JP2007328378A - Ic tag attaching structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICタグの取付構造に関し、詳しくは、ICタグを取り付ける物品が導電性物品、例えば、金属製品の場合であってもICタグと送受信装置との間の無線通信を良好に行えるICタグの取付構造であって、例えば、金属製品である自転車やバイクの管理システムを構築する際の各自転車毎、各バイク毎のデータを保持したICタグを各自転車や各バイクの金属部分にそれぞれ取り付ける構造として最適であり、さらに、バイクのプラスチック部分への取り付けにも適用可能なICタグの取付構造に関する。 The present invention relates to an IC tag mounting structure, and more particularly, an IC that can satisfactorily perform wireless communication between an IC tag and a transmission / reception device even when the article to which the IC tag is attached is a conductive article, for example, a metal product. The tag mounting structure, for example, for each bicycle when building a bicycle or motorcycle management system that is a metal product, an IC tag holding data for each motorcycle is attached to each bicycle or motorcycle metal part The present invention relates to an IC tag mounting structure that is optimal as a mounting structure and can be applied to a plastic part of a motorcycle.
各種物品の物流管理方法として、各物品毎の様々なデータを保持したICタグを各物品にそれぞれ取り付け、送受信装置、例えばリーダーによってICタグのデータを読み取ることにより、多数の物品を効率よく管理することが行われている。このとき、ICタグを金属製品等の導電性物品に取り付けると、ICタグの発信出力が極めて弱くなるため、導電性物品に取付けたICタグの電波が検出されない場合があり、その結果、管理が不能になる場合がある。 As a physical distribution management method for various articles, an IC tag holding various data for each article is attached to each article, and the data of the IC tag is read by a transmission / reception device, for example, a reader, thereby efficiently managing a large number of articles. Things have been done. At this time, if the IC tag is attached to a conductive article such as a metal product, the transmission output of the IC tag becomes extremely weak, so the radio wave of the IC tag attached to the conductive article may not be detected. It may become impossible.
これを解決するための一手段として、所定時間間隔で個別のIDコードデータを発信するICタグの発信部とアンテナ部との間に、アンテナ部のインピーダンスの1.1〜3倍のインピーダンスと発信部のインピーダンスとを整合させる整合回路を設けることが行われている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、前述のような整合回路を設けたICタグは、製造コストに問題があったり、対象となる物品に応じて使い分けたりする必要があるなどの問題がある。 However, the IC tag provided with the matching circuit as described above has a problem in that it has a problem in manufacturing cost or needs to be used depending on a target article.
そこで本発明は、汎用のICタグを金属製品等の導電性物品に取り付けても十分な送受信能力を得ることができるICタグの取付構造を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an IC tag mounting structure capable of obtaining sufficient transmission / reception capability even when a general-purpose IC tag is mounted on a conductive article such as a metal product.
上記目的を達成するため、本発明のICタグの取付構造は、送受信装置との間での無線通信により認証信号の授受を行う認証用のICタグを物品に取り付ける構造であって、前記ICタグを絶縁物を介して前記物品に取り付けることを特徴とし、特に、前記絶縁物が、該絶縁物の比誘電率(ε)及び前記無線通信を行う電磁波の波長(L)に対して、L/(4ε)の厚さ乃至僅かに厚く形成されていること、前記絶縁物の比誘電率が3以上であること、前記絶縁物が、アンテナ長さ方向の寸法が波長の1/2以上で、アンテナ幅方向の寸法が波長の1/4程度の大きさを有していることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an IC tag mounting structure according to the present invention is a structure in which an IC tag for authentication that transmits and receives an authentication signal by wireless communication with a transmission / reception device is attached to an article. Is attached to the article via an insulator, and in particular, the insulator has a relative dielectric constant (ε) of the insulator and a wavelength (L) of electromagnetic waves for performing the wireless communication. (4ε) thickness or slightly thicker, the insulator has a relative dielectric constant of 3 or more, and the insulator has a length in the antenna length direction of ½ or more of the wavelength, It is characterized in that the dimension in the antenna width direction is about 1/4 of the wavelength.
さらに、前記物品が導電性物品である自転車又はバイクであって、前記ICタグには各自転車毎又は各バイク毎に異なるデータが保持されていること、前記送受信装置が駐輪場の出入口部に設けられていることを特徴としている。 Further, the article is a bicycle or a motorcycle which is a conductive article, and the IC tag holds different data for each bicycle or each bike, and the transmission / reception device is provided at an entrance / exit of a bicycle parking lot. It is characterized by having.
