JP7779079B2 - Ｒｆｉｄタグ読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグの読取装置に関し、特に買い物カゴになど収納された多数の商品に付けられたＲＦＩＤタグを一括して読み取ることができる読取装置に関する。

近年、ＲＦＩＤタグ（非接触ＩＣタグ、ＩＣタグなどとも称され、以下では単に「タグ」と記す場合もある）を利用した商品が市場に提供され、販売店では在庫管理、支払い管理や万引き防止等、またメーカーや流通過程では、商品品質管理（混入等の発見）、在庫管理等に利用され、実用化が進んでいる。特にＲＦＩＤタグでは、リーダ装置またはリーダ／ライタ装置（以下まとめてリーダ装置と言う）との間を無線通信でデータの送受が出来、上記の作業が非常に効率良く実行できる。

このような装置として、例えば引用文献１には、上方が開口した筐体の底部の水平板にＩＣタグのリーダライタのアンテナを配置し、その上方に設けた別の水平板を買い物カゴの載置部とし、内壁面に電波反射シートと電波吸収シートを重ねて貼り渡したＩＣタグの読取装置が開示され、載置部に置いた買い物カゴに収納された複数の商品のＩＣタグを読み取ることができるとしている。

しかし引用文献１の読取装置においては、アンテナが底面のみに設けられているため、筐体や買い物カゴの隅の部分に読取りの死角が生じやすく、またアンテナが上方の開口部に向いていることから、図３にも明らかに示されている様に、読取りの電波が高さ方向で規制されず、たまたまカゴの上方や斜め上にあった商品などを間違って読み取ってしまう恐れがあった。読取りが出来る高さを制御する為には、電波の出力を抑制する必要があるが、誤読を防ぐために電波を弱めると筐体内のタグの読取率も下がってしまうという問題があった。

また引用文献２には、袋詰装置と情報取得装置とを備えた袋詰システムが開示され、商品を収納した買い物かごの底板がスライドして開放され、商品を昇降部の載置面に移し、昇降部が下降することで、あらかじめ載置面にセットされた袋に商品を収納すると共に、昇降部の側壁に設けられたアンテナで商品に付けられたＲＦタグと通信することにより、読取装置が商品のＲＦタグを読み取ることができるとしている。

しかし引用文献２のシステムは、セルフレジシステム向けのもので装置自体が大型で店内に大きなスペースを確保する必要があり、また導入やメンテナンスにコストがかかる、と言った問題だけでなく、店員や顧客が装置の使い方に戸惑う可能性があるため、店員や顧客への使用方法の説明を行う必要が出てくる、などといった問題がある。またセルフレジシステム向けに特化したものとなっており、在庫管理用などには適用が困難である。

特許第６４６９７５８号公報 国際公開２０１８／１３９２９１号

そこで本発明は、店舗のセルフレジや商品の在庫管理などに適用でき、装置内に投入した商品のＲＦＩＤタグを漏れなく読取りを行うことができ、かつ装置の外側にあるＲＦＩ
Ｄタグを誤って読取ることがなく、特に装置の上方の読取範囲を適切に規制することができる簡易な構成のＲＦＩＤタグ読取装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、
ＲＦＩＤタグの読取装置であって、
底壁と側壁を有して上部が開口部となった包絡形状が直方体の、ＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過しない材料からなる外箱と、
該開口部を覆う様に外箱に重ねられ、ＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過する材料からなる内箱と、を有し、
内箱には、ＲＦＩＤタグを付帯した商品を投入する凹部と、該凹部の周囲に枠部が形成され、
該枠部で外箱の側壁上端と内箱とが結合され、凹部を形成する壁と外箱の間に所定の空間が形成され、
外箱の側壁それぞれの内面側で、側壁の水平方向の中心からオフセットした位置であって、対向する側壁では互いに逆方向にオフセットした位置に、ＲＦＩＤタグとの通信用のアンテナが装着され、
該アンテナは、側壁に対して仰角をもって装着されている
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ読取装置である。

