(57)【要約】【課題】効率よく確実に、物品に付された無線タグの情報を読み取ることができ、耐久性も確保することができるようにする。【解決手段】実施形態によれば、可動式アンテナは、放射素子と、前記放射素子と一体に移動可能な第１の給電素子と、第２の給電素子と、前記第１の給電素子と前記第２の給電素子との間に、前記第１の給電素子と前記第２の給電素子とを電磁的に結合することができる微小間隔を設けた状態で、前記放射素子と前記第１の給電素子とを一体にして前記第２の給電素子の長手方向に移動させる機構とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射素子と、
前記放射素子と一体に移動可能な第１の給電素子と、
第２の給電素子と、
前記第１の給電素子と前記第２の給電素子との間に、前記第１の給電素子と前記第２の給電素子とを電磁的に結合することができる微小間隔を設けた状態で、前記放射素子と前記第１の給電素子とを一体にして前記第２の給電素子の長手方向に移動させる機構とを有する可動式アンテナ。
【請求項２】
第１の給電素子が設けられた平面アンテナと、
第２の給電素子と、
前記第１の給電素子と前記第２の給電素子との間に、前記第１の給電素子と前記第２の給電素子とを電磁的に結合することができる微小間隔を設けた状態で、前記平面アンテナを前記第２の給電素子の長手方向に移動させる機構とを有する可動式アンテナ。
【請求項３】
放射素子と、
前記放射素子と一体に移動可能な第１の給電素子と、
第２の給電素子と、
前記第１の給電素子と前記第２の給電素子とを接点により接続した状態で、前記放射素子と前記第１の給電素子とを一体にして前記第２の給電素子の長手方向に移動させる機構とを有する可動式アンテナ。
【請求項４】
第１の給電素子が設けられた平面アンテナと、
第２の給電素子と、
前記第１の給電素子と前記第２の給電素子とを接点により接続した状態で、前記平面アンテナを前記第２の給電素子の長手方向に移動させる機構とを有する可動式アンテナ。
【請求項５】
物品が収納される収納室を形成する筐体と、
前記収納室に収納された物品に付された無線タグから情報を読み取る請求項１乃至４の何れかに記載の可動式アンテナと、
前記可動式アンテナで読み取られた情報をもとにデータ処理をするデータ処理手段と、
を有する検品装置。
【請求項６】
物品が収納される収納室を形成する筐体と、
前記収納室に収納された前記物品に付された無線タグから読み取られた情報をもとにデータ処理をするデータ処理手段と、を備え、
前記収納室に収納された前記物品に付された無線タグから情報を読み取る手段として、請求項１乃至４の何れかに記載の可動式アンテナを用いた検品装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）リーダライタ等で用いられる可動式アンテナ及び検品装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品に付されたコードシンボルを一点ずつスキャナでスキャンし、当該物品情報に基づいて検品処理を行う検品装置が存在している。しかし、従来の検品装置の構成では、作業者が物品に付されたコードシンボルを一点ずつスキャナでスキャンする必要があるため、作業者は物品ごとにそのコードシンボルを探し出し、コードシンボルとスキャナの読み取りの向きをその度に合わせなければならない。このような動作は不慣れな作業者にとって大きな負担となる。検品処理を行う物品の数が増加すれば、それに伴う作業者の負担も更に増えることとなり、改善が望まれている。
【０００３】
一方、各物品に付されたＲＦＩＤタグから物品情報を読み取り、当該物品情報に基づいて検品処理を行う検品装置が存在している。例えば、平板状アンテナを埋設したカウンタの上面に、複数の物品を収容したケースを載置することで、物品情報を一括して読み取る装置が提案されている。
【０００４】
前記装置にはＲＦＩＤリーダライタと１つまたは複数のアンテナが備えられ、ケースに入れられた複数の物品のＲＦＩＤタグの情報を、前記アンテナを介して前記ＲＦＩＤリーダライタで読み取ることができる。前記アンテナとして単純な平板アンテナを設置すると、ヌルポイントと呼ばれる読み取り困難な空間が存在するため、複数のアンテナに給電する電流の位相を制御することでビーム方向を変化させるフェーズド・アレイ・アンテナや、アンテナを移動させる方法が提案されている。
【０００５】
