JP7360952B2

JP7360952B2 - 無線タグ読取装置、販売データ処理装置、およびプログラム

Info

Publication number: JP7360952B2
Application number: JP2020000478A
Authority: JP
Inventors: 真樹木村
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2020-01-06
Filing date: 2020-01-06
Publication date: 2023-10-13
Anticipated expiration: 2040-01-06
Also published as: JP2021110982A

Description

本発明の実施形態は、無線タグ読取装置、販売データ処理装置、およびプログラムに関する。

従来、物品をベルトコンベアなどで搬送しながら、物品に付された無線タグ（ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ）から情報を読み取る装置（無線タグ読取装置）がある（例えば特許文献１，２）。そのような装置においては、読み取るべき無線タグを読み取り損なうこと（読みこぼし）の防止が共通した課題となっている。

物品の搬送速度を遅くすれば読みこぼしを抑えるために効果的であると考えられるが、搬送に時間がかかることになって好ましくない。
また、物品がベルトコンベアに整然と並んでいる場合に比べ、物品がコンテナや籠などに雑多に収納された状態で載せられている場合には、読み取りの難易度が高くなるため、読みこぼしが起こりやすくなる。

なお、上述のような無線タグ読取装置は、例えば、検品（棚卸、入出荷）や、販売データ処理における商品登録などに用いられている。

本発明が解決しようとする課題は、物品を適切に搬送しつつ、無線タグの読みこぼしを防ぐことである。

実施形態の無線タグ読取装置は、物品を搬送するコンベアと、物品に付された無線タグと情報を送受信するアンテナと、前記アンテナを前記コンベアの搬送方向に沿って当該搬送の速度より速い速度で往復移動させる駆動部と、前記アンテナが受信した情報を読み取って出力するリーダと、前記アンテナが前記無線タグから情報を受信する状態にあるとき、前記コンベアの搬送方向の逆方向に移動するときの前記アンテナと前記コンベア上の物品との相対速度が小さくなるように、前記コンベアの搬送速度または前記アンテナの移動速度の少なくとも一方の速度を変更し、前記アンテナが前記無線タグから情報を受信する状態になくなると、変更した速度を元に戻す速度調整部と、を備える。

図１は、実施形態の無線タグ読取装置の構造を概略的に一部断面で示した側面図である。図２は、無線タグ読取装置の概略的な平面図である。図３は、アンテナおよびレールの位置関係を示す概略的な平面図である。図４は、無線タグ読取装置の電気的な構成および電気的な接続を示すブロック図である。図５は、無線タグ読取装置の機能構成の一例を示すブロック図である。図６は、制御部が行う制御の流れを概略的に示すフローチャートである。図７は、稼働開始時の、あるいは物品が載置されていない状態の、無線タグ読取装置を示す図である。図８は、ベルトコンベアに物品が載置された状態の無線タグ読取装置を示す図である。図９は、物品がアンテナの交信領域にさしかかった状態の無線タグ読取装置を示す図である。図１０は、ベルトコンベアの搬送方向下流側の端で無線タグが発見される状態の無線タグ読取装置を示す図である。図１１は、ベルトコンベアの搬送方向下流側の端から無線タグが消失した後の無線タグ読取装置を示す図である。

（第１の実施形態）
実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態の無線タグ読取装置１００の構造を概略的に一部断面で示した側面図である。無線タグ読取装置１００は、ＰＯＳ端末装置２００（図７参照、後述）の前段に設けられ、ＰＯＳ端末装置２００に向けて物品を搬送しながら、物品に付された無線タグ（ＲＦＩＤタグ）が保持するタグ情報を読み取り、読み取ったタグ情報をＰＯＳ端末装置２００に出力する。無線タグ読取装置１００は、ベルトコンベア１０１、アンテナ１０２、レール１０３、リーダライタ１０４などを備えている。

ここで、ＰＯＳ端末装置２００は、販売データ処理装置の一例であって、登録部と決済部とを備えている。登録部は、無線タグ読取装置１００から入力されるタグ情報に基づいて、無線タグが付された物品（商品）を特定し、特定した商品の情報を登録する。決済部は、登録部が登録した商品情報に基づいて、当該商品の決済を行う。

