特開 2024-102764 読取装置

(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】P2024102764

(43)【公開日】2024-07-31

(54)【発明の名称】読取装置

(51)【国際特許分類】

   G06K 7/10 20060101AFI20240724BHJP

【ＦＩ】

G06K7/10 268

G06K7/10 288

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023006877

(22)【出願日】2023-01-19

(71)【出願人】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石山 卓丸

(57)【要約】

【課題】移動中の無線タグを漏れなく読み取るとともにその移動方向を判別可能な読取装置を提供する。
【解決手段】読取装置は、水平方向を含む所定の範囲に放射した電波で無線タグと信号の送受信を行う第１送受信部と、前記第１送受信部と横並びに配置され前記第１送受信部による電波の放射範囲と少なくとも部分的にずれた範囲に放射した電波で前記無線タグと信号の送受信を行う第２送受信部と、前記第１送受信部および前記第２送受信部が前記無線タグから受信した信号を読み取る読取部と、前記読取部による読み取り結果から、前記第１送受信部および前記第２送受信部の一方で検知された後の前記無線タグが、前記第１送受信部および前記第２送受信部の他方で検知された場合に、前記無線タグの移動方向は前記第１送受信部および前記第２送受信部の一方から他方へ向かう方向であると判別する判別部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水平方向を含む所定の範囲に放射した電波で無線タグと信号の送受信を行う第１送受信部と、
前記第１送受信部と横並びに配置され前記第１送受信部による電波の放射範囲と少なくとも部分的にずれた範囲に放射した電波で前記無線タグと信号の送受信を行う第２送受信部と、
前記第１送受信部および前記第２送受信部が前記無線タグから受信した信号を読み取る読取部と、
前記読取部による読み取り結果から、前記第１送受信部および前記第２送受信部の一方で検知された後の前記無線タグが、前記第１送受信部および前記第２送受信部の他方で検知された場合に、前記無線タグの移動方向は前記第１送受信部および前記第２送受信部の一方から他方へ向かう方向であると判別する判別部と、
を備える読取装置。

【請求項2】

前記第１送受信部および前記第２送受信部は、円偏波を発する平面型のアンテナであって、前記第１送受信部および前記第２送受信部の円偏波を発する側の面の裏面がなす角は、鈍角である
請求項１に記載の読取装置。

【請求項3】

前記第１送受信部と高さが異なる位置に配置され前記第１送受信部による電波の放射範囲と高さが異なる範囲に放射した電波で前記無線タグと信号の送受信を行う第３送受信部と、
前記第３送受信部と横並びに配置され前記第３送受信部による電波の放射範囲と少なくとも部分的にずれた範囲に放射した電波で前記無線タグと信号の送受信を行う第４送受信部と、
をさらに備え、
前記読取部は、前記第３送受信部および前記第４送受信部が前記無線タグから受信した信号をも読み取り、
前記判別部は、前記読取部による読み取り結果から、前記第３送受信部および前記第４送受信部の一方で検知された後の前記無線タグが、前記第３送受信部および前記第４送受信部の他方で検知された場合に、前記無線タグの移動方向は前記第３送受信部および前記第４送受信部の一方から他方へ向かう方向であると判別する
請求項１に記載の読取装置。

【請求項4】

前記第１送受信部および前記第２送受信部を収納する第１筐体と、
前記第３送受信部および前記第４送受信部を収納する第２筐体と、
前記第１筐体および前記第２筐体を異なる高さに支持するスタンドと、
を備える請求項３に記載の読取装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、読取装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、衣料品店等において、ＲＦタグなどの無線タグを使用した商品管理が普及している。無線タグによる在庫管理については、各種技術が提案されている（例えば特許文献１）。なお、ＲＦタグは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術に対応し、電波等を用いた非接触での読み取りが可能に構成されたＩＣを含んだタグである。

