JP5424255B2 - 搬送体の姿勢判定装置、および姿勢判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグが装着してある搬送体の姿勢を識別する姿勢判定装置と、姿勢判定方法に関する。搬送体の姿勢はＲＦＩＤタグとタグリーダを用いて識別する。

この種の姿勢判定装置は、例えば特許文献１に公知である。そこでは、立方体状の搬送対象の左右側面に通信周波数が異なる２種のＲＦＩＤタグを貼付しておき、各タグに対応して設けた２種のリーダライタと各ＲＦＩＤタグとの間で送受信を行なって、搬送体の搬送姿勢が適正であるか否かを識別している。詳しくは、通信距離が大きな第２タグと第２リーダライタとの通信を電波方式で確立し、さらに通信距離が小さな第１タグと第１リーダライタとの通信を電磁誘導方式で確立して、各通信を確立できた状態でのみ搬送体の搬送姿勢が適正であると判断している。搬送体の搬送姿勢が適正でないことは、第１タグと第１リーダライタとの通信を確立できないことから知ることができる。

因みに、電磁誘導方式のＲＦＩＤタグの場合には、タグ側のアンテナとリーダライター側のアンテナを直接磁束結合させて電力およびデータの伝達を行なうので、その通信距離は近距離に限られる。また、電波方式のＲＦＩＤタグの場合には、タグ側のアンテナとリーダライター側のアンテナとの間で電磁波を送受信して、電力およびデータの伝達を行なうので、その通信距離は電磁誘導方式のＲＦＩＤタグに比べて遠距離となる。

特許文献２には、搬送体の位置を特定する装置が開示されている。そこでは、一方向へ搬送される搬送体に電磁誘導方式のＲＦＩＤタグが装着してあり、搬送経路に沿ってリーダライタの第１アンテナと第２アンテナとが隣接配置してある。各アンテナはそれぞれの交信領域の一部が重なり合うように配置してあり、両アンテナは常に電磁波を発信している。搬送体とともに一方向へ移動するＲＦＩＤタグは、例えば第１アンテナと通信を確立したのち、交信領域が重なる部分では第１・第２アンテナの双方と通信を確立し、最後に第２アンテナと通信を確立して、両アンテナの交信領域の外へ出る。これにより、両アンテナの交信領域内における搬送体の位置を特定できる。なお、両アンテナのアンテナサイズ（アンテナ仕様）は同じであり、したがって両アンテナの交信範囲に差はない。

特許２００８−５６４７３号公報（段落番号００４５〜００４６、図４） 特許２００９−３３５１７号公報（段落番号００３２、図１）

特許文献１の姿勢判定装置によれば、搬送体の搬送姿勢が適正であるか否かを識別できる。しかし、搬送姿勢の識別を行なうために、２個のＲＦＩＤタグを個々の搬送体に貼付する必要があり、さらに、搬送経路に沿って２個のリーダライタを設置する必要があるため、搬送体の姿勢の識別に多くの手間とコストが掛かる。

また、特許文献２の位置を特定する装置によれば、一方向へ搬送される搬送体の位置を特定することができる。しかし、第１アンテナと第２アンテナの交信距離に差がないため、ＲＦＩＤタグと両アンテナとは、僅かな時間差で通信を確立しているに過ぎず、特許文献１の姿勢判定装置のように搬送体の姿勢を特定することができない。例えば、搬送体が表向きであるか、裏向きであるか、あるいは前後の向きが正しいか否かを特定することはできない。

本発明の目的は、より簡単な構造で搬送体の姿勢を識別できる搬送体の姿勢判定装置と、姿勢判定方法を提供することにある。

本発明の搬送体の姿勢判定装置においては、一方向へ搬送される搬送体１に電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ３が装着してある。搬送体１の搬送路に臨んで、ＲＦＩＤタグ３と通信を行なうタグリーダー４と、搬送体１がタグリーダー４の通信領域に接近したことを検知するタイミングセンサー５とが配置してある。タグリーダー４には、同じ周波数の通信波を送受する複数個のアンテナ１３・１４と、各アンテナ１３・１４の作動状態を制御するアンテナ制御部とが設けてある。各アンテナ１３・１４は、それぞれ異なる通信距離でＲＦＩＤタグ３と通信できるようにアンテナ仕様が異ならせてある。アンテナ制御部は、各アンテナ１３・１４を択一的に作動させるアンテナ切換部１８と、各アンテナ１３・１４が受信したＲＦＩＤタグ３の反射波の信号強度を判定する信号判定部１９と、主制御部２０を含む。タイミングセンサー５が搬送体１を検知したときの検知信号に基づき、通信距離が大きなアンテナから順に各アンテナ１３・１４を作動させ、各アンテナ１３・１４におけるＲＦＩＤタグ３の反射波の信号強度を信号判定部１９で判定し、信号判定部１９の判定結果の組み合わせを主制御部２０で判定して、搬送体１の搬送姿勢を識別することを特徴とする。本発明におけるタグリーダー４とは、ＲＦＩＤタグ３に格納された情報を単に読み込むリーダーと、ＲＦＩＤタグ３に対して情報を読み書きするリーダライタを含む概念である。

タグリーダー４に通信距離が大きな第１アンテナ１３と、通信距離が小さな第２アンテナ１４とを設ける。タイミングセンサー５が搬送体１を検知したときの検知信号に基づき、第１アンテナ１３と第２アンテナ１４を記載順に作動させて、搬送体１の搬送姿勢が正常であるか否かを識別できるようにする。

タグリーダー４に通信距離が大きな第１アンテナ１３と、通信距離が小さな第２アンテナ１４とを設ける。タイミングセンサー５が搬送体１を検知したときの検知信号に基づき、第１アンテナ１３と第２アンテナ１４を記載順に作動させて、搬送されてきた搬送体１のＩＣタグ３の装着位置を特定した状態で搬送体１の搬送姿勢を識別できるようにする。

アンテナ１３・１４のインダクタンスと、アンテナ１３・１４に接続されたコンデンサの静電容量との少なくともいずれかひとつを異ならせて、各アンテナ１３・１４の通信距離を異ならせる。各アンテナ１３・１４の仮想中心位置を一致させて、各アンテナ１３・１４を同心状に配置する。