しかし、フェーズド・アレイ・アンテナを検品装置に適用した場合、アンテナ近傍に於いて、アンテナ間にヌルポイントが発生するため、すべてのＲＦＩＤタグを読むことができない。また、アンテナを移動させた場合、アンテナに接続された同軸ケーブルが屈曲を繰り返すため、耐久性に課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４７５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、効率よく確実に、物品に付された無線タグの情報を読み取ることができ、耐久性も確保することができる可動式アンテナ及び検品装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、可動式アンテナは、放射素子と、前記放射素子と一体に移動可能な第１の給電素子と、第２の給電素子と、前記第１の給電素子と前記第２の給電素子との間に、前記第１の給電素子と前記第２の給電素子とを電磁的に結合することができる微小間隔を設けた状態で、前記放射素子と前記第１の給電素子とを一体にして前記第２の給電素子の長手方向に移動させる機構とを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係る検品装置のブロック図である。
【図２】図２は、図１の検品装置に組み込まれた読取装置の外観斜視図である。
【図３】図３は、図２の読取装置の概略断面図である。
【図４】図４は、図２の読取装置に組み込まれた第１の実施形態に係る可動式アンテナを示す斜視図である。
【図５】図５は、図４の可動式アンテナの断面図である。
【図６】図６は、図５の可動式アンテナの変形例を示す断面図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る可動式アンテナを示す斜視図である。
【図８】図８は、図７の可動式アンテナに設けられる平面アンテナを示す斜視図である。
【図９】図９は、第３の実施形態に係る可動式アンテナを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態について、図面を参照しながら説明する。  
（第１の実施形態）  
図１は、第１の実施形態にかかる検品装置１の構成を示すブロック図である。検品装置１は、例えば物流倉庫に設置されて用いられる。検品装置１は、制御部１０、読取装置２、ディスプレイ３、およびメモリ４を有する。
【００１１】
制御部１０は、読取装置２の可動式アンテナ２０を移動させる移動機構２７、および可動式アンテナ２０に接続したリーダライタ５を制御する。制御部１０は、物品に付された無線タグ（図示せず）から読み取った情報に基づいて各種データ処理を実行するデータ処理手段として機能する。無線タグは、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ、特にＵＨＦ帯で動作するＲＦＩＤタグである。
【００１２】
図２は、検品装置１に組み込まれた読取装置２の斜視図である。ディスプレイ３は、読取装置２の筐体１１の上壁に取り付けられている。ディスプレイ３は、タッチパネル３ａを備えている。ディスプレイ３としては例えば液晶表示器が用いられる。
【００１３】
筐体１１は、ケースＣ（図３）の出入り口となる開口部１１ａを開閉するための開閉フタ１２を有する。図２では、開閉フタ１２が開状態にある読取装置２を示している。図３は、開閉フタ１２が閉状態の筐体１１の概略断面図である。
【００１４】
読取装置２は、検品装置１に組み込まれ、物品に付されているＲＦＩＤタグから読み取った各種の情報を、制御部１０に出力（送信）する。こうして読取装置２は、検品装置１に一体に構成される。
【００１５】
検品装置１の制御部１０は、読取装置２において物品に付されたＲＦＩＤタグから読み取られた情報をもとに、物品の登録および管理処理に係るデータ処理を実行する。
【００１６】
なお、各物品には当該物品を識別するための物品コード等を記録したＲＦＩＤタグ（図示せず）が付されているものとする。
【００１７】
次に、読取装置２について説明する。
【００１８】
読取装置２の筐体１１は、略箱型の形状に構成される。筐体１１は、横幅寸法よりも奥行寸法が大きい、奥行方向に長い形状となっている。また、筐体１１は、その内部にケースＣを収納可能な大きさの読取室（収納室）１３が形成される。
【００１９】
筐体１１及び開閉フタ１２の外壁（外面）は、金属板やモールド材等の電波反射部材、又は電波を吸収する電波吸収材で形成されている。なお、筐体１１及び開閉フタ１２の内壁（内面）は特に問わないものとするが、電波反射部材又は電波吸収部材で覆う構成としてもよい。
【００２０】
