JP2006294040A - 物体の相対的な位置を定め、かつ物体を識別するためのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 接触することなくデータを読出し、および／または書換えることが可能なように、電子的に記憶されたデータを保持するシステムを提供する。
【解決手段】 物体の相対的な位置を定め、かつ物体を識別するためのシステムであって、集積回路２３に記憶されたデータと、アンテナとを保持し、主な読出方向Ｌを有する読出／書込装置によって接触することなくそれぞれデータを読出すか、または書換えることができる。アンテナは間隙を有するアンテナループ５として設計され、ループ（５）の端は、たとえば連結ピースの上に配置される集積回路と接触し、アンテナ部分はアンテナループ（５）によって規定される。物体は、カバー３１を有する容器３０であり、ループ５の一部がカバー３１の上に配置される。
【選択図】 図９

Description

この発明は、第１の独立請求項の包括部分に従った移動可能な物体に関する。物体は主な読出方向を有する読出／書込装置によって、接触することなく読出すべきデータ、または接触することなく書換えるべきデータを保持する。

製造、メインテナンス、分析、および在庫管理などの非常に多様な応用分野において、移動可能な物体に自動的に読出可能な識別手段を装備することがますます望まれている。このような識別手段はたとえば物体を自動的に識別するのに用いられる。自動的に読出可能な識別手段とは、たとえば光学的手段で読出可能である表示または電子的に記憶されたデータである。

光学的表示とはたとえばバーコードである。このような光学的識別手段の読出は接触することなく実行され、そのため読出の距離および読出の角度は所与の範囲内に保たれなければならず、表示は目で見えなければならない。つまり、表示は不透明の媒体によって読出器具から離されていてはならない。

電子的に記憶されたデータはたとえば対応する集積回路の中に記憶され、この回路は識別されるべき物体に装着される。記憶されたデータを読出すために、この種の回路は読出装置によって、もしくはそのような装置のプローブによって接触されるか、またはそれはアンテナを含み、記憶されたデータは対応して装備された読出装置によって接触することなく読出される。回路、アンテナ、および読出装置は、回路に記憶されたデータが装置によって読出されるだけでなく書換えることも可能であるように設計することができ（読出／書込装置）、また回路中で読出および書換に必要なエネルギが装置から回路へ接触することなく伝送され、移動可能な物体の回路に特別なエネルギ源（たとえばバッテリ）を必要としないように設計することもできる。

光学的表示とは対照的に、電子的に記憶されたデータは制御機能も識別機能も同様に行なうことができる。つまり、そのようなデータの助けを借りて、対応して装備された装置を直接起動することができる。

接触によるデータ交信のためには、読出／書込装置と物体とは正確に規定された相対的位置に置かれなければならない。接触のないデータ交信は、回路、アンテナ、および読出／書込装置の設計によって、物体と読出／書込装置とのある程度自由に選択可能な相対的位置において可能である。しかしながら、読出／書込装置の位置に関して自由範囲の広いシステムにおいては、データ交信を１つの特定の物体に制限したり、または（物体を局部に配置するため、および／または１つの特定の位置に存在する物体に制御機能を行なわせるため）機能上１つの局部を１つの物体に連結するのは、さらなる手段がなければより困難であるか、または不可能である。

この発明の目的は、接触することなくデータを読出し、および／または書換えることが可能で、それによって読出／書込装置と物体との相対的な位置の広い自由度が保証され、物体の存在位置を認知し、および機能的に使用することを可能にする電子的に記憶されたデータを保持する物体を作製することである。

この目的は特許請求の範囲により規定される移動可能な物体により達成される。
この発明の移動可能な物体は、データを電子的に記憶可能な集積回路およびアンテナを含む。アンテナは、実質的に集積回路によって閉鎖されアンテナ部分を規定する導電ループ（アンテナループ）からなる。書込または読出のプロセスでは、装置の主な読出方向がアンテナ部分を垂直方向または斜め方向に貫通するように物体が読出／書込装置に相対的に配置され（この部分に平行には配置されない）、書込／読出プロセスの間、物体および読出／書込装置は静止しているか、または互いに相対的に動く。

