JP6208101B2 - Ｒｆｉｄ読取装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ＲＦＩＤ読取装置に関する。

近年、商品の在庫管理などの現場において、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）の技術が用いられている。すなわち、商品にＲＦタグを付け、ＲＦタグをＲＦＩＤ読取装置によって読み取ることにより、在庫を把握する技術が実用化されている。

ＲＦＩＤ読取装置は、ＲＦタグへ向けて電波を放射し、当該電波を受けたＲＦタグが発した電波を受けることにより、ＲＦタグの内蔵メモリのデータを読み取る。ＲＦＩＤ読取装置は、ＲＦタグとの電波授受を受け持つアンテナと、当該アンテナが受信した電波からデータを読み取るＲＦＩＤモジュールとを備える。

従来のＲＦＩＤ読取装置は、アンテナとＲＦＩＤモジュールとが別体とされている。この場合、アンテナとＲＦＩＤモジュールとが取り扱いにくくなり、このために作業性が悪くなる。そればかりか、それぞれに筐体やハンドルが付くことなどによって、装置が全体として嵩張って重いものとなる。そこで、使い勝手のよい装置が求められている。

ところで、アンテナ装置には、向きが揃って整然としたＲＦタグを読むのに適したタイプと、雑然としたＲＦタグを読むのに適したタイプとがある。前者は、直線偏波のアンテナ装置、後者は円偏波のアンテナ装置である。直線偏波は、円偏波に比して利得を高くできるため、ＲＦタグが高密度に配されている場合に対応可能である。円偏波は、直線偏波よりも比較的近い距離からとなるが、ＲＦタグの向きによらず読み取りが可能である。一つのアンテナ装置でこれらを兼ねることは難しく、実現されていない。

また、ＲＦＩＤ読取装置は、例えばアパレル（服飾）店の棚卸業務などに用いられるが、営業中の店内で用いることもある装置には、店の雰囲気を損なわない外観が求められる。

本発明が解決しようとする課題は、操作性がよく、さらに、偏波の種類を手軽に変更可能なアンテナ装置およびＲＦＩＤ読取装置を提供することである。

実施形態のアンテナ装置は、放射器と、金属部材と、給電板と、保持部材と、を備える。放射器は、電波を放射または受信する。金属部材は、前記放射器が放射する電波の放射範囲を定める。給電板は、前記放射器と前記金属部材との間に位置し、前記放射器に対して容量結合により電力供給を行う。保持部材は、前記放射器を、前記給電板との容量結合が可能な所定位置に、位置させる。

また、実施形態のＲＦＩＤ読取装置は、放射器と、金属部材と、給電板と、本体側筐体と、カバー部材と、を備える。放射器は、電波を放射または受信する。金属部材は、前記放射器が放射する電波の放射範囲を定める。給電板は、前記放射器と前記金属部材との間に位置し、前記放射器に対して容量結合により電力供給を行う。本体側筐体は、前記金属部材および前記給電板を収納し、一面開口である。カバー部材は、前記本体側筐体に着脱自在であって、前記本体側筐体に取り付けられると前記開口を塞いで外装の一部になるとともに、前記放射器を前記給電板との容量結合が可能な所定位置に位置させて保持する。

図１は、実施形態のＲＦＩＤ通信装置の外観を示す斜視図である。 図２は、実施形態のＲＦＩＤ通信装置の構成を模式的に示す縦断右側面図である。 図３は、実施形態のＲＦＩＤ通信装置が内蔵するアンテナ装置の外観を示す正面図である。 図４は、実施形態に適用可能な放射器の形状例を模式的に示す正面図である。 図５は、実施形態のＲＦＩＤ通信装置が使用される場面の例を示す図である。 図６は、実施形態の変形例における蓋部およびその周辺の部材を示す縦断右側面図である。

実施形態について図面を用いて説明する。図１は、実施形態のＲＦＩＤ通信装置（ＲＦＩＤ読取装置）１００の外観を正面側から示す斜視図である。図２は、ＲＦＩＤ通信装置１００の構成を模式的に示す縦断右側面図である。図３は、ＲＦＩＤ通信装置１００が内蔵するアンテナ装置２００の外観を示す正面図である。

