JP2019036890A - アンテナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】指向性の調整が容易なアンテナ装置を提供する。【解決手段】アンテナ部１１と方向表示部１３とを備える。アンテナ部１１は、指向性を表すビームの向きであるビーム方向が可変設定される。方向表示部１３は、アンテナ部１１において設定されたビーム方向を設定方向として、設定方向に対応付けられた表示を、アンテナ部１１の設定と連動して行う。【選択図】図１

Description

本開示は、ＲＦタグからの情報の読み取りに用いるアンテナ装置に関する。

特許文献１には、物品に付与されたＲＦタグから無線送信される情報を、アンテナ装置を介して読み取ることで、物品の位置や移動を管理するように構成されたＲＦＩＤシステムが記載されている。

ＲＦＩＤシステムは、通常、ＲＦタグとの間で無線通信を行うためのアンテナと、アンテナを介してＲＦＩＤタグから情報を読み取るリーダライタと、リーダライタが読み取った情報を処理する処理部とを備える。

特開２００６−２００８３号公報

ＲＦＩＤシステムを構築する際に、読み取り対象となる物品に備えられたＲＦタグとアンテナとの位置関係等に応じてアンテナの指向性を調整する必要がある。
しかしながら、従来技術では、リーダライタによって実際にＲＦタグを読み取らせ、その読み取り結果を示すアプリケーション画面を見て、的確な読み取りが行われているか否かを確認しながら、アンテナの指向性を調整する必要があった。つまり、アンテナの指向性の調整のために、設備や手間を要するという問題があった。

本開示は、指向性の調整が容易なアンテナ装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、アンテナ装置であって、指向性を表すビームの向きであるビーム方向が可変設定されるように構成されたアンテナ部と、前記アンテナ部において設定されたビーム方向を設定方向として、前記設定方向に対応付けられた表示を、前記アンテナ部の設定と連動して行う方向表示部と、を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置であって、外部からの入力される調整指示に従って前記設定方向を変化させるように構成された調整部を更に備える。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のアンテナ装置であって、前記調整部によって調整された前記設定方向を記憶するように構成された設定記憶部を更に備え、前記調整部は、予め設定された読出条件が成立すると、前記設定記憶部の記憶内容に従って、前記アンテナ部のビーム方向をプリセットするように構成される。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のアンテナ装置であって、前記調整部によって調整された前記設定方向を、用意された識別情報と対応づけて記憶するように構成された設定記憶部と、前記識別情報を入力するように構成された入力部と、前記入力部から入力された前記識別情報に対応づけられた前記設定記憶部の記憶内容に従って、前記アンテナ部のビーム方向をプリセットするように構成されたプリセット部と、を更に備える。

請求項５に記載の発明は、請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、前記調整部は、前記調整指示に従って制御電圧が変化する制御信号を生成するように構成され、前記アンテナ部は、前記制御電圧に応じて前記設定方向が変化するように構成される。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のアンテナ装置であって、前記方向表示部は、前記制御電圧に応じて表示を変化させるように構成される。
請求項７に記載の発明は、請求項５又は請求項６に記載のアンテナ装置であって、前記アンテナ部は、１次元または２次元的に配列された複数のパッチアンテナと、前記複数のパッチアンテナ間の位相差を、前記制御電圧に従って変化させる可変移相器と、を備える。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、前記設定方向を中心とする予め設定された角度範囲内にて前記ビーム方向を変動させるように構成された変動部を更に備える。

請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、前記アンテナ部を介してＲＦタグから情報を読み取るように構成された読取部を更に備える。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のアンテナ装置であって、予め設定された検知領域内に存在する物体を検知する物体検知部を更に備え、前記読取部は、前記物体検知部により前記物体が検知された場合に、予め設定された期間動作するように構成される。

請求項１１に記載の発明は、請求項９または請求項１０に記載のアンテナ装置であって、 当該アンテナ装置は、購入された商品のＲＦタグを読み取るキャッシュレジスタを構成し、 前記読取部で読み取られた前記ＲＦタグのうち、前記アンテナ部にて受信される信号の強度が予め設定された強度閾値より大きく、且つ、前記読取部で情報が読み取られる頻度が予め設定され頻度閾値より大きい前記ＲＦタグに対応する商品を購入品と判断して、前記購入品のリストを作成するように構成されたリスト作成部を更に備える。

請求項１２に記載の発明は、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、外部機器との無線通信を行うように構成された無線通信部を更に備える。
請求項１３に記載の発明は、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、当該アンテナ装置の各部を動作させる電力を蓄積するように構成された二次電池を更に備える。

請求項１４に記載の発明は、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、当該アンテナ装置の各部を動作させる電力を、外部からの無線給電によって取得するように構成された無線受電部を更に備える。

請求項１に記載のアンテナ装置によれば、当該アンテナ装置の操作者に対して設定方向を視覚的に確認させることができる。アンテナ装置単体で、指向性の調整を容易に行うことができる。

請求項２に記載のアンテナ装置によれば、調整指示によって設定方向を自由に調整することができる。
請求項３に記載のアンテナ装置によれば、設定方向を、記憶部に記憶されている設定に容易に戻すことができる。

