収納庫及び冷蔵庫
【課題】金属製の筐体内全体を無線タグ読み取り可能領域としてカバーできるようにし、無線タグの検出精度を向上することが可能な収納庫及び冷蔵庫に関する。
【解決手段】アンテナの複数のアンテナエレメントから収納庫本体内に電波を放射し、無線タグと無線通信して、無線タグに記憶されている無線タグ情報をリーダー／ライター５１で読み取り、収納庫本体内の無線タグから読み取った無線タグ情報を制御手段５４で処理する構成を有し、収納庫本体内の電波状態を電波状態変更手段５３で変更することにより、収納庫本体内部全体を、無線タグの読み取り可能領域としてカバーする。電波状態変更手段５３は、アンテナの複数の給電点が設けられた給電線に結合される複数の導波管を有し、複数の導波管のうち、複数の給電点の何れかに結合された導波管に切り替えて給電点を変えることによりアンテナの指向性を変更する。
【解決手段】アンテナの複数のアンテナエレメントから収納庫本体内に電波を放射し、無線タグと無線通信して、無線タグに記憶されている無線タグ情報をリーダー／ライター５１で読み取り、収納庫本体内の無線タグから読み取った無線タグ情報を制御手段５４で処理する構成を有し、収納庫本体内の電波状態を電波状態変更手段５３で変更することにより、収納庫本体内部全体を、無線タグの読み取り可能領域としてカバーする。電波状態変更手段５３は、アンテナの複数の給電点が設けられた給電線に結合される複数の導波管を有し、複数の導波管のうち、複数の給電点の何れかに結合された導波管に切り替えて給電点を変えることによりアンテナの指向性を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品に貼付された無線タグからアンテナを介して情報を読み取る無線タグ読み取り機能を備えた収納庫及び冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の収納庫は、無線タグ読み取り用のアンテナを備えており、アンテナから放射された電波により無線タグ側で電力を発生させ、この電力を利用して無線タグ側がメモリ内に記憶されている情報を読み出す。そして、読み出した情報を無線タグ側からアンテナ側に送信することで無線タグの読み取りが行われるようになっている。そして、収納庫の具体例として、冷蔵庫の場合では、各食品それぞれに貼付した無線タグからアンテナにより情報を読み取り、冷蔵庫内の食品などの物品情報を管理するようにしている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６４０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような無線タグ読み取り機能を備えた冷蔵庫では、庫内全体の物品情報を正確に管理することが望まれるが、冷蔵庫の筐体は金属製の閉空間であることから、アンテナから放射される電波の多重反射を引き起こし、マルチパスにより無線タグ読み取り不能領域が形成されてしまうという問題があった。また、冷蔵庫内には、水分を多く含む食品や、缶詰などの金属が収容されるが、水分は電波を吸収し、また、金属は電波を反射することから、それらの物品と無線タグとの位置関係によっては、読み取り不可能な無線タグが出てきてしまうという問題もあった。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、金属製の筐体内全体を無線タグ読み取り可能領域としてカバーできるようにし、無線タグの検出精度を向上することが可能な収納庫及び冷蔵庫に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る収納庫は、無線タグが貼付された物品を収納する収納庫であって、複数のアンテナエレメントを有するアレイアンテナであり、複数のアンテナエレメントから収納庫本体内に電波を放射し、無線タグと無線通信するアンテナと、アンテナから無線タグに記憶されている無線タグ情報を読み取る無線タグリーダと、収納庫本体内の電波状態を変更することにより、収納庫本体内部全体を、無線タグの読み取り可能領域としてカバーする電波状態変更手段と、収納庫本体内の無線タグから読み取った無線タグ情報を処理する制御手段とを備え、電波状態変更手段は、アンテナの複数の給電点が設けられた給電線に結合される複数の導波管を有し、複数の導波管のうち、複数の給電点の何れかに結合された導波管に切り替えて給電点を変えることによりアンテナの指向性を変更する手段であるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、収納庫本体内の電波状態を変更することで、収納庫本体内部全体を、無線タグリーダによる無線タグの読み取り可能領域としてカバーすることができ、無線タグの検出精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態の収納庫の一例としての冷蔵庫の正面図である。
【図２】図１の側面縦断面図である。
【図３】本発明の冷蔵庫における電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】冷蔵庫の透過概略斜視図である。
【図５】具体例１−Ａの電波状態変更手段を示す図である。
【図６】具体例１−Ｂにおける電波状態変更手段の概略図である。
【図７】電動ダンパー装置６０の構成を示す斜視図である。
【図８】具体例１−Ｃにおける電波状態変更手段の概略図である。
【図９】具体例１−Ｄにおける電波状態変更手段の概略図である。
【図１０】具体例１−Ｅにおける電波状態変更手段を構成する平面アンテナの平面図である。
【図１１】平面アンテナ９０を設置した棚１２の斜視図である。
【図１２】図１１の平面アンテナが接続される冷蔵庫本体側の構成説明図である。
【図１３】棚１２側の導波管と冷蔵庫本体１側の導波管との接続を説明するための要部断面図である。
【図１４】具体例１−Ｆにおける電波状態変更手段の概略図である。
【図１５】図１４の平面アンテナ１００の平面図である。
【図１６】具体例２−Ａにおける電波状態変更手段の概略斜視図である。
【図１７】具体例２−Ｂにおける電波状態変更手段を含む冷凍室３０部分の概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜図１７を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態では、収納庫の一例として冷蔵庫について説明する。本例の冷蔵庫は、内部に収容された食品などの物品に付けられた無線タグから、無線ＩＤ等の無線タグ情報を読み取り、冷蔵庫内の物品の管理を行うものである。
【００１０】
図１は、本発明の一実施の形態の収納庫の一例としての冷蔵庫の正面図、図２は、図１の側面断面図である。
この冷蔵庫は、冷蔵庫本体１内に、冷蔵室１０、野菜室２０、冷凍室３０を有している。冷蔵室１０は、開閉扉１１によって開閉され、内部には、食品等の物品を設置するための複数の棚１２が設けられている。野菜室２０及び冷凍室３０は、引き出し式になっており、それぞれ引き出し扉２１、３１により開閉される。野菜室２０及び冷凍室３０の内部には、それぞれ収納かご２２，３２が設けられており、引き出し扉２１，３１を手前に引くことにより冷蔵庫本体１に対し前後に摺動するようになっている。
【００１１】
また、冷蔵庫本体１の奥側には、冷却器４０、冷気を庫内に強制的に循環させる電動ファン４１、冷蔵室１０へ冷気を送る連通ダクト４２、連通ダクト４２への冷気の供給量を制御する電動ダンパー装置６０が設けられている。
【００１２】
以下、冷蔵庫の電気的な構成について説明する。
図３は、本発明の冷蔵庫における電気的な構成を示すブロック図である。
冷蔵庫本体１内には、各種制御回路等が搭載された冷蔵庫基板５０が備えられている。冷蔵庫基板５０には、物品に付けられた無線タグ２００に記憶されている無線タグ情報を読み取るためのリーダー／ライター５１と、リーダー／ライター５１に接続され、無線タグ検出対象空間である冷蔵庫本体１内に電波を放射するアンテナ５２と、冷蔵庫本体１内の電波状態を変化させ、冷蔵庫本体１内部全体を、リーダー／ライター５１による読み取り領域としてカバーする電波状態変更手段５３と、冷蔵庫本体１内の無線タグ２００から読み取った無線タグ情報を処理するとともに、冷蔵庫全体を制御する制御手段５４とを備えている。
