JP4705736B2

JP4705736B2 - 非接触通信式情報担体用リーダライタ

Info

Publication number: JP4705736B2
Application number: JP2001209693A
Authority: JP
Inventors: 勤荒木; 利行金子
Original assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Current assignee: Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: JP2003030598A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アンテナコイルとＩＣチップを備えた非接触通信式情報担体（以下、情報担体と略記する）に対して情報の授受を行なうリーダライタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば試験管を使用して血液検査などを行なう場合、その検査に関する情報などを記載した小片の記録用紙あるいはバーコードを印刷した小片の用紙を試験管の周面に貼っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが前記試験管の取扱中や高温多湿等の環境下における検査中などに情報を記録した用紙が汚れたり、試験管から剥がれて紛失したりする不都合があった。さらに記録用紙に記載した情報を目で読むときには、記録用紙が見える位置まで試験管を回す必要があった。またバーコード情報を光学的に読み取る場合は、バーコードが光学ヘッドと対向する位置まで試験管を回す必要があり、そのために読取装置に試験管の回転、位置決め機構が必要となり、構造の複雑化、大型化、コスト高などの弊害を招来する。
【０００４】
一方、近年、一面にアンテナコイルを一体に形成したＩＣチップを使用する情報担体が検討されている。ところがアンテナコイルを一体に形成したＩＣチップは硬く、ＩＣチップどうしが接触するとコイル形成面が傷つき易いため、ＩＣチップの袋詰めやパーツフィーダによるＩＣチップの供給ができず、高価なマテリアルハンドリングに依らざるを得ない。
【０００５】
またアンテナコイルを一体に形成したＩＣチップは極めて薄く（厚さが０．２ｍｍ〜０．６ｍｍ程度）、脆性が高いのでコイル形成面側（またはその裏面側）に対する応力による割れや欠けなどが起こり易く、２次加工が困難である。
【０００６】
さらに樹脂を利用したチップのインサート成形は可能であるが、アンテナコイルを一体に形成したＩＣチップとモールド樹脂との物理的特性の違いが大きいため、成形性が悪く、多数個取りが難しく、コスト高になるなどの欠点を有している。
【０００７】
本発明者らは前述のような欠点を解消するため、一面にアンテナコイルを一体に形成したＩＣチップをコアピース本体の凹部内に装着してコアピースを構成し、そのコアピースを例えば試験管などの筒状容器の底部中央位置、またはその容器の開口部を閉塞する蓋体の中央位置に取り付けた情報担体を提案した。
【０００８】
本発明は、このような情報担体に好適なリーダライタを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、リーダライタ側アンテナコイルと、そのリーダライタ側アンテナコイルと対応する位置に設けられたホルダー位置決め部とを設け、担体側アンテナコイルを有する情報担体の挿入を案内する挿入案内・姿勢保持部を形成したホルダーを前記ホルダー位置決め部に装着して、前記リーダライタ側アンテナコイルに対してホルダーを位置決めし、
そのホルダーの挿入案内・姿勢保持部に情報担体を挿入し、挿入案内・姿勢保持部の案内により情報担体の担体側アンテナコイルをリーダライタ側アンテナコイルに近接対向させるとともに、情報担体の姿勢を保持することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、挿入案内・姿勢保持部の案内により情報担体の担体側アンテナコイルの中心位置がリーダライタ側アンテナコイルの中心位置と合致するように配置されることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第３の手段は前記第１の手段または第２の手段において、情報担体が長い形状をしており、情報担体の下部に媒体側アンテナコイルが設けられ、その媒体側アンテナコイルを下側にして情報担体をボルダーの挿入案内・姿勢保持部に挿入することにより、情報担体の垂直状態が保持されることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