまで、または、試行回数が所定の閾値に達するまで、ＲＦ−ＩＤタグ４に応答信号を要求する要求信号を、送受信アンテナ２３、２４から複数回送信する。反対に、試行回数が閾値に達している場合（ＮＯ）は、第６ステップＳ１６の次に第７ステップＳ１７が実行される。

【0060】

第７ステップＳ１７では、通信が失敗したと判定し、その後の処理を行う。第７ステップＳ１７が終了すると、図７のフローチャートも終了する。

【0061】

第８ステップＳ１８では、通信が成功したと判定し、その後の処理を行う。第８ステップＳ１８が終了すると、図７のフローチャートも終了する。

【0062】

図７のフローチャートの例では、可動金属体３２が移動し続けているので、第３ステップＳ１３を繰り返し実行する度に、棚５における定在波の谷の分布は異なっていると期待できる。もしくは、第３ステップＳ１３を繰り返し実行する度に定在波の谷の分布が異なるように、可動金属体３２の移動に係る周期と、要求信号の送信を繰り返す周期とを、同期しないように制御することが好ましい。より好ましくは、所定の閾値まで繰り返して送信を行う度に、定在波の谷の分布がそれぞれ異なるように、リーダライタ装置２および指向性調整装置３の動作を調整しても良い。さらに好ましくは、定在波が発生する領域のどの場所においても、所定の閾値まで繰り返して送信を行う間に少なくとも１度は、定在波の谷が存在せずにＲＦ−ＩＤタグ４がリーダライタ装置２との間で無線通信が行えるように、リーダライタ装置２および指向性調整装置３の動作を調整しても良い。こうすることで、本実施形態による無線読取装置１は、ＲＦ−ＩＤタグ４からデータを読み取る成功率を向上することができる。

【0063】

これまで、送受信アンテナ２３が、その構成が比較的単純な逆Ｆ型アンテナである場合について説明した。逆Ｆ型アンテナは、放射器２３２が約４分の１波長の長さを有するため、他のアンテナよりも小型化が比較的容易である、という利点を有する一方で、その偏波が直線偏波であるという特徴を有する。この特徴は、ＲＦ−ＩＤタグ４との間で無線通信を行うにあたって、必ずしも有利には働かない。これは、逆Ｆ型アンテナが棚５に固定されているときでも、すなわち、その偏波方向が固定されているときでも、ＲＦ−ＩＤタグ４が棚５に載置されたときにその偏波方向はランダムになってしまう可能性があるからである。そして、送受信アンテナ２３およびＲＦ−ＩＤタグ４の偏波方向が異なれば、両者の間の無線通信における伝搬損失が発生するからである。このような意味において、送受信アンテナ２３、２４の偏波は円偏波であることが好ましいと考えられる。

【0064】

図８Ａを参照して、送受信アンテナ２４が円偏波のアンテナである場合について説明する。図８Ａは、一実施形態による送受信アンテナ２４および可動金属体３３の別の構成例を示す俯瞰図である。

【0065】

図８Ａの送受信アンテナ２４の構成要素について説明する。送受信アンテナ２４は、地板２４１と、放射器２４２と、接地線２４３と、第１給電線２４４と、第２給電線２４５と、位相差回路２４６とを備えている。地板２４１は、平面状に形成された導体であり、例えば、平面金属板であっても良い。地板２４１には、好ましくは第１給電線２４４および第２給電線２４５がそれぞれ貫通するための２つの穴が設けられている。放射器２４２は、円盤状に形成された導体であり、言い換えれば円盤形状を有する。放射器２４２は、好ましくは使用される周波数に対応する波長の２分の１にほぼ等しい直径Ｒｒを有している。接地線２４３、第１給電線２４４および第２給電線２４５のそれぞれは、導体である。位相差回路２４６は、１つの入力と、２つの出力とを備えており、入出力には双方向性があるため、位相差合成器および同時に位相差分配器として働く。

【0066】

図８Ａの送受信アンテナ２４の構成要素の接続関係について説明する。図８Ａの直交座標ＸＹＺは、図５の直交座標ＸＹＺに対応している。地板２４１および放射器２４２は、それぞれ、ＸＹ平面に対して平行に配置されている。放射器２４２の中心は、接地線２４３の一方の端部に、電気的に接続されている。接地線２４３の他方の端部は、地板２４１に電気的に接続されている。接地線２４３は、その長手方向がＺ軸に対して平行になるように配置されていても良い。