【００１３】
リーダー／ライター５１は、マイコン、メモリ、発振器、増幅器、フィルタなどを含むＲＦ部５１ａを備えている。また、制御手段５４は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）で構成され、内部にＲＡＭ５４ａ及びＲＯＭ５４ｂを備えており、ＲＡＭ５４ａ及びＲＯＭ５４ｂに記憶されているプログラムに従って動作し、冷蔵庫を制御する。なお、図３には、これらを同一基板上に設けた例を示しているが、機能ごとに基板を分けて設置する事も可能であり、例えばリーダー／ライター５１及びアンテナ５２をそれぞれ別部品として設けることもできる。
【００１４】
アンテナ５２は、後述の図１０に示す平面アンテナ等、適宜選択可能である。なお、アンテナ５２から１波長内の範囲では、アンテナ５２の検出原理上、読み取り不能であるたため、アンテナ５２から食品等の物品まで１波長以上の距離をとれるよう、アンテナ５２を配置することが望ましい。具体的には、例えばアンテナ５２を冷蔵庫本体１の側壁に埋設する場合、側壁１から１波長以上、離れた位置にアンテナ５２を配設すればよい。この場合、冷蔵庫本体１内どの位置に食品等の物品を置いても、アンテナ５２から１波長以上離れた位置とすることができる。
【００１５】
ここで、冷蔵庫本体１は金属製であり、金属で囲まれた環境では、上述したように、電波の逃げ道がなくマルチパスにより電波が干渉し合って相殺され、読み取り不能な領域が必ず複数発生する。更に、冷蔵庫本体１内には、例えば金属製の缶詰や、水分を含む物品が散在しているため、従来技術で説明したように、無線タグとの位置関係によっては、読み取り不能な無線タグが出てくる。
【００１６】
そこで、本発明では、冷蔵庫本体１内の電波状態を電波状態変更手段５３により変化させ、電波状態変化前に読み取り不能であった領域を、読み取り可能領域に変えて、冷蔵庫本体１内部全体を、読み取り可能領域となるようにカバーするものである。すなわち、少なくとも電波状態変化前と変更後の１回ずつ、無線タグ読み取り動作をすることで、冷蔵庫本体１内の全ての無線タグの読み取りを可能とするものである。
【００１７】
以下、電波状態変更手段５３による電波状態変更方法について説明する。電波状態変更方法としては、大きく分けて３つの方法があり、アンテナ５２に対策を施すことで、冷蔵庫内に放射される電波の放射方向を変更する方法（方法１）と、冷蔵庫本体１内の物品の位置を変更することで、冷蔵庫内部の電波状態を変更する方法（方法２）と、アンテナ５２の設置位置とは別の位置に、高周波を放射する放射部を設け、放射部からの放射のＯＮ／ＯＦＦにより冷蔵庫内部の電波状態を変更する方法（方法３）とがある。以下、それぞれの方法の具体的な構成例について順に説明する。
【００１８】
（方法１）
（具体例１−Ａ）
図４は、冷蔵庫の透過概略斜視図で、具体例１−Ａの電波状態変更手段の冷蔵庫本体内の設置位置の説明図である。図５（ａ）は、具体例１−Ａの電波状態変更手段の平面図、図５（ｂ）は、具体例１−Ａの電波状態変更手段の断面図である。これらの図４及び図５、並びに後述の各図において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図４に示すように、この具体例１−Ａでは、アンテナ５２が冷蔵室１０の上部空間に設けられている。そして、開閉扉１１の回転軸１１ａには、回転軸１１ａと連動して回転する連動軸１１ｂが同軸上に固定されている。さらに、連動軸１１ｂとアンテナ５２の回転軸５２ａとの間に伝達ベルト５５が設けられており、開閉扉１１の回転が、連動軸１１ｂ及び伝達ベルト５５を介してアンテナ５２の回転軸５２ａに伝達され、アンテナ５２が回転するようになっている。なお、ここでは、開閉扉１１の回転によってアンテナ５２が回転するようにしたが、アンテナ５２の回転軸５２ａにモータ（図示せず）のモータ軸を接続し、モータにより回転駆動されるようにしても良い。
【００１９】
このように、具体例１−Ａでは、アンテナ５２を回転させることで、冷蔵庫本体１内に放射される電波の放射方向を変更する。また、アンテナ５２の回転を、手動の可動部（ここでは、開閉扉１１）と連動させることにより、アンテナ５２を回転する電力不要で、冷蔵庫内の電波状態を変化させ、読み取り不能であった領域を読み可能領域とすることが可能になる。なお、従来の冷蔵庫で、開閉扉や引き出し扉の正面に設けた開閉ボタンを押下すると、所定の位置まで扉が開閉するタイプのものがあるが、それらの可動部と連動させるようにしてもよい。
【００２０】
（具体例１−Ｂ）
具体例１−Ｂは、アンテナ５２を回転させる別の例を示すものである。
図６は、具体例１−Ｂにおける電波状態変更手段の概略図で、冷蔵庫本体１内の電動ダンパー装置６０部分で切断した横断面図である。図７は、電動ダンパー装置６０の構成を示す斜視図である。
電動ダンパー装置６０は、バッフル６１と、バッフル６１を開閉駆動するステッピングモータ６２とを有しており、バッフル６１の開閉によって冷蔵室１０内への冷気供給量を調整するものである。電動ダンパー装置６０は、従来の冷蔵庫に一般的に設けられているものであり、具体例１−Ｂにおける電波状態変更手段５３は、電動ダンパー装置６０にアンテナ５２を設けるようにしたものである。このように既存の可動部に設けることにより、アンテナ５２を駆動するための機構を新たに設けることなく、冷蔵庫本体１内の電波状態を変化させ、読み取り不能であった領域を読み取り可能領域とすることが可能になる。なお、図６において符号１３は、冷蔵庫本体１内に設けられた断熱材である。
【００２１】
なお、上記具体例１−Ａ及び１−Ｂは、冷蔵庫に既存の可動部に連動してアンテナ５２を移動させるものであったが、このような可動部に、電波吸収体（図示せず）を設けるようにしても良い。すなわち、冷蔵庫は金属筐体で電波の影響を受けやすい物体であるため、内部に電波吸収体を設ける事により、不要なマルチパスを減少させる事ができ、また、電波吸収体の位置を変更することで、電波吸収位置も変化することから、冷蔵庫本体１内の電波状態を意図的に変化させることが可能となる。
なお、アンテナ５２を半波長以上移動させられる仕様とすることで、読み取り不能領域を、読み取り可能領域に変更することが可能である。
【００２２】
（具体例１−Ｃ）
具体例１−Ｃは、アンテナ５２長を変更するものであり、具体的には、アンテナ５２を一対の放射型漏洩同軸ケーブル７０で構成し、それぞれの一端を連結する位置を変更することにより、アンテナ５２長を変更してアンテナ５２から放射される電波の放射方向を変更するものである。
図８は、具体例１−Ｃにおける電波状態変更手段の概略図である。
図８に示すように、例えば変形自由度の高い一対の放射型漏洩同軸ケーブルを平行に配線し、それぞれの一端をリーダー／ライターに接続し、他端を複数（ここでは、３つ）の終端部７１ａ〜７１ｃの何れかに接続する。各終端部７１ａ〜７１ｃはそれぞれ放射型漏洩同軸ケーブル７０の長さを変更するためのもので、７１ｃ、７１ａ、７１ｂの順にケーブル長が長くなる。具体例１−Ｃでは、放射型漏洩同軸ケーブル７０の他端の接続先を各終端部７１ａ〜７１ｃの何れかに切り替えることにより、放射型漏洩同軸ケーブルの長さ（有効長さ）を変化させ、電波状態を変化させることができる。他端の接続先の切り替えは、駆動装置（図示せず）で物理的に行っても良いし、スイッチなど電気的に移動させることにより行っても良い。また、リーダー／ライター５１は、上述したように、各種電子部品を搭載した冷蔵庫基板５０上に配置されるが、放射型漏洩同軸ケーブル７０及び終端部７１ａ〜７１ｃの配置位置は任意であり、冷蔵庫本体１の筐体に設けても良い。また、開閉扉１１などの可動部と連動させ長さを変化させるようにしてもよい。これにより電波状態が変化し、マルチパスなどにより読み取れなかった物品貼付の無線タグ２００が読み取り可能となる。
