JP4445883B2 - Wireless data carrier writing / reading system - Google Patents
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Description
本発明は非接触でデータキャリアへデータの書込み及び読取りを行う無線式データキャリアシステムに関する。 The present invention relates to a wireless data carrier system for writing and reading data to and from a data carrier in a contactless manner.
従来、無線式データキャリアの一般的な利用法としては、読取り対象物としての無線式データキャリアから発射される電波を読取器で受信してデータを解読し、無線式データキャリアが取り付けられた物品の管理や追跡、検品、仕分等の業務を行ういわゆるRFIDシステム(Radio−Frequency−IDentification−system)という形で実用化されている。また無線式データキャリアへのデータの書込みも、書込器から無線式データキャリアに対して電波を発信することにより非接触で行われる。 Conventionally, as a general use of a wireless data carrier, an article to which a radio data carrier is attached is obtained by receiving a radio wave emitted from a wireless data carrier as an object to be read with a reader. Has been put into practical use in the form of a so-called RFID system (Radio-Frequency-IDentification-system) that performs operations such as management, tracking, inspection, and sorting. Data is also written to the wireless data carrier in a non-contact manner by transmitting radio waves from the writer to the wireless data carrier.
上述した無線式データキャリアには電池を有する電池タイプと、電池を有さず読取器や書込器のアンテナから電波を介して供給される電力により動作する無電池タイプとがある。この無電池タイプの無線式データキャリアは、アンテナから電波を介して供給される電力を利用して、無線式データキャリアに書込まれているデータにて変調した電波、つまり応答波を発生させる。続いて読取器が応答波を受信し無線式データキャリア内のデータを読取る。従って、アンテナから送られて来る無線式データキャリアの動作用の電波が弱い状態では、無線式データキャリアが得る電力が弱くなり、それに伴い応答波も微弱となってしまうため、読取りが不可能となる場合がある。 The wireless data carrier described above includes a battery type having a battery and a batteryless type that does not have a battery and operates by electric power supplied from a reader / writer antenna via radio waves. This batteryless wireless data carrier generates electric waves modulated by data written in the wireless data carrier, that is, response waves, using power supplied from the antenna via the electric waves. Subsequently, the reader receives the response wave and reads the data in the wireless data carrier. Therefore, when the radio data carrier operating radio wave sent from the antenna is weak, the power obtained by the radio data carrier becomes weak, and the response wave becomes weak accordingly. There is a case.
特に物品搬送システム等、コンベヤにより自動的に搬送される物品に付された無線式データキャリアを読取るような場合は、アンテナから送られる電波がコンベヤを構成する金属によって反射されて干渉が発生することがあり、その結果アンテナから送られる電波が弱められる場所が発生して読取りが不可能となる場合がある。具体的には、ベルトコンベヤの構成要素の一つで、ベルト自身を保持することを目的としてベルトの下部に設置される金属板から反射される電波の干渉が、アンテナから送られる電波の弱められる場所が数多く発生する現象の原因となっている。 In particular, when reading a wireless data carrier attached to an article that is automatically conveyed by a conveyor, such as an article conveyance system, the radio wave transmitted from the antenna is reflected by the metal constituting the conveyor, causing interference. As a result, there may be a place where the radio wave transmitted from the antenna is weakened, making it impossible to read. Specifically, one of the components of the belt conveyor, the interference of radio waves reflected from a metal plate installed at the bottom of the belt for the purpose of holding the belt itself is weakened by radio waves sent from the antenna. This is the cause of many places.
他にもローラコンベヤの場合は金属製のローラからの反射電波、物品搬送用として金属のベルトを使用した金属ベルトコンベヤの場合は金属ベルト面からの反射電波による干渉が、アンテナから送られる電波が弱められる場所を数多く発生させ読取り不可能となる障害を引き起こす要因となる。また無線式データキャリアへの書込みも、アンテナから送られてくる電波が弱くなる場所や状態では、その信頼性が著しく劣化する。 In addition, in the case of roller conveyors, there is interference from reflected waves from metal rollers, and in the case of metal belt conveyors that use metal belts for conveying articles, there is interference from reflected waves from the metal belt surface. This causes a lot of weakened places and causes a failure to be unreadable. In addition, the reliability of the writing to the wireless data carrier is significantly deteriorated in a place or a state where the radio wave transmitted from the antenna becomes weak.
ここで上述した電波の強弱が発生する状況について図17を使用して説明する。
図17(図2)における無線式データキャリア書込読取システムでは、コンベヤ4の上部に書込読取器2とアンテナ3を設置し、コンベヤ4にて搬送される物品5の上面に取り付けられた無線式データキャリア1に対するデータの読取りや書込みを行うため、アンテナ3から無線式データキャリア1に向けて、無線式データキャリア1の動作電力供給用電波21を下方に放射している状態を示している。物品5はコンベヤ4の上流側である図17の左手側から、コンベヤ4の下流側である右手方向に向けて逐次搬送される。
Here, a situation in which the above-described radio wave strength occurs will be described with reference to FIG.
