JP2004238195A - Antenna device for ic tag - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ICタグ付きの任意の物品をコンベヤライン上において適確に認識するために使用するICタグ用のアンテナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
非接触式のICタグ(ICカードまたはICチップを含む、以下同じ)を物品に付設または内蔵させ、コンベヤラインを介して搬送中の物品を認識させるために、門形のアンテナ装置を使用することがある。
【0003】
このものは、コンベヤラインを跨ぐフレーム体の内面側に送受信アンテナを取り付け、送受信アンテナをリーダライタに接続することにより、物品側のICタグとリーダライタとの間に無線通信によるデータ交換をすることができる。なお、送受信アンテナは、ICタグ側のアンテナと電磁結合または誘導結合させ、ICタグ内のICチップを起動させるための電力を供給するとともに、負荷変調方式により双方向のデータ通信を実現することができる。また、送受信アンテナは、ICタグ側のアンテナとともに、ICタグの使用周波数、たとえば13.56MHz に共振させるものとする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、送受信アンテナは、コンベヤライン上の物品の大きさが変動し、あるいは、ICタグが物品の内部に収納されていることなどを考慮して、必要十分な大電力の電波を放射する必要があるから、リーダライタ側において、ダイナミックレンジの制約によりICタグからのデータの読取りができなくなったり、外部に漏洩する電界強度が過大になったりすることがあるという問題があった。
【0005】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、受信アンテナを設け、送信アンテナに対するシールドを強化することによって、データの読取りの安定性を向上させるとともに、外部に漏洩する電界強度を十分小さくすることができるICタグ用のアンテナ装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、コンベヤライン上の物品を通過させる門形のフレーム体と、フレーム体の前面側、後面側にそれぞれ付設するシールド用の金網、シールド用の磁気シールド板と、金網、磁気シールド板の内面側にそれぞれ配設する受信アンテナ、送信アンテナとを備えることをその要旨とする。
【0007】
なお、送信アンテナは、磁気シールド板に対し、間隙を隔てて平行に配置するループアンテナとすることができ、受信アンテナは、金網に対し、間隙を隔てて平行に配置するループアンテナとすることができる。
【0008】
また、磁気シールド板は、フェライト材、磁性シート材のいずれかとしてもよく、金網には、補強用の透明板を組み合わせてもよい。
【0009】
【作用】
かかる発明の構成によるときは、送信アンテナは、コンベヤラインを介して搬送中の物品に付設または内蔵されているICタグに電力を供給してICタグ内のICチップを起動させるとともに、ICタグにデータを送信する一方、受信アンテナは、送信アンテナからの電波を受信し、負荷変調方式により送信アンテナからの電波に重畳されるICチップからのデータを適確に受信することができる。なお、受信アンテナは、送信アンテナからの電波を十分低レベルに絞って受信するものとする。また、送信アンテナ、受信アンテナは、いずれもリーダライタに接続し、リーダライタは、受信アンテナからのデータのみに基づき、または、送信アンテナ、受信アンテナの少なくともいずれか一方からのデータに基づき、ICチップからのデータを判読するものとする。すなわち、送信アンテナは、実質的に送受信アンテナとして作動させ、受信アンテナとともに、ICタグの使用周波数に共振させるものとする。
【0010】
一方、フレーム体の前面側の金網は、透視可能であり、コンベヤライン上を搬送中の物品を外部から目視することができる。なお、金網のメッシュは、ICタグの使用周波数の波長λに対し、λ/100以下程度にすることが好ましい。また、フレーム体の後面側の磁気シールド板は、送信アンテナからの電波を前方側にのみ投射させて後面側に漏洩することを防止するとともに、後面側の外側に近接する移動物体(人体を含む)による悪影響、いわゆるボディーエフェクトを小さくすることができる。ただし、磁気シールド板としては、ICタグの使用周波数における損失が小さく、透磁率が十分大きなフェライト材または磁性シート材(プラスチック、ゴムなどの可撓性のシート材に多量の磁性体粉末を混入して形成するシート材料をいう、以下同じ)を使用するものとする。
【0011】
送信アンテナ、受信アンテナは、それぞれ磁気シールド板、金網に対し、間隙を隔てて平行に配置するループアンテナとすることにより、コンベヤライン上に機械的に過大に突出することがなく、アンテナとしての性能が極端に劣化するおそれもない。ただし、送信アンテナと磁気シールド板との間隙、受信アンテナと金網との間隙は、ICタグの使用周波数13.56MHz に対し、それぞれ2cm以上、5cm以上にすることが好ましい。
【0012】
シールド用の金網に透明板を組み合わせれば、金網の機械的強度を大きくし、受信アンテナの振動などによるデータの誤読を避けることができる。なお、透明板は、金網に密着させ、金網の片面または両面に設けるものとする。また、金網は、透明板上に印刷またはエッチングにより形成してもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【0014】
ICタグ用のアンテナ装置は、コンベヤラインL上の物品Wを通過させる門形のフレーム体10と、フレーム体10の前面側、後面側にそれぞれ付設するシールド用の金網15、シールド用の磁気シールド板17と、金網15、磁気シールド板17の内面側にそれぞれ配設する受信アンテナ21、送信アンテナ22とを主要部材としてなる(図1、図2)。ただし、磁気シールド板17の外面側には、構造用の鉄板16が組み合わされている。
