JP2015528941A - Ｒｆｉｄスマート衣服とｒｆｉｄタグ読み取り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従業員が特に注意を払うことなくスキャン操作が自動的に実行される間に、従業員はハンズフリーで数々の従来の業務の遂行を可能にする、無意識にとまでは言えなくとも、個人が快適に着用できるポータブルＲＦＩＤスキャンシステム（ＲＦＩＤスマート衣服）を提供する。【手段】ＲＦＩＤアンテナアレイ、ＲＦＩＤタグリーダ、及び電源装置からなる構成要素の組み合わせを備えて人物に着用又は携行されるＲＦＩＤスマート衣服であって、前記構成要素は、前記電源装置が前記タグリーダに電力を供給し、前記タグリーダが前記アンテナアレイにエネルギを供給し、前記人物の手と腕が前記構成要素によって邪魔されない状態で領域を通過する際に前記アンテナアレイを介してＲＦＩＤタグからの信号を受信する、動作をなすように相互に接続されている。【選択図】図１

Description

この発明は、ＲＦＩＤ技術の具現化、とりわけポータブルＲＦＩＤリーダ技術の具現化に関連するＲＦＩＤスマート衣服とＲＦＩＤタグ読み取り方法に関する。

ＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤリーダは様々の在庫管理だけでなく、製造業、海運業、その他の商業活動において使用されている。ＲＦＩＤシステムとＲＦＩＤタグのコストが低減に伴い、この技術はより普及している。例えば、小売店、倉庫、船舶業界においては、従業員が部品、製品、荷物やその他の品物をスキャンするための携帯式のリーダを所持している。一例としては、在庫の状態や、船積み指図書を正確に守っているかを確認するためにスキャンが行われる。おびただしい数の他の用途が現在存在しているが、ポータブルスキャナが重要な機能を果たす場が今後さらに開発されるであろう。大部分の、現時点でのポータブルＲＦＩＤスキャナは一方向性であり、識別するべき物体を手動で指すよう意図されている。

米国特許８，０５８，９９８

この発明の目的は、無意識にとまでは言えなくとも、個人が快適に着用できるポータブルＲＦＩＤスキャンシステムを提供し、開示されたスキャンシステムによれば、従業員が特に注意を払うことなくスキャン操作が自動的に実行される間に、従業員はハンズフリーで（即ち、両手を自由に使って）数々の従来の業務の遂行を可能にすることにある。

上記の目的を達成するためになされた本発明に係わるＲＦＩＤスマート衣服は、ＲＦＩＤアンテナアレイ、ＲＦＩＤタグリーダ、及び電源装置からなる構成要素の組み合わせを備えて人物に着用又は携行されるＲＦＩＤスマート衣服であって、前記構成要素は、前記電源装置が前記タグリーダに電力を供給し、前記タグリーダが前記アンテナアレイにエネルギを供給し、前記人物の手と腕が前記構成要素によって邪魔されない状態で領域を通過する際に前記アンテナアレイを介してＲＦＩＤタグからの信号を受信する、動作をなすように相互に接続されている、ことを特徴とする。

本発明によるスキャンシステムは、アンテナアレイ（好ましくは、細長く伸縮自在、且つ多指向性のＲＦＩＤアンテナの形態で）が備えつけられた、例えばベスト状のＲＦＩＤスマート衣服によって具現化される。
アンテナは、理想的には、ビームの方向及び極性の多様性を示すタイプのものであり、そのようなアンテナからなるアンテナアレイは、ベスト着用者のいる場所に隣接した近距離領域に存在するＲＦＩＤタグを感知する。アンテナアレイはポータブルリーダと接続され、ポータブルリーダの電源装置はベストに搭載されるか、又はベスト着用者によって携行される。

その結果、本、スマート衣服ベースのリーダシステムは、衣服（例、ベスト）着用者が意識的に努力しなくても、あらゆるタグの存在を容易に記録できる。なお、リーダが読み取ったタグデータは、後でダウンロードするために蓄積され、又は別のリモートコントローラへワイヤレスで通信される。