In the wireless data carrier writing / reading system in FIG. 17 (FIG. 2), the
このような場合、一般的なコンベヤでは物品を搬送する手段としてベルト、ローラ、金属ベルト等が使用されるが、ベルトコンベヤを例にとるとベルトはその下に設けられている金属板に保持されており、金属板の上面を滑る構造となっている。コンベヤ動作時の発生騒音を低減するために、滑り抵抗の小さい材料からなるシート等を金属板の滑り面に貼り付けることもあるが、いずれにしても殆どの場合、通常のベルトコンベヤではベルトの近傍にベルトを保持する目的で大きな金属板が取り付けられている。図17(図2)の例で示せば、「ベルト」は電波を透過する透過型搬送部7に対応し、「金属板」は電波を反射する金属等からなる反射型保持部18に対応する。
In such a case, a belt, a roller, a metal belt, etc. are used as a means for conveying articles in a general conveyor, but when the belt conveyor is taken as an example, the belt is held by a metal plate provided under the belt conveyor. It is structured to slide on the upper surface of the metal plate. In order to reduce the noise generated during the operation of the conveyor, a sheet made of a material having low sliding resistance may be stuck on the sliding surface of the metal plate. A large metal plate is attached for the purpose of holding the belt in the vicinity. In the example of FIG. 17 (FIG. 2), the “belt” corresponds to the
以上より、アンテナ3から放射された動作電力供給用電波21は、反射型保持部18により反射され反射波22が発生し、動作電力供給用電波21と干渉し合うこととなる。これによって動作電力供給用電波22の強度が変化する現象が起こり、動作電力供給用電波22の弱まった位置では無線式データキャリア1に対する安定した読取り/書込みができなくなる。
As described above, the operating power
そこで無線式データキャリア1に反射型保持部18と同様な働きをする電波の反射板を設けて、ベルトコンベヤ等からの不要な反射波22を遮断すると同時に動作電力供給用電波21を積極的に反射させ、電波の強い位置を安定的に作り出し、電波の強い位置に無線式データキャリア1を設けることで安定した読取り及び書込みを行う方法が考えられた。この方法は周知技術であり、無線式データキャリアを取り付けたプレートの裏面に反射板を取り付けた実施の形態が、特開2002−230507公報「データキャリアシステム」や特開2003−198422公報「コンテナ用RFIDタグの交信距離延長方法」等によって開示されている。
Therefore, the
但し、上述した特開2002−230507では、図20(図5)に示すとおり無線式データキャリア毎に電波が透過する材料で形成された透過型プレート33と反射板6を取り付ける必要があるため、無線式データキャリアのコストアップは不可避であった。またこの実施形態においては無線式データキャリア1と反射板6の間隔は10mm程度と記載されているが、この値では透過型プレート33と反射板6を含めた無線式データキャリア全体での薄型化は困難であり、例えば封筒等の薄いシート状搬送物への適用が不可能となるという問題点があった。さらには特開2003−198422についても、図21(図6)に示すとおりコンテナ34毎に反射板6を取り付ける方式であり、コストアップが避けられない点では大差ないという問題点があった。
However, in the above-mentioned JP-A-2002-230507, as shown in FIG. 20 (FIG. 5), it is necessary to attach the
そこで本発明の目的は、このような問題点の要因となる無線式データキャリアそのものへのプレートと反射板の取付け自体を廃すことで、コスト低減及び薄型化を実現する無線式データキャリア書込読取システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a wireless data carrier writing that realizes cost reduction and thickness reduction by eliminating the mounting of the plate and the reflector itself to the wireless data carrier itself that causes such problems. To provide a reading system.
また本発明の別の目的は、コンテナ毎への反射板の取付けをなくすことで、さらにコスト低減を図った無線式データキャリア書込読取システムを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a wireless data carrier writing / reading system that further reduces costs by eliminating the need to attach a reflector to each container.
前記問題点を解決するため、本発明の第一構成では、物品を移動させる搬送部を備えたコンベヤと、無線式データキャリアと、前記物品に取り付けられた前記無線式データキャリアへのデータの書込み及び該無線式データキャリアからのデータの読込みを行う書込読取器と、前記書込読取器に接続されたアンテナにより構成される無線式データキャリア書込読取システムにおいて、
前記コンベヤの上部に前記アンテナを設置し、前記コンベヤは載置された物品を保持移動させる、電波を透過する材料によって形成された電波透過型搬送部と、間を前記物品に取り付けられた無線式データキャリアが移動するよう前記アンテナと対向する位置に設置された第一電波反射部と、前記第一電波反射部の設置位置を基準位置とし、該基準位置から使用電波の波長の(2n+1)/4倍(nは0を含む正の整数)の長さ分だけ遠い位置または近い位置で、かつ間を前記物品に取り付けられた無線式データキャリアが移動するよう前記アンテナと対向する位置に設置された第二電波反射部によって構成され、
さらに前記アンテナは、該アンテナの送信する電波が前記第一電波反射部及び第二電波反射部の双方に到達し得る位置に設置されている無線式データキャリア書込読取システムを構成したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, in the first configuration of the present invention, a conveyor having a transport unit for moving an article, a wireless data carrier, and data writing to the wireless data carrier attached to the article And a wireless data carrier writing / reading system comprising a writing reader for reading data from the wireless data carrier and an antenna connected to the writing reader,
The antenna is installed on the upper part of the conveyor, and the conveyor holds and moves the mounted article, and a radio wave transmission type transfer unit formed of a material that transmits radio waves, and a wireless type attached to the article between The first radio wave reflection unit installed at a position facing the antenna so that the data carrier moves, and the installation position of the first radio wave reflection unit as a reference position, and the wavelength of the used radio wave from the reference position is (2n + 1) / The wireless data carrier attached to the article is placed at a position far from or near by a length of 4 times (n is a positive integer including 0), and at a position facing the antenna so as to move between them. The second radio wave reflector,
The antenna further comprises a wireless data carrier writing / reading system installed at a position where radio waves transmitted by the antenna can reach both the first radio wave reflection unit and the second radio wave reflection unit. And
また、本発明の第二構成では、第一構成に加えて前記コンベヤの他方の側部かつ間を前記物品に取り付けられた無線式データキャリアが移動するよう前記アンテナと対向する位置に前記第一電波反射部並びに第二電波反射部を夫々設置したことを特徴としている。 In the second configuration of the present invention, in addition to the first configuration, the wireless data carrier attached to the article moves between the other side portion of the conveyor and the first antenna at a position facing the antenna. It is characterized in that a radio wave reflection part and a second radio wave reflection part are respectively installed .
また、本発明の第三構成では、第一構成あるいは第二構成に加えて更に、前記電波透過型搬送部と前記第一電波反射部若しくは第二電波反射部板との間隙に電波透過材料からなるスペーサを設け、前記電波透過材料の比誘電率に対応させ前記搬送部と前記第第一電波反射部間若しくは第二電波反射部間の設置距離を短縮させることを特徴としている。 Further, in the third configuration of the present invention, in addition to the first configuration or the second configuration , a radio wave transmitting material is further provided in the gap between the radio wave transmission type transport unit and the first radio wave reflection unit or the second radio wave reflection unit plate. A spacer is provided, and the installation distance between the transport unit and the first radio wave reflection unit or the second radio wave reflection unit is shortened according to the relative dielectric constant of the radio wave transmission material .
