JP2012221100A - 無線タグシステム - Google Patents

Abstract

【課題】商品棚に陳列される物品に付されたＲＦＩＤタグを確実に読取る無線タグシステムを提供する。
【解決手段】実施形態の無線タグシステムは、無線タグを有する物品を保持し、電波を透過し電波の一部を反射する第１の仕切りと、無線タグを読み取る質問器と、質問器に接続して第１の仕切りを介して無線タグの情報を送受信するアンテナとを有することを特徴としている。
【選択図】図３

Description

本発明の実施態様は、Radio Frequency Identification（以下ＲＦＩＤと略称する。）タグの付いた物品を検出する無線タグシステムに関する。

近年、ＲＦＩＤタグを物品に付けて、物品の入出荷、棚卸、在庫管理などの情報収集や分析をリアルタイムに行う無線タグシステムが利用されている。更に無線タグシステムを利用した商品棚として、スマートシェルフが知られている。スマートシェルフは、ＲＦＩＤタグリーダのアンテナから電波を放射し、棚板上に載置された物品のＲＦＩＤタグを随時読み込み、商品情報を得ている。

しかしながらスマートシェルフでは、商品棚に物品を積み重ねて載置すると、下方に積まれている物品のＲＦＩＤタグによりアンテナからの電波の経路が遮断され、商品棚の上方に積み重ねられている物品のＲＦＩＤタグを読み込めないという虞がある。

特開２００９-２３０３０８号公報

本発明が解決しようとする課題は、商品棚に陳列される物品に付されたＲＦＩＤタグを確実に読取る無線タグシステムを提供することである。

上記課題を解決するために、実施形態の無線タグシステムは、無線タグを有する物品を保持し、電波を透過し前記電波の一部を反射する第１の仕切りと、前記無線タグを読み取る質問器と、前記質問器に接続して前記第１の仕切りを介して前記無線タグの情報を送受信するアンテナとを有することを特徴としている。

スマートシェルフの原理を示す説明図。 図１のＲＦＩＤタグの構成を示す正面図。 第１の実施形態の無線タグシステムを示す構成図。 第１の実施形態の電波の進行方向を示す説明図。 第２の実施形態の無線タグシステムを示す構成図。 第２の実施形態の電波透過反射材の示す正面図。 第２の実施形態の電波の進行方向を示す説明図。

先ず実施形態の無線タグシステムであるスマートシェルフの原理について述べる。図１に示すように、スマートシェルフ５０は、例えば第１１〜第１３の仕切り５１〜５３を備え第１１〜第１３の仕切り５１〜５３に置かれるＲＦＩＤタグ５４を付した物品５６を管理する。スマートシェルフ５０は、制御用ＰＣ５７が制御する質問器であるＲＦＩＤリーダ５８により、第１１〜第１３の仕切り５１〜５３上の全ての物品５６のＲＦＩＤタグ５４を読み込む。図２に示すように物品５６に付すＲＦＩＤタグ５４は、ＲＦＩＤリーダ５８との通信機能を有するＩＣチップ６０を備える。

ＲＦＩＤリーダ５８はケーブルで接続されるアンテナ６１を備え、ＲＦＩＤリーダ５８は、アンテナ６１とＲＦＩＤタグ５４との間で無線通信してＲＦＩＤタグ５４を読み込む。但しアンテナ６１から発信した電波は、第１１〜第１３の仕切り５１〜５３を通過する間に、減衰すると共に、下方の物品のタグに遮られて、上方のタグへの到達が妨げられる。

そこで実施態様は、第１１の仕切り５１では、アンテナ６１から発信される図１に示す電波αを透過し、第１２の仕切り５２及び第１３の仕切り５３では、アンテナ６１から発信される電波の大部分βを透過すると共に、電波の一部分γを反射する。

したがって、例えば、第１１の仕切り５１にて、物品５６が積み重なった上方の物品５６のＲＦＩＤタグ５４に下からの電波α１が届かない場合でも、上方の物品５６のＲＦＩＤタグ５４には、第１２の仕切り５２から反射した電波γ１が到達する。同様に、第１２の仕切り５２に置かれる物品５６のＲＦＩＤタグ５４に、下からの電波β１が届かない場合でも、第１２の仕切り５２に置かれる物品５６のＲＦＩＤタグ５４には、第１３の仕切り５３から反射した電波γ２が到達する。尚、最上段の第１３の仕切り５３に置かれる物品５６のＲＦＩＤタグ５４に、下からの電波β２が届かない場合でも、例えば天井６２から反射した電波δが、第１３の仕切り５３に置かれる物品５６のＲＦＩＤタグ５４に到達する。

