JP2004244140A

JP2004244140A - 搬送ライン用アンテナ装置

Info

Publication number: JP2004244140A
Application number: JP2003033665A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Watanabe; 淳渡辺; Masahiro Sugiura; 正博杉浦
Original assignee: Denso Wave Inc
Current assignee: Denso Wave Inc
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】ＲＦＩＤタグを設けた荷物を搬送ラインで搬送する間にＲＦＩＤタグと通信するためのアンテナ装置において、ＲＦＩＤタグとの通信可能エリアを搬送方向に広く取る。
【解決手段】第１のコイル型アンテナ１４を搬送ベルト（搬送ライン）１２の下側に配置し、第２のコイル型アンテナ１５を搬送ベルト１２を取り巻くように、且つ傾けて配置する。すると、第１および第２のコイル型アンテナ１４および１５のコイル辺１４ａ，１４ｃおよび１５ａ，１５ｃによって形成される交番磁界がデッドゾーンを作ることなく連続するようになり、通信可能エリアが搬送方向に広がる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品をベルトコンベアの搬送ベルトなどで搬送して行く途中で、その物品に設けられたＲＦＩＤタグと通信するための搬送ライン用アンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば宅配業者などの流通業界では、集まった荷物を仕分けするための荷物仕分けシステムが採用されてきている。この荷物仕分けシステムは、荷物にバーコードを印刷した荷札を貼付け、搬送コンベア（搬送ライン）上を搬送されて行く荷物からその荷札のバーコードを光学的に読取って配送先別に仕分け処理するというシステムである。
【０００３】
しかしながら、バーコードを用いた荷物仕分けシステムでは、書かれている情報量が少ない、繰り返し使用ができないなどの問題があるため、バーコードに代えてＲＦＩＤタグを用いることが考えられている。ＲＦＩＤタグはＩＣメモリを有し、このＩＣメモリに対し無線でデータの読み書きを行うので、多くの情報を書き込み可能であると共に、繰り返し使用が可能となるものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２５５３４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
荷物仕分けシステムにおいて、荷物を正しく仕分けるためには、バーコード或はＲＦＩＤタグから情報を正しく読取らねばならない。バーコード或はＲＦＩＤタグから情報を正しく読取るには、一定の時間内で何回も読取り動作できるようにして、１回の動作で読取りに失敗したら、再度読取り動作を実行できるようにすることが効果的である。
【０００６】
ＲＦＩＤタグを用いた荷物仕分けシステムにあって、一定の時間内での読取り動作回数を多くするためには、ＲＦＩＤタグとの通信速度を上げることが有効であるが、これはＲＦＩＤタグに使われるＩＣチップの仕様で決まるため工夫の余地がない。読取り動作回数を上げる他の方法としては、荷物仕分けシステム側のアンテナの通信可能エリアを荷物の搬送方向に長くしてＲＦＩＤタグと通信できる時間を長くすることが挙げられる。
【０００７】
ところで、ＲＦＩＤタグ方式の荷物仕分けシステムでは、例えば１３．５６ＭＨｚの電波（交番磁界）を使用した電磁誘導方式によってＲＦＩＤタグと通信するようになっており、そのアンテナとしてはコイル型アンテナが用いられている。上記の特許文献１では、搬送コンベアによって搬送される荷物が通るトンネルを設け、このトンネルの左右両側面と天井面とにコイル型アンテナを配置している。
【０００８】
このような場合、コイル型アンテナの長さを長くすることによって通信可能エリアを広く取ることができる。しかしながら、長い大形のコイル型アンテナでは、中抜けといってコイル型アンテナの中心軸線上に通信できないエリア（デッドゾーン）が発生する。
【０００９】
