JP2009303129A - リーダライター - Google Patents

Abstract

【課題】金属製筒状部材の内部に配置した状態でも非接触半導体集積回路タグへの情報の書き込みと読み取りを行うことのできるリーダライターを提供すること。
【解決手段】本発明のリーダライターは、非接触半導体集積回路タグ３０への情報の書き込みと読み取りを行い、所定長さの棒体部２２の先端側にコイル２３を配置し、コイル２３の外周に金属対応シールド２４を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、特にＩＳＯ１４４４３Ｂ型の非接触半導体集積回路タグへの情報の書き込みと読み取りを行うリーダライターに関する。

非接触半導体集積回路タグ（ＲＦＩＤタグ）は、一般に微小な無線ＩＣチップと呼ばれ、識別コードなどの情報が記録され、電波を使って情報を送受信する能力を持つ。
この種のＩＣタグは、各分野においてバーコードに代わる商品識別・管理技術として研究が進められている。
例えば、土木関連のコンクリート構造物やビルなどの建築物にあっては、コンクリートの保険や保障の必要や、補修時や地震などの災害時にコンクリートの強度や履歴などの情報を検証する必要がある。
このような目的のために、コンクリート内に無線ＩＣチップを混入させることが既に提案されているが、コンクリート構造物に組み込まれる鉄筋が遮蔽物として通信を妨害するという問題に対する解決方法も図られている（特許文献１）。
特開２００６−２８７３１７号公報

ところで、金属製筒部材の内部に無線ＩＣタグを配設した場合、金属製筒状部材が遮蔽物となるために金属製筒状部材の外部からは無線ＩＣタグと通信を行うことはできないが、金属製筒状部材の内部にリーダライターを挿入すれば、通信は可能となる。
しかし、金属製筒状部材の内部にリーダライターを挿入しても、実際には金属製筒状部材の影響によって周波数にずれが生じ、無線ＩＣタグとの間での通信を行うことができないことがわかった。
ＩＳＯ１４４４３Ｂ型のＲＦＩＤタグを用いた実験では、１３．５６ＭＨｚの周波数が２０ＭＨｚ程度になってしまっていた。

そこで本発明は、金属製筒状部材の内部に配置した状態でも非接触半導体集積回路タグへの情報の書き込みと読み取りを行うことのできるリーダライターを提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明のリーダライターは、非接触半導体集積回路タグへの情報の書き込みと読み取りを行うリーダライターであって、所定長さの棒体部の先端側にコイルを配置し、前記コイルの外周に金属対応シールドを設けたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のリーダライターにおいて、前記金属対応シールドを筒状部材で構成し、前記金属対応シールドの軸方向寸法を前記コイルの軸方向寸法よりも大きくしたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明のリーダライターは、非接触半導体集積回路タグへの情報の書き込みと読み取りを行うリーダライターであって、所定長さの棒体部の先端面にコイルを配置し、前記棒体部の先端側外周に金属対応シールドを設けたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１又は請求項３に記載のリーダライターにおいて、前記金属対応シールドの外周に有底筒状のカバー部材を設け、前記カバー部材の底部で前記コイルの端部を覆うことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１又は請求項３に記載のリーダライターにおいて、前記棒体部の前記先端側をフェライトコアで構成し、又は前記棒体部の前記先端側内部にフェライトコアを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、金属内部に配設した非接触半導体集積回路タグにアンテナを近接させることができるとともに、周囲の金属による周波数のずれを防止することができ、最大利得の方向となる棒体部の先端側だけで非接触半導体集積回路タグへの情報の書き込みと読み取りを行うため、金属内部に配置された非接触半導体集積回路タグとの通信を確実に行うことができる。