実施態様のスマートシェルフ５０では、第１１〜第１３の仕切り５１〜５３を透過する電波α１、β１、β２のみでなく、第１２、第１３の仕切り５２、５３から反射する電波γ１、γ２更には天井６２から反射する電波δを、物品５６のＲＦＩＤタグ５４に到達することにより、ＲＦＩＤタグ５４を確実に読み込むものである。

スマートシェルフ５０では、アンテナ６１からの電波がＲＦＩＤタグ５４の起動電力を下回るとＲＦＩＤリーダ５８は、ＲＦＩＤタグ５４を読み込めなくなる。従って、第１２、第１３の仕切り５２、５３の電波の透過と反射の割合は、最上段の第１３の仕切り５３を透過する電波β２さらには、天井６２から反射される電波δが、最上段の第１３の仕切り５３に置かれる物品５６のＲＦＩＤタグ５４の起動電力を下回らない範囲であれば良い。

スマートシェルフ５８では、アンテナ６１からの電波の大部分を透過すると共に、電波の一部分γを反射する第１２及び第１３の仕切り５２、５３の、電波の透過と反射の割合は、例えば材質を変えることにより調整しても良いし、或いは、同じ材質の厚さを変えることにより調整しても良い。更に例えば電波の透過と反射の割合を調整するシート等をスマートシェルフ５８の第１２及び第１３の仕切り５２、５３に設けて、第１２及び第１３の仕切り５２、５３の、電波の透過と反射の割合を調整しても良い。

以下上記原理を実現する、実施形態の無線タグシステムについて図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態の無線タグシステムについて図を参照して説明する。図３は第１の実施形態の無線タグシステム１の構成図を示す。無線タグシステム１は、無線タグであるＲＦＩＤタグ２０が付けられた物品２１を陳列する商品陳列用テーブル１０を備える。ＲＦＩＤタグ２０は値段情報等の商品情報を備える。無線タグシステム１は、商品陳列用テーブル１０の下に、質問器であるＲＦＩＤリーダ２２に接続するアンテナ２３を配置し、ＲＦＩＤリーダ２２を制御する制御用ＰＣ６を備える。ＲＦＩＤリーダ２２とアンテナ２３は、ケーブル５で接続される。制御用ＰＣ６とＲＦＩＤリーダ２２は、ＬＡＮケーブル７で接続される。

無線タグシステム１は、制御用ＰＣ６によりＲＦＩＤリーダ２２を制御することにより、アンテナ２３から電波pを放射し、商品陳列用テーブル１０に置かれる物品２１に付けられたＲＦＩＤタグ２０の情報を読み取り、物品２１が商品陳列用テーブル１０上にある旨を判別する。

無線タグシステム１の棚板１０は、第２の仕切りである第１の棚板１１及び第１の仕切りである第２及び第３の棚板１２、１３からなり、第１〜第３の棚板１１〜１３は、それぞれ特性が異なる。図４に示すように、アンテナ２３に最も近い位置にある第１の棚板１１はアンテナ２３から放射された電波pを透過する。第１の棚板１１の上方にある第２及び第３の棚板１２、１３は、アンテナ２３から放射された大部分の電波q1を透過し、一部分の電波r1を反射する。

図４のS1ないしS3は商品陳列用テーブル１０の各段ごとの領域を示す。領域S1、S2では、第１の棚板１１あるいは第２の棚板１２を透過したアンテナ２３からの電波p1、q1の他に第２及び第３の棚板１２、１３による反射波r１、r２を生じる。従ってRFIDタグ２０への電波の到来方向が棚板１０の下部からに限定されなくなり、物品２１が積み重なった場合でも上部に位置する物品２１に付されるＲＦＩＤタグ２０にも電波が到達し、商品陳列用テーブル１０に陳列されるＲＦＩＤタグ２０の読取を確実に行うことができる。商品陳列用テーブル１０の最上段の領域Ｓ３では、第３の棚板１３に物品２１が積み重なった場合でも、アンテナ２３から放射された電波が到達し、第１及び第２に棚板１２、１３を透過した電波q2と、例えば天井１８からの反射波r3により、物品２１に付される全てのRFIDタグ２０の情報を確実に読み取ることができる。