また、本発明の第四構成では、物品を移動させる搬送部を備えたコンベヤと、無線式データキャリアと、前記物品に取り付けられた前記無線式データキャリアへのデータの書込み及び該無線式データキャリアからのデータの読込みを行う書込読取器と、前記書込読取器に接続されたアンテナにより構成される無線式データキャリア書込読取システムにおいて、
前記コンベヤの上部に第一及び第二のアンテナを設置し、前記コンベヤは載置した物品を保持移動させる、電波を透過する材料によって形成された電波透過型搬送部を備え、間を前記物品に取り付けられた無線式データキャリアが移動するよう前記第一のアンテナと対向した位置に設置された第一電波反射部と、前記第一電波反射部の設置位置を基準位置とし、該基準位置から使用電波の波長の(2n+1)/4倍(nは0を含む正の整数)の長さ分だけ遠い位置または近い位置かつ間を前記物品に取り付けられた無線式データキャリアが移動するよう前記第二のアンテナと対向して設置された第二の電波反射部とによって構成されたことを特徴としている。
Further, in the fourth configuration of the present invention, a conveyor having a transport unit for moving an article, a wireless data carrier, writing of data to the wireless data carrier attached to the article, and the wireless data carrier In a wireless data carrier writing / reading system comprising a writing reader for reading data from and an antenna connected to the writing reader,
The first and second antennas are installed on the upper part of the conveyor, and the conveyor includes a radio wave transmission type transport unit formed of a material that transmits radio waves, which holds and moves the placed article, and the article is interposed between The first radio wave reflection unit installed at a position facing the first antenna so that the attached wireless data carrier moves, and the installation position of the first radio wave reflection unit is used as a reference position, and used from the reference position. The wireless data carrier attached to the article moves in a position that is far or close by a length of (2n + 1) / 4 times the wavelength of the radio wave (n is a positive integer including 0). It is characterized by comprising the second radio wave reflecting portion installed opposite to the antenna .
また、本発明の第五構成では、第四の構成に加えて前記第二のアンテナの設置位置を前記コンベヤの一方の側部としたことを特徴としている。 The fifth configuration of the present invention is characterized in that, in addition to the fourth configuration, the installation position of the second antenna is set to one side portion of the conveyor .
また、本発明の第六構成では、物品を移動させる搬送部を備えたコンベヤと、無線式データキャリアと、前記物品に取り付けられた前記無線式データキャリアへのデータの書込み及び該無線式データキャリアからのデータの読込みを行う書込読取器と、前記書込読取器に接続されたアンテナにより構成される無線式データキャリア書込読取システムにおいて、
前記コンベヤの上部に設置されるアンテナと、電波反射材料により構成され前記アンテナと並行して設置された反射型搬送部と、前記コンベヤの上部に設置された前記アンテナとの距離が、前記反射型搬送部の設置位置を基準位置として使用電波の波長の(2n+1)/4倍(nは0を含む正の整数)の長さだけ遠い位置または近い位置に設けられた電波反射部と、前記電波反射部の上部に前記アンテナからの電波を透過する電波透過型搬送部とを設け、さらに前記コンベヤ上部の位置において送出する電波が前記反射型搬送部と前記電波反射部の双方に到達可能な位置に前記アンテナを設置することを特徴としている。
Further, in the sixth configuration of the present invention, a conveyor provided with a transport unit for moving an article, a wireless data carrier, data writing to the wireless data carrier attached to the article, and the wireless data carrier In a wireless data carrier writing / reading system comprising a writing reader for reading data from and an antenna connected to the writing reader,
The distance between the antenna installed on the upper part of the conveyor, the reflection type conveying unit made of a radio wave reflecting material and installed in parallel with the antenna, and the antenna installed on the upper part of the conveyor is the reflection type. A radio wave reflection unit provided at a position far or close by a length of (2n + 1) / 4 times the wavelength of the radio wave used (n is a positive integer including 0) with the installation position of the transport unit as a reference position; A position where a radio wave transmission type conveyance unit that transmits radio waves from the antenna is provided above the reflection unit, and a radio wave transmitted at a position above the conveyor can reach both the reflection type conveyance unit and the radio wave reflection unit It is characterized in that the antenna is installed .
また、本発明の第七構成では、第六構成に加えて前記電波透過型搬送部と前記電波反射部の間隙を電波透過材料にて充填し、前記電波透過材料の比誘電率に対応させて前記無線式データキャリアと前記電波反射部との距離を短縮したことを特徴としている。 Further, in the seventh configuration of the present invention, in addition to the sixth configuration, the gap between the radio wave transmission type transport unit and the radio wave reflection unit is filled with a radio wave transmission material, and is made to correspond to the relative dielectric constant of the radio wave transmission material. The distance between the wireless data carrier and the radio wave reflection unit is shortened .
また、本発明の第八構成では、コンベヤの上部に設置されるアンテナと、載置した物品を保持移動させる、電波を透過する材料によって形成された電波透過型搬送部と、前記電波透過型搬送部を保持する電波反射材料からなる反射型保持部を備えた第一及び第二のコンベヤにおいて、物品が前記第一及び第二のコンベヤ同士の接続端を乗り移って搬送され、前記アンテナからの距離において、
前記第一のコンベヤの電波透過型搬送部の設置位置を基準とし、前記無線式データキャリア使用電波の波長の(2n+1)/4倍(nは0を含む正の整数)の長さだけ遠い位置または近い位置に前記第二のコンベヤの電波透過型搬送部を配置し、前記アンテナが前記第一のコンベヤと前記第二のコンベヤの接続端の上部かつ送信電波が前記第一及び第二のコンベヤの双方に到達し得る位置に設置したことを特徴としている。
Further, in the eighth configuration of the present invention, an antenna installed on an upper part of the conveyor, a radio wave transmission type transport unit formed of a material that transmits radio waves and holds and moves the placed article, and the radio wave transmission type transport unit In the first and second conveyors having a reflection type holding part made of a radio wave reflecting material for holding the part, the article is transferred across the connection end of the first and second conveyors, and the distance from the antenna In
Position far from the installation position of the radio wave transmission type conveyance part of the first conveyor by a length of (2n + 1) / 4 times the wavelength of the radio data carrier use radio wave (n is a positive integer including 0) Alternatively, the radio wave transmission type conveyance unit of the second conveyor is disposed at a close position, the antenna is above the connection end of the first conveyor and the second conveyor, and the transmission radio wave is the first and second conveyors. It is characterized by being installed at a position that can reach both .
