JP3958667B2

JP3958667B2 - リーダライタ用ループアンテナ、及びそれを備えた物品管理棚及び図書管理システム

Info

Publication number: JP3958667B2
Application number: JP2002301944A
Authority: JP
Inventors: 修古屋; 裕治雜山; 勝久奥脇; 田中　　義則
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2002-10-16
Filing date: 2002-10-16
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2022-10-16
Also published as: JP2004140513A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品に取り付けられたＩＣカードと無線通信を行うリーダライタ用アンテナ及びリーダライタ用のアンテナが物品を収納するための棚に組み込まれた物品管理棚に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードとリーダライタを用い、無線通信により物品の管理を行う物品管理システムは、ＩＣカードとリーダライタとの間で非接触で物品に関する情報を送受することができ、バーコードによる管理に比して、物品の所在状況の管理等が極めて簡単に行い得ることから、最近、種々の物品管理に適用されつつある。
【０００３】
本出願人は、既にこのような物品管理システムを図書館等に適用し、従来の貸出業務に加え、リアルタイムで書籍の位置情報を得、貸出状況の把握、書籍の所在状況の把握を行うことにより、図書の管理を行えるようにした物品管理システムを提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図６は一つの物品管理棚を示す斜視図である。
物品管理棚１０Ａには、上下に平行に複数段（図示では３段）設けられた棚板１ａ，１ｂ，１ｃにより３つの棚が構成されている。
各棚板１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、棚板１ａの面内にはワンループアンテナ２Ａを形成するループ線が埋設され、棚板１ｂの面内にはツーループアンテナ２Ｂを形成するループ線が埋設され、棚板１ｃの面内にはフォーループアンテナ２Ｃを形成するループ線が埋設されている。
【０００５】
ワンループアンテナ２Ａは、棚板１ａの外形状に沿った長方形状をなし、ツーループアンテナ２Ｂは、棚板１ｂの形状のほぼ半分の位置で折り返した形状を有する８の字形状をなし、フォーループアンテナ２Ｃは棚板１ｃのほぼ４分割した３ヶ所の位置で折り返した形状を有している。
なお、これらループアンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは後述する同調回路と接続しており、この同調回路が同軸ケーブル２０を介して、リーダライタ６に接続されている。
【０００６】
図７には同調回路３の一例を示す。同調回路３はトランス３ａとコンデンサ３ｂで基板上に構成され、ループ線２ａと共振を取ってインピーダンス整合を図り、同軸ケーブル２０に接続されている。また、同軸ケーブル２０はコネクタ２０ａを介してリーダライタ６に接続されている。
【０００７】
図８はＩＣカードが取り付けられた書籍を示す斜視図であり、ＩＣカード５はタグ状をなし、書籍４の背表紙４ａの下部に貼付けられている。ＩＣカード５は図９に示すように、ループ状をなすカードアンテナ５ａとそれに接続されたＩＣチップ５ｂとからなる。また書籍４の表紙下部には、その端部がＩＣカード５の端部に近接するように共振カード７が貼付けられる。共振カード７はこのカードアンテナ５ａと共振して書籍の載置方向が異なる場合、例えばＩＣカードとループアンテナが直接通信し難いような場合にも、共振カードの共振とループアンテナにより通信を可能としている。
【０００８】
