JP2004102947A - 無線icタグ読取装置とそのシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定のデータを記録して物品に取り付けたICタグとの無線通信が可能なアンテナを備えた無線ICタグ読取装置に対して、前記アンテナを収納するアンテナ外装を、平状体に形成して該平状体の両側面が開放状態となるように構成した。
【選択図】 図7
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば棚に列置された本、CD、DVD、ビデオテープ、ソフトウェアのパッケージ、衣料品、又は食品等の物品にICタグを取り付け、該ICタグに記録のデータを読取るような無線ICタグ読取装置、無線ICタグ読取機、及びそのシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば図書館で管理する膨大な書物を正確かつ手軽に管理するために、無線ICタグ読取システム等による蔵書管理システム(物品管理システム)が求められている。このようなシステムでは、どの棚にどの書物が収納されているかを管理することが求められる。
【0003】
この要求に応じるために、品目(書籍)に対応付けられたRFID素子から情報を読取る手持ち式RFID装置(特許文献1参照)や、手持ち型RFID装置(特許文献2参照)が提案されている。
【0004】
これらは、棚に書籍を収納した状態で書籍に接着されたRFID素子から情報を読取ることができ、棚から書籍を取り出す作業を削減して利便性の高いシステムとなっている。
【0005】
【特許文献1】
特表2002−522849号公報
【特許文献2】
特表2002−522857号公報。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際に棚に列置された書籍に接着されたRFID素子からそのまま情報を読取るためには物理的に難しい問題点が存在している。
【0007】
すなわち、情報を読取るための共振周波数は、RFID素子に備えたアンテナコイルのインダクタンスをL、RFID素子に備えたコンデンサのインダクタンスをC、近くに存在する他のRFID素子に備えたアンテナコイルとの相互インダクタンスをMとすると、以下の計算式で求められる。
【0008】
【数1】
【0009】
このため、RFID素子が近づくとMが大きくなり、得られる共振周波数が小さくなる。従って、薄い書物が列置されているような場合には、情報が正常に読取れないこととなる。
【0010】
このようにRFID素子の情報が読取れない書物に対しては、棚から取り出して個別に読取る必要が生じ、利便性に欠ける結果となっていた。
【0011】
この発明は、上述の問題に鑑み、IDタグを備えた薄い物品を棚に列置した場合でも、該物品を取り出すことなくIDタグの情報を読取ることができるような無線ICタグ読取装置、無線ICタグ読取機、及びそのシステムを提供し、物品管理の作業時間の短縮と作業労力の削減による作業効率の向上を実現することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
この発明は、所定のデータを記録して物品に取り付けたICタグとの無線通信が可能なアンテナを備えた無線ICタグ読取装置であって、前記アンテナを収納するアンテナ外装を、平状体に形成して該平状体の両側面が開放状態となる無線ICタグ読取装置であることを特徴とする。
【0013】
前記物品は、本(書籍)、CD、DVD、ビデオテープ、ソフトウェアのパッケージ、衣料品、又は食品等で構成することを含む。
【0014】
前記ICタグは、アンテナコイルと記憶部とを備えたRFIDタグで構成することを含み、物品に貼り付けやすい薄いカード型やチップ型等の形状に形成することを含む。なお、RFIDタグには制御部又はロジック回路を備えてもよく、備えなくても良い。
【0015】
前記アンテナは、鉄線や銅線等の金属線で形成することを含み、一重コイルや重層コイルに形成することを含む。
【0016】
前記アンテナ外装は、アンテナを平状体で挟んで囲繞する貼合わせ形状、アンテナを嵌め込み可能な溝を備えた有溝形状、又は、接着剤等でアンテナを貼り付け可能な貼り付け可能形状に形成することを含む。
【0017】