図２は、無線タグ読取装置１００の概略的な平面図である。ベルトコンベア１０１は、物品を載置する平面を環状にした無終端ベルトをモータの駆動力で回転させることで、物品を搬送する。

アンテナ１０２は、ベルトコンベア１０１の物品が載置される面（載置面）の下側の位置から、載置面上の物品に付された無線タグと、電波を介した情報の送受信を行う。アンテナ１０２は、例えば平面状のアンテナであり、屈曲自在な同軸ケーブル等を介してリーダライタ１０４に接続される。アンテナ１０２は、リーダライタ１０４の制御の下、無線タグと交信可能な電波（電磁波）を放射する。アンテナ１０２は、ベルトコンベア１０１の物品が載置される面に向けて電波を放射することで、無線タグと交信可能な交信領域Ａ（図７参照、後述）を形成する。なお、アンテナ１０２から放射する電波強度は特に問わないが、形成される交信領域Ａは、ベルトコンベア１０１に載置される容器Ｃ（物品Ｂを収納した買物籠やコンテナ等）と同程度以上の高さを有することが望ましい。

本実施形態のアンテナ１０２は、ベルトコンベア１０１の搬送方向に沿って移動するように設けられている。図３は、アンテナ１０２およびレール１０３の位置関係を示す概略的な平面図である。レール１０３は、ベルトコンベア１０１の搬送方向に沿って設置され、アンテナ１０２を導く。アンテナ１０２は、モータの駆動力でレール１０３に沿って往復移動する。

ここで、アンテナ１０２が往復移動する速度は、ベルトコンベア１０１が物品を搬送する速度よりも、速くなるよう制御される。これにより、アンテナ１０２は、ベルトコンベア１０１の搬送方向と同方向に移動しているときには、ベルトコンベア１０１で搬送される物品を追いかけ追い越す状態になり、物品に付された無線タグと相対的に移動する状態となる。また、アンテナ１０２は、ベルトコンベア１０１の搬送方向と逆方向に移動しているときには、ベルトコンベア１０１で搬送される物品および当該物品に付された無線タグとすれ違う状態になる。つまり、アンテナ１０２と無線タグとの位置関係は常に変化する状態となり、このため、無線タグの読み取り率が向上する。

リーダライタ１０４は、リーダの一例であって、アンテナ１０２が受信した電波から、無線タグが記憶するタグ情報を読み取って出力する。リーダライタ１０４は、例えば、ＤＡ変換器、ＡＤ変換器、変調／復調器、位相同期回路、増幅回路等の電子回路（何れも図示せず）を有する。リーダライタ１０４は、制御部１２０（図４のブロック図を参照）の制御の下、アンテナ１０２を介して無線タグと交信することで、無線タグが保持するタグ情報の読み取りや、無線タグに対するデータの書き込みを行う。より具体的には、リーダライタ１０４は、所定のデータ(コマンド）を変調し重畳した電波（以下、質問波）を、アンテナ１０２を介して送信する。リーダライタ１０４は、質問波に応答した無線タグから送信される電波（以下、応答波）を、アンテナ１０２を介して受信し、その応答波に重畳されたデータ（タグ情報）を復調して取得する。

図４は、無線タグ読取装置１００の電気的な構成および電気的な接続を示すブロック図である。無線タグ読取装置１００は、アンテナ駆動モータ１０５およびそのモータドライバ１０６、コンベア駆動モータ１０７およびそのモータドライバ１０８、通信Ｉ／Ｆ１０９、制御部１２０、記憶部１３０などを、さらに備えている。

アンテナ駆動モータ１０５およびコンベア駆動モータ１０７は、例えばステッピングモータである。

モータドライバ１０６は、アンテナ駆動モータ１０５を動作させるドライバ回路であって、制御部１２０の制御の下、アンテナ駆動モータ１０５を回転させるためのパルス信号を出力する。アンテナ駆動モータ１０５が回転することによって、アンテナ１０２がレール１０３に沿って往復移動する。