アンテナループ、またはアンテナ部分はそれぞれ、読出／書込装置の主な読出方向を変えることなく、移動可能な物体の可能な限り多くの等しい位置において特定の読出／書込装置によって行なわれる読出／書込のプロセスが可能なように、設計され位置づけられる。これは、物体が現在、複数の等しい位置のうちどの特定の１つにあるかにかかわらず、実質的に不変の主な読出方向が物体のアンテナ部分を貫通することを意味する。物体の均等の位置とは、読出／書込プロセスに関係のない理由で、物体が読出／書込のできる局部に見出され得る複数の位置として理解されるべきである。

導電ループは物体の特定の構成に対してのみ閉鎖されるように設計され得る。換言すれば、物体のデータは物体がこれらの特定の構成のうちの１つを有する場合のみ、それぞれ書換または読出が可能である。

この発明の移動可能な物体の実施形態、およびそのような物体のためのアンテナの有利な実施形態は、以下の図に関連して詳細に説明される。

図１にはこの発明の移動可能な物体の例示的な実施形態として印刷製品のロール１が示される。このようなロールは、しばしば印刷製品の加工処理過程において保管形態として用いられる。ロール１は実質的に円筒形の中空の巻取芯２を含み、巻取芯は通常プラスチックでできており、この上に巻付テープ３の助けを借りて印刷製品が巻付けられる。

このような巻取芯は、その軸Ｒに対して実質的に回転対称である。巻取芯は、巻取芯（実質的に水平な回転軸）の領域でそれらをしっかりと掴むことにより、回転軸を垂直方向に倒すようにそれらを横たえ同軸上に互いに上に積重ねることによってか、または水平方向に対して回転軸を僅かに傾けてそれらを個別に、またはまとめて支持物の上に立てかけることによって置かれる。いずれの場合においても、少なくとも芯または巻付けられたテープの端の、回転軸に対する回転の位置は重要ではなく、つまりいずれの場合においても無限な数の均等の回転の位置が可能である。そのようなロールのアンテナ部分は、ロールの回転によってその位置が変化しないように、またはすべての可能な回転の位置のいずれにおいても読出／書込装置の一定の主な読出方向がそれを貫通する範囲内で設計されなければならない。

図１では、アンテナループの２つの例示的な可能な設計が示されており、その一方はロールの外周のまわりに延びており（たとえば巻付テープの中に一体化される）、他方は芯の外周または内周のまわりに延びているか、または芯の材料の中に一体化されている。

アンテナループ５は導電体であり、その端は間隙の両側に置かれ集積回路に導通するように接続され、さらにさらなる電子的な機能的要素（たとえば変調のためのコンデンサ、エネルギの貯蔵場所、または減衰抵抗器）に接続され得る。集積回路およびさらなる要素は、有利にはたとえば対応する連結ピース６上など、ループの端の間の間隙内に直接配列される。

アンテナループは、アンテナによって規定されるアンテナ部分に実質的に垂直に配置されるワイヤもしくはケーブル、または金属テープからなる。

図１は読出／書込装置１０を図示し、その主な読出方向Ｌはアンテナ５によって規定されるアンテナ部分に対して垂直または斜めに、中心または偏心に配置される。アンテナ部分が主な読出方向Ｌによって貫通される限り、それぞれ読出のプロセスまたは書込のプロセスが可能である。エネルギ条件は、たとえば図１のロールに対し同軸に、かつロールの背後に（Ｌがそのアンテナ部分をも貫通するように）配置される第２のロールがそれぞれ書込または読出のプロセスに関わらない（オーバースピーキングがない（no overspeaking ））ように調整可能である。

図１に示されるアンテナループの変形は、アンテナループが芯の回転軸に対し垂直である平らなアンテナ部分ではなく、恐らく平らではなく、および／または恐らくロールの面に対して傾いているアンテナ部分を規定するように、芯またはテープの上に配置されたアンテナループである。

図２に示されるのは、印刷製品のロール１の例示的な保管状態であり、これらはすべてアンテナループ５と巻付テープの最も外側の端に配置された連結ピース６とを備えている。ロールはいずれかの同軸方向の回転の位置において互いに積重ねられ、その積重ねは並べて配置されている。巻付テープが巻付けられた空の巻取芯２も同様にして保管される。