【0003】

例えば衣類を掛けたハンガーラックを移動させる際に、移動とともに、衣類に付された無線タグの読み取りや、移動先の正誤判定等を行うことができたら便利である。そういった運用を考えたとき、移動する無線タグを漏れなく読み取りつつ移動方向を判別することが求められるが、現在そういった用途に適した読取装置は存在しない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、移動中の無線タグを漏れなく読み取るとともにその移動方向を判別可能な読取装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態の読取装置は、水平方向を含む所定の範囲に放射した電波で無線タグと信号の送受信を行う第１送受信部と、前記第１送受信部と横並びに配置され前記第１送受信部による電波の放射範囲と少なくとも部分的にずれた範囲に放射した電波で前記無線タグと信号の送受信を行う第２送受信部と、前記第１送受信部および前記第２送受信部が前記無線タグから受信した信号を読み取る読取部と、前記読取部による読み取り結果から、前記第１送受信部および前記第２送受信部の一方で検知された後の前記無線タグが、前記第１送受信部および前記第２送受信部の他方で検知された場合に、前記無線タグの移動方向は前記第１送受信部および前記第２送受信部の一方から他方へ向かう方向であると判別する判別部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、実施形態の読取装置の外観の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、読取装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図３は、第１アンテナおよび第２アンテナがなす角の一例を示す図である。

【図4】図４は、第１アンテナおよび第２アンテナが放射する電波が届く範囲の一例を示す図である。

【図5】図５は、読取装置の使用状態を説明する図である。

【図6】図６は、読取装置の他の使用状態を説明する図である。

【図7】図７は、図３に示す角θの値（角度）を変えた場合の検知率（平均値）を説明する図である。

【図8】図８は、読取装置による読み取り結果のまとめ例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

実施形態について図面を用いて説明する。図１は、実施形態の読取装置１の外観の一例を示す斜視図である。ここで、説明の便宜のため、図面には三次元座標系を併せて示した。三次元座標系は、読取装置１幅方向（左右方向）をＸ軸方向、奥行方向（前後方向）をＹ軸方向、高さ方向（上下方向）をＺ軸方向とした。なお、Ｚ軸の正方向は下から上へ向かう方向である。また、Ｙ軸の正方向は、読取装置１の背面側から正面側へ向かう方向であって、Ｙ軸の正方向を「前方」とする。そしてＸ軸の正方向は、前（Ｙ軸の正方向）を向いた状態での右から左へ向かう方向である。

【0008】

読取装置１は、第１筐体１１、第２筐体１２、柱部２１、足部２２、および二対のアンテナ（第１アンテナ３１、第２アンテナ３２、第３アンテナ３３、および第４アンテナ３４）を備えている。

【0009】

柱部２１および足部２２は、第１筐体１１および第２筐体１２を異なる高さに支持するスタンドの一例である。柱部２１は、長手方向が略鉛直に沿うように、足部２２によって立てて支えられている。第１筐体１１および第２筐体１２は、柱部２１の高さが異なる位置に取り付けられ、柱部２１で支持されている。

【0010】

二対のアンテナのうちの一対目は、第１アンテナ３１および第２アンテナ３２である。二対のアンテナのうちの二対目は、第３アンテナ３３および第４アンテナ３４である。各対は、高さが異なる位置に設けられている。具体的には、第１アンテナ３１および第２アンテナ３２は第１筐体１１に収納され、第３アンテナ３３および第４アンテナ３４は第２筐体１２に収納されている。

【0011】

第１アンテナ３１は、水平方向を含む所定の範囲に放射した電波で、無線タグと信号の送受信を行う第１送受信部の一例である。

【0012】

第２アンテナ３２は、第１送受信部（第１アンテナ３１）と対をなす第２送受信部の一例である。第２アンテナ３２は、第１送受信部と横並びに配置され、第１送受信部による電波の放射範囲と少なくとも部分的にずれた範囲に放射した電波で、無線タグと信号の送受信を行う。

【0013】

第３アンテナ３３は、第１送受信部（第１アンテナ３１）と高さが異なる位置に配置され、第１送受信部による電波の放射範囲と高さが異なる範囲に放射した電波で、無線タグと信号の送受信を行う第３送受信部の一例である。

【0014】

第４アンテナ３４は、第３送受信部（第３アンテナ３３）と対をなす第４送受信部の一例である。第４アンテナ３４は、第３送受信部と横並びに配置され、第３送受信部による電波の放射範囲と少なくとも部分的にずれた範囲に放射した電波で、無線タグと信号の送受信を行う。

