JP2008005366A - アンテナ及びハンディリーダ - Google Patents

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Abstract

【課題】アンテナ端部の磁性材料を略直角に折り曲げた構成とすることにより、ファイルの配列方向両端部に配置されたRFタグの情報も正確に読み取ることができるハンディリーダを提供する。
【解決手段】このアンテナ34は、磁性材料からなるコア43と、コア43に巻き回したループコイル42と、コア43の両端71a、71bから夫々接続された側板40と、側板40の外側への磁束の漏洩を防止する導体41と、コア43、ループコイル42及び側板40を保持する筐体カバー35と、を備えて構成されている。尚、側板40は、コア43と磁気的に接続された磁性材料により構成されている。
【選択図】図4

Description

本発明は、アンテナ及びハンディリーダに関し、さらに詳しくは、RFタグを取り付けた物品の管理情報を受信するアンテナの構成技術に関するものである。
従来から役所、会社等、大量の書類を管理、保管する機関、施設においては、書類を整理して収納するためのファイルを人為的なミスなく正確に自動的に管理、収納するために、各ファイル毎にRFタグを付し、そのRFタグに当該ファイルの管理情報を記録してファイル管理を自動化する試みがなされている。しかし、このようなシステムでは、書類の管理がファイル単位で行われており、ファイルに綴じられている書類1枚ごとに管理することができなかったため、ファイル自体の所在等を正確に管理したとしても、中身の書類が抜かれたり、或いは紛失したことをきめ細かく管理することはできなかった。
そこで、ファイル棚の仕切り板にアンテナを埋め込み、各仕切り板間に挟まれた書類に付されたRFタグの記録情報を一括して読み取るファイリング装置が開発されている。しかし、このようなファイリング装置は、各仕切り板にアンテナを設ける必要があり、且つ各アンテナを順次切り替えて使用するための切り替え手段が必要となるため、ファイリング装置そのもののコストが高くなるばかりでなく、オンラインで管理する場合、管理すべきファイルは必ずこのファイリング装置に収容する必要があるため、ファイル数が増加し、増加したファイル分だけファイリング装置を増やさなければならないといった問題がある。
この問題を解決するために、特許文献1には、図8に示すように、ハンディタイプのアンテナ90或いは93をファイル群91の間に差し込み、各ファイルに取り付けられたRFタグ92の情報を読み取る技術について開示されている。
特許第3551962号
しかしながら特許文献1に開示されている従来技術は、専用のファイル棚を必要としないが、隣接するファイルに取り付けられたRFタグの情報も同時に読み取ってしまい、ファイル単位の読み取りが困難であるといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、アンテナ端部に磁性材料により形成される側板を接続することにより、この側板に近接して配置されたホルダ内に収納された書類に付されたRFタグの情報のみを受信することができるアンテナを提供することを目的とする。
また他の目的は、側板を構成する磁性材料の外側に、隣接した空間への磁束の漏洩を防止する導体を設けることにより、隣接したファイルに配置されたRFタグに対する磁束の影響を低減することである。
本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、物品に取り付けた非接触情報記録媒体と交信し記録された情報を受信するアンテナであって、磁性材料からなるコアと、該コアに巻き回したループコイルと、前記コアの少なくとも一端に接続された側板と、を備え、前記側板は、前記コアと磁気的に接続された磁性材料により構成されていることを特徴とする。
コアの一端に側板を接続して配置すると、そのコアの端部から空間に向かって磁束が放射される。本発明はこの原理を利用して、空間に放射された磁束内に非接触情報記録媒体を取り付けた物品を置くようにして、情報を受信するものである。
請求項2は、物品に取り付けた非接触情報記録媒体と交信し記録された情報を受信するアンテナであって、磁性材料からなるコアと、該コアに巻き回したループコイルと、前記コアの両端に夫々接続された側板と、を備え、前記側板は、前記コアと磁気的に接続された磁性材料により構成されていることを特徴とする。
