JP2009230491A - Spherical ic tag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信頼性の高い無線通信が可能なICタグ、特に球状のICタグに関する。 The present invention relates to an IC tag capable of highly reliable wireless communication, and more particularly to a spherical IC tag.
電磁場の交流磁界成分に基づく電磁誘導効果を利用して、物品等の識別管理を行うRFID(Radio Frequency identification)システムによる物品管理方式が、多くの分野で活用されている。従来から多用されてきたバーコード管理に比べて、格納できるデータ量が多く、データの書き換え及び追加が可能な点で優れている。このRFID管理方式では、ICタグと呼ばれるトランスポンダと、これと機能上の対をなすリーダライタとを基本的な構成要素としており、ICタグ自体は、半導体チップとこれに接続されたループ状アンテナから構成されている。 An article management system using an RFID (Radio Frequency identification) system that performs identification management of articles using an electromagnetic induction effect based on an alternating magnetic field component of an electromagnetic field is used in many fields. Compared to bar code management that has been frequently used in the past, the amount of data that can be stored is large, and this is superior in that data can be rewritten and added. In this RFID management system, a transponder called an IC tag and a reader / writer that forms a functional pair with the transponder are basic components. The IC tag itself is composed of a semiconductor chip and a loop antenna connected to the semiconductor chip. It is configured.
半導体チップは、リーダライタ間の無線通信制御とメモリー内のデータ管理を担い、一方、ループ状アンテナには、リーダライタからの交流磁界によってアンテナに誘導される電力を半導体チップに供給する役割と情報を送受信するという機能がある。 The semiconductor chip is responsible for wireless communication control between the reader / writer and data management in the memory. On the other hand, for the loop antenna, the role and information of supplying power induced to the antenna by the alternating magnetic field from the reader / writer to the semiconductor chip. There is a function to send and receive.
上記基本構成を有するICタグは、適用される用途に応じて種々の形状の物体内部に埋設して使用されており、例えば、シート状、カード状、コイン状などの平面形状、あるいは球状、キーホルダー状などの立体的形状のものまである。 The IC tag having the above basic configuration is used by being embedded in an object of various shapes depending on the application to be used. For example, a planar shape such as a sheet shape, a card shape, a coin shape, or a spherical shape, a key ring There are even three-dimensional shapes such as shapes.
とりわけ、球状のICタグは、多数の物品とともに容器内に収容され、当該容器内の物品の出所識別及び流通管理情報の記録に利用される一方、その形状の特殊性からゲーム娯楽用のボール内部に収容されて使用されている。ICタグの無線通信機能を用いてボールの軌跡をトレースすることで、球技の進行管理ないしは勝敗を電子的に判別するために活用され、特に、球技は多様性に富むこともあって、球状ICタグの格好の適用分野となっている(例えば、特許文献1参照)。 In particular, a spherical IC tag is housed in a container together with a large number of articles, and is used to record the origin identification and distribution management information of the articles in the container. It is housed and used. By tracing the trajectory of the ball using the wireless communication function of the IC tag, it is used to electronically determine the progress management or victory or defeat of the ball game. In particular, the ball game is rich in diversity. This is a suitable field of application for tags (see, for example, Patent Document 1).
たとえば、プラスチック製のゴルフボールの内部には、図2(a)に示すように、中心部に半導体チップ12と、これに電気的に接続するループ状のアンテナ11を備えるICタグが収容され、リーダライタと無線通信することで、たとえばゴルフボールの位置情報、ホールへの落下情報がリーダライタを介して取得できる。この方式はゴルフボール以外にも、ボーリングゲーム、ビリヤードゲームなど各種のゲームに広く適用されている。
しかし、図2(a)で示す従来型の球状ICタグにあっては、ループ状のアンテナ11は主として製造上の理由で平面的であるために、リーダライタとの無線通信性能が安定しないという問題がある。というのはリーダライタとの無線通信特性は、リーダライタから放射される電磁場の交流磁場成分がループ状アンテナのループ内部を貫通する磁束量によって決まり、これはループ状アンテナとリーダライタの距離及びアンテナ面同士のなす角度に依存するからである。ボールが回転する場合のように、なす角度が時間的に変動する場合には、ループ状アンテナに誘起される電力も変動し、無線通信特性もそれに応じて変動する。
However, in the conventional spherical IC tag shown in FIG. 2A, the loop-
この角度変化に対する対策として、平面ループ状アンテナ11を、図2(b)で示すよう
な8の字様に捻れた立体形状のアンテナにする技術が開示されている(特許文献1参照)。このような形状とすることでリーダライタからの交流磁場の方向とループ状アンテナの交差角度は、ある有限の角度が保証されることになる。この方法によって、球状体内部に複数のアンテナを配置するという煩わしさはなく、無線通信上の死角の問題についても一定の改善はなされたが、単に8の字形状にするだけでは、リーダライタとなす角度によって無線通信特性がばらつくという問題が依然として残っていた。
As a countermeasure against this change in angle, a technique has been disclosed in which the
本発明は、この状況に鑑みてなされたもので、請求項1の発明は、中空の球状容器内部に、少なくとも半導体チップ及びループ状アンテナを備えるICタグを収容する球状ICタグにおいて、前記球状ICタグは、前記ICタグのループ状アンテナ面が重力方向に対し垂直となるように前記中空容器内で回動する機構を備えたことを特徴とする球状ICタグである。 The present invention has been made in view of this situation, and the invention of claim 1 is a spherical IC tag in which an IC tag including at least a semiconductor chip and a loop antenna is accommodated inside a hollow spherical container. The tag is a spherical IC tag comprising a mechanism that rotates in the hollow container so that the loop antenna surface of the IC tag is perpendicular to the direction of gravity.
