JP2006005858A

JP2006005858A - データキャリア通信装置

Info

Publication number: JP2006005858A
Application number: JP2004182634A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Yamane; 茂樹山根; Katsushi Inoue; 勝史井上; Takashi Horinouchi; 貴志堀ノ内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2006-01-05

Abstract

【課題】対象物に設けられた無線タグと通信を行う場合、複数のアンテナを順次切り替えて通信を行うため、通信完了まで時間がかかり、また、そのため対象物を高速で移動させ難いという問題がある。
【解決手段】複数のアンテナからなり対象物の所定の位置に設けられたデータキャリアと通信を行うアンテナ部と、前記対象物を光学的に検出する光学検出部と、前記対象物に関する情報を記憶する記憶部と、前記光学検出部の情報および前記記録部の情報に基づいて前記アンテナ部を制御する制御部とを備え、対象物に設けられている無線タグと通信可能なアンテナを選定して通信を行うことにより、高速に対象物に設けられた無線タグと通信を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線タグなどのデータキャリアに対して情報の読み取りおよび／または書き込みを行うデータキャリア通信装置に関するものである。

近年、生産工程、在庫管理などのＦＡ分野、商品管理などの流通分野で物の識別と管理を効率化することを目的として、識別対象物に情報を記録でき非接触で通信可能なデータキャリアを取り付け、アンテナ部や制御部などからなる読み取り／書き込み装置を用いてデータキャリアの情報を読み取ることで識別対象物の識別を行うものが知られている（例えば、特許文献１および非特許文献１参照）。

図４に、従来のデータキャリア通信装置が生産工程で用いられる場合の概略構成図を示す。図４において、１は電波の授受を行うアンテナ部であり、２はアンテナ部１の制御を行う制御部である。なお、アンテナ部１は複数個（図４では１本につき３つ）のアンテナ６から構成されており、また、このアンテナ部１は、コンベアの両脇に一対、そして、コンベアの上部の３本によって、コンベアを通る対象物３を囲む様ゲート状に構成されている。

また、４はこの対象物３に設けられた無線タグである。

以上のように構成されたデータキャリア通信装置について動作を説明する。

アンテナ部１から電波を発信し、対象物３に設けられた無線タグ４と通信を行うことで情報をやりとりする。なお、生産される対象物３は設計時に詳細に図面化されており、形状や大きさ等の特徴や、シール等の付属物の取り付け位置も決められている。また、対象物３に設けられる無線タグ４も、対象物３のどの位置に設けるかが予め決められている。無線タグ４は、自ら電池を持たず、アンテナ部１の電磁波により起電力を得て動作する電池レスタイプと、自ら電池を有するタイプいずれも用いることができる。

なお、生産工程や物流倉庫では多種多様な製品や部材が対象であり、一つのアンテナ６では通信可能範囲が限られるため、アンテナ部１は一般に複数個のアンテナ６から構成されいる。従って、無線タグ４の取り付けられる位置が変化しても、通信可能範囲が異なる複数のアンテナ６を動作させることで無線タグ４と通信が可能である。

しかし、複数個のアンテナ６を同時に動作させると、各々のアンテナ６による電波同士が干渉してしまい、対象物３に設けられた無線タグ４との通信ができなくなるため、アンテナ６を一つずつ順番に動作させ、無線タグ４と通信できたアンテナ６を確認して情報のやりとりを行うものである。
特開２００１−１５６６７３号公報書籍「これでわかったＲＦＩＤ」社団法人日本自動認識システム協会（平成１５年９月）

しかしながら、従来のデータキャリア通信装置には、以下の問題点があった。

ベルトコンベヤ等により製品や部材等の対象物３が流れており、それらに設けられた無線タグ４と通信を行う場合、対象物３の全数について、取り付けられた無線タグ４が確認できているのかを知ることができない。例えば、生産工程で欠品等の異常があり、ベルトコンベヤ上を流れてくる対象物３が予定数より１台少なかった場合、アンテナ部１による読み取り結果が予定台数より１台少なかったとしても、対象物３が１台少なく流れていたからその結果が得られたのか、あるいは、対象物３が正常に流れてきたがそれに取り付けられている無線タグ４の読み取りができなかったのか読み取り数が予定より１台少なかった原因を特定できないという問題がある。

