JP2007178284A - Detection device for detecting an object embedded in a planar object - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、伝搬する電磁波の伝搬状態の変化から面状物体中のRFIDタグ(非接触型ICタグ)などの物体の位置を検出する検出装置等の、面状物体に埋設された物体を検出する検出装置に関する。特には、周波数が30GHzから30THzの周波数領域を含む電磁波(ミリ波からテラヘルツ波と呼ばれる周波数領域の電磁波であり、本明細書ではテラヘルツ波とも呼ぶ)を用いて、紙等の面状物体に埋設されたRFIDタグ等の物体の位置を検出する装置に関する。 The present invention detects an object embedded in a planar object, such as a detection device that detects the position of an object such as an RFID tag (non-contact IC tag) in a planar object from a change in the propagation state of a propagating electromagnetic wave. The present invention relates to a detecting device. In particular, an electromagnetic wave including a frequency range of 30 GHz to 30 THz (an electromagnetic wave of a frequency range called a millimeter wave to a terahertz wave, also referred to as a terahertz wave in this specification) is embedded in a planar object such as paper. The present invention relates to an apparatus for detecting the position of an object such as an RFID tag.
近年、ICチップを備えたタグに個別情報を電子的に保持して電磁誘導により非接触で情報伝達するためのID素子(RFID:Radio Frequency IDentification)技術が開発され、物の識別管理のために応用され始めている。 In recent years, an ID element (RFID: Radio Frequency IDentification) technology has been developed for electronically holding individual information in a tag equipped with an IC chip and transmitting the information in a non-contact manner by electromagnetic induction. It is starting to be applied.
具体的には、こうした技術の応用として、所定の情報が記憶された小型の無線タグ(応答器)に対して、所定の無線タグリーダ/ライタや読み出し専用の質問器等により非接触で情報の書き込みや読み出しを行うシステムがある。こうしたシステムは、タグ及びリーダ/ライタの各々に備えたアンテナを用いてデータの交信を行うため、タグをリーダ/ライタから離した状態でも通信可能であることから、様々な用途に利用されている。 Specifically, as an application of such technology, information can be written in a non-contact manner using a predetermined wireless tag reader / writer or a read-only interrogator with respect to a small wireless tag (responder) storing predetermined information. And a system that performs reading. Since such a system communicates data using an antenna provided in each of the tag and the reader / writer, and can communicate even when the tag is separated from the reader / writer, it is used for various applications. .
上記の如きタグは、紙に漉き込むのに充分小型のRFIDタグも開発されており、0.4mm角の大きさで厚さは0.06mmという超小型サイズのタグが開発されている。これを利用して、正贋判定を必要とされる金券、帳票、証券、旅券、紙幣、公文書、契約書等の紙類にRFIDタグを漉き込む技術が、特許文献1に開示されている。 RFID tags that are small enough to fit into paper have been developed, and ultra-small tags with a size of 0.4 mm square and a thickness of 0.06 mm have been developed. Patent Document 1 discloses a technology that uses this to insert RFID tags into papers such as gold vouchers, forms, securities, passports, banknotes, official documents, and contracts that require authenticity determination. .
しかし、充分小型のRFIDタグを漉き込んだ紙は、タグ自身が小型であるため紙の外観を損ねることがないが、タグの位置が分からなくなる。漉き込む工程でタグの位置を制御しても、紙作製における乾燥工程等での紙自体の変形により、漉き込まれたタグの正確な位置は分からなくなりやすい。 However, paper with a sufficiently small RFID tag does not impair the appearance of the paper because the tag itself is small, but the position of the tag is not known. Even if the position of the tag is controlled in the squeezing process, the exact position of the tag that has been squeezed is likely to be unknown due to deformation of the paper itself in the drying process or the like in paper production.
小型RFIDタグの通信距離はミリメートルからセンチメートルのオーダーしかないので、利用者はタグの位置が分かっていないと闇雲にリーダ/ライタを紙上でかざすことになり、非効率である。そのため、利用者にタグの位置が分かる様にする目印を印字することが必要な場合がある。こうした場合、印刷工程でタグの位置が正確に分かる必要がある。 Since the communication distance of a small RFID tag is only on the order of millimeters to centimeters, if the user does not know the position of the tag, the reader / writer is held over the dark clouds on the paper, which is inefficient. Therefore, it may be necessary to print a mark that allows the user to know the position of the tag. In such a case, it is necessary to accurately know the position of the tag in the printing process.
また、タグ位置が分かる目印をRFIDタグ漉き込み紙に印刷する際、紙中のRFIDタグ位置が予め分かっていたとしても、紙の種類・印刷バッチによってタグの位置は異なることがある。こうした場合、印刷オペレータが印刷バッチごとにタグの位置を入力するのは非効率である。 In addition, when printing a mark that indicates the tag position on the RFID tag interleaved paper, even if the RFID tag position in the paper is known in advance, the tag position may differ depending on the type of paper and the print batch. In such a case, it is inefficient for the print operator to enter the tag position for each print batch.
さらに、RFIDタグを漉き込んだ紙に印刷する場合、ローラ等の圧力によりタグが破損する恐れがあるためタグの位置でローラの圧力を弱めるなどの変更処理をしなければならない。そのためにも、タグの位置が分かる必要がある。
上に述べた様に、小型のRFIDタグなどの物体が紙などの面状物体に埋設された場合において、埋設物体の位置を測定することは重要である。そこで、本発明の目的は、面状物体中の小型のRFIDタグなどの物体を、テラヘルツ波などの電磁波を用いて検出することである。 As described above, when an object such as a small RFID tag is embedded in a planar object such as paper, it is important to measure the position of the embedded object. Accordingly, an object of the present invention is to detect an object such as a small RFID tag in a planar object using an electromagnetic wave such as a terahertz wave.