この構成であると、球状容器の内側でループ状アンテナ面は回転可動となるため、重力方向に対しループ状アンテナ面が同じ姿勢を維持できるようになる。 With this configuration, the loop antenna surface can be rotated inside the spherical container, so that the loop antenna surface can maintain the same posture with respect to the direction of gravity.
請求項2の発明は、前記回動する機構が、底面に錘を有するICタグが中空容器内に収容した液体の液面に浮遊し、前記液面が重力方向に対し垂直となる効果を利用したのであることを特徴とする請求項1記載の球状ICタグである。 The invention according to claim 2 utilizes the effect that the rotating mechanism is such that an IC tag having a weight on the bottom surface floats on the liquid surface of the liquid contained in the hollow container, and the liquid surface is perpendicular to the direction of gravity. The spherical IC tag according to claim 1, wherein
請求項3の発明は、前記回動する機構が、ジャイロ機構であることを特徴とする球状ICタグである。 The invention according to claim 3 is a spherical IC tag characterized in that the rotating mechanism is a gyro mechanism.
上記二つの発明は、ICタグの姿勢維持の方法として、2種類を選択したものである。 In the above two inventions, two types of methods for maintaining the posture of the IC tag are selected.
本発明によれば、ICタグのループ状アンテナ面は重力の作用により、重力方向に対し常に一定の姿勢をとることになる。その姿勢で無線通信するのに好適な範囲にリーダライターを設置することで、球状ICタグがどのように傾こうとアンテナ面はリーダライターと同じ角度をなすため、死角がなくなり安定した無線通信が可能となる。 According to the present invention, the loop antenna surface of the IC tag always takes a constant posture with respect to the direction of gravity due to the action of gravity. By installing a reader / writer in a range suitable for wireless communication in that position, the antenna surface forms the same angle as the reader / writer regardless of how the spherical IC tag is tilted. It becomes possible.
以下、発明の実施の形態の一例を図面1及び同2を使用して説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.
図1(a)は、本発明になる球状ICタグの内部構成の一例を模式的に示すものである。球状体17はプラスチックのモールド成型体あるいはゴム等からなる密閉空間をなし、容積の半分程度が絶縁性液体18で満たされ、その液面中央付近に、半導体チップ12が保持されループ状アンテナ11(以下、単にアンテナと記す)が形成されたICタグ(基板)が浮遊している様子を示すものである。絶縁性液体18としては石油系オイル、シリコンオイルなどから選択するが、ICタグの重量と容積を考慮してICタグが十分な浮力を得るように、また球内を速やかに容易に動けるように密度と粘度から最適な液体を決める。ICタグ(基板)の裏面には錘(図示せず)が固着しており、これが重力方向を規定することになる。
FIG. 1 (a) schematically shows an example of the internal configuration of a spherical IC tag according to the present invention. The
以上の構成であるので、球状体が回転しても液面は常に重力方向に垂直であるので、ICタグは錘を下向きにした状態で液面にアンテナ11面を平行にして浮遊することになる。したがって、アンテナ面はリーダライタとは常に有限の交差角度を維持するので無線通信性能が回転によって大きく変動することがない。
Since the liquid surface is always perpendicular to the direction of gravity even when the spherical body rotates, the IC tag floats with the surface of the
別の姿勢制御法としてジャイロ機構を採用した。ICタグに好適なジャイロ機構の一例を図1(b)に示す。これは直径方向を回転軸として自転可能なリング二つを組み合わせて球状体内部(図示せず)に固定したもので、球がどの方向へ傾いても、中央のアンテナ11面が重力方向と一定角度をなすようにしたものである。内側の第1のリング15は、リング支持棒16が外側の第2のリング14をガイドとして該リングに沿って移動可能なため、第2のリング15の中心を軸として回動可能である。且つ第1のリング15は、リング支持棒16を軸として回動することもできる。
A gyro mechanism was adopted as another attitude control method. An example of a gyro mechanism suitable for an IC tag is shown in FIG. This is a combination of two rings that can rotate around the diameter direction as a rotation axis, and is fixed inside the sphere (not shown). It is an angle. The inner
この構成であると、球がどのように傾こうと、ICタグには錘19が連結してあるのでこれが常に重力方向を向くように作用する結果。アンテナ11面は重力方向に対し同じ姿勢をとることになる。したがって、アンテナ11面とリーダライタのなす交差角度は常に同じになる。アンテナ面と重力方向のなす角度は、一般に90度の垂直とするが必ずしもこれに限定される必要はない
With this configuration, no matter how the sphere tilts, the IC tag is connected to the
10・・・・球状ICタグ
11・・・・(ループ)アンテナ
12・・・・半導体チップ
13・・・・8の字状ループ状アンテナ
14・・・・第2のリング
15・・・・第1のリング
16・・・・支持棒
17・・・・球状体
18・・・・液体
19・・・・錘
10 ...
Claims (3)
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JP2008075378A JP2009230491A (en) | 2008-03-24 | 2008-03-24 | Spherical ic tag |
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