JP2004140513A - Antenna for reader / writer and article control shelf provided with the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品に取り付けられたICカードと無線通信を行うリーダライタ用アンテナ及びリーダライタ用のアンテナが物品を収納するための棚に組み込まれた物品管理棚に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ICカードとリーダライタを用い、無線通信により物品の管理を行う物品管理システムは、ICカードとリーダライタとの間で非接触で物品に関する情報を送受することができ、バーコードによる管理に比して、物品の所在状況の管理等が極めて簡単に行い得ることから、最近、種々の物品管理に適用されつつある。
【0003】
本出願人は、既にこのような物品管理システムを図書館等に適用し、従来の貸出業務に加え、リアルタイムで書籍の位置情報を得、貸出状況の把握、書籍の所在状況の把握を行うことにより、図書の管理を行えるようにした物品管理システムを提案している(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
図6は一つの物品管理棚を示す斜視図である。
物品管理棚10Aには、上下に平行に複数段(図示では3段)設けられた棚板1a,1b,1cにより3つの棚が構成されている。
各棚板1a,1b,1cにおいて、棚板1aの面内にはワンループアンテナ2Aを形成するループ線が埋設され、棚板1bの面内にはツーループアンテナ2Bを形成するループ線が埋設され、棚板1cの面内にはフォーループアンテナ2Cを形成するループ線が埋設されている。
【0005】
ワンループアンテナ2Aは、棚板1aの外形状に沿った長方形状をなし、ツーループアンテナ2Bは、棚板1bの形状のほぼ半分の位置で折り返した形状を有する8の字形状をなし、フォーループアンテナ2Cは棚板1cのほぼ4分割した3ヶ所の位置で折り返した形状を有している。
なお、これらループアンテナ2A,2B,2Cは後述する同調回路と接続しており、この同調回路が同軸ケーブル20を介して、リーダライタ6に接続されている。
【0006】
図7には同調回路3の一例を示す。同調回路3はトランス3aとコンデンサ3bで基板上に構成され、ループ線2aと共振を取ってインピーダンス整合を図り、同軸ケーブル20に接続されている。また、同軸ケーブル20はコネクタ20aを介してリーダライタ6に接続されている。
【0007】
図8はICカードが取り付けられた書籍を示す斜視図であり、ICカード5はタグ状をなし、書籍4の背表紙4aの下部に貼付けられている。ICカード5は図9に示すように、ループ状をなすカードアンテナ5aとそれに接続されたICチップ5bとからなる。また書籍4の表紙下部には、その端部がICカード5の端部に近接するように共振カード7が貼付けられる。共振カード7はこのカードアンテナ5aと共振して書籍の載置方向が異なる場合、例えばICカードとループアンテナが直接通信し難いような場合にも、共振カードの共振とループアンテナにより通信を可能としている。
【0008】
図10は各棚板と書籍との配置関係を示したものであり、(a)は斜視図、(b)は側面図である。これらの図より明らかなように、ループアンテナ2Aや2Bのループコイルの垂直面内にICカード5のカードアンテナの面が位置するように書籍4の載置位置に対して各棚板1a、1bのループアンテナ2A,2Bが設けられている。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−2917(第2頁、図1)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の技術において、ループアンテナを構成する導体は、その長さ方向に断面形状が同一の円形をなすワイヤ等で構成される。この場合、そのループアンテナによって形成される磁界(磁束)は、図10(b)に示したように、導体を中心とする略円形となり、この磁界が作用する範囲は、半径でhcm(直径2hcm)程度である。しかしながら、本棚等の棚板において、ICカードを取り付けた物品を収納する場合、その磁界の有効範囲は物品のICカードが取り付けられた部分が位置する可能性のある領域を広く全体的にカバーすることが好ましい。即ち、棚板等に取り付けられるループアンテナにおいては、その棚板の所定部分に沿うように磁界の形を成形することが望まれる。一方、ループアンテナを棚板全体に張り巡らせることは導体のコスト削減や省電力の観点から好ましくない。したがって、図6や図10に示したような、従来のループアンテナでは、書籍4が棚に対して例えば浅い位置に載置されるなどして、書籍4等の載置される位置が所定位置からずれるようなことがあると、ICカード5にループアンテナからの磁界が届かず、或いはICカード5からの磁界がループアンテナに届かず、ループアンテナによる通信が不能となり、もって、信頼性の高い物品管理ができなくなるという問題がある。