第４の手段は前記第１の手段において、ホルダーが複数個用意され、各ホルダーの挿入案内・姿勢保持部の形状がそれぞれの情報担体の形状に応じて異なり、情報の授受を行なおうとしている情報担体に適合したホルダーを複数個のホルダーから選択してホルダー位置決め部に着脱可能に装着されることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第５の手段は前記第１の手段において、ホルダー位置決め部が凹部からなり、ホルダーがその凹部状のホルダー位置決め部内に嵌合可能になっていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第６の手段は前記第４の手段において、ホルダー位置決め部が凹部からなり、複数個のホルダーの外形が同じで凹部状のホルダー位置決め部に嵌合可能になっていることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第７の手段は前記第５の手段または第６の手段において、リーダライタ側アンテナコイルを巻回した通信用コアの端面が凹部状のホルダー位置決め部の底部で露出していることを特徴とするものである。ことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は実施形態に係る情報担体用コアピースの平面図、図２は図１Ａ−Ａ線上の断面図、図３はそのコアピースに用いるＩＣチップの拡大平面図、図４は図３Ｂ部の拡大平面図、図５はそのコアピースに用いるコアピース本体の平面図、図６はそのコアピース本体の一部を断面にした正面図である。
【００１７】
図３と図４に示すように、正方形をしたＩＣチップ１の回路形成側の表面にポリイミド樹脂などからなる絶縁層２（図１１参照）を介して矩形スパイラル状のアンテナコイル３が一体に形成されている。アンテナコイル３はＩＣチップ１の外形に沿って矩形に形成され、本実施形態の場合、コイル幅は約１４μｍ、コイル間の隙間は約４μｍで、ターン数は約４７ターンである。アンテナコイル３の両端は、入出力端子４、４に接続されている。図３に示すように、ＩＣチップ１の中心Ｏ１と矩形スパイラル状のアンテナコイル３の巻回中心Ｏ２が一致するように、アンテナコイル３がＩＣチップ１上にフォトレジスト法などにより形成される。このアンテナコイル３を一体形成したＩＣチップ１の一辺の長さは３ｍｍ〜４ｍｍ程度、厚さは０．２ｍｍ〜０．６ｍｍ程度である。
【００１８】
コアピース本体５は例えばポリカーボネート樹脂やエポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂で成形され、図５と図６に示すように中央位置に円形の凹部６を有し、凹部６の開口部周辺に突起状のかしめ代７が一体に形成されている。
【００１９】
図５に示すように凹部６の内径ＤはＩＣチップ１の対角線の長さＬ（図３参照）と略等しく設計され、ＩＣチップ１を凹部６内に挿入することにより、ＩＣチップ１の中心Ｏ１とコアピース本体５の中心Ｏ３が一致するように、すなわちコアピース本体５内でＩＣチップ１（アンテナコイル３）がその中心に位置決めされるようになっている。コアピース本体５の外周に環状凸部１１が１条または複数条（本実施形態では１条）形成されている。
【００２０】
図２に示すようにＩＣチップ１はアンテナコイル３側を下にして凹部６内に挿入され、コアピース本体５の上側から超音波溶着ホーン（図示せず）を押し付けてかしめ代７を内側に加熱軟化してかしめ、図１と図２に示すようにＩＣチップ１の４つの角部１ａ〜１ｄを押さえる（係止する）かしめ部９を形成して、ＩＣチップ１が凹部６内にがたつくことなく担持されて、コアピース１０を構成する。なお、かしめ代７の上端部に切欠部あるいは切り込みを設けて、かしめ代７の内側への折れ曲げを容易にすることもできる。
【００２１】
この例ではＩＣチップ１はアンテナコイル３側を下にして凹部６内に挿入し、アンテナコイル３を凹部６の底部１２で保護した形になっていが、アンテナコイル３側を上にしてＩＣチップ１を凹部６内に挿入しても、アンテナコイル３の表面はかしめ部９の厚さ分だけコアピース本体５の上面より内側に下がっているから、袋詰やパーツフィーダで供給するときにアンテナコイル３が傷つくことなく、保護効果はある。コアピース本体５を透明な合成樹脂で成形すれば、ＩＣチップ１の装着の有無などの確認ができて便利である。
【００２２】
図７と図８はコアピース１０を取り付ける試験管１３を説明するための図で、図７はコアピース１０を取り付ける前の状態を、図８はコアピース１０を取り付けた後の状態を、それぞれ示している。
【００２３】