コアの両端に側板を接続して配置すると、一方のコアの端部から他方のコアの端部に向かって磁束が放射される。本発明はこの原理を利用して、空間に放射された磁束内に非接触情報記録媒体を取り付けた物品を置くようにして、情報を受信するものである。
請求項3は、前記側板の一面に前記物品を近接させることにより、前記非接触情報記録媒体と交信し記録された情報を受信することを特徴とする。
側板が1つのアンテナの場合、可能な限り側板に近い位置に物品を配置することが重要である。即ち、側板からは磁束が空間に放射されているので、その磁束に物品を近接することにより、非接触情報記録媒体のループアンテナに強い磁束が交差する可能性が高くなる。
請求項4は、前記側板の外側への磁束の漏洩を防止する導体を設けたことを特徴とする。
複数の物品が隣接して置かれていた場合、磁束が外側に漏洩して隣接した物品の情報を受信する虞がある。そこで本発明では、外側への磁束の漏洩を防止するために、導体を側板の外側に備えるものである。
請求項5は、前記側板は、該側板から放射される磁束が前記物品に取り付けられた非接触情報記録媒体を構成するループアンテナと交差するように配置されることを特徴とする。
本発明のアンテナから放射される磁束は、一方の側板の端部から放射されて他方の側板の端部に戻る磁路を形成する。従って、非接触情報記録媒体を構成するループアンテナと磁束が直交するように交差するのが最適である。
請求項6は、全体を覆う筐体カバーを備え、該筐体カバーに取っ手を備えたことを特徴とする。
基本的にはコア、ループコイル及び側板があればアンテナとして機能するが、ハンディタイプとするためには、小型で且つ操作性が良くなければならない。そこで本発明では、操作性を高めるために、筐体カバーに取っ手を備えるものである。
請求項7は、前記筐体カバーの適所に前記側板から放射される磁束を断接するスイッチを備えたことを特徴とする。
本発明のアンテナは、有線又は無線により別体のリーダ本体に接続される。物品に取り付けられた非接触情報記録媒体の情報を受信するためのアンテナの操作性を良くするためには、アンテナ側に磁束を断接するスイッチを備えることが好ましい。
請求項8は、前記側板を2つ備え、前記両側板間の距離を接近離間自在に支持するスライド手段を備えたことを特徴とする。
側板が2つある場合、情報を読み取る物品は2つの側板の間に挟みこまれて読み取られる。そして両側板間の距離が近接するほど磁束の強さが強くなる。従って、書類等の薄い物品は可能な限り両側板間の距離を近づける必要がある。そこで本発明では、スライド手段を備えて両側板間の距離を接近離間自在にするものである。
請求項9は、請求項1乃至8の何れか一項に記載のアンテナと、該アンテナから受信した情報を処理するリーダ本体と、を備えたことを特徴とする。
本発明のハンディリーダは、本発明のアンテナとリーダ本体を備えて構成されている。そして、ハンディタイプのリーダの場合、アンテナが自由に読取対象物に近接されることが重要である。その点、本発明のアンテナを使用することにより、ハンディリーダとしての機能を充分発揮することができる。
本発明によれば、磁性材料からなるコアと、このコアに巻き回したループコイルと、コアの少なくとも一端に接続された側板と、を備え、この側板は、コアと磁気的に接続された磁性材料により構成されているので、側板から放射される磁束が非接触情報記録媒体を構成するループコイルと略直交するように交差することができる。
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図1は、一般的なリーダライタの構成を示すブロック図である。このリーダライタ100は、リーダライタ100との間でデータの授受を行ってシステム全体を制御するPC50によって制御される。リーダライタ100は、外部のPC50とのデータの通信プロトコルを司る送受信装置1と、リーダライタ100全体の動作を制御する制御装置2と、制御装置2を動作させる手順を記録したファームウェアと読み取ったデータを格納するメモリ装置3と、制御装置2からのデータを搬送波に乗せて変調する変調器4と、操作コマンドを入力する入力装置5と、制御装置2により制御された情報を表示する表示装置6と、制御装置2からの交流信号である電力供給用信号と変調器4からの書き込みコマンドを電力増幅する電力増幅器7と、ループアンテナ9から受信した搬送波から2値化データに変換する検波復調器8と、図示しないICカード(RFタグ)との電力用搬送波とデータの授受をするループアンテナ9とを備えて構成されている。