ＲＦＩＤ通信装置１００は、アンテナ装置２００と、外装３００とを備えている。アンテナ装置２００は、放射器２１０と、給電板２２０と、グランド板金（金属部材）２３０と、ＲＦＩＤモジュール２４０と、を備えている。アンテナ装置２００は、さらに、不図示のＩ／Ｆ基板やBluetooth（登録商標）などを利用する通信モジュールを備えている。一方、外装３００は、筐体３１０と、グリップ３２０と、外部装置保持部３３０（図１参照）とを有している。このようなＲＦＩＤ通信装置１００は、正面１０１側に位置するＲＦタグＴ（図５参照、後述）が内蔵するメモリのデータを読み取る。ＲＦタグＴは、管理対象の物品に付される。

筐体３１０は、薄い箱型であって、厚さ方向が前後方向であって、当該前後方向に２分割される。筐体３１０の前後に２分割されるそれぞれのうち、後側は本体部（本体側筐体）３１１であり、前側が蓋部（保持部材、カバー部材）３１２である。本体部３１１は、前面開口の箱であり、ここに給電板２２０およびグランド板金２３０が収納、保持される。

蓋部３１２は、本体部３１１に着脱自在であって、本体部３１１に取り付けられると、本体部３１１の開口を塞いで外装３００の一部になる。また、蓋部３１２は、放射器２１０を保持し、本体部３１１に取り付けられた状態では、給電板２２０との容量結合が可能な所定位置に放射器２１０を位置させる。所定位置は、給電板２２０に対して規定の相対位置となる位置である。

グリップ３２０は、ＲＦＩＤ通信装置１００の持ち手である。グリップ３２０は、上端を、本体部３１１に、所定角度回動自在に連結されている。

外部装置保持部３３０は、グリップ３２０の上端部に設けられ、一対の挟持片３３１，３３２を有している。外部装置保持部３３０は、当該挟持片３３１，３３２によって、スマートデバイスなどの外部装置Ｓを保持する。

放射器２１０は、板状であって、給電板２２０からの電力供給に応じた電波を放射するとともに、他装置（例えばＲＦタグＴ（図５参照、後述））が発する電波を受信する。この放射器２１０は、板金である。図４は、本実施形態に適用可能な放射器２１０の形状例を模式的に示す正面図である。なお、これらは例であって、本実施形態の放射器２１０が図４に示す各種放射器４００，５００，４１０，４２０，５１０，５２０のいずれであってもよいし、また、他の形状であってもよい。

図４（ａ)に示すのは方形の直線偏波用放射器４００で、（ｂ）は円形の直線偏波用放射器５００である。これらの直線偏波用放射器４００，５００に、摂動素子を付加するなどすることにより、円偏波用放射器４１０，４２０，５１０，５２０が得られる。摂動素子には、例えば、突起タイプ（図４（ｃ）、（ｅ）参照）や切欠きタイプ（図４（ｄ）、（ｆ）参照）がある。

図４（ｃ）に示す円偏波用放射器４１０は、方形の直線偏波用放射器４００の一対の対角に、突起タイプの摂動素子４１１，４１２を設けたものである。図４（ｄ）に示す円偏波用放射器４２０は、方形の直線偏波用放射器４００の一対の対角に、切欠きタイプの摂動素子４２１，４２２を設けたものである。

図４（ｅ）に示す円偏波用放射器５１０は、円形の直線偏波用放射器５００の中心を挟んで対をなす円周上の位置に、突起タイプの摂動素子５１１，５１２を設けたものである。図４（ｆ）に示す円偏波用放射器５２０は、円形の直線偏波用放射器５００の中心を挟んで対をなす円周上の位置に、切欠きタイプの摂動素子５２１，５２２を設けたものである。

図５は、ＲＦＩＤ通信装置１００が使用される場面の例を示す図である。図５（ａ）は、書籍や書類Ｐの管理にＲＦタグＴが用いられる場面の例、（ｂ）は商品Ｍの管理にＲＦタグＴが用いられる場面の例である。

書籍や書類Ｐを管理する場合、ＲＦタグＴは、図示のように、書籍や書類Ｐに対して概ね同じ位置に貼付されて、向きが揃って整然と高密度に並ぶ状態になることがある。このような場面には、直線偏波を放射する放射器４００，５００が適している。

