JP2020159846A - 物品移動検知装置および物品移動検知方法 - Google Patents

物品移動検知装置および物品移動検知方法 Download PDF

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Abstract

【課題】センサからの出力に含まれる外乱を除去することができ、物品の移動を正確に検知することができる物品移動検知装置および物品移動検知方法を提供する。【解決手段】物品Ｃの移動を検知する物品移動検知装置１であって、物品Ｃの移動経路に対面して配置され、物品Ｃが移動したことをそれぞれ検知できる第１センサ１１ａおよび第２センサ１２ａと、第１センサ１１ａから出力される第１出力および第２センサ１２ａから出力される第２出力に基づいて物品Ｃの移動を検知する検知部４と、を備える。第１センサ１１ａおよび第２センサ１２ａは、物品Ｃの移動方向Ｄにおいて異なる位置に配置され、第１検知信号Ｐ１と第２検知信号Ｐ２とが時間のずれをもって出力される。検知部は、検知部４は、第１検知信号Ｐ１および第２検知信号Ｐ２に基づいて物品Ｃの移動を検知する。【選択図】図２

Description

本開示は、物品移動検知装置および物品移動検知方法に関する。
製品内に存在する磁性体を検知する検知装置および検知方法が知られている。たとえば、特許文献１に記載された方法および装置は、非磁性製品中に誤って混入している折れ針等の磁性体を検知する。この方法では、一対の磁気シールド材の間の所定位置に、検出手段としての磁気センサが設けられる。これらの磁気シールド材の間に、折れ針（磁性体）が混入している非磁性製品を通過させ、外乱磁界を遮断しながら、その製品に混入している折れ針の発する磁束を磁気シールド材に向かって収束させ、折れ針の残留磁化を磁気センサによって検出する。
特開平１１−７２４７９号公報
特許文献１に記載の技術では、上下の磁気シールド材が、折れ針の発する磁束の発散を吸収し、磁束を上下方向に収束させる。これにより、検出手段としての磁気センサへ入る磁束を強めることができ、同時に外からの磁界（外乱）をシールド（吸収）する。磁気センサは、製品内部の被検体からの磁界のみを検知する。ところで、この技術は、外乱として、外からの磁界に着目している。しかしながら、センサの出力に含まれる外乱は、外からの磁界のみとは限らない。たとえば、磁気センサに加わる振動等も、外乱の一因となり得る。一方で、近年、製品（物品）を移動または搬送する場合において、磁気センサによって物品の移動を検知する技術が求められている。様々な外乱の要因を考慮した場合に、センサからの出力に含まれる外乱を除去することは困難である。
本開示は、センサからの出力に含まれる外乱を除去することができ、物品の移動を正確に検知することができる物品移動検知装置および物品移動検知方法を提供する。
本開示の一態様は、検知用の特性を有する物品の移動を検知する物品移動検知装置であって、物品の移動経路に対面して配置され、物品が移動したことを特性に基づいてそれぞれ検知できる第１センサおよび第２センサと、第１センサから出力される第１出力および第２センサから出力される第２出力に基づいて物品の移動を検知する検知部と、を備え、第１センサおよび第２センサは、物品の移動方向において異なる位置に配置され、物品に応じて検知される第１出力の第１検知信号と物品に応じて検知される第２出力の第２検知信号とが時間のずれをもって出力され、検知部は、第１検知信号および第２検知信号に基づいて物品の移動を検知する。
この物品移動検知装置によれば、第１センサと第２センサは、いずれも、移動経路上を物品が移動したことを検知できる。第１センサおよび第２センサが、物品の移動方向において異なる位置に配置される。ある１つ（１種類）の物品が例えば搬送装置等によって搬送され、移動経路を移動した場合に、その物品に応じて検知される第１検知信号と第２検知信号とが、時間のずれをもって出力される。検知部は、これらの第１検知信号および第２検知信号に基づいて物品の移動を検知するので、物品の移動を正確に検知できる。たとえば、２つのセンサが、振動等の外乱の影響を受けた場合でも、外乱に応じて検知される検知信号は、ほぼ同じタイミングで出力される。これに対して、第１検知信号と第２検知信号とが時間のずれ（タイミングの遅れ）をもって出力されるので、第１検知信号および第２検知信号と他の外乱に起因する検知信号とを区別しやすい。よって、第１出力と第２出力に対して比較を行ったり加減演算等を行ったりすることで、第１および第２出力に含まれる外乱のみを除去することができる。その結果として、物品の移動を正確に検知することができる。