次に、本構成によるリーダライタ100の動作を説明する前に、ICカード(RFタグ)の構成を先に説明しておく。図2は、本発明のICカード(RFタグ)の構成を示すブロック図である。本実施形態のICカード(RFタグ)200は、リーダライタ100からの電力用搬送波によりデータの授受をするアンテナ20と、書き込みコマンド読み出しコマンドを生成する送受信回路21と、アンテナ20からの電力用搬送波を受け、それを整流して直流電力に変換する電力生成回路22と、制御用ファームウェアとデータの記憶を司るメモリ装置23と、制御回路26からの送信コマンドに搬送波を乗せて変調する変調器24と、送受信回路21からの搬送波データから2値化データに変換する検波器25と、ICカード(RFタグ)200の全体の動作を制御する制御回路26から構成されている。
次に、図1と図2を併せて参照してそれぞれ単独の動作について説明する。リーダライタ100は、図示しない電源が入れられると制御装置2のイニシャル動作後、メモリ装置3に記憶されたプログラムに従い動作を開始する。まず、初期化が行われる。次に、制御装置2は、ICカード(RFタグ)200に供給する電力供給用信号と、ポーリング信号を交互に電力増幅器7から送信する。その信号は、ループアンテナ9から電磁波として外部に放射される。次に、ICカード(RFタグ)200がリーダライタ100に近接すると、アンテナ20が電力供給用信号を受信し、電力生成回路22によりその搬送波を整流して直流電力に変換して、RFタグ内の全ての回路に供給する。電力を供給されて制御回路26が駆動すると、メモリ装置23に格納されたプログラムに従って、制御を開始する。
次に、制御回路26は、まず送受信回路21からコマンドを検波器25で復調して2値化信号に変換し、そのコマンドを解析する。その結果自分が呼び出されていることを認識すると、レスポンスを変調器24により変調して送受信回路21を介してアンテナ20から送信する。このレスポンスをリーダライタ100がループアンテナ9で受信して、検波復調器8で2値化コードに変換し、制御回路2により解析してICカード(RFタグ)200が規格に合致したICカード(RFタグ)であると認識する。
図3は本発明のアンテナを使用して書類の情報を読み取っているハンディリーダの外観構成図である。このハンディリーダ300は、アンテナ34と、アンテナ34から受信した情報を処理するリーダ本体100と、リーダ本体100を制御するPC50と、を備えて構成されている。そして、複数の書類30には、夫々書類の管理情報を記録したRFタグ(非接触情報記録媒体)200が取り付けられている。これらの書類は関連書類として1つのホルダ32に収納される。また、バインドタイプのファイル33であっても良い。そしてファイル33にバインドされた書類に取り付けられたRFタグの管理情報を読む場合は、アンテナ34の側板35をファイル33の隙間に差し込み、リーダ本体100により側板35から磁束を放射してRFタグの情報を読み取るものである。また、ホルダ32に収納された書類30に取り付けられたRFタグ200の管理情報を読む場合は、アンテナ34の側板35を1つのホルダ32を挟み込むようにして、リーダ本体100により側板35から磁束を放射してRFタグ200の情報を読み取るものである。
図4は本発明の第1の実施形態に係るアンテナの構成図である。(a)は書類の情報を読み取っている外観構成図、(b)は上面から見た一部断面図、(c)は磁束の様子を示す模式図である。
本実施形態では、複数の書類30には、夫々書類の管理情報を記録したRFタグ200が取り付けられており、これらの書類は関連書類として1つのホルダ32に収納される。そして、図4(a)のように、ホルダ32に収納された書類30に取り付けられたRFタグ200の管理情報を受信する場合は、アンテナ34の側板35を1つのホルダ32を挟み込むようにして、リーダ本体100により側板35から磁束を放射してRFタグ200の情報を読み取るものである。