図２はまた、ロール１および巻取芯２のアンテナ部分に対し実質的に垂直に配向される主な読出方向Ｌを有する読出／書込装置１０を示す。読出／書込装置１０は矢印Ｂで示されるように、水平方向および垂直方向に移動可能であり、特に積重ねの芯の空洞の中に移動可能である。これはまた、ロールおよび巻取芯を掴むためグリッパに直接固定することができる。

互いに上に積重ねられたロールおよび巻取芯のアンテナ部分は平行に配向されるだけでなく、読出方向に対して正確に重ね合わされているため、空芯の場合のように積重ねが互いにごく近くに配置されていても、異なる積重ねの巻取芯によるオーバースピーキングは不可能である。１つの個別の積重ねのロールまたは巻取芯のアンテナ部分は、積重ね内のオーバースピーキングを容易に防ぐことができるように互いの間に距離を置くことによって明確に分離される。

このことは、図２に示される積重ねられたロール１および巻取芯２の各々の位置が、移動する読出／書込装置１０によって明確に確認でき芯の空洞中に装置を導入することにさほど高度な正確さは要求されないことを意味する。

図３から図６は、それぞれ巻取芯またはロールのアンテナの例示的な装置を示す。これらはすべて印刷製品の加工処理過程における応用に適しているが、この応用に限定されるものではない。これらは巻付テープを用いて、または用いることなく芯に巻付けられたいかなる種類の製品のロールに対しても類似の方法で応用可能である。

図３に示されるアンテナ装置は連結ピース６および電気的導電ループ５を含む。連結ピース６は巻取芯の上に配置され２つのループ接触領域５．１および５．２を有する。ループ５はたとえば金属被覆であるテープの電気的絶縁材料にテープ端の領域に適用される。被覆されたテープ端は、ループ５がループ接触領域のうちの１つ（５．１）に接触するように芯２に固定される。ループ５は、芯のまわりに巻付テープが巻付けられると連結ピースの第２のループ接触領域５．２に接触し、こうして連結ピース６がアンテナループ５を
閉鎖するように少なくとも芯の１円周と同じ長さである。

明らかに、２つのループ接触領域５．１および５．２の間に配置されこれらに接触する集積回路（図示せず）に記憶されたデータは、対応して設計されたアンテナループを有する巻付テープが芯に巻付けられている場合にのみ読出可能である。換言すると、それぞれ読出または書換が不可能な巻取芯の構成（巻付テープなし）がある。

図３によるアンテナ装置の実施形態は既に使用されている巻取芯２に電子的手段およびアンテナを装備するのに特に有利である。巻付テープの端部分を自動的に認知するため導電部品（たとえば金属層）を巻付テープの端領域に適用することが知られている。アンテナループを備えた巻付テープを製造することに関しても同様の技術が応用できる。さらに、必要なのは２つのループ接触領域５．１および５．２を有する連結ピース６を芯にたとえば糊づけすることによって装着することだけである。この種の連結ピース６の例は図７および図８に関連して詳細に説明される。

図４は、すべての構成要素（アンテナループ５および連結ピース６）が巻付テープ３上に置かれたアンテナ装置を示す。ループ５はここでもたとえば導電性の被覆のあるテープとして実現され、その導電領域は少なくとも巻取芯２の１円周分の長さである。導電領域は、巻取芯に面するテープの内側からテープの別の側までテープ端のまわりにわたっており、そこでその上に巻付けられたテープ部分と接触する接触領域５．３を形成する。ループ５の全長上のある部分でループ５は連結ピース６によって、または対応する間隙によって中断され、そこで両方のループ端は集積回路と何らかの形で接触する。

図４に示される実施形態もまた、ロールの外側にあるテープ端に応用できる。ループ５はこのときテープの外表面に、接触領域５．３はテープの内表面に配置されなければならず、ループの長さは完全な１本のロールの円周の長さがなければならない。この種のアンテナ装置はたとえば巻付けたり解いたりする間などテープ端がロールから緩められた途端に働かなくなり、換言すればそのときデータの書換および／または読出が遮られるのは明らかである。