第１センサおよび第２センサは反対向きに配置されており、検知部は、第１出力に第２出力を加えた加算処理の結果に基づいて物品の移動を検知してもよい。この場合、反対向きに配置された第１センサおよび第２センサからは、外乱に応じて、正負に関して逆符号の出力（言い換えれば逆位相の）が得られると考えられる。この加算処理によれば、第１および第２出力に含まれる外乱を容易に除去する（キャンセルする）ことができる。
第１センサおよび第２センサは同じ向きに配置されており、検知部は、第１出力から第２出力を引いた減算処理の結果に基づいて物品の移動を検知してもよい。この場合、同じ向きに配置された第１センサおよび第２センサからは、外乱に応じて、正負に関して同符号の出力（言い換えれば同位相の）が得られると考えられる。この減算処理によれば、第１および第２出力に含まれる外乱を容易に除去する（キャンセルする）ことができる。
第１出力および第２出力は、それぞれ、物品の移動に関する時間の第１正弦波と外乱に関する時間の第２正弦波とをもって表すことができ、検知部は、第１出力および第２出力に対して第２正弦波の値を減少させるような演算処理を行い、当該演算処理の結果に基づいて物品の移動を検知してもよい。この場合、第１検知信号および第２検知信号は、第１正弦波に含まれている。第１出力および第２出力に対して第２正弦波の値を減少させるような演算処理が行われるので、第１および第２出力に含まれる外乱が確実に除去される。その結果として、第１検知信号および第２検知信号を識別しやすくなる。
物品は、磁性体を含有し、磁性体が着磁されることにより検知用の特性としての磁気を帯びており、第１センサおよび第２センサは磁気センサであってもよい。この場合、磁気センサによって、磁気を帯びた物品の移動が検出される。磁気が比較的弱い場合であっても、第１センサおよび第２センサは、時間のずれをもって第１検知信号および第２検知信号をそれぞれ出力するので、外乱のみを除去することができる。
物品は、永久磁石を含み、それによって特性としての磁気を帯びており、第１センサおよび第２センサは磁気センサであってもよい。この場合、磁気センサによって、磁気を帯びた物品の移動が検出される。永久磁石を用いることで、磁気が比較的強くなるので、外乱に起因する検知信号と、第１検知信号および第２検知信号とを区別しやすい。
物品は、ＲＦＩＤのＩＣタグを含み、特性として、電磁波を介した外部との無線通信が可能になっており、第１センサおよび第２センサはＲＦＩＤのリーダのアンテナであってもよい。この場合、物品の移動方向において異なる位置に配置された２つのアンテナによって、物品の内部のＩＣタグの移動が検出される。２つのアンテナは、時間のずれをもって第１検知信号および第２検知信号をそれぞれ出力するので、外乱のみを除去することができる。
本開示の別の態様として、検知用の特性を有する物品の移動を検知する物品移動検知方法であって、物品の移動経路に対面して配置されると共に物品の移動方向において異なる位置に配置され、物品が移動したことを特性に基づいてそれぞれ検知できる第１センサおよび第２センサを用い、第１センサから出力される第１出力および第２センサから出力される第２出力を取得する取得工程であって、物品に応じて検知される第１出力の第１検知信号と物品に応じて検知される第２出力の第２検知信号とが時間のずれをもって出力されている、取得工程と、第１出力の第１検知信号および第２出力の第２検知信号に基づいて物品の移動を検知する検知工程と、を含む物品移動検知方法が提供されてもよい。この物品移動検知方法によっても、上述した物品移動検知装置と同様の作用・効果が奏される。すなわち、時間のずれをもって出力された第１検知信号および第２検知信号に基づいて物品の移動が検知されるので、外乱のみを除去し、物品の移動を正確に検知できる。
本開示のいくつかの態様によれば、センサからの出力に含まれる外乱を除去することができ、物品の移動を正確に検知することができる。
本開示に係る物品移動検知装置が適用されるシステムの例を示す図である。 図１中の物品移動検知装置の概略構成を示すブロック図である。 図２の物品移動検知装置におけるセンサを含む回路構成を示す図である。 第１センサからの第１出力と第２センサからの第２出力を対比して示す図である。 物品移動検知装置によって実行される処理を示すフロー図である。 図６（ａ）および図６（ｂ）は、物品の移動のみを与えて行った第１の検証結果を示す図である。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、外乱のみを与えて行った第２の検証結果を示す図である。 図８（ａ）および図８（ｂ）は、物品の移動および外乱を与えて行った第３の検証結果を示す図である。 図９（ａ）および図９（ｂ）は、物品の移動および外乱を与えて行った第４の検証結果を示す図である。 図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、外乱のみを与えて行った第５の検証結果を示す図である。 図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、物品の移動および外乱を与えて行った第６の検証結果を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