【００２３】
（具体例１−Ｄ）
具体例１−Ｄは、具体例１−Ｃの変形例を示すものである。
図９は、具体例１−Ｄにおける電波状態変更手段の概略図である。図８と同一部分には同一符号を付している。
図９に示すように、例えば、平行に配線された一対の放射型漏洩同軸ケーブル７０の自由端側を金属製のスライダー８１で連結するようにし、そのスライダー８１をスライダー機構８０で物理的に動かして放射型漏洩同軸ケーブル７０の有効長さを変更するようにしたものである。スライダー機構８０の具体的な構成については任意に構成可能である。
【００２４】
（具体例１−Ｅ）
図１０は、具体例１−Ｅにおける電波状態変更手段を構成する平面アンテナの平面図である。
図１０に示すように、まず、アンテナ５２を、平面アンテナで構成する。本例の平面アンテナ９０は、複数のアンテナエレメント９１と給電線９２とを有するアレイアンテナで、アンテナ中央ライン９３に対して面対称となるように複数のアンテナエレメント９１及び給電線９２が配置されている。また、ここでは、２つの導波管９３ａ，９３ｂを２つ設け、スイッチ９５でどちらか一方に切り替えて使用する。そして、それぞれの導波管９３ａ，９３ｂに結合される給電線上の給電点９４ａ，９４ｂが、アンテナ中央ライン９３を中心して対称位置に設けられている。このように構成された平面アンテナ９０においては、導波管９３ａ側に通電し給電点９４ａから給電される場合と、導波管９３ｂ側に通電し給電点９４ｂから給電される場合とでは、給電点から図示右側のアンテナエレメント群と、図示左側のアンテナエレメント群までの距離が異なるため、位相ズレが生じ、電波の指向性を変えることができる。すなわち、導波管を切り替えて、切り替えられた導波管から電波を受ける複数のアンテナエレメント９１までの長さを変え、複数のアンテナエレメント９１から放射される電波の位相を調整することで、合成波の進行方向を制御する。すなわち、電波に指向性を持たせることができる。これにより１つのアンテナ５２で異なる方向の無線タグ２００を読み取ることが可能になる。
なお、上述したように２つの導波管９３ａ，９３ｂをスイッチ９５で切り替え選択するようにした場合、導波管それぞれに発振部を設けなくても、一つの発振部を共通利用できる。
【００２５】
ここで、平面アンテナ９０の具体的な冷蔵庫への設置構造について説明する。
図１１は、平面アンテナ９０を設置した棚１２の斜視図である。図１２は、図１１の平面アンテナが接続される冷蔵庫本体側の構成説明図で、冷蔵庫の概略斜視図を示している。図１３は、棚１２側の導波管と冷蔵庫本体１側の導波管との接続を説明するための要部断面図である。
平面アンテナ９０を、ここでは例えば棚１２の透明樹脂内に埋設する。そして、導波管９３ａ，９３ｂも同様に棚１２に埋設し、導波管９３ａ，９３ｂの一端が棚１２の側面に開口するように構成する。そして、冷蔵庫本体１にも導波管９６ａ，９６ｂを埋設しておき、棚１２が冷蔵室１０内に正しくセットされた状態で、導波管９３ａ，９３ｂの一端が、冷蔵庫本体側の導波管９６ａ，９６ｂに結合するように構成する。このような構造とすることにより、アンテナ５２に通電するためのケーブルが不要で、構造が単純となり、冷蔵庫本体の軽量化に寄与できる。
【００２６】
なお、冷蔵庫本体１側の導波管を一つとし、棚１２を前後に自動で動かして、棚１２に設けた二つの導波管９３ａ，９３ｂのうちの一方を、冷蔵庫本体１側の導波管と結合するように構成してもよい。また、平面アンテナ９０の設置数は任意であり、例えば、棚１２毎に設けてもよい。
【００２７】
（具体例１−Ｆ）
図１４は、具体例１−Ｆにおける電波状態変更手段の概略図、図１５は、図１４の平面アンテナ１００の平面図である。
図１４及び図１５に示すように、まず、アンテナ５２を、平面アンテナ１００で構成する。平面アンテナ１００は、複数のアンテナエレメント１０１と給電線１０２とを有している。そして、開口部１１０ａを有する誘電体１１０を、平面アンテナ１００に対向して配置し、誘電体１１０を移動機構（図示せず）により図１４の左右方向に移動させる。誘電体１１０で覆われた部分の平面アンテナ１００からの電気力線が減少するため、電波に指向性が出る。これにより余計な電波の放射もなくマルチパスが最小に抑えられる他、誘電体を移動することにより電波状態を変化させることができる。なお、図中の符号１０３は平面アンテナ１００を冷蔵庫本体１に固定するためのアンテナ固定穴である。
【００２８】
（方法２）
（具体例２−Ａ）
具体例２−Ａは、棚１２を自動で上下方向に移動させるものである。
図１６は、具体例２−Ａにおける電波状態変更手段の概略斜視図で、（ａ）は電波状態変更手段を構成する移動棚の移動機構部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の矢印部の拡大図である。
具体例２−Ａは、棚１２を自動で上下方向に移動する移動棚とし、移動棚を自動で動かすことで、冷蔵庫本体１内の電波状態を変更するものである。移動棚の具体的な構成については、例えば特開２００３−２６２４６２号公報に記載のものを採用できる。ここで図１６を用いて簡単に説明すると、モータ１２１が回転すると、モータ軸と連結されたスクリュー形軸１２２ａが回転する。スクリュー形軸１２２ａの回転は、タイミングベルト１２３によって他の３本のスクリュー形軸１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄにも伝えられる。これにより、スクリュー形軸に連結された棚載置用フレーム１２４が上下動し、棚載置用フレームに着脱自在に装着される移動棚が上下動する。このように移動棚を動かして冷蔵室１０内の物品の位置を変化させることで、冷蔵室１０内の電波状態を変更することができる。
【００２９】
（具体例２−Ｂ）
具体例２−Ｂは、物品を収容した収納かご３２を自動で動かすものである。
図１７は、具体例２−Ｂにおける電波状態変更手段を含む冷凍室３０部分の概略図である。
図１７に示すように、この具体例２−Ｂでは、冷凍室３０の引き出し扉３１を閉めた状態で、収納かご３２が冷凍室３０内でスライド機構１３０により前後方向にスライドするものである。スライド機構１３０は、ここでは、冷蔵庫本体１側に固定された回転ギア１３１と、回転ギア１３１を駆動するモータ（図示せず）と、収納かご３２の上部に設けられて回転ギア１３１と噛み合う直線ギア１３２とから構成され、モータの回転により回転ギア１３１が回転すると、収納かご３２が冷凍室３０内で前後にスライドするようになっている。このように収納かご３２を動かして冷凍室３０内の物品の散在状態を変化させることで、冷凍室３０内の電波状態を変更することができる。
【００３０】
上記の具体例２−Ａ及び２−Ｂによれば、物品の位置を変化させることで、すなわち電波を吸収又は反射する物品の位置を変えることで、冷蔵庫本体１内の電波状態を変更することができる。また、物品を動かすことによる利点としては、他に、物品自体を読み取り不能領域から読み取り可能領域に移動させることができる点がある。この移動により、物品に貼付された無線タグ２００が電波を受信できる位置に移動するため、無線タグ２００のＩＣが給電可能となり、ＩＣ内部の情報をリーダー／ライター５１に返信できる状態とすることができる。
【００３１】
（方法３）
方法３は上述したように、アンテナ５２の設置位置とは別の位置に、高周波を放射する放射部を設け、放射部からの放射のＯＮ／ＯＦＦにより冷蔵庫本体１内の電波状態を変更するものである。具体的な図示は省略するが、高周波発生器を冷蔵庫本体内に設け、高周波発生器から出力される高周波を、冷蔵庫本体１内の金属部分に通電して当該金属部分から放射する。そして、高周波発生器の駆動をＯＮ／ＯＦＦすることにより、冷蔵庫本体１内の電波状態を変更することができる。なお、冷蔵庫本体１内の金属部分とは、例えば、棚に設けられた金属部分（例えば棚の枠体、棚の支持部など）や、熱交換器などが該当する。また、庫内照明用の庫内設置基板など庫内にある基板から高周波を発生させても良い。
