JP4904520B2 - Rfidタグシステム及び該rfidタグシステム用の通信システム - Google Patents
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更に本発明は、電磁波を使用して情報の送受信を行う通信装置と、該通信装置に接続されたアンテナと、前記通信装置と前記電磁波を使用して情報の送受信を行うRFIDタグを含むRFIDタグシステムと、該RFIDタグシステムを移動させる移動機構とを備える通信システムであって、前記RFIDタグシステムのRFIDタグが前記RFIDタグシステムの移動方向に対して所定のオフセット角度(角度θ)をもって保持されると共に、前記通信装置に接続されたアンテナの開口面が前記RFIDタグシステムのRFIDタグの前記オフセット角度(角度θ)と略同一の角度に保持されることを第19の特徴とする。
また、本発明による通信システムは、通信装置に接続されたアンテナの開口面がRFIDタグシステムの移動方向に対して所定のオフセット角度(角度θ)をもって保持されることによって、多数のRFIDタグシステムのRFIDタグとの交信可能領域を広くすることができる。
本発明によるRFIDタグシステムの第1の実施形態の概略構成は、図1に示す如く、錠剤又はカプセル剤を包装したピロー包装体(図示せず)を収納する平坦四角箱形状(直方体形状)のパッケージ0101と、パッケージ0101に収納され、その一側面に傾斜して配置されたセパレータ0209と、該セパレータ0209にホルダー0103を介して取り付けられたRFIDタグ0104とから構成される。このセパレータ0209は、図示しないピロー包装体とRFIDタグ0104とを後述する理由により所定距離だけ間隔を保ってRFIDタグを保持すると共に、パッケージ0101の図示した上下面に対してRFIDタグを図1上の水平方向から角度θだけオフセットされた方向に保持する様に構成されている。尚、本発明に好適なパッケージ0101は、紙やプラスチック等の非金属性の材料から製造されているものであれば良い。
また、ホルダー0103の材料が樹脂やセラミックスの場合には、ホルダー部分を成型する際に内蔵することで配置されるものであっても良い。
更にセパレータ0209は、本実施形態の形態に限られるものではなく、後述の実施形態による形態や本発明の概念に基づく金属性包装体(ピロー包装体)とRFIDタグとの間に介在するものであれば良い。
図8にパッケージ0101へRFIDタグ0104を貼り付けた様子を示す。図8では、パッケージ0101の外部へRFIDタグ0104を貼り付けたが、タグの保護とパッケージ0101の外観のためには、内部に貼り付けるのが望ましい。そのときの断面図を図9に示す。まず、図8に示す如く、パッケージ0101の一側面外側(内側でも同様)にRFIDタグ0104を貼り付けた場合、パッケージ0101内には空間0902があり、ピロー包装体0901がパッケージ0101内を多少移動する。この移動によりRFIDタグ0104とピロー包装体0901との間隔dは変化し、金属材料を含むピロー包装体0901がRFIDタグに接近した(dが小さくなった)場合、RFIDタグの交信性能(正常な交信が可能なRFIDタグと通信装置のアンテナとの最大距離)に悪影響を及ぼす。
次にRFIDタグのアンテナをオフセット角度を設定して配置する理由を図26及び図27を参照して説明する。
まず、RFIDタグを収納したパッケージ0101は、前述した様に製造工程の通信システムを含むトレースシステム等において、図26に示す如く、矢印2504方向に高速に移動する(ベルトコンベア等で搬送された)状態でアンテナ2501と情報の送受信が行われる。このアンテナ2501は、信号線2502から給電を受けて動作する。錠剤のパッケージ等の数十ミリメーター程度のサイズの厚みを持つパッケージに適しているRFIDタグはマイクロ波(例えば周波数2.45GHz)領域を使用するRFIDタグであり、この周波数帯においては、アンテナから放射された電磁波の直進性が高いという特徴がある。その結果として、波長の数倍程度の交信距離では、交信可能領域がほぼアンテナの開口面の面積と同じになる特性があり、これは、図26においては、交信可能領域がアンテナ2501の面積と略同じとなる特性をもつことになる。
さらに、パッケージ0101内RFIDタグのアンテナの開口面の角度とアンテナ2501の開口面の角度が異なると、最大交信可能距離が短くなるので、それらを概略一致させる。
D’=SQRT(D*D+L*L) (SQRTは引数内の平方根を意味する)
θ’=ATAN(L/D) (ATANは引数の逆正接を意味する)
D=200mm、L=244mmとしたとき、θ’=51度、例えば約45〜55度の範囲が利用可能となる。このときD’は316mmとなり、必要とする交信エリアを余裕を持ってカバーすることができる。
