JP2011159212A - 非接触型データ受送信体およびこれを用いた重量物検知装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の非接触型データ受送信体10は、第一部材11と第二部材12の境界13を起点として折り畳まれた基材14と、互いに電気的に接続されたアンテナ15およびICチップ16と、を備え、境界13の近傍に離隔部材17が配設され、第一部材11の一方の面11aにアンテナ15を構成する放射素子15BとICチップ16とが設けられ、第二部材12の一方の面12aにアンテナ15を構成する導波素子15Aおよび反射素子15Cが設けられ、2つの部材が重ね合わせられた場合、2つの部材が重ね合わせられた面にて、導波素子15A、放射素子15Bおよび反射素子15Cが所定の間隔を隔てて、この順に並列に配置されることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
ICカードから発信された信号は、情報書込/読出装置のアンテナで受信され、コントローラーを介してデータ処理装置へ送られ、識別などのデータ処理が行われる。
しかしながら、対象とする周波数帯に応じて、複数のICカードを所持することは面倒であるばかりでなく、置き忘れなどの事故が生じることがあるため、異なる2つ以上の周波数帯で通信可能なICカードが望まれていた。
そこで、例えば、カード本体にICチップとアンテナコイルを搭載してなり、アンテナコイルのインダクタンスを、カード本体を折り畳んだ状態と折り畳まない状態とで変化させることにより、異なる通信周波数を得たICカードが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、ICカードなどを用いた個体の認識や検知では、その機密性や確実性などを向上するために、ICカードなどには、使用方法によって、異なる2つの電波の指向性を示すことが望まれている。
しかしながら、特許文献1のICカードは、カード本体の折り畳み状態と、非折り畳み状態とで異なる通信周波数を得ることができるものの、アンテナの指向性まで変えることはできなかった。
しかしながら、特許文献2に記載されているRFIDデータキャリアは、絶縁性の基材上において、放射器と、この放射器を挟んだ両側に導波器とが形成されているため、アンテナの指向性は一方向に固定されており、RFIDデータキャリア形成後に、アンテナの指向性を変えることはできなかった。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
「非接触型データ受送信体」
図1は、本発明の非接触型データ受送信体の第一の実施形態を示す概略図であり、(a)は斜視図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図である。図2は、本発明の非接触型データ受送信体の第一の実施形態の使用方法を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う断面図である。
この実施形態の非接触型データ受送信体10は、連接された第一部材11および第二部材12からなり、これら2つの部材の境界13を起点として折り畳まれた基材14と、基材14に設けられ、互いに電気的に接続されたアンテナ15およびICチップ16と、境界13の近傍に設けられた離隔部材17と、2つの部材を連接する粘着性基材18とから概略構成されている。
この離隔部材17は、第一部材11と第二部材12の一辺と長さがほぼ等しい円柱状をなしており、その径方向に弾性変形可能な部材から構成されている。したがって、第一部材11と第二部材12を重ね合わせる方向に外力を加えることにより、離隔部材17が撓んで変形して、第一部材11の一方の面11aと第二部材12の一方の面12aを密着させることができる。一方、第一部材11と第二部材12を重ね合わせる方向に加えていた外力を開放すると、離隔部材17が元の形状に復元するため、第一部材11と第二部材12が所定の間隔を隔てて離隔した状態に戻る。
詳細には、放射素子15Bは、第一部材11の一方の面11aの中央部に、第一部材11における境界13をなす辺に平行に延在するように設けられている。
一方、導波素子15Aと反射素子15Cは、第二部材12の一方の面12aの両縁部側に、第二部材12における境界13をなす辺に平行に延在するように設けられている。
そして、このように第一部材11の一方の面11aおよび第二部材12の一方の面12aにて、導波素子15A、放射素子15Bおよび反射素子15Cが所定の間隔を隔てて、この順に並列に配置されることにより、アンテナ15はこれらの素子から構成される八木アンテナを形成する。
なお、ICチップ16は、第一部材11の一方の面11aの中央部において、放射素子15Bの下(放射素子15Bよりも第一部材11の一方の面11a側)に配設されている。これにより、ICチップ16は、放射素子15Bによって保護されている。
また、導波素子15A、放射素子15Bおよび反射素子15Cのピッチ(長手方向に沿う中心線同士の間隔)は、1/4波長(λ)〜1/5波長(λ)である。
