JPH09331279A - ワイヤレスicタグの設置構造 - Google Patents
ワイヤレスicタグの設置構造Info
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Abstract
の通信が可能な電磁誘導型ワイヤレスICタグを、金属
製の物品に対しても使用可能となるワイヤレスICタグ
の設置構造を提供することにある。 【解決手段】本発明のワイヤレスICタグの設置構造
は、マンホール鉄蓋1に開けた貫通穴2の内部に、交流
磁界を通信媒体とし、通信用のアンテナコイル31と、
ICメモリ,制御回路,送受信回路等からなる回路部3
2からなる電磁誘導型のワイヤレスICタグを、該アン
テナコイル31の両面が貫通穴2の金属側壁面に対向す
るように、貫通穴2の内部に設置する事を特徴とする。
Description
たワイヤレスICタグの設置構造に関するものである。
ているICメモリを利用したデータキャリア(以後IC
タグと呼ぶ)システムは、従来の磁気テープによるカー
ド等に比べ大きなメモリ容量を有することや、データの
解読や偽造がしにくいといった安全性の高さが特徴とな
っている。とりわけ、読み取り器と接触することなく通
信できるワイヤレスICタグシステムは、ICタグに記
憶された情報の読み取り動作が簡単であるため、近年急
速に普及しつつある。これらの中で、長波帯で電磁誘導
を利用するシステムでは、ICタグの動作に必要な電力
を読取り器から供給する事が可能で、かつ1m程度の通
信距離が確保できるため、利用範囲は非常に広く、各方
面へのシステムの導入が検討されている。
電磁誘導型のワイヤレスICタグシステムでは、ICタ
グのアンテナコイルを貫く磁界の変化によって通信を行
うため、ICタグの設置場所付近に金属が存在すると、
金属の影響によって磁界が減衰したり、アンテナコイル
の特性が変化しチューニングが取れなくなり、通信距離
が大幅に低下したり、通信が全くできない等の問題が生
じていた。そのため、電磁誘導型のワイヤレスICタグ
の導入にあたっては、原則的に、設置するICタグや読
み取り器の近辺には金属を排除する事が求められてお
り、やむを得ず金属の近くで使用する場合には、通信距
離が低下した状態で使用していた。金属の影響を考慮す
る場合においても、金属の近くにICタグを設置した場
合に、ICタグのアンテナコイルが受ける影響を考慮す
るのみで、ICタグを設置する場所での磁界について考
慮される事は無かった。
で、バッテリが無くても1m程度の通信が可能な電磁誘
導型ワイヤレスICタグを、金属製の物品に対しても使
用可能となるワイヤレスICタグの設置構造を提供する
ことを目的とする。
に本発明のワイヤレスICタグの設置構造は、金属の表
面に開けた底の有る穴、もしくは、金属板に開けた貫通
穴の内部に、交流磁界を通信媒体とし、通信用のアンテ
ナコイルと、半導体メモリ等の記憶素子と、送受信回
路、及びこれらを制御する回路部分からなる電磁誘導型
のワイヤレスICタグを、該アンテナコイルの両面が穴
の金属側壁面に対向するように、穴の内部に設置する事
を特徴とし、電磁誘導型ワイヤレスICタグの情報通信
媒体である交流磁界が、金属に開けた穴の内部で最も減
衰しない方向へ、ICタグのアンテナコイルの面が向く
ようにICタグを設置することを最も主要な特徴とす
る。
ステムは、金属の近傍での使用を極力避けるように指示
されており、金属に開けた穴の内部にICタグを設置す
る事は想定されていなかった。
部では、穴の開口面に直角な方向(以後法線方向と呼
ぶ)の交流磁界は、穴の開口部の周囲に誘起される電流
によって打ち消されるため、磁界強度は急激に低下す
る。一方、穴の側壁面に直角な方向(以後接線方向と呼
ぶ)の交流磁界は、開口部周囲に誘起される電流によっ
て打ち消され無いため、穴の内部でも大きな磁界が存在
する。したがって、ICタグのアンテナコイルの両面
を、金属表面に開けた穴の側壁面に対向させて配置する
事で、ICタグは穴の内部においても、大きな強度の磁
界を受信する事ができる。同様に、ICタグが送信する
磁界も、それを打ち消すような電流が誘起され無いた
め、効率よくICタグからの情報を読み取り器へ送るこ
とが出来る。さらに、ICタグのアンテナコイルと穴内
部の金属壁との結合を弱くする事が出来るため、コイル
のインダクタンス変化を低く押さえられ、ICタグの送
受信に関する性能を維持する事ができる。以上の作用が
あいまって、金属に開けた穴の内部においても、通常使
