JP2008269400A

JP2008269400A - 非接触型データキャリア端末

Info

Publication number: JP2008269400A
Application number: JP2007112953A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Fuchigami; 聖志渕上
Original assignee: Welcat Inc
Current assignee: Idec Auto ID Solutions Co Ltd
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】非接触型データキャリア端末の外部アンテナを応答器に近づける動作を最小限として作業効率の悪化を最小限とするとともに、これらを安価に実現する非接触型データキャリア端末を提供することを目的とする。
【解決手段】無線部１１を備えた非接触型データキャリア端末１と応答器との間が無線通信で結合されている非接触型データキャリア端末１であって、無線部１１が無線信号を送受信する外部アンテナ２，２を複数接続可能な内部アンテナ部１２を備えて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の外部アンテナを接続する非接触型データキャリア端末に関するものである。

商品在庫の管理、物流の管理などに質問器／応答器（リーダライタ／データキャリア）のシステムが使用されている。質問器と応答器の間は無線通信で接続されている。質問器は、ホストコンピュータと有線または無線で接続され、応答器のデータを読み取り、応答器に対してデータを書き込む。応答器は、カード形、コイン形、あるいは箱形の形状をしており、商品等に取付けられて移動する。

たとえば、商品在庫の管理では、携帯型非接触データキャリア端末（質問器）が用いられる場合がある。この端末は、内蔵する内部アンテナで応答器と無線通信を行う。しかしながら、内部アンテナは無線通信可能な距離が比較的短いため、無線通信を行うために端末を応答器に近づける必要がある。この動作のために、作業効率が著しく悪化するという問題点がある。

携帯性に優れる腕時計形の携帯型非接触データキャリア端末を用いることにより、端末を商品に近づける作業効率を良くするようにしたものもある。しかしながら、腕を商品に近づける動作により、作業効率はまだ悪い。

特許文献１には携帯型非接触データキャリア端末にリード線で接続された外部アンテナを１つ設け、この外部アンテナを手袋やリストバンドに取付けて、手の平、手の甲または手首に装着できるものが記載されている。この端末では、商品を持つ動作時に外部アンテナを装着した手と商品との距離が短くなることを利用して、端末と応答器とが無線通信を行う。これにより、作業効率が改善される。しかし、その外部アンテナには、商品を持ったときに外部アンテナを装着した手と商品についている応答器との距離が離れている場合、端末と応答器が無線通信を行えず、わざわざ手を応答器に近づけなくてはならないというような問題があった。また、たとえば、箱形の商品の一方の持ち手側に応答器がついている場合には、箱を持ったときに外部アンテナを装着した手が応答器と逆側となってしまうと、商品を持つ動作と同時に無線通信を行うことは困難であり、作業効率を悪化させるというような問題があった。

腕時計形の携帯型非接触データキャリア端末を２台使用して、右手と左手の両腕に装着することにより、両手で応答器との無線通信を行うことも考えられる。片方の手に端末を装着するよりも、手の動きが最小限とすることが可能である。しかし、作業効率は良くなるものの端末を２台使用することにより、コストが高くなってしまうというような問題があった。

特開２００３−６５８５号公報

本発明は前記の問題点を解決するためになされたもので、非接触型データキャリア端末の外部アンテナを応答器に近づける動作を最小限として作業効率の悪化を最小限とするとともに、これらを安価に実現する非接触型データキャリア端末を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に係る発明は、無線部を備えた非接触型データキャリア端末と応答器との間が無線通信で結合されている非接触型データキャリア端末であって、該無線部が無線信号を送受信する外部アンテナを複数接続可能な外部アンテナ接続部を備えて構成されていることを特徴とする非接触型データキャリア端末である。

同じく請求項２に係る発明は、該外部アンテナ接続部が、該外部アンテナ接続部と該外部アンテナとがそれぞれ無線信号と共振することにより電磁的に結合して接続されることを特徴とする請求項１記載の非接触型データキャリア端末である。

同じく請求項３に記載された発明は、該外部アンテナ接続部が、外部アンテナを接続しないときには内部アンテナとして無線信号を送受信することを特徴とする請求項１記載の非接触型データキャリア端末である。