【００３２】
以上により、電波状態変更手段５３の構成が明らかになったところで、次に、本実施の形態の冷蔵庫における無線タグ読み取り動作について説明する。
無線タグの読み取り動作は、具体的には例えば冷蔵庫内の物品の収容状態に変化があった場合に行う。ここで、開閉扉１１及び引き出し扉２１、３１にはそれぞれ図示しない開閉検出センサが設けられており、開閉検出センサにより各扉の開閉が検出されるようになっている。そして、扉の開放が検出され、冷蔵庫内に物品の出し入れがあった後、扉の閉塞が検出されると、リーダー／ライター５１は、無線タグ２００の読み取り処理を行う。そして、電波状態変更手段５３により庫内の電波状態を変更した後、再度無線タグ２００の読み取り処理を行う。この一連の動作を少なくとも１サイクル、好ましくは更に複数回繰り返し、冷蔵庫本体１内の全ての無線タグ情報を読み取る。そして、読み取った無線タグ情報を処理して、冷蔵庫本体１内の物品数や、物品情報の把握を行う。
【００３３】
このように、本実施の形態では、電波状態変更手段５３により冷蔵庫本体１内の電波状態を変更して再度無線タグ２００の読み取りを行うので、電波状態変更前に読み取り不能であった領域を、読み取り可能領域に変更することができる。このため、前回読み取り時に読み取り不可領域に配置されていて読み取りできなかった無線タグを読み取ることが可能となり、冷蔵庫本体１内全体の無線タグ情報を精度良く把握することが可能となる。
【００３４】
ところで、物品が出し入れされ、読み取れなくなった無線タグ２００があった場合、電波障害で貼付された無線タグ２００が読み取れなくなったのか、物品が取り出されて読み取れなくなったのか不明である。そこで、冷蔵庫に別途、カメラを取り付け、そのカメラにより物品の移動方向、移動回数、大きさ等を判断し、読み取った物品の無線タグの情報と整合を取り、正確な出し入れや読み取りエラーを把握するようにしてもよい。具体的には、例えばカメラもしくは複眼カメラにより物体の移動方向距離を把握するようにする。そして、そのカメラで手を認識し、それ以外の移動部分を食品と認識するようにする。カメラは、食品形状などの把握のし易さの観点から、冷蔵庫本体内の上部から下方を撮影するように設置するのが好ましい。そして、カメラにより食品の有無を判断し、物品が出されたのか入れられたのかを判断する。棚１２自体をカメラでセンシングし、棚１２の食品の有無から判断する方法もある。その場合も大きさ、色などの食品自体の情報とリアルタイムでの移動方向を捉えておけば出し入れの判断が可能となる。その他、センサでは焦電センサを冷蔵庫内入口の手前と奥に並列に設け、手の移動方向を把握するようにしてもよい。同時に無線タグの読み取り数の変化を記録し、物品の出し入れを判断する事も可能である。
【００３５】
上述したような本発明の冷蔵庫の機能は、同様の電波状態（マルチパス等）が起こるシステム、具体的には、金庫や工場・倉庫などの金属筐体内部に収容された無線タグを読み取るシステムや、他の家電に応用でき、この場合も冷蔵庫の場合と同様の効果を得られる。また、上記機能を備えた機器がネットワークに繋がっている場合、別の機器と連動させることにより無線タグの認識率を向上することが可能である。例えば冷蔵庫では、冷蔵庫の扉の外側、または連動したキッチンの食品棚、シンク、ゴミ箱などにそれぞれリーダー／ライター５１を設け、冷蔵庫の各扉の開閉後のそれぞれのリーダー／ライター５１の読み取り結果の変化の有無を冷蔵庫とやり取りし、どの食品がどこに移動した、どのくらい使われたかなどのエビデンスを残すことが可能となり、また、あるリーダー／ライター５１で認識できなかったとしても、別の場所のリーダー／ライター５１で認識可能となることで、物品の存在を把握することが可能となる。
【００３６】
また、重量センサ等の各種センサを搭載し、給電している間にセンシングを行い、認識結果を返す仕組みであれば様々な情報を得ることが可能となる。例えば圧力センサを容器の底に搭載した物品の場合は、それぞれの重量を把握できるので、棚１２ごとの総重量を計算できる。また、温度センサや湿度センサを搭載し、これらセンサの検出結果により定期的に食品の保存状態を把握し、それを無線タグに書き込むようにすれば、無線タグと一緒に食品を次の業者に渡すことにより、食品鮮度のエビデンスを次の業者に通知することも可能である。
【００３７】
なお、無線タグ２００の読み取りのタイミングは、上述したように、物品の出し入れが行われたときの他に、冷蔵庫本体１に設けたボタン（図示せず）の押下操作が行われたときに行うことも可能に構成され、ボタン操作１つで無線タグの読み取り指示が可能となっている。このような無線タグ２００の読み取りによる冷蔵庫本体１内の物品管理の仕組みは、扉の開閉を行なわなくとも冷蔵庫本体１内の中身を確認可能とするため、省エネルギー化に寄与することが可能である。なお、無線タグ２００から読み取った情報の具体的な利用方法は、特に限定するものではなく任意であるが、例えば、無線タグ２００に、その無線タグが貼付される食品の内容に関する食品情報を記憶しておき、無線タグ２００から読み取った食品情報を、冷蔵庫の運転制御に反映させるようにしてもよい。具体的には、食品の鮮度を保つために急速冷凍期間や保存期間などの設定値に反映することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 冷蔵庫本体、１０ 冷蔵室、１１ 開閉扉、１２ 棚、５１ リーダー／ライター（無線タグリーダ）、５２ アンテナ、５２ａ 回転軸、５３ 電波状態変更手段、５４ 制御手段、６０ 電動ダンパー装置、７０ 放射型漏洩同軸ケーブル、８１ スライダー、９０ 平面アンテナ、９１ アンテナエレメント、９３ａ，９３ｂ 導波管、９５ スイッチ、９６ａ，９６ｂ 導波管、１００ 平面アンテナ、１０１ アンテナエレメント、１１０ 誘電体、２００ 無線タグ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品に貼付された無線タグからアンテナを介して情報を読み取る無線タグ読み取り機能を備えた収納庫及び冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の収納庫は、無線タグ読み取り用のアンテナを備えており、アンテナから放射された電波により無線タグ側で電力を発生させ、この電力を利用して無線タグ側がメモリ内に記憶されている情報を読み出す。そして、読み出した情報を無線タグ側からアンテナ側に送信することで無線タグの読み取りが行われるようになっている。そして、収納庫の具体例として、冷蔵庫の場合では、各食品それぞれに貼付した無線タグからアンテナにより情報を読み取り、冷蔵庫内の食品などの物品情報を管理するようにしている。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６４０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような無線タグ読み取り機能を備えた冷蔵庫では、庫内全体の物品情報を正確に管理することが望まれるが、冷蔵庫の筐体は金属製の閉空間であることから、アンテナから放射される電波の多重反射を引き起こし、マルチパスにより無線タグ読み取り不能領域が形成されてしまうという問題があった。また、冷蔵庫内には、水分を多く含む食品や、缶詰などの金属が収容されるが、水分は電波を吸収し、また、金属は電波を反射することから、それらの物品と無線タグとの位置関係によっては、読み取り不可能な無線タグが出てきてしまうという問題もあった。