CN208209008U - Rfid标签的读卡器用的带天线托盘及rfid系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及RFID标签的读卡器用的带天线托盘以及RFID系统，该带天线托盘具备：配置有与物品相关联的RFID标签的放置面、以及沿着放置面设置的所述RFID标签的读卡器用的电缆状天线。

Description

RFID标签的读卡器用的带天线托盘及RFID系统

技术领域

本实用新型涉及RFID标签的读卡器用的带天线托盘及RFID系统。

背景技术

近年来，在物品的库存管理等中，考虑利用使用了附着于物品的 RFID标签的RFID系统来进行库存管理。例如，已知一种为了读取放置于配餐用托盘的RFID标签，在配餐用托盘上设置有线圈天线的技术(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009－178357号公报

实用新型内容

实用新型所要解决的技术问题

如专利文献1所记载的那样，在安装具有接近托盘的外形尺寸的线圈天线的情况下，在托盘的中央附近容易产生较大的空点(死区)。此外，在安装多个较小直径的线圈天线的情况下，也会由于相邻的线圈天线与线圈天线的中间位置等位置而产生空点。

本实用新型的目的是提供一种不易在托盘上产生空点的带天线托盘。

解决技术问题的技术方案

本实用新型涉及的带天线托盘包括：配置有与物品相关联的RFID 标签的放置面；以及沿着所述放置面设置的所述RFID标签的读卡器用的电缆状天线。

实用新型效果

根据本实用新型所涉及的带天线托盘，由于沿着托盘主体的放置面配置有电缆状天线，所以沿着延伸方向形成有均匀的电磁场，因此在托盘主体的放置面不易产生空点。

附图说明

图1(a)是示出在实施方式1所涉及的带天线托盘配置有RFID标签的状态的俯视图，图1(b)是图1(a)的带天线托盘的仰视图，图1(c) 是从图1(b)的A-A方向观察得到的剖视图。

图2(a)是示出带RFID标签物品的示意图，图2(b)是示出在图2(a)的RFID标签设置有标价等的显示面的状态的示意图。

图3是示出电缆状天线的一个示例的立体图。

图4(A)是示出将图3的电缆状天线组装到托盘主体时的沿着电缆状天线的延伸方向的电磁场的强度分布的电缆状天线的延伸方向的侧剖视图，图4(B)是示出图4(A)的电缆状天线的半径方向的电磁场的强度分布的与2个电缆状天线的轴垂直的侧剖视图。