前記平状体は、板状四角体、板状円体、板状リング体等、両面が平状となる板状体で構成することを含み、側面視直線状となる薄板状体に形成することを含む。また該平状体は、常時両側面を開放した状態に形成する、あるいは、折りたたみ若しくは収納可能に形成して所望により両側面を開放可能に構成することを含む。
【0018】
前記無線ICタグ読取装置は、ICタグの読取りに加えて書き込みも実行する無線ICタグ読書き装置で構成することを含む。
【0019】
好ましい実施の形態として、保持者の手による保持角度が異なる保持部を複数備えることができる。
前記保持部は、本体に取り付けて保持者が保持可能な棒状体等の持ち手部(グリップ部)、又は、本体の一部に持ちやすいように凹部又は/及び凸部を形成した持ち手部等、保持者が保持可能な部分で構成することを含む。
【0020】
またこの発明は、前記無線ICタグ読取装置と、該無線ICタグ読取装置に接続して通信制御を行う通信制御装置とを備えた無線ICタグ読取機とすることができる。
【0021】
前記通信制御装置は、無線ICタグ読取装置に対して信号の送受信を行う装置で構成することを含む。
【0022】
またこの発明は、前記無線ICタグ読取機の通信制御装置と接続可能なコンピュータを備え、受信した前記ICタグに記録のデータを該コンピュータで確認可能に構成した無線ICタグ読取システムとすることができる。
【0023】
前記コンピュータは、デスクトップ型PC(パーソナルコンピュータ)、ノート型PC、又はPDA(Personal Digital Assistance)や携帯電話等の携帯情報端末等、データを確認可能な電子計算機で構成することを含む。
【0024】
【発明の効果】
この発明により、通常は棚に列置された物品の背部分をアンテナ外装でなぞるようにしてIDタグに記録のデータを読取り、薄い物品でそのままではデータが読取れないような場合には、隣接された物品の間にアンテナをアンテナ外装ごと差し込み、物品を棚から取り出すことなくデータを読取ることが可能となる。
【0025】
これにより、従来行われていたように、薄い物品は1つずつ棚から取り出してデータを読取り、読取り後に物品を棚に戻すという1連の作業が不要となり、アンテナをアンテナ外装ごと物品間に差込むだけで、複数個の物品のIDタグに記録のデータを一度に読取ることが可能となる。
【0026】
データが読取れたか否かは、通信制御装置又は/及びコンピュータで確認することが可能となり、コンピュータでは読取ったデータを整理して棚に存在する物品を管理することも可能となる。
【0027】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。
まず、図1に示す書籍管理システム1のシステム構成図、図2に示すRFタグ4の平面図、図3に示すハンディスキャナ10の斜視図、及び図4に示すハンディスキャナ10の右側面断面図と共に、書籍管理システム1のシステム構成と各構成要素について説明する。
【0028】
該書籍管理システム1では、予め書籍3の裏表紙の内側、若しくはカバーと裏表紙の間にRFタグ4を接着剤で貼り付けており、該RFタグ4を貼り付けた書籍3を本棚2に収納している。
【0029】
書籍管理システム1は、RFタグ4と通信を行うハンディスキャナ10、該ハンディスキャナ10に対して信号の送受信を行う通信制御装置40、該通信制御装置40からRFタグ4に記録のデータを受信して書籍3がどの本棚2に収納されているか等の管理を実行するノート型PC(パーソナルコンピュータ)30を備えている。
前記ノート型PC30は、受信したデータの整理等を実行してホストとしての機能を果たし、通信制御装置40と共にキャスタ付きの台8に乗せて移動可能に構成する。
【0030】
前記RFタグ4は、図2の平面図に示すように、銅線をコイル状に形成したアンテナコイル5と、データを記憶しているICチップ6とを備えており、これらの前後を長方形の透明シート7で挟んで保護している。
【0031】
前記ハンディスキャナ10は、図3の後方右上から見た斜視図に示すように、平行四辺形の板状(つまり平状体)に形成したアンテナ外装11の一辺を本体(ハウジングケース)13の前面に取り付けて形成している。
【0032】
