JP2004126750A - 情報書込/読出装置、アンテナ及びrf−idメディア - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1つの平面にて八の字を描くように2つのコイル状アンテナ11a,11bを直列に接続して構成する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触型ICカード等のRF−IDメディアに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行う情報書込/読出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、該カードを用いた情報管理や決済等が行われている。また、商品等に貼付されるラベルに情報を記録し、このラベルを用いての商品等の管理も行われている。
【0003】
このようなカードやラベルを用いた情報管理においては、カードやラベルに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行うことが可能なICが搭載された非接触型ICカードや非接触型ICタグがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。
【0004】
図6は、一般的な非接触型ICタグの構造の一例を示す図である。
【0005】
本従来例における非接触型ICタグは図6に示すように、樹脂シート等のベース基材550上に、外部からの情報の書き込み及び読み出しが可能なICモジュール510が搭載されるとともに、接点540を介してICモジュール510と接続され、外部に設けられた情報書込/読出装置(不図示)からの電磁誘導によりICモジュール510に電流を供給し、ICモジュール510に対する情報の書き込み及び読み出しを非接触状態にて行うための導電性のアンテナ520がコイル状に形成されて構成されている。
【0006】
上記のように構成された非接触型ICタグ500においては、外部に設けられた情報書込/読出装置に近接すると、情報書込/読出装置からの電磁誘導によりアンテナ520に電流が流れ、この電流がICモジュール510に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込/読出装置からICモジュール510に情報が書き込まれたり、ICモジュール510に書き込まれた情報が情報書込/読出装置にて読み出されたりする。
【0007】
図7は、図6に示した非接触型ICタグ500に対する情報の書き込み及び読み出し動作の原理を説明するための図である。
【0008】
外部に設けられた情報書込/読出装置によって図6に示した非接触型ICタグ500に対して情報の書き込みあるいは読み出しが行われる場合、図7に示すように、情報書込/読出装置のコイル状のアンテナ600に電流が流れ、それにより、アンテナ600のコイル状のコア部分から放出される方向に磁界Hが発生する。
【0009】
この状態で、非接触型ICタグ500を情報書込/読出装置のアンテナ600に近接させると、情報書込/読出装置のアンテナ600を流れる電流によって発生した磁界Hが、非接触型ICタグ500のアンテナ520のコイル状のコア部分を貫通し、それにより、アンテナ520に電流が流れる。
【0010】
アンテナ520に流れる電流は、非接触型ICタグ500のICモジュール510に接点540を介して供給され、それにより、非接触状態において、情報書込/読出装置からICモジュール510に情報が書き込まれたり、ICモジュール510に書き込まれた情報が情報書込/読出装置にて読み出されたりする。
【0011】
上述したような従来の非接触型ICタグにおいては、情報書込/読取装置のコイル状のアンテナを流れる電流によってコイル状のコア部分から放出される方向に発生した磁界が非接触型ICタグのアンテナのコイル状のコア部分を貫通することにより、非接触型ICタグのアンテナに電流が流れ、この電流が非接触型ICタグのICモジュールに供給され、情報の書き込みあるいは読み出しが行われることになるが、情報書込/読取装置のアンテナと非接触型ICタグのアンテナとを対向させた場合と、情報書込/読取装置のアンテナと非接触型ICタグのアンテナとを互いに垂直となるように配置した場合とでは、情報書込/読出装置と非接触型ICタグとの間における通信可能距離が大きく異なる。
【0012】
図8は、図6に示した非接触型ICタグ500を情報書込/読出装置のアンテナに対して垂直に配置した場合における非接触型ICタグ500に対する情報の書き込み及び読み出し動作の原理を説明するための図である。
【0013】
図8に示すように、非接触型ICタグ500を情報書込/読出装置のアンテナ600に対して垂直になるように配置した場合は、非接触型ICタグ500を情報書込/読出装置のアンテナ600にかなり近接させなければ、情報書込/読出装置のアンテナ600を流れる電流によって発生した磁界Hが非接触型ICタグ500のアンテナ520のコイル状のコア部分を貫通するようにならず、なおかつ、その磁束量も少ない。
【0014】