モータドライバ１０８は、コンベア駆動モータ１０７を動作させるドライバ回路であって、制御部１２０の制御の下、コンベア駆動モータ１０７を回転させるためのパルス信号を出力する。コンベア駆動モータ１０７が回転することによって、ベルトコンベア１０１が回転する。

通信Ｉ／Ｆ１０９は、ＰＯＳ端末装置２００との間で通信を行うための通信インタフェースである。

制御部１２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）により構成されている。ＣＰＵはプロセッサであって、プログラムを実行する。ＲＯＭはプログラムメモリであって、各種プログラム及び制御データを記憶する。ＲＡＭはワーキングメモリであって、各種データの展開に用いられる。制御部１２０は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに読み出して実行することにより、各部を統括的に制御する。

記憶部１３０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Memory）、フラッシュメモリ等の書換え可能な不揮発性の記憶媒体を備えた記憶装置である。記憶部１３０は、無線タグ読取装置１００の動作に係る各種プログラムや各種データを記憶する。

図５は、無線タグ読取装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。制御部１２０は、プログラムを実行することにより、速度調整部１２１などの各種機能部として機能する。

速度調整部１２１は、アンテナ１０２が無線タグから情報を受信する状態にあるとき、ベルトコンベア１０１の搬送方向の逆方向に移動するときのアンテナ１０２とベルトコンベア１０１上の物品との相対速度が小さくなるように、ベルトコンベア１０１の搬送速度を変更する。また、速度調整部１２１は、アンテナ１０２が無線タグから情報を受信する状態になくなると、ベルトコンベア１０１の搬送速度を元に戻す。

より具体的には、本実施形態の速度調整部１２１は、まず、モータドライバ１０８を介してコンベア駆動モータ１０７を制御することにより、ベルトコンベア１０１による物品の搬送速度を、通常の速度と当該速度よりも遅い速度との２段階に調整可能である。そして、本実施形態の速度調整部１２１は、アンテナ１０２が無線タグから情報を受信する状態にないときには通常の回転速度に調整し、アンテナ１０２が無線タグから情報を受信する状態にあるときにはベルトコンベア１０１の搬送速度を遅く調整する。

図６は、制御部１２０が行う制御の流れを概略的に示すフローチャートである。制御部１２０は、モータドライバ１０８およびコンベア駆動モータ１０７を介して、ベルトコンベア１０１を、通常の速度で稼働させる（ステップＳ１）。続いて制御部１２０は、アンテナ１０２を稼働させる、つまり、アンテナ１０２の移動と、アンテナ１０２の電波の送受信を開始する（ステップＳ２）。

このときの無線タグ読取装置１００の状態を、図７に示す。図７は、稼働開始時の、あるいは物品Ｂが載置されていない状態の、無線タグ読取装置１００を示す図である。この状態では、ベルトコンベア１０１は、所定の速度（通常の速度）で回転する。また、アンテナ１０２は、ベルトコンベア１０１の搬送速度よりも速い速度で、往復移動する。

図８は、ベルトコンベア１０１に物品Ｂが載置された状態の無線タグ読取装置１００を示す図である。この状態では、物品Ｂはアンテナ１０２の交信領域Ａ内に位置せず、アンテナ１０２は物品Ｂに付された無線タグから情報を受信する状態にないので、ベルトコンベア１０１の搬送速度は通常の速度のままである。

次に制御部１２０は、無線タグを発見する（すなわちアンテナ１０２が無線タグから情報を受信する状態になる）のを待機する（ステップＳ３のＮｏ）。アンテナ１０２が無線タグから情報を受信する状態になると、つまり無線タグをひとつも読み取りしていない状態でアンテナ１０２が無線タグを読み取ると（ステップＳ３のＹｅｓ）、制御部１２０は、ベルトコンベア１０１の搬送速度を遅くする（ステップＳ４）。

このときの無線タグ読取装置１００の状態の一例を、図９に示す。図９は、物品Ｂがアンテナ１０２の交信領域Ａにさしかかった状態の無線タグ読取装置１００を示す図である。この状態になると、ベルトコンベア１０１の搬送速度は、通常の速度から低下させた遅い速度に制御される。これにより、アンテナ１０２と無線タグとの相対速度が抑えられて、無線タグの読みこぼしが抑えられ、アンテナ１０２読み取り率が向上する。

