JP2010102555A - 物品情報取得装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、しかも被検出物に関する詳細な情報を容易に取得できる物品情報取得装置及びその方法を提供する。
【解決手段】物品情報取得装置は、送信コイル１と受信コイル２の間に被検出物１０が存在するか否かを検出する制御部３を備える。被検出物１０は、予め設定されたパターンに従って配置された１つまたは複数の遮蔽部１１ａ〜１１ｎを備える。制御部３は、遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンと、それが意味する情報とを対応付けたパターン定義部８を備える。配置パターン検出部７は、遮蔽部１１ａ〜１１ｎが遮蔽した受信コイル２の位置に基づいて遮蔽部の配置パターンを検出する。配置パターン検出部７が検出した遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンと、パターン定義部８によって定義された情報とを対応付けて、被検出物１０に関する情報を取得する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検出物に所定のパターンを有する遮蔽部を設け、この遮蔽部のパターンを送信コイルと受信コイルとによって検出することで、被検出物に関する情報を取得する物品情報取得装置及びその方法に関する。

ＩＣカードやＩＤタグ等といった移動可能な応答器が広く実用化されており、リーダライタとの間で誘導磁界による無線通信を行うことにより、応答器のメモリに記録された各種情報をリーダライタとの間で交換するシステムが実現されている。

例えば、クレジットカード等とほぼ同様な大きさのカード基板にマイクロコンピュータチップとメモリチップ等を埋設して構成したＩＣカードは、金融、流通、交通、医療等の種々な分野において実用化が図られている。このようなＩＣカードを用いたＩＣカードシステムでは、例えば、「リーダライタからＩＣカードに対して電磁誘導により電力を電送供給し、ＩＣカードは当該ＩＣカードに記憶されているデータを電磁誘導により送信し、リーダライタが受信することでＩＣカードの情報を得る」というように、リーダライタとＩＣカードとの間で非接触な無線通信により情報通信がなされるものである。

このようなシステムでは、ユーザ情報を記憶したＩＣカードを備えた移動端末が任意の席に着いた場合に、端末保持者の入力作業を必要とすることなく、任意の席に着いた移動端末の位置情報を取得して管理することができる。ファーストフード等の店舗の場合は、トレイ等に内蔵されたＩＣカードに注文時間を記憶させ、利用者がトレイを持って席に座った場合に、トレイ等に内蔵されたＩＣカードの情報をそれぞれの席に設置してあるリーダライタが受信することで、利用者がどの席についたかを検出することができる。さらには、それぞれの席のリーダライタ端末をイーサーネットや無線ＬＡＮに接続させることで、管理側の端末にてデータを収集して管理することも可能である（特許文献１参照）。

しかしながら、ＩＣカードやＩＤタグは高価であり、全てのトレイに設置させるのは困難である。したがって、従来ではＬＥＤの光の反射を検出してトレイを検出するフォトリフレクタや、テーブルの内部にトレイの重さを検出するリミットスイッチや圧電センサを配置する方法が一般的である（特許文献２参照）。
特開２００４−８８４６５号公報 特開２００８−２１７２００号公報

しかし、フォトリフレクタは、ＬＥＤから出た光をトレイの裏面に配置した反射体で反射させ、その反射した光を受光体で検出するものである。そのため、周囲の光の影響を受けやすく、反射体や受光体が汚れていると正確に判定することができなくなるという問題点があった。

一方、テーブルの内部にリミットスイッチや圧力センサを設置する方法では、テーブル上に置かれたものがトレイであるのか、荷物などの他の物であるかの判定ができないという問題点があった。また、リミットスイッチは、スイッチのオン・オフの機構がテーブルから露出し、利用者に違和感を与えてしまう場合があった。また、メカニカルな構造であるため永年劣化や利用者が接触するなどの原因により故障の問題もあった。