また、前記ICタグが、前記導電性物品からの取り外しが実質的に不可能な状態で取り付けられていること、前記絶縁物と前記物品との間に、10μm以上の厚さで、絶縁物より大きなサイズの金属箔又は金属板を介在させることを特徴としている。 Further, the IC tag is attached in a state in which it is substantially impossible to remove from the conductive article, and the thickness between the insulator and the article is 10 μm or more from the insulator. It is characterized by interposing a large-sized metal foil or metal plate.
本発明のICタグの取付構造によれば、汎用のICタグを金属製品等の導電性の物品に取り付けても送受信能力が低下することがない。したがって、金属製品等の管理を汎用のICタグを用いて効率よく行うことができる。また、絶縁物として比誘電率が3以上のもの、好ましくは8以上のものを使用することにより、絶縁物の厚さを数mm程度に薄くできるので、ICタグの取付場所の自由度が向上する。金属製品の一つである自転車やバイクに絶縁物を介してICタグを取り付けることにより、駐輪場等での自転車やバイクの管理等を効率よく行うことができる。また、ICタグをプラスチック製の物品、例えばスクーターのボディ等のプラスチック部材に取り付ける場合は、絶縁物と物品との間に金属箔を介在させることにより、良好な送受信を行うことができる。 According to the IC tag mounting structure of the present invention, even if a general-purpose IC tag is mounted on a conductive article such as a metal product, the transmission / reception capability does not decrease. Therefore, management of metal products and the like can be efficiently performed using a general-purpose IC tag. In addition, by using an insulator having a relative dielectric constant of 3 or more, preferably 8 or more, the thickness of the insulator can be reduced to a few millimeters, so the degree of freedom in mounting the IC tag is improved. To do. By attaching an IC tag to a bicycle or motorcycle, which is one of metal products, via an insulator, it is possible to efficiently manage bicycles and motorcycles at a bicycle parking lot. In addition, when the IC tag is attached to a plastic article, for example, a plastic member such as a scooter body, good transmission / reception can be performed by interposing a metal foil between the insulator and the article.
図1は本発明のICタグの取付構造の一形態例を示す斜視図、図2はICタグの一形状例を示す斜視図、図3はICタグの他の形状例を示す斜視図、図4は本発明のICタグの取付構造を自転車の管理システムに適用した一例を示す説明図である。 1 is a perspective view showing an example of an IC tag mounting structure according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an example of the shape of the IC tag, and FIG. 3 is a perspective view showing another example of the shape of the IC tag. 4 is an explanatory view showing an example in which the IC tag mounting structure of the present invention is applied to a bicycle management system.
まず、図2及び図3に示すように、ICタグ11は、データを保持し、このデータを外部のリーダーに送信する機能を持つICチップ12と、該ICチップ12に接続したアンテナ13との2つの部品で構成されている。なお、ICチップ12は、従来から用いられている各種構造、形状、機能のものを任意に使用することができるので、その詳細な説明は省略する。
First, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
アンテナ13は、図2に示すような金属細線13aや、図3に示すような長さに対して幅が十分に狭い金属箔13bを用いることができる。ダイポール方式のアンテナでは、送受信装置とICタグ11の両アンテナ長は等しく、送受信装置の周波数が、例えば2.45GHzの周波数の場合、アンテナの長さは、共に1/2波長の6.12cmより数%短い長さに設定される。1/2波長に対するアンテナの短縮率は、アンテナの太さにより決定することができる。金属箔13bをアンテナとする場合は、例えば、フレキシブル基板上の銅箔を使用することができ、金属細線13aをアンテナとする場合は、例えば、銅、アルミニウム等の金属細線や、鉄等の金属細線に金メッキした材料を用いることができる。