また、対象物３として多種多様な製品や部材を生産する場合、対象物３に取り付けられている無線タグ４のコンベアに対する高さや、箱のどちらの側面に取り付けられているか、箱の前方あるいは後方のいずれに取り付けられているかが区々別々であることもあり、この場合は、無線タグ４が取り付けられている位置に対して最適の位置にあるアンテナで読み取るため、複数のアンテナ６を順次切り替えて通信を行い、通信ができるまでそれを行うので、最悪の場合、全てのアンテナ６の動作を切り替える必要がある。従って、無線タグ４と通信を行うためには最悪の場合を考慮して全てのアンテナ６の切り替えを行う時間を見込んでおく必要が有り、そのため、対象物３を高速に移動させ難くなってしまうという問題がある。

また、対象物３として多種多様な製品、部材を検出する場合、どの対象物３が確認できたのか、あるいはできなかったのかを特定できないという問題がある。

本発明は、対象物３の数量や内容等を確認し、それに基づいてアンテナ部１を制御することで無線タグ４と高速で通信を行い、また、外部へ読取状態等の情報を通信するデータキャリア通信装置を提供することを目的とする。

本発明のデータキャリア通信装置は、複数のアンテナからなり対象物に設けられたデータキャリアと通信を行うアンテナ部と、前記対象物を光学的に検出する光学検出部と、この光学検出部からの信号により前記アンテナ部を制御する制御部とからなるものである。

また、本発明のデータキャリア通信装置は、複数のアンテナからなり対象物の所定の位置に設けられたデータキャリアと通信を行うアンテナ部と、前記対象物を光学的に検出する光学検出部と、前記対象物に関する情報を記憶する記憶部と、前記光学検出部の情報および前記記録部の情報に基づいて前記アンテナ部を制御する制御部とからなるものである。

また、本発明のデータキャリア通信装置は、複数のアンテナからなり対象物の所定の位置に設けられたデータキャリアと通信を行うアンテナ部と、前記対象物を光学的に検出する光学検出部と、前記対象物に関する情報を記憶する記憶部と、前記光学検出部の情報および前記記録部の情報に基づいて前記アンテナ部を制御する制御部と、前記アンテナ部と前記データキャリアとの通信状態を報知する報知部とからなるものである。

以上のように、本発明は、光学的検出部を設けて対象物を認識し、対象物に設けられている無線タグと通信可能なアンテナを選定して通信を行うことにより、高速に対象物に設けられた無線タグと通信を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図３を用いて説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態について図１を用いて説明する。図１にデータキャリア通信装置の概略構成を示す。

図１において、１は複数のアンテナからなり無線タグ４と通信を行うアンテナ部、２はアンテナ部１の制御を行う制御部、３は製品や部材等の対象物、４は対象物３に設けられた無線タグ、５は対象物を光学的に検出する光学検出部である。アンテナ部１は、コンベアを流れる対象物３を囲む様、ゲート状に構成されている。なお、この光学検出部５としては例えばカメラが用いられ、アンテナ部１による通信が行なわれるより前に対象物３を検出できる位置に設けられている。この光学検出部５は、後述するコンベアの走行方向の中心軸の真上に位置され、コンベア上を搬送される対象物３を撮影する。また、１１は対象物３の移送を行うコンベアである。また、アンテナ部１は図４で示した従来のデータキャリア通信装置と同様に、通信範囲が異なる複数のアンテナから構成されており、対象物３の流れ方向に対して右側と左側と上方とに設けられている。

以上のように構成されたデータキャリア通信装置についてその動作を説明する。

なお、例として、多様多種の形状をした対象物３が流れてくるものの、対象物３の高さの半分の位置に無線タグ４を取り付けることが決められている場合について説明する。また、対象物３の形状は多種あるものの種類は有限であり、無線タグ４が取り付けられている位置はその形状毎に定められている。