商品陳列用テーブル１０では第２及び第３の棚板１２、１３の電波反射割合が高い場合、領域S１、S2へ反射する電波r1、r2が強く、RFIDタグ２０の受信する反射電力は高くなる。よって、積み重なったRFIDタグ２０の読取りの安定性（確実性）が高まる。一方、第２及び第３の棚板１２、１３を透過した電波q1、ｑ２は弱くなるため、領域S2、S３に位置するRFIDタグ２０の受信する透過電力は小さくなる。特にＲＦＩＤタグ２０の受信電力がRFIDタグ２０の起電力を下回ると、RFIDリーダ２２でRFIDタグ２０を読み取ることが出来なくなり、RFIDタグ２０の読取りの安定性（確実性）が低下する。よって第２及び第３の棚板１２、１３による電波の反射と透過の割合は、最上段である第３の棚板１３上のRFIDタグ２０の起動電力を下回らないように調整する必要がある。なお、本実施の形態の説明では、第２及び第３の棚板１２、１３による電波の反射と透過の割合を同一の割合のものとして説明したが、第２の棚板１２と、第３の棚板１３とで電波の反射と透過の割合を変えても良い。また第２及び第３の棚板１２、１３の材質としては、例えば木製やガラス製を用いる。

このように第１の実施の形態では、アンテナ２３からの電波を商品陳列棚テーブル１０の第１〜第３の棚板１１〜１３を透過し、一部を反射させることにより、商品陳列用テーブル１０に陳列した物品２１に付されたRFIDタグ２０への電波到達経路を複数提供し、全てのRFIDタグ２０に確実に電波を到達して、全てのＲＦＩＤタグ２０の読取を確実に行うことができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の無線タグシステム１について図５ないし図７を用いて説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と商品陳列用テーブルの構造が異なる。第２の実施形態にあっては、第１の実施形態で説明した構成と同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図５に示す商品陳列用テーブル３０は第２の仕切りである第４の棚板３１を備える。商品陳列用テーブル３０は第５及び第６の棚板３２、３３を備える。第４〜第６の棚板３１〜３３は共通の素材である例えば同じ厚さのガラス板からなる。第４〜第６の棚板３１〜３３は、アンテナ２３からの電波pを透過する。商品陳列用テーブル３０は、電波透過反射材４０を第５及び第６の棚板３２、３３上に設置する。第５の棚板３２と電波透過反射材４０とは第１の仕切りを構成する。第６の棚板３３と電波透過反射材４０とは第１の仕切りを構成する。美観上は電波透過反射材４０の設置場所は第５或いは第６の棚板３２、３３の裏面に配置することが望ましい。

電波透過反射材４０は図６に示すように、例えばPolyethylene Terephthalate（以下ＰＥＴと略称する。）基板４０aに導電体４１を格子状にパターン形成してなっている。導電体４１は例えば金属箔や透明導電膜等である。電波透過反射材４０のＰＥＴ基板４０aは、アンテナ２３からの電波を透過し、導電体４１はアンテナ２３からの電波を反射する。更に電波透過反射材４０によりアンテナ２３からの電波は回折する。電波透過反射材４０は、導電体４１間の格子間隔a、bを調整することで電波の透過と反射の割合を決定することができる。電波透過反射材４０の格子間隔a、bを広くすると図７に示す第５あるいは第６の棚板３２、３３の透過波q11、q12の割合が増え、反射波r11、r12の割合が減少する。一方、格子間隔a、bを狭くすると第５あるいは第６の棚板３２、３３の透過波q11、q12の割合が減少し、反射波r11、r12の割合が増加する。

電波透過反射材４０の大きさは限定されない。電波透過反射材４０を例えば商品陳列用テーブル３０の第５あるいは第６の棚板３２、３３と同じ大きさとすると、第１の実施形態と同様に第５あるいは第６の棚板３２、３３の全面にわたりアンテナ２３からの電波pを反射および透過することができる。第５あるいは第６の棚板３２、３３の全面に電波透過反射材を設けた場合、第１の実施形態と同様に、第１あるいは第２の棚板３１、３２上の商品２１のＲＦＩＤタグ２０にはアンテナ２３からの透過波と上段の棚からの反射波が到達し、ＲＦＩＤタグ２０の情報を確実に読み取ることができる。第６の棚板３３上の商品２１は第１の実施形態と同様に透過波と例えば天井からの反射波がＲＦＩＤタグ２０に到達し、確実にＲＦＩＤタグ２０の情報を読み取ることができる。