請求項４に記載のアンテナ装置によれば、識別情報を入力することによって、設定方向を、記憶部に記憶されている識別情報に対応付けられた設定にプリセットすることができる。例えば、識別情報を、複数の操作者のそれぞれと対応づけた場合、各操作者に適した設定方向となるようにアンテナ装置を設定することができる。

請求項５に記載のアンテナ装置によれば、調整指示によってアンテナ部に直接触れることなく、自動的に設定方向を調整することができる。
請求項６に記載のアンテナ装置によれば、設定方向の調整に使用される制御信号を用いて、方向表示部の表示を切り替えるため、的確な表示を行うことができる。

請求項７に記載のアンテナ装置によれば、複数のパッチアンテナを１次元的に配置した場合は、パッチアンテナの配列方向に沿ってビームを傾けることができる。また、複数のパッチアンテナを２次元的には配置した場合は、２次元の配列に沿った縦及び横方向に加えて、斜め方向にもビームを傾けることができる。

請求項８に記載のアンテナ装置によれば、当該アンテナ装置による検出対象物に対するビームの当たり方を変化させることができる。その結果、アンテナ装置を、例えばＲＦタグの読み取りに使用する場合には、読み取り能力を向上させることができる。つまり、検出対象物に対するＲＦタグの取り付けられ方等によって、ＲＦタグからの受信強度が低下する状況が発生したとしても、ビームの当たり方が変化することによって、読み取り不能となる可能性を低下させることができる。

請求項９に記載のアンテナ装置によれば、当該アンテナ装置単体でＲＦタグの読み取り装置として使用することができる。
請求項１０に記載のアンテナ装置によれば、検知領域を、ＲＦタグの読み取り作業に関わる物体又は人が存在する領域を含むように設定することで、読み取り作業を実施するときだけ動作させることができる。

請求項１１に記載のアンテナ装置によれば、キャッシュレジスタとして使用することができ、しかも、レジの周囲にある非購入品の誤読を抑制することができる。つまり、アンテナ装置にＲＦタグを読み取らせる際に、購入品をアンテナ装置にかざす作業を行う場合、アンテナ装置にかざされた商品に付与されたＲＦタグからの受信強度は、比較的大きなものとなる。また、かざす作業は短時間で行われるが、通常、その間に複数回の読み取りが行われるため、アンテナ装置にかざされた商品に付与されたＲＦタグの読み取り頻度は、比較的大きなものとなる。これらの知見を利用することで誤読を抑制することができる。

請求項１２に記載のアンテナ装置によれば、指示入力等の入力に用いる外部機器との間にケーブルを接続する必要がないため、設置の自由度を高めることができると共に、見た目を向上させることができる。

請求項１３に記載のアンテナ装置によれば、二次電池を備えることにより、配線が不要となり、携帯可能な装置とすることができる。
請求項１４に記載のアンテナ装置によれば、電源線を接続する必要がないため、見た目を向上させることができる。

アンテナ装置の外観および各部の配置を示す斜視図である。 第１実施形態のアンテナ装置の構成を示すブロック図である。 アンテナ部、調整部、及びリーダライタの構成を示すブロック図である。 可変移相器の特性を示すグラフである。 アンテナ部の指向性を示す説明図である。 方向表示部の機能を示す説明図である。 リーダライタが実行するリスト作成処理のフローチャートである。 第２実施形態のアンテナ装置の構成を示すブロック図である。 調整部が実行する方向調整処理のフローチャートである。 第３実施形態のアンテナ装置の構成を示すブロック図である。 データベースの記憶内容を示す説明図である。 第４実施形態のアンテナ装置の構成を示すブロック図である。 方向表示の変形例を示す説明図である。 パッチアンテナの配置の変形例を示す説明図である。 アンテナ部の変形例を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．全体構成］
図１及び図２に示すＲＦＩＤシステムは、アンテナ装置１と外部機器３とを備える。ここでは、商店などにおいて、客によって購入された商品等の物品に添付されたＲＦタグから識別情報を読み取るキャッシュレジスター（以下、レジ）として、ＲＦＩＤシステムを使用する場合について説明する。

アンテナ装置１は、長方形でシート状の外形形状を有する。アンテナ装置１は、レジ台に載置して使用され、店員がアンテナ装置１に商品をかざすことで、ＲＦタグからの情報の読み取りが実行される。

アンテナ装置１は、レジ台に載置された状態で上方を向く面に設けられた、表示素子Ｌ１〜Ｌ５及びＬｐ，Ｌｒを備える。表示素子Ｌ１〜Ｌ５は、アンテナ装置１の長手方向に沿って１列に配置され、アンテナ装置１の指向性を表すビームの向きを示す方向表示を行う。二つの表示素子Ｌｐ，Ｌｒは、表示素子Ｌ１〜Ｌ５とは離れた位置に配置され、アンテナ装置１の動作状態を示す動作表示を行う。

以下では、レジ台に載置されたアンテナ装置１の上下方向をＺ軸方向、アンテナ装置１の外形形状の長手方向をＹ軸方向及び短手方向をＸ軸方向という。また、Ｙ軸方向の一方側を店員側、他方側を客側という。なお、表示素子Ｌ１〜Ｌ５は、客側から店員側に向けて、Ｌ１→Ｌ２→Ｌ３→Ｌ４→Ｌ５の順番で並んでいる。