まず、光学検出部５の一例であるカメラにより対象物３を撮像することで対象物３を検出し、対象物３の数量や形状や位置などの情報を制御部２に送信する。制御部２には、対象物３の形状毎に予め定めらている無線タグ４の位置がメモリに記憶されている。例えば、対象物３が立方体形状であれば、右側側面に無線タグ４が取り付けられており、直方体形状であれば左側側面に無線タグ４が取り付けられている。

制御部２では光学検出部５からの情報に基づいて対象物３の有無や形状の確認を行う。上述のように、対象物３の形状が立方体であれば、右側に無線タグ４が取り付けられているので、右側のアンテナを使用する。、すなわち、制御部２は対象物３のコンベア１１上の位置と対象物３の形状に基づいて、無線タグ４がコンベア１１の右側に位置していれば、右側に位置するアンテナ部１を構成する複数のアンテナのうち対象物３の高さの半分の位置が通信可能範囲であるアンテナ、例えば、一番上にあるアンテナを最初に駆動させるよう予め設定されている。そして、このアンテナで無線タグ４と通信できなかった場合には、このアンテナを最初として、その後駆動させるアンテナの順序を予め決めておき、制御部２は、都度次ぎに駆動するアンテナをアンテナ部１に支持する。この指示に基づいて、駆動アンテナのスイッチングが行われる。例えば、最初のアンテナで読み取れない場合は、その上方に位置するアンテナを動作させ、そのアンテナでも通信ができなかった場合には、最初に動作させたアンテナの下方に位置するアンテナを動作させる。

さらに具体例として、例えば生産工程では何らかの理由（例えば不良発生に気づき、工程から取り除く等）で、生産物（対象物３）が連続的に供給され無い場合が発生する。この場合、光学検出部５により対象物３の有無を確認し、対象物３がなければ通信を行わない。一方、光学検出部５により対象物３が存在することを確認し、対象物３が５０ｃｍの高さであり、コンベア１１上での位置が中心より右側に２０ｃｍずれていると認識した場合、対象物３の流れ方向に対して右側に位置するアンテナ部１から高さ２５ｃｍ近傍が通信可能範囲であるアンテナを選定して動作させる。そしてこのアンテナで通信ができなければ、次にこのアンテナの上下いずれかに位置するアンテナを動作させる。更に通信ができない場合には、対象物３の流れ方向に対して左側に位置するアンテナ部１から高さ２５ｃｍ近傍が通信可能範囲であるアンテナを選定して動作させる等の制御を行う。これらの動作も、予め動作させるアンテナの順序を決めておき、制御部２からアンテナ部１に対する、どのアンテナを動作させるのかの指示に従い、アンテナ部１において駆動アンテナのスイッチングを行う。以上のように、光学検出部５を設けることにより、対象物３の数量や対象物３の有無等を把握でき、かつ、通信の可能性が高いアンテナを選定して動作させることができるので、対象物３の数量管理や対象物３に設けられた無線タグ４との通信を高速に行うことができる。

なお、本実施の形態のように光学検出部５を１つとしても良いが、水平方向や垂直方向が撮像できるように２個以上設けることでより正しい認識が可能となる。

また、光学検出部５は単なる可視光を認識するのではなく、可視光以外も認識可能とするものを用いてもよい。

また、本実施の形態では、アンテナ部１を対象物３の流れ方向に対して右側と左側と上方とに設けた例を示しているが、いずれかの位置のみとしても良い。

また、本実施の形態では対象物３が移動する例を示しているが、対象物３が停止しておりアンテナ部１や光学検出部５が移動する場合にも同様に適用できる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態について図２を用いて説明する。図２にデータキャリア通信装置の概略構成を示す。

なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明は省略する。実施の形態１と異なるのは、対象物３に対応付けられた無線タグ４の取り付け位置の情報等を記憶する記憶部７を光学検出部５と制御部２との間に設け、光学検出部５の検出結果と記憶部７に記憶されている情報とに基づいて制御部２がアンテナ部１を制御するようにした点である。

