JP2005020360A

JP2005020360A - 非接触ｉｄタグ識別装置及びこれを用いた非接触ｉｄタグ識別システム

Info

Publication number: JP2005020360A
Application number: JP2003182319A
Authority: JP
Inventors: Futoshi Deguchi; 太志出口; Hiroshi Yoshinaga; 洋吉永; Akihiko Hirata; 明彦平田; Masahiko Tanaka; 雅彦田中; Sukeaki Haruyama; 祐明春山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: JP4107182B2

Abstract

【課題】本発明は、高い信頼性を有する非接触ＩＤタグ識別装置及びこれを用いた非接触ＩＤタグ識別システムを提供する事を目的とする。
【解決手段】本発明の非接触ＩＤタグ識別装置は、非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、前記非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、矩形の筒状空洞体の上下面に配置したアンテナ群を設け、これを連接し、本発明の非接触ＩＤタグ識別システムは、荷物の搬送ラインの途中に設置され、荷物に取り付けられた無線式非接触ＩＤタグを識別するために、小型ループアンテナを複数個、搬送ラインを囲むように行列状に配置し、個々のアンテナ群を時間的に交互に切り換えて複数個の読取／書込装置にてデータを取得する構成としたものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷物の搬送ラインの途中に設置され、荷物に取り付けられた無線式非接触ＩＤタグのデータの読取／書込装置であって、タグの読取り／書込み認識率を向上し、信頼性を改善した非接触ＩＤタグ識別装置及びこれを用いた非接触ＩＤタグ識別システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非接触ＩＣカード（非接触ＩＤタグ）を用いた読取／書込システムは、一般に非接触ＩＣカードシステムと呼ばれ、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数帯を利用した物流システム、航空貨物管理システム等々に実用化されつつある。
【０００３】
一例として、（特許文献１）に記載された従来の非接触ＩＣカードシステム（第１の従来例と言う）を図５に示す。なお、図５は従来の非接触ＩＣカードシステムの説明図である。
【０００４】
図５において、１０１は荷物、１０２は仕分け等のため荷物１０１を搬送する搬送ライン（ベルトコンベア等）である。搬送ライン１０２で搬送される全ての荷物１０１には、その荷物に関するデータ（製造業者名、行き先等）を記録した無線式非接触ＩＤタグ１０３が取り付けられている。搬送ライン１０２の途中には無線式非接触ＩＤタグ１０３のデータを読み取るための門形のアンテナ装置１０４が設置されている。アンテナ装置１０４にはループ状のアンテナが組み込まれている。このアンテナは読取／書込装置（図示せず）に接続されていて、搬送ライン１０２に向けて常に電波を放射している。荷物１０１がアンテナ装置１０４の中を通過すると、荷物１０１に取り付けられた無線式非接触ＩＤタグ１０３がアンテナ装置１０４からの電力及び送信データを受信し、その電力で、記録されているデータを読み出して発信する。アンテナ装置１０４はこのデータを受信して読取／書込装置に送り、読取／書込装置がデータを読み取るようになっている。
【０００５】
また、他の従来の非接触ＩＣカードシステム（第２の従来例と言う）として、（特許文献２）に記載されており、これを図６に示している。図６は従来の非接触ＩＣカードシステムの説明図である。なお、動作原理に関しては、いずれの従来例も同じである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２０６４９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２７９３６２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら、第一、第二のいずれの従来例においても、搬送ラインの幅方向に対して１個のアンテナ、高さ方向に関して左右各１個のアンテナが配置され、計３個の搬送ラインの大きさに合わせて開口面積が１ｍ^２程度の大型のアンテナが用いられている。
【０００８】
この場合何らかの原因、例えば外来ノイズ等により、適正な品質の信号が得られなかったことに起因する通信エラーが生じる事により、タグの読取り／書込み認識率が低下しタグの読取り／書込みに関して信頼性が低いという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、高い信頼性を有する非接触ＩＤタグ識別装置及びこれを用いた非接触ＩＤタグ識別システムを提供する事を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の非接触ＩＤタグ識別装置は、非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、前記非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、矩形の筒状空洞体の上下面に配置したアンテナ群を設け、これを連接した構成とした。
【００１１】