上記課題に鑑み、面状物体に埋設された物体を検出する本発明の検出装置は、次の要素を有することを特徴とする。すなわち、面状物体を搬送するための搬送機構と、搬送されてくる面状物体に線状に電磁波を照射するための照射部と、電磁波のうち、面状物体を透過した電磁波又は面状物体で反射された電磁波を検出するための検出部を備える。 In view of the above problems, a detection device of the present invention for detecting an object embedded in a planar object has the following elements. That is, a transport mechanism for transporting a planar object, an irradiation unit for linearly radiating electromagnetic waves to the transported planar object, and among the electromagnetic waves, an electromagnetic wave or a planar object that has passed through the planar object A detecting unit for detecting the electromagnetic wave reflected by.
また、上記課題に鑑み、本発明の加工方法は次のことを特徴とする。すなわち、上記検出装置を用い、面状物体表面に画像形成などの加工を施す際に、検出装置の検出情報に基づいて、埋設された物体が加工工程に与える影響及び加工工程が埋設された物体に与える影響を低減する加工条件の変更処理を行うことを特徴とする。 Moreover, in view of the said subject, the processing method of this invention is characterized by the following. That is, when processing such as image formation is performed on the surface of a planar object using the above detection device, the influence of the embedded object on the processing process and the object in which the processing process is embedded based on the detection information of the detection device The processing conditions are changed to reduce the influence on the machining.
本発明の検出装置ないし方法によれば、搬送機構による面状物体の移動と照射部による面状物体への線状の電磁波との共同的作用により、電磁波で面状物体を確実に全面的に走査できる。従って、面状物体を透過した電磁波又は面状物体で反射された電磁波を検出部で検出することで、面状物体に埋設された物体の位置などの情報を確実に検出できる。 According to the detection apparatus or method of the present invention, the planar object is reliably and entirely moved by the electromagnetic wave by the joint action of the movement of the planar object by the transport mechanism and the linear electromagnetic wave to the planar object by the irradiation unit. Can scan. Therefore, by detecting the electromagnetic wave transmitted through the planar object or reflected by the planar object with the detection unit, information such as the position of the object embedded in the planar object can be reliably detected.
本発明による、面状物体に埋設された物体を検出する装置ないし方法の実施形態について、説明する。 An embodiment of an apparatus or method for detecting an object embedded in a planar object according to the present invention will be described.
検出装置の一実施形態は、平面状物体である紙などの面状物体を搬送するための回転ローラなどの搬送機構と、搬送されてくる面状物体に線状に電磁波を照射するための照射部を有する。そして更に、電磁波のうち、面状物体を透過した電磁波又は面状物体で反射された電磁波を検出するための検出部を備える。この検出部により検出された電磁波の情報は、これを基に、紙、樹脂平板、木材平板、樹脂シートなどの面状物体表面に形成する画像の形成条件を変更する変更手段などに供給される。電磁波は、典型的には、その周波数が30GHzから30THzの周波数領域を含む電磁波である。 One embodiment of the detection apparatus includes a transport mechanism such as a rotating roller for transporting a planar object such as paper that is a planar object, and irradiation for irradiating electromagnetic waves linearly on the transported planar object. Part. Furthermore, a detection unit for detecting an electromagnetic wave transmitted through the planar object or an electromagnetic wave reflected by the planar object is provided. Information on the electromagnetic wave detected by the detection unit is supplied to changing means for changing the formation conditions of the image formed on the surface of the planar object such as paper, resin flat plate, wood flat plate, resin sheet or the like. . The electromagnetic wave is typically an electromagnetic wave including a frequency range of 30 GHz to 30 THz.
本実施形態は、特に、紙の種類によらず、RFIDタグが漉き込まれた紙におけるタグの位置を正確に求める装置を提供する。更には、厚紙や色の濃い紙、重ねられた紙におけるタグの位置を正確に測定する装置を提供することもできる。 In particular, the present embodiment provides an apparatus for accurately determining the position of the tag on the paper in which the RFID tag is inserted regardless of the type of paper. Furthermore, it is possible to provide an apparatus for accurately measuring the position of the tag on cardboard, dark paper, or stacked paper.
以下、テラヘルツ波帯からミリ波帯に属するテラヘルツ波を発生する高周波電磁波発生装置と、この電磁波を検出する高周波電磁波検出装置と、RFIDタグが漉き込まれた紙を搬送する機構を備える構成について説明する。この構成では、RFIDタグが漉き込まれた紙に前記電磁波を線状に照射し、この電磁波が、RFIDタグが漉き込まれた紙を透過もしくは反射した後、透過もしくは反射した電磁波を高周波電磁波検出装置に集光する。こうした搬送機構による紙の移動と電磁波発生装置により紙上に集光する線状の電磁波との共同的作用により、前記電磁波の紙全面に渡る空間的強度分布を測定することができる。 Hereinafter, a description will be given of a configuration including a high-frequency electromagnetic wave generation device that generates a terahertz wave belonging to the millimeter wave band from the terahertz wave band, a high-frequency electromagnetic wave detection device that detects this electromagnetic wave, and a mechanism that transports paper in which an RFID tag is inserted To do. In this configuration, the electromagnetic wave is linearly irradiated onto the paper in which the RFID tag is inserted, and the electromagnetic wave is transmitted or reflected through the paper in which the RFID tag is inserted, and then the transmitted or reflected electromagnetic wave is detected with a high frequency electromagnetic wave. Focus on the device. The spatial intensity distribution of the electromagnetic waves over the entire surface of the paper can be measured by the cooperative action of the movement of the paper by the transport mechanism and the linear electromagnetic waves collected on the paper by the electromagnetic wave generator.