【0011】
そこで、本発明は上述した問題点を解決するために成されたものであり、簡単な構成において、ループアンテナから発生される磁界の影響範囲を容易に広げることができ、或いはICカードから発生される磁界を広範囲で検出することができ、もって、ICカードの位置が多少ずれたとしても、確実に通信を行うことができ、もって、信頼性に優れた物品管理を行うことができるリーダライタ用アンテナ及び物品管理棚を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、磁界と鎖交するように導体を配置して構成され、ICカードと無線通信を行うリーダライタ用アンテナであって、前記導体の少なくとも一部の断面形状が他の部分と異なる形状を有するものである。
【0013】
磁界は導体を周回するように発生するので、その一部の断面形状を他の部分と異ならせることで、その部分における磁界の検出領域或いは磁界の発生領域範囲を異ならせることができ、従って様々なリーダライタシステムの使用態様に適用させることができる。
【0014】
また、本発明のリーダライタ用アンテナにおいて、前記少なくとも一部の断面形状は、一方向に対して他の方向よりも長い扁平状に形成されていることを特徴とする。
【0015】
また、本発明のリーダライタ用アンテナにおいて、前記一方向は、前記リーダライタ用アンテナが設けられる平板部の平面と平行な方向を有することを特徴とする。
【0016】
また、本発明のリーダライタ用アンテナにおいて、前記導体は平面上に塗布された導電ペーストにより形成されることを特徴とする。
【0017】
また、本発明は、物品に取り付けられたICカードと無線通信を行うリーダライタ用アンテナが前記物品を収納するための棚に組み込まれた物品管理棚において、前記リーダライタ用アンテナは、磁界と鎖交するように導体を配置して構成されるとともに、前記導体の少なくとも一部の断面形状が他の部分と異なる形状を有する。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図書管理に適用される物品(図書)管理棚に適用した場合に例をとって、図面を用いて説明する。
図1は一つの物品管理棚を示す斜視図である。
物品管理棚10Aは、従来技術に示したと同様に、上下に平行に複数段(図示では3段)設けられた棚板1a,1b,1cにより3つの棚を有している。
そして、各棚板1a,1b,1cにおいて、棚板1aの下面にはワンループアンテナ2Aを形成するループ状導体が付設され、棚板1bの下面にはツーループアンテナ2Bを形成するループ状導体が付設され、棚板1cの下面にはフォーループアンテナ2Cを形成するループ状導体が付設されている。
【0019】
ワンループアンテナ2Aは、棚板1aの外形状に沿った長方形状をなし、ツーループアンテナ2Bは、棚板1bの形状のほぼ半分の位置で折り返した形状を有する8の字形状をなし、フォーループアンテナ2Cは棚板1cのほぼ4分割した3ヶ所の位置で折り返した形状を有している。これらループアンテナ2A,2B,2Cは従来技術で説明した同調回路3と接続しており、この同調回路3が同軸ケーブル20を介して、図1に示されるリーダライタ6に接続されている。
【0020】
図3はワンループアンテナ2Aを詳細に示す図であり、図4は図3のB−B線断面図である。ワンループアンテナ2Aは、その一部である棚の手前側に対応する部分(書籍を棚に入れた場合、ICカードが付されている背が位置する部分)が本の挿入した場合の奥側よりもより広い(a>b)平板状に形成され、その断面形状が本の挿入方向に対して長く、上下方向に短い扁平状の形状をなしている。このループアンテナは例えば棚板として既存の木製やプラスチック製棚板を使用する場合、あるいはガラス製の棚板を使用する場合は図4に示されるように絶縁性フィルム21を介して棚板裏面に付設され、例えば絶縁性フィルム21に導電ペーストを塗布することで容易に形成することができる。
【0021】
このようなループアンテナによれば、図4に示されるように、導体である導電ペーストのパターンを囲繞するように、該パターンに沿って磁界(磁束)22が形成されるため、磁界の及ぶ範囲を従来の断面円形導体に比べて広くすることができ、書籍等の載置位置がその広い範囲でずれても、ICカードは確実に磁界を検出でき、また逆にICカードもループアンテナからの磁界を検出することができる。これにより、通信の信頼性を向上させることができる。即ち、本発明によれば、一つのループアンテナにおいて、磁界の検出範囲を広くする必要がある位置に対応する導体部分のみの断面形状を、その検出範囲を拡大する方向に延ばす(広げる)ことにより、最小限の導体材料を用いて広範囲の磁界検出をカバーすることができることとなる。なお、本例によれば、棚板の手前側の奥行き方向において、磁界の影響範囲をおよそ2hからa+2hに広げることができ、また、高さ方向(棚板と垂直方向)にもaの値に対応する高さ領域まで広げることができる。このaの値(ループアンテナを構成する導体の断面幅)は、棚板及びそれに収納する物品及びそれに用いられるICカードの取り付け位置等に鑑み、物品の収納においてそのICカードの位置がループアンテナに対してどの程度変動するかに基づいて設定することができる。