図１０は各棚板と書籍との配置関係を示したものであり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。これらの図より明らかなように、ループアンテナ２Ａや２Ｂのループコイルの垂直面内にＩＣカード５のカードアンテナの面が位置するように書籍４の載置位置に対して各棚板１ａ、１ｂのループアンテナ２Ａ，２Ｂが設けられている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２９１７（第２頁、図１）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように従来の技術において、ループアンテナを構成する導体は、その長さ方向に断面形状が同一の円形をなすワイヤ等で構成される。この場合、そのループアンテナによって形成される磁界（磁束）は、図１０（ｂ）に示したように、導体を中心とする略円形となり、この磁界が作用する範囲は、半径でｈｃｍ（直径２ｈｃｍ）程度である。しかしながら、本棚等の棚板において、ＩＣカードを取り付けた物品を収納する場合、その磁界の有効範囲は物品のＩＣカードが取り付けられた部分が位置する可能性のある領域を広く全体的にカバーすることが好ましい。即ち、棚板等に取り付けられるループアンテナにおいては、その棚板の所定部分に沿うように磁界の形を成形することが望まれる。一方、ループアンテナを棚板全体に張り巡らせることは導体のコスト削減や省電力の観点から好ましくない。したがって、図６や図１０に示したような、従来のループアンテナでは、書籍４が棚に対して例えば浅い位置に載置されるなどして、書籍４等の載置される位置が所定位置からずれるようなことがあると、ＩＣカード５にループアンテナからの磁界が届かず、或いはＩＣカード５からの磁界がループアンテナに届かず、ループアンテナによる通信が不能となり、もって、信頼性の高い物品管理ができなくなるという問題がある。
【００１１】
そこで、本発明は上述した問題点を解決するために成されたものであり、簡単な構成において、ループアンテナから発生される磁界の影響範囲を容易に広げることができ、或いはＩＣカードから発生される磁界を広範囲で検出することができ、もって、ＩＣカードの位置が多少ずれたとしても、確実に通信を行うことができ、もって、信頼性に優れた物品管理を行うことができるリーダライタ用アンテナ及び物品管理棚を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、ＩＣカードと無線通信を行うリーダライタ用ループアンテナであって、該ループアンテナのループ状導体の断面形状が、該ループ状導体が設けられる平板部の平面と平行な方向の長さが他の方向の長さよりも長い扁平状に形成され、前記平板部の平面と平行な面における前記ループ状導体の一部の幅を、前記平板部の平面と平行な面における前記ループ状導体の他の部分の幅よりも大きくしたものである。
【００１３】
磁界は導体を周回するように発生するので、その一部の断面形状を他の部分と異ならせることで、その部分における磁界の検出領域或いは磁界の発生領域範囲を異ならせることができ、従って様々なリーダライタシステムの使用態様に適用させることができる。
【００１４】
また、本発明は、物品に取り付けられたＩＣカードと無線通信を行うリーダライタ用ループアンテナが前記物品を収納するための棚板に付設された物品管理棚において、前記リーダライタ用ループアンテナは、該ループアンテナを形成するループ状導体を有し、該ループ状導体が前記棚板に付設されており、前記ループ状導体の断面形状が物品の挿入方向である水平方向に対して長く、上下方向に短い扁平状に形成され、前記棚板を有する棚の手前側の前記ループ状導体の水平方向の幅が、前記棚の奥側の前記ループ状導体の水平方向の幅と異なる幅に形成されているものである。
【００１５】
また、本発明は、書籍に取り付けられたＩＣカードと無線通信を行うリーダライタ用ループアンテナが前記書籍を収納するための棚板に付設された図書管理システムにおいて、前記リーダライタ用ループアンテナは、該ループアンテナを形成するループ状導体を有し、該ループ状導体が前記棚板に付設されており、前記ループ状導体の断面形状が書籍の挿入方向である水平方向に対して長く、上下方向に短い扁平形状に形成され、前記棚板を有する棚の手前側の前記ループ状導体の水平方向の幅が、前記棚の奥側の前記ループ状導体の水平方向の幅と異なる幅に形成されているものである。
【００１６】
また、本発明は、書籍を収納するための棚板に付設され、書籍に取り付けられたＩＣカードと無線通信を行うリーダライタ用ループアンテナであって、前記リーダライタ用ループアンテナは、該ループアンテナを形成するループ状導体を有し、該ループ状導体が前記棚板に付設されており、前記ループ状導体の断面形状が書籍の挿入方向である水平方向に対して長く、上下方向に短い扁平状に形成され、前記棚板を有する棚の手前側の前記ループ状導体の水平方向の幅が、前記棚の奥側の前記ループ状導体の水平方向の幅と異なる幅に形成されているものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図書管理に適用される物品（図書）管理棚に適用した場合に例をとって、図面を用いて説明する。