開閉フタ１２は、筐体１１の側面部に設けたヒンジ機構１１１を中心に、開閉することができる。作業者は、開閉フタ１２を開状態とすることで、筐体１１の開口部１１ａを介して、筐体１１の読取室１３内に、物品を入れたケースＣを出し入れすることができる。
【００２１】
読取室１３内において、ケースＣは、載置台１４の上に載置される。載置台１４は、木製やガラス等の絶縁性（電波透過性）の板状部材で構成され、筐体１１と所定の間隙を有して支持されている。
【００２２】
読取室１３内には、ＲＦＩＤタグの情報の読み取り及び書き込みに使用されるＲＦＩＤアンテナ部として、可動式アンテナ２０が設けられている。可動式アンテナ２０は、放射素子２１と放射素子２１を保持する保持部材２６とを（あるいは平面アンテナを）、例えば水平方向に往復移動させることができる移動機構２７（図４，図５を参照）を備える。
【００２３】
可動式アンテナ２０は、同軸コネクタ２４に接続される同軸ケーブルを介するなどして、リーダライタ５のアンテナ用ポートと接続される。リーダライタ５の設置位置は、ＲＦＩＤタグの情報の読み取りや書き込みに支障のない位置が良い。具体的には、読取室１３外部の筐体１１の周囲などに設けると良い。また、読取室１３内であれば、載置台１４と筐体１１底面との間隙などの空きスペースに設けるようにしても良い。この場合、リーダライタ５への電波の影響やリーダライタ５からの外部に対する電波環境の影響を除去又は低減させるために、リーダライタ５を電波吸収材などの保護部材で覆うとなお良い。
【００２４】
可動式アンテナ２０の移動機構２７は、制御部１０により制御される。可動式アンテナ２０は、ＲＦＩＤタグから情報の読み取りする間、移動機構２７により放射素子２１（あるいは平面アンテナ）の位置を移動させる。すなわち、可動式アンテナ２０は、ＲＦＩＤタグからの情報の読み取りを開始すると共に放射素子２１の移動を開始し、読み取りが完了すると移動を停止させる。
【００２５】
放射素子２１から電波を放射した場合、読取室（収納室）１３内では放射素子２１からの電波および筐体１１などからの反射波が合成される。この合成波により読取室１３内に存在するＲＦＩＤタグ、つまりケースＣに収められた各物品に付されたＲＦＩＤタグと交信を行う。
【００２６】
読み取り時に放射素子２１を移動させることにより、読取室（収納室）１３内部の電界は常に変化するため、ＲＦＩＤタグの情報を読み取りができないヌルポイントの発生を極限まで抑えることができる。従って、ケースＣに複数の物品が積載されることにより、物品が重なり合い、様々な方向に向いているＲＦＩＤタグがある場合であっても、効率よく確実に物品に付されたＲＦＩＤタグの情報を安定して読み取ることができる。
【００２７】
次に、第１の実施形態における可動式アンテナ２０の詳細な構成について説明する。  
図４は、第１の実施形態に係る可動式アンテナ２０を示す斜視図であり、図５は、この可動式アンテナ２０の断面図である。
【００２８】
可動式アンテナ２０は、矩形板状の保持部材２６と、この保持部材２６と一辺と長さが等しくかつこの一辺と直交する他辺が保持部材２６よりも十分に長い矩形板状の地板２５とを含む。保持部材２６は、移動機構２７により、地板２５の上方に一定の間隔を開けて平行に保持される。また保持部材２６は、移動機構２７により、一定の間隔を維持しつつ地板２５の上方を一方向に往復移動自在となっている。
【００２９】
保持部材２６は、その上面にて放射素子２１を保持し、下面にて第１の給電素子２２を保持する。すなわち、放射素子２１と第１の給電素子２２とは、保持部材２６を間に挟んで平行に配置されて、保持部材２６と一体化され、移動機構２７により地板２５に対して平行（水平）移動できるようになっている。
【００３０】
移動機構２７は、例えばステッピングモータ（図示せず）、ステッピングモータ駆動回路（図示せず）、ギヤ（図示せず）等で構成され、外部機器（リーダライタ５の制御部１０）により移動方向や移動速度が制御される。なお、移動機構２７の実現方法は、特に限定しない。
【００３１】
地板２５の上面中央部には、保持部材２６の移動方向に沿って第２の給電素子２３が配置される。第２の給電素子２３は、地板２５と所定の間隔を保つように保持部材２８を介して地板２５に固定され、地板２５の端部に設けられた同軸コネクタ２４に接続されている。第２の給電素子２３は、地板２５の端部から少なくとも保持部材２６と一体となって放射素子２１と第１の給電素子２２とを移動させる範囲まで配設される。
【００３２】
第１の給電素子２２と第２の給電素子２３とは、電磁結合給電方式により給電が可能な微小間隔を設けて近接される。保持部材２６に一体に設けた放射素子２１と第１の給電素子２２とは、第１の給電素子２２と第２の給電素子２３との微小間隔が維持された状態で移動機構２７により往復移動される。