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、金属製の筐体内全体を無線タグ読み取り可能領域としてカバーできるようにし、無線タグの検出精度を向上することが可能な収納庫及び冷蔵庫に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る収納庫は、無線タグが貼付された物品を収納する収納庫であって、複数のアンテナエレメントを有するアレイアンテナであり、複数のアンテナエレメントから収納庫本体内に電波を放射し、無線タグと無線通信するアンテナと、アンテナから無線タグに記憶されている無線タグ情報を読み取る無線タグリーダと、収納庫本体内の電波状態を変更することにより、収納庫本体内部全体を、無線タグの読み取り可能領域としてカバーする電波状態変更手段と、収納庫本体内の無線タグから読み取った無線タグ情報を処理する制御手段とを備え、電波状態変更手段は、アンテナの複数の給電点が設けられた給電線に結合される複数の導波管を有し、複数の導波管のうち、複数の給電点の何れかに結合された導波管に切り替えて給電点を変えることによりアンテナの指向性を変更する手段であるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、収納庫本体内の電波状態を変更することで、収納庫本体内部全体を、無線タグリーダによる無線タグの読み取り可能領域としてカバーすることができ、無線タグの検出精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態の収納庫の一例としての冷蔵庫の正面図である。
【図２】図１の側面縦断面図である。
【図３】本発明の冷蔵庫における電気的な構成を示すブロック図である。
【図４】冷蔵庫の透過概略斜視図である。
【図５】具体例１−Ａの電波状態変更手段を示す図である。
【図６】具体例１−Ｂにおける電波状態変更手段の概略図である。
【図７】電動ダンパー装置６０の構成を示す斜視図である。
【図８】具体例１−Ｃにおける電波状態変更手段の概略図である。
【図９】具体例１−Ｄにおける電波状態変更手段の概略図である。
【図１０】具体例１−Ｅにおける電波状態変更手段を構成する平面アンテナの平面図である。
【図１１】平面アンテナ９０を設置した棚１２の斜視図である。
【図１２】図１１の平面アンテナが接続される冷蔵庫本体側の構成説明図である。
【図１３】棚１２側の導波管と冷蔵庫本体１側の導波管との接続を説明するための要部断面図である。
【図１４】具体例１−Ｆにおける電波状態変更手段の概略図である。
【図１５】図１４の平面アンテナ１００の平面図である。
【図１６】具体例２−Ａにおける電波状態変更手段の概略斜視図である。
【図１７】具体例２−Ｂにおける電波状態変更手段を含む冷凍室３０部分の概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図１〜図１７を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態では、収納庫の一例として冷蔵庫について説明する。本例の冷蔵庫は、内部に収容された食品などの物品に付けられた無線タグから、無線ＩＤ等の無線タグ情報を読み取り、冷蔵庫内の物品の管理を行うものである。
【００１０】
図１は、本発明の一実施の形態の収納庫の一例としての冷蔵庫の正面図、図２は、図１の側面断面図である。
この冷蔵庫は、冷蔵庫本体１内に、冷蔵室１０、野菜室２０、冷凍室３０を有している。冷蔵室１０は、開閉扉１１によって開閉され、内部には、食品等の物品を設置するための複数の棚１２が設けられている。野菜室２０及び冷凍室３０は、引き出し式になっており、それぞれ引き出し扉２１、３１により開閉される。野菜室２０及び冷凍室３０の内部には、それぞれ収納かご２２，３２が設けられており、引き出し扉２１，３１を手前に引くことにより冷蔵庫本体１に対し前後に摺動するようになっている。
【００１１】
また、冷蔵庫本体１の奥側には、冷却器４０、冷気を庫内に強制的に循環させる電動ファン４１、冷蔵室１０へ冷気を送る連通ダクト４２、連通ダクト４２への冷気の供給量を制御する電動ダンパー装置６０が設けられている。
【００１２】
以下、冷蔵庫の電気的な構成について説明する。
図３は、本発明の冷蔵庫における電気的な構成を示すブロック図である。
冷蔵庫本体１内には、各種制御回路等が搭載された冷蔵庫基板５０が備えられている。冷蔵庫基板５０には、物品に付けられた無線タグ２００に記憶されている無線タグ情報を読み取るためのリーダー／ライター５１と、リーダー／ライター５１に接続され、無線タグ検出対象空間である冷蔵庫本体１内に電波を放射するアンテナ５２と、冷蔵庫本体１内の電波状態を変化させ、冷蔵庫本体１内部全体を、リーダー／ライター５１による読み取り領域としてカバーする電波状態変更手段５３と、冷蔵庫本体１内の無線タグ２００から読み取った無線タグ情報を処理するとともに、冷蔵庫全体を制御する制御手段５４とを備えている。
【００１３】
リーダー／ライター５１は、マイコン、メモリ、発振器、増幅器、フィルタなどを含むＲＦ部５１ａを備えている。また、制御手段５４は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）で構成され、内部にＲＡＭ５４ａ及びＲＯＭ５４ｂを備えており、ＲＡＭ５４ａ及びＲＯＭ５４ｂに記憶されているプログラムに従って動作し、冷蔵庫を制御する。なお、図３には、これらを同一基板上に設けた例を示しているが、機能ごとに基板を分けて設置する事も可能であり、例えばリーダー／ライター５１及びアンテナ５２をそれぞれ別部品として設けることもできる。
【００１４】
アンテナ５２は、後述の図１０に示す平面アンテナ等、適宜選択可能である。なお、アンテナ５２から１波長内の範囲では、アンテナ５２の検出原理上、読み取り不能であるたため、アンテナ５２から食品等の物品まで１波長以上の距離をとれるよう、アンテナ５２を配置することが望ましい。具体的には、例えばアンテナ５２を冷蔵庫本体１の側壁に埋設する場合、側壁１から１波長以上、離れた位置にアンテナ５２を配設すればよい。この場合、冷蔵庫本体１内どの位置に食品等の物品を置いても、アンテナ５２から１波長以上離れた位置とすることができる。
【００１５】
ここで、冷蔵庫本体１は金属製であり、金属で囲まれた環境では、上述したように、電波の逃げ道がなくマルチパスにより電波が干渉し合って相殺され、読み取り不能な領域が必ず複数発生する。更に、冷蔵庫本体１内には、例えば金属製の缶詰や、水分を含む物品が散在しているため、従来技術で説明したように、無線タグとの位置関係によっては、読み取り不能な無線タグが出てくる。
【００１６】
そこで、本発明では、冷蔵庫本体１内の電波状態を電波状態変更手段５３により変化させ、電波状態変化前に読み取り不能であった領域を、読み取り可能領域に変えて、冷蔵庫本体１内部全体を、読み取り可能領域となるようにカバーするものである。すなわち、少なくとも電波状態変化前と変更後の１回ずつ、無線タグ読み取り動作をすることで、冷蔵庫本体１内の全ての無線タグの読み取りを可能とするものである。
【００１７】
以下、電波状態変更手段５３による電波状態変更方法について説明する。電波状態変更方法としては、大きく分けて３つの方法があり、アンテナ５２に対策を施すことで、冷蔵庫内に放射される電波の放射方向を変更する方法（方法１）と、冷蔵庫本体１内の物品の位置を変更することで、冷蔵庫内部の電波状態を変更する方法（方法２）と、アンテナ５２の設置位置とは別の位置に、高周波を放射する放射部を設け、放射部からの放射のＯＮ／ＯＦＦにより冷蔵庫内部の電波状態を変更する方法（方法３）とがある。以下、それぞれの方法の具体的な構成例について順に説明する。
【００１８】
（方法１）
（具体例１−Ａ）
図４は、冷蔵庫の透過概略斜視図で、具体例１−Ａの電波状態変更手段の冷蔵庫本体内の設置位置の説明図である。図５（ａ）は、具体例１−Ａの電波状態変更手段の平面図、図５（ｂ）は、具体例１−Ａの電波状態変更手段の断面図である。これらの図４及び図５、並びに後述の各図において、図１及び図２と同一部分には同一符号を付し、説明を省略する。