图5(a)～图5(c)是示出电缆状天线的几个变形例的示意图。

图6是示出电缆状天线的变形例的一个扁平电缆的结构的简要剖视图。

图7(a)是示出实施方式1所涉及的RFID系统的结构的示意图，图7(b)是图7(a)的框图。

图8(a)是施方式2所涉及的带天线托盘的仰视图，图8(b)是从图8(a)的B-B方向观察到的剖视图。

图9(a)是示出实施方式3所涉及的带天线托盘的结构的俯视图，图9(b)是示出图9(a)的带天线托盘与外部终端的无线通信的示意图。

图10(a)是示出将实施方式4所涉及的带天线托盘收纳在陈列柜内的状态的示意图，图10(b)是示出实施方式4所涉及的带天线托盘的结构的俯视图。

具体实施方式

第一实施方式所涉及的带天线托盘包括：配置有与物品相关联的 RFID标签的放置面；以及

沿着所述放置面设置的所述RFID标签的读卡器用的电缆状天线。

根据上述结构，由于沿着托盘主体的放置面配置有电缆状天线，所以沿着延伸方向形成有均匀的电磁场，因此不易在托盘主体的放置面产生空点。

第二实施方式所涉及的带天线托盘在上述第一实施方式中，所述电缆状天线可以具有可挠性，至少在一处弯曲并且沿着所述放置面配置。

根据上述结构，设计自由度变高，能根据托盘主体的形状、面积、需要的电磁场强度使电缆状天线沿着不同的方向延伸，能实现适当的布局。

第三实施方式所涉及的带天线托盘在上述第一实施方式或第二实施方式中，从所述电缆状天线观察可以在所述放置面的相反侧，具有电磁波屏蔽件。

根据上述结构，不易读取其他RFID标签的信号。特别是在重叠有多个带天线托盘的情况下，不会读取来自放置在其他带天线托盘的RFID 标签的信号。

第四实施方式所涉及的带天线托盘在上述第一实施方式至第三实施方式的任一个实施方式，还可以具备近距离无线通信系统，其与所述电缆状天线连接，并且进行与外部终端的无线通信。

根据上述结构，能通过近距离无线通信系统而不是有线，将放置面上的RFID标签的信息发送至外部终端。作为近距离无线通信系统例如可以是无线LAN(WLAN)或者Bluetooth(蓝牙)(注册商标) (BT)。由此，能无需在意电缆地携带带天线托盘，并能在各种场所使用。

第五实施方式所涉及的RFID系统包括：带天线托盘，其具备配置有与物品相关联的RFID标签的放置面、以及沿着所述放置面设置的所述RFID标签的读卡器用的电缆状天线；

通信部，其与所述带天线托盘进行数据收发；以及控制部，其对所述RFID标签的ID信息进行检测。

根据上述结构，能通过带天线托盘、读卡器装置，方便地构成RFID 系统。

第六实施方式所涉及的RFID系统在上述第五实施方式中，所述物品可以是珠宝首饰。

根据上述结构，即使对于作为物品在操作中需要注意的珠宝首饰，也能进行库存管理、与安全有关的管理，而无需直接触碰各物品。即，所述带天线托盘可以是用于陈列珠宝首饰的珠宝首饰用托盘。

以下，对于实施方式所涉及的RFID标签的读卡器用的带天线托盘，参照附图进行说明。此外，对在各图中实质上相同的构件标注相同的标号。

(实施方式1)

本实施方式中的RFID标签是将UHF频带用作为通信频带的UHF频带 RFID标签，电缆状天线是能收发UHF频带的高频信号的UHF频带电缆状天线。即，本实施方式的RFID系统是UHF频带RFID系统。

<带天线托盘>

图1(a)是示出在实施方式1所涉及的带天线托盘10上配置有RFID 标签11的状态的俯视图。图1(b)是图1(a)的带天线托盘10的仰视图。图1(c)是从图1(b)的A-A方向观察得到的剖视图。

该带天线托盘10通过沿着托盘主体1的放置面2配置RFID标签11的读卡器用的电缆状天线3来构成。

根据该带天线托盘10，沿着托盘主体1的放置面2配置有电缆状天线 3。根据电缆状天线3，由于沿着延伸方向形成均匀的电磁场，因此不易在托盘主体1的放置面2产生空点。因此，可以不指定物品的放置场所。此外，在电缆状天线3中，随着从截面的中心远离，电磁场急剧地变弱，并且在电缆状天线3的周边狭窄的范围，产生电磁场。因此，若远离托盘主体1则电磁场急剧地变弱。因此，误读取未放置在放置面2上的RFID 标签的风险较小。

以下，对于该带天线托盘10的各构成构件进行说明。

<托盘主体>

托盘主体1是具有放置面2的平板状构件，该放置面2配置有带RFID 标签的物品12。除了作为导体的金属制，托盘主体1能使用通常使用的树脂制、木制、玻璃制等作为托盘主体1。另外，放置面2若能配置有带 RFID标签的物品12即可，可以不必是平面，也可以是曲面状。此外，放置面2也可以具有用于保持带RFID标签的物品12的凹凸部。托盘主体1 可以是能携带的类型，也可以是固定型。