同じく請求項４に係る発明は、該無線部と該外部アンテナ接続部との間に接続されていずれか一つの外部アンテナと無線部とを切替接続可能なアンテナ切替回路を備え、該アンテナ切替回路は、該複数の外部アンテナを時分割で該無線部と選択接続することを特徴とする請求項１記載の非接触型データキャリア端末である。

同じく請求項５に係る発明は、内部アンテナを備えた非接触型データキャリア端末であって、該無線部と該外部アンテナ接続部との間に接続されていずれか一つの外部アンテナと無線部とを切替接続可能なアンテナ切替回路を備え、該アンテナ切替回路は、該複数の外部アンテナを時分割で該無線部と選択接続することを特徴とする請求項１記載の非接触型データキャリア端末である。

本発明の非接触型データキャリア端末によれば、外部アンテナを複数備えることができるため、応答器に近い外部アンテナが応答器との間で無線信号を送受信することができる。このため、外部アンテナを応答器に近づける動作を最小限とすることができ作業効率の悪化を最小限とすることができる。また、外部アンテナを複数備えるだけで作業効率の悪化を最小限とすることができるため、安価に実現することができる。

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

図１に本発明を適用する一例の携帯型非接触データキャリア端末１（以下、端末１）および２つの外部アンテナ部２，２の構成図を示す。

端末1は、携帯型非接触データキャリアシステムの質問器であって、無線部１１および内部アンテナ部１２を備えている。無線部１１は、内部アンテナ部１２に高周波信号（送信信号）を供給する。また、無線部１１は、内部アンテナ部１２が受信した高周波信号（受信信号）の復調を行う。

内部アンテナ部１２は、端末１の内部の表面近くに配設されている。この内部アンテナ部１２は、ループアンテナ１３と容量１４とともにＬＣ共振回路を構成しており、無線部１１から供給される送信信号の周波数と共振して応答器（図示せず）に対して無線信号を送出する。また、内部アンテナ部１２は、応答器からの無線信号の周波数に共振して受信する。このように、外部アンテナ２，２を使用しないときには、内部アンテナ部１２がアンテナとして機能する。

また、内部アンテナ部１２は、２つの外部アンテナ２を使用する際には、ＬＣ共振回路による結合用共振回路として機能する。

２つの外部アンテナ部２，２は、各々、結合用共振回路２０とアンテナ２１とで構成されている。外部アンテナ部２，２は、各々の結合用共振回路２０，２０を端末１の内部アンテナ部１２と電磁結合する位置にねじ止め等することで端末１に取付け固定される。結合用共振回路２０は、コイル２２と容量２３とで構成され、送受信号の周波数と共振する共振回路を構成する。

アンテナ２１は、結合用共振回路２０とリード線（一例として、長さ６０ｃｍのリード線）によって接続されている。このアンテナ２１は、ループアンテナ２４と容量２５とともにＬＣ共振回路を構成しており、無線部１１から供給された送信信号の周波数と共振して応答器に対して無線信号を送出する。このように、外部アンテナ部２，２は簡単な構成のため端末１と比べて安価である。

作業員９０は、図２に示すように、一例として胸ポケットに端末１を入れて、端末１に取付けられた外部アンテナ部２，２のアンテナ２１，２１を各々、右手手袋と左手手袋の手の平に装着する。

例えば倉庫から搬出されてくる商品を地域別に搬送するため、トラックに積み込むような場合、図３に示すように商品梱包箱９１の一方の側面に応答器９２が貼り付けられてベルトコンベアで運ばれてくる。ここで作業員９０は、商品梱包箱９１の両側面に手を掛けて持ち上げる。

このとき、内部アンテナ部１２と結合用共振回路２０，２０とが電磁結合することにより、アンテナ２１，２１がアンテナと機能して、端末１と応答器９２とが無線通信を行う。この場合、アンテナ２１，２１は同時にアンテナとして機能するが、商品梱包箱９１を持った際に応答器９２の近くになった方のアンテナ２１が応答器９２と無線通信を行う。これにより、応答器９２が商品梱包箱９１のどちら側に貼り付けられていても、作業員９０は、応答器９２の位置を気にすることなく商品梱包箱９１を持ち上げるだけで商品の在庫管理を行うことができる。このため、商品の搬出作業を全く阻害しない。