図５は、両端にアンテナ装置を装備した巻付テープの縦方向断面図を示し、各々の装置はアンテナループ５および連結ピース６からなる。２つのループの長さが用いられる巻取芯の円周に実質的に対応する場合、（どちらの端が巻取芯の上に置かれるかにかかわらず）テープは両方向に巻付けるのに使用され得る。いずれの場合にも、閉鎖されたアンテナループが巻取芯のまわりに形成されることになる。両方のループの長さが完全な１本のロールの円周に実質的に対応する場合、テープはまた両方向に使用することができ、巻取芯のまわりにもロールの円周のまわりにも閉鎖されたアンテナが形成され、外部装置のデータのそれぞれ書換または読出は、（ループが閉鎖されていない）巻付ける過程の間、遮られる。

巻付テープ上のアンテナループはテープの長手方向のエッジに平行して有利に配置される。しかしながら、このことは必須条件ではなく、換言するとアンテナループはまた、テープ上に斜め方向または交互に配置され得る。

図４および図５にあるアンテナ装置は巻付テープに制限される。つまり、巻取芯は単に成形要素としてデータ送信機能を果たす。他の要素もまた成形要素としての役割を果たすことがあり、その場合アンテナを装備したテープは有利にはまた、たとえばストラッピング機能などの別の機能をも果たす。対応する応用例はたとえば、ロール型パッケージの束または対応のテープでまとめられた他の物体、カバーを有する容器、梱包されたパレットなどである。これらのすべての場合において、テープは有利には二重の機能を有する（ス
トラッピング機能およびデータ送信機能）。しかしながら、これはまた単にデータを送信するために用いることもできる。

図６は、一体化されたループ５および連結ピース６を備えた巻取芯２の断面を示す。アンテナループ５は示されるように巻取芯の面に対して平行であっても、または平行でなくてもよい。

図７および図８は連結ピース６の好ましい実施形態を示す。この種の連結ピース６は柔軟な、または剛性のキャリア上のプリント回路として設計され、プリント回路は集積回路を備え、恐らくはさらなる電子ユニット（たとえば調整のためのコンデンサ、エネルギの貯蔵、または減衰抵抗器）を装備することもある。

図７の連結ピースはキャリア２０上の２つのループ接触領域５．１および５．２を有するプリント回路と、接触領域の間に配置されたさらなる導体とを含む。これらのさらなる導体に、たとえばコンデンサ２２および集積回路２３がループ接触領域に平行して接触する。ループ接触領域５．１および５．２の間の領域は保護ラッカー２４によって有利に被覆されている。

図８の連結ピース６は図７の連結ピースと以下の点で異なる。すなわち、さらなる導体２１がないことであり、その結果連結ピースは大変単純なものとなる。プリント回路は単に２つのループ接触領域５．１および５．２を含み、この２つのループ接触領域は少ししか離れていないため、コンデンサ２２も集積回路２３もループ接触領域５．１および５．２の上に直接置くことができ、導電性のある糊またははんだ付けによって固定され得る。

図１から図６の応用例のための連結ピース６の典型的な寸法は、たとえば導電性のある領域（５．１、５．２、２１）の厚さは２０から３５μｍ、ループ接触領域（５．１および５．２）の幅は２０から４０ｍｍ、剛性の、または柔軟なキャリア（２０）の厚さは２０から５０μｍである。

巻付テープ上（図４または図５による応用例）または異なる物体上などでの導電ループ５および連結ピース６の容易な組立については、ループ接触領域５．１および５．２に接着した、電気的に導電性があり、かつ粘着性のあるフィルムの小片を備えた連結ピース６を用いることが有利であり、フィルム小片は剥離可能な保護フィルムで保護されている。ワイヤもしくは金属ストリップである、または導電被覆である導電ループが物体に適用される。保護フィルムは連結ピースのループ接触領域から取除かれ、次にループの２つの端がループ接触領域に（粘着性があり、かつ導電性のあるフィルムを通して）接触するようにループ端の間の間隙の上に接着される。