図９は矩形状のコイル型アンテナ１，２を搬送コンベア３を挟んで上下に平行に対向配置した場合の通信可能エリアを示すもので、同図の（ａ）は斜視図、（ｂ）は搬送コンベア３の横から見た場合の通信可能エリアを示す。なお、同図（ｂ）において、上のコイル型アンテナ１の通信可能エリアをＡで示し、下のコイル型アンテナ２の通信可能エリアをＢで示した。
このようにコイル型アンテナ１，２を上下に平行に対向配置した場合には、それらコイル型アンテナ１，２間の空間の中心部にデッドゾーンＤが発生し、正確な読取りに必要な距離Ｌを確保できない。
【００１０】
また、図１０は矩形状のコイル型アンテナ１，２を搬送コンベア３を取り巻くようにしてＶ字型に配置した場合の通信可能エリアを示すもので、同図の（ａ）は斜視図、（ｂ）は搬送コンベア３の横から見た場合の通信可能エリアを示す。このように２つのコイル型アンテナ１，２をＶ字型に配置した場合も両アンテナ１，２間の空間の中央部上方寄りの部分にデッドゾーンＤが発生し、正確な読取りに必要な距離Ｌを確保できない。
なお、図９、図１０において、Ｔはトンネルの天井面を示す。
【００１１】
ところで、図９のように２つのコイル型アンテナ１，２を上下に対向配置する場合、アンテナ１，２への入力パワーを大きくしてデッドゾーンＤをなくす方法が考えられる。しかしながら、これでは強磁界が形成されるので、人体へ悪影響を及ぼす恐れがある。
【００１２】
また、図１０のように、２つのコイル型アンテナ１，２を搬送コンベア３を取り巻くようにＶ字型に配置した場合、２つのコイル型アンテナ１，２は左右対称の配置となっているため、仮に一方のアンテナで通信できないエリアが生じたとき、他方のアンテナでも通信できないエリアが生ずることとなり、２つのコイル型アンテナを用いる意味がない。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、２つのコイル型アンテナを用いた搬送ライン用アンテナ装置において、ＲＦＩＤタグとの通信可能エリアを搬送方向に広く取ることができるようにするところにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、２つのコイル型アンテナのうち少なくとも１つのコイル型アンテナを搬送ラインを取り巻くように配設し、且つ、２つのコイル型アンテナが搬送ラインの延長方向に対して非対称となるように配置されているので、通信可能エリアを物品の搬送方向に長く取ることができ、ＲＦＩＤタグと連続して通信できる時間が長くなる。このため、ＲＦＩＤタグに対する読取り動作回数を多くでき、ＲＦＩＤタグから正しく情報を読み取ることができるようになる。
なお、本発明でＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグとは、磁気エネルギーを受けて電気エネルギーを誘起するコイル、このコイルに誘起される伝記エネルギーを所要のデータに変換するＩＣを備えたものを言う。
【００１５】
請求項２の発明は、２つのコイル型アンテナのうち、一方のコイル型アンテナを搬送ラインと平行に配設し、他方のコイル型アンテナを搬送ラインを取り巻くように配設したものである。
この場合、請求項３の発明のように、搬送ラインと平行に配設するコイル型アンテナを搬送ラインの下側に位置させることができる。このように構成すると、搬送される物品の下方側にＲＦＩＤタグが設けられている場合に効果的である。
【００１６】
また、搬送ラインを取り巻くように配置されるコイル型アンテナは、請求項４の発明のように、搬送方向または搬送方向とは反対方向に傾けて配置するようにしても良い。
この場合のコイル型アンテナの傾き角は、請求項５の発明のように、６０度以下とすることが好ましい。
【００１７】
請求項６の発明は、２つのコイル型アンテナを双方共に搬送ラインを取り巻くように配設しても良く、このようにすることにより、搬送される物品の上方側にＲＦＩＤタグが設けられていても、効果的である。
この場合、請求項７の発明のように、一方のコイル型アンテナは搬送方向に傾き、他方のコイル型アンテナは搬送方向とは反対方向に傾くように配設することができ、その際の傾き角は、請求項８の発明のように、２つのコイル型アンテナ間で互いに異なるようにしても良い。更に、２つのコイル型アンテナのなす角は、請求項９の発明のように、６０度から９０度の範囲であることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を荷物仕分けシステムに適用した実施例により具体的に説明する。
［第１の実施例］