The
このようなICタグ11を導電性物品、例えば金属製品に直接貼り付けると、ICタグ11周辺の電磁波が金属の影響を受け、ICタグ11の送受信距離が大幅に低下するが、ICタグ11と金属との距離を、電磁波の波長の1/4以上とすれば、金属の影響をほとんど受けなくなる。さらに、金属とICタグ11との距離を波長の1/4より僅かに長くすることにより、金属を反射体としてICタグ11のアンテナ13と共振させ、アンテナ効率を向上させることができる。
When such an
例えば、送受信装置とICタグ11との無線通信で使用する電磁波の周波数が2.45GHzの場合、1/4波長の距離は3.06cmとなる。しかし、これだけの距離を置いて金属製品上にICタグ11を取り付けることは現実的ではなく、金属製品の取り扱いが困難になったり、これを自転車、バイク等に取り付けると、ICタグ11が衣服に引っ掛かってしまったりするなどの問題がある。また、外観上も好ましいものではない。
For example, when the frequency of the electromagnetic wave used for wireless communication between the transmission / reception device and the
そこで本発明では、図1に示すように、金属製品14にICタグ11を取り付ける際に、絶縁物15を両者の間に介在させた状態とする。この絶縁物15は、絶縁体ならば任意の材料を用いることができるが、その厚さは、絶縁物15の比誘電率(ε)及び前記電磁波の波長(L)に対して、L/(4ε)の厚さ乃至僅かに、例えば1〜5%程度厚くする。例えば、比誘電率3.8の石英を絶縁物15として使用する場合、周波数が2.45GHzならば、L/(4ε)は8mmとなるので、これよりも僅かに厚くした絶縁物15、例えば、3%厚くして8.24mmの厚さに形成した絶縁物15を用いる。
Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1, when the
これにより、金属製品14を反射体としてアンテナ効率を向上させることができる。さらに、比誘電率が8.5のアルミナの成形体を用いた絶縁物15は、周波数が2.45GHzならば厚さを3.6mmにまで薄くすることができる。また、周波数が13.56MHzの場合は、例えば比誘電率が300のセラミックス系絶縁物を用いることにより、絶縁物15の厚さを1.8cm程度にすることができる。絶縁物15の大きさは、アンテナ長さ方向に波長の1/2以上、アンテナ幅方向は波長の1/4程度とすればよく、必要以上に大きくしても意味はないが、これより小さいと十分な効果が得られなくなるときがある。
Thereby, antenna efficiency can be improved by using the
このように、前記ICタグ11を絶縁物15を介して金属製品14に取り付けることにより、金属による悪影響を排除して円偏波、直線偏波に係わらず送受信装置との無線通信を確実に行うことができる。また、空気絶縁の場合に比べて絶縁物15を介在させることによってICタグ11と金属製品14との距離を、L/(4ε)に狭めることができるので、金属製品14の取り扱いに悪影響を及ぼすことがなく、衣服にICタグ11が引っ掛かってしまうこともなくなり、金属製品14のデザインを損なうこともなくなる。さらに、絶縁物15を正確に加工することにより、アンテナ効率を一定にすることができるので、安定した送受信性能を得ることができる。
In this way, by attaching the
金属製品14にICタグ11を絶縁物15を介して取り付ける手段は、金属製品14の形状や使用目的等に応じて任意に選択することができる。例えば、図3に示すように粘着テープ16によってICタグ11と絶縁物15とを固定するようにしてもよく、金属製品14、絶縁物15、ICタグ11を接着剤でそれぞれ固着することもできる。
The means for attaching the
同じICタグ11を非導電性の物品、例えばプラスチック製品に取り付ける場合は、ICタグ11を厚さがL/(4ε)の絶縁物15に取り付け、この絶縁物15の下に、厚さが10μm以上で、絶縁物15よりも大きいサイズ(面積)のアルミニウム等の金属箔を介在させることにより、ICタグ11のアンテナ感度を高めることができる。なお、金属箔の厚さは任意であり、数mmの厚さの金属板を用いることも可能であるが、アンテナ感度の向上、すなわち、送受信性能を向上させる効果はほとんど変化せず、重量増やコスト増となる。また、金属箔のサイズ(面積)は、絶縁物15のサイズ(面積)と同等以上であればよく、取付部の大きさに応じて適当なサイズを選択することができる。
When the
本発明のICタグの取付構造を様々な物品に適用することにより、物品が導電性、非導電性に関係なく、各種物品の管理に有効利用することができる。例えば、図4に示すように、自転車17のフレーム18に、粘着テープ16により絶縁物15を介してICタグ11を固定するとともに、駐輪場の出入口部の柱19等に送受信装置(リーダー)20を設けておき、IC12とリーダー20との間で認証信号の授受を行うように形成することにより、駐輪場等での自転車の管理システムを容易に構築することができる。
By applying the IC tag mounting structure of the present invention to various articles, the articles can be effectively used for managing various articles regardless of whether the articles are conductive or non-conductive. For example, as shown in FIG. 4, the