また、本発明の第九構成では、コンベヤ上に載置された物品を移動させる、電波を透過させる材料からなる電波透過型搬送部と、前記コンベヤの上部に設置されたアンテナと、前記アンテナからの電波を反射する任意幅内に並べられた複数の電波反射部を備えてなり、前記任意幅を有する電波反射部の複数の反射部分と前記アンテナとの距離が前記無線式データキャリア使用電波の波長の1/4倍以上の範囲内において一定のピッチを保ったユニークな値をとり、かつ該ユニークな値が前記任意幅の範囲内においてランダムに配されるよう、前記透過型搬送部に対し前記任意幅を有する電波反射部の反射部分を設置することを特徴としている。 Further, in the ninth configuration of the present invention , a radio wave transmission type transport unit made of a material that transmits radio waves, which moves an article placed on the conveyor, an antenna installed on the upper part of the conveyor, and the antenna A plurality of radio wave reflectors arranged in an arbitrary width that reflects the radio wave of the radio data carrier, and the distance between the plurality of reflectors of the radio wave reflector having the arbitrary width and the antenna is Take a unique value with a fixed pitch within a range of 1/4 or more of the wavelength, and the unique value is randomly distributed within the range of the arbitrary width. A reflection part of the radio wave reflection part having the arbitrary width is provided.
また、本発明の第十構成では、第九構成に加えて前記ユニークな値が前記任意幅の範囲内において降順もしくは昇順で段階的に配されるよう、前記電波透過型搬送部に対し前記任意幅を有する電波反射部の反射部分を設置することを特徴としている。 Further, in the tenth configuration of the present invention, in addition to the ninth configuration, the arbitrary value is arranged with respect to the radio wave transmission type transport unit so that the unique value is stepwise arranged in descending order or ascending order within the range of the arbitrary width. A reflection part of the radio wave reflection part having a width is provided.
また、本発明の第十一構成では、第九構成あるいは第十構成に加えて更に、前記電波透過型搬送部と前記任意幅を有する電波反射部間の間隙に電波透過材料からなるスペーサを設け、前記電波透過材料の比誘電率に対応させ前記電波透過型搬送部と前記任意幅を有する電波反射部の設置距離を短縮したことを特徴としている。 In the eleventh configuration of the present invention, in addition to the ninth configuration or the tenth configuration, a spacer made of a radio wave transmitting material is provided in a gap between the radio wave transmission type transport unit and the radio wave reflection unit having an arbitrary width. The installation distance between the radio wave transmission type conveying unit and the radio wave reflection unit having the arbitrary width is shortened so as to correspond to the relative dielectric constant of the radio wave transmission material .
本発明によれば、無線式データキャリアそのものへのプレートと反射板の取付けをなくすことにより、コスト低減及び薄型化を実現した無線式データキャリア書込読取システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a wireless data carrier writing / reading system that realizes cost reduction and thickness reduction by eliminating the attachment of a plate and a reflector to the wireless data carrier itself.
またコンテナ毎への反射板の取付けをなくすことによって、さらにコスト低減を図った無線式データキャリア書込読取システムを提供することができる。 Further, it is possible to provide a wireless data carrier writing / reading system that further reduces the cost by eliminating the attachment of the reflecting plate to each container.
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1から図16は本発明の実施形態を示す構成図である。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 16 are configuration diagrams showing an embodiment of the present invention.
図1に示す実施形態は、コンベヤ4上で搬送移動される物品5に貼付された無線式データキャリア1と、電波の送受信により無線式データキャリア1へのデータの書込み及び読取りを行う書込読取器2と、この書込読取器2に接続されたアンテナ3と、コンベヤ4と、電波を反射する材料で構成されコンベヤの下部に設置された反射板6と、コンベヤ4上の物品5を搬送移動させる、電波を透過する材料で構成された透過型搬送部7によって構成されている。
The embodiment shown in FIG. 1 includes a
続いて図1を用いて本発明の第一の実施形態の動作について詳細に説明する。まずアンテナ3から放射された無線式データキャリア1に対する動作電力供給用電波21は、反射板6からの反射波22と衝突し干渉する。この干渉状態を示した図が図18(図3)である。図18における反射板6は、図1に示す通常のコンベヤで使用される反射板6と同等に、電波を反射する材料で構成された一般的な金属板である。アンテナ3から放射された動作電力供給用電波21は、反射板6に衝突して反射される。反射板6による反射波22は動作電力供給用電波21と干渉するが、この際供給用電波21とその反射波22は「互いに波長、振幅の等しい正弦波が互いに逆向きに進んで干渉する」という条件を満たすため、この動作電力供給用電波21よりも振幅が大きく、腹の位置30に「波の腹」と、節の位置31に「波の節」を持つ定在波23が発生する。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. First, the operating power
定在波23の腹の位置30と節の位置31は、反射板6とアンテナ3間の距離に依らず、常に反射板6からの距離によって決定される。すなわち動作電力供給用電波21は定在波23となり、反射板6から測定して次式で導かれる
λ(2n+1)/4 (ただしnは正の整数)