試験管１３は例えばポリプロピレン樹脂などの半透明あいは透明で耐熱性、耐薬品性などに優れた合成樹脂で成形され、図７に示すように底部１４の中央位置に嵌合凹部１５が形成され、それの内周面に環状凹部１６が設けられている。
【００２４】
この嵌合凹部１５に対してコアピース１０の底部１２が下側になるようにしてコアピース１０を嵌合凹部１５に圧入する。この圧入によりコアピース１０に設けられている環状凸部１１が嵌合凹部１５に設けられている環状凹部１６に嵌まり込み、両者の係合で図８に示すように試験管１３の底部１４にコアピース１０が嵌着される。この状態でコアピース１０の底面は試験管１３の底面より突出しておらず、また、試験管１３の中央位置にコアピース１０（アンテナコイル３）が位置決めされる。このようにして固定されたコアピース１０は、試験管１３の取扱時や洗浄時などに脱落したりすることはない。
【００２５】
このようにコアピース１０を取り付けた試験管１３により本実施形態に係る情報担体が構成される。この試験管１３を用いて例えば血液検査などが行なわれる場合、被検者の１Ｄ情報、試験条件に関する情報、試験結果に関する情報などがコアピース１０のＩＣチップ１に記憶されたり、ＩＣチップ１に記憶されている情報が読み出される。
【００２６】
図９は、この試験管１３などの情報担体に対して情報の読出し／書込みを行なうるリーダライタ１７の断面図である。リーダライタ１７は上ケース１８と下ケース（シャーシ）１９を有し、内側空間部にプリント配線基板２０が設置され、それには各種電子部品２１ならびに通信用コア２２が搭載されている。またこのプリント配線基板２０には、スイッチ２５やコネクター２３を介してリード線２４なども接続されている。
【００２７】
通信用コア２２は円柱状のフェライト焼結体から構成され（図１１参照）、上ケース１８の通信用コア２２と対応する位置に、凹状のホルダー位置決め部２５が設けられ、そのホルダー位置決め部２５の底面に通信用コア２２の上面が露出し、ホルダー位置決め部２５の底面と通信用コア２２の上面が面一になっているか、通信用コア２２の上面の方がホルダー位置決め部２５の底面より若干突出している。。
【００２８】
凹状のホルダー位置決め部２５には、合成樹脂の成形体からなるホルダー２６が交換可能に装着される。ホルダー２６の中央位置には、上下に貫通し上方に向けて若干拡がったテーパ状の挿入孔２７が形成され、挿入孔２７の下部の内径は情報の授受を行なおうとする試験管１３の外径とほぼ同寸となっている。
【００２９】
図９に示すホルダー２６は細い径の試験管用のものであるが、使用する試験管１３の外径に合わせて数種類準備されており、例えば図１０に示すホルダー２６は太い径の試験管用あるいは他の容器用のものである。このように挿入孔２７の内径は適用す試験管１３などの太さによって様々であるが、各ホルダー２６とも外径はリーダライタ１７のホルダー位置決め部２５の内径とほぼ同寸である。なお、各ホルダー２６の高さは、同じであっても異なってもよく、要は試験管１３などを安定した状態で垂直に保持できる高さであればよい。
【００３０】
図９に示すように試験管１３の外径に適合した内径を有するホルダー２６を選択してホルダー位置決め部２５に装着することにより、通信用コア２２上でのホルダー２６に位置決めがなされ、通信用コア２２の中心と挿入孔２７の中心が合致する。この状態で底部１４を下にして試験管１３を挿入孔２７に挿入すると、試験管１３の底部１４に装着されているコアピース１０が通信用コア２２の上面に当接し、挿入孔２７の案内で、コアピース１０（アンテナコイル３）の中心が通信用コア２２の上面の中心と合致する。
【００３１】
図１１に示すように通信用コア２２の外周にはアンテナコイル２８が巻装されている。同図はコアピース１０のアンテナコイル３と通信用コア２２のアンテナコイル２８との対応関係を示す図であるが、同図ではコアピース１０のアンテナコイル３を実線で表すため、コアピース１０が通信用コア２２の下側に描かれており、実際にはコアピース１０が通信用コア２２の上面に当接した状態になっている。
【００３２】
前述のように試験管１３を垂直に保持することにより、アンテナコイル３の平面が通信用コア２２の軸方向に対して垂直に配置され、アンテナコイル３の中心と通信用コア２２の中心が自動的に合致する。
【００３３】
このように中心の位置合わせを行なうことにより、試験管１３（アンテナコイル３）がその平面上においてどのような向きになっても、アンテナコイル３とアンテナコイル２８の間で磁気的に結合され、データの授受がなされる。
【００３４】
図１２は、本発明に係る試験管１３（情報担体）とリーダライタ１７とホストコンピュータ４４との間におけるデータ伝送システムを示すブロック図である。