紙とRFIDタグでは、テラヘルツ波やミリ波に対する屈折率や透過率など及びその他光学定数が異なる。そのため、紙だけを透過もしくは反射した高周波電磁波と、RFIDタグを透過もしくは反射した高周波電磁波とでは、高周波電磁波検出装置で検出される高周波電磁波の強度などに差異が現れる。 Paper and RFID tags differ in refractive index, transmittance, and other optical constants for terahertz waves and millimeter waves. For this reason, a difference appears in the intensity of the high-frequency electromagnetic wave detected by the high-frequency electromagnetic wave detection device between the high-frequency electromagnetic wave that is transmitted or reflected only by paper and the high-frequency electromagnetic wave that is transmitted or reflected by the RFID tag.
RFIDタグのサイズと使用する高周波電磁波の波長が同程度であるか、或いは波長よりタグの方が小さければ、高周波電磁波はRFIDタグで散乱を生じる。この場合、高周波電磁波検出器によって検出された高周波電磁波の強度分布より散乱中心を求めることで、RFIDタグの紙中の位置を特定できる。一方、RFIDタグのサイズの方が使用する電磁波の波長より大きい場合は、タグの後方に電磁波の影が生じる。従って、この場合、高周波電磁波検出器によって検出された高周波電磁波の強度分布よりRFIDタグの位置を特定することができる。 If the size of the RFID tag and the wavelength of the high-frequency electromagnetic wave to be used are approximately the same, or if the tag is smaller than the wavelength, the high-frequency electromagnetic wave is scattered by the RFID tag. In this case, the position of the RFID tag in the paper can be specified by obtaining the scattering center from the intensity distribution of the high frequency electromagnetic wave detected by the high frequency electromagnetic wave detector. On the other hand, when the size of the RFID tag is larger than the wavelength of the electromagnetic wave used, an electromagnetic wave shadow is generated behind the tag. Therefore, in this case, the position of the RFID tag can be specified from the intensity distribution of the high-frequency electromagnetic wave detected by the high-frequency electromagnetic wave detector.
テラヘルツ帯からミリ波帯に属する電磁波は、紙に対する透過率が可視光よりも格段に大きいため、市販のプリンタ用紙を100枚程度束ねた紙の束も透過する。また、商品の化粧箱等に利用されるボール紙や、色の濃い紙、厚紙なども透過する。 Electromagnetic waves belonging to the terahertz band to the millimeter wave band have a much higher transmittance with respect to paper than visible light, and therefore, a bundle of about 100 sheets of commercially available printer paper is also transmitted. In addition, cardboard used for a cosmetic box of goods, dark-colored paper, cardboard, etc. are transmitted.
本実施形態においては、紙中に漉き込まれたRFIDタグの位置を紙種や紙の状態によらず特定することができ、この情報に基づいて、例えば、印刷工程において定着ローラによる圧力を低減してRFIDタグの破損を減じることができる。こうして、印刷工程が埋設物体に与える影響を低減する印刷条件の変更処理を実行することで、紙表面への画像の形成の歩留まりを向上させることができる。また、漉き込まれたRFIDタグの位置を特定するので、この情報に基づいて、RFIDタグである埋設物体が印刷工程に与える影響を低減してRFIDタグの位置を示す印を正確に印刷することができる。これにより、利用者が紙中に漉き込まれたRFIDタグの情報を読み取り/書き込みするのが容易になる。 In this embodiment, the position of the RFID tag inserted in the paper can be specified regardless of the type of paper or the state of the paper. Based on this information, for example, the pressure by the fixing roller is reduced in the printing process. RFID tag damage can be reduced. Thus, by performing the printing condition changing process that reduces the influence of the printing process on the embedded object, the yield of image formation on the paper surface can be improved. Also, since the position of the RFID tag inserted is specified, based on this information, the influence of the embedded object, which is the RFID tag, on the printing process can be reduced, and the mark indicating the position of the RFID tag can be printed accurately Can do. This makes it easy for the user to read / write the information of the RFID tag inserted in the paper.
ところで、充分小型のRFIDタグの位置を求める方法としては、可視光を用いる方法や、X線を用いる方法も考えられる。すなわち、可視光又はX線を用い、紙を透かして観察することでタグの位置を測定する方法も考えられる。しかし、RFIDタグの位置を求めるのに可視光を用いる場合、可視光は色の濃い紙や厚紙、商品の化粧箱等に用いられるボール紙、大量に重ねられた紙を透過しないため、タグの位置を測定できる状況が限られている。また、RFIDタグの位置を求めるのにX線を用いる方法は、装置が大掛かりになり、被爆の危険もあるため、あまり望ましくない。 By the way, as a method for obtaining the position of a sufficiently small RFID tag, a method using visible light or a method using X-rays can be considered. That is, a method of measuring the position of the tag by using visible light or X-rays and observing through paper is also conceivable. However, when visible light is used to determine the position of the RFID tag, the visible light does not pass through dark paper or cardboard, cardboard used for product cosmetic boxes, etc. The situation where the position can be measured is limited. Also, the method of using X-rays to determine the position of the RFID tag is not very desirable because the apparatus becomes large and there is a risk of exposure.