各腹の位置30の位置で強度が最大となる。ここでλは動作電力供給用電波21の波長を示す。つまり、最初に現れる電波の一番強まる位置は「反射板6からλ/4の距離にある位置」であり、その後はλ/2間隔で電波の強まる位置が現れる。従って無線式データキャリア1がこの電波が強まった腹の位置に来た場合は、高い動作電力が得られるため書込み及び読取り動作が最も安定した状態となる。
The
The intensity is maximized at the
また、反射板6から測定して次式で導かれる
n(λ/2) (ただしnは0を含む正の整数)
各節31の位置では定在波23の強度が一番弱くなるため、この位置に無線式データキャリア1が来た際には最も書込み読取り動作が不安定な状態となる。従って無線式データキャリア1に対して安定した書込み読取り動作を行うには、前記λを使用して表わすと、アンテナ3に対面した反射板6から次式で表される、
λ(2n+1)/ (ただしnは0を含む正の整数)
の付近を通過するように、ベルトコンベヤ上の無線式データキャリア1を移動させればよいことになる。以上から図1で示される構成では、無線式データキャリア1と反射板6の間隔が次式で表される距離、
λ(2n+1)/4 (ただしnは0を含む正の整数)
となるよう反射板6が設けられている。こうすることで無線式データキャリア1は常に定在波23の腹の位置30を通過し、安定した読取り及び書込みが可能となる。読取りや書込みを行わせる物品の高さは、一般的にロット単位や製品単位では同一であってもロットや製品が異なれば変わってくるため、図1に示す実施の形態では物品の高さに合わせて反射板の取付け高さの調整を可能とする反射板取付高設定部も備えられている。
Also, measured from the
Since the strength of the standing
λ (2n + 1) / (where n is a positive integer including 0)
It is sufficient to move the
λ (2n + 1) / 4 (where n is a positive integer including 0)
The
図2に示される第二の実施形態においては、透過型搬送部7と反射板6の間隙に比誘電率αの電波を透過するスペーサ10を介挿している。これによって「比誘電率αの平方根の逆数」を倍率として透過型搬送部7と反射板6間の設置距離を短縮することが可能となり、コンベヤの厚みを薄くすることができる。これは「誘電体中における電波の波長は、誘電体の比誘電率αの平方根の逆数に比例する」という関係が成立することに基づいている。従って比誘電率が高いほど波長λが短くなり、コンベヤの厚みを薄くすることができる。スペーサ10として使用できる一般的な素材の比誘電率の具体値は、例えばポリスチレン系のABS樹脂では2.5であり、ポリ塩化ビニール(PVC)ならば3.5程度である。ここで動作電力供給用電波21として900MHzの電波を使用するとすればその波長は33.3cmとなり、λ/4は8.3cmとなるが、ABS樹脂を充填することによって、
8.3/√2.5=5.3(cm)
程度まで透過型搬送部と反射板間の設置距離を短縮することが可能である。またポリ塩化ビニール(PVC)の場合も同様に、
8.3/√3.5=4.4(cm)
程度まで透過型搬送部と反射板間の設置距離を短縮することができる。
In the second embodiment shown in FIG. 2, a
8.3 / √2.5 = 5.3 (cm)
It is possible to reduce the installation distance between the transmissive conveyance unit and the reflector to an extent. Also in the case of polyvinyl chloride (PVC),
8.3 / √3.5 = 4.4 (cm)
It is possible to shorten the installation distance between the transmission type conveyance unit and the reflection plate to the extent.
また近年、無線LANやノンストップ自動料金支払いシステム(ETC:Electronic−Toll−Collection−system)等の無線システムが実用化され急速に広まっているが、これらのシステムで使用するアンテナの小型化のために10程度の高い比誘電率の素材が研究、開発されている。これは電波の進路に誘電体を充填させて波長を短縮することで、アンテナを小型化することが可能なためである。これらの素材を使用することによって、
8.3/√10=2.6(cm)
程度まで透過型搬送部と反射板間の設置距離を短縮することができ、非常に薄いコンベヤの実現が可能となる。
In recent years, wireless systems such as wireless LAN and non-stop automatic fee payment system (ETC: Electronic-Toll-Collection-system) have been put into practical use and rapidly spread. However, because of the miniaturization of antennas used in these systems. In addition, materials with a relative dielectric constant as high as about 10 have been researched and developed. This is because the antenna can be miniaturized by shortening the wavelength by filling the path of the radio wave with a dielectric. By using these materials,
8.3 / √10 = 2.6 (cm)
The installation distance between the transmission type transport unit and the reflector can be shortened to the extent that a very thin conveyor can be realized.
図1及び図2に示す実施形態は、封筒や同1物品等の物品5の厚みが一定の場合の実施の形態であるが、物品5の厚みが様々に変化する場合は無線式データキャリア1を定在波23の腹の位置30に常に合わせて通過させることは大変困難であり、安定した読取り及び書込みが困難となる。このように物品5の厚さが変化する場合に対応した実施の形態について、図3以降の図を用いて説明する。
The embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is an embodiment when the thickness of the
図3に示す実施の形態においては、コンベヤ上の物品を保持し移動させる搬送部において電波が透過する材料からなる透過型搬送部7と、アンテナ3からの電波を反射するアンテナ3と並行した第一反射板11と、第一反射板11に対してλ(2n+1)/4(ただしnは正の整数)の長さだけ遠い位置にアンテナ3からの電波を反射するアンテナ3と並行設置される第二反射板12を設け、コンベヤ4上部の位置においてアンテナ3からの電波が第一反射板11と第二反射板12の双方に到達する位置にアンテナ3を設置している。アンテナ3は面全体で電波の放射、受信を行うタイプのアンテナである。ここで前述の実施形態の場合と同様に、反射板11による反射波8bは動作電力供給用電波8aと干渉し合うことで、動作電力供給用電波8aよりも振幅が大きく、各腹の位置30に示す「波の腹」と、各節の位置31に示す「波の節」を持つ定在波23が発生する。
In the embodiment shown in FIG. 3, the
従って無線式データキャリア1の位置が定在波23の各節の位置31になるような物品の高さであった場合は、動作電力供給用電波8aが弱まる位置となるため安定した書込み及び読取りは不可能となる。そこで、アンテナ3のコンベヤの下流側から放射される動作電力供給用電波9aを反射する第二反射板12を第一反射板11に対して無線式データキャリア1が使用する電波の波長λの2n+1/4(ただしnは正の整数)の長さだけ遠い位置に設けている。ここで動作電力供給用電波9aにおいても第2反射板12からの反射波9bと干渉し節と腹を持った定在波23が発生する。従って節の位置31に無線式データキャリア1がある場合には書込み及び読取りは不可能となる。しかしながら図4に示すように、第1反射板11と第2反射板12のアンテナ3に対する設置距離を無線式データキャリア1が使用する電波の波長の2n+1/4(nは正の整数)の長さだけ遠い位置に設けているために、反射波8bによる定在波23の強度が最小となる透過型搬送部7上の高さでは反射波9bの干渉によって発生する定在波の強度は腹となり最大となる。すなわち反射波8bによる定在波23と反射波9bによる定在波の位相をλ(2n+1)/4 (nは正の整数)だけずらすことによって、節の部分を他方の腹の部分で補完することが可能となる。