用する場合とほぼ同程度の距離で、電磁誘導型ワイヤレ
スICタグの通信が可能になる。
の形態例を詳細に説明する。図1(a),(b)に、本
発明による一実施形態例として、マンホールの鉄蓋に開
けた貫通穴の中にICタグを設置した例を示す。1はマ
ンホール鉄蓋、2はマンホール鉄蓋1に開けた貫通穴、
3は電磁誘導型ワイヤレスICタグであり、31はアン
テナコイル、32はICメモリ,制御回路,送受信回路
等からなる回路部であり、アンテナコイル31と回路部
32は、電気的に接続されている。
導型ワイヤレスICタグ3のアンテナコイル31は、そ
の両面が貫通穴2の側壁面に対向する方向(接線方向)
に設置されている。すなわち、アンテナコイル31の受
信特性が最大になる方向は、貫通穴2の開口部方向では
なく、貫通穴2の側壁面に直角な方向(図中のH)にな
り、接線方向の磁界に対しての受信特性が最大になる。
る接線方向の磁界強度の深さ依存性を示し、図3は金属
板に開けた貫通穴の内部における法線方向の磁界強度の
深さ依存性を示す。これらの図で、実線は有限要素法で
計算した結果を、丸印は実際に測定した値を示してい
る。計算では、板の厚さはマンホールの平均的な厚さで
ある50mmに、穴の直径は、ワイヤレスICタグを設
置するのに実際的な寸法である4cmとしてある。図2
より、接線方向成分の磁界において、穴の内部では金属
板が無い場合に比べ、通常ICタグが設置される深さ2
cm程度の位置で、磁界強度は5dB程度低下する。一
方、図3より、法線方向成分の磁界において、穴の内部
では金属板が無い場合に比べ、通常ICタグが設置され
る深さ2cm程度の位置で、磁界強度はおよそ25dB
低下する。図4は、誘導型ワイヤレスICタグの通信距
離と、磁界強度の関係を示したものである。電磁誘導型
ワイヤレスICタグが利用する磁界の強度は、距離の3
乗に逆比例する。よって、穴の内部の磁界強度が金属板
が無い場合に比べ5dB低い事は、金属板の無い通常の
通信距離より4/5倍の距離で、25dBの磁界強度の
低下は4/9の距離で通信できる事を意味する。図5
に、直径4cmの金属板に開けた穴内部に設置したIC
タグの、アンテナコイルのインダクタンス変化を示す。
アンテナコイルを接線方向に向けた場合では、インダク
タンスの変化は僅か1%程度である。ICタグの受信感
度が最大となる共振周波数は、送受信回路のコンデンサ
とインダクタンスの積の平方根の逆数で計算されるた
め、共振周波数のずれは1%程度であり、ICタグの通
信能力には殆ど影響しない事が分かる。一方、アンテナ
コイルを法線方向に向けた場合、アンテナコイルのイン
ダクタンス変化は10%以上であり、周波数のずれは5
%以上になり、ICタグの通信能力が低下する。
ICタグの設置構造を採用することで、金属表面に開け
た直径4cmの穴の中でも、ICタグの通信特性を維持
しながら、大きな強度の磁界を受信できるため、通常に
使用した場合の80%程度の通信距離を確保できること
になる。
実施形態例として、金属の表面に開けた底の有る穴の中
に、ワイヤレスICタグを設置した場合を示す。図6
(a),(b)において、4は金属、5は金属表面に開
けた底の有る穴、3は電磁誘導型ワイヤレスICタグで
あり、31はアンテナコイル、32はICメモリ,制御
回路,送受信回路等からなる回路部であり、アンテナコ
イル31と回路部32は、電気的に接続されている。本
実施形態例においても、アンテナコイル31の受信特性
が最大になる方向は、穴5の側壁面に直角な方向(図中
のH)で、接線方向の磁界に対しての受信特性が最大に
なるように、電磁誘導型ワイヤレスICタグ3が設置さ
れている。図7は金属の表面に開けた深さ5cmの穴内
部の、接線方向の磁界強度の深さ依存性を示し、図8は
金属の表面に開けた深さ5cmの穴内部の、法線方向の
磁界強度の深さ依存性を示す。これらの図においても、
穴の直径は4cmとし、有限要素法で計算した結果と実
測値を示している。図7より、金属が無い場合に比べ穴
の内部での接線方向の磁界強度は、深さ2cmの位置で
10dB程度低下し、図4から通信距離の低下は3/4
程度と計算される。一方、穴の内部での法線方向成分の
磁界では、金属が無い場合に比べて磁界強度は深さ2c
mの位置で30dB程度低下し、通信距離は2/5にな
る。本実施形態例の場合においても、ICタグのアンテ
ナコイルのインダクタンス変化は、一実施形態例の場合
と同様であり、本実施形態例によるワイヤレスICタグ