これにより、情報書込/読取装置のアンテナと非接触型ICタグのアンテナとを互いに垂直となるように配置した場合は、情報書込/読取装置のアンテナと非接触型ICタグのアンテナとを対向させた場合と比べて、情報書込/読取装置と非接触型ICタグとの間の通信可能距離が極めて短いものとなってしまう。
【0015】
そのため、非接触型ICタグに対して情報の書き込みあるいは読み出しを行う場合においては、情報書込/読出装置のアンテナと非接触型ICタグとを対向させなければならず、その相対角度に制約が生じてしまい、非接触型ICタグを物品等に貼付する場合、その貼付面が、情報書込/読出装置のアンテナが対向できる面に限定されてしまう。
【0016】
そこで、互いに垂直となるように設けられた2つのコイル状アンテナを有する情報書込/読出装置を用い、それぞれのコイル状アンテナのコア部分から放出される方向に発生する磁界によって、非接触型ICタグに対する情報の書き込み及び読み出しの方向規制を緩和する技術が考えられている(例えば、特許文献1参照。)。
【0017】
【特許文献1】
特開2001−156525号公報(第6頁、図9)
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の情報書込/読出装置においては、非接触型ICタグ等のRF−IDメディアに対する情報の書き込み及び読み出しの方向規制を緩和することができるものの、2つのコイル状のアンテナが互いに垂直となるように設けられているため、アンテナの形状が嵩張るような形状となり、限られたスペースに設置しにくい場合が生じてしまうという問題点がある。
【0019】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、アンテナ部が平面で構成されながらも、アンテナ部に対してRF−IDメディアが垂直に設置された場合におけるRF−IDメディアに対する情報の書き込み及び読み出し可能距離を長くすることができる情報書込/読出装置を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、
RF−IDメディアに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行う情報書込/読出装置であって、
複数のコイル状のアンテナが、他のコイル状のアンテナとの間にて1つの平面で八の字を描くように直列に接続されて形成されたアンテナ部と、
前記アンテナ部に電流を供給することにより前記RF−IDメディアに対する情報の書き込み及び読み出しを行う制御手段とを有することを特徴とする。
【0021】
また、RF−IDメディアに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行う情報書込/読出装置に設けられ、前記RF−IDメディアとの間にて通信を行うためのアンテナであって、
複数のコイル状アンテナが、他のコイル状アンテナとの間にて1つの平面で八の字を描くように直列に接続されて形成されていることを特徴とする。
【0022】
また、ベース基材上にアンテナ部が形成されるとともに前記アンテナ部を介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なICモジュールが搭載されたRF−IDメディアにおいて、
前記アンテナ部は、複数のコイル状アンテナが、他のコイル状アンテナとの間にて1つの平面で八の字を描くように直列に接続されて形成されていることを特徴とする。
【0023】
(作用)
上記のように構成された本発明においては、RF−IDメディアに対して非接触状態にて情報の書き込みあるいは読み出しを行う場合、制御手段からアンテナ部に電流が供給され、この電流によってアンテナ部にて磁界が発生すると、この磁界がRF−IDメディアに形成されたコイル状のアンテナのコア部分を貫通し、RF−IDメディアのアンテナに電流が流れ、これにより、RF−IDメディアに対する情報の書き込みあるいは読み出しが行われるが、アンテナ部が、複数のコイル状のアンテナが、他のコイル状のアンテナとの間にて1つの平面で八の字を描くように直列に接続されて形成されているので、複数のコイル状のアンテナのうち、隣接するコイル状のアンテナ間においては、反対回りに電流が流れ、それにより、コイル状のアンテナのコア部分にて互いに逆方向に磁界が発生する。それにより、複数のコイル状のアンテナが隣接する領域においては、2つのコイル状のアンテナにて発生する磁界が強め合い、磁界の大きさが大きくなる。
【0024】
そのため、複数のコイル状のアンテナが隣接する領域においては、アンテナ部に対してRF−IDメディアを垂直方向に設置した場合であっても、RF−IDメディアのアンテナのコア部を通過する磁束量が増加し、アンテナ部とRF−IDメディアとの通信可能距離が長くなる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0026】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の情報書込/読出装置の第1の実施の形態を示す図である。
【0027】