アンテナ装置１は、店員側の側面に調整孔Ｈが形成されている。調整孔Ｈは、ドライバの先端部分を挿入可能な孔径を有し、調整孔Ｈの奥には、指向性調整用のネジ（以下、調整ネジ）が設けられている。つまり、アンテナ装置１は、ドライバによって調整ネジを操作することによって、指向性を表すビームの向き（以下、ビーム方向）を可変設定できるように構成されている。

アンテナ装置１は、店員側の側面にケーブル２が設けられている。アンテナ装置１は、このケーブル２を介して外部機器３と接続される。ケーブル２には、アンテナ装置１に対する給電を行うための給電線２１及び外部機器３との通信を行うための通信線２２が含まれる。図１において、ケーブル２は、アンテナ装置１と一体化されているが、これに限定されるものではない。例えば、アンテナ装置１にコネクタを設けることで、アンテナ装置１に対してケーブル２を着脱できるように構成されていてもよい。また、給電線２１と通信線２２とは、それぞれ異なるケーブルが用いられていてもよい。

なお、レジ台において、アンテナ装置１が載置された場所に対して、Ｘ軸方向の一端、図１においては、手前側には、ＲＦタグの読み取り対象となる商品または商品を入れた買い物かごを一時的に置くためのスペース（以下、仮置きスペース）ＳＰが設けられる。

外部機器３は、例えば、パーソナルコンピュータを備える。また、外部機器３は、アンテナ装置１に対して購入品リストの作成開始および終了を指示するための指示入力部３１を備える。外部機器３は、アンテナ装置１から出力される購入リストに基づいて精算等を行なうキャッシュレジスタとして必要な各種処理を実行する。外部機器３は、パーソナルコンピュータ等の汎用機器に限らず、レジ用に作成された専用機器であってもよい。

［１−２．アンテナ装置］
アンテナ装置１は、図２に示すように、アンテナ部１１と、調整部１２と、方向表示部１３と、物体検知センサ１４と、リーダライタ１５と、を備える。なお、物体検知センサ１４が物体検知部に相当し、リーダライタ１５が読取部に相当する。

［１−２−１．アンテナ部］
アンテナ部１１は、図３に示すように、一対のパッチアンテナ１１１，１１２と、合成回路１１３と、可変移相器１１４と、変動部１１５を備える。一対のパッチアンテナ１１１，１１２は、図１に点線で示すように、アンテナ装置１の長手方向、即ちＹ軸方向に沿って配置される。

パッチアンテナ１１１，１１２は、誘電体基板の一方の基板面（以下、アンテナ形成面）に形成され、他方の基板面の略全域に、グランドパターンが形成されている。このため、パッチアンテナ１１１，１１２は、誘電体基板のアンテナ形成面から電波を放射する平面アンテナとして機能する。

合成回路１１３は、リーダライタ１５から出力される送信信号を電力分配し、一方の信号をパッチアンテナ１１１に、他方の信号を、可変移相器１１４を介してパッチアンテナ１１２に出力する。また、合成回路１１３は、パッチアンテナ１１１で受信された信号と、パッチアンテナ１１２で受信され可変移相器１１４を介して入力される信号を電力合成して、リーダライタ１５に出力する。
可変移相器１１４は、合成回路１１３で電力分配された信号に、調整部１２から出力される制御電圧Ｖに応じた位相差を与えた上でパッチアンテナ１１２に出力する。また、可変移相器１１４は、パッチアンテナ１１２で受信された信号に、制御電圧Ｖに応じた位相差を与えた上で合成回路１１３に出力する。

可変移相器１１４によって両パッチアンテナ１１１，１１２の送受信信号に与えられる位相差は、図４に示すように、制御電圧Ｖに応じて連続的に変化するように構成されている。上述したように、パッチアンテナ１１１，１１２は、Ｙ軸方向に沿って配置されているため、制御電圧Ｖを変化させることにより、両パッチアンテナ１１１，１１２が実現する指向性を表すビームの方向は、Ｙ−Ｚ平面内で変化する。
なお、ここでは、可変移相器１１４を、一方のパッチアンテナ１１２と合成回路１１３との間にだけ設けたが、図１５に示すアンテナ部１１ａのように、パッチアンテナ１１１と合成回路１１３との間にも可変移相器１１６を設けてもよい。

変動部１１５は、リーダライタ１５からの指示に従って、制御電圧Ｖを、微少な電圧範囲で変動させる機能を有する。微少な電圧範囲とは、例えば、ビーム方向の可変角度範囲に対して１／１０以下の範囲（例えば、±１〜２°）で角度を変動させるような電圧範囲である。変動の周期は、例えば、アンテナ装置１に商品をかざす作業をした場合に、１回の作業中で、リーダライタ１５がＲＦタグの読み取りを複数回実行できるとして、その複数回のそれぞれでビーム方向が異なったものとなるように設定される。

［１−２−２．調整部］
調整部１２は、図３に示すように、昇圧回路１２１と、分圧回路１２２とを備える。昇圧回路１２１は、リーダライタ１５経由で給電を受けて動作し、リーダライタ１５からの給電電圧ＶＤＤ（例えば、５Ｖ）を昇圧した、調整用電源電圧ＶＣＣ（例えば、１２Ｖ）を発生させる。分圧回路１２２は、調整用電源電圧ＶＣＣを分圧することで制御電圧Ｖを発生させる。制御電圧Ｖは、アンテナ部１１のビーム方向の調整に用いるための制御信号の電圧レベルのことをいう。分圧回路１２２は、直列接続された抵抗器Ｒと可変抵抗器ＶＲとを有する。可変抵抗器ＶＲの抵抗値は、調整孔Ｈに設けられた調整ネジを回転させることによって変化するように構成されている。