従って、本発明に係わるＲＦＩＤスマート衣服は、近距離領域や敷地内の空間、又はスマート衣服着用者が通過した通路などのあらゆる場所にあるタグの存在を登録することが可能である。着用者は、タグの読み取りに関係のある、又は無関係の業務を遂行しつつ施設内を歩き回ることができ、その際、スマート衣服は着用者が行き来したあらゆる場所にある全てのタグの存在を自動的に測定できる。例えば小売業の用途としては、店員は、ＲＦＩＤスマート衣服を着用したそのままの状態で製品の棚を更新しながら、顧客からの問い合わせにも通常通り対応できる。店員がこれらの必須の業務を遂行する間に、スマート衣服は、本質的にＲＦＩＤシステムを展開するために店員が注意を払わなくても、在庫や適切な商品の位置を確認できる。

は、本発明によるベスト状のＲＦＩＤスマート衣服を着用した店員を表している。 は、アンテナアレイ、リーダ、及び関連するバッテリの一例を描いた店員の背面図である。 は、ＲＦＩＤスマート衣服と結合したＲＦＩＤリーダシステムのアンテナアレイから電磁波がどのように分配されるかを示した店員の側面図である。 は、平面的な状態で描かれた好ましいアンテナアレイの図である。 は、細長い詰め物をした小袋に収容されたアンテナアレイの一つのアンテナの断面図である。

この発明は、アンテナアレイ１１を内蔵するポータブルＲＦＩＤシステム１０に関するものであり、図４において、リーダ１２と電源装置１３は説明のために平面上に割り付けられている。図１乃至図３に描写されている人物１４は、典型的には製品、部品、荷物といった各々の物件と関連づけられたＲＦＩＤタグを読み取るためのシステム１０を所持している。この発明のシステム１０により、人物１４は、例えば小売店、倉庫、工場、船積み集積所、医療機関といったＲＦＩＤタグが搭載された物件が置かれた場所を自由に歩き回ることができる。

本発明における好ましいアンテナアレイ１１は米国特許第８０５８９９８号に開示されたアンテナアレイと類似し、ここに本明細書の一部を構成するものとして米国特許第８０５８９９８号公報の内容を援用する。現在の電磁波信号受信又は放射用アンテナアレイは、この特許に開示されているものとは異なり、容易に一平面に展開でき、限られた長さの、高度な柔軟性を有するアンテナ１６より成る。

図４において、アンテナアレイ１１は、好ましくは二つの蛇行形状のアンテナ１６から成る。各々のアンテナ１６は、フラットサポートに置かれ、一点鎖線で示される延長軸１７を有し、それを横切って平行な曲線を成す一組のフィードライン１８が往復している。アンテナ１６は、長方形の、マイラ（Ｍｙｌａｒ、登録商標、一般名称はポリエステルフィルム）のような柔軟性のある、誘導性のベースシート又はフィルム１９の上に、銅ホイルやアルミニウムホイルのような導電性のある材料から作られたフィードライン１８を、粘着性をもって取り付けるか固定して構成される。
フィードライン１８は、離隔して置かれた、比較的に短いスタブ２１という形状の乱れ（ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ）を有する。ＲＦエネルギを放射するように設計されたスタブ２１、即ちダイポール放射器２１は、典型的にフィードラインと同じ材料で作られ、対応するフィードラインと電気的に接続される。隣接したスタブ２１のペアは、一つ一つが各々のフィードライン１８に付着され、双極を形成する。好ましくは、各スタブ２１は、フィードライン１８と接続する部分に向かって直角に伸びる。

軸１７に沿ったアンテナ１６の長さは約３フィートであり、スタブ２１をサポートするベースシート１９の幅は約７インチである。各アンテナ１６は、高い耐久性と耐水性を有し、詰め物２３をした細長い布製の袋（ｐｏｕｃｈ）２２に収納されている。詰め物２３の柔らかいクッションの層は、アンテナアレイ１１を所持する人物１４に面するアンテナ１６の側に取り付けられる。その中心導体と鞘（ｓｈｅａｔｈ）状の外部導体のシースが、各々関連アンテナ１６のフィードライン１８に接続された同軸ケーブル２４は、袋２２の外に突出している。

アンテナアレイ１１の効果的な配置方法は、ベスト又は類似の衣服２６の内側に個別アンテナ１６を取り付けることである。好ましくは、アンテナ１６は一方が衣服の左側に、もう一方が右側にあり、各アンテナの長さの多くの部分は衣服の前面にある。ケーブル２４は衣服２６背面の内部に配置され、各アンテナのケーブルに近接する放射器、即ちスタブ２１は、衣服２６の肩付近にある。