【0015】
コンベヤラインLは、非接触形のICタグTを内蔵する任意の物品Wを搬送することができる(図1の矢印方向)。ただし、ここでは、物品Wとして、たとえばデスク形の遊技機が図示されている。
【0016】
フレーム体10は、コンベヤラインLの左右両側に立設する各一対の柱材11、11…と、柱材11、11…の上端を連結する上材12、12、13、13と、コンベヤラインLに沿って各2本の柱材11、11の下端を連結する下材14、14とを組み合わせ、コンベヤラインLを跨ぐようにして設置されている。なお、各柱材11の下端には、高さ調節用のアジャスタねじ11aが付設されている。また、フレーム体10の天面は、たとえば透明板18によって閉じられている。
【0017】
前面側の金網15は、たとえば5mmメッシュのステンレス金網であり、柱材11、11、上材13、下材14により、四周が固定されている。なお、金網15の外面側の片面、または内外の両面には、たとえばアクリル板のような透明板15aを組み合わせることができる(図3(A)、(B))。ただし、金網15は、一方の透明板15aの表面に導電性インクにより印刷して形成してもよく、透明板15a上の金属導体をエッチングして形成してもよい。
【0018】
後面側の鉄板16は、柱材11、11、上材13、下材14を介して固定されている(図1、図2)。磁気シールド板17は、フェライト材または磁性シート材であり、鉄板16の内面側に密着して付設されている(図3(C))。
【0019】
受信アンテナ21は、ICタグTの使用周波数に共振するループアンテナである(図1、図2)。受信アンテナ21は、図示しないスペーサを介し、金網15の内面側において、金網15に対し、間隙d1 を隔てて平行に配置されている。送信アンテナ22は、ICタグTの使用周波数に共振するループアンテナであり、磁気シールド板17の内面側において、磁気シールド板17に対し、間隙d2 を隔てて平行に配置されている。なお、金網15の面積は、受信アンテナ21の開口面積より十分大きく、鉄板16、磁気シールド板17の面積は、それぞれ送信アンテナ22の開口面積より十分大きいものとする。
【0020】
受信アンテナ21、送信アンテナ22は、それぞれリーダライタ23に個別に接続されている(図4)。なお、物品W内のICタグTには、ICチップCが搭載されている。
【0021】
コンベヤラインLを介し、ICタグTを内蔵する物品Wを搬送中にリーダライタ23を作動させると、送信アンテナ22からの電波によりICタグT上のICチップCに電力を供給し、ICチップCを作動させることができる。また、このとき、リーダライタ23は、ICチップCに対し、必要なデータD1 を送出することができる。
【0022】
一方、ICチップCからのデータD2 は、負荷変調方式により、送信アンテナ22の等価インピーダンス変化信号としてリーダライタ23に伝送され、判読される。すなわち、送信アンテナ22は、送受信アンテナとして作動している。また、このとき、受信アンテナ21は、送信アンテナ22からの電波の一部を受信してリーダライタ23に送出する。そこで、リーダライタ23は、受信アンテナ21からのレベル変化信号を解析することにより、ICチップCからのデータD2 を併せて判読することができる。
【0023】
一般に、送信アンテナ22からの電波が大電力であると、リーダライタ23は、ICチップCからのデータD2 による負荷変調信号、すなわち等価インピーダンス変化信号の読取りが困難である。しかし、この場合であっても、受信アンテナ21の受信レベルを小さくすることにより、受信アンテナ21を介してICチップCからのデータD2 を安定に読み取ることができる。すなわち、リーダライタ23は、送信アンテナ22、受信アンテナ21を介して得られるデータD2 、D2 の論理和をとることにより、データD2 を一層正確に読取り可能である。ただし、リーダライタ23は、送信アンテナ22、受信アンテナ21を介して得られるデータD2 、D2 のいずれか一方のみを読取り対象としてもよい。
【0024】
以上の説明において、磁気シールド板17を支持する鉄板16は、これを省略し、または透磁率が小さい他の任意の構造材に代えてもよい。ただし、このとき、磁気シールド板17の四周を囲む柱材11、11、上材13、下材14は、少なくとも1箇所の連結部位を電気的に絶縁し、または少なくとも1の部材を2以上に分断することにより、電気的なループを形成しないようにして組み合わせるものとする。送信アンテナ22に近接するループは、キャンセルコイルとして働き、送信アンテナ22の放射効率を極端に劣化させるからである。
【0025】
なお、この発明は、送信アンテナ22、受信アンテナ21の少なくとも一方を介し、ICチップCからのデータD2 をリーダライタ23によって読み取るから、物品Wごとに送信アンテナ22、受信アンテナ21とICチップCとの結合強度が変化しても、ICチップCからのデータD2 の読取り性能を安定に維持することができる。すなわち、コンベヤラインL上を複数種類の物品W、W…が混合して搬送される場合、物品WごとにICタグTの内蔵場所または付設場所が一定でない場合などであっても、各物品WのICタグTを確実に識別することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、門形のフレーム体の内部に受信アンテナ、送信アンテナを設け、フレーム体の後面側に磁気シールド板を付設することによって、送信アンテナを介するに加えて、受信アンテナを介してICタグからのデータを判読することができるから、データの読取り安定性を大幅に向上させることができる上、磁気シールド板を介し、外部に漏洩する電界強度を十分小さくし、有害なボディーエフェクトを軽減することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】全体斜視説明図
【図2】図1のX−X線矢視相当断面図
【図3】要部拡大断面説明図
【図4】電気系統図
【符号の説明】
W…物品
L…コンベヤライン
d1 、d2 …間隙
10…フレーム体
15…金網