以下、本発明によるRFIDタグなどの位置検出装置ないし方法の実施例について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a position detecting apparatus or method such as an RFID tag according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
図1は本発明の実施例1を示す斜視図である。本実施例では、図1の様に、印刷機給紙トレー14上に重ねられたRFIDタグを漉き込んだ紙の束12の最上面にある紙(厚紙、色が濃い紙など)は、搬送機構であるローラ13を用いて印刷機(不図示)に給紙される(図1では、左側へ移動する)。テラヘルツ波発生装置10とテラヘルツ波検出装置11は、印刷機に給紙される紙を上下で挟む様に設置される。
(Example 1)
FIG. 1 is a perspective view showing Example 1 of the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the paper (thick paper, dark paper, etc.) on the uppermost surface of the bundle of paper 12 with the RFID tag stacked on the printing paper feed tray 14 is conveyed. Paper is fed to a printing press (not shown) using a roller 13 as a mechanism (moves to the left in FIG. 1). The terahertz wave generation device 10 and the terahertz wave detection device 11 are installed so as to sandwich the paper fed to the printing machine up and down.
ここにおいて、テラヘルツ波発生装置10から出たテラヘルツ波は、紙上に線状焦点を結ぶ。そして、前記紙を透過したテラヘルツ波は、テラヘルツ波検出装置11で検出される。テラヘルツ波検出装置11は、例えば、複数のテラヘルツ波検出器を線状に並べて配置したものである。 Here, the terahertz wave emitted from the terahertz wave generator 10 forms a linear focal point on the paper. Then, the terahertz wave transmitted through the paper is detected by the terahertz wave detection device 11. The terahertz wave detection device 11 includes, for example, a plurality of terahertz wave detectors arranged in a line.
テラヘルツ波は線状焦点に集光されており、前記紙は印刷機側へ移動しているため、紙が印刷機に取り込まれるまでに紙の全範囲をテラヘルツ波線状焦点が走査することになる。 Since the terahertz wave is focused on the linear focus and the paper is moved to the printing press, the terahertz linear focus will scan the entire range of the paper before the paper is taken into the printing press. .
テラヘルツ波発生装置10には、例えば、周波数1THzの逆進行波管(BWO : Backward Wave Oscillator)を用い、レンズやミラー等の光学系を用いて線状に集光させる。また、テラヘルツ波検出装置11には、例えば、パイロ素子をアレイ化したものを用いる。検出効率を高めるために、テラヘルツ波検出装置11の手前にレンズやミラーからなる光学系を用いても良い。 In the terahertz wave generator 10, for example, a backward traveling wave tube (BWO: Backward Wave Oscillator) having a frequency of 1 THz is used, and is condensed linearly using an optical system such as a lens or a mirror. For the terahertz wave detection device 11, for example, an array of pyro elements is used. In order to increase the detection efficiency, an optical system including a lens and a mirror may be used in front of the terahertz wave detection device 11.
テラヘルツ波に対するRFIDタグと紙の屈折率及び透過率が異なるため、紙のみを透過してきたテラヘルツ波とRFIDタグを透過してきたテラヘルツ波の強度などの相違から、RFIDタグの存在を求めることができる。よって、テラヘルツ波の線状焦点上の一点にRFIDタグがあるとき、線状焦点上のどの場所にRFIDタグが存在するかを判別することができる。 Because the refractive index and transmittance of the RFID tag and paper for terahertz waves are different, the presence of the RFID tag can be determined from the difference in the intensity of the terahertz wave that has passed through the paper and the terahertz wave that has passed through the RFID tag. . Therefore, when the RFID tag is at one point on the linear focus of the terahertz wave, it is possible to determine where the RFID tag exists on the linear focus.
例えば、テラヘルツ波検出装置11に複数のテラヘルツ波検出器を100μm間隔で配列したものを用いた場合は、以下の様な信号が得られ、それによってRFIDタグの位置を求めることができる。図2(a)、(b)は、横軸に100μm間隔で配列された各々のテラヘルツ波検出器の位置を、縦軸に各検出器が検出したテラヘルツ波の強度をプロットしたものである。テラヘルツ波の線状焦点上の一点にRFIDタグが無い時と有る時では、図2(a)、(b)に示したグラフの様な差異が得られる(ただし、図2は模式的な図である)。図2(b)のグラフ2の様な信号が得られたら、テラヘルツ波線状焦点上の該当位置(強度が最低の位置)にRFIDタグが存在することが判明する。 For example, when a terahertz wave detector 11 having a plurality of terahertz wave detectors arranged at intervals of 100 μm is used, the following signal is obtained, whereby the position of the RFID tag can be obtained. 2 (a) and 2 (b) plot the positions of the terahertz wave detectors arranged at 100 μm intervals on the horizontal axis and the intensities of the terahertz waves detected by the respective detectors on the vertical axis. When there is no RFID tag at one point on the linear focal point of the terahertz wave, the difference shown in the graphs shown in Fig. 2 (a) and (b) is obtained (however, Fig. 2 is a schematic diagram) Is). If a signal like the graph 2 in FIG. 2 (b) is obtained, it is found that the RFID tag exists at the corresponding position (the position where the intensity is lowest) on the terahertz wave line focal point.
また、ローラ13による前記紙の送りと、前記線状検出器からの出力信号から2次元画像データを得て、画像認識によりRFIDタグの位置を検出しても良い。 Alternatively, the position of the RFID tag may be detected by obtaining two-dimensional image data from the paper fed by the roller 13 and the output signal from the linear detector, and performing image recognition.