本発明に係る搬送体の姿勢判定装置においては、一方向へ搬送される搬送体１に電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ３が装着してある。搬送体１の搬送路に臨んで、ＲＦＩＤタグ３と通信を行なうタグリーダー４が配置してある。ＲＦＩＤタグ３には、同じ周波数の通信波を送受する複数個のタグアンテナ２５・２６と、各タグアンテナ２５・２６に個別に接続されるＩＣチップ２７・２８とが設けてある。各タグアンテナ２５・２６は、それぞれ異なる通信距離でタグリーダー４と通信できるようにアンテナ仕様が異ならせてある。ＲＦＩＤタグ３がタグリーダー４のアンテナ３０と正対する状態において、各タグアンテナ２５・２６とアンテナ３０との間で通信を行なって、いずれか一方のタグアンテナ２５・２６との通信を確立し、通信を確立できたタグアンテナによって搬送体１の搬送姿勢を識別することを特徴とする。

本発明の搬送体の姿勢判定方法においては、一方向へ搬送される搬送体１に電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ３が装着してある。搬送体１の搬送経路に臨んで配置したタグリーダー４と、前記ＲＦＩＤタグ３との間で通信を行なって、搬送体１の姿勢を識別する。タグリーダー４には、同じ周波数の通信波を送受でき、かつ通信距離の異なる複数個のアンテナ１３・１４と、各アンテナ１３・１４の作動状態を制御するアンテナ制御部とが設けてある。搬送体１がタグリーダー４の通信領域に接近したことをタイミングセンサー５で検知し、タイミングセンサー５の検知信号に基づきアンテナ制御部のアンテナ切換部１９から出力される指令信号に基づき、各アンテナ１３・１４を通信距離が大きなアンテナから順に作動させる。各アンテナ１３・１４におけるＲＦＩＤタグ３の反射波の信号強度を信号判定部１９で判定する。信号判定部１９の判定結果の組み合わせをアンテナ制御部の主制御部２０で判定して搬送体１の搬送姿勢を識別することを特徴とする。

本発明では、通信距離が大小に異なる複数のアンテナ１３・１４をタグリーダー４に設けておき、タイミングセンサー５の出力信号に基づいて、通信距離が大きなアンテナから順に各アンテナ１３・１４を作動させて、搬送体１に装着した電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ３との間で通信を行なうようにした。このとき、例えば搬送体１の搬送姿勢が正常である場合には、各アンテナ１３・１４とＲＦＩＤタグ３との間で通信を確立できるが、搬送体１の搬送姿勢が正常でない場合には、各アンテナ１３・１４とＲＦＩＤタグ３との間で通信を確立できなくなる。このような、各アンテナ１３・１４における受信状態を信号判定部１９で判定し、信号判定部１９の判定結果の組み合わせを主制御部２０で判定することにより、搬送体１の搬送姿勢を知ることができる。

したがって、本発明の姿勢判定装置によれば、搬送体に１個の電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ３を装着しておくだけで、搬送体１の搬送姿勢を識別することができ、従来のこの種の装置に比べて、より簡単な構造で搬送体１の姿勢を識別できる。また、タグリーダー４に、同じ周波数の通信波を送受する複数のアンテナ１３・１４を設け、各アンテナ１３・１４を順に作動させて、搬送体１の搬送姿勢を識別するので、１個のタグリーダー４を設けるだけでよく、従来装置に比べて、さらに簡単な構造で搬送体１の姿勢判定を行なうことができる。電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ３を通信対象とするので、搬送体１の外形が小さい場合でも、隣接する複数の搬送体１に設けたＲＦＩＤタグ３が反応するのを避けて、確実に搬送体１の搬送姿勢を識別できる利点もある。

第１アンテナ１３と第２アンテナ１４を順に作動させて、搬送体１の搬送姿勢が正常であるか否かを識別する姿勢判定装置によれば、搬送体１が正常な搬送姿勢で搬送されていることを明確に識別できる。したがって、識別結果に応じて、例えば搬送体１の搬送姿勢を修正し、あるいは搬送姿勢が異常な搬送体１を搬送路から排除するなどの、以後の搬送体１の処理を的確に行なえる。

第１アンテナ１３と第２アンテナ１４を順に作動させて、ＩＣタグ３の装着位置を特定した状態で搬送体１の搬送姿勢を識別する姿勢判定装置によれば、搬送体１の搬送姿勢をさらに正確に識別できるので、以後の搬送体１の処理をさらに的確に行なうことができる。例えば、搬送体１の搬送姿勢を自動装置で特定の方向に揃えるような場合に、搬送体１をどのように動かすのが合理的であるかを判定して、より少ない動作で姿勢変更を行なえる。また、ＲＦＩＤタグ３やアンテナ１３・１４の使用個数を増加する必要もなく、アンテナ制御部の動作プログラムを変更するだけで、搬送体１の搬送姿勢をさらに正確に識別できるので、姿勢判定装置の全体コストを抑えたままで識別機能を拡充できる。

同じ通信周波数のアンテナ１３・１４のインダクタンスと、静電容量との少なくともいずれかひとつを異ならせて、各アンテナ１３・１４の通信距離を異ならせると、各アンテナ１３・１４の通信距離を厳密に設定できる。したがって、常に一定の搬送位置でＲＦＩＤタグ３と通信を確立して、搬送体１の搬送姿勢の識別を常に安定した状態で行なえる。搬送体１の搬送速度が大きい場合でも、支障なく通信を確立できる。通信距離が異なる各アンテナ１３・１４を同心状に配置すると、各アンテナ１３・１４が占める空間を小さくして、タグリーダー４を小形化できる。

本発明に係る搬送体の姿勢判定装置においては、通信距離が大小に異なる複数のタグアンテナ２５・２６をＲＦＩＤタグ３に設けておき、ＲＦＩＤタグ３がタグリーダー４のアンテナ３０と正対する状態で通信を行なうようにした。さらに、通信を確立できたタグアンテナを特定することにより、搬送体１の搬送姿勢を識別できるようにした。例えば、搬送体１の搬送姿勢が表であるか裏であるかを姿勢判定装置で識別できるようにした。したがって、本発明の姿勢判定装置によれば、搬送体に１個の電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ３が装着してあればよく、しかも１個のタグリーダー４を設けるだけでよく、従来装置に比べて簡単な構造で搬送体１の姿勢判定を行なうことができる。また、本発明に係る搬送体の姿勢判定装置の別の使用形態においては、タグリーダー４で通信を確立できたタグアンテナを特定することにより、識別対象物３３の位置を認識し、さらに、識別対象物３３の位置の違いに応じて、使用するアプリケーションを異ならせて、タグリーダー４で各ＩＣチップ２７・２８ごとに異なるリードライト処理を行なうことができる。

