JP2008182717A - 無線タグ読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線タグに対して少ないアンテナ数で確実な読み取りを行う。
【解決手段】無線タグを所持している客が通過する通過領域に向けて平面アンテナ２６を配置する。そして、この平面アンテナ２６を、モータ２７によって、アンテナ面と平行な面上の任意の１点を中心として、電波の偏波方向を変化させるように回転させる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、無線タグのデータを無線で読み取る無線タグ読取装置に関する。

無線タグ読取装置において、無線タグのデータの読み取り範囲を広げるには電波の照射範囲を広げる必要がある。そして、電波の照射範囲を広げるには複数のアンテナを並べることで対処していた。
例えば、複数のアンテナを上下に並べて配置し、車両とともに移動する無線カードと無線通信して料金の支払処理を無人で行うものが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−３１５２８３号公報

しかしながら、上述した公報の方式を指向性のある平面アンテナに使用すると問題が生じる。すなわち、無線タグは無線タグ読取装置から電波を受けて電力の供給を受けるためデータを送信するための送信電力は極めて弱い。このため無線タグ読取装置のアンテナの指向性を高くして電波の照射距離を延ばす必要がある。そして、アンテナの指向性を高めると電波の照射方向が絞られ、電波の照射範囲がアンテナ面よりも狭くなる。

従って、図１３に示すように、指向性の高い３つの平面アンテナ１，２，３を上下に並べた場合に、各平面アンテナ１，２，３の電波の照射範囲１ａ，２ａ，３ａの間に電波の届かない不感帯４が生じ、無線タグがこの不感帯４を通過することがあると無線タグのデータを読み取ることができなくなる問題があった。
そこで、本発明は、無線タグに対して少ないアンテナ数で確実な読み取りができる無線タグ読取装置を提供する。

本発明は、平面アンテナから電波を放射し、この電波を受信した無線タグが送信するデータを平面アンテナで受信してデータを読み取る無線タグ読取装置において、無線タグの通過領域に向けて配置された平面アンテナを、この平面アンテナと平行な面上の任意の１点を中心として、電波の偏波方向を変化させるように回転させる駆動手段を備えたことにある。

以上詳述したように本発明によれば、無線タグに対して少ないアンテナ数で確実な読み取りができる無線タグ読取装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
なお、この実施の形態は本発明を店舗における客の来店を管理するゲートシステムに適用したものについて述べる。
図１は、ゲートシステムの構成図を示す。アンテナ装置１４が、店舗の出入口付近で、無線タグ１１を所持している客１２が通過する通過領域１３の側面に配置される。そして、前記アンテナ装置１４の中央部に上下に亘ってリニアモータ１５を配置し、そのリニアモータ１５のレール上に円偏波アンテナ或は直線偏波アンテナからなる平面アンテナ１６を配置している。従って、無線タグ１１の移動方向１３に沿った面と前記平面アンテナ１６のアンテナ面が平行になるように配置される。前記リニアモータ１５は駆動手段を構成する。

前記平面アンテナ１６はリーダ１７と同軸ケーブル１８によって接続され、リーダ１７は平面アンテナ１６が受信した信号を、同軸ケーブル１８を介して取り込むようになっている。前記リニアモータ１５はパーソナルコンピュータ１９によって制御されるようになっている。前記アンテナ装置１４とリーダ１７は無線タグ読取装置を構成する。

無線タグ１１を所持している客１２の移動方向１３に沿って、前記平面アンテナ１６よりも手前に物体、すなわち、客１２の通過を検出する第１の検出器２０を配置し、また、前記平面アンテナ１６よりも後方に客１２の通過を検出する第２の検出器２１を配置している。なお、各検出器２０、２１としては、赤外線センサーなど一般に自動扉等に使用しているセンサーが使用できる。そして、前記各検出器２０，２１を前記パーソナルコンピュータ１９に接続している。

前記パーソナルコンピュータ１９はリニアモータ１５を駆動制御して平面アンテナ１６を、図２に示すように、上下の所定の範囲内で、図中矢印で示すように往復移動制御するようになっている。