図１ないし図４は第１の実施例を示す。荷物仕分けシステムの搬送ラインは、図２に示すように、搬送装置、例えばベルトコンベア１１の搬送ベルト１２によって構成されている。このベルトコンベア１１に搬送ベルト１２を跨ぐようにして設けられたトンネル１３には、搬送ベルト１２の下側に配置された第１のコイル型アンテナ１４と、搬送ベルト１２を取り巻くように配置された第２のコイル型アンテナ１５とが設けられている。
【００１９】
上記第１および第２のコイル型アンテナ１４および１５は共に矩形状をなし、搬送ベルト１２の下側の第１のコイル型アンテナ１４は搬送ベルト１２と平行となるように配置されている。また、搬送ベルト１２を取り巻いている第２のコイル型アンテナ１５は搬送ベルト１２の搬送方向（矢印Ｃで示す）とは反対方向に傾けられており、その傾き角αは６０度以下の所望の角度に定められている。なお、傾き角αは図１に示すように搬送ベルト１２に垂直な直線（例えば、後述する直線Ｖ）に対するものである。
【００２０】
このような第１および第２のコイル型アンテナ１４および１５はアンテナ装置１６を構成するもので、それら各コイル型アンテナ１４，１５は図３に示すように第１の通信制御部１７、第２の通信制御部１８に接続されている。そして、これら第１および第２の通信制御部１７および１８は、情報処理装置１９からの指令により交互に動作して第１および第２のコイル型アンテナ１４および１５から例えば１３．５６ＭＨｚの電波信号（交番磁界）を交互に出力する。このとき、この電波信号には荷物２０に設けられたＲＦＩＤタグ２１から情報を読取るコマンド信号が重畳される。
【００２１】
上記ＲＦＩＤタグ２１は図４に示すようにコイル型アンテナ２２とＩＣメモリ２３とを備え、荷物仕分けシステムの第１および第２のコイル型アンテナ１４および１５から送信される電波信号をコイル型アンテナ２２により受信する。コイル型アンテナ２２により受信した電波信号は動作用電源回路（図示せず）に入力されて一定電圧の直流電力とされ、これによりＲＦＩＤタグ２１が動作を開始する。そして、コイル型アンテナ２２により受信した電波信号からコマンド信号を抽出して復調し、そのコマンドに応答してＩＣメモリ２３に記録された情報を電波信号としてコイル型アンテナ２２から送信する。
【００２２】
ＲＦＩＤタグ２１から送信された電波信号は荷物仕分けシステムの第１および第２のコイル型アンテナ１４および１５により受信され、第１および第２の通信制御部１７および１８により復調される。そして、情報処理装置１９は第１および第２の通信制御部１７および１８により復調された情報に基づいて仕分けのための制御を行い、搬送ベルト１２により搬送される荷物（物品）２０を配送先別に分岐させる。
【００２３】
さて、トンネル１３に設けられた第１および第２のコイル型アンテナ１４および１５は、４つのコイル辺１４ａ〜１４ｄおよび１５ａ〜１５ｄのうち１つのコイル辺、具体的には第１のコイル型アンテナ１４にあっては図示左側のコイル辺１４ａ，第２のコイル型アンテナ１５にあっては下側のコイル辺１５ｃを互いに接触させている。なお、コイル辺１４ａ，１５ｃは、非接触としてその間に隙間があっても良いし、コイル線が互いに入り混じった一体形のものとして構成しても良い。
【００２４】
このような２つのコイル型アンテナ１４，１５は搬送ベルト１２の延長方向に対して非対称となっている。つまり、コイル型アンテナ１４，１５のコイル辺１４ａ，１５ｃの接触部（非接触の場合はその間の隙間の中央部、コイル線が入り混じっている場合はそのコイル辺の中心部）を通って搬送ベルト１２に垂直な線Ｖを考えたとき、その垂線Ｖに関して搬送ベルト１２の延長方向（図１で左右方向）に非対称となっているのである。
【００２５】
このような２つのコイル型アンテナ１４，１５からなるアンテナ装置１６において、ＲＦＩＤタグ２１は、第１および第２のコイル型アンテナ１４のコイル辺１４ａ〜１４ｄおよび１５ａ〜１５ｄによって形成される或る強度以上の交番磁界（以下、単に交番磁界）に入っている間、コイル型アンテナ１４，１５と通信可能である。
【００２６】
ここで、搬送ベルト１２の延長方向の交番磁界の形成エリアについて説明する。搬送ベルト１２の延長方向の通信可能エリアは、各コイル型アンテナ１４，１５の搬送方向両側のコイル辺１４ａ，１４ｃおよび１５ａ，１５ｃによって形成される交番磁界による。従って、コイル辺１４ａ，１４ｃおよび１５ａ，１５ｃによって形成される交番磁界のエリアが或る長さ（読取り長さ）Ｌ以上あれば情報処理装置１９はＲＦＩＤタグ２１から情報を読取る動作を所定回数実行でき、正しく情報を読取ることができるようになる。