上記ＲＦＩＤタグ読取装置において、
前記ＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過しない材料が金属であって良い。

上記ＲＦＩＤタグ読取装置において、
前記ＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過する材料がプラスチック樹脂であって良い。

上記ＲＦＩＤタグ読取装置において、
前記内箱の枠部から凹部の上部にわたり、内面側に金属膜が形成されていて良い。

上記ＲＦＩＤタグ読取装置において、
前記アンテナの上部を覆う抵抗膜と、該抵抗膜の上部の一部を覆う金属膜が設けられていて良い。

上記ＲＦＩＤタグ読取装置において、
前記外箱の底壁、側壁、またはその両方の内面側に、電波吸収材が装着されていて良い。

上記ＲＦＩＤタグ読取装置において、
前記凹部は、買い物カゴを収納可能な大きさであって良い。

本発明のＲＦＩＤタグ読取装置によれば、凹部に投入されたＲＦＩＤタグを付帯した商品のＲＦＩＤタグを漏れなく読み取ることができ、かつ、読取装置の外部の商品のＲＦＩＤタグを誤って読み取ってしまう恐れが少なく、特に装置の上方や斜め上方のＲＦＩＤタグの読取範囲を適切に規制することができるＲＦＩＤタグ読取装置が得られる。

本発明のＲＦＩＤタグ読取装置の第一実施形態の概略外観図である。 本発明のＲＦＩＤタグ読取装置の第一実施形態の断面概要図である。 本発明のＲＦＩＤタグ読取装置の第一実施形態の外箱の内部構成の説明図である。 本発明のＲＦＩＤタグ読取装置の第二実施形態の断面概要図である。 本発明のＲＦＩＤタグ読取装置の第二実施形態の外箱の内部構成の説明図である。 本発明のＲＦＩＤタグ読取装置の第三実施形態の断面概要図である。 本発明のＲＦＩＤタグ読取装置の第三実施形態の外箱の内部構成の説明図である。 本発明のＲＦＩＤタグ読取装置の第三実施形態の外箱の内部の部分拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また以下に示す実施形態では、発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定は本発明の必須要件ではない。また、以下において、また図面において同等の部材等には同一の符号を付して説明を省略することがある。

図１は、本発明のＲＦＩＤタグ読取装置（以下、単に「読取装置」ともいう）の第一実施形態の概略外観図である。読取装置１０は、外観において包絡形状が略直方体であり、上部が開口したＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過しない材料で構成される外箱１１の開口部を覆うようにＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過する材料で構成される内箱１２が重ねられて一体となっている。内箱１２の略中央部分には凹部１３が設けられ、凹部１３の周囲は枠部１２１となっていて、凹部１３を形成する壁１２２と接続している。また外箱１１の側壁１１２の上端と枠部１２１が結合されて外箱１１と内箱１２が一体となっている。

外箱１１を構成するＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過しない材料としては、加工性や強度などの点から鉄板、ステンレス板、アルミ板などの金属が好ましく用いられる。また内箱１２を構成するＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過する材料としては、木材、段ボールなども適用できるが、成形性、強度、耐水性、扱いやすさなどの点から、プラスチック樹脂が好ましく用いられる。樹脂の種類は特に限定するものでなく、一般的な成形性の良い樹脂から適宜選択すればよく、例えばポリプロピレン樹脂などが例示できる。

図２の断面概要図に示す様に、外箱１１は矩形状の底壁１１１の各辺から側壁１１２が立設された形状であり、内箱１２の凹部１３は、外箱１１と内箱１２の間に所定の空間が形成される様に形成されている。また凹部１３は、ＲＦＩＤタグが取り付けられた商品１４１を投入する部位であることから、商品１４１を内部に収納し得る大きさであると好ましく、特に、スーパーマーケットやコンビニエンスストアなどで使用される一般的な買い物カゴ１４を収納できるサイズであると、買い物カゴ１４ごと商品１４１を投入できるので利便性が高く好ましい。