該アンテナ外装11の他の辺11eは角を取って丸く加工し、アンテナ外装11を密接した2つの書籍3の間に差し込んだ際に、書籍3を傷つけないようにしている(図7参照)。また、アンテナ外装11の角部11dも丸く加工しており、指し込み時に書籍3を傷つけないようにしている。
【0033】
本体13には、上部から後部にかけてへの字型の持ち手部12を備え、右側面下方にはアンテナのON/OFFを切り替えるオペレーションスイッチ14を備えている。なお、この持ち手部12は、普通人の手で掴みやすく長時間持っていても疲れないように、適度な厚さに形成しており、また本体13との隙間で指が入ることになる凹部の凹み具合も同様の考慮をしている。
【0034】
本体13の後方下部には、同軸ケーブル9(図1)を接続するための接続部(ケーブルCN)15を備えている。
【0035】
ハンディスキャナ10の内部には、図4の側面断面図に示すように、アンテナ(アンテナエレメント)16、インピーダンスマッチング回路(マッチングボード)17、オペレーションスイッチ14、ケーブル18を備える。
【0036】
前記アンテナ16は、前述のアンテナ外装11の外周内側に沿って貼り付け、一重のコイルを形成している。該アンテナ16は、適度な太さを有する鉄線で形成し、電力供給によって少し発熱してアンテナ外装11から放熱するように構成する。このように抵抗値の高い金属部材を使用することで、インピーダンスマッチング回路17に備える抵抗体の抵抗値を小さくすることを可能にし、該抵抗体の発熱を抑制している。
【0037】
前記インピーダンスマッチング回路17は、同軸ケーブル9(図1)から接続部15、ケーブル18、及びオペレーションスイッチ14を介して供給される電力を、アンテナ16に安定して供給する。
前記オペレーションスイッチ14は、アンテナ16及びインピーダンスマッチング回路17への電力供給のON/OFFを切り替える。
【0038】
以上の構成により、利用者は書籍3に貼り付けられたRFタグ4に対し、ハンディスキャナ10のアンテナ16で通信してデータを読取り、該データをノート型PC30に蓄積して書籍3の収納場所(すなわち棚2)や収納書籍数等を管理することができる。
【0039】
次に、図5に示す回路ブロック図と共に、書籍管理システム1の回路構成について説明する。
通信制御装置40は、各種制御処理を実行する制御部42を備えている。該制御部42には上位インターフェース41を接続しており、該上位インターフェース41に接続したノート型PC30と通信可能に構成している。これにより、制御部42はノート型コンピュータからの制御指示に従って、RFタグ4との通信制御を実行する。
【0040】
前記制御部42は、デジタル信号を変調回路(変調手段)43に送信する。該変調回路43はデジタル信号をアナログ信号に変調して電力増幅回路44が該アナログ信号を増幅し、同軸ケーブル9を介してハンディスキャナ10に送信する。
【0041】
該アナログ信号を受信したハンディスキャナ10のインピーダンスマッチング回路17は、電力を安定化させてアンテナ16に前記アナログ信号を送信する。
【0042】
このときアンテナ16で発生する磁界によって、RFタグ4のアンテナコイル5が影響を受け、ICチップ6は起電力を得て記録しているICデータをデータ信号としてアンテナコイル5から送信する。
【0043】
なお、ICチップ6は、電源回路(電源手段)、A/Dコンバータ(変調手段)、D/Aコンバータ(復調手段)、ロジック回路(ロジック手段又はCPU等の制御手段)、不揮発性メモリ(記憶手段)を備えている。また、該不揮発性メモリには、各RFタグ4にユニークに割り当てられたID、及び該RFタグ4が張り付いている書籍3のタイトルや著者等の書籍データ等、所定のデータを格納している。なお、前記不揮発性メモリは、具体的にはFRAMやEEPROMで構成することができる。
【0044】
ハンディスキャナ10のアンテナ16は前記データ信号を受信し、該データ信号を前記インピーダンスマッチング回路17と同軸ケーブル9を介して通信制御装置40に送信する。
【0045】
該データ信号を受信した通信制御装置40は、検波回路46で検波し復調回路(復調手段)45でデジタルデータに復調して得たICデータを制御部42に送信する。
【0046】
制御部42はICデータを受信したことをブザー/表示部47で利用者に知らせる。すなわち、ブザー/表示部47のスピーカからブザー音を発音し、ブザー/表示部47のLEDを所定時間点灯する。