本発明の姿勢判定方法では、通信距離が異なる通信波を各アンテナ１３・１４から発信して、各アンテナ１３・１４におけるＲＦＩＤタグ３の反射波の有無を信号判定部１９で判定する。さらに、信号判定部１９の判定結果の組み合わせをアンテナ制御部の主制御部２０で判定して搬送体１の搬送姿勢を識別する。このように、本発明の姿勢判定方法によれば、搬送体１に１個の電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ３が装着してあればよく、さらに１個のタグリーダー４を用意すればよいので、従来の姿勢判定方法に比べて、より簡単な機材のみで搬送体１の姿勢を識別できる。電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ３を通信対象とするので、搬送体１の外形が小さい場合でも、隣接する複数の搬送体１に設けたＲＦＩＤタグ３が反応するのを避けて、確実に搬送体１の搬送姿勢を識別できる利点もある。

本発明に係る姿勢判定装置、および姿勢判定方法の原理構造を示す概略正面図である。 ＩＣタグおよびタグリーダーのアンテナの配置形態を示す平面図である。 ＩＣタグの位置の違いによるアンテナの通信結果を示す図表である。 搬送姿勢を識別するときの識別処理を示すフローチャートである。 別の実施形態に係る識別処理を示すフローチャートである。 図５における識別処理の要部を示すフローチャートである。 ＩＣタグの位置の違いによるアンテナの通信結果を示す図表である。 実施例２に係る姿勢判定装置の原理構造を示す概略正面図である。 実施例２に係るＩＣタグのアンテナの配置形態を示す平面図である。 実施例２に係る姿勢判定装置の使用例を示す概略正面図である。 実施例２に係る姿勢判定装置の別の使用例を示す断面図である。 実施例２に係る姿勢判定装置のＩＣタグの別実施例を示す平面図である。 図１２に係る姿勢判定装置の使用例を示す断面図である。

（実施例１） 本発明に係る姿勢判定装置の実施例１を図１ないし図４に基づき説明する。図１において、符号１は搬送体、符号２はベルトコンベアであり、搬送体１が搬送される方向を矢印で示している。搬送体１は扁平な直方体状のブロックからなり、その上面の前部（搬送方向下手側）の所定位置には、ＲＦＩＤタグ（以下、単にＩＣタグという。）３が装着してある。また、搬送体１の搬送路に臨む上方空間には、ＩＣタグ３と通信を行なうタグ用のリーダライタ（以下、タグリーダーという。）４と、搬送体１がタグリーダー４の通信領域に接近したことを検知するタイミングセンサー５とが配置してある。タイミングセンサー５は、光センサー、超音波センサー、マイクロスイッチなど、非接触式センサーと接触式センサーのいずれであってもよい。

ＩＣタグ３はシート状のタグ本体８に、ＩＣチップ９と渦巻状のアンテナ１０とを実装して電磁誘導方式のタグとして構成してあり、その通信周波数は例えば１３．５６ＭＨｚである。ＩＣチップ９には各種のデータを格納するメモリー領域が設けてある。なお、実際のＩＣタグ３においては、ＩＣチップ９およびアンテナ１０の外面が保護フィルムで覆われているので、図２に示すようにＩＣチップ９やアンテナ１０の配置パターンを見ることはできない。

タグリーダー４には、先の通信周波数の通信波を送受する第１アンテナ（アンテナ）１３、および第２アンテナ（アンテナ）１４と、各アンテナ１３・１４の作動状態を制御するアンテナ制御部とが設けてある。各アンテナ１３・１４は、それぞれ搬送体１の上面と平行に配置されて、それぞれ異なる通信距離でＩＣタグ３と通信できるようにアンテナ仕様が異ならせてある。詳しくは、第１アンテナ１３の通信距離が大きく設定してあるのに対して、第２アンテナ１４の通信距離は第１アンテナ１３の通信距離の約半分程度に小さく設定してある。なお、第１アンテナ１３の仮想中心と、第２アンテナ１４の仮想中心とは、同じ垂直線上に位置させてあり、このように両アンテナ１３・１４の仮想中心位置を一致させることにより、両アンテナ１３・１４を同心状に配置することができる（図２参照）。

各アンテナ１３・１４の通信距離の差は、各アンテナ１３・１４のインダクタンスと、アンテナ１３・１４に接続されたコンデンサの静電容量との少なくともいずれかひとつを異ならせることで大小に設定することができる。図２に示すように、この実施例では、第１アンテナ１３を縦横寸法が大きな四角形の渦巻き形状に形成して、その面積（インダクタンス）を大きくすることで通信可能な距離を大きくした。第２アンテナ１４は、第１アンテナ１３に比べて縦横寸法が小さな四角形の渦巻き形状に形成して、その面積を小さくすることで通信可能な距離を小さくした。

上記のように、通信可能な距離を大小に異ならせることにより、図１に示すように、第１アンテナ１３の通信領域Ｅ１の垂直方向の下端位置は、ベルトコンベア２の搬送面より下方にまで達している。また、第２アンテナ１４の通信領域Ｅ２の垂直方向の下端位置は、ベルトコンベア２の搬送面より上方で、搬送体１の上面よりやや下方に位置している。なお、これらの通信領域Ｅ１・Ｅ２は、アンテナ１３・１４を四角形の渦巻き形状とする関係で複雑な形状になるが、図１では理解を容易化するために、各通信領域Ｅ１・Ｅ２を単純な半球状の空間として示している。