<电缆状天线>

图3是示出电缆状天线3的一个示例的立体图。图4(A)是示出将图 3的电缆状天线3组装到托盘主体1时的沿着电缆状天线3的延伸方向的电磁场的强度分布的电缆状天线3的延伸方向的侧剖视图。图4(B)是示出图4(A)的电缆状天线3的半径方向的电磁场的强度分布的与2个电缆状天线3的轴垂直的侧剖视图。

电缆状天线3是RFID标签11的读卡器用的天线。该电缆状天线3沿着托盘主体1的放置面2配置。此处，“沿着放置面2配置”不是仅指沿着放置面2的下表面配置的情况，还包含沿着放置面2的上表面配置的情况。沿着放置面2的上表面配置的情况是指例如在托盘主体1的边缘(堤部)的内部配置有电缆状天线3的情况。在该情况下，考虑到：在将放置面2沿着托盘主体1的边缘的内侧延伸的情况下，电缆状天线3与放置面的上表面接触。此外，如图1(c)所示那样电缆状天线3也可以内置于托盘主体1。

该电缆状天线3代表性地是一端与读卡器装置连接，另一端成为终端的电缆状，沿着延伸方向形成均匀的电磁场强度。此外，其形状是电缆状，例如优选为同轴电缆或扁平电缆。而且，更优选为泄漏同轴电缆。该泄漏同轴电缆(Leaky Coaxial Cable)是指例如如图3的示例所示那样，在同轴电缆的外部导体6周期地设置开口部8的同轴电缆型的天线，该同轴电缆由中心导体(芯线)4、绝缘体5、外部导体(外导体)6同轴状地构成。在图3中，还在外部导体6的外侧设置有护套7。在泄漏同轴电缆3的终端设置有终端器9。中心导体4在泄漏同轴电缆3的延伸方向连续地设置，另一方面，外部导体6在每隔规定长度设置的开口部8处缺失。即，在泄漏同轴电缆3每隔规定长度形成有开口部8，中心导体4在该开口部8处进行电辐射。图3所示的泄漏同轴电缆3中，与延伸方向正交的截面为圆形。此处，中心导体4及外部导体6的材料是铜，绝缘体5的材料是发泡聚乙烯，护套7的材料是阻燃聚乙烯。另外，上述的材料是一个示例，并非限定于上述的材料。

此外，在图3中开口部8使绝缘体5及外部导体6缺失，但并不限定于此。例如，也可以在同轴电缆的外部导体6设置有周期性的孔来作为泄漏同轴电缆。孔不限定于圆孔，也可以是长方形、椭圆形等的孔。而且，长方形、椭圆形的孔可以相对延伸方向垂直、水平、或者倾斜。或者，也可以在外部导体6设置沿着延伸方向开口的开口部8。

而且，泄漏同轴电缆3起到电缆状的行波天线的作用。另外，电缆状行波天线也称为行波型(形)电缆状天线。在泄漏同轴电缆3中传输的高频信号的一部分以电磁波的形式从开口部8泄漏。

如图4(A)及图4(B)所示，电磁波的泄漏范围在泄漏同轴电缆3 的延伸方向上均匀地扩展。另一方面，在泄漏同轴电缆3的半径方向上限定于泄漏同轴电缆3的周边。即，根据泄漏同轴电缆3，仅靠近在沿着托盘主体1的放置面配置的泄漏同轴电缆3的延伸方向上绘制的线的区域成为辐射区域。具体而言，如图4(A)及图4(B)所示，在托盘主体 1的上方及下方电磁场并不太强，沿着泄漏同轴电缆3的延伸方向电磁场较强。此外，如图4(B)所示，通过配置成使得由折返的泄漏同轴电缆 3产生的电磁场在截面上彼此重叠，从而能使得不易在放置面2产生空点。