【0047】
また制御部42は、上位インターフェース41を介してノート型PC30に前記ICデータを送信する。
【0048】
なお、通信制御装置40を駆動する電力は、商用電源AC100VからAC/DC電源(電源手段)48を介して取得する。
【0049】
以上の回路構成により、ハンディスキャナ10のアンテナ16とRFタグ4のアンテナコイル5とで通信を行い、ICチップ6に記録のICデータを取得することができる。ICデータを取得するとブザー/表示部47で利用者に知らせるため、利用者は読取りされたことを確認しながらスキャニング(読取り)を続けることができる。
【0050】
次に、図6に示すハンディスキャナ10の磁界説明図、図7に示すスキャニング方法説明図、及び図8に示すスキャニング姿勢説明図と共に、ハンディスキャナ10の利用方法について説明する。
【0051】
ハンディスキャナ10は、アンテナ外装11内のアンテナ16からキャリア周波数によって方向が変化する交流の磁界を発生しており、その一瞬を図示すると図6の平面図に示す方向に磁界が発生している。すなわち、まずアンテナ外装11の左右両面に、陰線で示すように一方向の強い磁界が発生し、仮想線に示す強通信領域11aを形成している。
【0052】
またアンテナ外装11の正面側には、陰線に示すようにサイドローブによる逆方向(前記強通信領域11aの磁界と逆方向)の弱い磁界が発生し、仮想線に示す弱通信領域11bを形成している。
このように方向の異なる2つの磁界が、キャリア周波数によって方向を入替えながら発生する。
【0053】
これらの強通信領域11a及び弱通信領域11bを利用して、図7の平面図に示すようにスキャニングを実行する。
まず、通常の厚さの書籍3や厚みのある書籍3については、仮想線の(A)に示すように書籍3の背表紙をアンテナ外装11の正面側の該周辺でなぞるようにしてスキャニングする。このときは、弱通信領域11bによって該領域内のRFタグ4と通信を実行する。なおこのスキャニングの際、アンテナ外装11で書籍3の背表紙にタッチ(接触)しながら横移動させると良いが、タッチしない(非接触)で近づけた状態で横移動させても良い。
【0054】
次に、薄い書籍3については、図示するように隣接する書籍3のRFタグ4間の間隔が狭くなり、サイドローブを利用した弱通信領域11bの磁界強度では十分な共振周波数が得られず通信が正常に行われない場合がある。
【0055】
そこで、利用者はハンディスキャナ10のアンテナ外装11を、仮想線の(B)に示すように薄い書籍3の間に差し込む。この差し込みの際、持ち手部12の鉛直部12c(図4)を持って差し込むと、利用者の持ち手、持ち手部12、及びアンテナ外装11が平面視及び側面視同一直線状となり、力が加わりやすく書籍3間の隙間に難なく差し込むことが可能となる。
【0056】
このように差し込むことにより、強通信領域11aを利用することができ、狭い間隔で複数が存在するRFタグ4に対して、近接した他のRFタグ4による影響に妨げられない程度の強い磁界を与え、十分な共振周波数を得て強通信領域11a内のRFタグ4と通信することができる。
【0057】
またこのとき、アンテナ外装11の横に隣接している書籍3のRFタグ4に加えて、さらに外側のRFタグ4を読取ることも可能であり、4〜5冊おきにアンテナ外装11を差し込んで洩れなくRFタグ4を読取ることもできる。
【0058】
なお、複数のRFタグ4からICデータを読取るため、ISO/IEC15693−2に規定されている変復調方式、及びISO/IEC15693−3に規定されている通信プロトコルとアンチコリジョンを採用しているが、他の方式を採用しても良い。
【0059】
ハンディスキャナ10の持ち方については、図8のスキャニング姿勢説明図に示すように様々な持ち方がある。
最上段、すなわち高い位置(利用者の頭上程度の高さ)にある書籍3は、(C)に示すようにハンディスキャナ10を逆さにし、持ち手部12の水平部12a(図3)を持つ。
【0060】
上段、すなわち少し高めの位置(利用者の肩位置から顔程度の高さ)にある書籍3は、(D)に示すようにハンディスキャナ10を逆さにし、持ち手部12の曲がり部12b(図3)を持つ。
【0061】