なお、昇圧回路１２１は、可変移相器１１３により位相差を調整することができる範囲を広げるためのものである。従って、可変移相器１１３が、給電電圧ＶＤＤの範囲内で十分な位相差が得られるのであれば、昇圧回路１２１を省略してもよい。

［１−２−３．方向表示部］
方向表示部１３は、制御電圧Ｖと予め設定された閾値ＶＴ１〜ＶＴ４とを比較することで、方向表示を行う表示素子Ｌ１〜Ｌ５のいずれかを点灯させる。但し、ＶＴ１＜ＶＴ２＜ＶＴ３＜ＶＴ４である。具体的には、方向表示部１３は、図６に示すように、制御電圧Ｖが閾値ＶＴ１以下であれば、表示素子Ｌ１を点灯する。ｊ＝２、３として、制御電圧Ｖが閾値ＶＴｊ−１以上かつ閾値ＶＴｊ未満であれば表示素子Ｌｊを点灯する。制御電圧Ｖが閾値ＶＴ４以上であれば、表示素子Ｌ５を点灯する。なお、このような動作をする方向表示部１３は、閾値ＶＴ１〜ＶＴ４を発生させる分圧回路、制御電圧Ｖと各閾値ＶＴ１〜ＶＴ４とを大小比較するコンパレータ、及び論理回路等を用いて容易に構成できる。

ここで、閾値ＶＴ１〜ＶＴ４の設定方法について説明する。まず、ビーム方向を変化させる可変角度範囲を設定する。また、可変角度範囲内でＭ（本実施形態ではＭ＝５）個のビーム方向Ｄ１〜ＤＭを設定する。例えば、図５に示すように、Ｙ−Ｚ平面内で、Ｚ軸に対して店員側をプラス、客側をマイナスとして、−β°〜α°の範囲を可変角度範囲とする。また、ｉ＝１〜Ｍの整数として、ビーム方向Ｄｉを（１）式によって設定する。

Ｄｉ＝−β°＋（ｉ−１）×（α°＋β°）／（Ｍ−１） （１）
そして、図６に示すように、方向ＤｉとＤｉ＋１との中間方向に対応する制御電圧Ｖを閾値ＶＴｉとして設定する。

つまり、ビーム方向がアンテナ装置１の上面の真上方向（即ち、Ｚ軸方向）又は真上方向より客側に傾斜するように設定されている場合、表示素子Ｌ１〜Ｌ５のうち、最も客側に位置する表示素子Ｌ１が点灯する。また、ビーム方向が真上方向より店員側に傾斜するように設定されている場合、その傾斜が大きくなるほど、より店員側に位置する表示素子Ｌ２〜Ｌ５のいずれかが点灯する。

上述した可変角度範囲の設定およびビーム方向と表示素子Ｌ１〜Ｌ５との対応関係は、あくまでも一例であり、これに限定されるものではない。また、表示素子によって示される方向の数は４つ以下又は６つ以上でもよい。
［１−２−４．物体検知センサ］
物体検知センサ１４は、所定の監視領域に存在する物体を検知する周知のセンサである。ここでは、仮置きスペースＳＰが監視領域となる。つまり、物体検知センサ１４は、仮置きスペースＳＰに、ＲＦタグの読み取り対象となる商品または商品が入った買い物かごが載置されると、これを検知して検知信号をリーダライタ１５に出力する。ここでは、物体検知センサ１４は、アンテナ装置１と一体に設けられているが、アンテナ装置１とは別体に設けられていてもよい。

［１−２−５．リーダライタ］
リーダライタ１５は、図３に示すように、電源部１５１と処理部１５２とを備える。
電源部１５１は、ケーブル２を介して外部より電力供給を受けて動作し、アンテナ装置１の各部に給電電圧ＶＤＤで給電を行う。電源部１５１は、ケーブル２を介して電力供給を受けているときには、状態表示を行う表示素子Ｌｐを点灯させる。電源部１５１は、アンテナ装置１の全体に給電を行う動作モードである通常モードと、アンテナ装置１の一部に対する給電を停止して消費電力を低減する動作モードである省電力モードとを有する。電源部１５１は、省電力モードのときに、物体検知センサ１４から検知信号が入力されると動作モードを通常モードに遷移させる。その後、新たな検知信号が入力されることなく、予め設定された待機時間が経過すると、動作モードを省電力モードに遷移させる。一方、待機時間の間に、新たな検知信号が入力されると、待機時間を計測するタイマーがリスタートされることで、通常モードの期間が延長される。つまり、待機時間以内の間隔で検知信号が入力され続けている間は、通常モードが継続される。

処理部１５２は、ＣＰＵと、ＲＯＭ又はＲＡＭ等の半導体メモリ（以下、メモリ）と、を有するマイクロコンピュータを備える。処理部１５２は、図示を省略するが、アンテナ部１１を介して送受信される信号の変調および復調を行う回路、およびアンテナ部１１からの受信信号の信号レベル、即ち、受信強度を測定する回路等も備えている。