【００２７】
コイル辺１４ａ，１４ｃおよび１５ａ，１５ｃによって形成される交番磁界のエリアは図１にＭ１４ａ，Ｍ１４ｃおよびＭ１５ａ，Ｍ１５ｃで示す通りである。同図に示す通り、第１のコイル型アンテナ１４だけではＭ１４ａとＭ１４ｃとの間にデッドゾーンが生じ、第２のコイル型アンテナ１５だけではＭ１５ａとＭ１５ｃとの間にデッドゾーンが生ずる。
【００２８】
ところが、第１のコイル型アンテナ１４が搬送ベルト１２と平行に配置され、第２のコイル型アンテナ１５が搬送ベルト１２を取り巻くように配置されていて両コイル型アンテナ１４，１５が非対称配置となっているので、第２のコイル型アンテナ１５のコイル辺１５ｃにより形成される交番磁界Ｍ１５ｃが第１のコイル型アンテナ１４のコイル辺１４ａ，１４ｃによって形成される交番磁界Ｍ１４ａとＭ１４ｃとの間のデッドゾーンにまで及んで当該ゾーンが実際にデッドゾーンとならないようにする。また、第１コイル型アンテナ１４のコイル辺１４ａにより形成される交番磁界Ｍ１４ａが第２のコイル型アンテナ１５のコイル辺１５ａ，１５ｃにより形成される交番磁界Ｍ１５ａとＭ１５ｃとの間のデッドゾーンにまで及んで当該ゾーンが実際にデッドゾーンとならないようにする。
【００２９】
このため、トンネル１３の高さ方向のどの位置をとっても、第１および第２のコイル型アンテナ１４，１５によって形成される交番磁界が途切れることなく所定の読取り長さＬだけ連続する個所が生ずるようになる。従って、トンネル１３を通過できる高さの荷物２０であれば、ＲＦＩＤタグ２１がどの位置に設けられていても、情報処理装置１９は読取動作を途中で途切れることなく所定回数繰り返し実行できるようになる。なお、図１にトンネル１３の天井面をＴで示した。
【００３０】
また、特に本実施例では、第１のコイル型アンテナ１４が搬送コンベア１４の下側に配置されているので、搬送ベルト１２の近くにより強い磁界をより長く形成することができる。このため、ＲＦＩＤタグ２１が荷物２０の下側部分に設けられるという事情がある場合、ＲＦＩＤタグ２１からより正しく情報を読取ることができるようになる。
【００３１】
なお、上述のコイル辺１４ａ，１４ｃ，１５ａ，１５ｃは搬送ベルト１２と交差していて当該搬送ベルト１２の幅寸法より長いので、それらコイル辺１４ａ，１４ｃ，１５ａ，１５ｃによって形成される交番磁界Ｍ１４ａ，Ｍ１４ｃ，Ｍ１５ａ，Ｍ１５ｃは搬送ベルト１２の幅方向全体に及ぶ。このため、搬送ベルト１２の左右両側にあるコイル辺１４ｂ，１４ｄおよび１５ｂ，１５ｄにより形成される交番磁界Ｍ１４ｂ，Ｍ１４ｄ間，Ｍ１５ｂ，Ｍ１５ｄ間に図１（ｂ）に示すようなデッドゾーンが生じてもそのゾーンで読取り不能となる恐れはない。
【００３２】
［第２の実施例］
図５および図６は第２の実施例を示す。この第２の実施例では、第１および第２のコイル型アンテナ２４および２５のうち、一方の第１のコイル型アンテナ２４を搬送ベルト１２の下側に当該搬送ベルト１２と平行となるように配設し、他方の第２のコイル型アンテナ２５を搬送ベルト１２を取り囲むように配置したところでは第１の実施例と同様である。
【００３３】
そして、第２のコイル型アンテナ２５を搬送ベルト１２の搬送方向とは反対方向に傾けたところが第１の実施例と異なる。この場合の第２のコイル型アンテナ２５の傾き角βは６０度以下の所望の角度に設定される。このような構成であれば、第１および第２のコイル型アンテナ２４および２５のコイル辺２４ａ，２４ｃ，２５ａ，２５ｃによって形成される交番磁界２４ａ，Ｍ２４ｃ，Ｍ２５ａ，Ｍ２５ｃは図６のように重なり合うので、トンネル１３内の上下方向全体においてＲＦＩＤタグ２１の読取りに必要な長さＬ以上の通信可能エリアを確保できる。
【００３４】
［第３の実施例］
図７および図８は第３の実施例を示す。この実施例では、第１および第２のコイル型アンテナ２６および２７共に搬送ベルト１２を取り巻くように配設している。そして、第１のコイル型アンテナ２６を第２のコイル型アンテナ２７よりも搬送ベルト１２の延長方向に長く形成し、この第１のコイル型アンテナ２６を搬送方向に傾けると共に、第２のコイル型アンテナ２７を搬送方向とは反対方向に傾けている。
【００３５】
この場合の、第１のコイル型アンテナ２６の傾き角θおよび第２のコイル型アンテナ２７の傾き角Φは夫々６０度以下の互いに異なる所望の角度であって、両コイル型アンテナ２６，２７のなす角（θ＋Φ）が６０〜９０度のうちの所望の角度に定められている。