【0067】

第１給電線２４４の一方の端部は、放射器２４２の中心からＹ軸方向に所定の距離だけ離れた位置に、電気的に接続されている。第１給電線２４４の他方の端部は、位相差回路２４６の第１出力に、電気的に接続されている。第１給電線２４４は、その長手方向がＺ軸に対して平行になるように配置されていても良い。また、第１給電線２４４は、地板２４１と導通しないように、地板２４１に設けられた穴を貫通していても良い。

【0068】

第２給電線２４５の一方の端部は、放射器２４２の中心からＸ軸方向に所定の距離だけ離れた位置に、電気的に接続されている。第２給電線２４５の他方の端部は、位相差回路２４６の第２出力に、電気的に接続されている。第２給電線２４５は、その長手方向がＺ軸に対して平行になるように配置されていても良い。また、第２給電線２４５は、地板２４１と導通しないように、地板２４１に設けられた穴を貫通していても良い。送受信アンテナ２４は、例えば、誘電体基板の一方の表面に地板２４１が形成され、他方の表面に放射器２４２が形成されたマイクロストリップアンテナとして構成されていても良い。

【0069】

位相差回路２４６の入力は、送受信部２２の出力に接続されている。

【0070】

図８Ａの送受信アンテナ２４の動作について説明する。位相差回路２４６が、送受信部２２から高周波電流を入力する。位相差回路２４６は、入力した高周波電流を、一方ではそのまま第１出力から第１給電線２４４を介して放射器２４２に向けて出力し、他方では位相に９０度の遅延を与えて第２出力から第２給電線２４５を介して放射器２４２に向けて出力する。

【0071】

ここで、円盤型の放射器２４２の中心は地板２４１に接地されている。そして、放射器２４２の中心と、放射器２４２の第１給電線２４４との第１接続部とを通る仮想的な第１半径と、放射器２４２の中心と、放射器２４２の第２給電線２４５との第２接続部とを通る仮想的な第２半径との間の角度は、直角である。その結果、放射器２４２は円偏波のアンテナとして動作する。言い換えれば、放射器２４２は円偏波の電磁波を−Ｚ軸方向に放射する。

【0072】

図８Ａの可動金属体３３について説明する。可動金属体３３は、円盤状の導体である。可動金属体３３の直径Ｒｍは、例えば、使用する周波数に対応する波長の２分の１弱であっても良い。可動金属体３３は、無給電状態であり、送受信アンテナ２４を含むリーダライタ装置２にも、移動装置３１にも、電気的に導通しておらず、さらに接地もされていないことが好ましい。可動金属体３３は、例えば、誘電体基板上に形成された金属膜であっても良く、マイクロストリップアンテナと同様に形成されても良い。

【0073】

可動金属体３３は、放射器２４２に対して平行になるように配置されている。可動金属体３３は、例えば、そのＸ軸方向に対して平行な直径が、放射器２４２のＸ軸方向に対して平行な直径を含むＸＺ平面に含まれるように配置されていても良い。このとき、放射器２４２の中心点を通り、かつ、Ｚ軸に対して平行である仮想的な直線を、基準線と呼ぶ。また、この基準線が延在する方向を、基準方向と呼ぶ。

【0074】

可動金属体３３は、伝達機構３１３によって、Ｘ軸方向に対して平行に移動する。このとき、可動金属体３３と、放射器２４２との間の距離Ｄは、一定に保たれても良い。

【0075】

指向性調整装置３は、移動装置３１によって可動金属体３３を移動することによって、送受信アンテナ２４の放射指向性を調整することができる。より具体的には、移動装置３１が、可動金属体３３の、送受信アンテナ２４に対する相対的な位置関係を変更することによって、送受信アンテナ２４の放射指向性を調整することができる。その結果、送受信アンテナ２４から放射される電磁波に由来する定在波の谷の分布を変更することができる。

【0076】

なお、上記に説明した可動金属体３３の形状、可動金属体３３の放射器２４２に対する位置関係、ならびに、可動金属体３３の移動方向および移動距離は、あくまでも一例であり、本実施形態を限定しない。これらのパラメータは、送受信アンテナ２４の放射指向性に所望の調整を行えるように、適宜に設定することが好ましい。

【0077】

図８Ｂを参照して、可動金属体３３の移動方向に係る変形例について説明する。図８Ｂは、図８Ａの送受信アンテナ２４および可動金属体３３の移動の別の一例を示す図である。

【0078】

図８Ｂの送受信アンテナ２４および可動金属体３３の構成は、図８Ａの場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。その一方で、図８Ｂの例では、可動金属体３３の移動方向が、図８Ａの場合と異なる。すなわち、図８Ｂの場合は、可動金属体３３がＸＹ平面に対して平行に、Ｘ軸に平行な方向に限らない任意の方向に直線的に移動しても良い。