の設置構造を採用する事で、金属表面に開けた底の有る
穴の内部においても、通常の75%程度の通信距離を確
保できることになる。
強く加工性に富む金属は、各方面で広く使われている。
データキャリアで管理する対象となりうる物品において
も、金属製の物は多数存在する。これらにワイヤレスI
Cタグを設置する場合に、単に金属表面にICタグを張
り付けるより、その優れた加工性を活かし、穴を開けて
ICタグを設置するほうが、安全性や破損等に対するI
Cタグの耐久性の観点から、より好ましい設置構造であ
る事は言うまでもなく、ワイヤレスICタグを金属に開
けた穴に設置する構造を確立する意義は大きい。
ICタグの設置構造を用いることで、金属に開けた穴の
内部に電磁誘導型ワイヤレスICタグを設置しても、金
属板が無い場合の80%程度の距離で通信が可能となっ
た。
図、(b)は断面図である。
線方向の磁界強度の深さ依存性の一例を示す特性図であ
る。
線方向の磁界強度の深さ依存性の一例を示す特性図であ
る。
ICタグの通信距離の関係の一例を示す説明図である。
ンテナコイルのインダクタンス変化の一例を示す説明図
である。
図、(b)は断面図である。
の接線方向の磁界強度の深さ依存性の一例を示す特性図
である。
の法線方向の磁界強度の深さ依存性の一例を示す特性図
である。
穴、3…電磁誘導型ワイヤレスICタグ、4…金属、5
…金属表面に開けた底の有る穴、31…アンテナコイ
ル、32…ICメモリ,制御回路,送受信回路等からな
る回路部。
Claims (1)
- 【請求項1】 金属の表面に開けた底の有る穴、もしく
は、金属板に開けた貫通穴の内部に、交流磁界を通信媒
体とし、通信用のアンテナコイルと、半導体メモリ等の
記憶素子と、送受信回路、及びこれらを制御する回路部
分からなる電磁誘導型のワイヤレスICタグを、該アン
テナコイルの両面が穴の金属側壁面に対向するように、
穴の内部に設置する事を特徴とするワイヤレスICタグ
の設置構造。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP15237896A JP3585142B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | ワイヤレスicタグの設置装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=15539226
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JP15237896A Expired - Fee Related JP3585142B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | ワイヤレスicタグの設置装置 |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000005675A1 (en) * | 1998-07-20 | 2000-02-03 | Integrated Silicon Design Pty. Ltd. | Metal screened electronic labelling system |
KR100434824B1 (ko) * | 2002-06-21 | 2004-06-07 | 전자부품연구원 | 이중대역 무선 인식장치 |
JP2004253928A (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-09 | Okamoto Co Ltd | アンテナ内蔵マンホール鉄蓋 |
JP2014080850A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-05-08 | Inoue Research Office | Icタグ組み込みマンホール蓋およびマンホール蓋用icタグ |
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-
1996
- 1996-06-13 JP JP15237896A patent/JP3585142B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3585142B2 (ja) | 2004-11-04 |
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