このような構成であれば、第１および第２のコイル型アンテナ２６および２７のコイル辺２６ａ，２６ｃ，２７ａ，２７ｃによって形成される交番磁界２６ａ，Ｍ２６ｃ，Ｍ２７ａ，Ｍ２７ｃは図８に示すように重なり合うので、トンネル１３内の上下方向のどの位置においても、ＲＦＩＤタグ２１の読取りに必要な長さＬ以上の通信可能エリアを確保できる。
【００３６】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或は変更が可能である。
図１において、第２のコイル型アンテナ１５の傾き角αは「０」、つまり搬送ベルト１２に対して垂直であっても良い。
２つのコイル型アンテナは離して設けてあっても良い。２つのコイル型アンテナ全体としてみた場合に、搬送ベルトの延長方向に対して左右非対称であれば良い。
２つのコイル型アンテナの電波（交番磁束）の放射は交互（時分割）でなく、同時に行っても良い。
搬送装置はベルトコンベアに限らない。電波による通信を邪魔しないものであれば、ローラコンベアなど種々のものが考えられる。搬送ラインはベルトコンベアの場合は搬送ベルトであったが、ローラコンベアの場合は多数のローラが搬送ラインとなる。
本発明は荷物仕分けシステムに限られず、搬送ラインで物品を搬送する過程でＲＦＩＤタグと通信するアンテナ装置に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すもので、通信可能エリアの概略図
【図２】荷物仕分けシステムを示す斜視図
【図３】ＲＦＩＤタグとの通信構成を示すブロック図
【図４】ＲＦＩＤタグのブロック図
【図５】本発明の第２の実施例を示す概略的な斜視図
【図６】図１相当図
【図７】本発明の第３の実施例を示す図５相当図
【図８】図１相当図
【図９】本発明と比較するための第１の構成例を示すもので、（ａ）は図５相当図、（ｂ）は図１相当図
【図１０】本発明と比較するための第２の構成例を示す図９相当図
【符号の説明】
図中、１１はベルトコンベア、１２は搬送ベルト（搬送ライン）、１４，２４，２６は第１のコイル型アンテナ、１５，２５，２７は第２のコイル型アンテナ、２０は荷物（物品）、２１はＲＦＩＤタグである。

Claims

搬送ライン上を搬送される物品に設けられたＲＦＩＤタグと通信するための搬送ライン用アンテナ装置において、
２つのコイル型アンテナからなり、それら２つのコイル型アンテナのうち少なくとも１つのコイル型アンテナは前記搬送ラインを取り巻くように配設されて当該コイル型アンテナの内側を前記物品が通るように構成され、且つ、前記２つのコイル型アンテナは前記搬送ラインの延長方向に対して非対称となるように配置されていることを特徴とする搬送ライン用アンテナ装置。
前記２つのコイル型アンテナのうち、一方のコイル型アンテナは前記搬送ラインと平行に配設され、他方のコイル型アンテナは前記搬送ラインを取り巻くように配設されていることを特徴とする請求項１記載の搬送ライン用アンテナ装置。
前記搬送ラインと平行に配設されたコイル型アンテナは前記搬送ラインの下側に配置されていることを特徴とする請求項２記載の搬送ライン用アンテナ装置。
前記搬送ラインを取り巻くように配設されたコイル型アンテナは前記搬送ラインの搬送方向またはその搬送方向とは反対方向に傾けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の搬送ライン用アンテナ装置。
前記搬送ラインを取り巻くように配設されたコイル型アンテナの傾き角は前記搬送ラインに対して垂直な線とのなす角度で６０度以下であることを特徴とする請求項４記載の搬送ライン用アンテナ装置。
前記２つのコイル型アンテナは共に前記搬送ラインを取り巻くように配設されていることを特徴とする請求項１記載の搬送ライン用アンテナ装置。
前記搬送ラインを取り巻くように配設された前記２つのコイル型アンテナのうち、一方のコイル型アンテナは前記搬送ラインの搬送方向に傾けられ、他方のコイル型アンテナは前記搬送ラインの搬送方向とは反対方向に傾けられていることを特徴とする請求項６記載の搬送ライン用アンテナ装置。
前記傾けて配設された２つのコイル型アンテナの傾き角は互いに異なることを特徴とする請求項７記載の搬送ライン用アンテナ装置。
前記傾けて配設された２つのコイル型アンテナのなす角は６０〜９０度の範囲に定められていることを特徴とする請求項７または８記載の搬送ライン用アンテナ装置。