アンテナ制御部は、各アンテナ１３・１４を択一的に作動させるアンテナ切換部１８と、各アンテナ１３・１４が受信したＩＣタグ３の反射波の信号強度を判定する信号判定部１９と、主制御部２０などで構成する。アンテナ切換部１８は、通信距離が大きな第１アンテナ１３、第２アンテナ１４の順に各アンテナ１３・１４を作動させて、各アンテナ１３・１４とＩＣタグ３との間で通信を行なわせる。信号判定部１９は、各アンテナ１３・１４が受信するＩＣタグ３の反射波の信号強度を判定する。

先に説明したように、搬送体１は、その上面の前部にＩＣタグ３が位置する姿勢を正常としている。図３に示すように、搬送体１の搬送姿勢が異常である場合は、搬送体１の下面前部にＩＣタグ３が位置する姿勢（タグ位置Ｂ）と、搬送体１の上面後部にＩＣタグ３が位置する姿勢（タグ位置Ｃ）と、搬送体１の下面後部にＩＣタグ３が位置する姿勢（タグ位置Ｄ）となる。本発明では、タグリーダー４の両アンテナ１３・１４とＩＣタグ３との間で通信を行なって、搬送体１の搬送姿勢が適正であるか否かを主制御部２０で判定する。以下のその詳細を、図４のフローチャートに従って説明する。

（識別処理） タイミングセンサー５により搬送体１がタグリーダー４の通信領域に接近したことが検知され（Ｓ１）、該タイミングセンサー５からの検知信号を受けると、主制御部２０は、カウンタＮ、Ｍの値を０にリセットして（Ｓ２）、第１アンテナ１３を起動させて通信波を発信する（Ｓ３）。通信が成立しなかった場合には（Ｓ４でＮＯ）、第１アンテナ１３用のカウンタＮの値をＮ＋１にして（Ｓ５）、カウンターＮの値が所定値Ｔ１に達したか否かを判断したうえで（Ｓ６でＮＯ）、再度第１アンテナ１３の受信状態を確認する（Ｓ４）。

図１に示すように、ＩＣタグ３が第１アンテナ１３の通信領域Ｅ１に進入すると、第１アンテナ１３がＩＣタグ３からの反射波を受信する。この反射波が閾値を越えたことを信号判定部１９で判定した場合には、信号判定部１９が結果信号を主制御部２０に出力する（Ｓ４でＹＥＳ）。これにより、搬送体１が所定距離まで接近してきたことが判る。結果信号を受けた主制御部２０は、第１アンテナ１３の作動を停止したのち（Ｓ７）、第２アンテナ１４を起動させて通信波を発信する（Ｓ８）。通信が成立しなかった場合には（Ｓ９でＮＯ）、カウンタＭの値をＭ＋１にして（Ｓ１０）、カウンターＭの値が所定値Ｔ２に達したか否かを判断したうえで（Ｓ１１でＮＯ）、再度第２アンテナ１４の受信状態を確認する（Ｓ９）。

ＩＣタグ３が第２アンテナ１３の通信領域Ｅ２に進入すると、第２アンテナ１４がＩＣタグ３からの反射波を受信する（Ｓ９でＹＥＳ）。この反射波が閾値を越えたことを信号判定部１９で判定した場合には、信号判定部１９が結果信号を主制御部２０に出力する。これにより、搬送体１が第２アンテナ１４の概ね真下にまで移動してきたことが判る。結果信号を受けた主制御部２０は、搬送体１が正常な姿勢で送られてきたものと判定して（Ｓ１３）、その判定結果を外部機器に出力したのち、第２アンテナ１４の作動を停止して待機状態に戻る。

タイミングセンサー５が検知信号を出力した時点以降に、第１アンテナ１３側のカウンターＮの値が所定値Ｔ１に達した場合には（Ｓ６でＹＥＳ）、ＩＣタグ３がタグ位置Ｃあるいはタグ位置Ｄにあるものとして（Ｓ１４）、その判定結果を外部機器に出力したのち、識別処理を終了する。なお、搬送体１は一定の速度で搬送されているので、タイミングセンサー５が検知信号を出力した時点から、ＩＣタグ３が第１アンテナ１３の通信領域Ｅ１に完全に進入するまでの時間は予め決めておくことができる。この時間に合わせて所定値Ｔ１を設定しておくことにより、主制御部２０はカウンターＮの値が所定値Ｔ１になった時点で、搬送体１が異常な姿勢で送られてきたものと判定できる。同様に、タイミングセンサー５が検知信号を出力した時点以降に、第２アンテナ１４側のカウンターＭの値が所定値Ｔ２に達した場合には（Ｓ１１でＹＥＳ）、ＩＣタグ３がタグ位置Ｂにあるものとして（Ｓ１２）、その結果信号を外部機器に出力したのち識別処理を終了する。

上記の各状態における両アンテナの受信状態を図３の図表にまとめて示している。ＩＣタグ３がタグ位置Ａ（正常な位置）にある場合には、第１アンテナ１３および第２アンテナ１４のいずれもが通信を確立できる。ＩＣタグ３がタグ位置Ｂ（異常な位置）にある場合には、第１アンテナ１３はＩＣタグ３と通信を確立できるが、第２アンテナ１４は通信を確立できない。ＩＣタグ３がタグ位置Ｃ（異常な位置）、あるいはタグ位置Ｄ（異常な位置）にある場合には、ＩＣタグ３が第１アンテナ１３の通信領域に進入する前に、第１アンテナ１３側のカウンターＮの値が所定値Ｔ１になってしまうので、第１アンテナ１３および第２アンテナ１４のいずれもが通信を確立できないことになる。以上の通信結果から、搬送体１が正常な姿勢で搬送されているか、異常な姿勢で搬送されているかを明確に識別できることとなる。

以上のように構成した姿勢判定装置は、以下の態様で実施することができ、その詳細を図５および図６にのフローチャートに従って説明する。そこでは、搬送されてきた搬送体１のＩＣタグ３が、タグ位置Ａ〜Ｄのどこに位置しているかを明確に識別するために、第１アンテナ１３側のカウンターＮの値が所定値Ｔ１になったのちに図６に示す処理を行なう。すなわち、図５のＳ２１〜Ｓ３３の処理は図４のＳ１〜Ｓ１３の処理と共通しており、第１アンテナ１３側のカウンターＮの値が所定値Ｔ１になったときに（Ｓ２６でＹＥＳ→（×））、図６の処理を行なう。