另外，在图4(A)及图4(B)中，阴影较密的区域是强电磁场区域 (电磁波较强的区域)，阴影较疏的区域是弱电磁场区域(电磁波较弱的区域)。另外，在图4(A)及图4(B)中，示出了将强电磁场区域与弱电磁场区域分别以边界线划分，但这是用于帮助理解，实际上强电磁场区域与弱电磁场区域之间并没有明确的边界。

此外，将与泄漏同轴电缆3所绘制的线正交的方向设为0°，将终端器9侧设为+θ，将供电侧设为－θ时，电磁波大多向+θ方向倾斜辐射。其中，辐射源是多个，其配置根据电缆的形状，因此泄漏的电磁波的偏振面并不固定。

此外，该泄漏同轴电缆3优选为具有可挠性、即柔性。例如，能在某个面内，使其延伸方向变化，至少能在1个位置弯曲。此外，不仅是以较陡角度弯曲的情况，也可以逐渐缓慢弯曲。该泄漏同轴电缆3可以是直线形、L字形、将L字与I字组合而成的上部开放型的箱体形状(U 字形)，或者螺旋形(漩涡形状)。而且，泄漏同轴电缆3不限于1根，也可以是2根或分岔成2根以上。根据上述结构，设计自由度变高，能根据托盘主体1的形状、面积、需要的电磁场强度使泄漏同轴电缆3沿着不同的方向延伸，能实现适当的布局。例如，如图4(B)所示，能配置成使得由2根或2根以上的泄漏同轴电缆3产生的电磁场部分重叠。

如上所述，泄漏同轴电缆3即电缆状的行波天线中，仅靠近沿着延伸方向绘制的线的区域成为可读取区域。此外，由泄漏同轴电缆3辐射的电磁波沿着延伸方向具有均匀的电磁场强度。通过将具有上述特性的泄漏同轴电缆3沿着托盘主体1的放置面2配置，从而不易在托盘主体1 的放置面2产生空点。此外，在电缆状天线3中，由于在半径方向较窄的范围中产生电磁场，因此若远离托盘主体1，则电磁场急剧地变弱。因此，错读取未放置在放置面2的RFID标签的风险较小。

(变形例1～3)

图5(a)～图5(c)是示出电缆状天线的几个变形例3a、3b、3c 的示意图。

例如，如图5(a)所示，由同轴电缆构成的电缆状天线3a中，设置有中心导体4在规定位置(例如等间隔)露出的部分(开口部8)。该开口部8在传送方向上具有λ/2(λ＝RFID的收发信号的波长)的长度，以产生所传输的高频信号的半波长的驻波。通过电缆状天线3a，能使高频信号从开口部8泄漏，并将高频信号发送至RFID标签，并能接收从RFID标签发送来的高频信号。

另外，在图5(a)的示例中，开口部8的中心导体4全部露出，在整个周向上辐射高频信号，但并不限于此。例如，如图5(b)所示，可以使一部分(半周左右)的中心导体4露出。在该情况下，仅在露出的方向上辐射(泄漏)高频信号，能具有指向性。在该带天线托盘10中，在沿着放置面2配置有电缆状天线3的情况下，朝放置面2的某个上方具有指向性。在托盘主体1的边缘(堤部)配置有电缆状天线3的情况下，朝放置面2的某个横向具有指向性即可。

此外，开口部无需在传送方向的λ/2的长度中预先全部开口，如图5(c)所示，可以设为以λ/2间隔设置有狭缝状的孔的开口部。在该情况下，各开口部可以相对传送方向倾斜。

(变形例4)

图6是示出电缆状天线的变形例的一个扁平电缆3d的结构的简要剖视图。

该扁平电缆3d包括：平板状的中心导体4a、覆盖中心导体4a的绝缘部5a、以及从上方下方夹住绝缘部5a的2块平板状的外部导体6a、6b。此外，在外部导体6a设置有开口部8。由此，即使在该扁平电缆3d的情况下，也能沿着延伸方向形成均匀的电磁场强度。另外，由于扁平电缆 3d的形状是平板状，因此与使用同轴电缆的情况相比厚度能更薄。由此，能尽可能地使托盘的厚度变薄，并能沿着放置面2使天线通过。