図１は一つの物品管理棚を示す斜視図である。
物品管理棚１０Ａは、従来技術に示したと同様に、上下に平行に複数段（図示では３段）設けられた棚板１ａ，１ｂ，１ｃにより３つの棚を有している。
そして、各棚板１ａ，１ｂ，１ｃにおいて、棚板１ａの下面にはワンループアンテナ２Ａを形成するループ状導体が付設され、棚板１ｂの下面にはツーループアンテナ２Ｂを形成するループ状導体が付設され、棚板１ｃの下面にはフォーループアンテナ２Ｃを形成するループ状導体が付設されている。
【００１９】
ワンループアンテナ２Ａは、棚板１ａの外形状に沿った長方形状をなし、ツーループアンテナ２Ｂは、棚板１ｂの形状のほぼ半分の位置で折り返した形状を有する８の字形状をなし、フォーループアンテナ２Ｃは棚板１ｃのほぼ４分割した３ヶ所の位置で折り返した形状を有している。これらループアンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃは従来技術で説明した同調回路３と接続しており、この同調回路３が同軸ケーブル２０を介して、図１に示されるリーダライタ６に接続されている。
【００２０】
図３はワンループアンテナ２Ａを詳細に示す図であり、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。ワンループアンテナ２Ａは、その一部である棚の手前側に対応する部分（書籍を棚に入れた場合、ＩＣカードが付されている背が位置する部分）が本の挿入した場合の奥側よりもより広い（ａ＞ｂ）平板状に形成され、その断面形状が本の挿入方向に対して長く、上下方向に短い扁平状の形状をなしている。このループアンテナは例えば棚板として既存の木製やプラスチック製棚板を使用する場合、あるいはガラス製の棚板を使用する場合は図４に示されるように絶縁性フィルム２１を介して棚板裏面に付設され、例えば絶縁性フィルム２１に導電ペーストを塗布することで容易に形成することができる。
【００２１】
このようなループアンテナによれば、図４に示されるように、導体である導電ペーストのパターンを囲繞するように、該パターンに沿って磁界（磁束）２２が形成されるため、磁界の及ぶ範囲を従来の断面円形導体に比べて広くすることができ、書籍等の載置位置がその広い範囲でずれても、ＩＣカードは確実に磁界を検出でき、また逆にＩＣカードもループアンテナからの磁界を検出することができる。これにより、通信の信頼性を向上させることができる。即ち、本発明によれば、一つのループアンテナにおいて、磁界の検出範囲を広くする必要がある位置に対応する導体部分のみの断面形状を、その検出範囲を拡大する方向に延ばす（広げる）ことにより、最小限の導体材料を用いて広範囲の磁界検出をカバーすることができることとなる。なお、本例によれば、棚板の手前側の奥行き方向において、磁界の影響範囲をおよそ２ｈからａ＋２ｈに広げることができ、また、高さ方向（棚板と垂直方向）にもａの値に対応する高さ領域まで広げることができる。このａの値（ループアンテナを構成する導体の断面幅）は、棚板及びそれに収納する物品及びそれに用いられるＩＣカードの取り付け位置等に鑑み、物品の収納においてそのＩＣカードの位置がループアンテナに対してどの程度変動するかに基づいて設定することができる。
【００２２】
なお、図５に示すように、ワンループアンテナ２Ａ同様、ツーループアンテナ２Ｂ、フォーループアンテナ２Ｃについても、その一部である棚の手前側に位置する部分が平板状に形成され、その断面形状が本の挿入方向に長く、上下方向に短い扁平状の形状に形成されている。
【００２３】
なお、本実施の形態において、３段の管理棚において、それぞれワンループ、ツーループ、フォーループのアンテナを設けるようにした理由について以下に説明すると、各ループアンテナ２Ａ，２Ｂ，２Ｃにおいて鎖交する磁束は、例えば、図２において、フォーループアンテナ２Ｃに（ｃ）に示すように磁束Φ１，Φ２が発生した場合、これらは、ツーループアンテナ２Ｂに対しては（ｂ）に示すように鎖交し、これら磁束は互いにうち消されて相殺され（Φ３＝０）、ツーループアンテナ２Ｂにおいて誘導起電力が発生されることはなく、また、ワンループアンテナ２Ａに対しては（ｃ）に示すように鎖交し、やはりこれら磁束は互いにうち消されて相殺され（Φ４＝０）、ワンループアンテナ２Ａにおいて誘導起電力が発生されることはない。勿論、図２より明らかなように、ツーループアンテナ２Ｂとワンループアンテナ２Ａとの関係においても、同じとなり、一方のループアンテナで発生した磁束が他方のループアンテナと鎖交する磁束の総数は零となり、やはり誘導起電力の発生が防止される。
