JP2015012510A - Rfid antenna cell and system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、RFIDアンテナセル及びシステムに関し、特に、RFIDタグに記録されている情報の読み取りを行う、RFIDアンテナセル及びシステムに関する。 The present invention relates to an RFID antenna cell and system, and more particularly, to an RFID antenna cell and system for reading information recorded on an RFID tag.
特許文献1には、RFIDタグを取り付けた物品を保管する棚に、RFIDリーダ用アンテナを取り付け、RFIDリーダを用いてRFIDタグと交信させることにより、棚に置かれた物品をリアルタイムで管理することができ、棚卸などの際に便利なシステムが開示されている。特許文献1では、物品の所望の位置に、所望の向きでRFIDタグが取り付けられる旨が記載されている。
ところで、RFIDタグは、単に棚に置かれた物品のみならず、種々の物品の管理に用いることができる。例えば、工場から何らかの製品を搬送する際に、搬送先の宛先等を含む情報が格納されたFRIDを用いて、搬送管理を行うこともできる。 By the way, the RFID tag can be used not only for an article placed on a shelf but also for management of various articles. For example, when a certain product is transported from a factory, transport management can be performed using an FRID in which information including a destination of a transport destination is stored.
このような管理を行う場合には、搬送先の宛先等を含む情報が格納されたFRIDタグを搬送管理用カードに貼付し、その搬送管理用カードを、製品を梱包する段ボール箱等に添付されたビニールポケットに挿入する。そして、RFIDアンテナを用いて、RFIDタグに格納されている情報を読み出すといった作業をすればよい。 When performing such management, an FRID tag storing information including the destination address of the transport destination is affixed to the transport management card, and the transport management card is attached to a cardboard box or the like that packs the product. Insert into a plastic pocket. Then, an operation of reading information stored in the RFID tag may be performed using the RFID antenna.
この場合、ビニールポケットは、様々な大きさの搬送管理用カードの挿入を実現するために、最も大きな搬送管理用カードに対応した大きさとされることが多い。しかし、これでは、小さい搬送管理カードを用いた場合には、その搬送管理カードが、ビニールポケット内で傾いたり、倒れたりすることがある。 In this case, the vinyl pocket is often sized corresponding to the largest transport management card in order to realize insertion of transport management cards of various sizes. However, in this case, when a small transport management card is used, the transport management card may be tilted or fall down in the vinyl pocket.
RFIDタグは、RFIDアンテナとの間で所望の通信を行うためには、その向きが非常に重要である。特許文献1に開示されているRFIDリーダ用アンテナは、搬送管理用カードが様々な向きとなること、つまりは、RFIDタグが様々な向きとなることを想定して設計されておらず、上記のような状況の下において用いることは不向きである。 The direction of the RFID tag is very important for performing desired communication with the RFID antenna. The RFID reader antenna disclosed in Patent Document 1 is not designed on the assumption that the transport management card is in various orientations, that is, the RFID tag is in various orientations. It is not suitable for use under such circumstances.
そこで、本発明は、RFIDタグとRFIDアンテナとの向きに拘わらず、これらの間で通信可能なRFIDタグ読み取り用アレーアンテナを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an RFID tag reading array antenna that can communicate between the RFID tag and the RFID antenna regardless of the orientation thereof.
上記課題を解決するために、本発明は、RFIDタグに格納されている情報を読み出すRFIDアンテナセルにおいて、
絶縁体の内部に延在する内側導体と前記絶縁体の表面に位置する外側導体とを有する伝送線路を有し、
前記外側導体の第1面に、前記内側導体に対して所要の角度で延びる溝がハの字状に連続して形成されている。
In order to solve the above problems, the present invention provides an RFID antenna cell that reads information stored in an RFID tag.
A transmission line having an inner conductor extending inside the insulator and an outer conductor located on the surface of the insulator;
On the first surface of the outer conductor, a groove extending at a required angle with respect to the inner conductor is continuously formed in a letter C shape.
前記各溝は、前記内側導体に対して30°〜60°の角度で形成するとよい。 Each groove may be formed at an angle of 30 ° to 60 ° with respect to the inner conductor.
前記各溝は直線状であってもよいし、これに近似した階段状としてもよい。 Each of the grooves may be linear or may have a stepped shape approximate to this.
また、本発明のRFIDシステムは、上記のRFIDアンテナセルと、前記RFIDアンテナセルで受信した情報を処理する情報処理装置と、を備える。 An RFID system according to the present invention includes the RFID antenna cell described above and an information processing apparatus that processes information received by the RFID antenna cell.