大きさや形状の揃わない商品Ｍを管理する場合、ＲＦタグＴは、図示のように、向きも位置も様々な状態となることが多い。このような場面には、円偏波を放射する放射器４１０，４２０，５１０，５２０が適している。

図２および図３に戻って説明を続ける。給電板２２０は、放射器２１０に対して、容量結合により電力供給を行う。給電板２２０は、長方形の板金であって、放射器２１０と所定距離をあけて対面するように配されている。所定距離は、容量結合する条件を満たす距離である。給電板２２０は、放射器２１０の中心部から外周部に渡って位置している。

グランド板金２３０は、基準電位との電位差が０であるグランド（グラウンド、Ground）である。グランド板金２３０は、放射器２１０との間に給電板２２０を挟む位置に位置し、放射器２１０が放射する電波の放射範囲を定める。

ＲＦＩＤモジュール２４０は、放射器２１０からの出力を受けてＲＦタグＴが内蔵するメモリのデータを読み取る。ここで、給電板２２０は、ＲＦＩＤモジュール２４０と放射器２１０との送受信を仲介する。

Ｉ／Ｆ基板は、アンテナ装置２００と各種外部機器とのインターフェースとして機能する。通信モジュールは、Ｉ／Ｆ基板に接続されている。通信モジュールは、外部装置Ｓと通信する。外部装置Ｓは、通信モジュールおよびＩ／Ｆ基板を介して、ＲＦＩＤモジュール２４０が読み取ったデータを得る。

ＲＦＩＤモジュール２４０、Ｉ／Ｆ基板、および通信モジュールは、プリント基板に各種チップが取り付けられたものである。

上述のようなアンテナ装置２００は、外装３００に収納された状態で業務に適した特性が出るよう、利得調整される。

このような構成において、ＲＦＩＤ通信装置１００は、正面１０１側に位置するＲＦタグ（不図示）が内蔵するメモリのデータを読み取る。

オペレータは、グリップ３２０を把持して、正面１０１を管理対象物品（不図示）へ向ける。管理対象物品には、ＲＦタグが付されている。ＲＦタグは、放射器２１０が放射する電波を受けて、電波を発する。そして、ＲＦタグが発した電波を受けた放射器２１０は、ＲＦタグからの電波に応じ、同軸ケーブルを介して、ＲＦＩＤモジュール２４０へと出力する。ＲＦＩＤモジュール２４０は、放射器２１０からの出力（すなわち、放射器２１０および同軸ケーブルを介して入力されたＲＦタグからの電波）を受けて、ＲＦタグが内蔵するメモリのデータを読み取る。

ここで、ＲＦＩＤ通信装置１００は、例えばアパレル店の店内において店員の肩から紐で吊り下げて携帯するなどの使用法を想定したものである。このため、外観やアンテナ装置２００の保護を考慮し、蓋部３１２が設けられている。さらに、店の求めに応じて外観（例えば色や質感）を変更するために、蓋部３１２が本体部３１１に着脱自在とされていて容易に交換可能である。

蓋部３１２のみ交換する場合、アンテナ装置２００の感度を変化させることがあるため、調整作業が必要となってしまう。しかしながら、本実施形態では、蓋部３１２と放射器２１０とが一体であり、蓋部３１２の交換とともに放射器２１０をも交換する。これにより、蓋部３１２と放射器２１０との間の利得調整は、蓋部３１２の出荷までに済ませておくことが可能となる。つまり、蓋部３１２および放射器２１０の交換後に利得調整を行う必要がなくなる。

一方、偏波の種類を決定づける部材は放射器２１０であるので、ＲＦＩＤ通信装置１００に求められる偏波が、直線偏波か円偏波かによって、放射器２１０の種類が異なってくる。本実施形態の構成によれば、給電板２２０から放射器２１０への電力供給が容量結合により実現されていて、放射器２１０と給電板２２０とがケーブルなどでつながっていない。このため、放射器２１０（および蓋部３１２）の付け替え、交換が手軽である。したがって、偏波の種類の変更が容易である。