【００２４】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明は、簡単な構成において、また導体材料を多量に必要とすることなく、ループアンテナから発生される磁界のＩＣカードに対する影響範囲を所定範囲において容易に広げることができ、或いはＩＣカードから発生される磁界を検出することができる所定範囲を容易に広げることができ、従って、ループアンテナに対するＩＣカードの位置が多少ずれたとしても、確実に通信を行うことができ、もって、信頼性に優れた物品管理を行うことができるリーダライタ用アンテナ及び物品管理棚を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における物品管理棚を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１の動作を示す図である。
【図３】ワンループアンテナと棚板を示す斜視図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】ワンループアンテナ、ツーループアンテナ、フォーループアンテナを示す斜視図である。
【図６】従来の物品管理棚を示す斜視図である。
【図７】同調回路を示す回路図である。
【図８】書籍にＩＣカードを貼着した状態を示す斜視図である。
【図９】ＩＣカードを示す簡略構成図である。
【図１０】ループアンテナと書籍の配置関係を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ棚板、２Ａワンループアンテナ、２Ｂツーループアンテナ、２Ｃフォーループアンテナ、４書籍、５ＩＣカード、６リーダライタ、１０Ａ物品管理棚、２１絶縁性フィルム。

Claims

ＩＣカードと無線通信を行うリーダライタ用ループアンテナであって、
該ループアンテナのループ状導体の断面形状が、該ループ状導体が設けられる平板部の平面と平行な方向の長さが他の方向の長さよりも長い扁平状に形成され、
前記平板部の平面と平行な面における前記ループ状導体の一部の幅を、前記平板部の平面と平行な面における前記ループ状導体の他の部分の幅よりも大きくしたリーダライタ用ループアンテナ。
物品に取り付けられたＩＣカードと無線通信を行うリーダライタ用ループアンテナが前記物品を収納するための棚板に付設された物品管理棚において、
前記リーダライタ用ループアンテナは、該ループアンテナを形成するループ状導体を有し、該ループ状導体が前記棚板に付設されており、
前記ループ状導体の断面形状が物品の挿入方向である水平方向に対して長く、上下方向に短い扁平状に形成され、
前記棚板を有する棚の手前側の前記ループ状導体の水平方向の幅が、前記棚の奥側の前記ループ状導体の水平方向の幅と異なる幅に形成されている物品管理棚。
書籍に取り付けられたＩＣカードと無線通信を行うリーダライタ用ループアンテナが前記書籍を収納するための棚板に付設された図書管理システムにおいて、
前記リーダライタ用ループアンテナは、該ループアンテナを形成するループ状導体を有し、該ループ状導体が前記棚板に付設されており、
前記ループ状導体の断面形状が書籍の挿入方向である水平方向に対して長く、上下方向に短い扁平形状に形成され、
前記棚板を有する棚の手前側の前記ループ状導体の水平方向の幅が、前記棚の奥側の前記ループ状導体の水平方向の幅と異なる幅に形成されている図書管理システム。
書籍を収納するための棚板に付設され、書籍に取り付けられたＩＣカードと無線通信を行うリーダライタ用ループアンテナであって、
前記リーダライタ用ループアンテナは、該ループアンテナを形成するループ状導体を有し、該ループ状導体が前記棚板に付設されており、
前記ループ状導体の断面形状が書籍の挿入方向である水平方向に対して長く、上下方向に短い扁平状に形成され、
前記棚板を有する棚の手前側の前記ループ状導体の水平方向の幅が、前記棚の奥側の前記ループ状導体の水平方向の幅と異なる幅に形成されているリーダライタ用ループアンテナ。