本形態は図1に示すように、1つの平面上にて2つのコイル状アンテナ11a,11bが八の字を描くように直列に接続され、流れる電流によって磁界を生じさせるアンテナ部10と、アンテナ部10に電流を供給することにより、アンテナ部10を介して、RF−IDメディアに対する情報の書き込みや読み出しを行う情報書込/読出制御部20とから構成されている。
【0028】
上記のように構成された情報書込/読出装置においては、情報書込/読出制御部20からアンテナ部10に電流が供給されると、アンテナ部10を構成するコイル状アンテナ11a,11bに流れる電流によって、コイル状アンテナ11a,11bのコア部分から放出される方向に磁界が発生する。
【0029】
この状態で、RF−IDメディアを情報書込/読出装置のアンテナ部10に近接させると、コイル状アンテナ11a,11bを流れる電流によって発生した磁界が、RF−IDメディアのアンテナのコイル状のコア部分を貫通し、それにより、RF−IDメディアのアンテナに電流が流れる。
【0030】
RF−IDメディアのアンテナに流れる電流は、RF−IDメディアのICモジュールに供給され、それにより、RF−IDメディアのアンテナと情報書込/読出装置のアンテナ部10を介して通信が行われ、非接触状態において、情報書込/読出装置からRF−IDメディアのICモジュールに情報が書き込まれたり、RF−IDメディアのICモジュールに書き込まれた情報が情報書込/読出装置にて読み出されたりする。
【0031】
ここで、図1に示した情報書込/読出装置のアンテナ部10にて発生する磁界について詳細に説明する。
【0032】
図2は、図1に示したアンテナ部10にて発生する磁界を説明するための図である。
【0033】
図2に示すように、情報書込/読出制御部20から供給された電流がコイル状アンテナ11aからコイル状アンテナ11bに流れ、情報書込/読出制御部20に戻るものとする。
【0034】
すると、コイル状アンテナ11aにおいては反時計回りに電流が流れ、また、コイル状アンテナ11bにおいては時計回りに電流が流れる。そのため、コイル状アンテナ11a,11bが互いに隣接する辺においては、同一方向に電流が流れることになる。また、コイル状アンテナ11aを流れる電流によって発生する磁界とコイル状アンテナ11bを流れる電流によって発生する磁界とがコイル状アンテナ11a,11bのコア部分から逆方向に放出されるように生じ、それにより、コイル状アンテナ11a,11bが互いに隣接する辺の近傍においては、コイル状アンテナ11aを流れる電流によって発生する磁界とコイル状アンテナ11bを流れる電流によって発生する磁界とが強め合い、1つのコイル状アンテナの場合と比べて2倍の大きさの磁界が発生することになる。
【0035】
これにより、コイル状アンテナ11a,11bが互いに隣接する辺の近傍においては、RF−IDメディア30をアンテナ部10に対して垂直方向に設置した場合であっても、RF−IDメディア30のアンテナ31のコア部を通過する磁束量が増加し、アンテナ部10とRF−IDメディア30との通信可能距離が長くなる。
【0036】
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態においては、2つのコイル状アンテナが八の字を描くように形成されているが、4つのコイル状アンテナが、そのうち隣接する2つのコイル状アンテナとの間にてそれぞれ八の字を描くように形成されてなるものも考えられる。
【0037】
図3は、本発明の情報書込/読出装置の第2の実施の形態を示す図である。
【0038】
本形態は図3に示すように、1つの平面上にて4つのコイル状アンテナ111a〜111dがそれぞれ、他の2つのコイル状アンテナとの間にて八の字を描くように直列に接続されて構成され、流れる電流によって磁界を生じさせるアンテナ部110と、アンテナ部110に電流を供給することにより、アンテナ部110を介して、RF−IDメディアに対する情報の書き込みや読み出しを行う情報書込/読出制御部120とから構成されている。
【0039】
上記のように構成された情報書込/読出装置においては、情報書込/読出制御部120からアンテナ部110に電流が供給されると、アンテナ部110を構成するコイル状アンテナ111a〜111dに流れる電流によって、コイル状アンテナ111a〜111dのコア部分から放出される方向に磁界が発生する。
【0040】
この状態で、RF−IDメディアを情報書込/読出装置のアンテナ部110に近接させると、コイル状アンテナ111a〜111dを流れる電流によって発生した磁界が、RF−IDメディアのアンテナのコイル状のコア部分を貫通し、それにより、RF−IDメディアのアンテナに電流が流れる。
【0041】
RF−IDメディアのアンテナに流れる電流は、RF−IDメディアのICモジュールに供給され、それにより、RF−IDメディアのアンテナと情報書込/読出装置のアンテナ部110を介して通信が行われ、非接触状態において、情報書込/読出装置からRF−IDメディアのICモジュールに情報が書き込まれたり、RF−IDメディアのICモジュールに書き込まれた情報が情報書込/読出装置にて読み出されたりする。
【0042】
ここで、図3に示した情報書込/読出装置のアンテナ部110にて発生する磁界について詳細に説明する。
【0043】