また、導波素子15A、放射素子15Bおよび反射素子15Cのピッチ(長手方向に沿う中心線同士の間隔)は、約7cmとなる。
なお、実用上、通信距離をさほど必要としない場合、λ/2は必須ではなく、全体として小型化することができる。例えば、放射素子15Bの全長はλ/2が理想であるが、λ/4でも構わず、その場合、導波素子15A、放射素子15Bおよび反射素子15Cのピッチも全て1/2サイズになる。また、同様にして、放射素子15Bの全長をλ/8としてもよく、その場合、導波素子15A、放射素子15Bおよび反射素子15Cのピッチも全て1/4サイズになる。
また、本発明におけるポリマー型導電インクとしては、熱硬化型の他にも、光硬化型、浸透乾燥型、溶剤揮発型といった公知のものが用いられる。
さらに、アンテナ15をなす金属メッキとしては、銅メッキ、銀メッキ、金メッキ、白金メッキなどが挙げられる。
非接触型データ受送信体10は、図1に示す状態、すなわち、基材14が、第一部材11および第二部材12の境界13を起点として折り畳まれ、かつ、第一部材11と第二部材12が所定の間隔を隔てて離隔している状態では、アンテナ15の放射素子15Bは、単独でダイポールアンテナとして機能するので、そのダイポールアンテナの電波の方向(電波の指向性)は、第一部材11の厚み方向である(第一の指向性)。したがって、この状態では、非接触型データ受送信体10に対して、第一部材11の厚み方向からのみ、情報書込/読出装置による情報の書込みまたは読み出しができる。すなわち、第一部材11の厚み方向以外の方向では、非接触型データ受送信体10に対して、その方向における情報書込/読出装置との通信距離が著しく短くなる。
また、この実施形態では、弾性変形可能な部材として、離隔部材17を用い、この離隔部材17を、第一部材11と第二部材12の境界13の近傍に配設した非接触型データ受送信体10を例示したが、この実施形態の非接触型データ受送信体10はこれに限定されない。この実施形態の非接触型データ受送信体10にあっては、第一部材11と第二部材12を離隔する離隔手段として、金属や硬質樹脂などからなるV字状の板バネを用い、この板バネで、第一部材11と第二部材12の境界部を形成してもよい。また、離隔手段として板バネを用いる場合、その板バネの剛性は、非接触型データ受送信体10に求められる耐荷重に応じて適宜選択される。
図3は、本発明の重量物検知装置の第一の実施形態を示す概略構成図である。
この実施形態の重量物検知装置20は、上述の非接触型データ受送信体10と、非接触型データ受送信体10に対する情報の書込みまたは読み出しを行う情報書込/読出装置21とから概略構成されている。
また、非接触型データ受送信体10の第一部材11と第二部材12が重ね合わせられた場合、すなわち、第一部材11の一方の面11aと第二部材12の一方の面12aが密着された場合、第一部材11と第二部材12が重ね合わせられた面(図3において、第一部材11の一方の面11aおよび第二部材12の一方の面12a)の延長線上であり、導波素子15A、放射素子15Bおよび反射素子15Cの長手方向と垂直な方向、かつ、導波素子15A側の方向となる位置に、非接触型データ受送信体10と所定の間隔を隔てて情報書込/読出装置21およびそのアンテナ22が配置されている。
(第一の使用方法)
ここでは、重量物30が所定の場所に存在していることを確認(検知)する場合を説明する。すなわち、正常な状態では、図3に示すように、重量物30は、平板23の上面23aに配設された非接触型データ受送信体10上に載置されているものとする。
この状態では、上述のように、非接触型データ受送信体10の第一部材11の一方の面11aと第二部材12の一方の面12aが密着しているので、第一部材11の一方の面11aおよび第二部材12の一方の面12aにて、導波素子15A、放射素子15Bおよび反射素子15Cから構成され、これら3つの素子の長手方向と垂直な方向であって、かつ、導波素子15A側の方向に指向性を有する八木アンテナが形成されるから、非接触型データ受送信体10に対して、第一部材11と第二部材12が重ね合わせられた面(図3において、第一部材11の一方の面11aおよび第二部材12の一方の面12a)の延長線上であり、導波素子15A、放射素子15Bおよび反射素子15Cの長手方向と垂直な方向、かつ、導波素子15A側の方向となる位置に配置された情報書込/読出装置21による情報の書込みまたは読み出しができる。これにより、重量物30が、正常に非接触型データ受送信体10上に載置されていること、すなわち、重量物30が所定の位置に載置されていることを検知できる。
ここでは、重量物30が、上積みが禁止されている物品(以下、「物品α」とする。)の上に載置されたことを確認(検知)する場合を説明する。ここでは、仮に、平板23を物品αとする。
平板23(物品α)の上面23aに配設された非接触型データ受送信体10上に何も載置されていない場合、図1に示すように、第一部材11と第二部材12が所定の間隔を隔てて離隔しているので、非接触型データ受送信体10に対して、上記の位置に配置された情報書込/読出装置21による情報の書込みまたは読み出しができない。これにより、重量物30が、非接触型データ受送信体10上に載置されていないこと、すなわち、重量物30が平板23(物品α)上に載置されていないことを検知できる。