【００３３】
第１の給電素子２２は、保持部材２６に固定されている放射素子２１とともに、第２の給電素子２３の長手方向に一部が重なりながら移動することができる。従って、第１の給電素子２２は、移動されている間、電磁結合給電方式により第２の給電素子２３から給電される。
【００３４】
保持部材２６と保持部材２８とは、例えば、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）などの樹脂やガラスエポキシ基板などの誘電体で構成される。保持部材２６及び保持部材２８の材質は、特に限定しない。保持部材２６にガラスエポキシ基板を用いる場合、放射素子２１と第１の給電素子２２とは、例えば、ガラスエポキシ基板の銅箔パターンにより形成することができる。
【００３５】
放射素子２１は、誘電体による保持部材２６を挟んで配設された第１の給電素子２２と電磁結合させる近接結合給電によって給電される。
【００３６】
また、放射素子２１への給電方法としては、図６に示すように、第１の給電素子２２と放射素子２１とを給電部２２ｂにより接続し、直接給電する方法でもよい。
【００３７】
第１の実施形態における可動式アンテナ２０を検品装置１に適用する場合、可動式アンテナ２０の偏波特性は円偏波であることが望ましい。読取装置２に収納されたケースＣでは、物品が様々な向きで配置され、各物品に付されたＲＦＩＤタグの向きもランダムになる。従って、可動式アンテナ２０の偏波特性を円偏波とすることで、確実に物品に付されたＲＦＩＤタグの情報を読み取ることができるようにする。
【００３８】
図４に示す可動式アンテナ２０では、放射素子２１の対角にある１組の角部に切欠きを設けることで、円偏波アンテナとして機能するように構成している。なお、このような切欠きは、一般的に縮退分離素子あるいは摂動素子と呼ばれる。また、図４に示すように方形の放射素子２１に切欠きを入れるだけで無く、円形の放射素子に切欠きを入れた構成とすることも可能である。
【００３９】
このようにして、第１の実施形態における可動式アンテナ２０では、第１の給電素子２２と第２の給電素子２３との間に微小間隔を設け、電磁結合給電方式により給電を可能にして、保持部材２６を挟んで一体化された放射素子２１と第１の給電素子２２とを移動させることができる。すなわち、給電のためにケーブルを接続する場合のように、放射素子２１を移動させることで屈曲するような部材が設けられていないので、可動式アンテナ２０の耐久性を向上させることができる。
【００４０】
（第２の実施形態）  
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態における可動式アンテナ２０に代えて、図７及び図８に示す可動式アンテナ４０を読取装置２に設ける。
【００４１】
図７は、第２の実施形態に係る可動式アンテナ４０を示す斜視図であり、図８は、可動式アンテナ４０に設けられる平面アンテナ３０を示す斜視図である。
【００４２】
なお、図７に示す可動式アンテナ４０は、図４及び図５に示す可動式アンテナ２０と共通する構成部分について同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４３】
可動式アンテナ４０は、図４に示す可動式アンテナ２０の保持部材２６を挟んで一体化された放射素子２１と第１の給電素子２２とに代えて、平面アンテナ３０を有する。
【００４４】
平面アンテナ３０は、図８に示すように、放射素子２１と第１の給電素子３２とが誘電体基板３３の表裏にそれぞれ形成されている。誘電体基板３３は、内層に地板３５が形成されている。地板３５には、第１の給電素子３２と直交する方向にスロット３４が設けられ、放射素子２１の直下付近に配置されている。この構成はスロット結合給電方式のマイクロストリップアンテナと同一である。放射素子２１は、スロット３４を介して第１の給電素子３２と電磁結合されることにより給電される。
【００４５】
平面アンテナ３０は、第１の実施形態と同様にして、移動機構２７により地板２５に対して平行（水平）移動できるようになっている。移動機構２７は、平面アンテナ３０を保持するとともに、第２の給電素子２３の長手方向に往復させることができる。
【００４６】
誘電体基板３３の裏に形成された第１の給電素子３２と第２の給電素子２３とは、電磁結合給電方式により給電が可能な微小間隔を設けて近接される。平面アンテナ３０は、第１の給電素子３２と第２の給電素子２３との微小間隔が維持された状態で移動機構２７により往復移動される。
【００４７】