次に、図４に示す本発明を適用する別の一例について説明する。図４は、携帯型非接触データキャリア端末３０（以下、端末３０）および２つの外部アンテナ部２，２の構成図である。なお、既に説明した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

端末３０は、携帯型非接触データキャリアシステムの質問器であって、無線部１１、外部アンテナ結合用共振回路３２，３５、アンテナ切替器３８および制御部３９を備えている。

外部アンテナ結合用共振回路３２（以下、共振回路３２）は、アンテナ切替器３８を介して無線部１１と接続されている。共振回路３２は、コイル３３および容量３４とともにＬＣ共振回路を構成しており、送受信周波数と共振して、一方の外部アンテナ部２の結合用共振回路２０と電磁的に結合する。

外部アンテナ結合用共振回路３５（以下、共振回路３５）は、アンテナ切替器３８を介して無線部１１と接続されている。共振回路３５は、コイル３３および容量３４とともにＬＣ共振回路を構成しており、送受信周波数と共振して、他方の外部アンテナ部２の結合用共振回路２０と電磁的に結合する。

外部アンテナ部２，２は、その一方の結合用共振回路２０が共振回路３２と電磁結合する位置に、他方の結合用共振回路２０が共振回路３５と電磁結合する位置にそれぞれねじ止め等することで端末３０に取付け固定される。

アンテナ切替器３８は、１回路２接点タイプの切替スイッチであって、外部からの切替信号によって切替動作を制御される。このアンテナ切替器３８は、共通端子が無線部１１と接続され、一方の切替接点が共振回路３２と接続され、他方の切替接点が共振回路３５と接続されている。このため、アンテナ切替器３８は、接点の切替動作によって共振回路３２と無線部１１との接続、または、共振回路３５と無線部１１との接続を切替可能に構成されている。

制御部３９は、アンテナ切替器３８に切替信号を出力して、アンテナ切替器３８の切替制御を行う。

この端末３０を用いて前述の商品梱包箱９１の発送作業を行う際には、最初に制御部３９がアンテナ切替器３８を制御して共振回路３２と無線部１１とを接続して応答器９２に対して無線通信を行う。この場合、共振回路３２と電磁結合する位置に固定された外部アンテナ部２がアンテナとして機能する。次に、制御部３９がアンテナ切替器３８を制御して共振回路３５と無線部１１とを接続して、応答器９２に対して無線通信を行う。この場合、共振回路３５と電磁結合する位置に固定された外部アンテナ部２がアンテナとして機能する。このように、制御部３９はアンテナ切替器３８を時分割で切替え制御を行う。この制御を繰り返しても良い。この切替時間は、作業員９０が商品梱包箱９１の持ち上げ動作と比較して十分短い時間で行われる。したがって、応答器９２が商品梱包箱９１のどちらの側面に貼り付けられていても２つの外部アンテナ部２，２のうちの一方と無線通信を行うことができる。このため、商品の搬出作業を全く阻害しない。

次に、図５に示す本発明を適用する別の一例について説明する。図５は、携帯型非接触データキャリア端末４０（以下、端末４０）および２つの外部アンテナ部２，２の構成図である。なお、既に説明した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

端末４０は、携帯型非接触データキャリアシステムの質問器であって、無線部１１、内部アンテナ部１２、共振回路３２，３５、アンテナ切替器４１および制御部４２を備えている。

アンテナ切替器４１は、１回路３接点タイプの切替スイッチであって、外部からの切替信号によって切替動作を制御される。このアンテナ切替器４１は、共通端子が無線部１１と接続され、第一の切替接点が共振回路３２と接続され、第二の切替接点が共振回路３５と接続され、第三の切替接点が内部アンテナ部１２と接続されている。このため、アンテナ切替器３８は、接点の切替動作によって共振回路３２と無線部１１との接続、共振回路３５と無線部１１との接続、または内部アンテナ部１２と無線部１１との接続を切替可能に構成されている。