一般的な買い物カゴのサイズは、幅が４５０～５７０ｍｍ、奥行きが３３０～３７０ｍｍ、高さが２４０～２５５ｍｍ程度であるので、凹部１３のサイズはこれらの買い物カゴをある程度の余裕を持って収納できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば内法で幅５００～６００ｍｍ、奥行き３５０～４００ｍｍ、深さ２４０～３００ｍｍ程度の範囲とすることができ、用途に合わせ適宜設定すると好ましい。

外箱１１と内箱１２の間に空間において、外箱１１の４枚の側壁１１２それぞれの内面側にＲＦＩＤタグとの通信用のアンテナ１１４が装着されている。アンテナ１１４での商品１４１に取り付けられたＲＦＩＤタグの読取りに際して求められる特性として、以下の様な点が挙げられる。
（１）内箱または買い物カゴの内部にあるＲＦＩＤタグは全て読取る。
（２）読取装置の外側にあるＲＦＩＤタグは読取らない。
（３）ただし、読取装置の上部はある程度の高さまでＲＦＩＤタグを読取る。
商品の数が多い場合、凹部１２や買い物カゴ１４に山盛り状に商品が収納される場合があることから、（３）の様な特性が求められる。読取装置１０の上部で読み取り可能とする高さは、例えば読取装置１０の上方５０ｃｍ～１ｍであり、５０ｃｍ程度に設定するとより好ましい。

そこで、本発明の読取装置におけるアンテナ１１４は、図３に示す外箱の内部構成の説明図の様に、４つの側壁１１２それぞれの水平方向の中心からＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４だけオフセットした位置であって、対向する側壁１１２では互いに逆方向にオフセットした位置に、すなわちそれぞれの側壁に内側から正対したときには同じ方向にオフセットしている様に取り付けられ、かつ、側壁１１２に対する角度θが仰角を成す様に側壁１１２に取り付けられる。角度θの範囲としては、０°＜θ＜９０°の範囲であって、読取装置１０や凹部１２のサイズに応じて適宜最適な角度を設定すればよいが、より好ましくは０°＜θ＜４５°の範囲であり、上記の様な一般的な買い物カゴ１４を収納し得るサイズであれば、１０°前後とすると最も好ましい。オフセットＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の値はアンテナ１１４の特性や内箱１２のサイズなどに合わせ適宜設定される。

アンテナ１１４から放射される電波の指向性は、アンテナ面の法線方向が最も強く、法線方向から離れるに従い弱くなるのが一般的であるので、上記の様に取り付けることで、凹部１３内で電波の強度が弱い部分ができ難く、凹部１３に投入された商品１４１に取り付けられたＲＦＩＤタグを４つのアンテナのうちいずれかで漏れなく読み取ることができると共に、読取装置１０の上方への電波の漏れを抑えることができ、読取装置１０の上方や斜め上方にあるＲＦＩＤタグの誤読を抑制することができ、例えば１０°の仰角を成していることで読取装置１０の上方５０ｃｍ程度までの範囲のＲＦＩＤタグを読み取ることができる。

アンテナ１１４は別に設けたＲＦＩＤタグ読取装置本体（図示せず）に接続されている。また本実施形態においては、底壁１１１および側壁１１２の内面に電波吸収材１１３が装着されている。内箱１２はプラスチック樹脂製で、アンテナ１１４と商品１４１に取り付けられたＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過するので、該通信を阻害することがない。一方、外箱１１は金属製であるため、アンテナから放射される電波を透過せず、読取装置１０の下方や側方への電波の漏洩を防ぐことができ、読取装置１０の下方や側方にあるＲＦＩＤタグの誤読を防ぐことができる。

また、外箱１１の内面に電波吸収材１１３を装着すると、外箱１１内での電波の反射によるノイズの発生を抑えることができるのでより好ましい。電波吸収材１１３を装着する部位は、底壁１１１、側壁１１２のいずれかでも良く、またはその両方であっても良い。