【0079】

図８Ｃを参照して、可動金属体３３の移動方向に係る別の変形例について説明する。図８Ｃは、図８Ａの送受信アンテナ２４および可動金属体３３の移動のさらに別の一例を示す図である。

【0080】

図８Ｃの送受信アンテナ２４および可動金属体３３の構成は、図８Ａの場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。その一方で、図８Ｃの例では、可動金属体３３が、Ｚ軸方向に平行な回転軸を中心とする偏心回転運動を行う。すなわち、この回転軸は、可動金属体３３の中心から半径ΔＲだけ離れた位置を通っている。また、この回転軸は、放射器２４２の中心を通っている。

【0081】

本実施形態による可動金属体３３は、図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃに示したいずれかの移動方法によって移動しても良いし、これらの移動方法を組み合わせた移動を行っても良い。さらに、この組み合わせにおいてはそれぞれの移動方法に所定の重み付けを行っても良い。

【0082】

図９を参照して、可動金属体３３の送受信アンテナ２４に対する相対位置の変化に応じて送受信アンテナ２４の放射指向性が変化することについて説明する。図９は、一実施形態による無線読取装置１の各状態における送受信アンテナ２４の放射指向性の一例を示すグラフである。

【0083】

図９は、第１グラフＧ１、第２グラフＧ２および第３グラフＧ３を含んでいる。第１グラフＧ１は、可動金属体３３が第１位置にあるときの、ＸＺ平面に含まれる各方向における電界強度を示すレーダーチャートである。第２グラフＧ２は、可動金属体３３が第２位置にあるときの、ＸＺ平面に含まれる各方向における電界強度を示すレーダーチャートである。第３グラフＧ３は、可動金属体３３が第３位置にあるときの、ＸＺ平面に含まれる各方向における電界強度を示すレーダーチャートである。なお、図９に示した直交座標ＸＹＺは、図５などの直交座標ＸＹＺに対応している。

【0084】

第１グラフＧ１において、メインローブの中で電界強度が最も大きい部分は、０度の方向を向いている。ここで、０度の方向は、−Ｚ軸の方向に対して平行である。第２グラフＧ２において、メインローブの中で電界強度が最も大きい部分は、約１５度の方向を向いている。ここで、約１５度の方向は、例えば、＋Ｘ軸方向ベクトルおよび−Ｚ軸方向ベクトルのそれぞれに正の係数で重み付けして合成して得られるベクトルの方向である。第３グラフＧ３において、メインローブの中で電界強度が最も大きい部分は、約３４５度の方向を向いている。ここで、約３４５度の方向は、例えば、−Ｘ軸方向ベクトルおよび−Ｚ軸方向ベクトルのそれぞれに正の係数で重み付けして合成して得られるベクトルの方向である。

【0085】

図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃを参照して、可動金属体３３および送受信アンテナ２４の間の相対的な位置関係の変動と、定在波の谷の分布の変化との関係について説明する。図１０Ａは、一実施形態による無線読取装置１が第１状態にある場合における、定在波の谷の分布の一例を示すグラフである。図１０Ｂは、一実施形態による無線読取装置１が第２状態にある場合における、定在波の谷の分布の一例を示すグラフである。図１０Ｃは、一実施形態による無線読取装置１が第３状態にある場合における、定在波の谷の分布の一例を示すグラフである。

【0086】

図１０Ａが示す第１状態は、図９の第１グラフＧ１に対応しており、また、図８Ａに示した可動金属体３３および送受信アンテナ２４の位置関係のとおりである。言い換えれば、第１状態において、可動金属体３３の中心と、送受信アンテナ２４の中心とを結ぶ仮想的な直線は、Ｚ軸に対して平行である。

【0087】

図１０Ｂが示す第２状態は、図９の第２グラフＧ２に対応している。第２状態において、可動金属体３３は、図８Ａに示した第１状態から、使用される周波数に対応する波長の約２分の１の距離だけ＋Ｘ軸方向に移動されている。

【0088】

図１０Ｃが示す第３状態は、図９の第３グラフＧ３に対応している。第３状態において、可動金属体３３は、図８Ａに示した第１状態から、使用される周波数に対応する波長の約２分の１の距離だけ−Ｘ軸方向に移動されている。

【0089】

図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃのそれぞれにおいて、黒い部分は送受信アンテナ２４およびＲＦ−ＩＤタグ４の間で無線通信が行えない不通領域を表している。ここで、電界強度の閾値は−３０ｄＢＶ／ｍである。言い換えれば、黒い部分は定在波の谷およびその周辺の、電界強度が−３０ｄＢＶ／ｍより低い領域を表している。また、残る白い部分は、送受信アンテナ２４およびＲＦ−ＩＤタグ４の間で無線通信が可能である通信可能領域を表している。