【0022】
なお、図5に示すように、ワンループアンテナ2A同様、ツーループアンテナ2B、フォーループアンテナ2Cについても、その一部である棚の手前側に位置する部分が平板状に形成され、その断面形状が本の挿入方向に長く、上下方向に短い扁平状の形状に形成されている。
【0023】
なお、本実施の形態において、3段の管理棚において、それぞれワンループ、ツーループ、フォーループのアンテナを設けるようにした理由について以下に説明すると、各ループアンテナ2A,2B,2Cにおいて鎖交する磁束は、例えば、図2において、フォーループアンテナ2Cに(c)に示すように磁束Φ1,Φ2が発生した場合、これらは、ツーループアンテナ2Bに対しては(b)に示すように鎖交し、これら磁束は互いにうち消されて相殺され(Φ3=0)、ツーループアンテナ2Bにおいて誘導起電力が発生されることはなく、また、ワンループアンテナ2Aに対しては(c)に示すように鎖交し、やはりこれら磁束は互いにうち消されて相殺され(Φ4=0)、ワンループアンテナ2Aにおいて誘導起電力が発生されることはない。勿論、図2より明らかなように、ツーループアンテナ2Bとワンループアンテナ2Aとの関係においても、同じとなり、一方のループアンテナで発生した磁束が他方のループアンテナと鎖交する磁束の総数は零となり、やはり誘導起電力の発生が防止される。
【0024】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明は、簡単な構成において、また導体材料を多量に必要とすることなく、ループアンテナから発生される磁界のICカードに対する影響範囲を所定範囲において容易に広げることができ、或いはICカードから発生される磁界を検出することができる所定範囲を容易に広げることができ、従って、ループアンテナに対するICカードの位置が多少ずれたとしても、確実に通信を行うことができ、もって、信頼性に優れた物品管理を行うことができるリーダライタ用アンテナ及び物品管理棚を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態1における物品管理棚を示す斜視図である。
【図2】実施の形態1の動作を示す図である。
【図3】ワンループアンテナと棚板を示す斜視図である。
【図4】図3のB−B線断面図である。
【図5】ワンループアンテナ、ツーループアンテナ、フォーループアンテナを示す斜視図である。
【図6】従来の物品管理棚を示す斜視図である。
【図7】同調回路を示す回路図である。
【図8】書籍にICカードを貼着した状態を示す斜視図である。
【図9】ICカードを示す簡略構成図である。
【図10】ループアンテナと書籍の配置関係を示す図である。
【符号の説明】
1a,1b,1c 棚板、2A ワンループアンテナ、2B ツーループアンテナ、2C フォーループアンテナ、4 書籍、5 ICカード、6 リーダライタ、10A 物品管理棚、21 絶縁性フィルム。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reader / writer antenna for performing wireless communication with an IC card attached to an article, and an article management shelf in which the reader / writer antenna is incorporated in a shelf for storing articles.
[0002]
[Prior art]
An article management system that manages articles by wireless communication using an IC card and a reader / writer can send and receive information about articles between the IC card and the reader / writer in a non-contact manner. Since the management of the location of articles can be performed very easily, it has recently been applied to various article management.