また、読取装置１０は、図１に示したように単純な箱型の構成で比較的小型に構成できるため、台車等での移動も簡単であり、店舗での買い物のレジ向けの用途に限らず、電源が用意されれば店舗や店舗のバックヤードや倉庫において、商品等の在庫を確認する際に、ＲＦＩＤタグ付きの商品等が収納されている箱ごとまとめて読取りすることができ、在庫管理向けの用途にも好適に使用することができる。

以上の様な構成の読取装置１０によれば、以下のような効果が得られる。
・アンテナを複数取り付ける事で、内箱内のＲＦＩＤタグが読取りできない死角がなくなり、内箱内の全域でＲＦＩＤタグを読み取ることができる。
・側壁に対して仰角を付けてアンテナを装着することで、底面にアンテナを設置した場合
に比べ、高さ方向の読取エリアを狭めることが可能で、かつ内箱上部のある程度の範囲の読取りも行うことができる。

図４は、本発明のＲＦＩＤタグ読取装置の第二実施形態の断面概要図である。また図５は第二実施形態の外箱の内部構成の説明図である。本実施形態の読取装置１０ａにおける外箱１１、内箱１２の概略形状や材質、アンテナ１１４の装着の態様は前述の第一実施形態と同様であるが、読取装置１０ａにおいては、内箱１２の枠部１２１と凹部１３を形成する壁１２２の上部の内面側を周回して、金属膜１１５が形成されている。また本実施形態においては、側壁１１２の内面に電波吸収材１１３が装着されている。

金属膜１１５はアンテナ１１４から放出される電波を透過しないものであれば特に限定するものではないが、例えばアルミ薄板やアルミ箔などが使用される。アンテナ１１４から射出される電波は、前述の様に法線方向が最も強くなるが、それ以外の方向にも放射されるほか、内部で不規則に反射した電波が図４での枠部１２１の方向にも若干放出される可能性があることから、その方向で読取装置１０ａの上方にＲＦＩＤタグ付きの商品があった場合、誤って読み取ってしまう可能性がある。これに対し、金属膜１１５が形成されていることでアンテナ１１４からの電波が反射されて外部への放出を遮断することができるため、誤読の可能性をさらに減らすことが可能である。

読み取る必要のないＲＦＩＤタグを読み取らないようにするには、単にアンテナ出力を小さくすることも考えられるが、そうすると、読取装置内の読み取らなければならないＲＦＩＤタグの読み込みができない読み落としが発生しやすくなってしまう。本実施形態の読取装置１０ａにおいてはアンテナ出力を小さくする必要はなく、読み落としが発生してしまう恐れはない。従って、読取り可能なタグ数量を増やすことにも繋がる。

すなわち本実施形態の読取装置１０ａによれば、以下のような効果がある。
・アンテナを複数設置することで読取装置１０ａの外部に電波が漏れやすくなるが、枠部と凹部の上部に電波を反射させる金属膜を設けることで、電波が漏れるのを防ぎ、読取装置１０ａ外に広がる電波を抑え、誤読を防ぐ対策となる。
・アンテナ自体の電波の出力を弱めていないので、箱内に多数のＲＦＩＤタグがある場合でも、正確に読取装置内にあるタグを読取ることが出来る。
・結果として、読取り可能なタグ数量を増やすことにも繋がる。