次に、図３の流れ図に基づいてゲートシステムの動作について述べる。
先ず、Ｓ１にて、第１の検出器２０による人の通過をチェックする。第１の検出器２０が人の通過を検出すると、その情報がパーソナルコンピュータ１９に送られ、パーソナルコンピュータ１９は、Ｓ２にて、リーダ１７に無線タグ１１の読み取り開始を指示する。これにより、リーダ１７は、Ｓ３にて、平面アンテナ１６からの電波照射を開始させ、無線タグ１１からのデータ読み取りを開始させる。また、パーソナルコンピュータ１９は、Ｓ４にて、リニアモータ１５の駆動を開始させ、平面アンテナ１６を上下に移動させる。

続いて、パーソナルコンピュータ１９は、Ｓ５にて、リーダ１７からの読み取り情報によって無線タグ１１からのデータ読み取りが成功したかをチェックし、読み取り成功を確認すると、Ｓ６にて、リニアモータ１５の駆動を停止させ、Ｓ７にて、リーダ１７に無線タグ１１の読み取り停止を指示する。これにより、リーダ１７は、Ｓ８にて、平面アンテナ１６からの電波照射を停止させる。こうして一連の制御が終了する。

また、Ｓ５にて、無線タグ１１からのデータ読み取りの成功を確認できないまま、Ｓ９にて、第２の検出器２１が人の通過を検出すると、Ｓ６にて、リニアモータ１５の駆動を停止させ、Ｓ７にて、リーダ１７に無線タグ１１の読み取り停止を指示する。これにより、リーダ１７は、Ｓ８にて、平面アンテナ１６からの電波照射を停止させる。こうして一連の制御が終了する。

また、Ｓ５にて、無線タグ１１からのデータ読み取りの成功が確認されず、また、Ｓ９にて、第２の検出器２１よる人の通過検出ができないまま、Ｓ１０にて、一定時間が経過すると、Ｓ６にて、リニアモータ１５の駆動を停止させ、Ｓ７にて、リーダ１７に無線タグ１１の読み取り停止を指示する。これにより、リーダ１７は、Ｓ８にて、平面アンテナ１６からの電波照射を停止させる。こうして一連の制御が終了する。

このような構成においては、無線タグ１１を所持した客１２が来店し、第１の検出器２０の前を通過すると、パーソナルコンピュータ１９はリーダ１７に無線タグ１１の読み取りを開始させ、リーダ１７は平面アンテナ１６からの電波照射を開始させる。また、パーソナルコンピュータ１９はリニアモータ１５の駆動を開始させる。

これにより、平面アンテナ１６は電波を照射しながらリニアモータ１５によって所定の範囲上下動する。従って、平面アンテナ１６からの電波の照射範囲は、図４及び図５に斜線で示す範囲となる。なお、クロスで示す範囲は平面アンテナ１６が図に示す位置にあるときの照射範囲である。

このように、平面アンテナ１６が移動範囲の上端に位置しているときの電波照射範囲の上端から、移動範囲の下端に位置しているときの電波照射範囲の下端までの間において不感帯は全く発生しない。従って、無線タグ１１がこの間を通過する場合にはリーダ１７によって無線タグ１１からデータが確実に読み取られる。しかも、使用する平面アンテナ１６は１個と少ない。

そして、リーダ１７によって無線タグ１１からデータが読み取られ、パーソナルコンピュータ１９が読み取りの成功を判断すると、リニアモータ１５の動作、リーダ１７の読み取り動作、平面アンテナ１６からの電波の照射が順次停止される。従って、リニアモータ１５が動作し続け、平面アンテナ１６が電波を出し続けることはない。