図１および図２を参照して、本開示の一実施形態について説明する。本実施形態の物品移動検知装置１は、たとえば搬送装置１００によって搬送される物品Ｃの移動を検知する装置である。対象とされる物品Ｃは、特に限定されない。物品Ｃは、検知用の特性を有している。物品Ｃは、その特性として、たとえば磁気を帯びている。物品Ｃは、磁性体を含んでもよい。磁性体は、予め着磁されていてもよい。物品Ｃ内の磁性体が、物品移動検知装置１を通過する前に、磁場中を通過することで着磁されてもよい。その場合、磁場を付加するための装置が搬送装置１００に対して設置されもよい。物品Ｃが有する磁気強度（磁束密度）は、物品Ｃの種類（材質や大きさ等）によって適宜に変更され得るが、たとえば、０．５ｍＴ（５Ｇ）程度である。物品Ｃの磁気強度は、たとえば０．２〜０．８ｍＴ程度であってよい。
物品移動検知装置１は、たとえば搬送装置１００の搬送面Ｂに対面するように設置される。物品移動検知装置１は、移動する何らかの物品Ｃであれば、その物品Ｃの移動を検知することができる。１つの物品Ｃが他の物品Ｃから第１方向Ｄに離れた状態で搬送されてもよいし、複数の物品Ｃが近接して搬送面Ｂ上に乗った状態で搬送されてもよい。物品Ｃの搬送速度（移動速度）は、特に限定されない。物品移動検知装置１が適用される装置またはシステムは、搬送装置１００に限られない。物品移動検知装置１は、所定の位置に固定されている。物品移動検知装置１は、たとえば揺れ又は振動の影響を受け得る。揺れ又は振動等の外部の要因は、物品移動検知装置１において外乱として検知される。
搬送装置１００は、たとえば、ベルトコンベア１０１と、ベルトコンベア１０１を走行させるための複数のローラ１０２と、駆動源（図示せず）を備える。いずれか１つのローラ１０２が駆動ローラであって、その他のローラが従動ローラであってもよい。ベルトコンベア１０１の上面は、物品Ｃが載る搬送面Ｂである。物品Ｃは、搬送面Ｂに載った状態で搬送され、搬送面Ｂ上の移動経路を移動する。搬送装置１００による搬送方向、すなわち物品Ｃが移動する第１方向（移動方向）Ｄは、たとえば直線状である。搬送装置１００は、内部の第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａが、物品Ｃが移動したことを物品Ｃの磁気に基づいて検知できるよう、搬送面Ｂに近接するように配置される。
図２に示されるように、物品移動検知装置１は、筐体２内の特定の位置に固定されたセンサ部１０と、センサ部１０から出力される信号に基づいて、物品Ｃの移動を検知する検知部４と、検知部４による検知結果を記憶する記憶部６と、オペレータ等に対する報知を行う報知部７と、を備える。検知部４は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、およびＲＡＭ（Random Access Memory）等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータを含んで構成される。報知部７は、聴覚を通じて報知を行うもの、たとえばスピーカ等であってもよいし、触覚を通じて報知を行うもの、たとえばバイブレータ等であってもよいし、視覚を通じて報知を行うもの、たとえばディスプレイ等であってもよい。
センサ部１０は、磁場（または磁界）の強さを検出する部分である。センサ部１０は、第１センサ部１１と第２センサ部１２とを有する。第１センサ部１１および第２センサ部１２は、筐体２内において、第１方向Ｄおよび筐体２の厚み方向に直交する第２方向（たとえばベルトコンベア１０１の幅方向）に並べられている。第１センサ部１１および第２センサ部１２は、その第２方向に隣接している。第１センサ部１１および第２センサ部１２は、たとえば、筐体２内に固定された基板１０ａ上に搭載されている。第１センサ部１１と第２センサ部１２とは例えば同一の部品であって、従って部品の共有化が図られている。