また、物品Ｂは、容器Ｃに収納されているが、本実施形態の無線タグ読取装置１００においては、ベルトコンベア１０１で搬送される容器Ｃとアンテナ１０２との相対位置が固定でなく変化する。これにより、容器Ｃとアンテナ１０２との或る相対位置では他の無線タグと重なるなどして読み取れない状態にあった無線タグが、相対位置の変化によって重ならない状態に変わる可能性が高くなる。よって、これによっても、無線タグの読みこぼしが抑えられ、アンテナ１０２読み取り率が向上する。

なお、図９に示す状態は、アンテナ１０２がベルトコンベア１０１の搬送方向と逆方向に移動する状態であるが、アンテナ１０２がベルトコンベア１０１の搬送方向と同方向に移動する状態であっても、上述のステップＳ３～Ｓ４と同じ処理を行って、アンテナ１０２の移動方向による相対速度の差異を小さく抑える。

次に制御部１２０は、ベルトコンベア１０１の搬送方向下流側の端で無線タグが発見される状態になるのを待機する（ステップＳ５のＮｏ）。図１０は、ベルトコンベア１０１の搬送方向下流側の端で無線タグが発見される状態の無線タグ読取装置１００を示す図である。ベルトコンベア１０１の端で無線タグが発見されると（ステップＳ５のＹｅｓ）、制御部１２０は、ベルトコンベア１０１を停止させ（ステップＳ６）、さらにアンテナ１０２を停止させる（ステップＳ７）。

そして、制御部１２０は、ベルトコンベア１０１の搬送方向下流側の端で無線タグが消失する（すなわちアンテナ１０２で無線タグを読み取らなくなったことを検出する）のを待機する（ステップＳ８のＮｏ）。無線タグ消失を確認すると（ステップＳ８のＹｅｓ）、制御部１２０は、処理をステップＳ１に戻す。つまり、ベルトコンベア１０１の搬送速度を通常の速度に戻し（ステップＳ１）、続いてアンテナ１０２を再稼働させる（ステップＳ２）。図１１は、ベルトコンベア１０１の搬送方向下流側の端から無線タグが消失した後の無線タグ読取装置１００を示す図である。このように、無線タグ読取装置１００は、次の読み取りに向けて動作する。ベルトコンベア１０１は次の物品Ｂ２を通常の速度で搬送し、当該搬送速度よりも速い速度で移動するアンテナ１０２と物品Ｂ２とがすれ違うとき、アンテナ１０２が無線タグを読み取る状態になるとベルトコンベア１０１の搬送速度が遅く調整される。

以上のように、本実施形態の無線タグ読取装置１００によれば、物品Ｂが納められた容器（買物籠やコンテナ）を通常の速度のベルトコンベア１０１で搬送しつつ、無線タグがアンテナ１０２の交信領域Ａに差し掛かると、ベルトコンベア１０１の搬送速度を下げて無線タグとアンテナ１０２との相対速度を落とす。これにより、無線タグを読み取りやすくすることができる。よって、本実施形態によれば、物品を適切に搬送しつつ、無線タグの読みこぼしを防ぐことができる。

なお、本実施形態の速度調整部１２１は、ベルトコンベア１０１の搬送速度を変更するが、実施にあたっては、アンテナ１０２の移動速度を変更してもよい。より詳細には、例えば、速度調整部１２１は、アンテナ１０２の移動速度を通常の速度と遅めの速度との２段階に調整可能であって、アンテナ１０２が無線タグから情報を受信する状態にないとき、アンテナ１０２を通常の速度で移動させ、アンテナ１０２が無線タグから情報を受信する状態にあるとき、アンテナ１０２を遅めの速度で移動させるようにしてもよい。このような調整によっても、ベルトコンベア１０１上の物品とアンテナ１０２との相対速度を小さくすることができるので、所望の効果を得ることが可能となる。