また、もし、パーソナルコンピュータ１９が無線タグ１１からのデータの読み取りを確認できなかった時には、第２の検出器２１が客１２の通過を検出した時にリニアモータ１５の動作、リーダ１７の読み取り動作、平面アンテナ１６からの電波の照射が順次停止される。また、何らかの事情によって第２の検出器２１が客１２の通過を検出できなくなっても一定時間経過後にはリニアモータ１５の動作、リーダ１７の読み取り動作、平面アンテナ１６からの電波の照射が順次停止される。

これにより、無線タグ１１からデータを読み取る所定の期間だけリニアモータ１５によってアンテナ１６を移動動作することになり、アンテナが不要に動作し続けるのを防止できる。換言すれば、無線タグ１１がアンテナ１６の近傍に無い時にはアンテナの移動動作やアンテナからの電波照射が行われることはない。

なお、この実施の形態においては、リーダ１７による無線タグ１１のデータ読み取りが成功した時、あるいは、データの読み取りが不成功に終わっても第２の検出器２１が人の通過を検出した時にリニアモータ１５の動作、リーダ１７の読み取り動作、平面アンテナ１６からの電波の照射を順次停止するようにしたが必ずしもこれに限定するものではなく、図６に示すように、Ｓ５の無線タグからのデータ読み取り成功チェックを省略してもよい。また、第２の検出器２１による人の通過検出を省略してもよい。

（第２の実施の形態）
この実施の形態も本発明を店舗における客の来店を管理するゲートシステムに適用したものについて述べる。
図７及び図８に示すように、平面アンテナとして、直線偏波アンテナ２６を使用している。そして、この直線偏波アンテナ２６をモータ２７によって図８に点線で示すようにアンテナ面と平行な面上の任意の１点を中心に回転できるようになっている。そして、前記モータ２７をリニアモータ１５のレール上に配置している。その他の構成は図１と同様であり、その制御は図３と同様である。

直線偏波アンテナ２６は電波の偏波方向が一方向であるが、円偏波アンテナと比べて電波の照射距離を延ばすことができる。さらに、直線偏波アンテナ２６を回転させることで、円偏波アンテナと同様に偏波方向を変化させることができる。
従って、この実施の形態においても前述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。しかも、電波の照射距離を延ばすことができるというさらなる効果がある。
この実施の形態においても図３に示す制御に限定されるものではなく、図６に示す制御のように無線タグからのデータ読み取り成功チェックを省略しても、また、第２の検出器２１による人の通過検出を省略してもよい。

（第３の実施の形態）
この実施の形態も本発明を店舗における客の来店を管理するゲートシステムに適用したものについて述べる。
図９に示すように、１対のゲート３１，４１を、間に客が通過する通路を介して対向配置し、前記ゲート３１の中央部の下半分に上下に亘ってリニアモータ３２を配置し、そのリニアモータ３２のレール上に円偏波アンテナ或は直線偏波アンテナからなる平面アンテナ３３を配置し、また、前記ゲート４１の中央部の上半分に上下に亘ってリニアモータ４２を配置し、そのリニアモータ４２のレール上に円偏波アンテナ或は直線偏波アンテナからなる平面アンテナ４３を配置している。なお、その他の構成は図１と同様である。

このような構成においては、客が通過する通路に対して電波照射領域が重ならないように平面アンテナ３３は下半分をカバーし、平面アンテナ４３は上半分をカバーする。従って、各平面アンテナ３３，４３の移動範囲は１台のときに比べて半分になる。このように各平面アンテナ３３，４３の移動距離が短いので、無線タグ１１を所持した客１２が通過する時間内においていずれかの平面アンテナ３３，４３によって無線タグ１１からの電波をより確実に受信することができる。なお、その他については前述した第１の実施の形態と同様の作用効果が得られるものである。

（第４の実施の形態）
この実施の形態は、本発明を店舗における精算部に適用したものについて述べる。
図１０に示すように、客が店舗内を廻って商品を入れた籠５１をレジ台５２に載せ、これを店員が図中矢印で示すように読み取りのための位置へ移動させる。この読み取り位置のレジ台５２にはセンサー５３が配置され、籠５１がその位置に来たことを検出するようになっている。前記籠５１内には無線タグ５４を貼り付けた商品５５が収納されている。