自転車17の管理に必要なデータとしては、例えば、持ち主の情報として住所、氏名、電話等の連絡方法、さらに、各自転車17の特徴として色、軸距、車輪径、登録情報として購入先、購入日、登録日、登録番号、また、駐輪場の利用に関する指定駐輪場の名称と駐輪可能な期間とその他の権利情報等がある。自転車17に取り付けるICタグ11に書き込み可能なICチップ12を用いる場合は、これらのデータをICチップ12にそれぞれ書き込んでおけばよい。また、書き込みができないICチップ12を用いる場合は、ICチップ12にアドレス番号だけを書き込んでおき、そのアドレス番号に対応するデータを、リーダーに付属するサーバーあるいはネットワークを経由して外部のサーバーに記録しておけばよい。
The data necessary for managing the
ICタグ11の取り付けは、例えば、ICタグ11を絶縁物15の表面にあらかじめ接着剤にて接着しておき、粘着テープ16によりICタグ11と共に絶縁物15を固定する方法で行うことができる。このとき、接着剤の接着強度、粘着テープ16の粘着強度及びICチップ12とアンテナ13との結合強度を適当に設定することにより、粘着テープ16を自転車17のフレーム18から剥がすときに、ICチップ12を絶縁物15側に、アンテナ13を粘着テープ16側に分離させることができ、ICタグ11をそのままの状態で自転車17から取り外すことが不可能な状態にすることができる。
The
このようにアンテナ13を分離することにより、ICタグ11を実質的に再使用不可能な状態にできる。これにより、ICタグ11を盗んで別の自転車に貼り付けても正常に作動しなくなるので、成りすましを防ぐことができ、自転車17とICタグ11との関係を確実に1対1にすることができることから、駐輪場の使用料金や自転車税等での自転車の管理を確実に行うことができる。しかも、従来の一般的な再利用を考慮したICタグに比べてICチップ12とアンテナ13との結合強度を低くでき、全体的な強度も低くすることができるので、ICタグ11の製造コストの低減も図れる。また、絶縁物15や粘着テープ16に適当な着色や印刷を施すこともでき、自転車17の登録ステッカーとして用いることもできる。
By separating the
また、ICタグ11は、大人用、子供用の様々な大きさの自転車でも同じリーダー20で読み取れる高さに貼り付けることが望ましい。自転車に乗った人間の体に隠れず、高さを自由に選べる場所として、前輪のハンドルポストからフォークの先端までのフレーム18の前面や側面が適当であり、このような部分で高さを設定し、自転車17の前後方向中心線に対して直交する方向にICタグ11を絶縁物15を介して貼り付けるようにすればよい。
Further, it is desirable that the
このとき、通常のフレーム18の形状から、アンテナ13が略垂直方向を向くことになるので、リーダー20のアンテナも略垂直方向に設置する。これにより、リーダー20は、自転車17の前面あるいは側面からICタグ11の認証信号を確実に読み取ることができる。なお、ICタグ11とリーダー20との無線通信に円偏波方式を使う場合は、偏波方式に合わせて、ICタグ11のアンテナ13とリーダー20のアンテナとの回転方向を一致させればよい。
At this time, since the
前記リーダー20のアンテナは、自転車17に取り付けられたICタグ11と対面する位置に同じ偏波面で設置する。リーダー20を駐輪場の出入口部に固定しておき、駐輪場に出入りする自転車に取り付けられているICタグ11のデータを無線通信方式で読み込むことにより、各自転車のデータに基づいた様々な管理を行うことができる。例えば、自転車の出入りを記録、管理することにより、各自転車の利用状況を把握して課金計算に利用したり、あるいは駐輪場の空席の有無等の管理データを作ることができる。
The antenna of the
また、自転車とバイクとが混在する駐輪場では、バイクにも同様にしてICタグ11を取り付けることにより、自転車と同様にして管理することができる。また、スクーター前面等のプラスチック部品にICタグ11を取り付ける場合は、前述のように、絶縁物15の下に厚さが10μm以上のアルミニウム箔等を介在させることにより、ICタグ11のアンテナ感度を高めることができる。なお、リーダー20は、必要に応じて複数箇所に設置しておくこともできる。
Further, in a bicycle parking lot where a bicycle and a motorcycle are mixed, the
さらに、上述のようにして自転車17やバイクにICタグ11を取り付けておくことにより、違法駐車や放置自転車、盗難にも対応することができる。例えば、可搬式のリーダーを用いて放置された自転車のICタグのデータを読み取ることにより、持ち主情報や盗難届けの有無等を容易に確認することができ、必要な処理を迅速に行うことができる。
Furthermore, by attaching the
また、上述のような自転車やバイクの管理の他、各種荷物や品物に前述のようにしてICタグ11を取り付け、倉庫や配送所等の入口部に設置したリーダーで各物品の情報を読み取ることにより、各物品毎に定められた管理や仕分けを確実に行うことができる。特に、ICタグ11,絶縁物15及び金属箔の三層構造にあらかじめ形成したICタグ11を各種物品に取り付けることにより、物品の材質(導電性、非導電性)に関係なく、同じ型式のICタグ11を用いて同等のアンテナ効率で送受信することができ、様々な物品の管理を容易かつ確実に行うことができる。
In addition to the management of bicycles and motorcycles as described above, the
11…ICタグ、12…ICチップ、13…アンテナ、14…金属製品、15…絶縁物、16…粘着テープ、17…自転車、18…フレーム、19…柱、20…送受信装置(リーダー)
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