更に、リミットスイッチや圧力センサなどの装置では、トレイの有無は検出できても、前記のＩＣタグなどでは可能であった詳細な情報、例えば、トレイやそれに載せられた物品の種類、内容、状態、出荷時間などの情報を知ることはできなかった。しかも、このような問題点は、トレイの検出に限らず他の被検出物においても同様であり、ＩＣタグのような複雑で高価な機器を使用することなく、被検出物に関する情報を容易に取得することのできる装置や方法の実現が望まれていた。

本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決した物品情報取得装置及びその方法を提供することを目的とする。すなわち、本発明の目的は、ＩＣタグのような複雑な構成の機器を使用することなく、簡単な構成で、しかも被検出物に関する詳細な情報を容易に取得できる物品情報取得装置及びその方法を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明の物品情報取得装置は、送信コイルと、この送信コイルとの間で無線通信を行う受信コイルと、この受信コイルが受信した無線信号に基づいて前記受信コイルと送信コイル間に遮蔽物が存在するか否かを検出する検出部とを備え、被検出物が、その送信コイルとの対向面に、予め設定されたパターンに従って配置された１つまたは複数の遮蔽部を有する遮蔽物を備え、前記検出部は、前記遮蔽物における前記遮蔽部の配置パターンと、それが意味する情報とを対応付けたパターン定義を保存するパターン定義部と、前記遮蔽物が遮蔽した前記受信コイルの位置に基づいて、前記遮蔽部の配置パターンを検出する配置パターン検出部と、この配置パターン検出部が検出した遮蔽部の配置パターンと、前記パターン定義部に保存された配置パターンとを照合して、前記被検出物に関する情報を、その被検出物が備える遮蔽物の遮蔽部の配置パターンから判定する情報判定部とを備えていることを特徴とする。

本発明の他の態様においては、物品情報取得装置は、前記複数の受信コイルが縦横の行列状に配置され、前記遮蔽部の配置パターンが受信コイルと同じピッチで縦横の行列状に配置された遮蔽部と開口部とから構成されていることを特徴とする。

本発明の他の態様においては、物品情報取得装置は、縦横の行列状に配置された複数の受信コイルが、同じピッチで縦横の行列状に配置された遮蔽部の配置パターンよりも、その縦横の行列数がより多く設けられ、１つの遮蔽部が１個または複数個の受信コイルを遮蔽するものであることを特徴とする。

本発明の他の態様においては、物品情報取得装置は、前記被検出物がトレイであって、遮蔽物がトレイに設けられた金属材料から構成され、前記送信コイルと受信コイルがテーブルに設けられていることを特徴とする。

本発明の他の態様においては、物品情報取得装置は、前記複数の受信コイルが直線状の１列に配置され、前記遮蔽部の配置パターンが、受信コイルと同じ列数で、縦横の行列状に配置された遮蔽部と開口部とから構成されていることを特徴とする。

本発明の他の態様においては、物品情報取得装置は、被検出物の移動手段を備え、この移動手段によって移動する被検出物の移動経路の近傍に複数の受信コイルが配置されていることを特徴とする。

更に、前記のような構成を有する物品情報取得装置を制御する方法も本発明の一態様である。

本発明によれば、無線通信の遮蔽物として金属シートのような単純な構成の部材を使用することが可能になり、リーダライタ端末とＩＣカードを用いたシステムのＩＣカードに比べて、構造を大幅に簡略化することができるため、安価にタグを作ることが可能になる。しかも、遮蔽部の配置パターンは、被検出物に関する情報の量に合わせて遮蔽部の数を適切に選択することで自由に増減できるので、従来のリミットスイッチやセンサを利用した装置や方法に比較して、被検出物に関する詳細な情報を取得することができる。

また、本発明は、配置パターンを送信コイルと受信コイルで検出するものであり、ＬＥＤの光等の目の見える手段で検出する方法でないために、利用者から完全に見えない構造とすることが必要な場所にでも設置することができる。さらに、本発明に使用する受信コイルや送信コイルはテーブル内に埋設することもできるので、利用者が接触するおそれがなく、可動部分のない永年劣化が発生しない構造とすることができるため、信頼性が高い。