[0003]
The applicant has already applied such an article management system to libraries, etc., and in addition to the conventional lending business, obtains book position information in real time, grasps the lending status, and grasps the location of the book. Has proposed an article management system capable of managing books (for example, see Patent Document 1).
[0004]
FIG. 6 is a perspective view showing one article management shelf.
On the
In each of the
[0005]
The one-
The
[0006]
FIG. 7 shows an example of the tuning circuit 3. The tuning circuit 3 is formed on a substrate by a transformer 3a and a
[0007]
FIG. 8 is a perspective view showing a book to which an IC card is attached. The
[0008]
10A and 10B show an arrangement relationship between each shelf board and a book, wherein FIG. 10A is a perspective view and FIG. 10B is a side view. As is clear from these figures, each of the
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-2917 (
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the related art, the conductor forming the loop antenna is formed of a wire or the like having a circular cross-section in the length direction. In this case, the magnetic field (magnetic flux) formed by the loop antenna has a substantially circular shape centered on the conductor as shown in FIG. 10B, and the range over which the magnetic field acts is a radius of hcm (diameter of 2hcm). ). However, when a shelf board such as a bookshelf stores an article to which an IC card is attached, the effective range of the magnetic field covers the entire area where the part of the article to which the IC card is attached may be located. Is preferred. That is, in a loop antenna attached to a shelf or the like, it is desired that the shape of the magnetic field be formed along a predetermined portion of the shelf. On the other hand, extending the loop antenna around the entire shelf is not preferable from the viewpoint of conductor cost reduction and power saving. Accordingly, in the conventional loop antenna as shown in FIGS. 6 and 10, the book 4 is placed at a predetermined position, for example, by placing the book 4 at a shallow position relative to the shelf. If there is a deviation, the magnetic field from the loop antenna does not reach the
[0011]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problem, and can easily expand the influence range of a magnetic field generated from a loop antenna with a simple configuration, or can generate an IC card generated from an IC card. For a reader / writer that can detect magnetic fields over a wide range, and can reliably communicate even if the position of the IC card is slightly shifted, and thus can perform highly reliable article management. It is intended to provide an antenna and an article management shelf.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention relates to a reader / writer antenna configured to arrange a conductor so as to interlink with a magnetic field and perform wireless communication with an IC card, and includes a cross section of at least a part of the conductor. The shape has a shape different from other portions.
[0013]
Since the magnetic field is generated so as to go around the conductor, by making the cross-sectional shape of one part different from that of the other part, it is possible to change the magnetic field detection region or the magnetic field generation region range in that part, and The present invention can be applied to a usage mode of a simple reader / writer system.
[0014]
Further, in the reader / writer antenna according to the present invention, the cross-sectional shape of at least a part of the antenna is characterized by being formed in a flat shape longer in one direction than in the other direction.
[0015]
Further, in the reader / writer antenna according to the present invention, the one direction has a direction parallel to a plane of a flat plate portion on which the reader / writer antenna is provided.
[0016]
In the antenna for a reader / writer according to the present invention, the conductor is formed of a conductive paste applied on a plane.
[0017]
The present invention also relates to an article management shelf in which a reader / writer antenna for performing wireless communication with an IC card attached to an article is incorporated in a shelf for storing the article, wherein the reader / writer antenna has a magnetic field and a chain. The conductors are arranged so as to intersect, and the cross-sectional shape of at least a part of the conductor has a shape different from other parts.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking an example of a case where the present invention is applied to an article (book) management shelf applied to book management.
FIG. 1 is a perspective view showing one article management shelf.