更に、本発明の非接触ＩＤタグ識別システムは、荷物の搬送ラインの途中に設置され、荷物に取り付けられた無線式非接触ＩＤタグを識別するために、小型ループアンテナを複数個、搬送ラインを囲むように行列状に配置し、個々のアンテナ群を時間的に交互に切り換えて複数個の読取／書込装置にてデータを取得することにより、搬送ラインにおける非接触ＩＤタグ識別システムの認識率を向上し、信頼性を高めた構成としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置し、対向する上下面内の２×ｎ個のアンテナ群と左右面内の２×ｍ個のアンテナ群とを、時間的に交互に切り換えて読取／書込装置に接続したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、非接触ＩＤタグ識別装置を連接して、ｋ列（ｋ≧２）設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置したアンテナ群を設け、アンテナ群をｋ列（ｋ≧２）設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、基本領域内に配置したアンテナ群において、対向する上下面内の２×ｎ個のアンテナ群と左右面内の２×ｍ個のアンテナ群とを、時間的に交互に切り換えて読取／書込装置に接続したことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、ｋ列のアンテナ群におのおの対応した、ｋ個の独立した読取／書込装置を設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、ｋ個の独立した読取／書込装置を時間的同期して制御する一つの制御装置を設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、荷物の搬送ラインの途中に設置され、荷物に取り付けられた非接触ＩＤタグを識別する非接触ＩＤタグ識別システムであって、非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、荷物の搬送ラインの進行方向に対して垂直な面の外周部に、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置し、対向する上下面内の２×ｎ個のアンテナ群と左右面内の２×ｍ個のアンテナ群とを、時間的に交互に切り換えて読取／書込装置に接続したことを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、荷物の搬送ラインの途中に設置され、荷物に取り付けられた非接触ＩＤタグを識別する非接触ＩＤタグ識別システムであって、非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、荷物の搬送ラインの進行方向に対して垂直な面の外周部に、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置した構成のアンテナ群を設けこれを基本領域とし、この基本領域を荷物の搬送ラインの進行方向に対して、ｋ列（ｋ≧２）設けたことを特徴とする。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、基本領域内に配置したアンテナ群において、対向する上下面内の２×ｎ個のアンテナ群と左右面内の２×ｍ個のアンテナ群とを、時間的に交互に切り換えて読取／書込装置に接続したことを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、ｋ個の基本領域におのおの対応した、ｋ個の独立した読取／書込装置を設けたことを特徴とする。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、ｋ個の独立した読取／書込装置を時間的同期して制御する一つの制御装置を設けたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、ｋ個の基本領域から成る搬送ラインを非接触ＩＤタグが通過する時間内に、少なくともｋ回、非接触ＩＤタグと読取／書込装置が通信するようにしたことを特徴とする。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。なお、本発明における非接触ＩＣタグの定義は、非接触で読取／書込装置との通信を行うことができる無線通信媒体である。よって、用途によっては非接触ＩＣカードと呼ばれるものを含む。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別システムを示す斜視図であり、図１において、１は荷物、２は仕分け等のため荷物１を搬送する搬送ライン（ベルトコンベア等）、３はその荷物に関するデータ（製造業者名、行き先等）を記録した無線式の非接触ＩＤタグ、４はアンテナシステム、５はループアンテナである。
【００２６】
アンテナシステム４は、荷物１の搬送ライン２の途中に設置され、荷物１に取り付けられた非接触ＩＤタグ３に電磁誘導により電力と送信信号を供給し、非接触ＩＤタグ３からの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナ５を、荷物１の搬送ライン２のコンベア進行方向に対して垂直な面の外周部に、各辺の長さがＬｘ，Ｌｙ，Ｌｚの矩形の筒状空洞体を設け、その上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置した構成のアンテナ群を設けこれを基本領域Ａとしている。
【００２７】
図１においては、一例としてｎ＝２、ｍ＝２の場合を示している。この基本領域を荷物の搬送ライン２の進行方向に対して、ｋ列（ｋ≧２）設け、図１においては、一例としてｋ＝３の場合を示し、基本領域Ａ、基本領域Ｂ、基本領域Ｃからなる３つの領域を設けた構成としている。
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別装置の斜視図であり、図２中、ａ１１〜ａ１４、ｂ１１〜ｂ１４は各々、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれ２個計４個、左右面にそれぞれ２個計４個、基本領域Ａ全体として計８個のループアンテナを配置した構成を示している。
【００２９】
左右面に設けられたループアンテナａ１１〜ａ１２、及びａ１３〜ａ１４は、通信用のケーブル（同軸ケーブル等）７ａにより、また上下面に設けられたループアンテナｂ１１〜ｂ１２、及びｂ１３〜ｂ１４は、通信用のケーブル（同軸ケーブル等）７ｂにより、読取／書込装置６に接続されている。