先に説明したように、第１アンテナ１３側のカウンターＮの値が所定値Ｔ１になった状態では、ＩＣタグ３がタグ位置Ｃ、あるいはタグ位置Ｄのいずれかの位置にある。この状態で図６に示すように、第１アンテナ１３を作動させて通信波を発信する。通信が成立しなかった場合には（Ｓ４１でＮＯ）、図６におけるカウンタＮの値をＮ＋１にして（Ｓ４２）、カウンターＮの値が所定値Ｔ３に達したか否かを判断したうえで（Ｓ４３でＮＯ）、再度第１アンテナ１３の受信状態を確認する（Ｓ４１）。なお、タイミングセンサー５が検知信号を出力した時点から、搬送体１の後部に位置するＩＣタグ３が第１アンテナ１３の通信領域Ｅ１に完全に進入するまでの時間は予め決めておくことができる。この時間に合わせて所定値Ｔ３を設定しておく。

搬送体１の後部上面に位置するＩＣタグ３が第１アンテナ１３の通信領域Ｅ１に進入すると、第１アンテナ１３がＩＣタグ３からの反射波を受信する。この反射波が閾値を越えたことを信号判定部１９で判定した場合には、信号判定部１９が結果信号を主制御部２０に出力する（Ｓ４１でＹＥＳ）。これにより、搬送体１の後部が所定距離まで接近してきたことが判る。結果信号を受けた主制御部２０は、第１アンテナ１３の作動を停止したのち（Ｓ４４）、第２アンテナ１４を起動させて通信波を発信する（Ｓ４５）。第２アンテナ１４の通信が成立しなかった場合には（Ｓ４６でＮＯ）、カウンタＭの値をＭ＋１にして（Ｓ４７）、カウンターＭの値が所定値Ｔ４に達したか否かを判断したうえで（Ｓ４８でＮＯ）、再度第２アンテナ１４の受信状態を確認する（Ｓ４６）。

ＩＣタグ３が第２アンテナ１３の通信領域Ｅ２に進入すると、第２アンテナ１４がＩＣタグ３からの反射波を受信する。この反射波が閾値を越えたことを信号判定部１９で判定した場合には（Ｓ４６でＹＥＳ）、信号判定部１９が結果信号を主制御部２０に出力する。これにより、搬送体１が第２アンテナ１４の概ね真下にまで移動してきたことが判る。結果信号を受けた主制御部２０は、ＩＣタグ３がタグ位置Ｃにある状態で送られてきたものと判定して（Ｓ５０）、その判定結果を外部機器に出力したのち、第２アンテナ１４の作動を停止して待機状態に戻る。

タイミングセンサー５が検知信号を出力した時点以降に、第２アンテナ１４側のカウンターＭの値が所定値Ｔ４に達した場合には（Ｓ４８でＹＥＳ）、主制御部２０はＩＣタグ３がタグ位置Ｄにあるものとして（Ｓ４９）、その結果信号を外部機器に出力したのち識別処理を終了する。また、タイミングセンサー５が検知信号を出力した時点以降に、第１アンテナ１３側のカウンターＮの値が所定値Ｔ３に達した場合には（Ｓ４３でＹＥＳ）、ＩＣタグ３との通信を確立できないので、主制御部２０はタグ位置Ａ〜Ｄのいずれでもない状態、すなわちＩＣタグ３が搬送体１に装着されていない状態であると判定して（Ｓ５１）、その判定結果を外部機器に出力したのち、識別処理を終了する。

上記の各状態における両アンテナの受信状態を図７の図表にまとめて示している。ＩＣタグ３がタグ位置Ａ、およびタグ位置Ｂにある場合は、図３で説明した受信状態と同じである。ＩＣタグ３がタグ位置Ｃにある場合には、カウンターＮの値がＴ４になるまでの間に、第１アンテナ１３および第２アンテナ１４のいずれもが通信を確立できる（Ｓ４６でＹＥＳ、Ｓ５０：図６）。ＩＣタグ３がタグ位置Ｄにある場合には、第１アンテナ１３はＩＣタグ３と通信を確立できるが、第２アンテナ１４は通信を確立できない。ＩＣタグ３がタグ位置Ｃあるいはタグ位置Ｄのいずれでもない場合には、第１アンテナ１３側のカウンターＮの値が所定値Ｔ３になってしまうので、第１アンテナ１３および第２アンテナ１４のいずれもが通信を確立できないこととなる（Ｓ４８でＹＥＳ、Ｓ４９：図６）。以上の通信結果から、搬送されてきた搬送体１のＩＣタグ３が、タグ位置Ａ〜Ｄのどこに位置しているかを明確に識別でき、さらにＩＣタグ３が搬送体１に装着されていない異常状態であることを識別できる。

（実施例２） 実施例２に係る姿勢判定装置を図８および図９に示す。そこでは、タグ本体８に第１・第２の二組のタグアンテナ２５・２６と、各タグアンテナ２５・２６に個別に接続される第１・第２のＩＣチップ２７・２８を実装して、ＩＣタグ３を電磁誘導方式のタグとして構成する。両ＩＣチップ２７・２８には各種のデータを格納するメモリー領域が設けてある。図８に示すように、各タグアンテナ２５・２６は、タグリーダー４に対してそれぞれ異なる通信距離でＩＣタグ３と通信できるようにアンテナ仕様が異ならせてある。

詳しくは、図９に示すように、第１タグアンテナ（タグアンテナ）２５を縦横寸法ａ１が大きな四角形の渦巻き形状に形成して、その通信距離Ｄを大きくした。また第２タグアンテナ２６は、第１タグアンテナ２５に比べて縦横寸法ａ２が小さな四角形の渦巻き形状に形成して、その通信距離ｄを第１タグアンテナ２５の通信距離Ｄより充分に小さく設定している。タグリーダー４には、先の各タグアンテナ２５・２６と通信するアンテナ３０とアンテナ制御部とが設けてある。アンテナ３０は四角形の渦巻き形状に形成するが、その縦横寸法ａ３が第１タグアンテナ２５の縦横寸法ａ１と、第２タグアンテナ２６の縦横寸法ａ２の中間の値に設定してある。３個の各アンテナ２５・２６・３０の縦横寸法の関係は、ａ１＞ａ３＞ａ２となる。