さらに、放射器２１０の交換にあたって、放射器２１０を保持する蓋部３１２ごと交換するので、交換作業中にも、蓋部３１２が放射器２１０を保護する。したがって、交換作業中に誤って落下させたような場合の破損や汚損を、放射器２１０に与えてしまう度合を減らすことができる。

次に、本実施形態の変形例について、図６を用いて説明する。図６は、実施形態の変形例における蓋部３１２およびその周辺の部材を示す縦断右側面図である。本変形例の蓋部３１２は、放射器２１０だけでなく、導波器（無給電素子）２１１をも保持する。導波器２１１は、放射器２１０の指向性や利得を向上させるために付加する部材である。

上記構成により、導波器２１１による補助が望まれる場合にも、導波器２１１を含めて利得調整が済んだ蓋部３１２に交換することによって、手軽に対応可能である。本変形例により、さらに利便性を高めることができる。

なお、上記実施形態において、ＲＦＩＤ通信装置１００は、ＲＦタグＴのデータを読み取る装置として説明した。しかし、実施にあたって、ＲＦＩＤ通信装置１００が、ＲＦタグＴにデータを書き込む装置として機能してもよい。

また、上記実施形態では、蓋部３１２を保持部材の一例として説明した。しかし、実施にあたって、保持部材が蓋部３１２のようなものでなくても、放射器２１０を所定の条件で保持するものであればよい。例えば、ＲＦＩＤ通信装置１００における蓋部３１２がなく、放射器２１０が露出した状態であってもよい。この場合にも、保持部材が保持する放射器２１０が、所定の条件（つまり、給電板との容量結合が可能な所定位置に位置する）を満たせばよい。この所定の条件を満たすことにより、放射器２１０の交換を手軽に行うことが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行うことができる。これら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。

１００…ＲＦＩＤ通信装置（ＲＦＩＤ読取装置）、
１０１…正面、
２００…アンテナ装置、
２１０…放射器、２１１…導波器、
２２０…給電板、
２３０…グランド板金、
２４０…ＲＦＩＤモジュール、
３００…外装、
３１０…筐体、３１１…本体部、３１２…蓋部、
３２０…グリップ、
３３０…外部装置保持部、３３１…挟持片、
４００…直線偏波用放射器、
４１０…円偏波用放射器、４１１，４１２…摂動素子、
４２０…円偏波用放射器、４２１，４２２…摂動素子、
５００…直線偏波用放射器、
５１０…円偏波用放射器、５１１，５１２…摂動素子、
５２０…円偏波用放射器、５２１，５２２…摂動素子、
Ｓ…外部装置、
Ｐ…書籍や書類、Ｍ…商品、Ｔ…ＲＦタグ。

特開２００９−２０８５６号公報

Claims (5)

1. 電波を放射または受信する放射器と、
   前記放射器が放射する電波の放射範囲を定める金属部材と、
   前記放射器と前記金属部材との間に位置し、前記放射器に対して容量結合により電力供給を行う給電板と、
   前記金属部材および前記給電板を収納し、一面開口の本体側筐体と、
   前記本体側筐体に着脱自在であって、前記本体側筐体に取り付けられると前記開口を塞いで外装の一部になるとともに、前記放射器を前記給電板との容量結合が可能な所定位置に位置させて保持するカバー部材と、
   を備えるＲＦＩＤ読取装置。
2. 前記放射器が放射する電波の指向性を高める導波器をさらに備え、
   前記カバー部材が、前記導波器をも保持する
   ことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤ読取装置。
3. 前記本体側筐体および前記カバー部材は、薄い箱型の筐体を構成し、
   前記本体側筐体の前記カバー部材が取り付けられる側の反対側に取り付けられた持ち手をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のＲＦＩＤ読取装置。
4. 前記放射器からの出力を受けてＲＦタグが内蔵するメモリのデータを読み取るＲＦＩＤモジュールを前記本体側筐体内に備え、
   前記給電板は、前記ＲＦＩＤモジュールと前記放射器との送受信を仲介する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤ読取装置。
5. 前記本体側筐体に設けられ、外部装置を着脱自在に保持する保持部と、
   前記外部装置と通信する通信モジュールと、
   前記通信モジュールと前記ＲＦＩＤモジュールとを接続するインタフェースと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤ読取装置。

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