中段、すなわち中くらいの高さの位置(利用者の腹部程度の高さ)にある書籍3は、(E)に示すようにハンディスキャナ10を正方向にし、持ち手部12の鉛直部12c(図3)を持つ。
【0062】
下段、すなわち少し低めの位置(利用者の太もも程度の高さ)にある書籍3は、(F)に示すようにハンディスキャナ10を正方向にし、持ち手部12の曲がり部12b(図3)を持つ。
【0063】
最下段、すなわち低い位置(利用者の膝下程度の高さ)にある書籍3は、(G)に示すようにハンディスキャナ10を正方向にし、持ち手部12の水平部12a(図3)を持つ。
【0064】
以上のようにして持つ事により、無理のない姿勢で楽にハンディスキャナ10を保持することが可能となり、所蔵書籍の多い図書館での長時間のスキャニング作業も難なく行うことができる。
【0065】
なお、持ち手部12を持ちやすいようにするために水平部12a、曲がり部12b、鉛直部12cを設定しているが、上述した持ち方に限定されるわけではなく、利用者が持ちやすいように自由に持てばよい。例えば、図では全て左手で持っているが、(C)は左手、(D)は右手というように持ち替えて作業することで、疲れずに作業を継続することができる。他にも、上段の書籍3のRFタグ4を読取る場合に、逆さにせずに本体13の底辺部を持ってスキャニングしてもかまわない。すなわち、本体13を普通人の手のひらに収まる程度の厚みに形成しているため、このように本体13を持つことも可能となる。
【0066】
以上に説明した書籍管理システム1により、本棚2に収納される様々な厚みの書籍3に対応したスキャニングが可能になる。これによって作業効率が向上し、作業時間を短縮することが可能となる。また、長時間作業しても疲れないように設計された持ち手部12により、利用者は楽にスキャニング作業を行うことができる。
【0067】
以上の実施形態において、通信制御装置40を小型コンパクトに形成して携帯型通信制御装置とし、AC/DC電源48の代わりにバッテリを備えても良い。これにより、ノート型PC30を利用者が持てば台8が不要となり、利用者は電源コンセントとの距離やコンセントの差し替えを行う必要なく、また同軸ケーブル9に足を引掛けることを気にする必要もなく、スキャニング作業を行うことができる。この場合、さらにノート型PC30をPDAに変えれば、総重量が軽くなって利用者は身軽にスキャニング操作を行うことができる。
【0068】
また、ハンディスキャナ10は、図9に示す他の実施形態の側面図、及び図10に示す他の実施形態の斜視図に示すように他の形状に形成しても良い。
例えば、図9の(1)に示すようにアンテナ外装11を内蔵するアンテナ16と共に本体13内に収納可能に形成することができる。この場合は、不使用時にアンテナ16を収納して折れ曲がり等の故障から保護することができる。
【0069】
さらに、アンテナ外装11を収納した状態でも弱通信領域11bで通信することはできるため、通常は収納状態で通信を行い、薄い書籍3の場合にアンテナ外装11を突出させて書籍3間に差し込み、強通信領域11aで読取ることが可能となる。またこの形態では、アンテナ外装11の外周のみ備えて内側を空洞にしているため、水平部12aを短くしたり本体13を前後に長く形成したりせずとも、コンパクトに収納することができる。
【0070】
また(2)に示すように、アンテナ外装11を本体13の正面側上部に形成した枢支部で枢支し、枢動によって折りたたみ可能に形成することもできる。この場合は使用時にアンテナ外装11を(2a)に示す使用状態とし、収納時に(2b)に示すように折りたたんで保護することができる。
【0071】
また、(3)に示すようにアンテナ外装11の上部を突出させるように形成し、薄い書籍3に対しては該突出部11cを書籍3間に差し込むようにして利用しても良い。
【0072】
また、(4)に示すようにアンテナ外装11を下方が正面側へ突出する平行四辺形に形成しても良い。この場合は持ち手部12でハンディスキャナ10をぶら下げるように軽く持てば、アンテナ外装11の正面辺が略鉛直(使用状態)となり、楽な持ち方でハンディスキャナ10を良スキャニング角度に保持することが可能となる。
【0073】
また、図10の(5)〜(9)に示すように、アンテナ外装11を長方形に形成しても良い。
(5)は、持ち手部12を垂直の棒状に形成し、手で握った際の人指し指の位置にオペレーションスイッチ14を備えている。