【0015】

このように、読取装置１は、第１アンテナ３１および第２アンテナ３２の一対と、第３アンテナ３３および第４アンテナ３４の一対との、二対のアンテナを備えている。

【0016】

なお、読取装置１の高さは、例えば１３０ｃｍ程度である。また、第１筐体１１および第２筐体１２の寸法は、例えば、幅が４５ｃｍ、高さが２５ｃｍである。ここで例示した各種寸法は、読取装置１の大体の大きさを想像しやすくするためのものであって、実施時の寸法がこの通りでなくとも構わない。

【0017】

図２は、読取装置１の構成の一例を示すブロック図である。読取装置１は、さらに、制御部５１や記憶部５２、リーダ５５を備えている。

【0018】

リーダ５５は、読取部の一例であって、第１～第４アンテナ３１～３４による電波の送受信を制御し、無線タグから受信した信号を読み取り、読み取った結果を制御部５１に出力する。また、リーダ５５は、第１～第４アンテナ３１～３４を同時にではなく順に駆動させるよう制御する。これにより、リーダ５５が取得する信号がどのアンテナが受信したものであるかを対応付け可能である。

【0019】

制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）で構成され、ＲＯＭ等が記憶するプログラムをＣＰＵが実行することで各種機能を実現する。記憶部５２は、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）やフラッシュメモリなどであって、リーダ５５が出力する情報や制御部５１の処理結果などを記憶する。

【0020】

制御部５１は、プログラムの実行により、「判別部」として機能する。判別部は、読取部（リーダ５５）による読み取り結果から、無線タグの移動方向を判別する。より詳細には、例えば、第１アンテナ３１で検知された後の無線タグが、第２アンテナ３２で検知された場合、無線タグの移動方向は第１アンテナ３１から第２アンテナ３２へ向かう方向であると判別する。検知順が逆の場合には、移動方向が逆であると判別する。第３アンテナ３３および第４アンテナ３４についても同様である。

【0021】

図３は、第１アンテナ３１および第２アンテナ３２がなす角θの一例を示す図である。なお、第３アンテナ３３および第４アンテナ３４がなす角も、図３と同様である。

【0022】

第１アンテナ３１および第２アンテナ３２は、電波を放射する面を、Ｘ軸（幅方向）に対して傾けている。傾ける向きは、Ｙ軸を挟んで線対称である。各アンテナ３１，３２の電波を放射する面とＸ軸とがなす角θは、２０°程度である。この場合、第１アンテナ３１および第２アンテナ３２の両者の円偏波を発する側の面の裏面がなす角（第１アンテナ３１と第２アンテナ３２との挟角）は、１４０°程度の鈍角である。角θの角度が１７．５～２７．５°（上記挟角が１２５～１４５°）の場合の実験結果について、後に説明する。

【0023】

図４は、第１アンテナ３１および第２アンテナ３２が放射する電波が届く範囲の一例を示す図である。なお、第３アンテナ３３および第４アンテナ３４が放射する電波が届く範囲も、平面視（Ｚ軸の負方向に見下ろした状態）においては図４と同様である。

【0024】

第１～第４アンテナ３１～３４は、指向性のあるアンテナの方が好ましく、例えば、円偏波を発する平面型のアンテナである。円偏波は、螺旋を描いて進むので、読取対象である無線タグの向きが一定でない場合の読み取りに適する。

【0025】

円偏波を発する平面型のアンテナで無線タグの読み取りが可能な範囲（読取範囲）は、アンテナの正面から数メートル程度までである。本実施形態では、確実に読取可能な範囲を、第１～第４アンテナ３１～３４の正面から１ｍ程度までと想定している。また、本実施形態では、一対のアンテナで読取可能な横方向（Ｘ軸方向）の範囲を、２ｍ程度と想定している。

【0026】

図４に、第１アンテナ３１の読取範囲４１および第２アンテナ３２の読取範囲４２を、点線の楕円形で示す。本実施形態では、読取範囲４１と読取範囲４２とが一部重複するように第１アンテナ３１と第２アンテナ３２とを配置しているが、読取範囲４１と読取範囲４２とは離れていてもよい。