本発明の第2の実施形態によるRFIDタグシステムは、図11及び図12に示す如く、RFIDタグとピロー包装体とを所定距離だけ間隔を保ってRFIDタグを保持する構成として、パッケージ0101内の端面に所定の厚みdaをもつ矩形(直方体形状)のセパレータ1101を設け、セパレータ1101側のパッケージ0101の内面側にRFIDタグ0104を貼り付けた例である。セパレータ1101は、発泡ウレタンの様な部材や、紙製の箱形のセパレータでも良い。このときRFIDタグ0104は、パッケージ0101に対して図12に示される位置に存在させ、RFIDタグ0104自体はパッケージの外に取り付けられても中に取り付けられても良い。
本発明の第3の実施形態によるRFIDタグシステムは、図13及び図14に示す如く、RFIDタグとピロー包装体との間隔を確保するため、直方体形状のセパレータ1101の長手方向寸法(パッケージの厚さ方向寸法)をパッケージ0101の内寸法以下に設定し、セパレータ1101をパッケージ0101の端部に配置し、セパレータ1101とパッケージ0101との水平方向に生じる上側の間隙にRFIDタグ0104を挟持するように構成している。尚、本実施形態においては、図面中にて水平方向の平面をもつピロー包装体0901とRFIDダグ0104のアンテナ平面とが電磁波の進行方向上で重複しないようにRFIDタグ0104を配置したものである。この配置は、後述の図16/図18/図21に示す実施形態においても同様であり、その配置理由は後述する。
本発明の第4の実施形態によるRFIDタグシステムは、図15に示す如く、中空形状の円筒形や楕円筒形のパイプ形状のセパレータ1501をパッケージ0101の端部に配置し、セパレータ1501とパッケージ0101との垂直方向に生じる右側の間隙にRFIDタグ0104を挟持するように構成している。前記セパレータ1501は、RFIDタグ0104とピロー包装体0901との間隔daを所定間隔に保ち、且つ中空状のセパレータ1501により弾性をもってRFIDタグ0104を挟持することができる。
本発明の第5の実施形態によるRFIDタグシステムは、図16に示す如く、中空形状の円筒形や楕円筒形のパイプ形状のセパレータ1501をパッケージ0101の端部に配置し、セパレータ1501とパッケージ0101との水平方向に生じる上側の間隙にRFIDタグ0104を挟持するように構成している。前記セパレータ1501は、弾性をもってRFIDタグ0104を挟持することができる。
尚、本実施形態においては、図面中にてピロー包装体0901とRFIDダグ0104のアンテナ平面とが電磁波の進行方向上で重複しないようにRFIDタグ0104を配置したものであり、理由は後述する。また、セパレータ1501とRFIDタグ0104とは接着剤により接着しても良い。
本発明の第6の実施形態によるRFIDタグシステムは、図17に示す如く、板状のセパレータ1701をパッケージ0101の端部とに間隔を開けて隔壁として取り付け、板状のセパレータ1701とパッケージ0101の端部間に空間を形成し、該空間内のパッケージ0101の垂直壁にRFIDタグ0104を保持するように構成している。前記セパレータ1701は、RFIDタグ0104とピロー包装体0901との間隔daを所定間隔に保ち、接着剤により接着される。即ち本実施形態によるRFIDタグシステムは、板状のセパレータが、パッケージの直方体の対面する上下の2面を連結することにより、パッケージ内を区分する内部空間を形成し、一方の内部空間に金属材料を含むピロー包装体0901を収納し、他方の内部空間の垂直壁にRFIDタグ0104を保持するものである。
本発明の第7の実施形態によるRFIDタグシステムは、図18に示す如く、板状のセパレータ1701をパッケージ0101の端部とに間隔を開けて隔壁として取り付け、板状のセパレータ1701とパッケージ0101の端部間に空間を形成し、該空間内のパッケージ0101内の上側水平壁にRFIDタグ0104を保持するように構成している。前記セパレータ1701は、接着剤により接着される。即ち本実施形態によるRFIDタグシステムは、板状のセパレータ1701が、パッケージ0101の直方体の対面する上下の2面を連結することにより、パッケージ内を区分する内部空間を形成し、一方の内部空間に金属材料を含むピロー包装体0901を収納し、他方の内部空間の上側水平壁にRFIDタグ0104を保持するものである。
尚、本実施形態においても、図面中にてピロー包装体0901とRFIDダグ0104のアンテナ平面とが電磁波の進行方向上で重複しないようにRFIDタグ0104を配置したものであり、理由は後述する。
一般にPTP包装体は、図3に示す如く、シート部0301の端部まで凸部0302が形成されることはない。このため、図6に示す如く、PTP包装体を2段に重ねて包んだピロー包装体では、図中の上段(上半部)は端部において下段(下半部)と比較してやや押しつぶせる状態になっている。