［物品情報取得装置］
以下、本発明の実施形態の構成について、図１，２に従って具体的に説明する。
図１は、本実施形態における物品情報取得装置の構成を示す図である。

図１においては、１はＲＦ信号を出力する送信コイル、２はＲＦ信号を受信する受信コイルであり、これら送信コイル１と受信コイル２は、制御部３に接続されている。制御部３にはＲＦ信号発信部４が設けられ、このＲＦ信号発信部４からの指示で、前記送信コイル１がＲＦ信号を出力する。一方、受信コイル２の出力端子は信号増幅用の受信アンプ５に接続され、この受信アンプ５の出力側はＡ／Ｄコンバータ６を介して前記制御部３に設けられた配置パターン検出部７に接続されている。

この場合、送信コイル１は、受信コイル２で均一な強さのＲＦ信号を受信できるように、受信コイル２よりも同じかそれ以上の大きさを持っている。また、送信コイル１の設置位置は、受信コイル２との間でＲＦ信号を授受することができる位置であれば、特に限定されるものではない。例えば、図３に示すような、テーブル１２に受信コイル２を埋設した場合には、その周囲に送信コイル１を埋設することができる。また、受信コイル２を埋設したテーブル１２の上方（天井部分）に送信コイル１を設置しても良い。

受信コイル２は、同じピッチで縦横の行列状に複数個設置され（例えば、縦４個×横５個）、各受信コイル２の出力端子は、送信コイル１と各受信コイル２の間に遮蔽物１１が存在するか否かを検出する配置パターン検出部７に接続される。配置パターン検出部７は、送信コイル１と各受信コイル２の間に遮蔽物１１が存在した場合に、遮蔽物１１の有する遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンを検出する。配置パターン検出部７の出力側には、パターン定義部８と接続している情報判定部９が接続されている。

すなわち、被検出物１０には、予め設定されたパターンに従って配置された遮蔽部１１ａ〜１１ｎが、受信コイル２と同じピッチで縦横の行列状に複数個設置されている（例えば、縦４個×横５個）。この遮蔽部１１ａ〜１１ｎは、被検出物１０の表面または内部に設けられた金属シートや金属板などの金属材料のような送信コイル１と受信コイル２間の通信を遮蔽或いは減衰させるものである。

前記パターン定義部８は、この遮蔽物１１における前記遮蔽部１１ａ〜１１ｎの種々の配置パターンと、各配置パターンが意味する情報とを対応付けたものである。このパターン定義部８は、本実施形態の装置の利用者が、自由に定義し、書き換えすることが可能なものである。前記情報判定部９は、このパターン定義部８の定義した配置パターンの種類と、被検出物の種類、内容、材質、製造年月日、出荷先などの情報とを、対応付けるものである。

このような構成を有する本実施形態において、図２のように、予め設定されたパターンに従って配置された遮蔽部１１ａ〜１１ｎを有する被検出物１０が所定の位置に置かれると、受信コイル２には、遮蔽部１１ａ〜１１ｎにより遮蔽される部分とされない部分ができる。遮蔽部１１ａ〜１１ｎは、金属材料で作製されているために、送信コイル１からのＲＦ信号が受信コイル２へ到達しなくなる（若しくは減衰される）。このため、遮蔽されている部分は遮蔽されていない部分に比べて、ＲＦの受信レベルが大きく低下することになる。

この受信レベルの変化しない部分と低下した部分の配置パターンは、配置パターン検出部７で検出される。検出された配置パターンは、情報判定部９により、パターン定義部８に予め記憶しておいた各種の配置パターンと比較され、パターン定義部８において同一のパターンが発見された場合には、その配置パターンが意味する情報と受信コイル２で得られた遮蔽部１１ａ〜１１ｎの対応付けが行われる。これにより、被検出物１０に設けた遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンに基づいて、被検出物１０に関する情報を取得することができる。