外部アンテナ部２，２は、その一方の結合用共振回路２０が共振回路３２と電磁結合する位置に、他方の結合用共振回路２０が共振回路３５と電磁結合する位置にそれぞれねじ止め等することで端末４０に取付け固定される。

この端末４０を用いて前述の商品梱包箱９１の発送作業を行う際には、最初に制御部４２がアンテナ切替器４１を制御して共振回路３２と無線部１１とを接続して応答器９２に対して無線通信を行う。この場合、共振回路３２と電磁結合する位置に固定された外部アンテナ部２がアンテナとして機能する。次に、制御部４２がアンテナ切替器４１を制御して共振回路３５と無線部１１とを接続して、応答器９２に対して無線通信を行う。この場合、共振回路３５と電磁結合する位置に固定された外部アンテナ部２がアンテナとして機能する。次に、制御部４２がアンテナ切替器４１を制御して内部アンテナ部１２と無線部１１とを接続して、応答器９２に対して無線通信を行う。この場合、内部アンテナ部１２がアンテナとして機能する。このように、制御部４２はアンテナ切替器４１を時分割で切替え制御を行う。この制御を繰り返しても良い。この切替時間は、作業員９０が商品梱包箱９１の持ち上げ動作と比較して十分短い時間で行われる。したがって、応答器９２が商品梱包箱９１のどちらの側面に貼り付けられていても２つの外部アンテナ部２，２のうちどちらか一方と無線通信を行うことができる。また、応答器９２が商品梱包箱９１の側面ではなく、例えば前面に貼り付けられていたり、円筒状の商品梱包筒等の一見してどこに応答器９２が貼付けられているかわからないときであったとしても外部アンテナ部２，２または内部アンテナ部１２のいずれかと無線通信を行うことができる。このため、より一層確実に応答器９２と無線通信を行うことができる。このため、商品の搬出作業を全く阻害しない。

なお、この端末４０には、内部アンテナ部２０を内蔵しているため、外部アンテナ部２，２を接続しなければ内部アンテナ２０のみの動作が可能である。端末４０に外部アンテナ部２，２の接続検出回路を設けて、外部アンテナ部２，２が接続していない場合には、これを検出し、アンテナ切替器４１を内部アンテナ部１２に固定する制御を行っても良い。

次に、図６に示す本発明を適用する別の一例について説明する。図６は、携帯型非接触データキャリア端末５０（以下、端末５０）および２つの外部アンテナ部３，３の構成図である。なお、既に説明した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

端末５０は、携帯型非接触データキャリアシステムの質問器であって、無線部１１、内部アンテナ部１２、アンテナ切替器４１、制御部４２および外部アンテナ用接続コネクタ４３，４４を備えている。

アンテナ切替器４１は、１回路３接点タイプの切替スイッチであって、共通端子が無線部１１と接続され、第一の切替接点が外部アンテナ用接続コネクタ４３と接続され、第二の切替接点が外部アンテナ用接続コネクタ４４と接続され、第三の切替接点が内部アンテナ部１２と接続されている。外部アンテナ用接続コネクタ４３は、一方の外部アンテナ３のコネクタ４５と勘合して接続され、外部アンテナ用接続コネクタ４４は、他方の外部アンテナ３のコネクタ４５と勘合して接続される。このため、アンテナ切替器３８は、接点の切替動作によって一方の外部アンテナ部３と無線部１１との接続、他方の外部アンテナ部３と無線部１１との接続、または内部アンテナ部１２と無線部１１との接続を切替可能に構成されている。

この端末５０は、外部アンテナ部３，３と外部アンテナ用接続コネクタ４３，４４とが直接接続される。このため、電磁結合の接続と比較して接続損失が少ない。したがって、送信損失の低下により送信到達距離が長くなるとともに、受信損失の低下により受信感度が良くなり、応答器９２との無線通信できる距離を長くすることができる。