前記レジ台５２の読み取り位置の裏面側には平面アンテナ５６が配置され、この平面アンテナ５６の裏面中央にはこの平面アンテナ５６をこのアンテナ面と垂直な面上の任意の１点を中心に左右に回動するモータ５７が設けられている。すなわち、前記平面アンテナ５６は、無線タグ５４が通過する通過領域に向けて配置され、モータ５７によってそのレジ台５２の面に対するアンテナ面の角度を変化させるようになっている。

前記平面アンテナ５６はリーダ５８と同軸ケーブル５９によって接続され、リーダ５８は平面アンテナ５６が受信した信号を、同軸ケーブル５９を介して取り込むようになっている。前記モータ５７はパーソナルコンピュータ６０によって制御されるようになっている。また、前記センサー５３を前記パーソナルコンピュータ６０の入力ポートに接続している。

前記パーソナルコンピュータ６０は、前記センサー５３が籠５１を検出すると、前記モータ５７を駆動して前記平面アンテナ５６を図１１に示すように左右に回動させるようになっている。そして、リーダ５８を制御し、前記平面アンテナ５６から電波照射を開始させ、商品５５に貼られている無線タグ５４からのデータ読み取りを行わせるようになっている。

前記パーソナルコンピュータ６０は、リーダ５８による無線タグ５４からのデータ読み取りが成功したと判断した時、前記モータ５７の動作を停止させ、さらに、リーダ５８による平面アンテナ５６からの電波照射を停止させるようになっている。また、リーダ５８による無線タグ５４からのデータ読み取りが不成功であっても前記センサー５３が籠５１の離脱を検出すると、前記パーソナルコンピュータ６０は、前記モータ５７の動作を停止させ、さらに、リーダ５８による平面アンテナ５６からの電波照射を停止させるようになっている。平面アンテナ５６とモータ５７とリーダ５８は無線タグ読取装置を構成する。

このような構成においては、客が商品５５を入れた籠５１をレジ台５２の上に載せると、店員は籠５１を読み取り位置へ引き寄せる。これにより、センサー５３が籠５１を検出し、パーソナルコンピュータ６０に知らせる。パーソナルコンピュータ６０は、モータ５７を駆動し平面アンテナ５６をこの平面アンテナ５６と垂直な面上の１点を中心として左右に回動させる。さらに、リーダ５８を制御し、平面アンテナ５６から電波照射を開始させる。

平面アンテナ５６からの電波は商品５５に貼られている無線タグ５４に到達し、無線タグ５４から電波が発射される。平面アンテナ５６はこの電波を受信することでリーダ５８は無線タグ５４からのデータを読み取る。リーダ５８によるデータの読み取りが成功すると、パーソナルコンピュータ６０は、モータ５７の動作を停止させ、さらに、リーダ５８による平面アンテナ５６からの電波照射を停止させる。

このように、１個の平面アンテナ５６を左右に回動させることで、平面アンテナ５６からの電波は切れ目無く連続して左右に照射される。従って、電波照射範囲において不感帯は全く発生しない。無線タグ５４が平面アンテナ５６に対して略垂直に近い角度で籠５１内に置かれた場合は、平面アンテナ５６は無線タグ５４からの電波を受信できない可能性がある。しかし、平面アンテナ５６を左右に回動させることで、平面アンテナ５６のアンテナ面の無線タグ５４に対する角度が変化するので、平面アンテナ５６は無線タグ５４からの電波を受信できる。従って、読取装置に設置された籠５１におる商品５５に付された無線タグ５４のデータを、リーダ５８は、平面アンテナ５６を介して確実に読み取ることができる。

なお、この実施の形態においては、レジ台５２に配置したセンサー５３が籠５１を検出した時無線タグ５４の読み取りに関する一連の動作を開始させたが、センサー５３を省略し、パーソナルコンピュータ６０を操作する店員がキー操作で開始させても良い。