処理部１５２は、動作モードが通常モードのときに動作し、読取処理及びリスト作成処理を少なくとも実行する。このリスト作成処理を実行する処理部１５２（ひいてはリーダライタ１５）が、リスト生成部に相当する。処理部１５２において、これらの処理を実現する方法は、ソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の機能が、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現されてもよい。

読取処理は、ＲＦタグから情報を読み取る周知の処理であるため、ここでは、その詳細についての説明は省略する。読取処理では、通常モードのときに数ｍ〜数十ｍｓ周期で繰り返し読み取り動作を実行する。読取処理では、アンテナ部１１のビーム内に存在するＲＦタグについて、既に読み取りに成功しているか否かに関わらず、繰り返し情報を読み取る。また、処理部１５２は、読取処理によって、情報の読み取りに成功する毎に、状態表示を行う表示素子Ｌｒを点滅させる。

次に、リスト作成処理は、読取処理によって読み取ったＲＦタグの情報に基づいて購入リストを作成する処理である。その詳細を、図７のフローチャートを用いて説明する。本処理は、外部機器３の指示入力部３１を介して、購入リストの作成開始を指示する作成指示が入力されると開始される。また、本処理の開始時には、後術する受信リストおよび購入リストの内容はクリアされる。

本処理が開始されると、処理部１５２は、Ｓ１１０にて、外部機器３を介して購入リストの作成終了を指示する終了指示が入力されたか否かを判定する。終了指示が入力されていなければ、Ｓ１２０に移行する。

Ｓ１２０では、読取処理によってＲＦタグの情報の読み取りに成功したか否かを判定する。読み取りに成功していなければ、Ｓ１１０に戻り、読み取りに成功していれば、Ｓ１３０に移行する。以下、ＲＦタグから読み取られた情報を対象情報、その対象情報に対応する商品を対象商品という。

Ｓ１３０では、対象情報により読取リストを更新する。読取リストには、対象情報と、対象情報と同一の情報が読み取られた回数である読取回数とが対応づけて記憶される。つまり、対象情報が読取リストに未だ登録されていない場合は、対象情報が新たに読取リストに登録され、対象情報が読取リストに既に登録されている場合は、対応する読取回数のみが更新される。

Ｓ１４０では、対象情報の受信強度が強度閾値以上であるか否かを判定する。受信強度が強度閾値以上であれば、対象商品は、アンテナ装置１の十分に近くに存在するもの、即ち、店員によってアンテナ装置１にかざす作業がなされた購入品である可能性があると判定して、Ｓ１５０に移行する。一方、受信強度が閾値未満であれば、対象商品は、アンテナ装置１の周囲に陳列されている商品等の非購入品であると判定して、Ｓ１１０に戻る。

Ｓ１５０では、対象情報の読取回数が回数閾値以上であるか否かを判定する。読取回数が回数閾値以上であれば、対象商品は購入品であると判定して、Ｓ１６０に移行する。読取回数が回数閾値未満であれば、対象商品が購入品であるか否かは未確定であると判定し、Ｓ１１０に戻る。つまり、店員によってアンテナ装置１に商品がかざされる時間は、短時間ではあるが、その間に、ＲＦタグの情報の読み取りが複数回繰り返される。レジの周囲に陳列されている商品に添付されたＲＦタグは、繰り返し読み取りが行われる可能性があるが受信強度が弱い。また、商品に添付されたＲＦタグは、意図的にアンテナ装置１にかざす作業が行われない限り、強度閾値以上の受信強度で繰り返し読み取られる可能性は小さい。従って、強度閾値および回数閾値を適切に設定することで、非購入品が購入品であると誤認されることを抑制することができる。

Ｓ１６０では、対象商品を購入リストに追加してＳ１１０に戻る。
先のＳ１１０にて終了指示が入力されたと判定された場合、Ｓ１７０に移行する。
Ｓ１７０では、Ｓ１６０で作成された購入リストを外部機器３に出力して、本処理を終了する。外部機器３は、購入リストに従って精算を行うための処理等を実行する。

［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）アンテナ装置１では、ビーム方向を任意に調整することができ、しかも、調整されたビーム方向（即ち、設定方向）に対応して方向表示を行う表示素子Ｌ１〜Ｌ５の表示が変化する。従って、アンテナ装置１によれば、ビーム方向の調整を、表示素子Ｌ１〜Ｌ５の表示状態を見ながら簡易に実施することができる。

（１ｂ）アンテナ装置１では、ビーム方向の可変角度範囲が、店員側にビームを傾斜させる方向に設定されているため、アンテナ装置１の客側を通過する精算対象者以外の客が持っている商品に添付されたＲＦタグが読み取られること、即ち、その商品が、精算対象者の商品として誤認されることを抑制することができる。

（１ｃ）アンテナ装置１では、物体検知センサ１４によって仮置きスペースＳＰに物体が検知された場合にだけ、ＲＦタグの情報を読み取る読取処理が実行される。このため、読取処理が無駄に実行されることが抑制され、省電力化を実現することができる。

（１ｄ）アンテナ装置１では、受信閾値以上の受信強度で、回数閾値以上繰り返し対象情報が読み取られた対象商品のみを、購入リストに追加するため、レジ周囲に陳列された商品等が、購入品として誤認されることを抑制することができる。