この実施例では、搬送体１をベルトコンベア２で間欠搬送し、搬送体１がタグリーダー４の真下に位置する静止状態において、搬送体１の姿勢が表であるか裏であるかを姿勢判定装置で識別する。例えば、ＩＣタグ３が搬送体１の上面（表面）側に位置している場合に、搬送体の姿勢が正常であると判定し、ＩＣタグ３が搬送体１の下面（裏面）側に位置している場合に、搬送体の姿勢が異常であると判定する。

搬送体１がタグリーダー４の通信領域に接近してくると、そのことをタイミングセンサー（図示していない）が検知して、検知信号をベルトコンベア２の駆動機構と、アンテナ制御部へ出力する。ベルトコンベア２の駆動機構は、タイミングセンサーの検知信号を受けて一定時間後にベルトコンベア２を停止させて、搬送体１のＩＣタグ３をタグリーダー４の真下に位置させる。アンテナ制御部は、ベルトコンベア２が停止するのと同時に、タグリーダー４のアンテナ３０を起動して通信波を発信させる。このとき、図８（ａ）に示すように、ＩＣタグ３が搬送体１の上面側にある場合には、第２タグアンテナ２６からの反射波がアンテナ３０に受信されるので、搬送体１の搬送姿勢が正常であると識別する。このとき、タグリーダー４のアンテナ３０は、図９に示すように、第１タグアンテナ２５の中央に位置しており、第１タグアンテナ２５がアンテナ３０の通信可能な領域から外れた位置にあるので、第１タグアンテナ２５が反射波を発信することはない。

また、図８（ｂ）に示すように、ＩＣタグ３が搬送体１の下面側にある場合には、第１タグアンテナ２５からの反射波がアンテナ３０に受信されるので、搬送体１の搬送姿勢が異常であると識別する。このときの第２タグアンテナ２６の通信距離ｄは、第１タグアンテナ２５の通信距離Ｄに比べて充分に小さい。そのため、第２タグアンテナ２６からの反射波がアンテナ３０に受信されることはない。以上により、搬送体１の搬送姿勢が表であるか裏であるかを姿勢判定装置で識別できることとなる。ＩＣタグ３が搬送体１の右側面と左側面のどちらの側に位置しているかを識別することもできる。

なお、搬送体１は間欠搬送する必要はなく、連続搬送する間にその搬送姿勢を識別することができる。その場合には、ＩＣタグ３がタグリーダー４の真下に位置したことをセンサーなどで検知して、アンテナ３０を起動するとよい。また、ＩＣチップ２７・２８をアンチコリジョン対応のＩＣチップとすることにより個別に通信を行なって、各反射波が閾値を越えたか否かで搬送体１の搬送姿勢を特定することができる。

以上のように構成した姿勢判定装置は、図１０に示す使用形態で使用できる。そこでは、上面にＩＣタグ３が装着された搬送体１をベルトコンベア２によって一定速度で搬送する。搬送経路に臨んでタグリーダー４が配置してあり、そのアンテナ３０からは常時通信波が発信されている。図１０（ａ）に示すように、搬送体１がタグリーダー４に接近してくると、まず通信距離が大きな第１タグアンテナ２５がタグリーダー４のアンテナ３０と通信を確立して、反射波をアンテナ３０へ返す。搬送体１がさらに接近すると、第１タグアンテナ２５がアンテナ３０の通信可能な領域から外れるので、両者２５・３０間の通信は一時的に途絶する。図１０（ｂ）に示すように、第２タグアンテナ２６がタグリーダー４のアンテナ３０の真下近傍に位置する状態では、第２タグアンテナ２６がタグリーダー４のアンテナ３０と通信を確立して、反射波をアンテナ３０へ返す。なお、第１タグアンテナ２５は、その後側の辺部がアンテナ３０の真下を通過する間に、再びアンテナ３０との通信を確立できる。

このことから、タグリーダー４が装着された搬送体１の位置を検出することができる。また、ＩＣタグ３に実装されたＩＣチップ２７・２８のいずれかに、搬送体１に関するデータが記録してある場合には、このデータをタグリーダー４で読み込むことにより、ベルトコンベア２上のタグリーダー４の位置まで到達した搬送体１の詳細な内容を知ることができる。例えば、同じ外観形状の搬送体１の表面の着色状態や、内部の仕様が異なるような場合に、その違いを知ることができる。

図８および図９で説明した姿勢判定装置は図１１に示す実施態様で使用することができる。そこでは、上側の第１スロット３１と下側の第２スロット３２が上下２段に配置してあるスロット構造において、第１スロット３１の上方にタグリーダー４が配置してある。また、識別対象物３３にはＩＣタグ３が装着してある。タグリーダー４は、識別対象物３３が両スロット３１・３２のどちら側に装填されているかを識別する。さらに、識別対象物３３が第１スロット３１に装填されている場合と、識別対象物３３が第２スロット３２に装填されている場合とで、使用するアプリケーションを異ならせて、タグリーダー４で各ＩＣチップ２７・２８ごとに異なるリードライト処理を行なう。このように、図８および図９で説明した姿勢判定装置は、識別対象３３の位置識別装置として使用することができる。

この実施態様によれば、例えば銀行カードが第１スロット３１に装填された状態では、普通預金口座用の銀行カードとして決済処理を行ない、銀行カードが第２スロット３２に装填された状態では、貯蓄預金口座用の銀行カードとして決済処理を行なう等の使い分けを実現できる。その場合の識別対象物３３は、銀行カードを構成するカード本体に相当し、その内部にＩＣタグ３を埋設しておくとよい。つまり、識別対象物３３は一般的なＩＣカードと同様に構成することができる。

実線で示すように、識別対象物３３が第１スロット３１に装填してある場合には、タグリーダー４のアンテナ３０と正対する第２タグアンテナ２６からの反射波のみがアンテナ３０に受信される。先に説明したように、このときの第１タグアンテナ２５は、アンテナ３０の通信可能な領域から外れた位置にあるので、第１タグアンテナ２５が反射波を発信することはない。また、想像線で示すように、識別対象物３３が第２スロット３２に装填してある場合には、第１タグアンテナ２５からの反射波のみがアンテナ３０に受信される。このことから、識別対象物３３が装填されているスロットを識別することができる。さらに、識別対象物３３が第１・第２の両スロット３１・３２のどちら側に装填されているかに応じて、使用するアプリケーションを異ならせて、タグリーダー４で各ＩＣチップ２７・２８ごとに異なるリードライト処理を行なう。