The
In each of the
[0019]
The one-
[0020]
FIG. 3 is a diagram showing the one-
[0021]
According to such a loop antenna, as shown in FIG. 4, the magnetic field (magnetic flux) 22 is formed along the pattern of the conductive paste, which is a conductor, so as to surround the pattern. Can be made wider than conventional circular conductors in cross section, and even if the placement position of a book or the like deviates over a wide range, the IC card can surely detect the magnetic field. A magnetic field can be detected. Thereby, communication reliability can be improved. That is, according to the present invention, in one loop antenna, the cross-sectional shape of only the conductor portion corresponding to the position where the magnetic field detection range needs to be widened is extended (expanded) by extending the detection range. Thus, it is possible to cover a wide range of magnetic field detection using the minimum conductive material. According to this example, the influence range of the magnetic field can be expanded from about 2 h to a + 2 h in the depth direction on the front side of the shelf, and the value of a can also be increased in the height direction (perpendicular to the shelf). Can be extended to the height region corresponding to. The value of a (the cross-sectional width of the conductor constituting the loop antenna) is determined by considering the position of the IC card in the storage of the article in consideration of the shelf board, the articles to be stored therein, and the mounting position of the IC card used therein. It can be set based on how much it changes.
[0022]
As shown in FIG. 5, similarly to the one-
[0023]
In the present embodiment, the reason why one-loop, tool-loop, and four-loop antennas are provided in each of the three-stage management shelves will be described below. The magnetic flux interlinking in each of the
[0024]
【The invention's effect】
As described in detail above, the present invention easily expands the influence range of the magnetic field generated from the loop antenna on the IC card within a predetermined range with a simple configuration and without requiring a large amount of conductive material. Or a predetermined range in which a magnetic field generated from the IC card can be detected can be easily widened. Therefore, even if the position of the IC card with respect to the loop antenna is slightly shifted, communication can be reliably performed. Accordingly, there is an effect that an antenna for a reader / writer and an article management shelf that can perform article management with excellent reliability can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an article management shelf according to the first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing an operation of the first embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing a one-loop antenna and a shelf board.
FIG. 4 is a sectional view taken along line BB of FIG. 3;
FIG. 5 is a perspective view showing a one-loop antenna, a tool loop antenna, and a four-loop antenna.
FIG. 6 is a perspective view showing a conventional article management shelf.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a tuning circuit.
FIG. 8 is a perspective view showing a state in which an IC card is attached to a book.
FIG. 9 is a simplified configuration diagram showing an IC card.
FIG. 10 is a diagram illustrating an arrangement relationship between a loop antenna and a book.
[Explanation of symbols]
1a, 1b, 1c shelf board, 2A one loop antenna, 2B tool loop antenna, 2C four loop antenna, 4 books, 5 IC card, 6 reader / writer, 10A article management shelf, 21 insulating film.
Claims (5)
前記導体の少なくとも一部の断面形状が他の部分と異なる形状を有するリーダライタ用アンテナ。An antenna for a reader / writer configured to arrange a conductor so as to link with a magnetic field and perform wireless communication with an IC card,
An antenna for a reader / writer, wherein at least a part of the conductor has a cross-sectional shape different from that of another part.
前記少なくとも一部の断面形状は、一方向に対して他の方向よりも長い扁平状に形成されていることを特徴とするリーダライタ用アンテナ。The antenna for a reader / writer according to claim 1,
The antenna for a reader / writer, wherein at least a part of the cross-sectional shape is formed in a flat shape longer in one direction than in another direction.
前記一方向は、前記リーダライタ用アンテナが設けられる平板部の平面と平行な方向を有することを特徴とするリーダライタ用アンテナ。The antenna for a reader / writer according to claim 2,
The antenna for a reader / writer, wherein the one direction has a direction parallel to a plane of a flat plate portion on which the reader / writer antenna is provided.
前記導体は平面上に塗布された導電ペーストにより形成されることを特徴とするリーダライタ用アンテナ。The antenna for a reader / writer according to any one of claims 1 to 3,
The antenna for a reader / writer, wherein the conductor is formed of a conductive paste applied on a plane.
前記リーダライタ用アンテナは、磁界と鎖交するように導体を配置して構成されるとともに、前記導体の少なくとも一部の断面形状が他の部分と異なる形状を有する物品管理棚。An article management shelf in which a reader / writer antenna for performing wireless communication with an IC card attached to the article is incorporated in a shelf for storing the article,
The article management shelf, wherein the reader / writer antenna is configured by arranging a conductor so as to interlink with a magnetic field, and has a cross-sectional shape of at least a part of the conductor that is different from other parts.
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