15a…透明板
17…磁気シールド板
21…受信アンテナ
22…送信アンテナ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an antenna device for an IC tag used for accurately recognizing an arbitrary article with an IC tag on a conveyor line.
[0002]
[Prior art]
Using a portal-type antenna device to attach or incorporate a non-contact IC tag (including an IC card or IC chip, the same applies hereinafter) to an article and to recognize the article being conveyed via a conveyor line. There is.
[0003]
This is to exchange data by wireless communication between the IC tag on the article side and the reader / writer by attaching the transmission / reception antenna to the inner side of the frame that straddles the conveyor line and connecting the transmission / reception antenna to the reader / writer. Can be. The transmitting / receiving antenna is electromagnetically or inductively coupled to the antenna on the IC tag side to supply power for activating the IC chip in the IC tag and to realize bidirectional data communication by a load modulation method. it can. In addition, the transmitting and receiving antenna resonates with the antenna on the IC tag side at a frequency used by the IC tag, for example, 13.56 MHz.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the conventional technology, the transmitting and receiving antenna has a radio wave of a necessary and sufficient high power in consideration of the fact that the size of the article on the conveyor line fluctuates or that the IC tag is housed inside the article. In the reader / writer, there is a problem that the data cannot be read from the IC tag due to the restriction of the dynamic range, or the intensity of the electric field leaking to the outside becomes excessive on the reader / writer side. .
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to improve the stability of data reading by providing a receiving antenna and strengthening the shield for the transmitting antenna in view of the problem of the related art, and to sufficiently reduce the electric field intensity leaking to the outside. An object of the present invention is to provide an antenna device for an IC tag that can be reduced in size.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a configuration of the present invention includes a gate-shaped frame body through which articles on a conveyor line pass, a wire mesh for shielding provided on a front side and a rear side of the frame body, and a magnetic shield for shielding. The gist of the present invention is to provide a plate, a wire mesh, and a receiving antenna and a transmitting antenna disposed on the inner surface side of the magnetic shield plate, respectively.