次に図4(b)を参照してアンテナ34の構成について説明する。このアンテナ34は、磁性材料からなるコア43と、コア43に巻き回したループコイル42と、コア43の両端71a、71bから夫々接続された側板40と、側板40の外側への磁束の漏洩を防止する導体41と、コア43、ループコイル42及び側板40を保持する筐体カバー35と、を備えて構成されている。尚、側板40は、コア43と磁気的に接続された磁性材料により構成されている。また、筐体カバー35に取っ手47を備え、その取っ手47には、操作者が取っ手47を握りやすくするための開口部44があり、ループコイル42へ電流を供給するケーブル45が備えられている。また、本実施形態では、導体41が備えられているが、ホルダ32に隣接する他のホルダが無い場合は、導体41が無くても構わない。また、取っ手47は無くてもよいが、操作性を良くするためにはあった方が好ましい。また、筐体カバー35は樹脂等の非磁性材料により構成されることが好ましい。また、側板40のコアは棒状又は板状の形状を有し、棒状であればコスト的に安価に構成することができるが、磁束の幅が狭くなるため、一括して読む範囲が狭くなる。それに対して、板状であればコスト的には高くなるが、磁束の幅が広くなるため、一括して読む範囲を広くすることができる。
次に図4(c)により本発明のアンテナ34の磁束の流れについて説明する。ループコイル42に電流を供給すると、例えば、コア43に矢印の磁束46aが発生する。磁束46aは側板40aのコアを磁路として磁束46bとなり伝播する。そして側板40aの端部から空間に磁束46cとして対向する側板40aの端部に到達し、磁束46dとして側板40a内を伝播してコア43に戻ってくる。これにより、磁束46a、磁束46b、磁束46c、磁束46dの閉じられた磁路が形成される。この状態で、側板40a、40b間にホルダ32を挟み込んだ場合、その中に書類30に取り付けられたRFタグ200が存在すると、磁束46cがRFタグ200のループコイルと交差するため、RFタグ200に記憶された管理情報をリーダ本体100により読み取ることができる。尚、図4(c)では磁束46cを1本のみ記載しているが、実際は多くの磁束が側板40aと40b間に存在する。そのため、RFタグの位置が多少ばらついても、管理情報を読むことができる。また、図4(c)では書類30が1つの場合について説明しているが、複数あっても構わない。
図5は本発明の第2の実施形態に係るアンテナの構成図である。(a)は書類の情報を読み取っている外観構成図、(b)は上面から見た一部断面図、(c)は磁束の様子を示す模式図である。同じ構成要素には図4と同じ参照番号を付して説明する。
本実施形態では、複数の書類30には、夫々書類の管理情報を記録したRFタグ200が取り付けられており、これらの書類は関連書類として1つのホルダ32に収納される。そして、図5(a)のように、ホルダ32に収納された書類30に取り付けられたRFタグ200の管理情報を読む場合は、アンテナ47の側板48を1つのホルダ32に近接して、リーダ本体100により側板48から磁束を放射してRFタグ200の情報を読み取るものである。
次に図5(b)を参照してアンテナ47の構成について説明する。このアンテナ47は、磁性材料からなるコア57と、コア57に巻き回したループコイル52と、コア57の端部72aと接続された側板51と、側板51の外側への磁束の漏洩を防止する導体49と、コア57、ループコイル52及び側板51を保持する筐体カバー48と、を備えて構成されている。尚、側板51は、コア57と磁気的に接続された磁性材料により構成されている。また、筐体カバー48に取っ手53を備え、その取っ手53には、操作者が取っ手53を握りやすくするための開口部54があり、ループコイル52へ電流を供給するケーブル55が備えられている。また、本実施形態では、導体49が備えられているが、ホルダ32に隣接する他のホルダが無い場合は、導体49が無くても構わない。また、取っ手53は無くてもよいが、操作性を良くするためにはあった方が好ましい。また、筐体カバー48は樹脂等の非磁性材料により構成されることが好ましい。また、側板51のコアは棒状又は板状の形状を有し、棒状であればコスト的に安価に構成することができるが、磁束の幅が狭くなるため、一括して読む範囲が狭くなる。それに対して、板状であればコスト的には高くなるが、磁束の幅が広くなるため、一括して読む範囲を広くすることができる。
次に図5(c)により本発明のアンテナ47の磁束の流れについて説明する。ループコイル52に電流を供給すると、例えば、コア57に矢印の磁束56aが発生する。磁束56aは端部から空間に磁束56bとして側板51の端部に到達し、磁束56cとして側板51内を伝播してコア57に戻ってくる。これにより、磁束56a、磁束56b、磁束56cの閉じられた磁路が形成される。この状態で、側板51をホルダ32近接した場合、その中に書類30に取り付けられたRFタグ200が存在すると、磁束56bがRFタグ200のループコイルと交差するため、RFタグ200に記憶された管理情報をリーダ本体100により読み取ることができる。尚、図5(c)では磁束56bを1本のみ記載しているが、実際は多くの磁束がコア57の端部と側板51間に存在する。また、図5(c)では書類30が1つの場合について説明しているが、複数あっても構わない。