本発明によれば、外側導体の表面に、内側導体に対して所要の角度で延びる溝がハの字状に連続して形成されているため、RFIDタグとRFIDアンテナセルとの角度に依存せずに、RFIDタグの情報を正確に読み取ることができる。 According to the present invention, the groove extending at the required angle with respect to the inner conductor is formed continuously on the surface of the outer conductor in a letter C shape, so that it depends on the angle between the RFID tag and the RFID antenna cell. In addition, the information of the RFID tag can be read accurately.
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態のRFIDタグシステム100の模式的な構成図である。図1には、図2を用いて後述する複数のRFIDアンテナセル10a〜10cと、各RFIDアンテナセル10a〜10cを電気的・物理的に相互接続する同軸ケーブル20a〜20bと、RFIDアンテナセル10cに一端が接続される同軸ケーブル20cの他端に接続されるRFIDリーダ30とを示している。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
図1に示すRFIDタグシステム100は、3つのRFIDアンテナセル10a〜10cを用いる例を示しているが、RFIDアンテナセル10a〜10cの数は、3つとすることは必須ではなく、管理対象の数等に応じて、適宜、決定すればよい。
The
なお、RFIDアンテナセル10a〜10cは、全て同様の構成としており、以下、特にこれらを区別する必要がないときは、総称としてRFIDアンテナセル10と示す。また、同軸ケーブル20a〜20cも、同軸ケーブル20cのみ他の同軸ケーブル10a〜20bよりも長いものの、その点を除けば全て同様の構成としており、以下、特にこれらを区別する必要がないときは、総称として同軸ケーブル20と示す。
The
図2は、図1のRFIDアンテナセル10の模式的な構成を示す斜視図である。図2に示すように、RFIDアンテナセル10は、概形を平板状である直方体としている。もっとも、直方体とせずとも、その長手方向の断面が俵形のような形状であってもよい。
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the
RFIDアンテナセル10の概形は、絶縁体13の概形に依存する。絶縁体13は、所要の強度と絶縁性を有するプラスチックなどからなる。絶縁体13の内部の中央部には、その長手方向に沿って、銅などの金属からなる内側導体11が延在している。また、絶縁体13の表面は、アルミニウム箔を含む金属箔などからなる外側導体12で覆われている。換言すると、RFIDアンテナセル10は、内側導体11と外側導体12と絶縁体13とを有する伝送線路を備える。なお、本実施形態の伝送線路は、特性インピーダンスが、約50Ωとなる条件で製造すればよい。
The general shape of the
RFIDアンテナセル10の第1面には、長方形の溝14がハの字状に連続して形成されている。外側導体12の両端は、第1面の裏面である第2面の位置などで、接着剤、半田付けなどで相互に接続されている。なお、絶縁体13の長手方向の両端は、同軸ケーブル20が接続できるように、少なくとも、同軸ケーブル20の接続部付近は、開口状態とされている。
On the first surface of the
同軸ケーブル20は、内側導体11に接続される心線導体21と、外側導体12に接続される被覆導体22とを備える。また、同軸ケーブル20は、励振源であるところのRFIDリーダ30に接続されている。
The
図2に示すようにRFIDアンテナセル10を構成すると、RFIDリーダ30をオンしたときに、同軸ケーブル20を流れる電流に基づく情報読み取り用の電波が溝14から発せられる。したがって、その近傍にRFIDタグが位置すれば、当該電波によって、そのRFIDタグに格納されている情報が読み出されるので、RFIDリーダ30は、当該情報を取得することができる。なお、RFIDタグシステム100で採用する電波の周波数帯は、これに限定されるものではないが、例えば、UHF帯(920MHz)を用いることができる。
When the
ここで、図2に示すRFIDアンテナセル10は、各溝14の形状、大きさ、相互の位置関係を所定の条件とすることが必要である。とりわけ、一対の溝14をハの字状にし、それらを連続的に形成することが、RFIDタグが様々な向きとなっても、RFIDタグと通信するためには必要である。
Here, it is necessary for the
図3(a)〜図3(c)は、一対の溝14をハの字状に形成する理由の説明図である。図3(a)〜図3(c)には、搬送対象の製品を梱包している段ボール箱200と、段ボール箱200の側面に設けられたビニールポケット300と、ビニールポケット300内に挿入された搬送管理カード400と、搬送管理カード400に貼付されたRFIDタグ500とを示している。なお、RFIDタグ500と対応する位置には、溝14も付記してある。
FIG. 3A to FIG. 3C are explanatory diagrams for explaining the reason for forming the pair of
搬送管理カード400は、図3(a)に示すように、ビニールポケット300内に挿入されたときには本来の向きとなる場合と、図3(b)に示すように斜めの向きとなる場合と、図3(c)に示すように倒れた向きとなる場合とがある。
As shown in FIG. 3 (a), the
仮に、図3(a)に示すように、搬送管理カード400がビニールポケット300内で本来の向きとなることが確実なのであれば、RFIDタグ500は図面左右方向の向きになるので、溝14はRFIDタグ500の向きと直交するように図面上下方向に延びる態様で形成することが理想的である。