<RFID标签>

图2(a)是示出带RFID标签的物品12的示意图。图2(b)是示出在图2(a)的RFID标签11上设置有标价等的显示面的状态的示意图。

如图2(a)所示，RFID标签11与作为物品12的珠宝首饰(戒指)相关联。在本实施方式中，RFID标签11通过引线安装到珠宝首饰上。RFID 标签11例如由具有固定的识别编号的RFIC芯片100、在其两侧具备了呈弯曲状延伸的2个天线元件101的偶极天线、以及将RFIC芯片和天线夹在其中的外壳件构成。或者，天线元件也可以是环状天线。RFID标签11 的天线元件的结构根据通信频带来适当选择即可。RFIC芯片也可以与匹配电路一起封装。此外，在外壳件的表面，例如打印有价格、品牌名等。另外，RFID标签11通常附在物品12上，或者利用绳结等物理地连接，但不限于此。例如，RFID标签11也可以与物品12物理上分离，单独配置。在该情况下，RFID标签11也与物品12相关联即可。

<物品>

作为附有RFID标签11的物品12只要是配置在托盘主体1的放置面2，并利用RFID标签11来进行管理即可，可以是任意的。例如，作为物品12，可以是戒指、项链、高级手表等珠宝首饰。或者，也可以是陶瓷器、玻璃器、银器等的餐具等。即使对于作为物品在操作中需要注意的珠宝饰品、餐具等，也能进行库存管理、与安全有关的管理，而无需直接触碰各物品。

<RFID系统>

图7(a)是示出实施方式1所涉及的RFID系统30的结构的示意图。图7(b)是图7(a)的RFID系统30的框图。

该RFID系统30包括搭载了与RFID标签11相关联的物品的带天线托盘10、以及与带天线托盘10连接的读卡器装置20。读卡器装置20包括：通信部21，其经由同轴电缆与电缆状天线3连接，并与带天线托盘10进行数据收发；以及控制部22，其对RFID标签11进行检测，并对RFID系统 30进行控制。更具体而言，还具备显示标签信息的显示部、用于输入规定信息的输入部。

根据该RFID系统30，从设置于带天线托盘10的电缆状天线3发送来的高频信号由与物品12相关联的RFID标签11进行接收。从接收到高频信号的RFID标签11输出响应信号。电缆状天线3接收来自RFID标签11的响应信号，并传输至读卡器装置20的通信部21。响应信号中包含有该RFID 标签11所存储的物品信息(固有ID等)。由此，利用读卡器装置20读取存储在各RFID标签11中的物品信息。读卡器装置20能通过利用控制部22 读取到的物品信息来检测托盘主体1的放置面2上的RFID标签。例如，能始终监视哪个物品返回至托盘，哪个物品被从托盘拿出。

(实施方式2)

图8(a)是施方式2所涉及的带天线托盘10a的仰视图。图8(b)是从图8(a)的B-B方向观察到的剖视图。

该带天线托盘10a与实施方式1的带天线托盘相比，不同点在于：在放置面2的相反侧设置有电磁波屏蔽件13。电磁波屏蔽件13由金属膜等形成。在背面具有电磁波屏蔽件13，因此即使在重叠有多个带天线托盘 10a的情况下，也不会读取来自放置于其他带天线托盘10a的RFID标签的信号。另外，电缆状天线3是电缆状的行波型天线(泄漏电缆)，因此电磁波屏蔽件13不会对电缆状天线3的特性产生较大影响。

(实施方式3)