第１センサ部１１は、長方形状の基板１１ｂ上に実装された第１磁気センサ（第１センサ）１１ａを含む。同様に、第２センサ部１２は、長方形状の基板１２ｂ上に実装された第２磁気センサ（第２センサ）１２ａを含む。第１磁気センサ１１ａは、物品Ｃの磁気に基づいて、搬送装置１００の移動経路を物品Ｃが移動したことを検知できるセンサである。同様に、第２磁気センサ１２ａは、物品Ｃの磁気に基づいて、搬送装置１００の移動経路を物品Ｃが移動したことを検知できるセンサである。第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａは、筐体２内に固定されている。これらの磁気センサとしては、特に型式は限定されないが、たとえば磁気インピーダンス素子（ＭＩセンサ）または磁気抵抗効果素子（ＴＭＲセンサ等のＭＲセンサ）等が用いられる。その他、コイル、ホール素子、ＧＳＲセンサ、ウィーガント・ワイヤ、フラックス・ゲートセンサ、光ポンピング磁力計、ダイヤモンド窒素―空孔中心素子、ファラデー素子（磁気光学素子）、ポロトン磁力計（磁気共鳴型センサ）、電気力学的磁気センサ（荷電粒子線）、または超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）等が用いられてもよい。これらの磁気センサとしては、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）通信を可能とするセンサが好適である。また磁気センサは、通信範囲や消費電力の観点から選択されてもよい。
センサ部１０において、第１磁気センサ１１ａと搬送面Ｂとの間の距離と、第２磁気センサ１２ａと搬送面Ｂとの間の距離は、たとえば等しくなっている。基板１１ｂおよび基板１２ｂは、いずれも、その長辺が第１方向Ｄに平行となるように設置されている。基板１１ｂおよび基板１２ｂは、いずれも、その短辺が上記第２方向に平行となるように設置されている。ここで、第２センサ部１２は、第１センサ部１１に対して、上下に（第１方向Ｄにおいて）反転するように設置されている。言い換えれば、第２センサ部１２は、第１センサ部１１に対して、これら第１および第２センサ部１１，１２の中間点に関し点対称に配置されている。この構成により、第２センサ部１２の第２磁気センサ１２ａは、第１センサ部１１の第１磁気センサ１１ａよりも、物品Ｃの移動方向における下流側に位置する。言い換えれば、第２磁気センサ１２ａは、第１磁気センサ１１ａに対して第１方向Ｄにずれて配置されている。第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａは、第１方向Ｄにおいて異なる位置に配置されている。第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａは、第１方向Ｄにおいて異なる位置に配置されている。第１磁気センサ１１ａと第２磁気センサ１２ａとの間には、第１方向Ｄに一定の間隔Ｆ（図４参照）が形成される。第２磁気センサ１２ａは、第１磁気センサ１１ａに対して、これら第１および第２磁気センサ１１ａ，１２ａの中間点に関し点対称に配置されている。基板１１ｂおよび基板１２ｂの上には、所定の回路（配線）が形成される。
上述したように、第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａは反対向きに配置されている。ここでいう「センサの向き」は、センサの感度方向を基準とする。反対向きに配置された第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａからは、同じ外的要因（磁界の変化や外乱など）に対して、正負に関して逆符号の出力（言い換えれば逆位相の出力）が得られる。
図２および図３に示されるように、物品移動検知装置１は、第１センサ部１１の出力端に接続されたＡＤ変換器１７と、ＡＤ変換器１７の出力端に接続されたローパスフィルタ（以下、ＬＰＦ１３）と、第２センサ部１２の出力端に接続されたＡＤ変換器１８と、ＡＤ変換器１８の出力端に接続されたＬＰＦ１４と、ＬＰＦ１４の出力端に接続された感度調整器１５とを備える。これらは筐体２内に固定されている。ＬＰＦ１３およびＬＰＦ１４は同一の部品であり、たとえば２０Ｈｚ以下の周波数の周波数成分を通過させる。なお、図２では、ＡＤ変換器１７，１８の図示は省略されている。ＡＤ変換器１７およびＡＤ変換器１８は、第１センサ部１１および第２センサ部１２から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。感度調整器１５は、ＡＤ変換器１７（第１センサ部１１）からの出力とＡＤ変換器１８（第２センサ部１２）からの出力とを同じレベルに調整するためのものである。感度調整器１５による出力レベルの調整は、たとえば初期セットアップ時に行われる。センサ部１０では、ＬＰＦ１３からの出力と感度調整器１５からの出力とが加算される。本実施形態において、ＬＰＦ１３から出力される電圧は第１出力に相当し、感度調整器１５から出力される電圧は第２出力に相当する。ただし、感度調整器１５は省略可能である。感度調整器１５が省略される場合には、ＬＰＦ１４から出力される電圧が第２出力に相当する。なお、ＬＰＦ１３およびＬＰＦ１４の両方またはいずれか一方も、省略可能である。