すなわち、図１２に示すように、Ｓ１１にて、店員がパーソナルコンピュータ６０のキーボードを操作して読み取り開始指示を入力すると、Ｓ１２にて、パーソナルコンピュータ６０によりリーダ５８が読み取り制御を開始する。そして、Ｓ１３にて、平面アンテナ５６からの電波照射が開始され、Ｓ１４にて、モータ５７の動作が開始される。これにより、平面アンテナ５６は左右に回動しながら電波を照射する。

続いて、Ｓ１５にて、店員が読み取り位置まで籠５１を引き寄せ、Ｓ１６にて、籠５１内の商品５５に付された無線タグ５４からのデータの読み取りが行われる。そして、読み取りが成功すると、例えば、パーソナルコンピュータ６０に表示される。店員はそれを確認すると、Ｓ１７にて、パーソナルコンピュータ６０のキーボードを操作して読み取り終了指示を入力する。これにより、Ｓ１８にて、モータ５７の動作が停止され、Ｓ１９にて、リーダ５８の読み取り制御が停止され、Ｓ２０にて、平面アンテナ５６からの電波の照射が停止される。
このように、店員がパーソナルコンピュータ６０を操作して読み取り開始、読み取り終了を指示しても同様の作用効果が得られるものである。

本発明における第１の実施の形態を示すゲートシステムの構成図。 同実施の形態におけるゲート部の構成を示す図。 同実施の形態におけるシステム全体の制御を示す流れ図。 同実施の形態における平面アンテナの電波照射範囲を示す正面図。 同実施の形態における平面アンテナの電波照射範囲を示す側面図。 同実施の形態におけるシステム全体の制御を示す他の流れ図。 本発明における第２の実施の形態を示すゲート部の構成を示す図。 同実施形態における直線偏波アンテナを示す図。 本発明における第３の実施の形態を示すゲート部の構成を示す図。 本発明における第４の実施の形態を示すゲートシステムの構成図。 同実施形態における平面アンテナの動作を示す図。 同実施の形態における他の制御例を示す流れ図。 従来例を示す図。

符号の説明

１１…無線タグ、１４…ゲート、１５…リニアモータ、１６…平面アンテナ、１７…リーダ、１９…パーソナルコンピュータ、２０，２１…検出器。

Claims (5)

1. 平面アンテナから電波を放射し、この電波を受信した無線タグが送信するデータを前記アンテナで受信してデータを読み取る無線タグ読取装置において、
   前記無線タグの通過領域に向けて配置された前記平面アンテナを、この平面アンテナと平行な面上の任意の１点を中心として、電波の偏波方向を変化させるように回転させる駆動手段を備えたことを特徴とする無線タグ読取装置。
2. 平面アンテナから電波を放射し、この電波を受信した無線タグが送信するデータを前記アンテナで受信してデータを読み取る無線タグ読取装置において、
   前記無線タグの通過領域に向けて配置された前記平面アンテナを、この平面アンテナと垂直な面上の任意の１点を中心として、前記無線タグと前記平面アンテナとの角度を変化させるように回動させる駆動手段を備えたことを特徴とする無線タグ読取装置。
3. 無線タグの通過領域で、その無線タグの移動方向に対し、平面アンテナの配置位置よりも前方に配置される検出器が物体を検出したとき、駆動手段の動作を開始させることを特徴とする請求項１または２記載の無線タグ読取装置。
4. 駆動手段は、無線タグのデータの読み取りを成功したとき動作を停止することを特徴とする請求項１または２記載の無線タグ読取装置。
5. 無線タグの通過領域で、その無線タグの移動方向に対し、平面アンテナの配置位置よりも前方に配置される第１の検出器が物体を検出したとき、駆動手段の動作を開始させ、無線タグの通過領域で、その無線タグの移動方向に対し、平面アンテナの配置位置よりも後方に配置される第２の検出器が物体を検出したとき駆動手段の動作を停止させることを特徴とする請求項１または２記載の無線タグ読取装置。

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