図８および図９で説明した姿勢判定装置は図１２および図１３に示す形態で使用することができる。そこでは、図９のＩＣタグ３と同様に、ＩＣタグ３を、タグ本体８に第１・第２の二組のタグアンテナ２５・２６と第１・第２のＩＣチップ２７・２８を実装して電磁誘導方式のタグとして構成する。両ＩＣチップ２７・２８には各種のデータを格納するメモリー領域が設けてある。図１２に示すように、各タグアンテナ２５・２６はアンテナ仕様が異ならせてあり、第１タグアンテナ（タグアンテナ）２５の通信距離を、第２タグアンテナ（タグアンテナ）２６の通信距離より充分に大きく設定している。そのために、図１２に示すように、第１タグアンテナ２５を縦横寸法ａ１が大きな四角形の渦巻き形状に形成して通信可能な距離を大きくした。また第２タグアンテナ２６は、第１タグアンテナ２５に比べて縦横寸法ａ２が小さな四角形の渦巻き形状に形成して通信可能な距離を小さくした。

タグリーダー４には、先の各タグアンテナ２５・２６と通信する第１アンテナ４１と、第２アンテナ４２と、アンテナ制御部とが設けてある。各アンテナ４１・４２は四角形の渦巻き形状に形成するが、第１アンテナ４１の縦横寸法ａ３を、第２タグアンテナ２６の縦横寸法ａ２より大きく設定し、第２アンテナ４２縦横寸法ａ４を第１アンテナ４１の縦横寸法ａ３より大きく設定する。４個の各アンテナ２５・２６・４１・４２の縦横寸法の関係は、ａ１＞ａ４＞ａ３＞ａ２となる。これにより各タグアンテナ２５・２６と、タグリーダー４側の各アンテナ４１・４２との通信可能な距離は、図１３に示すようにｆ１・ｆ２・Ｆ１・Ｆ２となり、第１アンテナ４１はｆ１・ｆ２のいずれかで各タグアンテナ２５・２６と通信でき、第２アンテナ４２はＦ１・Ｆ２のいずれかで各タグアンテナ２５・２６と通信できる。

スロット構造は、第１スロット３１と、第２スロット３２と、第３スロット３４と、第４スロット３５を上から順に配置して構成してあり、識別対象物３３が各スロット３１・３２・３４・３５のどこに装填されているかをタグリーダー４で識別する。識別対象物３３の上面にはＩＣタグ３が装着してあり、第１スロット３１の上方にはタグリーダー４が配置してある。

タグリーダー４は、例えば第１アンテナ４１を起動して通信波を発信し、各タグアンテナ２５・２６からの反射波の受信状態から識別対象物３３が第１スロット３１と、第２スロット３２のどちらに装填してあるかを識別する。次に、第１アンテナ４１を停止したのち、第２アンテナ４２を起動して通信波を発信し、各タグアンテナ２５・２６からの反射波の受信状態から識別対象物３３が第３スロット３４と、第４スロット３５のどちらに装填してあるかを識別する。

識別対象物３３が第１スロット３１に装填してある場合には、タグリーダー４の第１アンテナ４１と正対する第２タグアンテナ２６からの反射波のみが、第１アンテナ４１に受信される。識別対象物３３が第２スロット３２に装填してある場合には、第１タグアンテナ２５からの反射波のみが、第１アンテナ４１に受信される。識別対象物３３が第３スロット３４に装填してある場合には、第２タグアンテナ２５からの反射波のみが第２アンテナ４２に受信される。識別対象物３３が第４スロット３５に装填してある場合には、第２タグアンテナ２５からの反射波のみが第２アンテナ４２に受信される。

これらの違いから、識別対象物３３が装填されているスロットを識別でき、さらに識別対象物３３が装填されていないスロットの位置を知ることができ、識別対象物３３の場所管理に利用することができる。また、識別対象物３３が第１スロット３１に装填されている場合と、識別対象物３３が第２スロット３２に装填されている場合とで、使用するアプリケーションを異ならせて、タグリーダー４で各ＩＣチップ２７・２８ごとに異なるリードライト処理を行なうことができる。さらに、識別対象物３３が第３スロット３４に装填されている場合と、識別対象物３３が第４スロット３５に装填されている場合とで、使用するアプリケーションを異ならせて、タグリーダー４で各ＩＣチップ２７・２８ごとに異なるリードライト処理を行なうことができる。

上記の実施例では、タグリーダー４に２個のアンテナ１３・１４を設ける場合について説明したが、アンテナは２個以上設けることができる。その場合でも、アンテナの個数が増えるだけで、アンテナ以外の構造は共通して使用することができるので、タグリーダー４の構造が複雑になることはない。ＲＦＩＤタグ３の通信周波数は、電磁誘導方式のＲＦＩＤタグに適用される通信周波数であれば、自由に使用する通信周波数を選定でき、実施例で説明した通信周波数には限らない。

上記の実施例では、第１アンテナ１３と第２アンテナ１４を上下平行に配置したがその必要はなく、同一平面上に第１アンテナ１３と第２アンテナ１４とを同心状に配置することができる。第１アンテナ１３と第２アンテナ１４は、必ずしも同心状に配置する必要はない。例えば、第２アンテナ１４をその仮想中心が、第１アンテナ１３の仮想中心より搬送方向下手側に偏心した状態で配置することができる。その場合には、第１アンテナ１３がＩＣタグ３と通信を確立したのち、第２アンテナ１４がＩＣタグ３と通信を確立するまでの時間を長引かせることができる。第１アンテナ１３と第２アンテナ１４は、搬送体１の搬送経路の側方や下方に臨んで配置することができる。

さらに、タグリーダー４の各アンテナ１３・１４・３０・４１・４２は、それぞれ搬送体１やＩＣタグ３の上面と平行に配置する必要はなく、搬送体１やＩＣタグ３の上面と直交する姿勢や、斜めに傾斜する姿勢で配置することができる。要は、各アンテナ１３・１４・３０・４１・４２とＩＣタグ３との通信距離が大小に異なっておればよい。