図６は、本発明のＲＦＩＤタグ読取装置の第三実施形態の断面概要図である。また図７は第三実施形態の外箱の内部構成の説明図である。本実施形態の読取装置１０ｂにおける外箱１１、内箱１２の概略形状や材質、アンテナ１１４の装着の態様は前述の第一実施形態と同様であるが、読取装置１０ｂにおいては、図８の部分拡大図に示す様に、アンテナ１１４の上部を抵抗膜１１６が覆っている。覆う割合としては、アンテナ１１４の上部側の５０％以下程度とすると好ましいが、読取装置１０や凹部１２のサイズ、アンテナの仰角の大きさに合わせ、適宜設定される。抵抗膜１１６はアンテナ１１４から放射される電波を弱める特性があるため、本実施形態の読取装置１０ｂにおいては、特に読取装置１０ｂの上方に向かう電波を弱める作用がある。抵抗膜１１６は例えば粘着シールなどでアンテナ１１４表面に貼り付けることができる。また抵抗膜１１６は、電磁波を吸収して熱に変換する特性を有するものとして一般的に用いられているものなどから適宜選択して使用でき、例えば誘電体シートにＩＴＯを蒸着したものなどが例示できる。なお本実施形態においては、底壁１１１の内面に電波吸収材１１３が装着されている。

また、抵抗膜１１６の上部の内面側に、金属膜１１７が形成されている。金属膜１１７は特に限定するものではないが、例えばアルミ製粘着シールやアルミ箔などが使用できる。抵抗膜１１６と共に金属膜１１７が形成されていることで、アンテナ１１４から放射される電波が読取装置１０ｂの外側に広がりすぎるのを抑制でき、読み取る必要のない商品のＲＦＩＤタグを誤って読み取ってしまう可能性を減らすことができ、誤読の可能性をさらに減らすことが可能である。また本実施形態においても、アンテナ出力を小さくする必要はないので、読み落としの発生の可能性も少ない。

すなわち本実施形態の読取装置１０ｂによれば、以下のような効果がある。
・アンテナに電波を弱める抵抗膜と電波を反射させる金属膜を貼り付けることで、電波に広がりを抑制し、読取装置１０ｂ外に広がる電波を抑え、誤読を防ぐ対策となる。
・アンテナ自体の電波の出力を弱めていないので、箱内に多数のＲＦＩＤタグがある場合でも、正確に読取装置内にあるタグを読取ることが出来る。
・結果として、読取り可能なタグ数量を増やすことにも繋がる。

また、特に図示しないが、第二実施形態と第三実施形態の構成を組み合わせ、内箱１２の枠部１２１と凹部１３を形成する壁１２２の上部の内面側を周回して金属膜１１５を形成し、さらにアンテナ１１４の上部を抵抗膜１１６で覆い、抵抗膜１１６の上部の内面側に、金属膜１１７が形成する構成とすることもでき、上述と同様の効果が得られる。

以上、各実施形態について説明した様に、本発明のＲＦＩＤタグ読取装置によれば、ＲＦＩＤタグが取り付けられた多数の商品を装置に投入して一括して読取りが出来る、箱型で比較的小型の読取装置が実現できる。また、装置の設置場所も電波を吸収する場所や、電波吸収体を別途設置する必要はない。さらに装置は大型のものではなく、箱形状であるため、移動も容易で利便性が高く、またコスト的にも、大型装置に比べるとかなり安価なものにできるため、導入コストを抑えつつ、店舗業務や在庫管理業務等の効率化を図ることが可能となる。

具体的な用途の例としては以下のような例が挙げられる。
＜セルフレジに用いる用途＞
顧客が購入する商品にＲＦＩＤタグが付いており、このタグを一括に読取を行い、会計を行うことが出来るコンパクトな箱型のＲＦＩＤタグ読取装置で、買い物カゴを収めることが出来る形状のもの。また、ＲＦＩＤタグ付きの商品を買い物カゴに入れていない場合でも、ＲＦＩＤタグ付き商品を直接装置内に入れることが出来、このＲＦＩＤタグを一括に読み取ることが出来るＲＦＩＤタグ読取装置。
＜複数のＲＦＩＤを一括読取る在庫管理用途＞
店舗や倉庫において、商品等の在庫を確認する際に、ＲＦＩＤタグ付きの商品等を一括で読取、在庫管理することが出来る箱型のＲＦＩＤタグ読取装置。
読取を行いたい商品関連を買い物カゴに入れて、商品の員数確認を行うことが可能。また、買い物カゴを用いず、員数確認を行いたい商品をそのまま読取装置内に入れる場合や、ＲＦＩＤタグ付き商品が入っている箱や容器をそのまま読取装置内に入れて、数量確認を行うことが出来るＲＦＩＤタグ読取装置。