【0090】

図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃを比較すると、定在波の分布はそれぞれ異なる。より具体的には、定在波が存在する領域のどの点においても、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃの少なくともいずれか１つにおいては、通信可能領域に含まれている。したがって、図７のフローチャートにおける第３ステップＳ１３を、閾値までの回数だけ繰り返す間に、送受信アンテナ２４および可動金属体３３の位置関係がこれら３つの状態を巡れば、少なくとも１度は送受信アンテナ２４および可動金属体３３の間で通信が行われることを期待できる。

【0091】

このように、本実施形態によれば、定在波が発生し得る環境においても、送受信アンテナ２３、２４の近傍に可動金属体３２、３３を配置し、両者の間の無線通信の試行を、両者の位置関係を適宜に変更しながら複数回行うことで、無線通信の成功率を向上することができる。

【0092】

また、既存のリーダライタ装置２に、本実施形態による指向性調整装置３を追加することによって、同様の効果を得ることが可能であることにも注目されたい。

【0093】

（第２の実施形態）
図１１を参照して、別の実施形態による無線読取装置１の構成について説明する。図１１は、一実施形態による無線読取装置１の一構成例を示すブロック回路図である。

【0094】

図１１の無線読取装置１は、図４の無線読取装置１に以下の変更を加えることで得られる。すなわち、リーダライタ装置２の通信制御部２１と、指向性調整装置３のモータ制御部３１１とを、電気的に接続する。より具体的には、図１１の無線読取装置１において、モータ制御部３１１は通信制御部２１の制御下で動作する。図１１の無線読取装置１のその他の構成については、図４の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。

【0095】

本実施形態による無線読取装置１では、リーダライタ装置２がＲＦ−ＩＤタグ４との間で無線通信を行うときにだけ、指向性調整装置３が動作する。言い換えれば、リーダライタ装置２がＲＦ−ＩＤタグ４との間で無線通信を行わないときには、指向性調整装置３が動作しない。こうすることで、指向性調整装置３による電力消費を節約し、かつ、伝達機構３１３および可動金属体３２、３３の動作に伴う摩耗などの経時変化を抑制することができる。

【0096】

図１２を参照して、本実施形態による無線読取装置１の動作、すなわち本実施形態による無線読取方法について説明する。図１２は、一実施形態による無線読取装置１の一動作例を示すフローチャートである。

【0097】

図１２のフローチャートは、第１ステップＳ２１から第１０ステップＳ３０までの、合計１０のステップを含んでいる。これら合計１０のステップの一部は、図７のフローチャートに含まれる第１ステップＳ１１から第８ステップＳ１８の何れかと同様である場合がある。そこで、以降、図１２の一部のステップについては、図７のいずれかのステップと比較しながら説明する。図１２のフローチャートが開始すると、次に、第１ステップＳ２１が実行される。

【0098】

第１ステップＳ２１では、図７の第２ステップＳ１２の場合と同様に、試行回数の初期化を行う。第１ステップＳ２１の次には、第２ステップＳ２２が実行される。

【0099】

第２ステップＳ２２では、可動金属体３２の移動を開始する。ここで、例えば、リーダライタ装置２の通信制御部２１が、可動金属体３２の移動を開始するための制御信号を生成してモータ制御部３１１に向けて出力しても良い。この場合、モータ制御部３１１が通信制御部２１からの制御信号に応じてモータ３１２を動作させることによって、移動装置３１は可動金属体３２、３３の移動を開始しても良い。

【0100】

なお、図７および図１２のフローチャートでは、可動金属体３２の移動を開始することと、試行回数の初期化を行うこととの順序を入れ替えている。これは、本実施形態では送信の直前に可動金属体３２の移動を開始することで、可動金属体３２の移動時間を最短化するためである。言い換えれば、図１２のフローチャートにおいて第１ステップＳ２１および第２ステップＳ２２の順序を入れ替えても良い。第１ステップＳ２１および第２ステップＳ２２の次には、第３ステップＳ２３が実行される。

【0101】

第３ステップＳ２３では、図７の第３ステップＳ１３の場合と同様に、リーダライタ装置２がＲＦ−ＩＤタグ４に向けて要求信号の送信を行う。第３ステップＳ２３の次には、第４ステップＳ２４が実行される。