以上のように構成されたデータキャリア通信装置について、その動作を説明する。

光学検出部５の一例であるカメラにより対象物３を撮像することで対象物３を検出し、対象物３の数量や形状や位置などの情報を記憶部７に送信する。記憶部７には対象物３の特徴等を明確にした設計データが記録されており、また、所定の対象物３とこの対象物３に設けられる無線タグ４の取り付け位置とが対応付けて記憶されている。

記憶部７は、光学検出部５から受信した対象物３に関する情報と、記憶している情報とを照合して撮像した対象物３を特定するとともに無線タグ４の設けられている位置を特定し、この情報を制御部２に送信する。

制御部２は記憶部７から受信した撮像した対象物３における無線タグ４の取り付け位置情報に基づいて、アンテナ部１を構成する複数のアンテナから通信に最適なアンテナを選定して動作させる。

そして、この無線タグ４と通信ができたか否かを示す通信可否情報を記憶部７へ送信し、記録部７では光学検出部５で撮像した情報と制御部２から受信した通信可否情報とを対応付けて記憶して管理を行う。

具体例として、例えば、光学検出部５で対象物３を撮像して対象物３の確認を行い、記憶部７は光学検出部５から受信した対象物３の情報と記憶している情報とに基づいて無線タグ４の取り付け位置を特性し、例えば、無線タグ４が高さ２５ｃｍの位置に設けられており、対象物３の位置がコンベア１１の中心から左側に２０ｃｍずれていると認識すれば、左側に位置するアンテナ部１から高さ２５ｃｍの位置が通信可能範囲であるアンテナを選定して動作させる。

以上のように対象物３の設計データを記憶させた記憶部７を設け、光学検出部５で撮像した対象物３の情報と記憶している情報とに基づいて無線タグ４の取り付け位置を特定し、その無線タグ４と通信可能なアンテナを選定して動作させることにより、従来のようにアンテナを随時切り替えて通信を行う場合と比べてより高速に通信することが可能となる。

なお、光学検出部５の情報とアンテナ部１での情報とを対応付けて記録部７に記憶させることで、これらの情報を品質確認等のトレーサビリティに活用することができる。

また、記憶部７が光学検出部５からの情報と記憶している情報とに基づいて無線タグ４の取り付け位置を特定してアンテナ部１を制御する例を示したが、制御部２が光学検出部５および記憶部７からの情報に基づいて無線タグ４の取り付け位置を特定してアンテナ部１を制御するようにしてもよい。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態について図３を用いて説明する。図３に本実施の形態のデータキャリア通信装置の概略構成を示す。

なお、本実施の形態において、実施の形態２と同様の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。実施の形態２と異なるのは、対象物３に設けられた無線タグ４との通信状態等の情報を報知する報知部８を設けた点である。なお、この報知部８は、離れた場所に設けられたモニター等に接続することも可能であり、離れた場所に報知を行うこともできる。

図３は、本発明のデータキャリア通信装置の実施の形態３における概略構成図である。

そして、この無線タグ４と通信ができたか否かを示す通信可否情報を記憶部７へ送信し、記録部７では光学検出部５で撮像した情報と制御部２から受信した通信可否情報とを対応付けて記憶し、報知部８は記憶した情報を外部に対して報知する。

なお、この報知部８が通信網等を介して離れた位置に存在するモニター等に接続されている場合、このモニター側からの要求あるいは必要に応じて記憶部７に記憶されている情報をモニター側に送信し、そのモニターを通じて報知を行うことが可能である。

例えば、光学検出部５で対象物３を認識し、アンテナ部１の最適なアンテナを選定して通信を行い、かつ、その通信結果の情報を、工場等における次工程や前工程、あるいは全体管理の部署等へ連絡することで、前記情報を活用して工場等全体としての有効な対応を実施することが可能となる。