このことを利用し、本発明の第8の実施形態によるRFIDタグシステムは、図17で示した垂直型の隔壁ではなく、図19に断面を示す様な傾斜した板状のセパレータ1901により構成し、図20に示す如く、RFIDタグ0104をパッケージ0101の垂直な壁に対して取り付けたものである。
また、図6の如くPTP包装体を2段に重ねた場合だけでなく、例えば、5段、6段と重ねた場合であっても、最上部のピロー包装体が押しつぶせる状態であれば良く、その場合は、図24に示す如く、押しつぶせる部分にのみ傾斜したセパレータ1901を設け、それを接着部2301及び接着部2302で保持する構成にすれば良い。
本発明の第9の実施形態によるRFIDタグシステムは、図21及び図22に示す如く、実施形態8同様に傾斜した板状のセパレータ1901を設け、セパレータ1901とパッケージ0101の端面に生じる三角形状の空間のパッケージ上面側に水平にRFIDタグ0104を貼り付けても良い。本実施形態においても実施形態8同様にパッケージ0101寸法を更に小さくすることができる。
発明者らによって行った実験によると、リーダ/ライタ(通信装置)から発せられる電磁波の進行方向上にRFIDタグ平面(アンテナ平面)と金属性包装体(ピロー包装体)とを重複する位置に配置した場合と重複しない位置に配置した場合とでは、RFIDタグが受ける影響が異なることが判明している。
このような理由により、前述の図13、図16、図18、図21に示した実施形態は、セパレータを用い、電磁波の進行方向上にRFIDタグ平面と金属材料とを重複しない位置に配置し、金属材料からの影響を受けずにRFIDタグを製品に適用した例を示したものである。
傾斜型のセパレータ2309は、図23に示す如く、パッケージ0101と接着剤により接着するための接着部2301及び2302と、パッケージ0101の端部の接着部2301から延長した部分で構成し、その先端部に接着部2302を設けることもできる。この接着部2302は、接着剤により接着していない場合であっても、PTP包装体から受ける圧力のためにパッケージへ押しつけられ、結果として傾斜を維持することができる。
更に傾斜型のセパレータ2409は、図24に示す如く、パッケージ0101の端部の接着部2301から延長した部分をパッケージの壁面(側面)に接する様に折曲し、その先端部の接着部2302をパッケージの壁面(側面)の途中に接着する。このため本実施形態によるセパレータ2409は、接着剤により接着するための接着部2301及び2302と、傾斜したホルダー1901とから構成され、前記接着部2302が、接着剤により接着していない場合であっても、実施形態第10同様にPTP包装体から受ける圧力のためにパッケージ壁面へ押しつけられ、結果として傾斜を維持することができる。
本発明によるRFIDタグシステムは、前述した様に最大交信可能距離を確保するためにはRFIDタグのアンテナを、通信装置側のアンテナの角度と概略一致する様にオフセット角度(角度θ)を付けて配置することが好ましい。このため第12の実施形態によるRFIDタグシステムは、図28に示す如く、パッケージ2701の外形状として、概略直方体であるパッケージ2701の一つの角を角度θで切り落とした五角柱の外形にし、新たに形成された傾斜した面2702上にRFIDタグ0104を設置させることが望ましい。
本発明の第1の実施形態によるパッケージの展開図は、図29に示す如く、通常のパッケージの展開図における接着部(のりしろ)0105を延長して、セパレータ0102/セパレータ用接着部0106/ホルダー0103/ホルダー部用接着部0107を設けて構成される。本実施形態によるRFIDタグシステムは、図23や図24の場合と同様に、ピロー包装体からの圧力を受けるため、セパレータ用接着部0106の接着剤による接着を省略することもできる(セパレータ用接着部0106の面自体は省略できない)と共に、セパレータ用接着部0106からホルダー0103への折曲部分のスプリングバック力を調節し、ホルダー部用接着部0107の接着剤による接着を省略(ホルダー部用接着部0107の面自体の省略も可能)することもできる。
Claims (12)
- 金属性包装体と、電磁波を使用して電波方式により情報の送受信を行うRFIDタグと、前記金属性包装体と前記RFIDタグとの間に介在するセパレータと、該セパレータと前記金属性包装体とを収納する非金属性パッケージとを備えるRFIDタグシステムであって、
前記セパレータによって形成される前記RFIDタグと前記金属性包装体との間隔を、前記電磁波の波長に所定の係数を乗算して得られる値とし、
前記非金属性パッケージが、概略直方体形状を成し、前記セパレータが、前記非金属性パッケージの端部において内部空間を区分するように前記非金属性パッケージの2平面を連結する板状であり、