本発明の第１の実施の形態によるリーダライターは、所定長さの棒体部の先端側にコイルを配置し、コイルの外周に金属対応シールドを設けたものである。本実施の形態によれば、所定長さの棒体部によって金属内部に配設した非接触半導体集積回路タグにアンテナを近接させることができ、アンテナを構成するコイルの外周を金属対応シールドによって遮蔽することで、周囲の金属による周波数のずれを防止することができ、最大利得の方向となる棒体部の先端側だけで非接触半導体集積回路タグへの情報の書き込みと読み取りを行うため、金属内部に配置された非接触半導体集積回路タグとの通信を確実に行うことができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるリーダライターにおいて、金属対応シールドを筒状部材で構成し、金属対応シールドの軸方向寸法をコイルの軸方向寸法よりも大きくしたものである。本実施の形態によれば、コイルの外周を確実に遮蔽することで、周波数のずれを防止することができる。
本発明の第３の実施の形態によるリーダライターは、所定長さの棒体部の先端面にコイルを配置し、棒体部の先端側外周に金属対応シールドを設けたものである。本実施の形態によれば、所定長さの棒体部によって金属内部に配設した非接触半導体集積回路タグにアンテナを近接させることができ、アンテナを構成するコイルの外周を金属対応シールドによって遮蔽することで、周囲の金属による周波数のずれを防止することができ、最大利得の方向となる棒体部の先端側だけで非接触半導体集積回路タグへの情報の書き込みと読み取りを行うため、金属内部に配置された非接触半導体集積回路タグとの通信を確実に行うことができる。
本発明の第４の実施の形態は、第１又は第３の実施の形態によるリーダライターにおいて、金属対応シールドの外周に有底筒状のカバー部材を設け、カバー部材の底部でコイルの端部を覆うものである。本実施の形態によれば、コイルの端部をカバー部材で覆うので、非接触半導体集積回路タグに接触させることでコイルとの距離を一定に保った状態での通信を可能にすることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１又は第３の実施の形態によるリーダライターにおいて、棒体部の先端側をフェライトコアで構成し、又は棒体部の先端側内部にフェライトコアを設けたものである。本実施の形態によれば、フェライトコアを配置することで、磁束・磁界を整流し通信性能を高めることができる。

以下本発明の一実施例による非接触半導体集積回路タグ用のリーダライターについて説明する。
図１は本実施例によるリーダライターの機能実現手段を示すブロック図、図２は同リーダライターのアンテナ部を示す一部断面側面図、図３は同アンテナ部の斜視図、図４は同アンテナ部から金属対応シールドを外した状態の斜視図、図５は同リーダライターに適した非接触半導体集積回路タグの配設状態を示す断面図、図６は図５に示す非接触半導体集積回路タグとの通信状態を示す使用状態図である。
図１に示すように、本実施例によるリーダライターは、制御装置１０とアンテナ部２０とから構成される。制御装置１０は、制御を行う処理部１１と、制御プログラムや送受信データを記憶する記憶部１２と、アンテナ部２０に対して電力供給やコマンド信号を送信する変調部１３と、アンテナ部２０からの情報を受信して変換する復調部１４と、外部処理装置との接続を行う外部Ｉ／Ｆ部１５を備えている。アンテナ部２０は、磁界又は電波の送受信を行う機能を有し、接続線２１によって変調部１３及び復調部１４と接続している。
非接触半導体集積回路タグにはバッテリーを内蔵せず、リーダライターからの電磁誘導又は電波送信によって非接触半導体集積回路タグとリーダライターとの通信を行う。
なお、非接触半導体集積回路タグ内にバッテリーを内蔵して非接触半導体集積回路タグから周期的に信号を送信するものであってもよい。

アンテナ部２０について図２から図４を用いて説明する。
アンテナ部２０は、所定長さの円柱状の棒体部２２の先端側に、直径１０ｍｍから１５ｍｍ程度のコイル２３を配置している。このコイル２３がアンテナを構成し、接続線２１によって制御装置１０と接続されている。コイル２３の外周には両端開口の筒状部材で構成された金属対応シールド２４を設けている。金属対応シールド２４の軸方向寸法はコイル２３の軸方向寸法よりも大きく、コイル２３の外周はすべて金属対応シールド２４によって覆われている。金属対応シールド２４の外周には一端が有底の筒状のカバー部材２５を設け、カバー部材２５の底部２５ａでコイル２３の端部を覆っている。カバー部材２５は、シールド作用の生じない材料、例えば樹脂成形によって構成されている。
図２においては、金属対応シールド２４及びカバー部材２５を断面として示し、図３及び図４においてはカバー部材２５を透明部材として示している。また、図４では金属対応シールド２４を外した状態を示している。
図２から図４に示すように、コイル２３の端部を、非接触半導体集積回路タグ３０に近接させることで情報の送受信を行う。
なお、本実施例においては、アンテナ部２０を制御装置１０と分離させた構成で説明したが、制御装置１０と一体となった構成でもよい。