【００３０】
読取／書込装置６はさらに制御装置８に接続されてデータの送受等のコントロールを受けている。
【００３１】
そして、基本領域Ａ内に配置した対向する上下面内の２×ｎ個のアンテナ群ａ１１〜ａ１４と、左右面内の２×ｍ個のアンテナ群ｂ１１〜ｂ１４とを、読取／書込装置６内に設けられた切り替えスイッチ（図示せず）にて、図４に示すアンテナ切り換えのタイミングチャートの領域Ａ部に則り、時間的に交互に切り換えて電力供給のＯＮ、ＯＦＦを行い、磁界の発生の切り替えを行う。なお、図４は、本発明の実施の形態１によるアンテナ切り換えのタイミングチャートである。
【００３２】
これにより、アンテナ群に囲まれた領域内においては、無線式非接触ＩＤタグ３の正常な動作に必要な電力およびデータ信号が電磁誘導により充分供給される。また非接触ＩＤタグ３からの受信信号を負荷変動により取得する場合もアンテナ群に囲まれているため良好に受信できる。
【００３３】
また、図１で示した本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別システムでは、図２で示した基本領域Ａを構成する非接触ＩＤタグ識別装置の他、基本領域Ｂ、基本領域Ｃとで構成しているが、基本領域Ａを構成する非接触ＩＤタグ識別装置のみで構成してもよい。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別装置の斜視図であり、図１に記載の一例としてｋ＝３の場合を示し、アンテナ群ａ１１〜ａ１４、ｂ１１〜ｂ１４から成る基本領域Ａ、アンテナ群ａ２１〜ａ２４、ｂ２１〜ｂ２４から成る基本領域Ｂ、アンテナ群ａ３１〜ａ３４、ｂ３１〜ｂ３４から成る基本領域Ｃ、の３つの領域を設けた構成としている。
【００３５】
この場合３個の基本領域Ａ、Ｂ、Ｃにおのおの対応した、３個の独立した読取／書込装置６ａ、６ｂ、６ｃを設けたことにより、非接触ＩＤタグ３を添付した荷物１が、アンテナシステム４の搬送ライン２のコンベア進行方向の長さ（図１に示す）Ｌｙ内を通過する間に、ｋ個（この場合３個）の基本領域を通過する事になり、３個の独立した読取／書込装置６ａ、６ｂ、６ｃによりデータの送受が３回行われ、従来例の１個の読取／書込装置の１回の通信に対し、統計学上信頼性が向上する。
【００３６】
更に、ｋ個（この場合３個）の独立した読取／書込装置６ａ、６ｂ、６ｃを図４に示すアンテナ切り換えのタイミングチャートの領域Ａ部、領域Ｂ部、領域Ｃ部に則り、時間的同期して、一つの制御装置８にて制御するようにしたものである。これにより送信のタイミングと受信のタイミングとが個々の領域Ａ部、領域Ｂ部、領域Ｃ部間で同期がとれ、非接触ＩＤタグ３と読取／書込装置６ａ、６ｂ、６ｃとの通信が可能となる。
【００３７】
なお、図１で示した本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別システムでは、基本領域Ａ、基本領域Ｂ、基本領域Ｃを構成する図３で示した非接触ＩＤタグ識別装置を備えており、図２で示した一つの基本領域を構成する非接触ＩＤタグ識別装置を設けることに比して、更に、高い信頼性を得ることができるのは言うまでもない。
【００３８】
ここで、非接触ＩＤタグ識別システムの優位性について説明する。即ち、ｋ個の基本領域から成る搬送ラインを非接触ＩＤタグが通過する時間内に、少なくともｋ回（この場合３回）、非接触ＩＤタグと読取／書込装置が通信するようにした事により、統計学上信頼性が向上する。
【００３９】
例えば、時間的に不変でない原因による通信エラー確立が、仮にα（％）であったとすると、通信をｋ回試行することにより、通信エラー確立は以下の（式１）に示される値となる。
【００４０】
通信エラー確立＝（α／１００）＾ｋ（式１）
仮に、通信エラー確立が、２（％）であったとすると通信を３回試行することにより、（式１）より、通信エラー確立は０．０２^３＝８×１０^−６となり、通信エラー確立が８×１０^−４（％）に改善される。時間的に不変な原因、例えばタグの回路不良・故障等が無く、時間的に不変でない原因のみにより通信エラーが発生する。
【００４１】
通信の信頼性が仮に９８（％）のシステムに対して、本発明の非接触ＩＤタグ識別装置の構成を適用した場合、１−（１−０．９８）^３＝０．９９９９９２となり、９９．９９９（％）の通信の信頼性をもつ非接触ＩＤタグ識別システムが実現できる。
【００４２】
なお、本実施の形態１では非接触ＩＤタグ識別システムとして、物流システム、航空貨物管理システムで例示される、荷物に関するデータを記録した非接触ＩＤタグを荷物に貼付し仕分けを行う例を示したが、本発明の非接触ＩＤタグ識別装置は、個人認証、入場管理、物品管理等の他のシステムへの応用が可能であるのは言うまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明により、通信を複数回試行することにより、何らかの原因、例えば外来ノイズ等により、適正な品質の信号が得られなかったことに起因する通信エラーを補償し、さらに時間分割多重通信を行うシステムでは、衝突防止方式によっても回避できなかった通信エラーを補償することができる。言い換えれば時間的に不変でない原因による通信エラーを補償する事ができる。
【００４４】
よって、本発明により、高い信頼性を有する非接触ＩＤタグ識別装置及びこれを用いた非接触ＩＤタグ識別システムを提供する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別システムを示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別装置の斜視図
【図３】本発明の実施の形態１による非接触ＩＤタグ識別装置の斜視図
【図４】本発明の実施の形態１によるアンテナ切り換えのタイミングチャート
【図５】従来の非接触ＩＣカードシステムの説明図
【図６】従来の非接触ＩＣカードシステムの説明図
【符号の説明】
１荷物
２搬送ライン
３非接触ＩＤタグ
４アンテナシステム
５ループアンテナ
６読取／書込装置
７ａ，７ｂ通信用のケーブル
８制御装置