試験管１３に付設されているコアピース１０内のＩＣチップ１はアンテナコイル３、電源生成回路３３、メモリ３４、コントロール回路３５などを備えている。リーダライタ１７は試験管１３側のアンテナコイル３と磁気的に結合するアンテナコイル２８、トランシーバ／レシーバ３７、コントローラ３８などを備えている。各部の関係は図に示すような関係になっており、ホストコンピュータ４４からの指令に基づき、リーダライタ１７を介して試験管１３に付設されているメモリ３４に各種データが書き込まれたり、データの読出しが行なわれる。
【００３５】
図１３は、本発明の第２の実施形態を示す蓋体４５の側面図である。この蓋体４５は試験管１３の開口部を閉塞するためのもので、例えばポリプロピレンなどの弾性、耐熱性、耐薬品性などに優れた合成樹脂で成形され、蓋体４５の上面の中心位置にコアピース１０が取り付けられている。この取付構造は図７ならびに図８に示した試験管１３の場合と同様であるからその説明は省略するが、この例の場合図２に示すコアピース１０の底部１２（アンテナコイル３）が蓋体４５の上面側に配置される。
【００３６】
図１４は、本発明の第３の実施形態を示すペトリ皿４６の断面図である。ペトリ皿４６は合成樹脂の成形体からなり比較的浅い筒状の容器で例えば細菌の培養などに用いられ、それの底部下面の中心位置にコアピース１０が取り付けられている。この取付構造は、図７ならびに図８に示した試験管１３の場合と同様であるからその説明は省略する。このペトリ皿４６の代わりに、蓋体４７の上面の中心位置にコアピース１０を取り付けることも可能である。
【００３７】
前記実施形態では通信用コアを用いた例を示したが、通信用コアを使用しないコアレスのリーダライタ側アンテナコイルを使用することも可能である。
【００３８】
前記実施形態ではＩＣチップをコアピースに装着したが、一面にアンテナコイルを形成したＩＣチップを直接容器や蓋などの情報担体に装着することも可能である。
【００３９】
本発明に係る情報担体は前記実施形態に限られることなく、各種の産業分野に適用可能である。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明は、リーダライタ側アンテナコイルと、そのリーダライタ側アンテナコイルと対応する位置に設けられたホルダー位置決め部とを設け、担体側アンテナコイルを有する情報担体の挿入を案内する挿入案内・姿勢保持部を形成したホルダーを前記ホルダー位置決め部に装着して、前記リーダライタ側アンテナコイルに対してホルダーを位置決めし、
そのホルダーの挿入案内・姿勢保持部に情報担体を挿入し、挿入案内・姿勢保持部の案内により情報担体の担体側アンテナコイルをリーダライタ側アンテナコイルに近接対向させるとともに、情報担体の姿勢を保持することを特徴とするものである。
【００４１】
このような構成になっているから、情報担体をホルダーに挿入することにより、自動的に担体側アンテナコイルが適切にリーダライタ側アンテナコイルに近接対向し、また情報担体の姿勢がホルダーで保持されるから、情報担体に対して情報の授受が適正に行なわれ、信頼性の向上が図れる。
【００４２】
請求項２記載の本発明は、挿入案内・姿勢保持部の案内により情報担体の担体側アンテナコイルの中心位置がリーダライタ側アンテナコイルの中心位置と合致するように配置されることを特徴とするものである。そのため両アンテナコイルの磁気的結合力が効果に発揮され、情報担体に対して情報の授受が適正に行なわれ、信頼性の向上が図れる。
【００４３】
請求項３記載の本発明は、情報担体が長い形状をしており、情報担体の下部に媒体側アンテナコイルが設けられ、その媒体側アンテナコイルを下側にして情報担体をボルダーの挿入案内・姿勢保持部に挿入することにより、情報担体の垂直状態が保持されることを特徴とするものである。このような構成をとることにより、試験管などのように長い形状をした情報担体であっても、適正な情報の授受が行なわれ、信頼性の向上が図れる。
【００４４】
請求項４記載の本発明は、ホルダーが複数個用意され、各ホルダーの挿入案内・姿勢保持部の形状がそれぞれの情報担体の形状に応じて異なり、情報の授受を行なおうとしている情報担体に適合したホルダーを複数個のホルダーから選択してホルダー位置決め部に着脱可能に装着されることを特徴とするものである。前述のような複数個のホルダーを用いることにより、１つのリーダライタで複数種類の情報担体に対して情報の授受が可能となり、便利である。
【００４５】
請求項５記載の本発明は、ホルダー位置決め部が凹部からなり、ホルダーがその凹部状のホルダー位置決め部内に嵌合可能になっていることを特徴とするものである。そのためホルダーの装着が簡単で、取扱いが簡便である。
【００４６】