（１ｅ）アンテナ装置１では、ビーム方向の調整が、調整ネジを操作することで行なわれるため、アンテナ装置１への給電が停止したとしても、調整ネジが操作されない限り、ビーム方向の調整結果を保持することができる。つまり、次に使用する場合には、前回調整された状態で直ちに使用することができる。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

前述した第１実施形態のアンテナ装置１では ビーム方向を決める制御電圧Ｖを、調整ネジを操作することで変化させている。これに対し、第２実施形態のアンテナ装置１ａでは、制御電圧Ｖを電子的に設定及び記憶する点で、第１実施形態と相違する。

［２−２．構成］
図８に示す第２実施形態のアンテナ装置１ａは、第１実施形態のアンテナ装置１と比較して、記憶部１７が追加され、更に、調整部１２ａの構成が異なっている。なお、記憶部１７が設定記憶部に相当する。

また、外部機器３ａは、アンテナ装置１の指向性を表すビームの向きの調整を指示する調整指示を入力するための調整入力部３２が設けられている。
また、リーダライタ１５ａは、外部機器３ａからの調整指示を、調整部１２ａに転送する機能が追加されている。

［２−３．記憶部］
記憶部１７は、電源がオフされても、記憶内容が保持される不揮発性メモリにより構成されている。記憶部１７には、調整部１２ａにて制御電圧Ｖを発生させるために使用された制御値が記憶される。

［２−４．調整部］
調整部１２ａは、制御値に従って制御電圧Ｖを発生させるＤ／Ａ変換器を備える。調整部１２ａは、調整入力部３２が操作されることにより、外部機器３ａからリーダライタ１５ａを介して入力される調整指示に従って、制御値を予め設定された所定値ずつ増減させることで、制御電圧Ｖを変化させる。

調整部１２ａが実行する方向調整処理を、図９に示すフローチャートを用いて説明する。
本処理は、アンテナ装置１ａに対する外部からの給電が行われ、リーダライタ１５ａから調整部１２ａへの給電が開始されると起動する。

調整部１２ａは、本処理が起動すると、Ｓ３１０では、アンテナ部１１のビーム方向をプリセットする。具体的には、記憶部１７に記憶された制御値を読み出して、Ｄ／Ａ変換器の入力に設定する。これにより、Ｄ／Ａ変換器からは、制御値に応じた制御電圧Ｖが出力される。この制御電圧Ｖに応じて、アンテナ部１１のビーム方向がプリセットされ、方向表示を行う表示素子Ｌ１〜Ｌ５では、設定されたビーム方向に応じた表示が行われる。

Ｓ３２０では、外部機器３ａの調整入力部３２が操作されることで調整指示が入力されたか否かを判定する。調整指示が入力されていなければ、同ステップを繰り返すことで待機する。調整指示が入力されていれば、Ｓ３３０に移行する。

Ｓ３３０では、調整指示に従ってＤ／Ａ変換器の制御値を増減することで制御電圧Ｖを変化させる。
Ｓ３４０では、Ｓ３３０での調整によって得られた制御値を、記憶部１７に記憶して、Ｓ３２０に戻る。

［２−５．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）〜（１ｄ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。

（２ａ）アンテナ装置１ａでは、調整部１２ａでの調整結果を、調整ネジの位置によるのではなく、Ｄ／Ａ変換器の制御値を記憶部１７に記憶させることで保持している。このため、調整部１２ａでの調整結果が、物理的な振動等によって変化してしまうことがなく、ラストステート機能の信頼性を向上させることができる。

［３．第３実施形態］
［３−１．第２実施形態との相違点］
第３実施形態は、基本的な構成は第２実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

前述した第２実施形態のアンテナ装置１ａでは、ラストステート機能を実現するための構成がアンテナ装置１ａ側に設けられている。これに対し、第３実施形態のアンテナ装置１ｂでは、その構成が外部機器３ｂ側に設けられている点で、第２実施形態と相違する。

［３−２．構成］
図１０に示す第３実施形態のアンテナ装置１ｂは、第２実施形態のアンテナ装置１ａと比較して、記憶部１７が省略されている。

外部機器３ｂには、カードリーダ４およびデータベース５が接続されている。なお、カードリーダ４が入力部に相当し、データベース５が設定記憶部に相当する。
カードリーダ４は、店員の身分証等として使用されるＩＤカードから、各店員を識別するＩＤ番号を読み取る。店員は、外部機器３ｂを介してアンテナ装置１ｂを操作する場合に、自身のＩＤカードをカードリーダ４に読み取らせる。

データベース５には、図１１に示すように、ＩＤ番号と、調整部１２ｂにおいてＤ／Ａ変換器の入力となる制御値とが対応づけて記憶される。
外部機器３ｂは、カードリーダ４によりＩＤ番号が読み取られると、そのＩＤ番号に対応する制御値をデータベース５から読み出して、アンテナ装置１ｂに送信する。

アンテナ装置１ｂでは、外部機器３ｂから受信した制御値が、リーダライタ１５ｂを介して調整部１２ｂに供給され、Ｄ／Ａ変換部の入力として設定される。これにより、Ｄ／Ａ変換器から、制御値に応じた制御電圧Ｖが出力され、アンテナ部１１のビーム方向がプリセットされる。