続いて、図４を参照して、第１磁気センサ１１ａ（第１センサ部１１）から出力される第１出力と、第２磁気センサ１２ａ（第２センサ部１２）から出力される第２出力との関係について説明する。上記したように第１磁気センサ１１ａと第２磁気センサ１２ａを反転して配置することにより、物品Ｃの検知に関しては時間差（すなわちタイミングの遅れ）が発生する。一方で、装置の振動等に起因する外乱には、時間差が生じない。ここでいう時間差は、図４に示される式（１）と式（２）における位相差であるとも言える。式（１）と式（２）において、
Ｓ１：第１磁気センサ１１ａからの第１出力
Ｓ２：第２磁気センサ１２ａからの第２出力
Ａ１：第１磁気センサ１１ａの感度
Ａ２：第２磁気センサ１２ａの感度
Ｆｓ：物品運動の周波数
Ｆｎ：外乱運動の周波数
φ：位相差
ｔ：時間
である。
図４に示されるように、第２磁気センサ１２ａの第２出力は、第１磁気センサ１１ａの第１出力とは逆相になる。そして、第２磁気センサ１２ａは、上記した間隔Ｆに起因して、物品Ｃが搬送されて移動した際に、当該物品Ｃに起因する第１出力のピーク値である第１ピーク出力Ｐ１よりも、当該物品Ｃに起因する第２出力のピーク値である第２ピーク出力Ｐ２を位相差ｄだけ遅く出力するように構成されている。
第１ピーク出力Ｐ１は、物品Ｃに応じて検知される第１出力の第１検知信号である。第２ピーク出力Ｐ２は、物品Ｃに応じて検知される第２出力の第２検知信号である。物品移動検知装置１では、この第１ピーク出力Ｐ１（第１検知信号）と第２ピーク出力Ｐ２（第２検知信号）とが、時間のずれをもって出力される。
物品移動検知装置１の検知部４は、第１磁気センサ１１ａから出力される第１出力および第２磁気センサ１２ａから出力される第２出力に基づいて、物品Ｃの通過（移動）を検知する。
より詳細には、物品移動検知装置１の第１センサ部１１から出力された第１出力Ｓ１と、第２センサ部１２から出力された第２出力Ｓ２とを加算すると、外乱出力（図４に示される式（１）,（２）の第２項）に関して、以下式（３）のとおりに表される。なお、式（３）では、一例として、第１磁気センサ１１ａの感度Ａ１と第２磁気センサ１２ａの感度Ａ２とを合わせるために第２出力Ｓ２が換算されている。換算後の第２出力Ｓ２をＳ２´と表す。Ｓ１２は、この換算のために用いられる、第２磁気センサ１２ａの感度Ａ２に対する第１磁気センサ１１ａの感度Ａ１の比である（すなわち、Ａ１＝Ｓ１２Ａ２の関係およびＳ２´＝Ｓ１２Ｓ２の関係が成り立つ）。

このように、外乱出力に対しては、感度を合わせることで、値がキャンセルされる（零となる）。
また、物品移動検知装置１の第１センサ部１１から出力された第１出力Ｓ１と、第２センサ部１２から出力された第２出力Ｓ２とを加算すると、物品検知出力（図４に示される式（１）,（２）の第１項）に関して、以下式（４）のとおりに表される。なお、式（４）においても、一例として、第１磁気センサ１１ａの感度Ａ１と第２磁気センサ１２ａの感度Ａ２とを合わせるために第２出力Ｓ２が換算されている。

このように、第１磁気センサ１１ａの感度Ａ１と第２磁気センサ１２ａの感度Ａ２とを合わせても、物品検知出力には位相差があるため、式（３）のように加算した結果が零にはならない。以上より、第１出力Ｓ１と第２出力Ｓ２との加算により、外乱出力に関しては低減させながら、物品Ｃの移動（通過）を検知することが可能となる。なお、第１磁気センサ１１ａの感度Ａ１と第２磁気センサ１２ａの感度Ａ２とを合わせる方法は、上記に限られない。第１出力Ｓ１が換算されてもよいし、第１出力Ｓ１および第２出力Ｓ２の両方が、等しい値になるよう換算されてもよい。第１磁気センサ１１ａの感度Ａ１と第２磁気センサ１２ａの感度Ａ２が等しいか又は略等しい場合には、換算係数Ｓ１２が省略されてもよい。
上記したように、第１出力Ｓ１および第２出力Ｓ２は、それぞれ、物品Ｃの移動に関する時間の第１正弦波（図４に示される式（１）,（２）の第１項）と外乱に関する時間の第２正弦波（図４に示される式（１）,（２）の第２項）とをもって表すことができる。検知部４は、これらの第１出力Ｓ１および第２出力Ｓ２に対して第２正弦波の値を減少させる（キャンセルする）ような演算処理を行い、当該演算処理の結果に基づいて、物品Ｃの移動を検知する。より詳細には、第１出力Ｓ１および第２出力Ｓ２の間で、第１正弦波には位相差φが存在するが第２正弦波形には位相差が存在しない。検知部４は、第１出力Ｓ１および第２出力Ｓ２の加算処理、または、第１出力Ｓ１に対する第２出力Ｓ２の減算処理により、第１出力Ｓ１の第１正弦波に含まれる第１ピーク出力Ｐ１および第２出力Ｓ２の第１正弦波に含まれる第２ピーク出力Ｐ２を検知する。