Therefore, when the position of the
また図4はn=1の状態を記しており、反射板11による定在波23と反射板12による定在波23の腹と節が互いに補完していることを示している。つまり動作電力供給用電波8a側で読み取れない高さを持つ物品の無線式データキャリア1は動作電力供給用電波9a側で読取り、動作電力供給用電波9a側で読取れない高さの物品の無線式データキャリア1は動作電力供給用電波8a側で読取ることが可能となる。その結果、無線式データキャリア1がコンベヤ4のどの位置に載置されている場合でも安定した読取りが可能となる。
FIG. 4 shows a state where n = 1, and shows that the antinodes and nodes of the standing
また動作電力供給用電波8aによる定在波23と動作電力供給用電波9aによる定在波の腹と節の補完関係は、図4に示す透過型搬送部7の設置位置に依存しないため、アンテナ3に対する透過型搬送部7の設置位置は任意に決定できる。ただし透過型搬送部7及び第一反射板11、第二反射板12は一般的にコンベヤの内部に含まれる構成となるため、コンベヤ自体の厚みを薄くする点において透過型搬送部7は第一反射板11に直接に接する位置に設置することが望ましい。
Further, since the complementary relationship between the antinodes and nodes of the standing
ここで、本実施の形態は単一の電波の発生源に接続された単一のアンテナにも拘わらず、複数の定在波を発生させることが可能であり、さらに複数の定在波間の位相差の自由な制御を、安価な反射板のみの設置で可能とした点が大きな特長となっている。つまり、単一のアンテナ及び単一の書込読込器と一般の金属板である安価な反射板のみによって実現できることから大幅なコストダウンが可能であり、既設のコンベヤにおいても反射板の設置のみで無線式データキャリアに対する高い読取率や確実な書込が可能なコンベヤへ容易に改造することができる。 Here, the present embodiment can generate a plurality of standing waves regardless of a single antenna connected to a single radio wave generation source. A major feature is that the phase difference can be freely controlled by installing only an inexpensive reflector. In other words, it can be realized with only a single antenna, a single writer / reader, and an inexpensive reflector, which is a general metal plate, so it is possible to significantly reduce the cost. Even with an existing conveyor, only the reflector is installed. It can be easily converted into a conveyor capable of high reading rate and reliable writing on a wireless data carrier.
また無線式データキャリアは無線式データキャリアに対する読取方向、書込方向が定められている場合があるが、これに対応して、横方向からの読取り及び書込みを行う場合に図3に示した実施形態を応用して実現する第四の実施形態について図4に示す。この第四の実施形態は、コンベヤ4を挟んでその片側に書込読取器2及びアンテナ3を、他方の側に上述の距離差を設けた第一反射板11及び第二反射板12を設置して構成されている。この結果、一方の定在波の節の部分を他方の波の腹で補完することが可能となり、第三の実施形態と同様に無線式データキャリアがコンベヤ4上のどの部分に載置されている場合でも読取りが可能となることは言うまでもない。
In addition, the wireless data carrier may have a reading direction and a writing direction defined with respect to the wireless data carrier, and in response to this, when performing reading and writing from the horizontal direction, the implementation shown in FIG. FIG. 4 shows a fourth embodiment realized by applying the embodiment. In the fourth embodiment, the writing
また、第三の実施の形態において図2と同様にスペーサ10を設けることで透過型搬送部7と反射板12との設置距離を短縮した第五の実施形態について図5に示す。
Further, FIG. 5 shows a fifth embodiment in which the installation distance between the transmission
図6は第五の実施形態の書込読取器2とアンテナ3と、第一反射板11及び第二反射板12並びにスペーサ10とを、コンベヤ4を挟むように横設置した第六の実施の形態を示す。
FIG. 6 shows a sixth embodiment in which the
図7は第三の実施形態を二基の書込読取器と二基のアンテナにより構成した第七の実施形態を示している。動作自体については第三の実施の形態と全くと同様であるため説明を割愛する。 FIG. 7 shows a seventh embodiment in which the third embodiment is constituted by two write readers and two antennas. Since the operation itself is the same as that of the third embodiment, the description is omitted.
図8は第七の実施形態を横設置型にした第八の実施形態を示す。 FIG. 8 shows an eighth embodiment in which the seventh embodiment is a horizontal installation type.
図9は第二の実施形態と同様に、第七の実施形態においてスペーサ10を設置したことにより、透過型搬送部7と反射板12間の設置距離短縮を実現した第九の実施形態であり、図10は第九の実施形態を横設置した第十の実施形態である。
FIG. 9 shows a ninth embodiment in which the installation distance between the transmission
また図11は電波を反射する金属等からなるスチールベルトコンベヤを上流側コンベヤに使用した場合を示す第十一の実施形態であり、図3に示される第三の実施形態における第一反射板11による電波の反射作用を、反射型搬送部17により実現している点が特徴である。動作自体については第三の実施の形態と同様であるため説明を割愛する。
FIG. 11 is an eleventh embodiment showing a case where a steel belt conveyor made of metal or the like that reflects radio waves is used for the upstream conveyor, and the
さらに図12は、第二の実施形態と同様に第十一の実施形態に更にスペーサ10を追加して設けることにより、透過型搬送部7と反射板6間の設置距離短縮を実現したことを特徴とする第十二の実施形態である。図13は電波を透過する透過型搬送部7を備えたコンベヤ2基を使用して実現する第十三の実施形態を示している。動作自体は第七の実施形態と同様であり説明は割愛する。
Further, FIG. 12 shows that the installation distance between the transmission
図14は電波を反射するスチールベルト等の反射型搬送部17を備えたコンベヤ2基を使用した第十四の実施形態を示す。第七の実施形態における反射板11と反射板12の動作を反射型搬送部17にて行わせている点が特徴である。動作自体は、やはり第七の実施の形態と同様であるため説明は割愛する。