請求項６記載の本発明は、ホルダー位置決め部が凹部からなり、複数個のホルダーの外形が同じで凹部状のホルダー位置決め部に嵌合可能になっていることを特徴とするものである。そのためホルダーの装着が簡単で取扱い易く、１つのリーダライタで複数種類の情報担体に対して情報の授受が可能となり、便利である。
【００４７】
請求項７記載の本発明は、リーダライタ側アンテナコイルを巻回した通信用コアの端面が凹部状のホルダー位置決め部の底部で露出していることを特徴とするものである。このような構成をとることにより、リーダライタ側アンテナコイルと担体側アンテナコイルの磁気的結合力が効果に発揮され、情報担体に対して情報の授受が適正に行なわれ、信頼性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態例に係る情報担体用コアピースの平面図である。
【図２】図１Ａ−Ａ線上の断面図である。
【図３】そのコアピースに用いるアンテナコイルを一体形成したＩＣチップの拡大平面図である。
【図４】図３Ｂ部の拡大図である。
【図５】そのコアピース本体の平面図である。
【図６】そのコアピース本体の一部を断面にした正面図である。
【図７】コアピースを取り付ける前の試験管の断面図である。
【図８】コアピースを取り付けた試験管の断面図である。
【図９】リーダライタの概略構成図である。
【図１０】そのリーダライタに用いる他のホルダーの正面図である。
【図１１】情報担体側のアンテナコイルとリーダライタ側のアンテナコイルとの対応関係を示す斜視図である。
【図１２】情報担体とリーダライタとホストコンピュータとのデータ伝送システムを示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る蓋体の正面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係るペトリ皿の断面図である。
【符号の説明】
１ＩＣチップ
３アンテナコイル
５コアピース本体
６凹部
１０コアピース
１７リーダライタ
１８上ケース
１９下ケース
２０プリント配線基板
２１電子部品
２２通信用コア
２５ホルダー位置決め部
２６ホルダー
２７挿入孔
２８アンテナコイル
３７トランシーバ／レシーバ
３８コントローラ

Claims

リーダライタ側アンテナコイルと、そのリーダライタ側アンテナコイルと対応する位置に設けられたホルダー位置決め部とを設け、
担体側アンテナコイルを有する非接触通信式情報担体の挿入を案内する挿入案内・姿勢保持部を形成したホルダーを前記ホルダー位置決め部に装着して、前記リーダライタ側アンテナコイルに対してホルダーを位置決めし、
そのホルダーの挿入案内・姿勢保持部に前記情報担体を挿入し、挿入案内・姿勢保持部の案内により情報担体の担体側アンテナコイルをリーダライタ側アンテナコイルに近接対向させるとともに、情報担体の姿勢を保持することを特徴とする非接触通信式情報担体用リーダライタ。
請求項１記載の非接触通信式情報担体用リーダライタにおいて、前記挿入案内・姿勢保持部の案内により前記情報担体の担体側アンテナコイルの中心位置がリーダライタ側アンテナコイルの中心位置と合致するように配置されることを特徴とする非接触通信式情報担体用リーダライタ。
請求項１または２記載の非接触通信式情報担体用リーダライタにおいて、前記情報担体が長い形状をしており、その情報担体の下部に前記媒体側アンテナコイルが設けられ、その媒体側アンテナコイルを下側にして情報担体を前記ボルダーの挿入案内・姿勢保持部に挿入することにより、情報担体の垂直状態が保持されることを特徴とする非接触通信式情報担体用リーダライタ。
請求項１記載の非接触通信式情報担体用リーダライタにおいて、前記ホルダーが複数個用意され、各ホルダーの前記挿入案内・姿勢保持部の形状がそれぞれの情報担体の形状に応じて異なり、情報の授受を行なおうとしている情報担体に適合したホルダーを前記複数個のホルダーから選択して前記ホルダー位置決め部に着脱可能に装着されることを特徴とする非接触通信式情報担体用リーダライタ。
請求項１記載の非接触通信式情報担体用リーダライタにおいて、前記ホルダー位置決め部が凹部からなり、前記ホルダーがその凹部状のホルダー位置決め部内に嵌合可能になっていることを特徴とする非接触通信式情報担体用リーダライタ。
請求項４記載の非接触通信式情報担体用リーダライタにおいて、前記ホルダー位置決め部が凹部からなり、前記複数個のホルダーの外形が同じで前記凹部状のホルダー位置決め部に嵌合可能になっていることを特徴とする非接触通信式情報担体用リーダライタ。
請求項５または６記載の非接触通信式情報担体用リーダライタにおいて、前記リーダライタ側アンテナコイルを巻回した通信用コアの端面が前記凹部状のホルダー位置決め部の底部で露出していることを特徴とする非接触通信式情報担体リーダライタ。