続いて、図５のフロー図を参照して、物品移動検知装置１によって実行される処理すなわち物品移動検知方法について説明する。図５に示されるように、物品移動検知装置１の検知部４は、第１出力および第２出力がＬＰＦ１３、ＬＰＦ１４、および感度調整器１５を経た後に加算されたデータ（いわば差分処理データ）を入力する（ステップＳ０１）。すなわち、検知部４は、第１磁気センサ１１ａから出力された第１出力および第２磁気センサ１２ａから出力された第２出力を取得する（取得工程）。ここで、第１出力に第１ピーク出力Ｐ１が含まれ、第２出力に第２ピーク出力Ｐ２が含まれる場合、第１ピーク出力Ｐ１と第２ピーク出力Ｐ２とは、時間のずれを持って出力されている。次に、物品移動検知装置１の検知部４は、物品Ｃの通過を検知したか否かを判断する（ステップＳ０２）。検知部４は、たとえば、出力電圧に関する所定の閾値を記憶しており、所定時間内に当該閾値を超える出力電圧を検出したか否かによって、物品Ｃの通過を検知したか否かを判断する。この閾値は、上述の第１ピーク出力Ｐ１および第２出力Ｓ２に対応する出力電圧よりも小さいように設定されている。検知部４は、所定時間内に当該閾値を超える出力電圧を検出した場合、物品Ｃの通過を検知したと判断する（ステップＳ０２；ＹＥＳ）。検知部４は、第１出力の第１ピーク出力Ｐ１および第２出力の第２ピーク出力Ｐ２に基づいて、物品Ｃの通過を検知する（検知工程）。検知部４は、所定時間内に当該閾値を超える出力電圧を検出しなかった場合、物品Ｃの通過を検知していないと判断し（ステップＳ０２；ＮＯ）、処理はステップＳ０１に戻る。
ステップＳ０２において物品Ｃの通過を検知したと判断すると、物品移動検知装置１の検知部４は、物品Ｃの通過を検知した旨を示す情報と、その検知時刻とを、検知結果として記憶部６に記憶させる（ステップＳ０３）。
物品移動検知装置１の検知部４は、検知結果は正常であるか否かを判断する（ステップＳ０４）。検知部４は、たとえば、所定の時間範囲内に通過した物品Ｃの個数を算出し、その個数が予め予定された個数の範囲内にあるか否か等を判断する。検知部４は、検知結果が正常であると判断した場合に（ステップＳ０４；ＹＥＳ）、処理を終了する。検知部４は、検知結果が正常ではないと判断した場合に（ステップＳ０４；ＮＯ）、報知部７を制御して、オペレータ等に対する報知を行う（ステップＳ０６）。
以上一連の処理をもって、移動する物品Ｃの検知処理が行われる。
この物品移動検知装置１によれば、第１磁気センサ１１ａと第２磁気センサ１２ａは、いずれも、搬送面Ｂ上を物品Ｃが移動したことを検知できる。第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａが、第１方向Ｄにおいて異なる位置に配置される。ある１つ（１種類）の物品Ｃが搬送装置１００によって搬送され、移動経路を移動した場合に、その物品Ｃに応じて検知される第１検知信号と第２検知信号とが、時間のずれをもって出力される。検知部４は、これらの第１検知信号および第２検知信号に基づいて物品Ｃの移動を検知するので、物品Ｃの移動を正確に検知できる。たとえば、２つのセンサ１１ａ，１２ａが、振動等の外乱の影響を受けた場合でも、外乱に応じて検知される検知信号は、ほぼ同じタイミングで出力される。これに対して、第１検知信号と第２検知信号とが時間のずれ（タイミングの遅れ）をもって出力されるので、第１検知信号および第２検知信号と他の外乱に起因する検知信号とを区別しやすい。よって、第１出力と第２出力に対して比較を行ったり加減演算等を行ったりすることで、第１および第２出力に含まれる外乱のみを除去することができる。その結果として、物品Ｃの移動を正確に検知することができる。物品移動検知装置１は、工場等の振動が発生しやすい環境下においても、物品Ｃの通過を正確に検知することを可能とする。
第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａは反対向きに配置されている。検知部４は、第１出力に第２出力を加えた加算処理の結果に基づいて物品Ｃの移動を検知する。第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａからは、外乱に応じて、正負に関して逆符号の出力（言い換えれば逆位相の）が得られる。この加算処理によれば、第１および第２出力に含まれる外乱を容易に除去する（キャンセルする）ことができる。
第１ピーク出力Ｐ１および第２ピーク出力Ｐ２は、第１正弦波に含まれている。第１出力Ｓ１および第２出力Ｓ２に対して第２正弦波の値を減少させるような演算処理が行われるので、第１出力Ｓ１および第２出力Ｓ２に含まれる外乱が確実に除去される。その結果として、第１ピーク出力Ｐ１および第２ピーク出力Ｐ２を識別しやすくなる。
物品Ｃは、着磁された磁性体を含有し、磁性体が着磁されることにより検知用の特性としての磁気を帯びている。第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａによって、磁気を帯びた物品Ｃの移動が検出される。磁気が比較的弱い場合であっても、第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａは、時間のずれをもって第１検知信号および第２検知信号をそれぞれ出力するので、外乱のみを除去することができる。
