JP6154045B2 - 用品管理システム - Google Patents

Description

本発明は、ＲＦＩＤによる用品の照合が確実に行える用品管理システムに関するものである。

近年、UHF帯のＲＦＩＤによる用品管理が増えて来ており、棚に配置したシート型のアンテナにより、常に用品に貼付けたタグ情報を読み出すことで、人手を介さずに用品管理を自動的に行うことが可能となって来ており、予備品管理や工具類等の専用器具や、備品管理などが出来る用品管理棚の事例が増えている。

特許第４５７８２８４号公報

上述のような用品管理棚の場合、管理対象が専用品であったり、扱う用品の形状に制約がある場合が多く、不特定の形状や毎回異なる用品を対象とするような用品管理の場合には、適用が難しい場合があった。

また、UHF帯のＲＦＩＤに対応した管理用棚では、アンテナに用いるシート型のアンテナや固定アンテナが高価であり、ＲＦＩＤの検出エリアも狭いことから、任意の用品棚に合わせてシステムを構築することは困難である。

そこで、本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、新規に専用の用品棚を導入することも無く、既存の用品管理棚を利用して、用品管理用の専用棚を構築することを可能とする用品管理システムを提供する。

本発明の一態様によれば、用品管理システムは、第１、第２の金属製または電波を反射する機能を持つ棚板を有する用品棚と、用品の一側面にパッシブ方式のUHF帯のＲＦＩＤを貼付し、前記側面同士を対向させて前記第１の棚板上に積載される用品群と、コイル形状に成形され、前記第２の棚板の下面側から吊り下げられて前記用品群の間に位置し、前記用品への照合信号の送信と前記用品側のＲＦＩＤからの応答信号の受信を行なう漏洩同軸ケーブルと、前記第２の棚板の下面側に配置され、前記漏洩同軸ケーブルの位置を前記第２の棚板面に対して平行移動可能とする移動機構と、前記用品棚の周囲に配設され、前記漏洩同軸ケーブルから漏洩する電波を反射させる反射板と、前記漏洩同軸ケーブルに接続し、前記ＲＦＩＤとの送受信信号を処理するリーダ／ライタ装置とから構成されることを特徴とする。

本発明によれば、既存の用品棚をそのまま流用した用品管理棚の構築が可能となり、比較的安価で容易に、ＲＦＩＤを取り付けた管理対象品の検品を自動的に行うことが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る用品管理システムの構成を示す図である。 ＬＣＸ２の配線形状の一例を示す図である。 ＬＣＸ２の配線形状の一例を示す図である。 第２の実施形態のＬＣＸの配線形状の一例を示す図である。 第３の実施形態のＬＣＸの配線形状の一例を示す図である。 第４の実施形態のＬＣＸの配線形状の一例を示す図である。 第５の実施形態のＬＣＸの配線形状の一例を示す図である。 第６の実施形態の反射板を取り付けた状態の棚板を上から見た図である。 第７の実施形態に係る用品管理システムの要部を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。

（第１の実施形態）
本実施形態は、UHF帯のパッシブ式ＲＦＩＤ を用いた用品管理システムの一例である。図１は、本発明の第１の実施形態に係る用品管理システムの構成を示す図である。

図１に示すように、本実施形態に係る用品管理システムは、主として、用品棚１、漏洩同軸ケーブル２、棚板３、ＲＦＩＤ４、反射板６、カーテン７、リーダ／ライタ８、アプローチケーブル９、パソコン１０から構成されている。

図１に示すように、用品棚１の上部に棚板３を設けて、漏洩同軸ケーブル（Leaky Coaxial Cable、以下ＬＣＸと略称する。）２を配線する。

用品棚１は、例えばスチール製で、樹脂製もしくは木製の棚板３を有している。本実施形態では、棚板３の材質は、金属を含んでいないものが好適である。

ＬＣＸ２は、信号の伝送とその信号の一部を電波として外部に輻射する機能を合せ持つ同軸ケーブルである。同軸ケーブルは、電気信号を伝達するための電線の一種で、線の中心部に棒状の導体、その周りを絶縁体、そして網状に編まれるか薄い箔状になった導体、さらに外部に保護被覆という構造で作られているケーブルである。ＬＣＸ２は、同軸ケーブルの外部に、一定間隔でスリット(隙間)を設けたもので、スリットから電波が漏れ出す。漏洩同軸ケーブルを設置すると、そのケーブル沿いに電波を発信したり、受信したりできる。ＬＣＸ２の一端側には、ケーブル末端での信号の不要反射を防ぐために終端抵抗２Ａが取り付けられている。

図２は、ＬＣＸ２の配線形状の一例を示す図である。用品棚１内の任意の位置に置かれるＲＦＩＤ４に対して、網羅的に電波を当て、且つＲＦＩＤ４からの電波の受信感度も高めることが大切である。そこで、図２に示すように、コイル形状に成形したものを棚板３上で略一直線上に、コイル部分の中心が並ぶように配置する。この時、コイルの配置間隔をコイルの半径以下に抑えることで、網羅性の高い検出エリアを構築できる。また、コイルの直径は９００ＭＨｚ帯のＲＦＩＤ４の場合、２０ｃｍ〜３０ｃｍの大きさが好適である。