FIG. 14 shows a fourteenth embodiment using two conveyors each having a reflection
図15は反射板6を斜めに設置した実施形態である。第一〜第十四までの各実施形態では、2枚の反射板をλ(2n+1)/4(nは正の整数)の固定した距離だけ離して設置する形態であるが、図15に示した第十五の実施形態では、反射板を斜めに設置することで定在波の位相のズレを連続的に変化させている。
FIG. 15 shows an embodiment in which the
以下、この位相のズレの連続的変化につき図面を参照して説明する。まず図15において物品5が透過型搬送部7により図の左側から右側方向に移動し、反射板6の上流側端19の真上に無線式データキャリア1が到達した時点で第1動作電力供給用電波8aによる定在波23の位相が無線式データキャリア1の位置で節となる。この際、定在波23が弱まるため無線式データキャリア1の書込みや読取りが困難となるのは上述してきたとおりである。
Hereinafter, the continuous change in the phase shift will be described with reference to the drawings. First, in FIG. 15, when the
しかし本実施の形態では反射板6が斜めに設置されているため、物品5が右方向に進むに従い反射板6と無線式データキャリア1間の距離が連続的に変化する。これによって無線式データキャリア1に入射する定在波23の位相も連続的に変化し、物品5が右方向に進むに従い無線式データキャリア1は定在波23の腹と節の状態中を交互に通り過ぎることになる。すなわち反射板6の上流側端19の真上に無線式データキャリア1が到達した時点では定在波23の節の状態に遷移したとしても、物品5が右方向に進むに従って無線式データキャリア1は定在波23の腹と節の状態を交互に遷移することとなり、無線式データキャリア1の書込み及び読取りが可能となる。
However, in the present embodiment, since the
上流側端19と下流側端20での定在波22のズレはλ/4が必要であり、これは上流側端19で節の状態であった場合、下流側端20で腹の状態にするためにはλ/4のズレが必要であることは明白で、反射板6の上流側端19と下流側端20でのズレはλ/4以上必要となる。しかし、このズレを大きくすると無線式データキャリア1に入射する定在波23の腹と節の状態が短時間で変化するため、無線式データキャリア1の読取りや書込みが終了しない間に定在波23が弱くなってしまう障害が発生したり、反射波8b、9bの反射方向がずれて定在波23の強度が低下したりするためλ/2程度を中心値としてカットアンドトライにとって決定する。以上のことから第十五の実施の形態については、物品の搬送速度が遅い場合に適用するのが望ましい実施の形態である。ただし、λ/4以上のズレを必要とするのは何も上流側端19と下流側端20の間に限ったことではない。例えば上流側端19における無線データキャリア1との距離をl1、下流側端20における無線データキャリア1との距離をln、反射板6の幅方向にこれをn分割した場合、このl1〜lnが昇順あるいは降順で並んでいれば第十五の実施の形態に示すごとく位相が連続的に変化することとなるが、このl1〜lnの並び方をランダムに配置し不連続で変化させても、物品の搬送速度が充分に遅い場合であれば、最終的に腹の部分を反射板6の幅内で検出することが可能なことについては言うまでもない。これを第十六の実施形態とする。
The deviation of the standing
図16は第十五の実施の形態において第二の実施の形態と同様にスペーサ10を設けることで、透過型搬送部17と反射板6間の設置距離を短縮した第十七の実施形態である。
FIG. 16 is a seventeenth embodiment in which the installation distance between the transmission
本発明においては、反射板の設置を「固定した位置に行う」ことを前提とする実施形態での説明が中心であるが、反射板の位置調整機構を設ける実施形態も可能なことは言うまでもない。また透過型搬送部からなるコンベヤと反射型搬送部からなるコンベヤの組み合わせにおいて、どちらを上流側に設置するか、または下流側に設置するかは任意であり、どの組み合わせにおいても本発明は実施可能である。 In the present invention, the description is mainly based on the embodiment based on the premise that the reflector is installed at a “fixed position”, but it goes without saying that an embodiment provided with a reflector position adjustment mechanism is also possible. . In addition, in the combination of the conveyor composed of the transmission type conveyance unit and the conveyor composed of the reflection type conveyance unit, it is arbitrary which is installed on the upstream side or the downstream side, and the present invention can be implemented in any combination. It is.
また本実施形態ではスペーサを第2反射板の上部に設ける実施形態を記しているが、第1反射板の上部及び双方に設ける実施も可能である。また本実施形態では自動的に搬送が行われる自動式コンベヤにて実施の形態を記しているが、手動またはモータ等の駆動部がないコンベヤにおいても実施可能である。また本実施の形態ではコンベヤ等の物品を面で受け止めて搬送する実施の形態を記しているが物品の端のみを受け止めたり、固定したり、吊り下げたりして物品を搬送する方式においても本発明で実施可能である。また本実施の形態では2基の書込読取器、アンテナ、コンベヤの組み合わせまでの実施形態を期しているが、更に3基、4基・・・の組み合わせを行うことにより、定在波の重なりを更に密とすることで高性能化を実現することも本発明で実施可能である。 In the present embodiment, an embodiment is described in which the spacer is provided on the upper part of the second reflecting plate. However, it is also possible to provide the spacer on the upper part of the first reflecting plate and both. Further, in the present embodiment, the embodiment is described with an automatic conveyor that automatically conveys, but the present invention can also be carried out on a conveyor that does not have a manual or motor drive unit. In the present embodiment, an embodiment is described in which an article such as a conveyor is received and transported by a surface, but the present invention is also applied to a system in which an article is received by receiving, fixing, or hanging only the end of the article. It can be implemented in the invention. In this embodiment, the embodiment up to the combination of two writing readers, antennas, and conveyors is assumed. However, by further combining three, four,... It is also possible to implement high performance by further increasing the density in the present invention.