図2は、検出されたテラヘルツ波の強度のみをプロットしたものであるが、強度と位相の変化の両方、或いは位相の変化を用いることも可能である。例えば、テラヘルツ波源として、ガリウム砒素等によって作製された光伝導アンテナにフェムト秒レーザを照射する手段を用いる良く知られた方法について説明する。この場合、テラヘルツ波検出にも、発生側と同様な光伝導アンテナにフェムト秒レーザを照射する方法を用いる。フェムト秒レーザをハーフミラー等で分割し、一方を発生側の光伝導アンテナに照射し、もう一方を検出側の光伝導アンテナに照射する。このとき、発生したテラヘルツ波と検出側に照射されるフェムト秒レーザ光とが、同時に検出側光伝導アンテナに到達する様に同期を取る遅延光学系を用いる。発生したテラヘルツ波が検出器に到達する時刻を同期させる遅延光学系を用いることで、図3の様なテラヘルツ波の時間波形グラフが得られる(図3は模式図である)。 FIG. 2 is a plot of only the intensity of the detected terahertz wave, but it is also possible to use both intensity and phase change, or phase change. For example, a well-known method using a means for irradiating a femtosecond laser to a photoconductive antenna made of gallium arsenide or the like as a terahertz wave source will be described. In this case, a method of irradiating a photoconductive antenna similar to that on the generation side with a femtosecond laser is also used for terahertz wave detection. The femtosecond laser is divided by a half mirror or the like, and one is irradiated to the photoconductive antenna on the generation side, and the other is irradiated to the photoconductive antenna on the detection side. At this time, a delay optical system is used that synchronizes the generated terahertz wave and the femtosecond laser light applied to the detection side so as to reach the detection side photoconductive antenna at the same time. By using a delay optical system that synchronizes the time when the generated terahertz wave reaches the detector, a time waveform graph of the terahertz wave as shown in FIG. 3 can be obtained (FIG. 3 is a schematic diagram).
図3は、横軸に時間をとり、縦軸に検出されたテラヘルツ波の振幅を示す。図3の時間波形(a)は、紙のみを透過した場合のテラヘルツ波の時間波形である。一方、図3における時間波形(b)は、RFIDタグを透過したテラヘルツ波の時間波形である。紙のみの部分で遅延光学系を走査すれば時間波形(a)が得られ、RFIDタグのある部分で遅延光学系を走査すると時間波形(b)が得られる。 FIG. 3 shows time on the horizontal axis and the amplitude of the detected terahertz wave on the vertical axis. A time waveform (a) in FIG. 3 is a time waveform of a terahertz wave when only the paper is transmitted. On the other hand, the time waveform (b) in FIG. 3 is a time waveform of the terahertz wave that has passed through the RFID tag. A time waveform (a) can be obtained by scanning the delay optical system with only the paper portion, and a time waveform (b) can be obtained by scanning the delay optical system with a portion having the RFID tag.
すなわち、紙のみを透過したテラヘルツ波に対し、RFIDタグを透過したテラヘルツ波は強度が減衰するのみならず、位相が遅れている。テラヘルツ波の強度減衰と位相遅れの両者から、当該部分(これら両者を検出したテラヘルツ波検出器の位置と、検出した時間軸上の位置から分かる)にRFIDタグが存在することが判明し、RFIDタグの位置を求めることができる。 That is, in contrast to the terahertz wave transmitted only through the paper, the terahertz wave transmitted through the RFID tag is not only attenuated in intensity but also delayed in phase. From both the intensity attenuation and phase delay of the terahertz wave, it was found that the RFID tag exists in the relevant part (which can be seen from the position of the terahertz wave detector that detected both and the position on the detected time axis). The position of the tag can be obtained.
RFIDタグの位置が検出できたら、印刷機内でRFIDタグ上のローラ13の圧力を弱めることでRFIDタグを損傷するのを防いでも良い。また、RFIDタグの位置を利用者に明示する印を印刷しても良い。この場合、紙(面状物体)の表面に形成する印(画像)の形成条件(例えば、定着ローラの圧力)を変更する変更手段を備えることになる。タグの位置を明示する印を印刷する場合は、印刷直前に再びタグの位置を測定し直すのも良い。また、タグ自身にタグの位置情報をライタで書き込んでも良い。 If the position of the RFID tag can be detected, damage to the RFID tag may be prevented by reducing the pressure of the roller 13 on the RFID tag in the printing press. In addition, a mark that clearly indicates the position of the RFID tag to the user may be printed. In this case, there is provided changing means for changing the formation conditions (for example, the pressure of the fixing roller) of the mark (image) formed on the surface of the paper (planar object). When printing a mark that clearly indicates the tag position, the tag position may be measured again immediately before printing. Further, tag position information may be written to the tag itself by a writer.
なお、本実施例ではテラヘルツ波を線状焦点に集光させているが、テラヘルツ波を一点に集光させ、搬送方向と交差する方向(典型的には、直角方向)に搬送速度より充分速い速度で焦点を走査させても良い。また、テラヘルツ波を平面照射して、平面状のテラヘルツ検出器(イメージセンサ)を用いても良い。 In this embodiment, the terahertz wave is focused on the linear focal point. However, the terahertz wave is condensed at one point, and is sufficiently faster than the transport speed in the direction intersecting the transport direction (typically, the perpendicular direction). The focus may be scanned at a speed. Alternatively, a planar terahertz detector (image sensor) may be used by irradiating a terahertz wave on a plane.