また、本実施形態の速度調整部１２１は、アンテナ駆動モータ１０５の回転速度を２段階に調整したが、実施にあたっては、３段階以上に回転速度を変更するように調整してもよい。例えば、速度調整部１２１は、アンテナ１０２の移動方向がベルトコンベア１０１の搬送方向の逆方向であるときには、アンテナ１０２の移動方向とベルトコンベア１０１の搬送方向とが同方向であるときよりも、アンテナ１０２が無線タグから情報を受信する状態になった場合のベルトコンベア１０１の搬送速度を遅くする程度を、大きくするように調整してもよい。このように調整すると、本実施形態に比べて、アンテナ１０２と無線タグとがすれ違う速度が緩やかになるため、無線タグをさらに読みこぼしにくくなると考えられる。

なお、本実施形態の無線タグ読取装置１００で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。

本実施形態の無線タグ読取装置１００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、本実施形態の無線タグ読取装置１００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の無線タグ読取装置１００で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

本実施形態の無線タグ読取装置１００で実行されるプログラムは、上述した各部（速度調整部１２１などの機能部）を含むモジュール構成となっている。ＣＰＵ（プロセッサ）は、上記記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、上記各部を主記憶装置上にロードする。これにより、速度調整部１２１などの機能部が、主記憶装置上に生成される。

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…無線タグ読取装置
１０１…ベルトコンベア
１０２…アンテナ
１０３…レール
１０４…リーダライタ
１０５…アンテナ駆動モータ
１０６…モータドライバ
１０７…コンベア駆動モータ
１０８…モータドライバ
１０９…通信Ｉ／Ｆ
１２０…制御部
１２１…速度調整部
１３０…記憶部
２００…ＰＯＳ端末装置

特開２０１７－１１７２１９号公報特開２００２－２１６０９２号公報

Claims

物品を搬送するコンベアと、
物品に付された無線タグと情報を送受信するアンテナと、
前記アンテナを前記コンベアの搬送方向に沿って当該搬送の速度より速い速度で往復移動させる駆動部と、
前記アンテナが受信した情報を読み取って出力するリーダと、
前記アンテナが前記無線タグから情報を受信する状態にあるとき、前記コンベアの搬送方向の逆方向に移動するときの前記アンテナと前記コンベア上の物品との相対速度が小さくなるように、前記コンベアの搬送速度または前記アンテナの移動速度の少なくとも一方の速度を変更し、前記アンテナが前記無線タグから情報を受信する状態になくなると、変更した速度を元に戻す速度調整部と、
を備える無線タグ読取装置。
前記速度調整部は、前記アンテナが前記無線タグから情報を受信する状態にあるとき、前記コンベアの搬送速度を遅くし、前記アンテナが前記無線タグから情報を受信する状態になくなると、前記コンベアの搬送速度を元に戻す
請求項１に記載の無線タグ読取装置。
前記速度調整部は、前記アンテナの移動方向が前記コンベアの搬送方向の逆方向であるときには、前記アンテナの移動方向と前記コンベアの搬送方向とが同方向であるときよりも、前記アンテナが前記無線タグから情報を受信する状態になった場合の前記コンベアの搬送速度を遅くする程度を、大きくする
請求項２に記載の無線タグ読取装置。
請求項１～３のいずれか１つに記載の無線タグ読取装置が読み取った情報に基づいて商品情報の登録を行う登録部と、
前記登録部が登録した商品情報に基づいて決済を行う決済部と、
を備える販売データ処理装置。
物品を搬送するコンベアと、物品に付された無線タグと情報を送受信するアンテナと、前記アンテナを前記コンベアの搬送方向に沿って当該搬送の速度より速い速度で往復移動させる駆動部と、前記アンテナが受信した情報を読み取って出力するリーダと、を備える無線タグ読取装置のコンピュータを、
前記アンテナが前記無線タグから情報を受信する状態にあるとき、前記コンベアの搬送方向の逆方向に移動するときの前記アンテナと前記コンベア上の物品との相対速度が小さくなるように、前記コンベアの搬送速度または前記アンテナの移動速度の少なくとも一方の速度を変更し、前記アンテナが前記無線タグから情報を受信する状態になくなると、変更した速度を元に戻す速度調整手段
として機能させるためのプログラム。