【0074】
(6)及び(7)は、持ち手部12を垂直の棒状に形成し、手で握った際の親指の位置にオペレーションスイッチ14を備えている。
(8)は、持ち手部12を垂直の棒状部と下方に備えた略水平の棒状部を連結して形成し、垂直の棒状部を持った際の親指の位置にオペレーションスイッチ14を備えている。
【0075】
(9)は、持ち手部12を棒状の上部12d、中部12e、及び下部12fを連結した側面視コの字型に形成して上下左右対象に形成し、下方に存在する書籍3には上部12dを、中段に存在する書籍3には中部12eを、上段に存在する書籍3には下部12fを保持してスキャニングするように設定している。なお、このハンディスキャナ10を上下逆さにしても利用可能であり、オペレーションスイッチ14は本体13の正面側中央部近郷の右側面に備えている。
【0076】
このようにアンテナ外装11を長方形に形成することで、真直ぐ保持すればアンテナ外装11の正面辺が鉛直(垂直)となり、スキャニング角度を意識せずにスキャニングを行うことができる。
【0077】
また、図9の(3)で説明した上部突出タイプのハンディスキャナ10は、図10の(10)に示すようにアンテナ外装11を縦長の楕円形に形成し、下方を突出させて構成しても良い。
【0078】
また、同軸ケーブル9はハンディスキャナ10又は通信制御装置40に巻取り等の方法で収納できるように構成しても良い。これにより、同軸ケーブル9が必要以上に長くて足が引っ掛かるといった煩わしさを回避できる。
【0079】
また、この実施形態では本棚2に収納された書籍3で説明したが、店頭販売されるCD、DVD、ビデオテープ、カセットテープ、ソフトウェアのパッケージ、衣料品、又は食品等、適度な厚みを持つ物品で棚等に列置されているような環境であれば、書籍管理システム1を利用して物品管理(在庫管理、収納場所管理、仕入れ記録と販売記録と在庫との照合等)の効率化を図ることができる。
【0080】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の無線ICタグ読取システムは、実施形態の書籍管理システム1に対応し、
以下同様に、
物品は、書籍3に対応し、
ICタグは、RFタグ4に対応し、
無線ICタグ読取装置は、ハンディスキャナ10に対応し、
保持部は、持ち手部12に対応し、
アンテナは、アンテナ16に対応し、
コンピュータは、ノート型PC30に対応し、
通信制御装置は、通信制御装置40に対応し、
無線ICタグ読取機は、ハンディスキャナ10及び通信制御装置40に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】書籍管理システムのシステム構成図。
【図2】RFタグの平面図。
【図3】ハンディスキャナの斜視図。
【図4】ハンディスキャナの右側面一部断面図。
【図5】書籍管理システムの回路ブロック図。
【図6】ハンディスキャナの磁界説明図。
【図7】ハンディスキャナによるスキャニング方法の説明図。
【図8】ハンディスキャナによるスキャニング姿勢の説明図。
【図9】ハンディスキャナの他の実施形態の説明図。
【図10】ハンディスキャナの他の実施形態の説明図。
【符号の説明】
1…書籍管理システム
3…書籍
4…RFタグ
10…ハンディスキャナ
11…アンテナ外装
12…持ち手部
16…アンテナ
30…ノート型PC
40…通信制御装置
Claims (4)
- 所定のデータを記録して物品に取り付けたICタグとの無線通信が可能なアンテナを備えた無線ICタグ読取装置であって、
前記アンテナを収納するアンテナ外装を、平状体に形成して該平状体の両側面が開放状態となる
無線ICタグ読取装置。 - 保持者の手による保持角度が異なる保持部を複数備えた
請求項1記載の無線ICタグ読取装置。 - 請求項1又は2記載の無線ICタグ読取装置と、
該無線ICタグ読取装置に接続して通信制御を行う通信制御装置とを備えた
無線ICタグ読取機。 - 請求項3記載の無線ICタグ読取機の通信制御装置と接続可能なコンピュータを備え、
受信した前記ICタグに記録のデータを該コンピュータで確認可能に構成した
無線ICタグ読取システム。
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