As shown in FIG. 3A, if it is certain that the
しかし、搬送管理カード400がビニールポケット300に比して小さい場合には、図3(b)或いは図3(c)に示すように、搬送管理カード400がビニールポケット300内で斜めの向きとなったり、倒れた向きとなったりということが起こる。
However, when the
それでも、溝14をハの字状に連続して形成すると、RFIDタグ500の近傍に位置する複数の溝14のいずれかを通じて発せられる電波によって、RFIDタグ500との通信が可能となる。
Still, when the
各溝14の形状は、ここでは長方形のものを示しているが、その他の諸条件は、RFIDアンテナセル10の長さ及び幅、絶縁体13の誘電率、溝14の形成面からRFIDタグまでの距離などによって決定している。
The shape of each
一般的には、溝14のアスペクト比が増加するほど、溝14から出力される電波の強度が増加する。したがって、溝14の形成面からRFIDタグまでの距離を考慮して、溝14のアスペクト比を決定すればよい。
Generally, the intensity of the radio wave output from the
シミュレーションの結果、例えば、RFIDアンテナセル10の長さを200mm〜210mm、その幅を50mm〜60mmとし、各溝14のRFIDアンテナセル10の軸方向に対する角度を30°〜60°の範囲とした場合には、溝14の形成面からRFIDタグまでの距離が6cm程度までの場合には、溝14の長さを6cm程度とすれば、RFIDタグからの情報を確実に読み出せることがわかった。
As a result of the simulation, for example, when the length of the
また、シミュレーションの結果、溝14の長さと幅とのアスペクト比は、100:1以下でないと、RFIDタグからの情報を確実に読み出すことが困難であった。したがって、溝14の長さを6cm程度とする場合には、溝14の幅は0.6mm程度となる。一方、溝14のアスペクト比を大きくすると、溝14からの電波の飛距離は伸びるものの、電波の飛距離にムラが生じることもわかった。電波の飛距離と平滑化との観点からすると、各溝14のアスペクト比は50:1以下とすると好ましく、より好ましくは20:1〜10:1であった。
As a result of the simulation, it was difficult to reliably read information from the RFID tag unless the aspect ratio between the length and width of the
各溝14のRFIDアンテナセル10の軸方向に対する角度は、45°程度が好ましいが、30°〜60°の範囲であれば、RFIDタグからの情報を確実に読み出せることがわかった。
The angle of each
なお、この角度は、連続する溝14の全てで同一の角度にする必要はなく、例えば、ある位置のハの字の溝14の角度をアレーアンテナの軸方向に対して30°とし、次のハの字の溝14の角度をアレーアンテナの軸方向に対して45°としてもよい。また、一対のハの字状の溝14の間でも同一の角度でなくてもよい。
This angle does not need to be the same for all the
図4(a)は、本発明の実施例のRFIDタグシステム100の模式的な構成図である。図4(a)には、既述のRFIDアンテナセル10と、RFIDアンテナセル10が設置される搬送管理カード400のストック用の進捗管理用カードラック50と、RFIDリーダ30によって読み出された情報を処理する情報処理装置40とを示している。
FIG. 4A is a schematic configuration diagram of the
図4(b)は、図4(a)に示す進捗管理用カードラック50とRFIDアンテナセル10との関係を示す図である。ここでは、3段の進捗管理用カードラック50が連結され、かつ、4つのRFIDアンテナセル10が連結された状態を示しているが、これらの数は例示である。
FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the progress
RFIDアンテナセル10は、例えば、進捗管理用カードラック50の丈に応じた長さとなる数を連結すればよい。そして、RFIDアンテナセル10は、進捗管理用カードラック50のカード挿入口が設けられている面の裏面側に配置すればよい。なお、RFIDアンテナセル10は、図示しないアンテナケースに収納するなどして用いることもできる。
For example, the
図4(c)は、図4(a)に示す進捗管理用カードラック50の模式図である。進捗管理用カードラック50は、例えば、1段当たり10枚程度の進捗管理用カード400をストックできるように構成されている。
FIG. 4C is a schematic diagram of the progress
もっとも、進捗管理用カードラック50には、様々なサイズのものがあるので、10枚の進捗管理用カード400をストックできる進捗管理用カードラック50といえども、進捗管理用カードラック50内における進捗管理用カード400の垂直方向の位置は様々なケースが考えられる。
However, since there are various sizes of the progress
溝14がハの字状に連続して形成されたRFIDアンテナセル10を用いると、進捗管理用カードラック50内における進捗管理用カード400の位置に拘らず、進捗管理用カード400に貼付されているRFIDタグ500との間で電波の送受信が可能となる。
When the
なお、本実施例のRFIDタグシステム100の使用例を説明すると、まず、何らかの製品に対して発注がされると、その発注先の宛先等の情報をRFIDタグ500に格納する。つぎに、RFIDタグ500が進捗管理用カード400に貼付され、その後に、その進捗管理用カード400が進捗管理用カードラック50にストックされる。