図4は、図3に示したアンテナ部110にて発生する磁界を説明するための図である。
【0044】
図4に示すように、情報書込/読出制御部120から供給された電流がコイル状アンテナ111aからコイル状アンテナ111b、コイル状アンテナ111c、コイル状アンテナ111dの順に流れ、情報書込/読出制御部120に戻るものとする。
【0045】
すると、コイル状アンテナ111a,111cにおいては反時計回りに電流が流れ、また、コイル状アンテナ111b,111dにおいては時計回りに電流が流れる。そのため、コイル状アンテナ111a,111bが互いに隣接する辺、コイル状アンテナ111b,111cが互いに隣接する辺、コイル状アンテナ111c,111dが互いに隣接する辺及びコイル状アンテナ111d,111aが互いに隣接する辺においては、それぞれ同一方向に電流が流れることになる。また、コイル状アンテナ111a,111cを流れる電流によって発生する磁界とコイル状アンテナ111b,111dを流れる電流によって発生する磁界とがコイル状アンテナ111a〜111dのコア部分から逆方向に放出されるように生じる。それにより、コイル状アンテナ111a,111bが互いに隣接する辺の近傍においては、コイル状アンテナ111aを流れる電流によって発生する磁界とコイル状アンテナ111bを流れる電流によって発生する磁界とが強め合い、1つのコイル状アンテナの場合と比べて2倍の大きさの磁界が発生することになる。また、コイル状アンテナ111b,111cが互いに隣接する辺の近傍においては、コイル状アンテナ111bを流れる電流によって発生する磁界とコイル状アンテナ111cを流れる電流によって発生する磁界とが強め合い、1つのコイル状アンテナの場合と比べて2倍の大きさの磁界が発生することになる。また、コイル状アンテナ111c,111dが互いに隣接する辺の近傍においては、コイル状アンテナ111cを流れる電流によって発生する磁界とコイル状アンテナ111dを流れる電流によって発生する磁界とが強め合い、1つのコイル状アンテナの場合と比べて2倍の大きさの磁界が発生することになる。また、コイル状アンテナ111d,111aが互いに隣接する辺の近傍においては、コイル状アンテナ111dを流れる電流によって発生する磁界とコイル状アンテナ111aを流れる電流によって発生する磁界とが強め合い、1つのコイル状アンテナの場合と比べて2倍の大きさの磁界が発生することになる。
【0046】
このように、隣接するものどうしが、反対回りに電流が流れるように4つのコイル状アンテナ111a〜111dが、他の2つのコイル状アンテナとの間にて八の字を描くように直列に接続されているため、4つのコイル状アンテナ111a〜111dうち互いに隣接するコイル状アンテナ間においてはコイル状アンテナのコア部分にて発生する磁界の向きが逆になり、それにより、コイル状アンテナ111a〜111bの互いに隣接する辺の近傍においては、RF−IDメディア30をアンテナ部10に対して垂直方向に設置した場合であっても、RF−IDメディア30のアンテナ31のコア部を通過する磁束量が増加し、アンテナ部10とRF−IDメディア30との通信可能距離が長くなる。
【0047】
上述した2つの実施の形態にて説明した情報書込/読出装置を用いて情報を管理する例としては、例えば、図書館等において、書籍にRF−IDメディアを貼付しておき、このRF−IDメディアに書き込まれた情報を情報書込/読出装置にて読み出したり、RF−IDメディアに情報書込/読出装置によって情報を書き込んだりすることが考えられる。
【0048】
図書館等にて書籍を保管する場合、書籍はその背表紙が正面を向くように保管される場合がほとんどである。一方、RF−IDメディアは書籍の表紙あるいは裏表紙に貼付される場合が多い。そのため、一般的に、情報書込/読出装置のアンテナ部とRF−IDメディアのアンテナとは正対させることが困難である。
【0049】
そこで、上述したような情報書込/読出装置を用いれば、情報書込/読出装置のアンテナ部がRF−IDメディアのアンテナに対して垂直方向となる場合であっても、RF−IDメディアに対する情報の書き込みあるいは読み出しを行うことができる。
【0050】
また、物品等にRF−IDメディアを貼付しておき、このRF−IDメディアに書き込まれた情報を、物品が通過するゲートにて読み出すことにより物品を管理するものにも用いることが考えられる。
【0051】
その場合、物品に貼付されたRF−IDメディアに書き込まれた情報を読み出すためのゲートに、上述したような情報書込/読出装置のアンテナ部を設置しておけば、物品がどのような向きでゲートを通過した場合であっても、また、RF−IDメディアが物品のいかなる位置に貼付された場合であっても、RF−IDメディアに書き込まれた情報を読み出すことができる。
【0052】
(第3の実施の形態)
なお、上述した2つの実施の形態においては、情報書込/読出装置のアンテナ部が、複数のコイル状のアンテナが、他のコイル状のアンテナとの間にて八の字を描くように形成されているものについて説明したが、このようなアンテナをRF−IDメディア側にも形成することも考えられる。
【0053】
図5は、本発明のRF−IDメディアの実施の一形態である非接触型ICタグの一例を示す図である。