【0027】

読取範囲４１，４２内に無線タグ９があるとき、第１，第２アンテナ３１，３２により、無線タグ９が記憶する情報が読み取られる。ここで、無線タグ９は、例えばＲＦタグである。ＲＦタグは、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術に対応し、電波等を用いた非接触での読み取りが可能に構成されたＩＣを含んだタグである。

【0028】

図５は、読取装置１の使用状態を説明する図である。読取装置１は、衣類などの商品６１，６２が掛けられたハンガーラック６０の移動経路に設置される。読取装置１は、読取装置１の正面を通過する商品６１，６２に付された無線タグ９１，９２が、読取範囲４１，４３にあるときに、無線タグ９１，９２が記憶する情報を読み取る。ここで、読取範囲４３は、第３アンテナ３３により読み取りが可能な範囲である。

【0029】

例えば、棚卸中の衣料品店の店員が、ハンガーラック６０に商品６１，６２を掛けて、バックヤードから店頭に商品を移動させるとする。商品６１には無線タグ９１が付され、商品６２には無線タグ９２が付されている。無線タグ９１は衣類である商品６１の袖口に下げられ、また、無線タグ９２は衣類である商品６２の腰のあたりに下げられている。この場合、無線タグ９１の高さと無線タグ９２の高さとには、高さ方向に１台のアンテナであると読みこぼすおそれがある程度に大きな差が生じることがある。

【0030】

そのような場合でも、本実施形態の読取装置１は、上段に第１アンテナ３１および第２アンテナ３２、下段に第３アンテナ３３および第４アンテナ３４と、上下２段にアンテナを備えているので、高さ方向に広い範囲に無線タグ９１，９２が存在していても、読みこぼしが生じにくい。

【0031】

読取範囲４１と読取範囲４２とは一部重なるので、例えば無線タグ９１が第１アンテナ３１および第３アンテナ３３の両方に読み取られることがあり得る。これについては、第１アンテナ３１で受信した信号の読み取り結果と、第３アンテナ３３で受信した信号の読み取り結果とが重複した場合には、受信時の電波強度の強い方を優先したり、或いは優先する方を予め定めたりしておくことで、解決することができる。

【0032】

読取範囲４１と読取範囲４２との重複による第２アンテナ３２および第４アンテナ３４の読み取り結果の重複についても、上述と同様の手法で解決可能である。

【0033】

図６は、読取装置１の他の使用状態を説明する図である。この図に示す例のように、無線タグが収納されたコンテナ７１，７２を台車８に積んで運搬するような場合にも、運搬経路に読取装置１を設置することで、コンテナ７１，７２内の無線タグを読み取ることができる。

【0034】

なお、台車８は、台８１の下に車輪８２が設けられたもので、台８１の高さは例えば０．１６ｍであり、コンテナ７１，７２の高さは例えば０．３４ｍである。台車８にコンテナ７１，７２を２～３段積んだ程度であると、本実施形態で例示した大きさの読取装置１で対応可能である。

【0035】

図７は、図３に示す角θの値（角度）を変えた場合の検知率（平均値）を説明する図である。第１～第４アンテナ３１～３４とＸ軸とがなす角θの角度として、例えば図示のように、１７．５°、２２．５°、２７．５°を採用して、比較してみた。なお、比較に用いたアンテナは、アンテナ幅が１０ｃｍ、Ｑ値が４、出力が５００ｍＷのものである。

【0036】

各角度での実験にあたって、台車８の移動速度はいずれも実際よりやや遅めで、５回測定している。各実験回において、データ総数および読取枚数を記録し、検知率および誤検知率を測定した。そして、各角度での５回の測定結果を平均し、データ総数の平均値、読取枚数の平均値、検知率の平均値、誤検知率の平均値を算出した。

【0037】

上記の結果、角θの値が２２．５°の場合に、検知率の平均値が最も良好な値を示し、また、誤検知が発生していないことがわかった。これにより、少なくとも図１に示すような構造の読取装置１において、角θの値は２２．５°程度が適当であると考えられる。なお、角θが２２．５°の場合の第１アンテナ３１と第２アンテナ３２との挟角は１３５°である。