［物品情報取得装置を使用したテーブル］
図３は、前記のような物品情報取得装置した利用状況を検出するテーブル１２の図である。すなわち、図３において、符号１２は図１の実施形態で説明した物品情報取得装置を備えたテーブルであり、このテーブル１２内部には受信コイル２が設置されている。テーブル１２は複数でもよく、有線または無線により制御部３に接続し、受信コイル２の出力結果が入力される。また、縦横の行列時用に配置された複数の受信コイル２は、テーブル１１の利用者の着席位置（椅子１５の位置）に合わせて、４組設けられている。

本実施形態では、被検出物１０として遮蔽部１１ａ〜１１ｎを備えたトレイ１３を使用する。このトレイ１３が送信コイル１と受信コイル２との間に配置されることにより、遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンを読み取る。この場合、トレイ１３には、トレイの種類、或いはトレイに乗せる食品、料理などの種類、消費期限、価格帯、さらにはトレイの利用開始時間などに応じて、異なる配置パターンの遮蔽部１１ａ〜１１ｎを有する遮蔽物１１を設けておく。

前記のような構成を有するテーブルの利用状況検出システムでは、トレイ１３がテーブル１２に置かれた場合は、トレイ１３の内部にある遮蔽部１１ａ〜１１ｎにより、送信コイル１から出力されるＲＦ信号を阻害するために、受信コイル２で受信するＲＦ信号の入力値が低下する。このＲＦ信号の低下により、テーブル１２が利用されていることが判る。また、遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンにより、利用者の料理の内容や利用開始時間などを知ることができる。

［物品情報取得装置を使用したテーブルの利用状況検出システム］
図４は、前記のような物品情報取得装置を備えたテーブルと後述する椅子の着席検出装置とを組み合わせて、テーブルの利用状況を検出するシステムの機能ブロック図である。

すなわち、図４において、符号１１は図３の実施形態で説明した物品情報取得装置を備えたテーブルであり、このテーブル１２には送信コイル１と受信コイル２が設置されている。各テーブル１２と前記制御部３は、有線または無線により接続されており、各テーブル１２の利用状況が制御部３に対して出力される。この制御部３は、次のような部分を有している。

（ａ）テーブル利用検出部１７
各テーブル１２から出力されるトレイ１３の有無に基づき、各テーブルの利用状況を検出する。
（ｂ）表示制御部１８
テーブル利用検出部１７が検出した各テーブルの利用状況を、制御部３に備え付けられているディスプレイ１９や通信機器２０に対して出力させる指令を出す。
（ｃ）通信機器２０
各テーブルの利用状況を表示制御部１８の指令に基づきの外部に設けられたセンタのサーバ２１や情報掲示板２２や移動端末２３に対して出力する。

本実施形態では、テーブル１２の利用状況の検出データにより、各テーブルの利用状況をディスプレイ１９に表示することができる。すなわち、制御部３のテーブル利用検出部１７では、各テーブル１２より転送された情報により、各テーブル１２の利用状況を検出することができる。テーブル利用検出部１７で検出した情報は、現在の情報として表示制御部１８により、制御部３に附属のディスプレイ１９に表示される。また、通信機器２０を介してセンタのサーバ２１や店内の情報掲示板２２や従業員が所持する移動端末２３に対して転送することもできる。

以上の通り、本実施形態のシステムによれば、受信コイル２で受信するＲＦ信号の変化により、テーブル１２の上にトレイ１３の有無や料理の内容などを判定し、トレイ１３がある場合は、各テーブルが利用されていると判定する。この判定結果を情報掲示板２２や移動端末２３に出力し、この情報に基づき、各テーブルへの誘導を行うことで、利用者のスムースな誘導を行うことが可能になる。

また、各テーブルの利用の状況についてのデータをセンタのサーバ２１で管理することにより、入場者の人数や利用時間を管理することが可能になる。また、センタのサーバ２１で各テーブルの利用状況と開始時間を共に記憶することにより、長時間テーブルを占有する利用者を判定することができる。長時間テーブルを占有されることにより、店舗のイメージの悪化や他の利用者の利便性が損なわれることを防止することができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記の実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態に記載したテーブル１２、送信コイル１、受信コイル２の数は例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。以下のような他の実施形態も包含する。