An example of use of the
この際、本実施例のRFIDタグシステム100の場合には、RFIDリーダ30により、同軸ケーブル20を流れる電流に基づく情報読み出し用の電波が溝14から発せられ、当該電波によってRFIDタグ500に格納されている情報を読み出すことができる。
At this time, in the case of the
その情報は、同軸ケーブル20を通じてRFIDリーダ30に出力され、情報処理装置40に出力されるので、情報処理装置40では、随時、進捗管理用カードラック50にストックされていく進捗管理用カード400の管理を行うことができる。換言すると、進捗管理用カードラック50に対する進捗管理用カード400の挿抜も管理することができる。
The information is output to the
ここで、RFIDタグ30とRFIDアンテナセル10との距離を変更したときのRFIDアンテナセル10の受信感度についてシミュレーションしたところ、0cm〜6cmの間では受信感度は良好で、約7.25cmを超えると感度が相対的に急激に悪化することがわかった。
Here, when the reception sensitivity of the
その後、発注対象の製品の発送準備ができたら、その製品の発送先に対応した進捗管理用カード400が、進捗管理用カードラック50から抜き取られ、図3に示したように、適宜、製品が梱包されているダンボール箱200に設けられたビニールポケット300に挿入される。
Thereafter, when preparation for shipment of the product to be ordered is completed, the
図5は、進捗管理用カード400がビニールポケット300に挿入された複数のダンボール箱200がベルトコンベア600に載せられて搬送されている状態を示す図である。図5には、ベルトコンベア600の近傍に、RFIDタグシステム100が設置されている状態を示している。
FIG. 5 is a view showing a state in which a plurality of
RFIDタグシステム100は、ベルトコンベア600によってダンボール箱200が搬送されてくると、既述の要領で、ダンボール箱200に付帯する進捗管理用カード400に貼付されているRFIDタグ500に格納されている情報を読み出す。これにより、所望の配送先に向けた製品の搬送管理を行うことができる。
When the
ここで、RFIDタグ30と溝14との長手方向の向きを平行にした場合と直交にした場合との各々で、RFIDタグ30とRFIDアンテナセル10との距離を変更したときのRFIDアンテナセル10の受信感度についてシミュレーションしたところ、両者の感度差は0cm〜約1.3cmの間では2dB以内であり、その後、RFIDタグ30とRFIDアンテナセル10との距離が長くなるほど、線形的に感度差が広がり、5cm離れた場合には、約5dB程度となった。
Here, the
以上、本明細書では、長方形の溝14をハの字状に配列する例を説明したが、溝14は厳密な意味で長方形でなくてもよく、図6に示すように階段状のように、マクロ的に見て長方形となるような形状であってもよい。
As described above, in the present specification, the example in which the
10 RFIDアンテナセル
11 内側導体
12 外側導体
13 絶縁体
14 溝
20 同軸ケーブル
21 心線導体
22 被覆導体
30 RFIDリーダ
40 情報処理装置
50 カードラック
200 ダンボール箱
300 ビニールポケット
400 進捗管理用カード
500 RFIDタグ
600 ベルトコンベア
DESCRIPTION OF
Claims (4)
絶縁体の内部に延在する内側導体と前記絶縁体の表面に位置する外側導体とを有する伝送線路を有し、
前記外側導体の第1面に、前記内側導体に対して所要の角度で延びる溝がハの字状に連続して形成されているRFIDアンテナセル。 In an RFID antenna cell that reads information stored in an RFID tag,
A transmission line having an inner conductor extending inside the insulator and an outer conductor located on the surface of the insulator;
An RFID antenna cell in which a groove extending at a required angle with respect to the inner conductor is continuously formed in a C shape on the first surface of the outer conductor.
前記RFIDアンテナセルで受信した情報を処理する情報処理装置と、を備えるRFIDシステム。
An RFID antenna cell according to claim 1;
An RFID system comprising: an information processing device that processes information received by the RFID antenna cell.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2016164188A (en) * | 2014-04-28 | 2016-09-08 | ダイキン工業株式会社 | Composition |
JP2017220232A (en) * | 2016-06-02 | 2017-12-14 | 帝人株式会社 | Reading system |
-
2013
- 2013-06-28 JP JP2013137319A patent/JP2015012510A/en active Pending
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