＜実験例＞
図６、図７に例示した構成でＲＦＩＤタグ読取テストを行った。なおアンテナの仰角は１０°とした。
＜評価結果＞
・誤読
：側面側の誤読に対しては、アンテナ１台を上方に向けて底壁に設置した構成に対して、約４０％の改善となった。

：高さ方向に関しては、アンテナ１台を上方に向けて底壁に設置した構成に対して、読取高さは４０％短くなった。

１０、１０ａ、１０ｂ・・・ＲＦＩＤタグ読取装置
１１・・・外箱
１２・・・内箱
１３・・・凹部
１４・・・買い物カゴ
１１１・・・底壁
１１２・・・側壁
１１３・・・電波吸収材
１１４・・・アンテナ
１１５・・・金属膜
１１６・・・抵抗膜
１１７・・・金属膜
１２１・・・枠部
１２２・・・凹部の壁
１４１・・・商品

Claims (8)

1. ＲＦＩＤタグの読取装置であって、
   底壁と側壁を有して上部が開口部となった包絡形状が直方体の、ＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過しない材料からなる外箱と、
   該開口部を覆う様に外箱に重ねられ、ＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過する材料からなる内箱と、を有し、
   内箱には、ＲＦＩＤタグを付帯した商品を投入する凹部と、該凹部の周囲に枠部が形成され、
   該枠部で外箱の側壁上端と内箱とが結合され、凹部を形成する壁と外箱の間に所定の空間が形成され、
   外箱の側壁それぞれの内面側で、側壁の水平方向の中心からオフセットした位置であって、対向する側壁では互いに逆方向にオフセットした位置に、ＲＦＩＤタグとの通信用のアンテナが装着され、
   該アンテナは、側壁に対して０°＜θ＜４５°の仰角をもって装着されている、
   ことを特徴とするＲＦＩＤタグ読取装置。
2. 前記ＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過しない材料が金属であることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ読取装置。
3. 前記ＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過する材料がプラスチック樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載のＲＦＩＤタグ読取装置。
4. 前記内箱の枠部から凹部の上部にわたり、前記枠部と前記凹部の上部の内面側を周回して金属膜が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ読取装置。
5. 前記アンテナの上部を覆う抵抗膜と、該抵抗膜の上部の一部を覆う金属膜が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ読取装置。
6. ＲＦＩＤタグの読取装置であって、
   底壁と側壁を有して上部が開口部となった包絡形状が直方体の、ＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過しない材料からなる外箱と、
   該開口部を覆う様に外箱に重ねられ、ＲＦＩＤタグとの通信用の電波を透過する材料からなる内箱と、を有し、
   内箱には、ＲＦＩＤタグを付帯した商品を投入する凹部と、該凹部の周囲に枠部が形成され、
   該枠部で外箱の側壁上端と内箱とが結合され、凹部を形成する壁と外箱の間に所定の空間が形成され、
   外箱の側壁それぞれの内面側で、側壁の水平方向の中心からオフセットした位置であって、対向する側壁では互いに逆方向にオフセットした位置に、ＲＦＩＤタグとの通信用のアンテナが装着され、
   該アンテナは、側壁に対して仰角をもって装着され、
   前記アンテナの上部を覆う抵抗膜と、該抵抗膜の上部の一部を覆う金属膜が設けられている、
   ことを特徴とするＲＦＩＤタグ読取装置。
7. 前記外箱の底壁、側壁、またはその両方の内面側に、電波吸収材が装着されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ読取装置。
8. 前記凹部は、買い物カゴを収納可能な大きさであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ読取装置。