図6は本発明の第3の実施形態に係るアンテナの構成図である。(a)は上面から見た一部断面図、(b)は(a)のA部拡大詳細図である。このアンテナ73は、磁性材料からなるコア64と、コア64に巻き回したループコイル63と、コア64の端部64aとコア81の端部81aから夫々接続された側板62、69と、側板62、69の外側への磁束の漏洩を防止する導体61、68と、コア64、ループコイル63及び側板62、69を保持する筐体カバー60、67と、を備えて構成されている。尚、側板62、69は、コア64、81と磁気的に接続された磁性材料により構成されている。また、筐体カバー60に取っ手65を備え、その取っ手65には、操作者が取っ手65を握りやすくするための開口部70があり、ループコイル63へ電流を供給するケーブル66が備えられている。また、本実施形態では、導体61、68が備えられているが、ホルダ32に隣接する他のホルダが無い場合は、導体61、68が無くても構わない。また、取っ手65は無くてもよいが、操作性を良くするためにはあった方が好ましい。また、筐体カバー60、67は樹脂等の非磁性材料により構成されることが好ましい。また、側板62、69のコアは棒状又は板状の形状を有し、棒状であればコスト的に安価に構成することができるが、磁束の幅が狭くなるため、一括して読む範囲が狭くなる。それに対して、板状であればコスト的には高くなるが、磁束の幅が広くなるため、一括して読む範囲を広くすることができる。本実施形態では、側板を2つ備え、両側板間の距離を接近離間自在に支持するスライド手段(A部)を備えている。
図6(b)を参照してスライド手段の構成について説明する。コア64の一部を細くしてコア80を形成し、コア80がコア81に内挿されるように構成する。それに伴って、筐体カバー60と67も同じようにスライド構成にし、導体61と68は接触部82により電気的に接続されるように構成する。この構成により、矢印Bの方向に側板69を接近させたり、離間させることができる。
図7は本発明の第4の実施形態に係るアンテナの構成図である。(a)は上面から見た一部断面図、(b)は磁束の様子を示す模式図である。同じ構成要素には図4と同じ参照番号を付して説明する。図7が図4と異なる点は、筐体カバー47の適所に側板40から放射される磁束を断接するスイッチ83を備えたことである。このスイッチ83は、(b)に示すように、ループコイル42の一方の回路に直列に挿入して、ループコイル42に電流をON・OFFすることにより、磁束を任意に発生したり、停止したりすることができる。尚、スイッチ83の形態は、オルタネイト方式によりON/OFFを切り替えたり、スイッチを押している間だけループコイル42に電流が流れ、スイッチを離すと電流が切れるようにしても良い。スイッチ83で回路を切断するのではなく、制御装置2から出力される搬送波をON/OFFしてもよい。
以上の通り本発明によれば、磁性材料からなるコア57と、このコア57に巻き回したループコイル52と、コア52の少なくとも一端に接続された側板51と、を備え、この側板51は、コア52と磁気的に接続された磁性材料により構成されているので、側板51から放射される磁束56bがRFタグ200を構成するループコイルと略直交するように交差することができる。
また、磁性材料からなるコア43と、コア43に巻き回したループコイル42と、コア43の両端に夫々接続された側板40と、を備え、側板40は、コア43と磁気的に接続された磁性材料により構成されているので、磁束46cをRFタグ200のループコイルに交差させることが容易となる。
また、側板51の一面に物品を近接させることにより、RFタグ200に記録された情報を受信するので、側板51から放射された磁束56bが必ずRFタグ200のループコイルに交差させることができる。
また、側板40の外側への磁束の漏洩を防止する導体41を設けたので、ホルダ32に隣接するホルダがあってもそのホルダに磁束が流れることを防止することができる。
また、側板40は、側板40から放射される磁束46cが物品に取り付けられたRFタグ200を構成するループアンテナと交差するように配置されるので、RFタグ200の情報を確実に読み取ることができる。