調整部１２ｂでは、調整入力部３２を介して入力される調整指示によって制御値が増減される。この点は、第２実施形態の場合と同様である。また、調整部１２ｂには、調整された制御値を、リーダライタ１５ｂを介して、調整結果を外部機器３ｂに送信する機能が追加されている。

外部機器３ｂは、調整された制御値を受信すると、データベース５の内容を更新する。具体的には、外部機器３ｂは、先に読み込まれたＩＤ番号に対応づけて記憶されている制御値を、調整された制御値によって更新する。

［３−３．効果］
以上詳述した第３実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）〜（１ｄ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。

（３ａ）アンテナ装置１ｂでは、調整部１２ｂでの調整結果が、外部機器３ｂに送信し、店員を識別するＩＤ番号と対応づけてデータベース５に記憶される。また、カードリーダ４にて、ＩＤ番号が読み取られたときには、ＩＤ番号に対応した制御値をデータベース５から読み出して、アンテナ装置１ｂに送信し、アンテナ装置１ｂでは、受信した制御値に従って調整部１２ｂの設定をプリセットする。

このため、アンテナ装置１ｂでは、第２実施形態の場合と同様に、調整部１２ｂでの調整結果が、物理的な振動等によって変化してしまうことがなく、ラストステート機能の信頼性を向上させることができる。

しかも、アンテナ装置１ｂでは、調整部１２ｂが店員毎に異なる設定にプリセットされるため、アンテナ装置１ｂの使い勝手を向上させることができる。
なお、本実施形態では、データベース５を、外部機器３ｂに接続しているが、調整部１２ｂに接続してもよい。この場合、外部機器３ｂは、ＩＤ情報をアンテナ装置１ｂに送信する。そして、アンテナ装置１ｂでは、ＩＤ情報を調整部１２ｂに転送する。調整部１２ｂは、ＩＤ情報に対応する制御値をデータベース５から読み込んで制御電圧Ｖをプリセットすればよい。

［４．第４実施形態］
［４−１．第２実施形態との相違点］
第４実施形態は、基本的な構成は第２実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第２実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

前述した第２実施形態のアンテナ装置１ａでは アンテナ装置１ａに対する給電およびアンテナ装置１と外部機器３ａとの通信を、ケーブル２を介して行っている。これに対し、第４実施形態のアンテナ装置１ｃでは、給電および通信をワイヤレスで行う点で、第２実施形態と相違する。

［４−２．構成］
図１２に示すように、第４実施形態のアンテナ装置１ｃでは、ケーブル２が省略され、代わりに無線受電部１８及び無線通信部１９を備える。また、アンテナ装置１ｃと共にＲＦＩＤシステムを構成する外部機器３ｃも、無線通信部３３を備える。また、ＲＦＩＤシステムには、無線送電部６が追加されている。

無線送電部６は、レジ台においてアンテナ装置１ｃが載置される部位に設置され、電磁エネルギーの放射を行う。
無線受電部１８は、アンテナ装置１ｃのレジ台との接触面側に設けられ、無線送電部６から放射される電磁エネルギーを直流電力に変換して、リーダライタ１５ａに供給する。

これらの無線送電部６及び無線受電部１８によって実現される無線給電装置は、周知のものであるため、ここでの詳細な説明は省略する。
アンテナ装置１ｃの無線通信部１９及び外部機器３ｃの無線通信部３３は、例えば、無線ＬＡＮアダプタが用いられ、外部機器３ｃからアンテナ装置１ｃへの指示入力や調整入力を、無線通信によって伝達する。

［４−３．効果］
以上詳述した第４実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１ａ）〜（１ｄ）および第２実施形態の効果（２ａ）を奏し、さらに、以下の効果を奏する。

（４ａ）アンテナ装置１ｃでは、ケーブル２を必要としないため、レジ台における配置の自由度を高めることができると共に、外観を向上させることができる。
［５．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（５ａ）上記実施形態では、アンテナ装置１，１ａ〜１ｃを、キャッシュレジスタを構成するＲＦＩＤシステムに適用した例を示したが、これに限定されるものではなく、ＲＦタグの読み取りを行う各種読み取り装置に適用することができる。

（５ｂ）アンテナ装置１，１ａ〜１ｃは、二次電池を備えていてもよい。この場合、外部からの給電が停止しても、動作を継続させることができ、携帯装置として使用することができる。

（５ｃ）上記実施形態では、方向表示を行うために一列に配置した５つの表示素子Ｌ１〜Ｌ５を用いているが、これに限定されるものではない。例えば、図１３に示すように、矢印マークを用い、矢印マーク中で点灯する領域の大きさ又は位置、発光強度等を変えることで、設定方向を表現してもよい。

（５ｄ）上記実施形態では、アンテナ部１１が、二つのパッチアンテナ１１１，１１２をＹ軸方向に沿って配置することで、Ｙ−Ｚ平面内でのビーム方向を変化させているが、これに限定されるものではない。例えば、図１４に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに沿って複数のパッチアンテナを２次元的には位置してもよい。この場合、ビーム方向を、Ｙ−Ｚ平面内及びＸ−Ｚ平面内だけでなく、斜め方向へも変化させることができる。