明らかに、図７および図８に示されるのと同様のやり方で、ループ接触領域５．１および５．２のうちの一方を他方よりかなり長くし、２つのループ接触領域がループの全長を形成するように設計することによってアンテナ全体を製造することもまた考え得ることである。組立においては、この長い連結ピースは物体のまわりに糊づけされ、その端領域は導通するように適当な手段をもって互いに接触する。

図９から図１２はこの発明の移動可能な物体のさらなる例として以下を示す。カバー３１および３１′を有する容器３０および３０′（図９および図１０）はたとえば保管または出荷に適用可能であり、カバーのない容器３５（図１１）はコミッショニング（commissioning ）に適用可能であり、標準化されたパレット４０（図１２）は特に輸送および中間保管などのさまざまな応用に使用可能である。

図９の容器はたとえば、容器の壁の１つにわたって、容器の底面にわたって、さらに反対側の容器の壁にわたって容器３０の外側に延びそれからカバー３１の内側に続くループを含む。容器がカバー３１で閉じられているときのみループもまた閉鎖されており、記憶されたデータをそれぞれ読出すか、または書換えることができる。

容器３０の底はたとえば長方形である。アンテナ部分がこの長方形の中央に配置される場合、カバー３１は可能な両方の位置において付与され、いずれの場合もアンテナループ５を閉鎖する。読出／書込プロセスでは、主な読出方向とアンテナ部分が平行である位置を除いて、主な読出方向が容器の底面に対して実質的に平行であるように配向される読出／書込装置に対して容器３０／３１はいかなる相対的な位置にあってもよい。特に、アンテナの位置を変えることなく容器を１８０°回転させることができる。

図１０は、図９に示されるカバー（３０／３１）を有する容器に類似した、カバー３１′を有する容器３０′を示す。違いは、図１０の容器では、アンテナ部分は底面に垂直であり底面の対角線上にある。アンテナにいかなる影響をも及ぼさずにカバー３１′を可能な両方の位置に取付可能にするため、カバー上に各々対角線に沿った２つのループ片がある。カバー上のループ片の代わりに容器内のものを（両方の対角線上に）倍にすることもまた考え得る。

図１０の容器群が実質的に水平方向の支えの上に一列に配置され、読出／書込装置によって検査され（たとえば容器を静止した装置を通過して移動させる）、さらに主な読出方向が容器の列に対し実質的に水平および垂直である場合、カバーで閉じられたすべての容器はその壁面がいかなる位置に位置づけられていようとも、またその大きさにかかわらず、検査によって認知される。対角線が主な読出方向に対して平行であるよう配向された容器のみが「見」られない（アンテナ部分が主な読出方向に平行する）。しかしながら、この位置は容器の列に平行する壁にそっと押しつけることによって容易に防ぐことができる。

図１１は、たとえば正方形の底面を有する、カバーのない容器３５をこの発明の移動可能な物体のさらなる例示的な実施形態として示す。アンテナ装置（ループ５および連結ピース６）は容器の底面に対し実質的に平行であるように容器の壁の外側（または内側）に配置される。ループ５によって規定されるアンテナ部分は不変の主な読出方向（たとえば垂直方向）での読出／書込の特徴を変えることなく底面を下に置かれた容器をいかなる位置に回転することも可能にする。

図１２はこの発明の移動可能な物体のさらなる例として、アンテナループ５を備えたパレットを示し、アンテナループはパレットの荷積の部分に実質的に平行してその側面のまわりに延びる。

この発明の物体の例示的な実施形態として集積回路およびアンテナを備えた印刷製品のロールを示す図である。 複数の保管された印刷製品のロールおよび巻取芯と読出／書込装置とを示す図である。 巻付テープ上に少なくとも部分的に配置されたアンテナの例示的な変形を示す図である。 巻付テープ上に少なくとも部分的に配置されたアンテナの例示的な変形を示す図である。 ２つのアンテナを備えた巻付テープとこれらに接触している２つの集積回路とを示す図である。 一体化されたアンテナを有する巻取芯を示す図である。 集積回路とアンテナとを接触させるための連結ピースの好ましい実施形態を示す図である。 集積回路とアンテナとを接触させるための連結ピースの好ましい実施形態を示す図である。 この発明の移動可能な物体のさらなる例示的な実施形態を示す図である。 この発明の移動可能な物体のさらなる例示的な実施形態を示す図である。 この発明の移動可能な物体のさらなる例示的な実施形態を示す図である。 この発明の移動可能な物体のさらなる例示的な実施形態を示す図である。