袋２２は、好ましくはベルクロ（登録商標、一般名称は面ファスナ）、スナップ、ボタン、ジッパ、ポケット又は他の適切な留め具によって、衣服２６内部に取り外しできるように置かれる。適切な留め具によって、袋を衣服から取り外すことができ、衣服２６の洗濯や交換ができる。

ＲＦＩＤリーダ１２は各ケーブル２４を経由してアンテナ１６と接続される。リーダ１２と典型的にはリーダと電気的に接続されている再充電可能なバッテリである電源装置１３は、衣服２６を着用した人物１４によって携行される。リーダ１２と電源装置１３は、衣服２６の内ポケットに取り付けられ、留め具によって衣服に固定され、又は衣服とは別の腰ベルトに装着される。

図１乃至図３は、人物１４が着用したアンテナアレイ１１の好適な配置を示している。図３はダイポール放射器２１が生成したＲＦビームの図である。アンテナアレイ１１は、通常着用者の正面乃至側面に向かって円柱状に放射し、人物１４の床レベルから頭上レベルまで電磁波を放散し分配する。アンテナアレイ１１の到達範囲は、選択された電力の強さに応じて、２フィート乃至１０フィートである。

ユーザに到達するＲＦ電力密度は最少限である。電力はアンテナスタブ２１全体にわたって分布する。アンテナは、好ましくは交互に作動するので、デューティサイクルは半分になる。さらに、アンテナ１６はリーダ１２がデータ処理中の場合は作動せず、アンテナのデューティサイクルが一層、削減される。リーダ１２はアンテナダイポール２１を付勢し、アンテナダイポール２１を介してＲＦＩＤタグからのＲＦＩＤ信号を受信する。望むならば、例えば導電性金属フィルム又は導電性布地からなる反射材を人体に接する部分に供給して、衣服２６を着用する人物１４をアンテナ放射からシールドできる。当該反射材の離隔量は、例えば中綿２３の厚さを用いて、ダイポール２１から少なくとも４分の３インチ必要である。

内容物としてアンテナ１６と中綿２３を含んだ袋２２は柔軟であり、且つ軽量であるので、衣服２６を着用した人物１４は、著しい負担もなくシステム１０により動作が制限されることもない。とりわけ、システム１０を搭載した衣服を着用している場合でも、着用者の手と腕は完全に自由であり必要な業務を遂行できる。システム１０を着用した人物がＲＦＩＤタグを搭載した物品が置かれた場所を歩き又は往来するだけで、システム１０は、アンテナアレイ１１の到達範囲の中にある全てのタグを読み取るであろう。リーダ１２は、後にコントローラに送信するためのデータを一時的に保存することも、リモートコントローラへワイヤレスで送信することも可能である。

以上の実施形態では、システム１０がベスト状の衣服に搭載された形でこの発明が説明されているが、他のアレンジも想像される。白衣又はガウンの形で衣服２６が使用される場合は、アンテナはより長くできる。アンテナアレイをストール又はスカーフにアレンジすることも可能である。本発明によるスマート衣服ベースのシステムは、小売業のみならず、工場の組み立てライン、発送部門、医療施設でも利用できる。棚卸しやその他の用途においても、本システムによれば、組み立てや発送の場合の正確さを確認できる。各々の用途において、システム１０を着用する人物の両手は完全に自由であり、抑制されていない手や腕の動きを必要とする従来の又は新たな業務を遂行できる。

店舗、工場、倉庫、その他既知の場所で、ＲＦＩＤタグを永続的に使用できる。システム１０が物品タグと場所タグを同時に感知したとき、ＲＦＩＤタグが付いた物品の位置又は近くの位置が特定又は記録される。特定の物品の位置を特定するために、人物１４は特別な注意を何にも払う必要がない。システム１０が、リモートコントローラとリアルタイムに無線通信でやりとりする際には、コントローラは人物１４に指示を伝えることができる。例えば、人物１４が構内である物品を探し歩いている場合、コントローラは、無線、音声信号又は視覚的な信号を用いて、人物１４が物品のすぐ近くにいることを人物１４に示すことができる。人物１４の活動状況を監視する目的で、特にＲＦＩＤタグが施設内の特定の場所に戦略的に配置されている場合に、衣服２６を着用した人物１４又は衣服２６自体にＲＦＩＤタグを付けて使用され得る。