1 無線式データキャリア
2 書込読取器
3 アンテナ
4 コンベヤ
5 物品
6 反射板
7 透過型搬送部
8a 第一動作電力供給用電波
8b 第一反射波
9a 第二動作電力供給用電波
9b 第二反射波
10 スペーサ
11 第一反射板
12 第二反射板
13 第一書込読取器
14 第一アンテナ
15 第二書込読取器
16 第二アンテナ
17 反射型搬送部
18 反射型保持部
19 上流側端
20 下流側端
21 動作電力供給用電波
22 反射波
23 定在波
24 反射板取付高さ設定部
30 定在波の腹の位置
31 定在波の節の位置
33 非金属製プレート
34 非金属製コンテナ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記コンベヤの上部に前記アンテナを設置し、前記コンベヤは載置された物品を保持移動させる、電波を透過する材料によって形成された電波透過型搬送部と、間を前記物品に取り付けられた無線式データキャリアが移動するよう前記アンテナと対向する位置に設置された第一電波反射部と、前記第一電波反射部の設置位置を基準位置とし、該基準位置から使用電波の波長の(2n+1)/4倍(nは0を含む正の整数)の長さ分だけ遠い位置または近い位置で、かつ間を前記物品に取り付けられた無線式データキャリアが移動するよう前記アンテナと対向する位置に設置された第二電波反射部によって構成され、
さらに前記アンテナは、該アンテナの送信する電波が前記第一電波反射部及び第二電波反射部の双方に到達し得る位置に設置されていることを特徴とする無線式データキャリア書込読取システム。 Conveyor having a transport unit for moving an article, a wireless data carrier, and writing / reading for writing data to the wireless data carrier attached to the article and reading data from the wireless data carrier And a wireless data carrier writing / reading system comprising an antenna and an antenna connected to the writing / reading device,
The antenna is installed on the upper part of the conveyor, and the conveyor holds and moves the mounted article, and a radio wave transmission type transfer unit formed of a material that transmits radio waves, and a wireless type attached to the article between The first radio wave reflection unit installed at a position facing the antenna so that the data carrier moves, and the installation position of the first radio wave reflection unit as a reference position, and the wavelength of the used radio wave from the reference position is (2n + 1) / The wireless data carrier attached to the article is placed at a position far from or near by a length of 4 times (n is a positive integer including 0), and at a position facing the antenna so as to move between them. The second radio wave reflector,
Furthermore, the antenna is installed at a position where a radio wave transmitted by the antenna can reach both the first radio wave reflection unit and the second radio wave reflection unit .
前記コンベヤの上部に第一及び第二のアンテナを設置し、前記コンベヤは載置した物品を保持移動させる、電波を透過する材料によって形成された電波透過型搬送部を備え、間を前記物品に取り付けられた無線式データキャリアが移動するよう前記第一のアンテナと対向した位置に設置された第一電波反射部と、前記第一電波反射部の設置位置を基準位置とし、該基準位置から使用電波の波長の(2n+1)/4倍(nは0を含む正の整数)の長さ分だけ遠い位置または近い位置かつ間を前記物品に取り付けられた無線式データキャリアが移動するよう前記第二のアンテナと対向して設置された第二の電波反射部とによって構成されたことを特徴とする無線式データキャリア書込読取システム。 Conveyor having a transport unit for moving an article, a wireless data carrier, and writing / reading for writing data to the wireless data carrier attached to the article and reading data from the wireless data carrier And a wireless data carrier writing / reading system comprising an antenna and an antenna connected to the writing / reading device,
The first and second antennas are installed on the upper part of the conveyor, and the conveyor includes a radio wave transmission type transport unit formed of a material that transmits radio waves, which holds and moves the placed article, and the article is interposed between The first radio wave reflection unit installed at a position facing the first antenna so that the attached wireless data carrier moves, and the installation position of the first radio wave reflection unit is used as a reference position, and used from the reference position. The wireless data carrier attached to the article moves in a position that is far or close by a length of (2n + 1) / 4 times the wavelength of the radio wave (n is a positive integer including 0). A wireless data carrier writing / reading system comprising: a second radio wave reflection unit disposed opposite to the antenna.
前記コンベヤの上部に設置されるアンテナと、電波反射材料により構成され前記アンテナと並行して設置された反射型搬送部と、前記コンベヤの上部に設置された前記アンテナとの距離が、前記反射型搬送部の設置位置を基準位置として使用電波の波長の(2n+1)/4倍(nは0を含む正の整数)の長さだけ遠い位置または近い位置に設けられた電波反射部と、前記電波反射部の上部に前記アンテナからの電波を透過する電波透過型搬送部とを設け、さらに前記コンベヤ上部の位置において送出する電波が前記反射型搬送部と前記電波反射部の双方に到達可能な位置に前記アンテナを設置することを特徴とする無線式データキャリア書込読取システム。 Conveyor having a transport unit for moving an article, a wireless data carrier, and writing / reading for writing data to the wireless data carrier attached to the article and reading data from the wireless data carrier And a wireless data carrier writing / reading system comprising an antenna and an antenna connected to the writing / reading device,
The distance between the antenna installed on the upper part of the conveyor, the reflection type conveying unit made of a radio wave reflecting material and installed in parallel with the antenna, and the antenna installed on the upper part of the conveyor is the reflection type. A radio wave reflection unit provided at a position far or close by a length of (2n + 1) / 4 times the wavelength of the radio wave used (n is a positive integer including 0) with the installation position of the transport unit as a reference position; A position where a radio wave transmission type conveyance unit that transmits radio waves from the antenna is provided above the reflection unit, and a radio wave transmitted at a position above the conveyor can reach both the reflection type conveyance unit and the radio wave reflection unit A wireless data carrier writing / reading system comprising:
前記第一のコンベヤの電波透過型搬送部の設置位置を基準とし、前記無線式データキャリア使用電波の波長の(2n+1)/4倍(nは0を含む正の整数)の長さだけ遠い位置または近い位置に前記第二のコンベヤの電波透過型搬送部を配置し、前記アンテナが前記第一のコンベヤと前記第二のコンベヤの接続端の上部かつ送信電波が前記第一及び第二のコンベヤの双方に到達し得る位置に設置したことを特徴とする無線式データキャリア書込読取システム。 A reflection made of an antenna installed on the upper part of the conveyor, a radio wave transmission type carrier made of a material that transmits radio waves, holding and moving the placed article, and a radio wave reflection material holding the radio wave transmission type conveyance unit In the first and second conveyors provided with the mold holding unit, the articles are transferred across the connection ends of the first and second conveyors, and at a distance from the antenna,
Position far from the installation position of the radio wave transmission type conveyance part of the first conveyor by a length of (2n + 1) / 4 times the wavelength of the radio data carrier use radio wave (n is a positive integer including 0) or place a radio wave transmissive conveying portion of the second conveyor to close, the antenna said first conveyor and said second conveyor connecting end of the upper and transmitting radio waves said first and second conveyor A wireless data carrier writing / reading system, characterized in that the wireless data carrier writing / reading system is installed at a position where both of them can be reached.
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