図４に示すように、この具体例１−Ａでは、アンテナ５２が冷蔵室１０の上部空間に設けられている。そして、開閉扉１１の回転軸１１ａには、回転軸１１ａと連動して回転する連動軸１１ｂが同軸上に固定されている。さらに、連動軸１１ｂとアンテナ５２の回転軸５２ａとの間に伝達ベルト５５が設けられており、開閉扉１１の回転が、連動軸１１ｂ及び伝達ベルト５５を介してアンテナ５２の回転軸５２ａに伝達され、アンテナ５２が回転するようになっている。なお、ここでは、開閉扉１１の回転によってアンテナ５２が回転するようにしたが、アンテナ５２の回転軸５２ａにモータ（図示せず）のモータ軸を接続し、モータにより回転駆動されるようにしても良い。
【００１９】
このように、具体例１−Ａでは、アンテナ５２を回転させることで、冷蔵庫本体１内に放射される電波の放射方向を変更する。また、アンテナ５２の回転を、手動の可動部（ここでは、開閉扉１１）と連動させることにより、アンテナ５２を回転する電力不要で、冷蔵庫内の電波状態を変化させ、読み取り不能であった領域を読み可能領域とすることが可能になる。なお、従来の冷蔵庫で、開閉扉や引き出し扉の正面に設けた開閉ボタンを押下すると、所定の位置まで扉が開閉するタイプのものがあるが、それらの可動部と連動させるようにしてもよい。
【００２０】
（具体例１−Ｂ）
具体例１−Ｂは、アンテナ５２を回転させる別の例を示すものである。
図６は、具体例１−Ｂにおける電波状態変更手段の概略図で、冷蔵庫本体１内の電動ダンパー装置６０部分で切断した横断面図である。図７は、電動ダンパー装置６０の構成を示す斜視図である。
電動ダンパー装置６０は、バッフル６１と、バッフル６１を開閉駆動するステッピングモータ６２とを有しており、バッフル６１の開閉によって冷蔵室１０内への冷気供給量を調整するものである。電動ダンパー装置６０は、従来の冷蔵庫に一般的に設けられているものであり、具体例１−Ｂにおける電波状態変更手段５３は、電動ダンパー装置６０にアンテナ５２を設けるようにしたものである。このように既存の可動部に設けることにより、アンテナ５２を駆動するための機構を新たに設けることなく、冷蔵庫本体１内の電波状態を変化させ、読み取り不能であった領域を読み取り可能領域とすることが可能になる。なお、図６において符号１３は、冷蔵庫本体１内に設けられた断熱材である。
【００２１】
なお、上記具体例１−Ａ及び１−Ｂは、冷蔵庫に既存の可動部に連動してアンテナ５２を移動させるものであったが、このような可動部に、電波吸収体（図示せず）を設けるようにしても良い。すなわち、冷蔵庫は金属筐体で電波の影響を受けやすい物体であるため、内部に電波吸収体を設ける事により、不要なマルチパスを減少させる事ができ、また、電波吸収体の位置を変更することで、電波吸収位置も変化することから、冷蔵庫本体１内の電波状態を意図的に変化させることが可能となる。
なお、アンテナ５２を半波長以上移動させられる仕様とすることで、読み取り不能領域を、読み取り可能領域に変更することが可能である。
【００２２】
（具体例１−Ｃ）
具体例１−Ｃは、アンテナ５２長を変更するものであり、具体的には、アンテナ５２を一対の放射型漏洩同軸ケーブル７０で構成し、それぞれの一端を連結する位置を変更することにより、アンテナ５２長を変更してアンテナ５２から放射される電波の放射方向を変更するものである。
図８は、具体例１−Ｃにおける電波状態変更手段の概略図である。
図８に示すように、例えば変形自由度の高い一対の放射型漏洩同軸ケーブルを平行に配線し、それぞれの一端をリーダー／ライターに接続し、他端を複数（ここでは、３つ）の終端部７１ａ〜７１ｃの何れかに接続する。各終端部７１ａ〜７１ｃはそれぞれ放射型漏洩同軸ケーブル７０の長さを変更するためのもので、７１ｃ、７１ａ、７１ｂの順にケーブル長が長くなる。具体例１−Ｃでは、放射型漏洩同軸ケーブル７０の他端の接続先を各終端部７１ａ〜７１ｃの何れかに切り替えることにより、放射型漏洩同軸ケーブルの長さ（有効長さ）を変化させ、電波状態を変化させることができる。他端の接続先の切り替えは、駆動装置（図示せず）で物理的に行っても良いし、スイッチなど電気的に移動させることにより行っても良い。また、リーダー／ライター５１は、上述したように、各種電子部品を搭載した冷蔵庫基板５０上に配置されるが、放射型漏洩同軸ケーブル７０及び終端部７１ａ〜７１ｃの配置位置は任意であり、冷蔵庫本体１の筐体に設けても良い。また、開閉扉１１などの可動部と連動させ長さを変化させるようにしてもよい。これにより電波状態が変化し、マルチパスなどにより読み取れなかった物品貼付の無線タグ２００が読み取り可能となる。
【００２３】
（具体例１−Ｄ）
具体例１−Ｄは、具体例１−Ｃの変形例を示すものである。
図９は、具体例１−Ｄにおける電波状態変更手段の概略図である。図８と同一部分には同一符号を付している。
図９に示すように、例えば、平行に配線された一対の放射型漏洩同軸ケーブル７０の自由端側を金属製のスライダー８１で連結するようにし、そのスライダー８１をスライダー機構８０で物理的に動かして放射型漏洩同軸ケーブル７０の有効長さを変更するようにしたものである。スライダー機構８０の具体的な構成については任意に構成可能である。
【００２４】
（具体例１−Ｅ）
図１０は、具体例１−Ｅにおける電波状態変更手段を構成する平面アンテナの平面図である。
図１０に示すように、まず、アンテナ５２を、平面アンテナで構成する。本例の平面アンテナ９０は、複数のアンテナエレメント９１と給電線９２とを有するアレイアンテナで、アンテナ中央ライン９３に対して面対称となるように複数のアンテナエレメント９１及び給電線９２が配置されている。また、ここでは、２つの導波管９３ａ，９３ｂを２つ設け、スイッチ９５でどちらか一方に切り替えて使用する。そして、それぞれの導波管９３ａ，９３ｂに結合される給電線上の給電点９４ａ，９４ｂが、アンテナ中央ライン９３を中心して対称位置に設けられている。このように構成された平面アンテナ９０においては、導波管９３ａ側に通電し給電点９４ａから給電される場合と、導波管９３ｂ側に通電し給電点９４ｂから給電される場合とでは、給電点から図示右側のアンテナエレメント群と、図示左側のアンテナエレメント群までの距離が異なるため、位相ズレが生じ、電波の指向性を変えることができる。すなわち、導波管を切り替えて、切り替えられた導波管から電波を受ける複数のアンテナエレメント９１までの長さを変え、複数のアンテナエレメント９１から放射される電波の位相を調整することで、合成波の進行方向を制御する。すなわち、電波に指向性を持たせることができる。これにより１つのアンテナ５２で異なる方向の無線タグ２００を読み取ることが可能になる。
なお、上述したように２つの導波管９３ａ，９３ｂをスイッチ９５で切り替え選択するようにした場合、導波管それぞれに発振部を設けなくても、一つの発振部を共通利用できる。
【００２５】
ここで、平面アンテナ９０の具体的な冷蔵庫への設置構造について説明する。
図１１は、平面アンテナ９０を設置した棚１２の斜視図である。図１２は、図１１の平面アンテナが接続される冷蔵庫本体側の構成説明図で、冷蔵庫の概略斜視図を示している。図１３は、棚１２側の導波管と冷蔵庫本体１側の導波管との接続を説明するための要部断面図である。
平面アンテナ９０を、ここでは例えば棚１２の透明樹脂内に埋設する。そして、導波管９３ａ，９３ｂも同様に棚１２に埋設し、導波管９３ａ，９３ｂの一端が棚１２の側面に開口するように構成する。そして、冷蔵庫本体１にも導波管９６ａ，９６ｂを埋設しておき、棚１２が冷蔵室１０内に正しくセットされた状態で、導波管９３ａ，９３ｂの一端が、冷蔵庫本体側の導波管９６ａ，９６ｂに結合するように構成する。このような構造とすることにより、アンテナ５２に通電するためのケーブルが不要で、構造が単純となり、冷蔵庫本体の軽量化に寄与できる。
【００２６】
なお、冷蔵庫本体１側の導波管を一つとし、棚１２を前後に自動で動かして、棚１２に設けた二つの導波管９３ａ，９３ｂのうちの一方を、冷蔵庫本体１側の導波管と結合するように構成してもよい。また、平面アンテナ９０の設置数は任意であり、例えば、棚１２毎に設けてもよい。
【００２７】
（具体例１−Ｆ）
図１４は、具体例１−Ｆにおける電波状態変更手段の概略図、図１５は、図１４の平面アンテナ１００の平面図である。