他方、第２の実施形態の図５に示すように、例えば商品陳列用テーブル３０の第４〜第６の棚板３１〜３３に商品２１を向かい合わせで陳列するような場合には、棚板の奥行き方向の中央に形成される商品２１間のスペースＳと同程度の大きさの電波透過反射材４０を設置する。これにより、商品２１に取り付けられたＲＦＩＤタグ２０が商品２１間のスペースＳへ置かれる確立が低いので、上段への電波透過を気にせず、反射割合の高い電波透過反射材４０を使用でき、より安定したＲＦＩＤタグ２０の読取りが出来る。

また第５あるいは第６の棚板３２、３３のスペースＳに置いた電波透過反射材４０により図７に示す回折する電波t11、t12が生じ、図７に示すように電波透過反射材４０の上部の領域Ｓ１２、Ｓ１３に対する電波の進行方向を多様化できる。これらにより商品陳列用テーブル３０に陳列される物品２１の全てのRFIDタグ２０を確実に読み取ることが可能になる。ただし電波透過反射材４０を設置する位置は、物品２１の置かれる確率の低い位置が良い。

このように電波透過反射材４０はＲＦＩＤタグ２０の情報の読み取りに合わせて大きさや設置場所を調整可能である。また、導電体４１は格子状でなくても良い。更に、棚板に電波の透過機能と反射機能を持たせるために第５あるいは第６の棚板３２、３３に電波透過反射材４０を配置するのではなく、第５または第６の棚板３２、３３の全面または一部に導電性塗料を直接塗布しても良い。または電波透過反射材も、電波透過率の高いシート基板に導電性塗料を塗布して形成し、導電性塗料を塗布したシート基板を第５または第６の棚板３２、３３に接着するか、または載置しても同様の効果を得ることができる。

このように第２の実施の形態は、商品陳列用テーブル３０の、同一素材からなる第４〜第６の棚板３１〜３３のうち、第４および第５の棚板３２、３３に電波透過反射材４０を設置し、アンテナ２３からの電波を商品陳列棚テーブル３０の第４〜第６の棚板３１〜３３を透過し、一部を反射させ、更には一部を回折させる。商品陳列用テーブル３０に陳列される物品２１に付されたRFIDタグ２０への電波到達経路を複数提供し、確実にRFIDタグ２０に電波を到達して、ＲＦＩＤタグ２０の読取を確実に行うことができる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態の無線タグシステムによれば、商品陳列棚テーブルに設置されたアンテナからの電波を、第１の仕切りで、透過および反射させることにより、商品陳列用テーブルに陳列される物品の無線タグへの電波の到達経路を複数提供できる。電波の到達経路が増えることにより、無線タグの情報を確実に読取ることができる。

またこ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。例えば無線タグが付される物品の種類や形状或いは材質は限定されない。

この新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。この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。

１…無線タグシステム
１０…棚板
１１…第１の棚板
１２…第２の棚板
１３…第３の棚板
１８…天井
２０…ＲＦＩＤタグ
２１…物品
２２…ＲＦＩＤリーダ
２３…アンテナ
２４…ＩＣチップ
２５…同軸ケーブル
２６…制御用PC
２７…LANケーブル

Claims (7)

1. 無線タグを有する物品を保持し、電波を透過し前記電波の一部を反射する第１の仕切りと、
   前記無線タグを読み取る質問器と、
   前記質問器に接続して前記第１の仕切りを介して前記無線タグの情報を送受信するアンテナとを有する無線タグシステム。
2. 前記アンテナに最も近い位置に、前記電波をほぼ全て透過する第２の仕切りを更に有する請求項１記載の無線タグシステム。
3. 前記第１の仕切りと前記第２の仕切りが重なる方向に前記情報を送受信する請求項２記載の無線タグシステム。
4. 前記第１の仕切りは、前記第１の仕切りの厚さにより前記電波の透過と反射の割合を制御する請求項１記載の無線タグシステム。
5. 前記第１の仕切りは、同一の素材の棚板と前記電波の透過反射材とを有し、前記電波の透過と反射の割合を制御する請求項１記載の無線タグシステム。
6. 前記透過反射材は、基材に導電性素材を配置してなる請求項５に記載の無線タグシステム。
7. 前記導電性素材は格子状であり、前記導電性素材の格子のサイズを変動して前記電波の透過と反射の割合を制御する請求項６に記載の無線タグシステム。

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