また、近距離用の第２アンテナ１４の共振周波数を、通信周波数から僅かにずらして、その通信距離を短くすることができる。必要があれば、搬送体１に２個以上のＩＣタグ３を装着しておいて、四面体や直方体あるいは多面体として形成された搬送体１の搬送姿勢を、明確に特定できるようにすることができる。例えば、立方体からなる搬送体１の６個の周面のうち、どの面が前向きになっているかを、搬送過程で知ることができる。

１ 搬送体
３ ＲＦＩＣタグ（ＩＣタグ）
４ タグリーダー
５ タイミングセンサー
１３ 第１アンテナ（アンテナ）
１４ 第２アンテナ（アンテナ）
１８ アンテナ切換え部
１９ 信号判定部
Ｅ１ 第１アンテナの通信領域
Ｅ２ 第２アンテナの通信領域

Claims (6)

1. 一方向へ搬送される搬送体（１）に電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ（３）が装着されており、
   搬送体（１）の搬送路に臨んで、ＲＦＩＤタグ（３）と通信を行なうタグリーダー（４）と、搬送体（１）がタグリーダー（４）の通信領域に接近したことを検知するタイミングセンサー（５）とが配置されており、
   タグリーダー（４）には、同じ周波数の通信波を送受する複数個のアンテナ（１３・１４）と、各アンテナ（１３・１４）の作動状態を制御するアンテナ制御部とが設けられており、
   各アンテナ（１３・１４）は、それぞれ異なる通信距離でＲＦＩＤタグ（３）と通信できるようにアンテナ仕様が異ならせてあり、
   アンテナ制御部は、各アンテナ（１３・１４）を択一的に作動させるアンテナ切換部（１８）と、各アンテナ（１３・１４）が受信したＲＦＩＤタグ（３）の反射波の信号強度を判定する信号判定部（１９）と、主制御部（２０）を含み、
   タイミングセンサー（５）が搬送体（１）を検知したときの検知信号に基づき、通信距離が大きなアンテナから順に各アンテナ（１３・１４）を作動させ、各アンテナ（１３・１４）におけるＲＦＩＤタグ（３）の反射波の信号強度を信号判定部（１９）で判定し、信号判定部（１９）の判定結果の組み合わせを主制御部（２０）で判定して、搬送体（１）の搬送姿勢を識別することを特徴とする搬送体の姿勢判定装置。
2. タグリーダー（４）に通信距離が大きな第１アンテナ（１３）と、通信距離が小さな第２アンテナ（１４）とが設けられており、
   タイミングセンサー（５）が搬送体（１）を検知したときの検知信号に基づき、第１アンテナ（１３）と第２アンテナ（１４）を記載順に作動させて、搬送体（１）の搬送姿勢が正常であるか否かを識別する請求項１に記載の搬送体の姿勢判定装置。
3. タグリーダー（４）に通信距離が大きな第１アンテナ（１３）と、通信距離が小さな第２アンテナ（１４）とが設けられており、
   タイミングセンサー（５）が搬送体（１）を検知したときの検知信号に基づき、第１アンテナ（１３）と第２アンテナ（１４）を記載順に作動させて、搬送されてきた搬送体（１）のＩＣタグ（３）の装着位置を特定した状態で搬送体（１）の搬送姿勢を識別できる請求項１に記載の搬送体の姿勢判定装置。
4. アンテナ（１３・１４）のインダクタンスと、アンテナ（１３・１４）に接続されたコンデンサの静電容量との少なくともいずれかひとつを異ならせて、各アンテナ（１３・１４）の通信距離が異ならせてあり、
   各アンテナ（１３・１４）の仮想中心位置を一致させて、各アンテナ（１３・１４）が同心状に配置してある請求項１または２に記載の搬送体の姿勢判定装置。
5. 一方向へ搬送される搬送体（１）に電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ（３）が装着されており、
   搬送体（１）の搬送路に臨んで、ＲＦＩＤタグ（３）と通信を行なうタグリーダー（４）が配置されており、
   ＲＦＩＤタグ（３）には、同じ周波数の通信波を送受する複数個のタグアンテナ（２５・２６）と、各タグアンテナ（２５・２６）に個別に接続されるＩＣチップ（２７・２８）とが設けられており、
   各タグアンテナ（２５・２６）は、それぞれ異なる通信距離でタグリーダー（４）と通信できるようにアンテナ仕様が異ならせてあり、
   ＲＦＩＤタグ（３）がタグリーダー（４）のアンテナ（３０）と正対する状態において、各タグアンテナ（２５・２６）とアンテナ（３０）との間で通信を行なって、いずれか一方のタグアンテナ（２５・２６）との通信を確立し、通信を確立できたタグアンテナによって搬送体（１）の搬送姿勢を識別することを特徴とする搬送体の姿勢判定装置。
6. 一方向へ搬送される搬送体（１）に電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ（３）が装着されており、
   搬送体（１）の搬送経路に臨んで配置したタグリーダー（４）と、前記ＲＦＩＤタグ（３）との間で通信を行なって、搬送体（１）の姿勢を識別する搬送体の姿勢判定方法であって、
   タグリーダー（４）には、同じ周波数の通信波を送受でき、かつ通信距離の異なる複数個のアンテナ（１３・１４）と、各アンテナ（１３・１４）の作動状態を制御するアンテナ制御部とが設けられており、
   搬送体（１）がタグリーダー（４）の通信領域に接近したことをタイミングセンサー（５）で検知し、
   タイミングセンサー（５）の検知信号に基づきアンテナ制御部のアンテナ切換部（１９）から出力される指令信号に基づき、各アンテナ（１３・１４）を通信距離が大きなアンテナから順に作動させ、
   各アンテナ（１３・１４）におけるＲＦＩＤタグ（３）の反射波の信号強度を信号判定部（１９）で判定し、
   信号判定部（１９）の判定結果の組み合わせをアンテナ制御部の主制御部（２０）で判定して搬送体（１）の搬送姿勢を識別することを特徴とする搬送体の姿勢判定方法。

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