また、ＬＣＸ２の配線形状は図２のものに限られず、例えば、図３に示すように、ＬＣＸ２のコイル部分を同一曲線上に配置することもできる。

パッシブ式のＲＦＩＤ４は、電池を内蔵せず、１ｍ以下の近距離でリーダ／ライタ８のアンテナの機能を果たすＬＣＸ２との交信が可能なＩＣタグである。

用品５は、本実施形態に係る用品管理システムにおける管理対象であり、用品５の外表面にＲＦＩＤ４を貼付ける。

用品棚１の周囲には、図１に示すように、反射板６が配置されている。反射板６は、用品５に取り付けたＲＦＩＤ４とＬＣＸ２に効率良く電波を当てるためのものである。スチール製の用品棚１の棚板３や天板が非金属の場合には、反射板６を取り付けるのが好適である。反射板６は、例えば材質をアルミとするのが好適である。

さらに、用品棚１の前面側は、電波の反射機能を有する透明なカーテン７を配設している。カーテン７は、ユーザによる用品５の出し入れや目視確認を容易にするものである。カーテン７は、例えば、金属が網状に入った透明な樹脂製のものや透明性は無いが安価なアルミ蒸着シートが適当である。

ＬＣＸ２のもう一方の端部は、用品棚1の端でアプローチケーブル９に繋がり、リーダ／ライタ８の出力ポートに接続している。アプローチケーブル９は、給電用同軸ケーブルである。リーダ／ライタ８は、ＲＦＩＤ４に記憶された個別情報を通信によって読み書きする。

リーダ／ライタ８は、ＵＳＢケーブル等でＰＣ１０につながり、ユーザは、検出したＲＦＩＤ４の個別情報をＰＣ１０の画面上で確認することにより、的確な用品管理ができる。
以上のように構成された用品管理システムにおけるリーダ／ライタ８からの信号の流れは、以下の通りである。リーダ／ライタ８に接続されるＬＣＸ２から出力される電波がＲＦＩＤ４に届き、受信した電波により発生する起電力にてＲＦＩＤ４が起動し電波を送信する。

このシステムの場合は、ＬＣＸ２から直接ＲＦＩＤ４に届く電波は少なく、多くは、コイル状のＬＣＸ２から出た電波は周囲の反射板６に反射してＲＦＩＤ４に届く。ＬＣＸ２がＲＦＩＤ４からの電波を受信する場合も同様に、一部は反射板６を経由して届く。ＬＣＸ２で受信した信号をリーダ／ライタ８が読み取り、ＲＦＩＤ４が検出され、ＰＣ１０上で対象用品の確認ができる。リーダ／ライタ８からの信号を定周期に発信することで、用品棚１の用品５を常時自動的に検品することも可能となる。

第１の実施形態によれば、ＬＣＸ２と反射板６を組合せて上述のシステムを構築することにより、専用の用品棚を準備することなく、広範囲なエリアのＲＦＩＤ４の検出が網羅的に出来、用品管理システムが容易で安価に構築可能となる。

（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態のＬＣＸの配線形状の一例を示す図である。

第１の実施形態では、ＬＣＸ２の形状を、コイル形状に成形したものを平面上の略一直線上に、コイル部分の中心が並ぶように配置し、また変形例においては、ＬＣＸ２のコイル部分を同一曲線上に配置した。第２の実施形態では、ＬＣＸ２の形状を図３に示すように、コイル状に成形し、個々のコイルの部分の円形の中心点が同一円周上になるように、コイル部分を平面上に伸ばして配置する。

尚、同一円周上にコイルを配置する場合には、円周の一部の円弧上に配置することも有効である。

第２の実施形態によれば、より電波を拡散し易くし、任意の位置に置かれたＲＦＩＤ４からの電波の受信感度をより高めることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。図５は、第３の実施形態のＬＣＸの配線形状の一例を示す図である。

第１の実施形態では、ＬＣＸ２の形状を、コイル形状に成形したものを平面上の略一直線上に、コイル部分の中心が並ぶように配置し、また変形例においては、ＬＣＸ2のコイル部分を同一曲線上に配置した。第３の実施形態では、ＬＣＸ２の形状を図５に示すように、コイル状に成形し、個々のコイルの部分の円形の中心点が同一四角形の辺上になるように、コイル部分を平面上に伸ばして配置する。

尚、同一四角形の辺上にコイルを配置する場合には、四角形の辺の連続する部分にのみ配置することも有効である。

第３の実施形態によれば、より電波を拡散し易くし、任意の位置に置かれたＲＦＩＤ４からの電波の受信感度をより高めることができる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。図６は、第４の実施形態のＬＣＸの配線形状の一例を示す図である。