【0102】

第４ステップＳ２４では、図７の第４ステップＳ１４の場合と同様に、リーダライタ装置２の通信制御部２１が、ＲＦ−ＩＤタグ４との間で通信が成功したか否かを判定する。通信が成功しなかったと判定された場合（ＮＯ）は、第４ステップＳ２４の次には第５ステップＳ２５が実行される。通信が成功したと判定された場合（ＹＥＳ）は、第４ステップＳ２４の次には第９ステップＳ２９が実行される。

【0103】

第５ステップＳ２５では、図７の第５ステップＳ１５の場合と同様に、通信制御部２１の演算装置２１３が、試行回数を増加する。第５ステップＳ２５の次には、第６ステップＳ２６が実行される。

【0104】

第６ステップＳ２６では、図７の第６ステップＳ１６の場合と同様に、通信制御部２１の演算装置２１３が、試行回数が所定の閾値に達したかどうかを判定する。試行回数が閾値未満である場合（ＹＥＳ）は、第６ステップＳ２６の次に第３ステップＳ２３から第６ステップＳ２６までが再度実行される。反対に、試行回数が閾値に達している場合（ＮＯ）は、第６ステップＳ２６の次に第７ステップＳ２７が実行される。

【0105】

第７ステップＳ２７では、可動金属体３２、３３の移動を停止する。ここで、通信制御部２１が、ＲＦ−ＩＤタグ４への要求信号を表す電磁波の送信を終了する際に、可動金属体３２、３３の移動を停止するための制御信号を生成してモータ制御部３１１に向けて出力しても良い。この場合、モータ制御部３１１が通信制御部２１からの制御信号に応じてモータ３１２を動作させることによって、移動装置３１は可動金属体３２、３３の移動を停止しても良い。第７ステップＳ２７の次には、第８ステップＳ２８が実行される。

【0106】

第８ステップＳ２８では、図７の第７ステップＳ１７の場合と同様に、通信が失敗したと判定し、その後の処理を行う。第８ステップＳ２８が終了すると、図１２のフローチャートも終了する。

【0107】

第９ステップＳ２９では、第７ステップＳ２７の場合と同様に、可動金属体３２、３３の移動を停止する。第９ステップＳ２９の次には、第１０ステップＳ３０が実行される。

【0108】

第１０ステップＳ３０では、図７の第８ステップＳ１８の場合と同様に、通信が成功したと判定し、その後の処理を行う。第１０ステップＳ３０が終了すると、図１２のフローチャートも終了する。

【0109】

なお、図１２のフローチャートの第２ステップＳ２２では、モータ制御部３１１は通信制御部２１からの制御信号とは別の制御信号に応じてモータ３１２の制御を行っても良い。例えば、指向性調整装置３は、図示しないアンテナをさらに備えていても良い。このアンテナを用いて、送受信アンテナ２３、２４がＲＦ−ＩＤタグ４に向けた要求信号を示す電磁波を出力したことを検知し、この検知結果に基づいて、モータ制御部３１１はモータ３１２の制御を行っても良い。

【0110】

このように、本実施形態の場合も、定在波が発生し得る環境において、送受信アンテナ２３、２４の近傍に可動金属体３２、３３を配置し、両者の間の無線通信の試行を、両者の位置関係を適宜に変更しながら複数回行うことで、無線通信の成功率を向上することができる。さらに、本実施形態によれば、リーダライタ装置２が指向性調整装置３を制御することによって、可動金属体３２、３３が移動する時間を、リーダライタ装置２およびＲＦ−ＩＤタグ４の間で無線通信を行っている期間だけに限定することが可能となる。このことは、指向性調整装置３の消費電力を節約することに繋がり、また、指向性調整装置３の寿命を延ばすことに繋がる。

【0111】

また、本実施形態の場合も、既存のリーダライタ装置２に、本実施形態による指向性調整装置３を追加することによって、同様の効果を得ることが可能であることにも注目されたい。

【0112】

以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、前記実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0113】

１ 無線読取装置
２ リーダライタ装置
２１ 通信制御部
２１１ バス
２１２ インタフェース
２１３ 演算装置
２１４ 記憶装置
２１５ 外部記憶装置
２１６ 記録媒体
２２ 送受信部
２３ 送受信アンテナ
２３１ 地板
２３２ 放射器
２３３ 接地線
２３４ 給電線
２４ 送受信アンテナ
２４１ 地板
２４２ 放射器
２４３ 接地線
２４４ 給電線
２４５ 給電線
２４６ 位相差回路
３ 指向性調整装置
３１ 移動装置
３１１ モータ制御部
３１２ モータ
３１３ 伝達機構
３２ 可動金属体
３３ 可動金属体
４ ＲＦ−ＩＤタグ
５ 棚
５１ 天板
５２ 底板
５３ 壁板
５４ 棚板
６ 物品

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図11】

【図12】