[0007]
The transmitting antenna can be a loop antenna arranged in parallel with a gap with respect to the magnetic shield plate, and the receiving antenna can be a loop antenna arranged in parallel with a gap with respect to the wire mesh. it can.
[0008]
The magnetic shield plate may be made of either a ferrite material or a magnetic sheet material, and the wire mesh may be combined with a reinforcing transparent plate.
[0009]
[Action]
According to the configuration of the present invention, the transmitting antenna supplies power to the IC tag attached to or incorporated in the article being conveyed via the conveyor line to activate the IC chip in the IC tag, and to transmit the power to the IC tag. While transmitting data, the receiving antenna can receive the radio wave from the transmitting antenna and properly receive the data from the IC chip superimposed on the radio wave from the transmitting antenna by the load modulation method. It is assumed that the reception antenna receives radio waves from the transmission antenna while squeezing the radio wave to a sufficiently low level. Further, both the transmitting antenna and the receiving antenna are connected to a reader / writer, and the reader / writer is configured to use an IC chip based on data from the receiving antenna only or based on data from at least one of the transmitting antenna and the receiving antenna. The data from shall be read. That is, the transmitting antenna is operated substantially as a transmitting / receiving antenna, and resonates with the receiving antenna at the frequency used by the IC tag.
[0010]
On the other hand, the wire mesh on the front side of the frame body can be seen through, and the articles being conveyed on the conveyor line can be visually observed from the outside. It is preferable that the mesh of the wire mesh is about λ / 100 or less with respect to the wavelength λ of the operating frequency of the IC tag. Further, the magnetic shield plate on the rear side of the frame body prevents radio waves from the transmitting antenna from projecting only to the front side to prevent leakage to the rear side, and a moving object (including a human body) approaching outside the rear side. ), The so-called body effect can be reduced. However, as a magnetic shield plate, a large amount of magnetic powder is mixed with a ferrite material or a magnetic sheet material (a flexible sheet material such as plastic or rubber) which has a small loss at the operating frequency of the IC tag and a sufficiently high magnetic permeability. (Hereinafter the same).
[0011]
The transmission antenna and the reception antenna are loop antennas that are arranged parallel to the magnetic shield plate and wire mesh with a gap between them, so that they do not protrude mechanically excessively on the conveyor line. There is no risk of extreme deterioration. However, it is preferable that the gap between the transmission antenna and the magnetic shield plate and the gap between the reception antenna and the wire net are respectively 2 cm or more and 5 cm or more with respect to the use frequency of 13.56 MHz of the IC tag.
[0012]
If a transparent plate is combined with a shielding wire mesh, the mechanical strength of the wire mesh can be increased, and erroneous reading of data due to vibration of a receiving antenna or the like can be avoided. Note that the transparent plate is provided in close contact with the wire mesh and provided on one or both sides of the wire mesh. Further, the wire mesh may be formed on a transparent plate by printing or etching.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
An antenna device for an IC tag includes a gate-
[0015]
The conveyor line L can convey any article W containing a non-contact type IC tag T (in the direction of the arrow in FIG. 1). Here, as the article W, for example, a desk-type gaming machine is illustrated.
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
The receiving
[0020]
The receiving
[0021]
When the reader /
[0022]
On the other hand, the data D2 from the IC chip C is transmitted to the reader /
[0023]
Generally, when the radio wave from the transmitting
[0024]
In the above description, the
[0025]
According to the present invention, since the data D2 from the IC chip C is read by the reader /
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the reception antenna and the transmission antenna are provided inside the gate-shaped frame body, and the magnetic shield plate is provided on the rear surface side of the frame body, so that the transmission antenna is provided. Since the data from the IC tag can be read through the receiving antenna, the reading stability of the data can be greatly improved, and the intensity of the electric field leaking outside through the magnetic shield plate can be sufficiently reduced. There is an excellent effect that harmful body effects can be reduced.
[Brief description of the drawings]
1 is an overall perspective explanatory view; FIG. 2 is a sectional view corresponding to the line XX in FIG. 1; FIG. 3 is an enlarged sectional explanatory view of a main part; FIG. 4 is an electric system diagram;
W: Article L: Conveyor lines d1, d2: Gap 10: Frame body 15:
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