（ａ）前記実施形態は、送信コイル１と受信コイル２間の無線通信としてＲＦ信号を使用したが、無線信号の種類にはこれに限定されるもではない。例えば、前記テーブルのトレイ載置位置に合わせて受信コイルを配置すると共に、この受信コイルが受信することのできる磁界を発生する送信コイルを設け、前記受信コイルが受信した磁界の強度変化を受信アンプで検出することにより、トレイに設けた遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンを検出することもできる。

（ｂ）本実施形態では、テーブル１２に埋め込んだ送信コイル１からＲＦ信号を出力し受信コイル２で受信することにより、被検出物１０に備える遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンを検出するものであるが、被検出物は、金属製の遮蔽部９を備える物であればよい。例えば、本のカバーに金属製のフイルムを利用することで、図書館等のテーブルの利用状況の把握をすることができる。すなわち、本発明では、被検出物１０は、食器を乗せるトレイ、ランチョンマット、食器、本のカバー等の、非金属の物質であればどんなものでも良い。

また、被検出物１０を受信コイル２の真上に配置できるように、ガイドを設けることもできる。ガイドの種類として、テーブル１２に溝を被検出物１０に突起を設けたものなどが使用できる。

（ｃ）受信コイル２の配置は、同じピッチで縦横の行列状に配置された遮蔽部の配置パターンよりも、その縦横の行列数がより多く設けられ、１つの遮蔽部が１個または複数個の受信コイルを遮蔽するものでも良い。すなわち、図５に示すように、１つの遮蔽部が１個または複数個の受信コイル２を遮蔽するように、受信コイル２と遮蔽部の大きさの比率または個数を定めることができる。１つの遮蔽部が１個または複数個の受信コイル２を遮蔽するものであると、被検出物１０が定位置に配置されなくても、複数の受信コイル２の情報を複合することにより、遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンの配置パターンを検出することができる。

（ｄ）受信コイル２の配置は、同じピッチで縦横の行列状に複数個設置されて無くてもよい。例えば、受信コイルを直線状の１列に配置し、遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンを受信コイルと同じ列数で縦横の行列状に配置してもよい。このように、遮蔽部の配置パターンを２次元配列として、被検出物を受信コイルと相対的に移動させながら２次元の配置パターンを直線状の１列の受信コイルで受信すると、受信コイルの個数を削減することができる。

例えば、図６に示すように、ベルトコンベア３３のルート上にスキャナ３４として、直線状の１列に配置した受信コイル２を複数個コンベア３３の走行方向と直角に設置する。トレイや荷物などの被検出物１０がスキャナ３４上に移動すると、被検出物１０の２次元配列とした遮蔽部１１ａ〜１１ｎが直線状の１列に配置した受信コイル２上を順次通過する。それにより、被検出物１０の遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンを検出することができる。これにより、ベルトコンベア３３上を移動する被検出物１０の内容判定などを行うことができる。

また、ベルトコンベアなどで被検出物１０を移動させるのではなく、受信コイル２を複数個設置した持ち運び可能なスキャナ３４を使用することもできる。このとき、スキャナ３４に設置する受信コイル２の配置は、直線状の１列に限定されるものではなく、被検出物１０の遮蔽部１１ａ〜１１ｎの配置パターンに合わせて、縦横の行列状の配置に配置することもできる。スキャナ３４を持ち運び可能とすることにより、被検出物１０を移動させること無く、内容判定などを行うことができる。

本発明の物品情報取得装置の一実施形態の構成を示すブロック図。 図１の実施形態において、受信コイル２と遮蔽部１１ａ〜１１ｎの対応関係を示す平面図。 図１の物品情報取得装置を使用したテーブルの平面図。 図３のテーブルと椅子の着席検出装置とを組み合わせた、テーブルの利用状況を検出するシステムの機能ブロック図。 本発明における受信コイル２の他の配置例を示す平面図。 本発明をベルトコンベヤに組み込んだ実施形態を示す平面図。