平面アンテナ３０は、第２の給電素子２３の長手方向に一部が重なりながら移動することができる。従って、平面アンテナ３０に設けられた第１の給電素子３２は、移動されている間、電磁結合給電方式により第２の給電素子２３から給電される。
【００４８】
このようにして、第２の実施形態における可動式アンテナ４０では、平面アンテナ３０の第１の給電素子３２と第２の給電素子２３との間に微小間隔を設け、電磁結合給電方式により給電を可能にして、平面アンテナ３０を移動させることができる。従って、第１の実施形態と同様にして、可動式アンテナ４０の耐久性を向上させることが可能となる。
【００４９】
（第３の実施形態）  
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、第１の実施形態における可動式アンテナ２０に代えて、図９に示す可動式アンテナ５０を読取装置２に設ける。
【００５０】
図９は、第３の実施形態に係る可動式アンテナ５０を示す断面図である。  
なお、図９に示す可動式アンテナ５０は、図４及び図５に示す可動式アンテナ２０と共通する構成部分について同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００５１】
第３の実施形態における可動式アンテナ５０は、図９に示すように、第１の給電素子２２と第２の給電素子２３との間に微小間隔を設けると共に、第１の給電素子２２と第２の給電素子２３とを接点２９により接続する。接点２９は、例えば第１の給電素子２２に固定されており、保持部材２６を挟んで一体化された放射素子２１と第１の給電素子２２の移動に伴って、第２の給電素子２３と接する位置が移動する。
【００５２】
放射素子２１と第１の給電素子２２とは、第１の給電素子２２と第２の給電素子２３とが接点２９により接続された状態で移動機構２７により往復移動される。従って、第１の給電素子２２は、移動されている間、接点２９を介して第２の給電素子２３から給電される。
【００５３】
なお、放射素子２１への給電方法として、第１の実施形態と同様にして、第１の給電素子２２と電磁結合させる近接結合給電を用いても良いし、図６に示すように、第１の給電素子２２と放射素子２１とを給電部２２ｂにより接続した直接給電を用いても良い。
【００５４】
また、第２の実施形態において、前述した接点２９を用いて、第１の給電素子３２と第２の給電素子２３とを接続する構成とすることも可能である。この場合、接点２９は、例えば第１の給電素子３２に固定されており、可動式アンテナ４０の移動に伴って、第２の給電素子２３と接する位置が移動する。
【００５５】
このようにして、第３の実施形態における可動式アンテナ５０では、第１の給電素子２２と第２の給電素子２３との間を接点２９により接続することで給電を可能にして、保持部材２６を挟んで一体化された放射素子２１と第１の給電素子２２とを移動させることができる。すなわち、給電のためにケーブルを接続する場合のように、放射素子２１を移動させることで屈曲するような部材が設けられていないので、可動式アンテナ５０の耐久性を向上させることができる。
【００５６】
なお、前述した各実施形態では、読取装置２には、１つの可動式アンテナを設ける構成としているが、複数の可動式アンテナを設ける構成としても良い。また、可動式アンテナは、図３に示すように筐体１１の底部に設けるだけでなく、筐体１１の側面や奥面、あるいは開閉フタ１２に設けるようにしても良い。
【００５７】
また、前述した各実施形態では、作業員が操作する検品装置１を例にして説明しているが、店員（チェッカー）が操作する検品装置（会計機）に本発明を適用することも可能である。
【００５８】
また、各実施形態において説明した可動式アンテナ２０，４０，５０は、検品装置１に適用するだけでなく、ＲＦＩＤタグから情報を読み取る際に、放射素子（アンテナ）を移動させる他の装置に適用することが可能である。
【００５９】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００６０】
１…検品装置、２…読取装置、３…ディスプレイ、３ａ…タッチパネル、１１…筐体、１２…開閉フタ、１３…読取室（収納室）、１１１…ヒンジ機構、Ｃ…ケース、２０，４０，５０…可動式アンテナ、２１…放射素子、２２…第１の給電素子、２３…第２の給電素子、２４…同軸コネクタ、２５…地板、２６…保持部材、２７…移動機構、２８…保持部材、３０…平面アンテナ、３２…第１の給電素子、３３…誘電体基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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