上記の情報開示は例示であり、適切な範囲から外れることなく細部を追加、変更、削除することで様々な変化がもたらされることは明らかである。それ故に、以下の請求項が必然的に限定されるという範囲を除き、本この発明は上記の情報開示の詳細に限定されない。

１０ ポータブルＲＦＩＤシステム、システム
１１ アンテナアレイ
１２ ＲＦＩＤタグリーダ、タグリーダ、リーダ
１３ 電源装置
１４ 人物
１６ ＲＦアンテナ、アンテナ
１７ 延長軸、軸
１８ フィードライン
１９ ベースシート又はフィルム
２１ スタブ、ダイポール放射器、アンテナダイポール、ダイポール
２２ 布製の袋、袋（ｐｏｕｃｈ）
２３ 詰め物、中綿
２４ 同軸ケーブル、ケーブル
２６ ベスト、衣服

Claims (13)

1. ＲＦＩＤアンテナアレイ、ＲＦＩＤタグリーダ、及び電源装置からなる構成要素の組み合わせを備えて人物に着用又は携行されるＲＦＩＤスマート衣服であって、前記構成要素は、前記電源装置が前記タグリーダに電力を供給し、前記タグリーダが前記アンテナアレイにエネルギを供給し、前記人物の手と腕が前記構成要素によって邪魔されない状態で領域を通過する際に前記アンテナアレイを介してＲＦＩＤタグからの信号を受信する、動作をなすように相互に接続されている、ことを特徴とするＲＦＩＤスマート衣服。
2. 前記アンテナアレイが前記人物の前面の床面から頭上までの近傍領域に向かって同時に放射するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤスマート衣服。
3. 前記アンテナアレイが二つの独立したツインフィードアンテナを含むことを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤスマート衣服。
4. 前記アンテナが前記人物の胴体の左右に一つずつ配置されていることを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤスマート衣服。
5. 前記アンテナアレイはその長手方向に沿って分布されるダイポール放射器を持つツインフィードユニットであり、前記ダイポール放射器は前記人物の頭上を越えて放射できるよう、前記人物の肩の上又は肩の後ろに配置されることを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤスマート衣服。
6. 前記ツインフィードアンテナが、別々の、細長く且つ柔軟な誘電性シートに搭載された蛇行する導体を有し、前記シートは前記人物の左右の肩を各々覆うように配置されることを特徴とする請求項５に記載のＲＦＩＤスマート衣服。
7. 前記アンテナは各々、細長い布製の詰め物をした袋（ｐｏｕｃｈ）に収納されることを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤスマート衣服。
8. 空間を移動できる人物の胴体に搭載されたＲＦＩＤアンテナを用いてＲＦＩＤタグを読み取る方法であって、前記アンテナのアレイが床面から頭上まで近距離領域をスキャンし、ＲＦＩＤタグのデータを前記人物が携行するＲＦＩＤリーダに送信する間に、前記人物の手と腕が前記アンテナのアレイを支持する以外の業務を遂行できるような状態で、前記アンテナのアレイが前記人物の胴体に配置されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ読み取り方法。
9. 前記アンテナアレイは二つの細長く且つ柔軟な多放射器アンテナから成り、前記アンテナは前記人物の各々対応する肩に掛けられることを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ読み取り方法。
10. 各アンテナの放射サイトは前記人物の対応する肩の上か又は肩の後ろに配置されることを特徴とする請求項９に記載のＲＦＩＤタグ読み取り方法。
11. 各アンテナは柔軟な誘電性シートに搭載されたツインフィードラインによって形成され、前記誘電性シートは前記人物が着用するベストから着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ読み取り方法。
12. アンテナは各々細長い布製の詰め物をした袋に収納され、袋はベスト内部に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１１に記載のＲＦＩＤタグ読み取り方法。
13. ＲＦＩＤタグは前記ＲＦＩＤタグを用いるシステムが使用されている構内の既知の位置に永久的に置かれることを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグ読み取り方法。
    

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