符号の説明

１…送信コイル
２…受信コイル
３…制御部
４…ＲＦ信号発信部
５…受信アンプ
６…Ａ／Ｄコンバータ
７…配置パターン検出部
８…パターン定義部
９…情報判定部
１０…被検出物
１１…遮蔽物
１１ａ〜１１ｎ…遮蔽部
１２…テーブル
１３…トレイ
１５…椅子
１７…テーブル利用検出部
１８…表示制御部
１９…ディスプレイ
２０…通信機器
２１…センタのサーバ
２２…情報掲示板
３３…ベルトコンベア
３４…スキャナ

Claims (9)

1. 送信コイルと、この送信コイルとの間で無線通信を行う受信コイルと、この受信コイルが受信した無線信号に基づいて前記受信コイルと送信コイル間に遮蔽物が存在するか否かを検出する検出部とを備え、
   被検出物が、その送信コイルとの対向面に、予め設定されたパターンに従って配置された１つまたは複数の遮蔽部を有する遮蔽物を備え、
   前記検出部は、前記遮蔽物における前記遮蔽部の配置パターンとそれが意味する情報とを対応付けたパターン定義を保存するパターン定義部と、
   前記遮蔽物が遮蔽した前記受信コイルの位置に基づいて、前記遮蔽部の配置パターンを検出する配置パターン検出部と、
   この配置パターン検出部が検出した遮蔽部の配置パターンと、前記パターン定義部に保存された配置パターンとを照合して、前記被検出物に関する情報を、その被検出物が備える遮蔽物の遮蔽部の配置パターンから判定する情報判定部と、
   を備えていることを特徴とする物品情報取得装置。
2. 前記複数の受信コイルが縦横の行列状に配置され、前記遮蔽部の配置パターンが受信コイルと同じピッチで縦横の行列状に配置された遮蔽部と開口部とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の物品情報取得装置。
3. 縦横の行列状に配置された複数の受信コイルが、同じピッチで縦横の行列状に配置された遮蔽部の配置パターンよりも、その縦横の行列数がより多く設けられ、１つの遮蔽部が１個または複数個の受信コイルを遮蔽するものであることを特徴とする請求項２に記載の物品情報取得装置。
4. 前記被検出物がトレイであって、遮蔽物がトレイに設けられた金属材料から構成され、前記送信コイルと受信コイルがテーブルに設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の物品情報取得装置。
5. 前記複数の受信コイルが直線状の１列に配置され、前記遮蔽部の配置パターンが、受信コイルと同じ列数で、縦横の行列状に配置された遮蔽部と開口部とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の物品情報取得装置。
6. 被検出物の移動手段を備え、この移動手段によって移動する被検出物の移動経路の近傍に複数の受信コイルが配置されていることを特徴とする請求項５に記載の物品情報取得装置。
7. 送信コイルと、この送信コイルとの間で無線通信を行う受信コイルと、この受信コイルが受信した無線信号に基づいて前記受信コイルと送信コイル間に遮蔽物が存在するか否かを検出するステップとを備え、
   被検出物が、その送信コイルとの対向面に、予め設定されたパターンに従って配置された１つまたは複数の遮蔽部を有する遮蔽物を備え、
   前記遮蔽物が遮蔽した前記受信コイルの位置に基づいて、前記遮蔽部の配置パターンを検出するステップと、
   前記遮蔽物の配置パターンとそれが意味する情報とを対応付けたパターン定義を用いて、検出した遮蔽部の配置パターンと前記パターン定義によって定義された配置パターンとを照合して、前記被検出物に関する情報を、その被検出物が備える遮蔽物の遮蔽部の配置パターンから判定するステップと、
   を備えていることを特徴とする物品情報取得方法。
8. 前記複数の受信コイルが縦横の行列状に配置され、前記遮蔽部の配置パターンが受信コイルと同じピッチで縦横の行列状に配置された遮蔽部と開口部と構成されていることを特徴とする請求項７に記載の物品情報取得方法。
9. 前記被検出物がトレイであって、遮蔽物がトレイに設けられた金属材料から構成され、前記送信コイルと受信コイルがテーブルに設けられていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の物品情報取得方法。

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