当該板状のセパレータが、前記非金属性パッケージの直方体の直交する2面を連結することにより、前記RFIDタグを、前記非金属性パッケージの水平方向面に対して所定のオフセット角度(角度θ)をもって保持することを特徴とするRFIDタグシステム。 - 金属性包装体と、電磁波を使用して電波方式により情報の送受信を行うRFIDタグと、前記金属性包装体と前記RFIDタグとの間に介在するセパレータと、該セパレータと前記金属性包装体とを収納する非金属性パッケージとを備えるRFIDタグシステムであって、
前記セパレータによって形成される前記RFIDタグと前記金属性包装体との間隔を、前記電磁波の波長に所定の係数を乗算して得られる値とし、
前記非金属性パッケージが、概略直方体形状を成し、前記セパレータが、前記非金属性パッケージの端部において内部空間を区分するように前記非金属性パッケージの2平面を連結する板状であり、
前記当該非金属性パッケージの外形が、前記非金属性パッケージの水平方向面に対して所定のオフセット角度(角度θ)の傾斜部を備え、当該傾斜部に前記RFIDタグを設置したことを特徴とするRFIDタグシステム。 - 金属性包装体と、電磁波を使用して情報の送受信を行うアンテナを含むRFIDタグと、前記金属性包装体と前記RFIDタグとの間に介在するセパレータと、該セパレータと前記金属性包装体とを収納する非金属性パッケージとを備えるRFIDタグシステムであって、
前記電磁波の進行方向上において前記RFIDタグのアンテナと前記金属性包装体とが重複しない位置に前記RFIDタグを保持するセパレータを備え、
前記非金属性パッケージが、概略直方体形状を成し、前記セパレータが、前記非金属性パッケージの端部において内部空間を区分するように前記非金属性パッケージの2平面を連結する板状であり、
当該板状のセパレータが、前記非金属性パッケージの直方体の直交する2面を連結することにより、前記RFIDタグを、前記非金属性パッケージの水平方向面に対して所定のオフセット角度(角度θ)をもって保持することを特徴とするRFIDタグシステム。 - 金属性包装体と、電磁波を使用して情報の送受信を行うアンテナを含むRFIDタグと、前記金属性包装体と前記RFIDタグとの間に介在するセパレータと、該セパレータと前記金属性包装体とを収納する非金属性パッケージとを備えるRFIDタグシステムであって、
前記電磁波の進行方向上において前記RFIDタグのアンテナと前記金属性包装体とが重複しない位置に前記RFIDタグを保持するセパレータを備え、
前記非金属性パッケージが、概略直方体形状を成し、前記セパレータが、前記非金属性パッケージの端部において内部空間を区分するように前記非金属性パッケージの2平面を連結する板状であり、
前記当該非金属性パッケージの外形が、前記非金属性パッケージの水平方向面に対して所定のオフセット角度(角度θ)の傾斜部を備え、当該傾斜部に前記RFIDタグを設置したことを特徴とするRFIDタグシステム。 - 前記電磁波が2.45GHz帯の電磁波であり、
前記所定の係数が、0.025〜0.04であることを特徴とする請求項1記載のRFIDタグシステム。 - 前記金属性包装体が、アルミ系金属材料を含むことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のRFIDタグシステム。
- 前記金属性包装体が、ピロー包装体であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のRFIDタグシステム。
- 前記板状のセパレータが、前記非金属性パッケージの直方体の1面から連続している部材により成ることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載のRFIDタグシステム。
- 前記板状のセパレータが、前記非金属性パッケージの直方体の1面から連続している部材を複数回折曲して成ることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項記載のRFIDタグシステム。
- 前記板状のセパレータが、前記非金属性パッケージの直方体の1面から連続している部材の面を他の面に接着して成ることを特徴とする請求項8又は9記載のRFIDタグシステム。
- 前記角度θが、45〜55度であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項記載のRFIDタグシステム。
- 前記板状のセパレータが、前記非金属性パッケージの直方体の対面する2面を連結することにより、前記非金属性パッケージ内を区分する内部空間を形成し、一方の内部空間に前記金属性包装体を収納し、他方の内部空間において前記非金属性パッケージの直交する2面の何れか一方の面に前記RFIDタグを保持することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のRFIDタグシステム。
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