図１４及び図１５に示すように、まず、アンテナ５２を、平面アンテナ１００で構成する。平面アンテナ１００は、複数のアンテナエレメント１０１と給電線１０２とを有している。そして、開口部１１０ａを有する誘電体１１０を、平面アンテナ１００に対向して配置し、誘電体１１０を移動機構（図示せず）により図１４の左右方向に移動させる。誘電体１１０で覆われた部分の平面アンテナ１００からの電気力線が減少するため、電波に指向性が出る。これにより余計な電波の放射もなくマルチパスが最小に抑えられる他、誘電体を移動することにより電波状態を変化させることができる。なお、図中の符号１０３は平面アンテナ１００を冷蔵庫本体１に固定するためのアンテナ固定穴である。
【００２８】
（方法２）
（具体例２−Ａ）
具体例２−Ａは、棚１２を自動で上下方向に移動させるものである。
図１６は、具体例２−Ａにおける電波状態変更手段の概略斜視図で、（ａ）は電波状態変更手段を構成する移動棚の移動機構部分の斜視図、（ｂ）は（ａ）の矢印部の拡大図である。
具体例２−Ａは、棚１２を自動で上下方向に移動する移動棚とし、移動棚を自動で動かすことで、冷蔵庫本体１内の電波状態を変更するものである。移動棚の具体的な構成については、例えば特開２００３−２６２４６２号公報に記載のものを採用できる。ここで図１６を用いて簡単に説明すると、モータ１２１が回転すると、モータ軸と連結されたスクリュー形軸１２２ａが回転する。スクリュー形軸１２２ａの回転は、タイミングベルト１２３によって他の３本のスクリュー形軸１２２ｂ，１２２ｃ，１２２ｄにも伝えられる。これにより、スクリュー形軸に連結された棚載置用フレーム１２４が上下動し、棚載置用フレームに着脱自在に装着される移動棚が上下動する。このように移動棚を動かして冷蔵室１０内の物品の位置を変化させることで、冷蔵室１０内の電波状態を変更することができる。
【００２９】
（具体例２−Ｂ）
具体例２−Ｂは、物品を収容した収納かご３２を自動で動かすものである。
図１７は、具体例２−Ｂにおける電波状態変更手段を含む冷凍室３０部分の概略図である。
図１７に示すように、この具体例２−Ｂでは、冷凍室３０の引き出し扉３１を閉めた状態で、収納かご３２が冷凍室３０内でスライド機構１３０により前後方向にスライドするものである。スライド機構１３０は、ここでは、冷蔵庫本体１側に固定された回転ギア１３１と、回転ギア１３１を駆動するモータ（図示せず）と、収納かご３２の上部に設けられて回転ギア１３１と噛み合う直線ギア１３２とから構成され、モータの回転により回転ギア１３１が回転すると、収納かご３２が冷凍室３０内で前後にスライドするようになっている。このように収納かご３２を動かして冷凍室３０内の物品の散在状態を変化させることで、冷凍室３０内の電波状態を変更することができる。
【００３０】
上記の具体例２−Ａ及び２−Ｂによれば、物品の位置を変化させることで、すなわち電波を吸収又は反射する物品の位置を変えることで、冷蔵庫本体１内の電波状態を変更することができる。また、物品を動かすことによる利点としては、他に、物品自体を読み取り不能領域から読み取り可能領域に移動させることができる点がある。この移動により、物品に貼付された無線タグ２００が電波を受信できる位置に移動するため、無線タグ２００のＩＣが給電可能となり、ＩＣ内部の情報をリーダー／ライター５１に返信できる状態とすることができる。
【００３１】
（方法３）
方法３は上述したように、アンテナ５２の設置位置とは別の位置に、高周波を放射する放射部を設け、放射部からの放射のＯＮ／ＯＦＦにより冷蔵庫本体１内の電波状態を変更するものである。具体的な図示は省略するが、高周波発生器を冷蔵庫本体内に設け、高周波発生器から出力される高周波を、冷蔵庫本体１内の金属部分に通電して当該金属部分から放射する。そして、高周波発生器の駆動をＯＮ／ＯＦＦすることにより、冷蔵庫本体１内の電波状態を変更することができる。なお、冷蔵庫本体１内の金属部分とは、例えば、棚に設けられた金属部分（例えば棚の枠体、棚の支持部など）や、熱交換器などが該当する。また、庫内照明用の庫内設置基板など庫内にある基板から高周波を発生させても良い。
【００３２】
以上により、電波状態変更手段５３の構成が明らかになったところで、次に、本実施の形態の冷蔵庫における無線タグ読み取り動作について説明する。
無線タグの読み取り動作は、具体的には例えば冷蔵庫内の物品の収容状態に変化があった場合に行う。ここで、開閉扉１１及び引き出し扉２１、３１にはそれぞれ図示しない開閉検出センサが設けられており、開閉検出センサにより各扉の開閉が検出されるようになっている。そして、扉の開放が検出され、冷蔵庫内に物品の出し入れがあった後、扉の閉塞が検出されると、リーダー／ライター５１は、無線タグ２００の読み取り処理を行う。そして、電波状態変更手段５３により庫内の電波状態を変更した後、再度無線タグ２００の読み取り処理を行う。この一連の動作を少なくとも１サイクル、好ましくは更に複数回繰り返し、冷蔵庫本体１内の全ての無線タグ情報を読み取る。そして、読み取った無線タグ情報を処理して、冷蔵庫本体１内の物品数や、物品情報の把握を行う。
【００３３】
このように、本実施の形態では、電波状態変更手段５３により冷蔵庫本体１内の電波状態を変更して再度無線タグ２００の読み取りを行うので、電波状態変更前に読み取り不能であった領域を、読み取り可能領域に変更することができる。このため、前回読み取り時に読み取り不可領域に配置されていて読み取りできなかった無線タグを読み取ることが可能となり、冷蔵庫本体１内全体の無線タグ情報を精度良く把握することが可能となる。
【００３４】
ところで、物品が出し入れされ、読み取れなくなった無線タグ２００があった場合、電波障害で貼付された無線タグ２００が読み取れなくなったのか、物品が取り出されて読み取れなくなったのか不明である。そこで、冷蔵庫に別途、カメラを取り付け、そのカメラにより物品の移動方向、移動回数、大きさ等を判断し、読み取った物品の無線タグの情報と整合を取り、正確な出し入れや読み取りエラーを把握するようにしてもよい。具体的には、例えばカメラもしくは複眼カメラにより物体の移動方向距離を把握するようにする。そして、そのカメラで手を認識し、それ以外の移動部分を食品と認識するようにする。カメラは、食品形状などの把握のし易さの観点から、冷蔵庫本体内の上部から下方を撮影するように設置するのが好ましい。そして、カメラにより食品の有無を判断し、物品が出されたのか入れられたのかを判断する。棚１２自体をカメラでセンシングし、棚１２の食品の有無から判断する方法もある。その場合も大きさ、色などの食品自体の情報とリアルタイムでの移動方向を捉えておけば出し入れの判断が可能となる。その他、センサでは焦電センサを冷蔵庫内入口の手前と奥に並列に設け、手の移動方向を把握するようにしてもよい。同時に無線タグの読み取り数の変化を記録し、物品の出し入れを判断する事も可能である。
【００３５】
上述したような本発明の冷蔵庫の機能は、同様の電波状態（マルチパス等）が起こるシステム、具体的には、金庫や工場・倉庫などの金属筐体内部に収容された無線タグを読み取るシステムや、他の家電に応用でき、この場合も冷蔵庫の場合と同様の効果を得られる。また、上記機能を備えた機器がネットワークに繋がっている場合、別の機器と連動させることにより無線タグの認識率を向上することが可能である。例えば冷蔵庫では、冷蔵庫の扉の外側、または連動したキッチンの食品棚、シンク、ゴミ箱などにそれぞれリーダー／ライター５１を設け、冷蔵庫の各扉の開閉後のそれぞれのリーダー／ライター５１の読み取り結果の変化の有無を冷蔵庫とやり取りし、どの食品がどこに移動した、どのくらい使われたかなどのエビデンスを残すことが可能となり、また、あるリーダー／ライター５１で認識できなかったとしても、別の場所のリーダー／ライター５１で認識可能となることで、物品の存在を把握することが可能となる。
【００３６】