続いて、第１磁気センサ１１ａおよび第２磁気センサ１２ａを備えた試験装置を用いて、物品Ｃの検出精度の検証を試みた。試験に用いた磁気センサは、磁気インピーダンス素子（ＭＩセンサ）タイプのセンサである。この試験では、上記実施形態のセンサ部１０と同様の構成（図３参照）とし、外乱として、センサ部１０の基板１０ａに水平な方向または垂直な方向に、両センサに振動を与えた。一方、模擬的に作成した磁気を帯びた試験体を、第１方向Ｄに速度約１．２ｃｍ／ｓｅｃで移動させた。この試験体は、上記実施形態における物品Ｃに相当する。
図６は、試験体の移動のみを与えて行った第１の検証結果を示す図である。外乱は与えていない。図６（ａ）に示されるように、フィルタ前の波形ではノイズが確認されたが、フィルタ後の波形では試験体に起因するピーク出力が両センサにおいて得られており、その結果、図６（ｂ）に示されるように、差分処理データ（加算後のデータ）では試験体の検出信号が明確に得られた。
図７は、センサ水平方向の外乱のみを与えて行った第２の検証結果を示す図である。試験体の移動は与えていない。図７（ａ）に示されるように、フィルタ前の波形ではノイズが確認されたが、フィルタ後の波形では外乱による周期的な波形が得られており、その結果、図７（ｂ）に示されるように、差分処理データ（加算後のデータ）ではキャンセルされた平坦な信号が得られた。
図８は、試験体の移動およびセンサ水平方向の外乱を与えて行った第３の検証結果を示す図である。図８（ａ）に示されるように、フィルタ前の波形ではノイズが確認されたが、フィルタ後の波形では外乱による周期的な波形および試験体に起因するピーク出力が得られており、その結果、図８（ｂ）に示されるように、差分処理データ（加算後のデータ）では試験体の検出信号が明確に得られた。
図９は、試験体の２回の移動およびセンサ水平方向の外乱を与えて行った第４の検証結果を示す図である。図９（ａ）に示されるように、フィルタ前の波形ではノイズが確認されたが、フィルタ後の波形では外乱による周期的な波形および試験体に起因するピーク出力が得られており、その結果、図９（ｂ）に示されるように、差分処理データ（加算後のデータ）では２回の試験体の検出信号が明確に得られた。
図１０は、センサ垂直方向の外乱のみを与えて行った第５の検証結果を示す図である。試験体の移動は与えていない。図１０（ａ）に示されるように、フィルタ前の波形ではノイズが確認されたが、フィルタ後の波形では外乱による周期的な波形が得られており、その結果、図１０（ｂ）に示されるように、差分処理データ（加算後のデータ）ではキャンセルされた平坦な信号が得られた。
図１１は、試験体の２回の移動およびセンサ垂直方向の外乱を与えて行った第６の検証結果を示す図である。図１１（ａ）に示されるように、フィルタ前の波形ではノイズが確認されたが、フィルタ後の波形では外乱による周期的な波形および試験体に起因するピーク出力が得られており、その結果、図１１（ｂ）に示されるように、差分処理データ（加算後のデータ）では２回の試験体検出信号が明確に得られた。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。たとえば、第１センサおよび第２センサは同じ向きに配置されてもよい。そして、検知部は、第１出力から第２出力を引いた減算処理の結果に基づいて物品の移動を検知してもよい。この場合、同じ向きに配置された第１センサおよび第２センサからは、外乱に応じて、正負に関して同符号の出力（言い換えれば同位相の）が得られると考えられる。この減算処理によれば、第１および第２出力に含まれる外乱を容易に除去する（キャンセルする）ことができる。
物品は、永久磁石を含み、それによって特性としての磁気を帯びていてもよい。そして、第１センサおよび第２センサは磁気センサであってもよい。この場合、磁気センサによって、磁気を帯びた物品の移動が検出される。永久磁石を用いることで、磁気が比較的強くなるので、外乱に起因する検知信号と、第１検知信号および第２検知信号とを区別しやすい。
物品は、ＲＦＩＤのＩＣタグ（若しくはＩＣチップ）を含み、検知用の特性として、電磁波を介した外部との無線通信が可能になっていてもよい。そして、第１センサおよび第２センサは、ＲＦＩＤのリーダのアンテナであってもよい。ＩＣタグは、物品に内蔵される。ＩＣタグは、パッシブタグであってもよい。ＩＣタグは、アクティブタグ又はセミアクティブタグであってもよい。リーダは、ＩＣタグの型式に応じた構成を有する。リーダは、本発明における検知部を含んでもよい。検知部が、リーダとは別体になっていてもよい。検知部が、筐体２の外部に設置されてもよい。ＲＦＩＤが適用される場合、物品の移動方向において異なる位置に配置された２つのアンテナによって、物品の内部のＩＣタグの移動が検出される。２つのアンテナは、時間のずれをもって第１検知信号および第２検知信号をそれぞれ出力するので、外乱のみを除去することができる。