【0038】

図８は、読取装置１による読み取り結果のまとめ例を示す図である。図５や図６に示すように読取装置１を使用した際の読み取り結果を、例えば図８に示す表のようにまとめる。この図においては、各アンテナ３１～３４が読み取った無線タグのＩＤと読み取り時刻とを、ＩＤ毎にまとめ、その結果から判別部（制御部５１による機能）が判別した移動方向を沿えている。

【0039】

図示の例について説明する。ＩＤが「１００１」の無線タグが第１アンテナ３１に読み取られた時刻が「１０：００：００」で、同じＩＤ「１００１」の無線タグが第２アンテナ３２に読み取られた時刻が「１０：００：０１」のとき、判別部（制御部５１）は、無線タグの移動方向を、矢印で示す方向つまり第１アンテナ３１から第２アンテナ３２へ向かう方向であると判別する。また、同じ時刻に、第３アンテナ３３および第４アンテナ３４で、ＩＤ「１００２」の無線タグが読み取られており、移動方向は第３アンテナ３３から第４アンテナ３４へ向かう方向である。これらの読み取り結果から、２つのＩＤの無線タグの移動方向は、ともに右向きの矢印で示される通り、同じであると判別できる。

【0040】

また、ＩＤが「５００１」の無線タグが第４アンテナ３４に読み取られた時刻が「２０：００：００」で、同じＩＤ「５００１」の無線タグが第３アンテナ３３に読み取られた時刻が「２０：００：０１」のとき、判別部（制御部５１）は、無線タグの移動方向を、矢印で示す方向つまり第４アンテナ３４から第３アンテナ３３へ向かう方向であると判別する。また、同じ時刻に、第２アンテナ３２および第１アンテナ３１で、ＩＤ「５００２」の無線タグが読み取られており、移動方向は第２アンテナ３２から第１アンテナ３１へ向かう方向である。これらの読み取り結果から、２つのＩＤの無線タグの移動方向は、ともに左向きの矢印で示される通り、同じであると判別できる。

【0041】

このように、本実施形態の読取装置１によれば、横並びに設けられた対をなすアンテナ（第１アンテナ３１および第２アンテナ３２の対、または第３アンテナ３３および第４アンテナ３４の対）の読み取り時刻の差を利用して、無線タグの移動方向を判別することができる。

【0042】

また、本実施形態の読取装置１によれば、複数のアンテナを横並びに設置するにあたり、アンテナを個別に設置するよりも設置スペースを抑えることができ、また、設置に要する手間を最小限にすることができる。

【0043】

また、本実施形態の読取装置１は、１台のリーダ５５が複数のアンテナ３１～３４をまとめて制御し、順に駆動させる構成であるので、装置価格を抑えることができる。

【0044】

以上、本実施形態によれば、移動中の無線タグを漏れなく読み取るとともにその移動方向を判別可能な読取装置１を提供することができる。

【0045】

なお、本実施形態では、上下方向の読取範囲を増やすためにアンテナ対（横並びの一対のアンテナ）を複数段設けているが、読取範囲が絞られるのであれば、アンテナ対は１段であっても構わない。逆に、必要に応じて、読取装置１は、アンテナ対を上下方向に３段以上備えていてもよい。

【0046】

また、実施にあたっては、角θの値を変更可能な構成としてもよい。そのように構成すると、読取範囲を変更・調整可能な読取装置１とすることができる。

【0047】

さらに実施にあたっては、筐体１１，１２の位置を柱部２１に対して変更可能に構成してもよい。そのように構成すると、読取範囲を高さ方向に変更・調整可能な読取装置１とすることができる。

【0048】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0049】

１ …読取装置、
１１…第１筐体、
１２…第２筐体、
２１…柱部、２２…足部、
３１…第１アンテナ（第１送受信部の一例）、
３２…第２アンテナ（第２送受信部の一例）、
３３…第３アンテナ（第３送受信部の一例）、
３４…第４アンテナ（第４送受信部の一例）、
４１，４２，４３…読取範囲、
５１…制御部、５２…記憶部、５５…リーダ、
６０…ハンガーラック、６１，６２…商品、
７１…コンテナ、
８…台車、８１…台、８２…車輪、
９，９１，９２…無線タグ。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0050】

【特許文献1】特開２０１４－１３１９３５号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】