また、本実施例ではRFIDを漉き込んだ紙の束12の上下にテラヘルツ波の発生器、検出器を設置したが、紙搬送機構の一部であるローラ13の内部にテラヘルツ波の発生器、検出器を組み込んでも良い。 Further, in this embodiment, the terahertz wave generator and the detector are installed above and below the paper bundle 12 in which RFID is inserted, but the terahertz wave generator is provided inside the roller 13 which is a part of the paper transport mechanism, A detector may be incorporated.
テラヘルツ波発生方法及び検出方法には、先に述べたガリウム砒素等でできた光伝導アンテナにフェムト秒レーザを照射することで発生するテラヘルツ波を用いても良いが、次の様な方法でも良い。すなわち、非線形光学効果によるパラメトリック発振を用いたテラヘルツ波を利用しても良いし、また量子多重井戸構造の半導体に電流を注入することでテラヘルツ波が発生するテラヘルツレーザを利用した方法でも良い。 For the terahertz wave generation method and detection method, a terahertz wave generated by irradiating the photoconductive antenna made of gallium arsenide or the like with a femtosecond laser may be used, but the following method may be used. . That is, a terahertz wave using parametric oscillation by a nonlinear optical effect may be used, or a method using a terahertz laser that generates a terahertz wave by injecting a current into a semiconductor having a quantum multiple well structure may be used.
(実施例2)
次に、実施例2を説明する。実施例2では、図4の様に、印刷機給紙トレー14上に重ねられたRFIDタグを漉き込んだ紙の束12の一部の上下に、テラヘルツ波発生装置10とテラヘルツ波検出装置11を設置する。
(Example 2)
Next, Example 2 will be described. In the second embodiment, as shown in FIG. 4, the terahertz wave generator 10 and the terahertz wave detector 11 are placed above and below a part of the bundle of paper 12 in which the RFID tags stacked on the printing press paper feed tray 14 are inserted. Is installed.
ここでも、テラヘルツ波発生装置10から出たテラヘルツ波は、紙に線状焦点を結ぶ。そして、前記紙を透過したテラヘルツ波は、テラヘルツ波検出装置11で検出される。テラヘルツ波検出装置11は、例えば、テラヘルツ波検出器を線状に並べて配置したものである。 Again, the terahertz wave emitted from the terahertz wave generator 10 forms a linear focus on the paper. Then, the terahertz wave transmitted through the paper is detected by the terahertz wave detection device 11. The terahertz wave detection device 11 includes, for example, terahertz wave detectors arranged in a line.
本実施例でも、テラヘルツ波は線状焦点に集光されており、前記紙は印刷機側へ移動しているため、この紙が印刷機に取り込まれるまでに紙の全範囲をテラヘルツ波線状焦点が走査することになる。 Also in this embodiment, since the terahertz wave is focused on the linear focus and the paper is moved to the printing machine side, the entire range of the paper is covered by the terahertz wave linear focus before the paper is taken into the printing machine. Will be scanned.
この場合、束ねられたRFIDタグを漉き込んだ紙の束12の最上面にテラヘルツ波を線状集光するわけであるが、第2或いは第3の面にRFIDタグが存在した場合も、図2と同様の信号が得られる可能性がある。しかし、印刷機に最初に取り込まれる最上面の紙はローラ13によって左方に移動しているため、この紙のRFIDタグを示す信号は一瞬だけ現れて、またすぐ消滅する。一方、第2面以下のRFIDタグ漉き込み紙の線状焦点上にRFIDタグが存在する場合は、RFIDタグの存在を示す信号が現れたままである。 In this case, the terahertz wave is linearly collected on the uppermost surface of the bundle of paper 12 in which the bundled RFID tags are inserted, but even if the RFID tag exists on the second or third surface, A signal similar to 2 may be obtained. However, since the uppermost paper that is first taken into the printing press is moved to the left by the roller 13, the signal indicating the RFID tag of this paper appears for a moment and then disappears immediately. On the other hand, when the RFID tag is present on the linear focus of the RFID tag interleaving paper on the second surface and below, a signal indicating the presence of the RFID tag remains appearing.
例えば、紙送り速度が毎秒10センチメートルであり、テラヘルツ波線状焦点の幅(紙移動方向の幅)が約500マイクロメートルであり、RFIDタグの大きさが500マイクロメートルであるとする。すると、移動する最上面の紙に有るRFIDタグがテラヘルツ波線状焦点を横切る時間は約10ミリ秒である。よって、RFIDタグの存在を示す信号が10ミリ秒間だけ得られた場合は、最上面の紙に有るRFIDタグの存在を示す。それ以上の長時間RFIDタグの存在を示すシグナルが得られた場合は、第2面以下に有る紙中のRFIDタグの存在を示す信号である。ただし、上記の見積は電磁波の散乱・回折を除外したものであるため、実際には上記の見積よりも長い時間、RFIDタグの存在を示す信号が得られる。 For example, it is assumed that the paper feed speed is 10 centimeters per second, the width of the terahertz wavy line focus (width in the paper movement direction) is about 500 micrometers, and the size of the RFID tag is 500 micrometers. Then, the time for the RFID tag on the moving uppermost paper to cross the terahertz wavy focal point is about 10 milliseconds. Therefore, when a signal indicating the presence of the RFID tag is obtained for 10 milliseconds, it indicates the presence of the RFID tag on the uppermost paper. When a signal indicating the presence of the RFID tag for a longer time is obtained, the signal indicates the presence of the RFID tag in the paper on the second side and below. However, since the above estimate excludes scattering and diffraction of electromagnetic waves, a signal indicating the presence of the RFID tag is actually obtained for a longer time than the above estimate.