この端末５０の動作については、端末４０の動作と同様である。

なお、本発明は、上記した構成に限定されない。例えば、２つの外部アンテナ部２，２または外部アンテナ部３，３を用いた構成について説明したが、端末１では、内部アンテナ部１２と電磁結合する３つの外部アンテナ２を用いても良いし、端末３０，４０では、共振回路３２，３５と同様の共振回路をもう一つ備えて、３つの外部アンテナ部２を用いても良い。また、端末５０では、外部アンテナ用接続コネクタ４３，４４と同様のコネクタをもう一つ備えて、３つの外部アンテナ部３を用いても良い。この場合、アンテナ切替器３８，４１は１つ接点数を多くしたものを用いる。

また、２つの外部アンテナ２，２または外部アンテナ部３，３を右手と左手にそれぞれ装着した例について説明したが、商品梱包箱９１の応答器９２の貼付位置よって一方の外部アンテナを片手に装着するとともに、他方の外部アンテナを腹部に装着しても良い。また外部アンテナを３つ使用する際には、２つの外部アンテナを両手に装着し、１つの外部アンテナを腹部に装着しても良い。

また、２つの外部アンテナ部を接続した例について説明したが、外部アンテナ部を１つ接続しても使用できることは言うまでもない。この場合、端末１では、外部アンテナ部２を一つ接続する構成となる。また、端末３０では、外部アンテナ２を１つ接続するだけでもよく、外部アンテナ２，２のそれぞれの接続を検出する接続検出回路を設けて、外部アンテナ２を１つ接続した側にアンテナ切替部３８を固定しても良い。また、端末４０では、外部アンテナ２を１つ接続するだけでもよく、外部アンテナ２，２のそれぞれの接続を検出する接続検出回路を設けて、外部アンテナ２を１つ接続した側と内部アンテナ部１２のみにアンテナ切替部４１を切替えても良い。また、端末５０では、外部アンテナ３を１つ接続するだけでもよく、外部アンテナ３，３のそれぞれの接続を検出する接続検出回路を設けて、外部アンテナ３を１つ接続した側と内部アンテナ部１２のみにアンテナ切替部４１を切替えても良い。

また、２つの外部アンテナ部を別個に端末に装着する例について説明したが、２つの外部アンテナの端末に接続する部分は一体形であっても良い。

本発明を適用する非接触型データキャリア端末および外部アンテナ部の構成図である。上記実施例の非接触型データキャリア端末および外部アンテナ部の使用状態を示す図である。上記実施例の使用状態を示す図である。本発明を適用する非接触型データキャリア端末および外部アンテナ部の構成図である。本発明を適用する非接触型データキャリア端末および外部アンテナ部の構成図である。本発明を適用する非接触型データキャリア端末５０および外部アンテナ部３，３の構成図である。

符号の説明

１，３０，４０，５０は非接触型データキャリア端末、２，３は外部アンテナ部、１１は無線部、１２は内部アンテナ部、２０は結合用共振回路、２１はアンテナ、３２，３５は外部アンテナ結合用共振回路、３８，４１はアンテナ切替器、３９，４２は制御部

Claims

無線部を備えた非接触型データキャリア端末と応答器との間が無線通信で結合されている非接触型データキャリア端末であって、該無線部が無線信号を送受信する外部アンテナを複数接続可能な外部アンテナ接続部を備えて構成されている非接触型データキャリア端末。
該外部アンテナ接続部は、該外部アンテナ接続部と該外部アンテナとがそれぞれ無線信号と共振することにより電磁的に結合して接続される請求項１記載の非接触型データキャリア端末。
該外部アンテナ接続部は、外部アンテナを接続しないときには内部アンテナとして無線信号を送受信する請求項１記載の非接触型データキャリア端末。
該無線部と該外部アンテナ接続部との間に接続されていずれか一つの外部アンテナと無線部とを切替接続可能なアンテナ切替回路を備え、該アンテナ切替回路は、該複数の外部アンテナを時分割で該無線部と選択接続する請求項１記載の非接触型データキャリア端末。
内部アンテナを備えた非接触型データキャリア端末であって、該無線部と該外部アンテナ接続部との間に接続されていずれか一つの外部アンテナと無線部とを切替接続可能なアンテナ切替回路を備え、該アンテナ切替回路は、該複数の外部アンテナを時分割で該無線部と選択接続する請求項１記載の非接触型データキャリア端末。