また、重量センサ等の各種センサを搭載し、給電している間にセンシングを行い、認識結果を返す仕組みであれば様々な情報を得ることが可能となる。例えば圧力センサを容器の底に搭載した物品の場合は、それぞれの重量を把握できるので、棚１２ごとの総重量を計算できる。また、温度センサや湿度センサを搭載し、これらセンサの検出結果により定期的に食品の保存状態を把握し、それを無線タグに書き込むようにすれば、無線タグと一緒に食品を次の業者に渡すことにより、食品鮮度のエビデンスを次の業者に通知することも可能である。
【００３７】
なお、無線タグ２００の読み取りのタイミングは、上述したように、物品の出し入れが行われたときの他に、冷蔵庫本体１に設けたボタン（図示せず）の押下操作が行われたときに行うことも可能に構成され、ボタン操作１つで無線タグの読み取り指示が可能となっている。このような無線タグ２００の読み取りによる冷蔵庫本体１内の物品管理の仕組みは、扉の開閉を行なわなくとも冷蔵庫本体１内の中身を確認可能とするため、省エネルギー化に寄与することが可能である。なお、無線タグ２００から読み取った情報の具体的な利用方法は、特に限定するものではなく任意であるが、例えば、無線タグ２００に、その無線タグが貼付される食品の内容に関する食品情報を記憶しておき、無線タグ２００から読み取った食品情報を、冷蔵庫の運転制御に反映させるようにしてもよい。具体的には、食品の鮮度を保つために急速冷凍期間や保存期間などの設定値に反映することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 冷蔵庫本体、１０ 冷蔵室、１１ 開閉扉、１２ 棚、５１ リーダー／ライター（無線タグリーダ）、５２ アンテナ、５２ａ 回転軸、５３ 電波状態変更手段、５４ 制御手段、６０ 電動ダンパー装置、７０ 放射型漏洩同軸ケーブル、８１ スライダー、９０ 平面アンテナ、９１ アンテナエレメント、９３ａ，９３ｂ 導波管、９５ スイッチ、９６ａ，９６ｂ 導波管、１００ 平面アンテナ、１０１ アンテナエレメント、１１０ 誘電体、２００ 無線タグ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線タグが貼付された物品を収納する収納庫であって、
複数のアンテナエレメントを有するアレイアンテナであり、前記複数のアンテナエレメントから収納庫本体内に電波を放射し、前記無線タグと無線通信するアンテナと、
該アンテナから前記無線タグに記憶されている無線タグ情報を読み取る無線タグリーダと、
前記収納庫本体内の電波状態を変更することにより、前記収納庫本体内部全体を、前記無線タグの読み取り可能領域としてカバーする電波状態変更手段と、
前記収納庫本体内の前記無線タグから読み取った無線タグ情報を処理する制御手段と
を備え、
前記電波状態変更手段は、前記アンテナの複数の給電点が設けられた給電線に結合される複数の導波管を有し、前記複数の導波管のうち、前記複数の給電点の何れかに結合された導波管に切り替えて給電点を変えることにより前記アンテナの指向性を変更する手段であることを特徴とする収納庫。
【請求項２】
前記収納庫内は、前記アンテナから放射された電波が多重反射する環境にあり、
前記電波状態変更手段は、前記アンテナの指向性を変更するにあたり、前記指向性の変更前に前記多重反射の影響で読み取り不能であった領域を、読み取り可能領域に変えるように前記アンテナの指向性を変更することで、前記収納庫本体内部全体を、前記無線タグの読み取り可能領域としてカバーすることを特徴とする請求項１記載の収納庫。
【請求項３】
前記収納庫本体内に着脱自在に装着され、物品を収容する棚を有し、該棚に前記アレイアンテナを設け、前記複数の導波管それぞれを２つに分けたうちの一方が前記棚に埋設され、その埋設された前記一方の一端が前記棚の側面に開口するように構成し、前記棚が前記収納庫本体内にセットされた状態で、前記一方の一端が、前記冷蔵庫本体側に埋設した他方の一端に結合するように構成され、前記収納庫本体内に、前記複数の導波管の何れかに切り替えるスイッチが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の収納庫。
【請求項４】
前記物品の移動方向を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果と前記無線タグ情報とに基づいて前記収納庫本体内の無線タグ情報を処理することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の収納庫。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の収納庫を備えた冷蔵庫。
【請求項１】
無線タグが貼付された物品を収納する収納庫であって、
複数のアンテナエレメントを有するアレイアンテナであり、前記複数のアンテナエレメントから収納庫本体内に電波を放射し、前記無線タグと無線通信するアンテナと、
該アンテナから前記無線タグに記憶されている無線タグ情報を読み取る無線タグリーダと、
前記収納庫本体内の電波状態を変更することにより、前記収納庫本体内部全体を、前記無線タグの読み取り可能領域としてカバーする電波状態変更手段と、
前記収納庫本体内の前記無線タグから読み取った無線タグ情報を処理する制御手段と
を備え、
前記電波状態変更手段は、前記アンテナの複数の給電点が設けられた給電線に結合される複数の導波管を有し、前記複数の導波管のうち、前記複数の給電点の何れかに結合された導波管に切り替えて給電点を変えることにより前記アンテナの指向性を変更する手段であることを特徴とする収納庫。
【請求項２】
前記収納庫内は、前記アンテナから放射された電波が多重反射する環境にあり、
前記電波状態変更手段は、前記アンテナの指向性を変更するにあたり、前記指向性の変更前に前記多重反射の影響で読み取り不能であった領域を、読み取り可能領域に変えるように前記アンテナの指向性を変更することで、前記収納庫本体内部全体を、前記無線タグの読み取り可能領域としてカバーすることを特徴とする請求項１記載の収納庫。
【請求項３】
前記収納庫本体内に着脱自在に装着され、物品を収容する棚を有し、該棚に前記アレイアンテナを設け、前記複数の導波管それぞれを２つに分けたうちの一方が前記棚に埋設され、その埋設された前記一方の一端が前記棚の側面に開口するように構成し、前記棚が前記収納庫本体内にセットされた状態で、前記一方の一端が、前記冷蔵庫本体側に埋設した他方の一端に結合するように構成され、前記収納庫本体内に、前記複数の導波管の何れかに切り替えるスイッチが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の収納庫。
【請求項４】
前記物品の移動方向を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果と前記無線タグ情報とに基づいて前記収納庫本体内の無線タグ情報を処理することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の収納庫。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の収納庫を備えた冷蔵庫。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１２７６４７（Ｐ２０１２−１２７６４７Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２１２２（Ｐ２０１２−５２１２２）
【出願日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【分割の表示】特願２００８−９６９１０（Ｐ２００８−９６９１０）の分割
【原出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【分割の表示】特願２００８−９６９１０（Ｐ２００８−９６９１０）の分割
【原出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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