第１の実施形態では、ＬＣＸ２の形状を、コイル形状に成形したものを平面上の略一直線上に、コイル部分の中心が並ぶように配置し、また変形例においては、ＬＣＸ２のコイル部分を同一曲線上に配置した。第４の実施形態では、ＬＣＸ２の形状を図６に示すように、コイル状に成形し、個々のコイルの部分の円形の中心点が同一図形の辺上または円周上に配置する際に、同じ位置に２つ以上のコイルを重ねて配置する。

第４の実施形態によれば、より電波を拡散し易くし、任意の位置に置かれたＲＦＩＤ４からの電波の受信感度をより高めることができる。

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。図７は、第５の実施形態におけるＬＣＸの配線形状の一例を示す図である。第５の実施形態では、ＬＣＸ２の形状を図７に示すように、一筆書きの要領で４つ葉状に成形するものである。４つ葉の根元部分で、コイルが重なっている。ＬＣＸ２の被覆にさほどの柔軟性が無い場合には、小さな径の円形に成形するのは容易ではない。また、径を大きくする場合や小径を幾重にも重ねる場合にはケーブル長が長くなり、減衰量が増えてしまう。

そこで、第５の実施形態によれば、比較的短いケーブル長で電波を拡散し易くし、任意の位置に置かれたＲＦＩＤ４からの電波の受信感度をより高めることができる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。図８は、第６の実施形態の反射板を取り付けた状態の棚板３を上から見た図である。図８では、わかりやすくするため棚板３を破線で描き、用品群は描いていない。

第６の実施形態においては、用品棚１の周囲に反射板６を設置する際に、図８に示すように、用品棚１の外周囲に１０度乃至２５度以下の角度をなすような折り曲げを連続させて形成している。折り曲げ部分の角度が、上記範囲であれば電波の拡散性が良好となる。

例えば、反射板のサイズは９００ＭＨｚ帯のＲＦＩＤの場合、山形の斜辺部分の１辺が１５ｃｍ程度とするのが効果的である。

第５の実施形態によれば、ＬＣＸ２とＲＦＩＤ４間の電波を拡散し、検出感度を向上させることができる。

（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。図９は、本発明の第７の実施形態に係る用品管理システムの要部を示す図である。図９では、本発明の第１の実施形態と異なる要部を示している。

図９に示すように、側面５ＡにＲＦＩＤ４を貼付した用品５が、所定の間隔を空け、且つその側面５Ａ同士を対向して棚板１１上に積み重ねて載置されている。すなわち、互いに向かい合う用品５のＲＦＩＤ４同士も対向している。棚板３の下面側には、例えば図２に示すように形成されたＬＣＸ２が樹脂製の袋状のフォルダ１２に入れられて吊り下げられている。フォルダ１２に入れられたＬＣＸ２は、対向しているＲＦＩＤ４の間に位置している。

第７の実施形態によれば、用品５のＲＦＩＤ４貼付位置が対向しているので、ＬＣＸ２を用品５群と用品５群の間に位置させることにより、用品内部の金属による影響を少なくし、検出効率を向上できる。

また、ＬＣＸ２の位置が平行移動可能な移動機構１３を備えることにより、棚板１１に置かれる用品のサイズに対応した位置に変更することが容易にでき、収納する用品の種類を選ばない用品棚を構築できる。

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。

１・・・用品棚
２・・・漏洩同軸ケーブル
２Ａ・・・終端抵抗
３・・・棚板
４・・・ＲＦＩＤ
５・・・用品
６・・・反射板
７・・・カーテン
８・・・リーダ／ライタ
９・・・アプローチケーブル
１０・・・パソコン
１１・・・棚板
１２・・・フォルダ
１３・・・移動機構

Claims (2)

1. 第１、第２の金属製または電波を反射する機能を持つ棚板を有する用品棚と、
   用品の一側面にパッシブ方式のUHF帯のＲＦＩＤを貼付し、前記側面同士を対向させて前記第１の棚板上に積載される用品群と、
   コイル形状に成形され、前記第２の棚板の下面側から吊り下げられて前記用品群の間に位置し、前記用品への照合信号の送信と前記用品側のＲＦＩＤからの応答信号の受信を行なう漏洩同軸ケーブルと、
   前記第２の棚板の下面側に配置され、前記漏洩同軸ケーブルの位置を前記第２の棚板面に対して平行移動可能とする移動機構と、
   前記用品棚の周囲に配設され、前記漏洩同軸ケーブルから漏洩する電波を反射させる反射板と、
   前記漏洩同軸ケーブルに接続し、前記ＲＦＩＤとの送受信信号を処理するリーダ／ライタ装置とから構成されることを特徴とする用品管理システム。
2. 前記漏洩同軸ケーブルは、前記移動機構の下面側に配設された樹脂製の袋状のフォルダに入れられて吊り下げられることを特徴とする請求項１記載の用品管理システム。

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