図５は本発明の他の実施例による非接触半導体集積回路タグ用のリーダライターのアンテナ部を示す斜視図である。なお本実施例のリーダライターについても図１に示す構成であり、上記実施例と同一構成には同一符号を付して説明を省略する。
本実施例によるリーダライター２０Ａは、所定長さの棒体部２２の先端面にコイル２３Ａを配置したものである。このように棒体部２２の先端面にコイル２３Ａを配置した場合でも、棒体部２２によって金属内部に配設した非接触半導体集積回路タグ３０にアンテナを近接させることができ、アンテナを構成するコイル２３Ａの外周を金属対応シールド２４によって遮蔽することで、周囲の金属による周波数のずれを防止することができ、最大利得の方向となる棒体部２２の先端側だけで非接触半導体集積回路タグ３０への情報の書き込みと読み取りを行うため、金属内部に配置された非接触半導体集積回路タグ３０との通信を確実に行うことができる。
なお、図１から図５に示すそれぞれの実施例において、棒体部２２の先端側をフェライトコアで構成し、又は棒体部２２の先端側内部にフェライトコアを設けてもよい。フェライトコアを配置することで、磁束・磁界を整流し通信性能を高めることができる。

次に図６及び図７を用いて、本発明のリーダライターに適した非接触半導体集積回路タグのタグ配設器具について説明する。
本実施例によるタグ配設器具４０は、金属部材からなる有底筒部材４１と蓋体４２からなり、非接触半導体集積回路タグ３０を有底筒部材４１の底部に配置する。
有底筒部材４１の開口端にはねじが形成され、蓋体４２のねじと嵌合することで粉塵や水滴の進入を防止している。
非接触半導体集積回路タグ３０との情報の送受信を行う場合には、蓋体４２を外し、アンテナ部２０を有底筒部材４１内に挿入することで行う。

本実施例によれば、所定長さの棒体部２２によって金属製の有底筒部材４１内部に配設した非接触半導体集積回路タグ３０にアンテナ部２０を近接させることができ、アンテナを構成するコイル２３の外周を金属対応シールド２４によって遮蔽することで、周囲の金属による周波数のずれを防止することができ、最大利得の方向となる棒体部２２の先端側だけで非接触半導体集積回路タグ３０への情報の書き込みと読み取りを行うため、金属内部に配置された非接触半導体集積回路タグ３０との通信を確実に行うことができる。
また本実施例によれば、金属対応シールド２４を筒状部材で構成し、金属対応シールド２４の軸方向寸法をコイル２３の軸方向寸法よりも大きくしたことで、コイル２３の外周を確実に遮蔽して周波数のずれを防止することができる。
また本実施例によれば、コイル２３の端部をカバー部材２５で覆うので、非接触半導体集積回路タグ３０に接触させることでコイル２３との距離を一定に保った状態での通信を可能にすることができる。
また本実施例によれば、金属部材からなる狭い有底筒部材４１の底部に非接触半導体集積回路タグ３０を配置することで、外部からは電波が有底筒部材４１の底部に届かず通信できない。従って、本実施例のような特殊なリーダライターを用いないと読み取りや書き込みができないため、セキュリティ効果が高い。

本発明のリーダライターは、金属などによって通信が妨害されるような場所にも非接触半導体集積回路タグを用いることを実現することができる。

本発明の一実施例によるリーダライターの機能実現手段を示すブロック図 同リーダライターのアンテナ部を示す一部断面側面図 同アンテナ部の斜視図 同アンテナ部から金属対応シールドを外した状態の斜視図 本発明の他の実施例による非接触半導体集積回路タグ用のリーダライターのアンテナ部を示す斜視図 同リーダライターに適した非接触半導体集積回路タグの配設状態を示す断面図 図５に示す非接触半導体集積回路タグとの通信状態を示す使用状態図

符号の説明

１０ 制御装置
２０ アンテナ部
２２ 棒体部
２３ コイル
２４ 金属対応シールド
２５ カバー部材
３０ 非接触半導体集積回路タグ

Claims (5)

1. 非接触半導体集積回路タグへの情報の書き込みと読み取りを行うリーダライターであって、所定長さの棒体部の先端側にコイルを配置し、前記コイルの外周に金属対応シールドを設けたことを特徴とするリーダライター。
2. 前記金属対応シールドを筒状部材で構成し、前記金属対応シールドの軸方向寸法を前記コイルの軸方向寸法よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のリーダライター。
3. 非接触半導体集積回路タグへの情報の書き込みと読み取りを行うリーダライターであって、所定長さの棒体部の先端面にコイルを配置し、前記棒体部の先端側外周に金属対応シールドを設けたことを特徴とするリーダライター。
4. 前記金属対応シールドの外周に有底筒状のカバー部材を設け、前記カバー部材の底部で前記コイルの端部を覆うことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のリーダライター。
5. 前記棒体部の前記先端側をフェライトコアで構成し、又は前記棒体部の前記先端側内部にフェライトコアを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載のリーダライター。