Claims

非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、前記非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置し、対向する上下面内の２×ｎ個のアンテナ群と左右面内の２×ｍ個のアンテナ群とを、時間的に交互に切り換えて読取／書込装置に接続したことを特徴とする非接触ＩＤタグ識別装置。
前記非接触ＩＤタグ識別装置を連接して、ｋ列（ｋ≧２）設けたことを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＤタグ識別装置。
非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、前記非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置したアンテナ群を設け、前記アンテナ群をｋ列（ｋ≧２）設けたことを特徴とする非接触ＩＤタグ識別装置。
前記基本領域内に配置したアンテナ群において、対向する上下面内の２×ｎ個のアンテナ群と左右面内の２×ｍ個のアンテナ群とを、時間的に交互に切り換えて読取／書込装置に接続したことを特徴とする請求項３に記載の非接触ＩＤタグ識別装置。
前記ｋ列のアンテナ群におのおの対応した、ｋ個の独立した読取／書込装置を設けたことを特徴とする請求項３項に記載の非接触ＩＤタグ識別装置。
前記ｋ個の独立した読取／書込装置を時間的同期して制御する一つの制御装置を設けたことを特徴とする請求項５に記載の非接触ＩＤタグ識別装置。
荷物の搬送ラインの途中に設置され、荷物に取り付けられた非接触ＩＤタグを識別する非接触ＩＤタグ識別システムであって、非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、前記非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、荷物の搬送ラインの進行方向に対して垂直な面の外周部に、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置し、対向する上下面内の２×ｎ個のアンテナ群と左右面内の２×ｍ個のアンテナ群とを、時間的に交互に切り換えて読取／書込装置に接続したことを特徴とする非接触ＩＤタグ識別システム。
荷物の搬送ラインの途中に設置され、荷物に取り付けられた非接触ＩＤタグを識別する非接触ＩＤタグ識別システムであって、非接触ＩＤタグに電磁誘導により電力と送信信号を供給し、前記非接触ＩＤタグからの受信信号を負荷変動により取得するループアンテナを、荷物の搬送ラインの進行方向に対して垂直な面の外周部に、矩形の筒状空洞体の上下面にそれぞれｎ個（ｎ≧１）、左右面にそれぞれｍ個（ｍ≧１）配置した構成のアンテナ群を設けこれを基本領域とし、この基本領域を荷物の搬送ラインの進行方向に対して、ｋ列（ｋ≧２）設けたことを特徴とする非接触ＩＤタグ識別システム。
前記基本領域内に配置したアンテナ群において、対向する上下面内の２×ｎ個のアンテナ群と左右面内の２×ｍ個のアンテナ群とを、時間的に交互に切り換えて読取／書込装置に接続したことを特徴とする請求項８に記載の非接触ＩＤタグ識別システム。
前記ｋ個の基本領域におのおの対応した、ｋ個の独立した読取／書込装置を設けたことを特徴とする請求項８，９の内いずれか１項に記載の非接触ＩＤタグ識別システム。
前記ｋ個の独立した読取／書込装置を時間的同期して制御する一つの制御装置を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の非接触ＩＤタグ識別システム。
前記ｋ個の基本領域から成る搬送ラインを非接触ＩＤタグが通過する時間内に、少なくともｋ回、非接触ＩＤタグと読取／書込装置が通信するようにしたことを特徴とする請求項８〜１１の内いずれか１項に記載の非接触ＩＤタグ識別システム。