この様にして、印刷機に取り込まれる最中にある最上面の紙中のRFIDタグのみを検出することができる。 In this way, it is possible to detect only the RFID tag in the uppermost paper that is being taken into the printing press.
また、テラヘルツ波発生/検出装置を二組設けても良い。一定距離(例えば1センチ)離して二組のテラヘルツ波発生/検出装置を設置する。そして、第一の検出装置でRFIDタグが検出された後、或る一定時間後に第二の検出装置でRFIDタグが検出された場合は、最上面の紙中にあるRFIDタグであるという判断を下す。 Two sets of terahertz wave generation / detection devices may be provided. Two sets of terahertz wave generator / detectors are installed at a certain distance (for example, 1 cm). Then, after the RFID tag is detected by the first detection device, if the RFID tag is detected by the second detection device after a certain period of time, it is determined that the RFID tag is in the uppermost paper. I will give you.
本実施例では、RFIDタグを漉き込んだ紙の束12を束ねられたままの状態でRFIDタグの位置を検出することで、検出情報のより早い印刷機へのフィードバックなどが可能になる。その他の点は実施例1と同様である。 In this embodiment, by detecting the position of the RFID tag in a state where the bundle of paper 12 with the RFID tag inserted is still bundled, the detection information can be fed back to the printing machine earlier. Other points are the same as in the first embodiment.
(実施例3)
実施例3を以下に説明する。実施例3では、図5の様に、印刷機給紙トレー14上に重ねられたRFIDタグを漉き込んだ紙の束12の上部に、テラヘルツ波発生装置10とテラヘルツ波検出装置11を設置する。テラヘルツ波発生装置10から出たテラヘルツ波は、RFIDタグを漉き込んだ紙の束12の最上位面上に線状焦点を結ぶ。そして、RFIDタグを漉き込んだ紙の束12で反射したテラヘルツ波は、同じ側のテラヘルツ波検出装置11で検出される。ここでも、テラヘルツ波検出装置11は、例えば、テラヘルツ波検出器を線状に並べて配置したものである。
(Example 3)
Example 3 will be described below. In the third embodiment, as shown in FIG. 5, the terahertz wave generation device 10 and the terahertz wave detection device 11 are installed on the top of the bundle of paper 12 in which the RFID tag stacked on the printing press paper feed tray 14 is inserted. . The terahertz wave emitted from the terahertz wave generator 10 forms a linear focus on the uppermost surface of the bundle of paper 12 in which the RFID tag is inserted. Then, the terahertz wave reflected by the bundle of paper 12 in which the RFID tag is inserted is detected by the terahertz wave detecting device 11 on the same side. Also here, the terahertz wave detection device 11 is, for example, one in which terahertz wave detectors are arranged in a line.
テラヘルツ波発生装置10やテラヘルツ波検出装置11には、実施例1のところで述べた様なものを用いることができる。ここでも、検出効率を高めるために、テラヘルツ波検出装置11の手前にレンズやミラーからなる光学系を用いても良い。 As the terahertz wave generation device 10 and the terahertz wave detection device 11, those described in the first embodiment can be used. Again, in order to increase the detection efficiency, an optical system including a lens and a mirror may be used before the terahertz wave detection device 11.
この構成でも、テラヘルツ波に対するRFIDタグと紙の反射率などが異なるため、紙のみで反射してきたテラヘルツ波とRFIDタグで反射してきたテラヘルツ波の強度や位相の相違から、RFIDタグの存在を求められる。よって、テラヘルツ波の線状焦点上の一点にRFIDタグが有るとき、線状焦点上のどの場所にRFIDタグが存在するかを判別することができる。 Even in this configuration, the reflectivity of the RFID tag and the paper with respect to the terahertz wave is different, so the presence of the RFID tag is calculated from the difference in the intensity and phase of the terahertz wave reflected by the paper and the terahertz wave reflected by the RFID tag. It is done. Therefore, when the RFID tag is present at one point on the linear focal point of the terahertz wave, it is possible to determine where the RFID tag is present on the linear focal point.
RFIDタグの位置の検出後の処理、その他についても、実施例1の説明と同様に行われる。 The processing after the detection of the position of the RFID tag and others are also performed in the same manner as described in the first embodiment.
(実施例4)
次に。実施例4を説明する。実施例4では、図6に示す様に、テラヘルツ波発生装置20とテラヘルツ波検出装置21、テラヘルツ波ハーフミラー22、テラヘルツ波ミラー23、及び可動テラヘルツ波ミラー24を用い、マイケルソン干渉計を構築する。このとき、マイケルソン干渉計の一方の側には、RFIDタグが漉き込まれた紙27上にレンズ25とレンズ26が焦点を結ぶようこれらを配置する。
(Example 4)
next. Example 4 will be described. In Example 4, a Michelson interferometer is constructed using a terahertz wave generator 20 and a terahertz wave detector 21, a terahertz wave half mirror 22, a terahertz wave mirror 23, and a movable terahertz wave mirror 24, as shown in FIG. To do. At this time, on one side of the Michelson interferometer, the lens 25 and the lens 26 are arranged on the paper 27 on which the RFID tag is inserted so as to focus.