図4は、本発明の非接触型データ受送信体の第二の実施形態を示す概略図であり、(a)は斜視図、(b)は(a)のC−C線に沿う断面図である。図5は、本発明の非接触型データ受送信体の第二の実施形態の使用方法を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のD−D線に沿う断面図である。
この実施形態の非接触型データ受送信体40は、連接された第一部材41および第二部材42からなり、これら2つの部材の境界43を起点として折り畳まれた基材44と、基材44に設けられ、互いに電気的に接続されたアンテナ45およびICチップ46と、境界43の近傍に設けられた離隔部材47と、2つの部材を連接する粘着性基材48とから概略構成されている。
この離隔部材47は、第一部材41と第二部材42の一辺と長さがほぼ等しい円柱状をなしており、その径方向に弾性変形可能な部材から構成されている。
詳細には、放射素子45Bは、第一部材41の他方の面41bの中央部に、第一部材41における境界43をなす辺に平行に延在するように設けられている。
一方、導波素子45Aと反射素子45Cは、第二部材42の一方の面42aの両縁部側に、第二部材42における境界43をなす辺に平行に延在するように設けられている。さらに、導波素子45Aは、第一部材41と厚みがほぼ等しい帯状の基材などからなる基台49Aを介して、第二部材42の一方の面42aに設けられている。同様に、反射素子45Cは、第一部材41と厚みがほぼ等しい帯状の基材などからなる基台49Cを介して、第二部材42の一方の面42aに設けられている。
すなわち、第一部材41の貫通孔50A内に、導波素子45Aが設けられた基台49Aが配置されると、導波素子45Aが第一部材41の他方の面41b側に突出して、第一部材41の他方の面41bと同一面上に配置される。同様に、第一部材41の貫通孔50C内に、反射素子45Cが設けられた基台49Cが配置されると、反射素子45Cが第一部材41の他方の面41b側に突出して、第一部材41の他方の面41bと同一面上に配置される。
また、第一部材41の一方の面41aと第二部材42の一方の面42aが密着された場合、第一部材41の他方の面41bは、第一部材41と第二部材42が重ね合わせられた面(図5において、第一部材41の一方の面41aおよび第二部材42の一方の面42a)に平行となっている。
そして、このように第一部材41の他方の面41bに沿って、導波素子45A、放射素子45Bおよび反射素子45Cが所定の間隔を隔てて、この順に並列に配置されることにより、アンテナ45はこれらの素子から構成される八木アンテナを形成する。
なお、ICチップ46は、第一部材41の他方の面41bの中央部において、放射素子45Bの下(放射素子45Bよりも第一部材41の一方の面41a側)に配設されている。
非接触型データ受送信体40は、図3に示す状態、すなわち、基材44が、第一部材41および第二部材42の境界43を起点として折り畳まれ、かつ、第一部材41と第二部材42が所定の間隔を隔てて離隔している状態では、アンテナ45の放射素子45Bは、単独でダイポールアンテナとして機能するので、そのダイポールアンテナの電波の方向(電波の指向性)は、第一部材41の厚み方向である(第一の指向性)。したがって、この状態では、非接触型データ受送信体40に対して、第一部材41の厚み方向からのみ、情報書込/読出装置による情報の書込みまたは読み出しができる。すなわち、第一部材41の厚み方向以外の方向では、非接触型データ受送信体40に対して、その方向における情報書込/読出装置との通信距離が著しく短くなる。
また、この実施形態では、弾性変形可能な部材として、離隔部材47を用い、この離隔部材47を、第一部材41と第二部材42の境界43の近傍に配設した非接触型データ受送信体40を例示したが、この実施形態の非接触型データ受送信体40はこれに限定されない。この実施形態の非接触型データ受送信体40にあっては、第一部材41と第二部材42を離隔する離隔手段として、金属や硬質樹脂などからなるV字状の板バネを用い、この板バネで、第一部材41と第二部材42の境界部を形成してもよい。また、離隔手段として板バネを用いる場合、その板バネの剛性は、非接触型データ受送信体40に求められる耐荷重に応じて適宜選択される。
図6は、本発明の非接触型データ受送信体の第三の実施形態を示す概略図であり、(a)は斜視図、(b)は(a)のE−E線に沿う断面図である。図7は、本発明の非接触型データ受送信体の第三の実施形態の使用方法を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のF−F線に沿う断面図である。
この実施形態の非接触型データ受送信体50は、連接する第一領域51と第二領域52からなり、これら2つの領域の境界53を起点とし、これら2つの領域が離隔するように折り曲げられた基材54と、基材54に設けられ、互いに電気的に接続されたアンテナ55およびICチップ56とから概略構成されている。