【0054】
本形態における非接触型ICタグは図5に示すように、樹脂シート等のベース基材250上に、外部からの情報の書き込み及び読み出しが可能なICモジュール210が搭載されるとともに、接点240を介してICモジュール210と接続され、外部に設けられた情報書込/読出装置(不図示)からの電磁誘導によりICモジュール210に電流を供給し、ICモジュール210に対する情報の書き込み及び読み出しを非接触状態にて行うための導電性のアンテナ部220が、2つのコイル状アンテナ221a,221bが八の字を描くように直列に接続されて構成されている。
【0055】
上記のように構成された非接触型ICタグにおいては、上述したような情報書込/読出装置と組み合わせて使用した場合、指向性が高まり、例えば、図5に示したような非接触型ICタグのみ情報の書き込み及び読み出しが可能な領域を設定することができる。
【0056】
なお、本形態においては、2つのコイル状アンテナ221a,221bからアンテナ部220が構成されているが、複数のコイル状アンテナが、他のコイル状アンテナとの間にて八の字状となるように直列に接続されたものであれば、その数は限られない。
【0057】
また、本形態にいては、RF−IDメディアとして非接触型ICタグを例に挙げて説明したが、非接触型ICカードや非接触型ICラベル等、コイル状のアンテナを有するものであればこれに限定されるものではない。
【0058】
【発明の効果】
以上説明したように本形態においては、RF−IDメディアに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行う情報書込/読出装置において、複数のコイル状のアンテナが、他のコイル状のアンテナとの間にて1つの平面で八の字を描くように直列に接続されて形成されたアンテナ部が設けられているため、複数のコイル状のアンテナが隣接する領域においては、アンテナ部に対してRF−IDメディアを垂直方向に設置した場合において、RF−IDメディアのアンテナのコア部を通過する磁束量が増加し、アンテナ部とRF−IDメディアとの通信可能距離が長くなることになり、アンテナ部が平面で構成されながらも、アンテナ部に対してRF−IDメディアが垂直に設置された場合におけるRF−IDメディアに対する情報の書き込み及び読み出し可能距離を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の情報書込/読出装置の第1の実施の形態を示す図である。
【図2】図1に示したアンテナ部にて発生する磁界を説明するための図である。
【図3】本発明の情報書込/読出装置の第2の実施の形態を示す図である。
【図4】図3に示したアンテナ部にて発生する磁界を説明するための図である。
【図5】本発明のRF−IDメディアの実施の一形態である非接触型ICタグの一例を示す図である。
【図6】一般的な非接触型ICタグの構造の一例を示す図である。
【図7】図6に示した非接触型ICタグに対する情報の書き込み及び読み出し動作の原理を説明するための図である。
【図8】図6に示した非接触型ICタグを情報書込/読出装置のアンテナに対して垂直に配置した場合における非接触型ICタグに対する情報の書き込み及び読み出し動作の原理を説明するための図である。
【符号の説明】
10,110 アンテナ部
11a,11b,111a〜111d コイル状アンテナ
20,120 情報書込/読出制御部
30 RF−IDメディア
31 アンテナ
210 ICモジュール
220 アンテナ部
221a,221b コイル状アンテナ
240 接点
250 ベース基材
Claims (3)
- RF−IDメディアに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行う情報書込/読出装置であって、
複数のコイル状のアンテナが、他のコイル状のアンテナとの間にて1つの平面で八の字を描くように直列に接続されて形成されたアンテナ部と、
前記アンテナ部に電流を供給することにより前記RF−IDメディアに対する情報の書き込み及び読み出しを行う制御手段とを有することを特徴とする情報書込/読出装置。 - RF−IDメディアに対して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行う情報書込/読出装置に設けられ、前記RF−IDメディアとの間にて通信を行うためのアンテナであって、
複数のコイル状アンテナが、他のコイル状アンテナとの間にて1つの平面で八の字を描くように直列に接続されて形成されていることを特徴とするアンテナ。 - ベース基材上にアンテナ部が形成されるとともに前記アンテナ部を介して非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しが可能なICモジュールが搭載されたRF−IDメディアにおいて、
前記アンテナ部は、複数のコイル状アンテナが、他のコイル状アンテナとの間にて1つの平面で八の字を描くように直列に接続されて形成されていることを特徴とするRF−IDメディア。
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