また、光学検出部５の情報とアンテナ部１での通信の情報とを対応付けて記憶部７に記憶しているので、この記憶している情報を外部へ報知することで、通信の可否の対象物３の特定や、製品毎の区分けなど本工程以外の工程での大幅な効率化ができると同時に、品質確認等のトレーサビリティに活用することができる。

また、生産工程では一日に何千、何万もしくはそれ以上という対象物３の情報を管理することが必要である。しかし、管理する内容を全てチェックしておくことは不可能であり、一方、必要な情報のみが取り出せることが求められる。そこで、対象物３の有無と数量、対象物３の情報を送信し、無線タグ４と通信ができた情報のみ、あるいは、無線タグ４と通信ができなかった情報のみを自動的に報知するようにすれば、工場内等での次工程で対象物３が有り通信できなかった対象物３については生産工程から取り除くことができ、また、通信できた対象物３に関する情報を報知することで、工場内等での前工程あるいは工程全体で対象物３への次の対応を非常に有効に行うことが可能となる。

なお、上記実施の形態１から３で用いるデータキャリアとしては、例えば、ＩＣチップを内蔵した無線ＩＣタグが用いられ、この無線ＩＣタグにはコイン型やカード型などがある。

本発明のデータキャリア通信装置は、光学検出部を設け、数量、形状等を把握することができ、特に生産工程、在庫管理などで無線タグを用いて多品種の製品の識別と管理をおこなう場合などに有用である。

本発明のデータキャリア通信装置の実施の形態１における概略構成を示す図本発明のデータキャリア通信装置の実施の形態２における概略構成を示す図本発明のデータキャリア通信装置の実施の形態３における概略構成を示す図従来のデータキャリア通信装置の概略構成図

符号の説明

１アンテナ部
２制御部
３対象物
４無線タグ
５光学検出部
７記憶部
８報知部
１１コンベア

Claims

複数のアンテナからなり対象物に設けられたデータキャリアと通信を行うアンテナ部と、前記対象物を光学的に検出する光学検出部と、この光学検出部からの信号により前記アンテナ部を制御する制御部とからなるデータキャリア通信装置。
複数のアンテナからなり対象物の所定の位置に設けられたデータキャリアと通信を行うアンテナ部と、前記対象物を光学的に検出する光学検出部と、前記対象物に関する情報を記憶する記憶部と、前記光学検出部の情報および前記記録部の情報に基づいて前記アンテナ部を制御する制御部とからなるデータキャリア通信装置。
複数のアンテナからなり対象物の所定の位置に設けられたデータキャリアと通信を行うアンテナ部と、前記対象物を光学的に検出する光学検出部と、前記対象物に関する情報を記憶する記憶部と、前記光学検出部の情報および前記記録部の情報に基づいて前記アンテナ部を制御する制御部と、前記アンテナ部と前記データキャリアとの通信状態を報知する報知部とからなるデータキャリア通信装置。
記憶部は対象物とこの対象物に設けられているデータキャリアの位置情報とを対応付けて記憶しており、制御部は光学検出部の情報および前記記録部に記憶されている前記データキャリアの位置情報とに基づいてアンテナ部を構成する複数のアンテナから通信を行うアンテナを選定して動作させる請求項２または３記載のデータキャリア通信装置。
光学検出部で検出した情報と、アンテナ部とデータキャリアとの通信状態とを対応付けて記憶部に記憶する請求項２から４のいずれか１項に記載のデータキャリア通信装置。
光学検出部で検出した対象物の数と、記憶部に記憶されているアンテナ部によるデータキャリアとの通信結果とに基づいて、通信ができた対象物を報知部により報知する請求項５記載のデータキャリア通信装置。
光学検出部で検出した対象物の数と、記憶部に記憶されているアンテナ部によるデータキャリアとの通信結果とに基づいて、通信ができなかった対象物を報知部により報知する請求項５記載のデータキャリア通信装置。
報知部は離れて位置する外部機器と通信可能であり、アンテナ部とデータキャリアとの通信状態を前記報知部から前記外部機器に送信し、前記外部機器により前記通信状態を報知する請求項３記載のデータキャリア通信装置。