感度調整器１５は、第１センサ部１１に対して設置されてもよいし、第１センサ部１１および第２センサ部１２の両方に対して設置されてもよい。感度調整器１５が省略されてもよい。
物品は、患者によって服用される薬剤であってもよい。その場合、物品移動検知装置は、たとえばウェアラブルデバイスの形態を有し、患者の身体上に取り付けられる。患者が身に着けた物品移動検知装置により、錠剤やカプセル剤等の薬剤が患者の身体内（たとえば食道等）を移動したことを検知できる。これにより、服薬管理が可能となる。
１…物品移動検知装置、２…筐体、４…検知部、６…記憶部、７…報知部、１０…センサ部、１０ａ…基板、１１…第１センサ部、１１ａ…第１磁気センサ（第１センサ）、１２…第２センサ部、１２ａ…第２磁気センサ（第２センサ）、１３…ＬＰＦ、１４…ＬＰＦ、１５…感度調整器、Ｃ…物品、Ｄ…第１方向（移動方向）。

Claims (8)

  1. 検知用の特性を有する物品の移動を検知する物品移動検知装置であって、
    前記物品の移動経路に対面して配置され、前記物品が移動したことを前記特性に基づいてそれぞれ検知できる第１センサおよび第２センサと、
    前記第１センサから出力される第１出力および前記第２センサから出力される第２出力に基づいて前記物品の移動を検知する検知部と、を備え、
    前記第１センサおよび前記第２センサは、前記物品の移動方向において異なる位置に配置され、前記物品に応じて検知される前記第１出力の第１検知信号と前記物品に応じて検知される前記第２出力の第２検知信号とが時間のずれをもって出力され、
    前記検知部は、前記第１検知信号および前記第２検知信号に基づいて前記物品の移動を検知する、物品移動検知装置。
  2. 前記第１センサおよび前記第２センサは反対向きに配置されており、
    前記検知部は、前記第１出力に前記第２出力を加えた加算処理の結果に基づいて前記物品の移動を検知する、請求項１に記載の物品移動検知装置。
  3. 前記第１センサおよび前記第２センサは同じ向きに配置されており、
    前記検知部は、前記第１出力から前記第２出力を引いた減算処理の結果に基づいて前記物品の移動を検知する、請求項１に記載の物品移動検知装置。
  4. 前記第１出力および前記第２出力は、それぞれ、前記物品の移動に関する時間の第１正弦波と外乱に関する時間の第２正弦波とをもって表すことができ、
    前記検知部は、前記第１出力および前記第２出力に対して前記第２正弦波の値を減少させるような演算処理を行い、当該演算処理の結果に基づいて前記物品の移動を検知する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の物品移動検知装置。
  5. 前記物品は、磁性体を含有し、前記磁性体が着磁されることにより前記特性としての磁気を帯びており、
    前記第１センサおよび前記第２センサは磁気センサである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の物品移動検知装置。
  6. 前記物品は、永久磁石を含み、それによって前記特性としての磁気を帯びており、
    前記第１センサおよび前記第２センサは磁気センサである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の物品移動検知装置。
  7. 前記物品は、ＲＦＩＤのＩＣタグを含み、前記特性として、電磁波を介した外部との無線通信が可能になっており、
    前記第１センサおよび前記第２センサはＲＦＩＤのリーダのアンテナである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の物品移動検知装置。
  8. 検知用の特性を有する物品の移動を検知する物品移動検知方法であって、
    前記物品の移動経路に対面して配置されると共に前記物品の移動方向において異なる位置に配置され、前記物品が移動したことを前記特性に基づいてそれぞれ検知できる第１センサおよび第２センサを用い、
    前記第１センサから出力される第１出力および前記第２センサから出力される第２出力を取得する取得工程であって、前記物品に応じて検知される前記第１出力の第１検知信号と前記物品に応じて検知される前記第２出力の第２検知信号とが時間のずれをもって出力されている、前記取得工程と、
    前記第１出力の前記第１検知信号および前記第２出力の前記第２検知信号に基づいて前記物品の移動を検知する検知工程と、を含む、物品移動検知方法。
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