すなわち、基材54は、境界53を起点として折曲げることにより、その境界53が板バネとして機能し、境界53を起点として折曲げても、比較的大きな外力を加えない限り、第一領域51と第二領域52が密着することがないような材質から構成されている。その板バネの剛性は、非接触型データ受送信体50に求められる耐荷重に応じて適宜選択される。
詳細には、放射素子55Bは、第一領域51の一方の面51aの中央部に、第一領域51と第二領域52の境界53に平行に延在するように設けられている。
一方、導波素子55Aと反射素子55Cは、第二領域52の一方の面52aの両縁部側に、第二領域52における境界53をなす辺に平行に延在するように設けられている。
そして、このように第一領域51の一方の面51aおよび第二領域52の一方の面52aにて、導波素子55A、放射素子55Bおよび反射素子55Cが所定の間隔を隔てて、この順に並列に配置されることにより、アンテナ55はこれらの素子から構成される八木アンテナを形成する。
なお、ICチップ56は、第一領域51の一方の面51aの中央部において、放射素子55Bの下(放射素子55Bよりも第一領域51の一方の面51a側)に配設されている。
非接触型データ受送信体50は、図6に示す状態、すなわち、基材54が、第一領域51と第二領域52が、その境界53を起点として互いに離隔した状態で折曲げられている状態では、アンテナ55の放射素子55Bは、単独でダイポールアンテナとして機能するので、そのダイポールアンテナの電波の方向(電波の指向性)は、第一領域51の厚み方向である(第一の指向性)。したがって、この状態では、非接触型データ受送信体50に対して、第一領域51の厚み方向からのみ、情報書込/読出装置による情報の書込みまたは読み出しができる。すなわち、第一領域51の厚み方向以外の方向では、非接触型データ受送信体50に対して、その方向における情報書込/読出装置との通信距離が著しく短くなる。
また、この実施形態の非接触型データ受送信体も、上述の第二の実施形態と同様にして、第一領域の他方の面側にて、導波素子、放射素子および反射素子が並列に配置される構成としてもよい。
Claims (4)
- 連接された第一部材および第二部材を有し、これら2つの部材の境界を起点として折り畳まれた基材と、該基材に設けられ、互いに電気的に接続されたアンテナおよびICチップと、を備えた非接触型データ受送信体であって、
前記境界および/またはその近傍に、前記2つの部材を、前記境界を起点として離隔する離隔手段が設けられ、
前記アンテナは、前記第一部材の一方の面または他方の面、並びに、前記第二部材の一方の面または他方の面に沿って設けられ、
前記第一部材の一方の面または他方の面に、前記アンテナを構成する放射素子と、該放射素子と直接接続された前記ICチップとが設けられ、
前記第二部材の一方の面または他方の面に、前記アンテナを構成する導波素子および反射素子が設けられ、
前記2つの部材が重ね合わせられた場合、前記2つの部材の重ね合わせられた面に沿って、前記導波素子、前記放射素子および前記反射素子が所定の間隔を隔てて、この順に並列に配置されることを特徴とする非接触型データ受送信体。 - 前記離隔手段は、弾性変形可能な部材および/または弾性変形可能な材質からなることを特徴とする請求項1に記載の非接触型データ受送信体。
- 連接する第一領域と第二領域を有し、これら2つの領域の境界を起点とし、これら2つの領域が離隔するように折り曲げられた基材と、該基材に設けられ、互いに電気的に接続されたアンテナおよびICチップと、を備えた非接触型データ受送信体であって、
前記アンテナは、前記第一領域の一方の面または他方の面、並びに、前記第二領域の一方の面または他方の面に沿って設けられ、
前記第一領域の一方の面または他方の面に、前記アンテナを構成する放射素子と、該放射素子と直接接続された前記ICチップとが設けられ、
前記第二領域の一方の面または他方の面に、前記アンテナを構成する導波素子および反射素子が設けられ、
前記2つの領域が重ね合わせられた場合、前記2つの領域の重ね合わせられた面に沿って、前記導波素子、前記放射素子および前記反射素子が所定の間隔を隔てて、この順に並列に配置されることを特徴とする非接触型データ受送信体。 - 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の非接触型データ受送信体と、該記非接触型データ受送信体に対する情報の書込みまたは読み出しを行う情報書込/読出装置とを備え、対象物上への重量物の載置を検知する重量物検知装置であって、
前記非接触型データ受送信体上に重量物が載置されて、前記2つの部材または前記2つの領域が重ね合わせられた場合、前記2つの部材または前記2つの領域の重ね合わせられた面の延長線上であり、前記導波素子、前記放射素子および前記反射素子の長手方向と垂直な方向、かつ、前記導波素子側の方向となる位置に、前記情報書込/読出装置のアンテナが配置されたことを特徴とする重量物検知装置。
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