符号の説明

１ ロール、２ 巻取芯、３ 巻付テープ、５ アンテナループ、５．１ ループ接触領域、５．２ ループ接触領域、６ 連結ピース、１０ 読出／書込装置、Ｌ 主な読出方向。

Claims (10)

1. 物体の相対的な位置を定め、かつ物体を識別するためのシステムであって、
   データを保存する集積回路を各々が有する複数の物体を含み、前記物体は前記システム内で互いに対して自由に移動可能であり、かつ支持面の上に積み重ねまたは行となって配置され、前記物体の各々は、前記物体の表面から間隔を置かれた、前記支持面に平行または垂直な平面アンテナ領域を定めるアンテナループを有し、前記物体の各々は、開放可能なカバーおよび矩形の基部を有する容器を含み、前記アンテナループの一部は前記カバーに装着され、前記ループの残りの部分は前記容器に装着されることによって、前記基部の対角線上に延在する前記ループによって前記アンテナ領域が前記基部に対して垂直になり、前記カバーが閉じられるときに前記アンテナループの前記部分同士が電気的に接続され、積み重ねにおける物体の前記アンテナループは重ね合わされており、前記システムはさらに
   前記物体からのデータの非接触読取のための少なくとも１つの読取／書込装置を含み、前記少なくとも１つの読取／書込装置の１つおよび前記積み重ねまたは行の各々は、前記積み重ねまたは行および前記少なくとも１つの読取／書込装置の他方に対して相対的に移動可能であり、相対的な移動に対して読取方向を垂直に向けることによって、前記積み重ねまたは行における前記物体が保持するデータの前記読取／書込装置による読取を可能にし、前記システムはさらに
   前記積み重ねまたは行に対する前記読取／書込装置の各位置を、前記位置において物体から読取ったデータと相関させることによって、各物体の位置および保存されたデータによる前記物体の識別を定めるための手段を含む、システム。
2. カバーを有する容器（３０／３１、３０′／３１′）が長方形または正方形の底面を含み、アンテナ部分が容器の底面に垂直であり底面の２つの辺に平行であるか、または底面に対角線に沿って配置されることを特徴とする、請求項１に記載の物体。
3. カバー（３１′）が容器（３０）から取外し可能であり、アンテナ部分が容器の底面の対角線の１つに平行であり、容器（３０′）またはカバー（３１′）はそれぞれ容器の底面または容器カバーの上を各々対角線上に走る２つのループ部分を含むことを特徴とする、請求項２に記載の物体。
4. 物体は底面および壁面を有する容器（３５）であり、ループ（５）が容器の壁の内側または外側のまわりに走り、容器の底面に実質的に平行するように設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の物体。
5. 物体はパレット（４０）であり、ループ（５）が荷積の部分に実質的に平行するパレットの狭い側面のまわりを走ることを特徴とする、請求項１に記載の物体。
6. 集積回路（２３）はアンテナループ（５）の間隙の中に配置されることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の物体。
7. 集積回路（２３）は連結ピース（６）上に配置され、連結ピース（６）はある距離間が離れている２つのループ接触領域（５．１および５．２）をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の物体。
8. 連結ピース（６）が柔軟な、または剛性のキャリア（２０）上に配置されるプリント回路であり、回路は少なくとも集積回路（２３）を備えることを特徴とする、請求項７に記載の物体。
9. 導通するよう連結されると、ループ全体を形成するのに十分な長さがあるようにループ連結ピース（５．１および５．２）が設計されることを特徴とした、請求項７または８のいずれかに記載の物体。
10. ループ（５）が、アンテナ部分に実質的に垂直に配向される金属テープからなることを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の物体。

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