テラヘルツ波発生装置20には、例えば、BWOなど可干渉性の高い光源を用いると良いが、光伝導アンテナから発生するテラヘルツ波を用いても良い。テラヘルツ波発生装置20は平行ビームを出す様な光学系を内蔵していても良い。 For the terahertz wave generator 20, for example, a highly coherent light source such as BWO may be used, but a terahertz wave generated from a photoconductive antenna may be used. The terahertz wave generator 20 may include an optical system that emits a parallel beam.
テラヘルツ波発生装置20から出射したテラヘルツ波は、テラヘルツ波ハーフミラー22によって二つのビームに分けられる。一方は、テラヘルツ波ハーフミラー22を透過した後にテラヘルツ波ミラー23で反射し、再びテラヘルツ波ハーフミラー22に到達し、ここで反射されてテラヘルツ波検出器21に到達する。他方は、テラヘルツ波ハーフミラー22で反射された後、レンズ25によってRFIDタグが漉き込まれた紙27上に焦点を結び、その後レンズ26によって再び平行ビームに戻される。その後、可動テラヘルツ波ミラー24によって反射され、レンズ26、RFIDタグが漉き込まれた紙27、レンズ25を経てテラヘルツ波ハーフミラー22に到達する。そして、テラヘルツ波ハーフミラー22を透過した後、もう一方の側を経たテラヘルツ波と合流し、テラヘルツ波検出器21によって検出される。 The terahertz wave emitted from the terahertz wave generator 20 is divided into two beams by the terahertz wave half mirror 22. One is transmitted through the terahertz wave half mirror 22 and then reflected by the terahertz wave mirror 23, reaches the terahertz wave half mirror 22 again, is reflected here, and reaches the terahertz wave detector 21. The other is reflected by the terahertz wave half mirror 22, then focused on the paper 27 on which the RFID tag is inserted by the lens 25, and then returned to the parallel beam by the lens 26 again. Thereafter, the light is reflected by the movable terahertz wave mirror 24, reaches the terahertz wave half mirror 22 through the lens 26, the paper 27 in which the RFID tag is inserted, and the lens 25. Then, after passing through the terahertz wave half mirror 22, it merges with the terahertz wave that has passed through the other side, and is detected by the terahertz wave detector 21.
このとき、RFIDタグが漉き込まれた紙27を経た側とそうでない側のテラヘルツ波の干渉が起こる。例えば、RFIDタグが漉き込まれた紙27の紙のみの部分で予め可動テラヘルツ波ミラー24を調節して、テラヘルツ波検出感度が最大(強め合う干渉)になる様にする。すると、RFIDタグが漉き込まれた紙27をローラ28を用いて移動させたとき、テラヘルツ波焦点部分にRFIDタグが到達すると干渉条件が変化し、テラヘルツ波検出器21によって検出される値が変化する。すなわち、位相変化が検出される。これによって、RFIDタグの位置を求めることができる。 At this time, interference between terahertz waves occurs on the side that has passed through the paper 27 in which the RFID tag is inserted and the side that does not. For example, the movable terahertz wave mirror 24 is adjusted in advance with only the portion of the paper 27 into which the RFID tag is inserted, so that the terahertz wave detection sensitivity is maximized (intensifying interference). Then, when the paper 27 with the RFID tag inserted is moved using the roller 28, the interference condition changes when the RFID tag reaches the terahertz wave focal portion, and the value detected by the terahertz wave detector 21 changes. To do. That is, a phase change is detected. Thereby, the position of the RFID tag can be obtained.
本実施例の方法では、テラヘルツ波の干渉を用いるため、より高感度にRFIDタグの位置を検出することが可能である。RFIDタグの位置の検出後の処理などについては、実施例1の説明と同様である。 Since the method of this embodiment uses terahertz wave interference, it is possible to detect the position of the RFID tag with higher sensitivity. The processing after the detection of the position of the RFID tag is the same as that described in the first embodiment.
10、20 照射部(テラヘルツ波発生装置)
11、21 検出部(テラヘルツ波検出装置)
12 面状物体の束(RFIDタグを漉き込んだ紙の束)
13、28 搬送機構(ローラ)
10, 20 Irradiation unit (Terahertz wave generator)
11, 21 detector (terahertz wave detector)
12 A bundle of planar objects (a bundle of paper with RFID tags inserted)
13, 28 Transport mechanism (roller)
Claims (10)
面状物体を搬送するための搬送機構と、
搬送されてくる前記面状物体に線状に電磁波を照射するための照射部と、
前記電磁波のうち、前記面状物体を透過した電磁波又は前記面状物体で反射された電磁波を検出するための検出部と、
を備えたことを特徴とする検出装置。 An apparatus for detecting an object embedded in a planar object,
A transport mechanism for transporting a planar object;
An irradiation unit for linearly irradiating the planar object to be conveyed with electromagnetic waves;
Among the electromagnetic waves, a detection unit for detecting an electromagnetic wave transmitted through the planar object or an electromagnetic wave reflected by the planar object;
A detection device comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005377685A JP2007178284A (en) | 2005-12-28 | 2005-12-28 | Detection device for detecting an object embedded in a planar object |
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ID=38303618
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011034172A (en) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Glory Ltd | Apparatus and method for identifying securities |
| JP2014127119A (en) * | 2012-12-27 | 2014-07-07 | Dainippon Printing Co Ltd | Ic tag reading system, ic tag reading method, ic tag attached housing, and ic tag attached laminate |
| JP2016145722A (en) * | 2015-02-06 | 2016-08-12 | パイオニア株式会社 | Foreign object detection device |
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2005
- 2005-12-28 JP JP2005377685A patent/JP2007178284A/en active Pending
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