图9(a)是示出实施方式3所涉及的带天线托盘10b的结构的俯视图。图9(b)是示出图9(a)的带天线托盘10b与外部终端26a、26b的无线通信的示意图。

该带天线托盘10b与实施方式1的带天线托盘相比，不同点在于：具备读卡器装置20a、BT/WLAN装置23、BT/WLAN天线24、以及电池25。即，通过无线LAN(WLAN)或者Bluetooth(注册商标)(BT)等近距离无线通信而不是有线，将放置面2上的RFID标签11的信息发送至外部终端26a、26b。由此，能携带带天线托盘10b而无需在意电缆，并能在各种场合使用。外部终端可以是固定型终端26a，也可以是携带型终端26b。

(实施方式4)

图10(a)是示出将实施方式4所涉及的带天线托盘10c收纳在陈列柜14内的状态的示意图。图10(b)是示出实施方式4所涉及的带天线托盘10c的结构的俯视图。

该带天线托盘10c与实施方式1的带天线托盘相比，不同点在于：由于具有更大的面积，因此电缆状天线3e从其供电端(图中左上部)朝向终端(图中右下部)(从供电端离终端最远的方向)呈弯曲状地配置。该带天线托盘10c收纳在陈列柜14内，因此能在使用时无需在意电缆状天线3e的电缆。

另外，在本公开中，包含将上述各种实施方式中的任意实施方式进行适当组合的情况，可起到各实施方式所具有的效果。

工业上的实用性

根据本实用新型所涉及的带天线托盘，由于沿着托盘主体的放置面配置有电缆状天线，因此能沿着延伸方向形成有均匀的电磁场，从而不易在托盘主体的放置面产生空点。因此，适用于不指定物品的放置场所的带天线托盘。

标号说明

1 托盘主体

2 放置面

3、3a、3b、3c、3d、3e 电缆状天线

4、4a 中心导体

5、5a 绝缘体

6、6a、6b 外部导体

7 护套

8、8a 开口部

9 终端器

10、10a、10b、10c 带天线托盘

11 RFID标签

12 物品

13 电磁波屏蔽件

14 陈列柜

20、20a 读卡器装置

21 通信部

22 控制部

23 BT/WLAN装置

24 BT/WLAN天线

25 电池

26a、26b 终端

30 RFID系统。

Claims (9)

1.一种带天线托盘，其特征在于，包括：

配置有多个与物品相关联的RFID标签的放置面；以及

沿着所述放置面设置的多个所述RFID标签的读卡器用的电缆状天线。

2.如权利要求1所述的带天线托盘，其特征在于，

所述电缆状天线具有可挠性，至少在一处弯曲并且沿着所述放置面配置。

3.如权利要求1或2所述的带天线托盘，其特征在于，

在所述带天线托盘的所述放置面侧的相反侧具有电磁波屏蔽件。

4.如权利要求1或2所述的带天线托盘，其特征在于，

还具备近距离无线通信系统，其与所述电缆状天线连接，并且与外部终端进行无线通信。

5.如权利要求4所述的带天线托盘，其特征在于，

在所述带天线托盘的边缘设置有堤部，所述近距离无线通信系统收纳于所述带天线托盘。

6.如权利要求1或2所述的带天线托盘，其特征在于，

在沿着所述放置面配置有所述电缆状天线的情况下，所述电缆状天线朝所述放置面的某个上方具有指向性，在所述带天线托盘的堤部配置有所述电缆状天线的情况下，所述电缆状天线朝所述放置面的某个横向具有指向性。

7.如权利要求1或2所述的带天线托盘，其特征在于，

所述带天线托盘能进行携带。

8.一种RFID系统，其特征在于，包括：

带天线托盘，其具备：配置有多个与物品相关联的RFID标签的放置面、以及沿着所述放置面设置的多个所述RFID标签的读卡器用的电缆状天线；

通信部，其经由所述带天线托盘与所述RFID标签进行数据收发；以及控制部，其对所述RFID标签的ID信息进行检测。

9.如权利要求8所述的RFID系统，其特征在于，

所述物品是珠宝首饰。