また、コア43、ループコイル42及び側板40を保持する筐体カバー35を備え、筐体カバー35に取っ手47を備えたので、操作性を向上することができる。
また、筐体カバー47の適所に側板40から放射される磁束46cを断接するスイッチ83を備えたので、操作性が更に増すと共に、無駄な磁束の発生を抑制することができる。
また、側板を2つ備え、両側板62、69間の距離を接近離間自在に支持するスライド手段を備えたので、ホルダの大きさに応じて側板間の距離を最適に調整することができる。
一般的なリーダライタの構成を示すブロック図である。 ICカード(RFタグ)の構成を示すブロック図である。 本発明のアンテナを使用して書類の情報を読み取っているハンディリーダの外観構成図である。 本発明の第1の実施形態に係るアンテナの構成図である。 本発明の第2の実施形態に係るアンテナの構成図である。 本発明の第3の実施形態に係るアンテナの構成図である。 本発明の第4の実施形態に係るアンテナの構成図である。 従来のアンテナの構成図である。
符号の説明
30 書類、32 ホルダ、33 ファイル、34 アンテナ、35 筐体カバー、40 側板、41 導体、42 ループコイル、43 コア、44 開口部、45 ケーブル、47 取っ手、50 PC、100 リーダ本体、200 RFタグ、300 ハンディリーダ


Claims (9)

  1. 物品に取り付けた非接触情報記録媒体と交信し記録された情報を受信するアンテナであって、
    磁性材料からなるコアと、該コアに巻き回したループコイルと、前記コアの少なくとも一端に接続された側板と、を備え、
    前記側板は、前記コアと磁気的に接続された磁性材料により構成されていることを特徴とするアンテナ。
  2. 物品に取り付けた非接触情報記録媒体と交信し記録された情報を受信するアンテナであって、
    磁性材料からなるコアと、該コアに巻き回したループコイルと、前記コアの両端に夫々接続された側板と、を備え、
    前記側板は、前記コアと磁気的に接続された磁性材料により構成されていることを特徴とするアンテナ。
  3. 前記側板の一面に前記物品を近接させることにより、前記非接触情報記録媒体と交信し記録された情報を受信することを特徴とする請求項1又は2に記載のアンテナ。
  4. 前記側板の外側への磁束の漏洩を防止する導体を設けたことを特徴とする請求項1、2又は3に記載のアンテナ。
  5. 前記側板は、該側板から放射される磁束が前記物品に取り付けられた非接触情報記録媒体を構成するループアンテナと交差するように配置されることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のアンテナ。
  6. 前記アンテナ全体を覆う筐体カバーを備え、該筐体カバーに取っ手を備えたことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のアンテナ。
  7. 前記筐体カバーの適所に前記側板から放射される磁束を断接するスイッチを備えたことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のアンテナ。
  8. 前記側板を2つ備え、前記両側板間の距離を接近離間自在に支持するスライド手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載のアンテナ。
  9. 請求項1乃至8の何れか一項に記載のアンテナと、該アンテナから受信した情報を処理するリーダ本体と、を備えたことを特徴とするハンディリーダ。


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JP2011172016A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Toshiba Tec Corp アンテナ装置、通信システムおよび通信方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011172016A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Toshiba Tec Corp アンテナ装置、通信システムおよび通信方法

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