（５ｅ）上記実施形態では、リスト生成処理を、リーダライタ１５、１５ａ、１５ｂが実行しているが、外部機器３が実行するように構成されていてもよい。
（５ｆ）上記実施形態では、複数のパッチアンテナの送受信信号に位相差を与えることで異なるビーム方向を実現しているが、これに限定されるものではない。例えば、機械的にアンテナ部１１の向きを変化させることができるように構成されていてもよい。また、ビーム方向の異なる複数のアンテナを備え、いずれかを選択的に動作させるように構成されていてもよい。

（５ｇ）上記実施形態では、アンテナ装置１，１ａ〜１ｃとは別体に外部機器３，３ａ〜３ｃが設けられているが、外部機器３，３ａ〜３ｃの有する機能の一部または全部が、アンテナ装置１，１ａ〜１ｃと一体に設けられていてもよい。

（５ｆ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（５ｇ）上述したアンテナ装置の他、当該アンテナ装置を構成要素とするシステムなど、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１，１ａ〜１ｃ…アンテナ装置、２…ケーブル、３，３ａ〜３ｃ…外部機器、４…カードリーダ、５…データベース、６…無線送電部、１１，１１ａ…アンテナ部、１２，１２ａ，１２ｂ…調整部、１３…方向表示部、１４…物体検知センサ、１５，１５ａ，１５ｂ…リーダライタ、１７…記憶部、１８…無線受電部、１９，３３…無線通信部、２１…給電線、２２…通信線、３１…指示入力部、３２…調整入力部、１１１，１１２…パッチアンテナ、１１３…合成回路、１１４，１１６…可変移相器、１１５，１１５ａ…変動部、１２１…昇圧回路、１２２…分圧回路、１５１…電源部、１５２…処理部。

Claims (14)

1. 指向性を表すビームの向きであるビーム方向が可変設定されるように構成されたアンテナ部と、
   前記アンテナ部において設定された前記ビーム方向を設定方向として、前記設定方向に対応付けられた表示を、前記アンテナ部の設定と連動して行うように構成された方向表示部と、
   を備えるアンテナ装置。
2. 請求項１に記載のアンテナ装置であって、
   外部からの入力される調整指示に従って前記設定方向を変化させるように構成された調整部
   を更に備えるアンテナ装置。
3. 請求項２に記載のアンテナ装置であって、
   前記調整部によって調整された前記設定方向を記憶するように構成された設定記憶部を更に備え、
   前記調整部は、予め設定された読出条件が成立すると、前記設定記憶部の記憶内容に従って、前記アンテナ部のビーム方向をプリセットするように構成された
   アンテナ装置。
4. 請求項２に記載のアンテナ装置であって、
   前記調整部によって調整された前記設定方向を、用意された識別情報と対応づけて記憶するように構成された設定記憶部と、
   前記識別情報を入力するように構成された入力部と、
   を更に備え、
   前記調整部は、前記入力部から入力された前記識別情報に対応づけられた前記設定記憶部の記憶内容に従って、前記アンテナ部のビーム方向をプリセットするように構成された
   アンテナ装置。
5. 請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
   前記調整部は、前記調整指示に従って制御電圧が変化する制御信号を生成するように構成され、
   前記アンテナ部は、前記制御電圧に応じて前記設定方向が変化するように構成された、
   アンテナ装置。
6. 請求項５に記載のアンテナ装置であって、
   前記方向表示部は、前記制御電圧に応じて表示を変化させるように構成された
   アンテナ装置。
7. 請求項５又は請求項６に記載のアンテナ装置であって、
   前記アンテナ部は、
   １次元または２次元的に配列された複数のパッチアンテナと、
   前記複数のパッチアンテナ間の位相差を、前記制御電圧に従って変化させる可変移相器と、
   を備えるアンテナ装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
   前記設定方向を中心とする予め設定された角度範囲内にて前記ビーム方向を変動させるように構成された変動部
   を更に備えるアンテナ装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
   前記アンテナ部を介してＲＦタグから情報を読み取るように構成された読取部、
   を更に備えるアンテナ装置。
10. 請求項９に記載のアンテナ装置であって、
    予め設定された検知領域内に存在する物体を検知する物体検知部を更に備え、
    前記読取部は、前記物体検知部により前記物体が検知された場合に、予め設定された期間動作するように構成された
    アンテナ装置。
11. 請求項９または請求項１０に記載のアンテナ装置であって、
    当該アンテナ装置は、購入された商品のＲＦタグを読み取るキャッシュレジスタを構成し、
    前記読取部で読み取られた前記ＲＦタグのうち、前記アンテナ部にて受信される信号の強度が予め設定された強度閾値より大きく、且つ、前記読取部で情報が読み取られる頻度が予め設定され頻度閾値より大きい前記ＲＦタグに対応する商品を購入品と判断して、前記購入品のリストを作成するように構成されたリスト作成部、
    を更に備えるアンテナ装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
    外部機器との無線通信を行うように構成された無線通信部、
    を更に備えるアンテナ装置。
13. 請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
    当該アンテナ装置の各部を動作させる電力を蓄積するように構成された二次電池、
    を更に備えるアンテナ装置。
14. 請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のアンテナ装置であって、
    当該アンテナ装置の各部を動作させる電力を、外部からの無線給電によって取得するように構成された無線受電部、
    を更に備えるアンテナ装置。