WO2004097725A1 - 通信装置及び無線タグリーダー／ライター - Google Patents

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WO2004097725A1
WO2004097725A1 PCT/JP2004/004135 JP2004004135W WO2004097725A1 WO 2004097725 A1 WO2004097725 A1 WO 2004097725A1 JP 2004004135 W JP2004004135 W JP 2004004135W WO 2004097725 A1 WO2004097725 A1 WO 2004097725A1
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antenna
information
communication
head
communication device
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PCT/JP2004/004135
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English (en)
French (fr)
Inventor
Takuya Nagai
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Brother Kogyo Kabushiki Kaisha
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
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    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/77—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for interrogation
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    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0723—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips the record carrier comprising an arrangement for non-contact communication, e.g. wireless communication circuits on transponder cards, non-contact smart cards or RFIDs
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    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773—Antenna details
    • G06K19/07777—Antenna details the antenna being of the inductive type
    • G—PHYSICS
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    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10316—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
    • G06K7/10336—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers the antenna being of the near field type, inductive coil

Definitions

  • the present invention relates to a communication device and / or a wireless tag reader / writer that performs at least one of transmitting information to a transponder having an antenna and receiving information transmitted from the transponder.
  • An RFID (Radio Frequency Identification) system in which a reader reads information from a small wireless tag (transponder) storing predetermined information in a non-contact manner. Even if the tag is dirty or placed in an invisible position, the RFID system can read the information of the wireless tag by wireless communication with the reader. It is attracting attention in various fields such as inspection and inspection processes. In particular, in the RFID system using the UHF (Ultra High Frequency) band, communication between the wireless tag and the reader can be extended, so that it can be applied to various systems.
  • UHF Ultra High Frequency
  • Fig. 11 shows an external view of the conventional transmitter that transmits information to a wireless tag by electromagnetic induction.
  • the transmitter 100 includes a communication coil 101, an oscillator 102, a modulator 103, and an amplifier 104.
  • the wireless tag 110 includes a closed loop antenna 111 wound multiple times and a communication chip 112.
  • Communication chips 1 1 and 2 are IC chips dedicated to communication with a demodulator and memory. As shown in FIG. 11, the wireless tag 110 is arranged such that the loop plane of the antenna 111 and the loop plane of the communication coil i 01 of the transmitter 100 are parallel to each other.
  • the transmitter 100 oscillates a carrier by the oscillator 102, modulates the oscillated carrier by the modulator 103 based on predetermined information (D ata), and amplifies the modulated carrier by the amplifier 100.
  • the communication coil 101 generates a magnetic flux based on the input carrier.
  • a current flows through the antenna 111 and a signal is formed.
  • the signal formed on the antenna 111 is demodulated as information by the demodulator of the communication chip 112 and then stored in the memory.
  • the magnetic flux radiates from the communication coil 101 to the antenna 111. Will occur.
  • To increase the efficiency of communication by electromagnetic induction it is necessary to pass a large amount of magnetic flux inside the loop of the antenna 111. In this case, it is sufficient to increase the sensitivity by enlarging the loop shape of the antenna 1 1 1 .
  • the antenna with sensitivity in the UHF band has low sensitivity in the low frequency band, when using the signal in the low frequency band Therefore, it is necessary to further increase the sensitivity of the antenna by forming the loops of the antennas 111 so as to overlap one another. Power, then, that In such an antenna, the resonance frequency is lowered and the sensitivity in the UHF band is reduced.
  • another magnetic element arranged near the transmitter 110 is required. Information may be transmitted to the wireless tag 110 as well.
  • the present invention provides efficient communication in a non-contact manner with an antenna by electromagnetic induction without lowering the sensitivity in the resonance frequency band of a wireless antenna capable of communication in the UHF band or the microwave band. It is intended to provide a communication device and a wireless tag reader / writer in which magnetic flux can be suitably prevented from leaking to the surroundings. Disclosure of the invention
  • the communication device wherein at least one of transmission of information to a transponder having an antenna and reception of information transmitted from the transponder, communication with the antenna by electromagnetic induction is performed.
  • a head for performing communication by contact wherein the head includes at least one magnetic body constituting an air gap and at least one coil wound around the magnetic body; It is characterized by.
  • the shape of the magnetic body is C-shaped, it is possible to easily manufacture the magnetic body having a gap and wind the coil around the magnetic body, and to simplify the head. be able to. In addition, there is little child that leaks out the emitted magnetic flux. Also, the transponder can be transported to the gap. 4.
  • the coils connected in series or in parallel can generate a magnetic field having the same phase in each magnetic material.
  • the living body can be separated according to the space. In addition, it can flexibly cope with the antenna shape and the arrangement of the communication chip on the tag.
  • the communication device wherein the area of a plane through which the magnetic flux from one end to the other of the magnetic material penetrates, that is, the cross-sectional area of the magnetic flux, is small, so that the antenna can be downsized.
  • the antenna is characterized in that it is formed in a closed loop.
  • the antenna is easily configured. .
  • a strong magnetic field is generated even for an antenna through which induced current does not easily flow, and communication can be performed between the head and the transponder by electromagnetic induction by concentrating the magnetic flux.
  • the antenna is simpler and less expensive.
  • the communication device according to claim 7, wherein an area of an end portion of the magnetic body facing the gap, that is, an area of the end surface is set to be smaller than an area of a closed loop formed by the antenna.
  • the communication device is for detecting that ⁇ facing the gap of the magnetic substance is contained in a closed loop formed by the antenna when viewed from a direction perpendicular to the plane.
  • the head detects that the ⁇ 3 ⁇ 4 portion facing the air gap of the magnetic material is contained in a closed loop formed in the antenna, the head detects that The antenna is communicated with the antenna by electromagnetic induction.
  • the communication device further comprising at least two heads, one of the two heads transmitting information to the transponder, and the other being A head receives information from the transponder.
  • the circuit configuration of the communication device can be simplified. In addition, it is possible to check the written contents easily and quickly.
  • the communication device wherein the head communicates with the antenna configured to resonate at a frequency higher than the UHF band by electromagnetic induction using a frequency lower than the HF band.
  • a wireless reader / writer wherein the information storage of a wireless tag including a communication IC having an information storage unit for storing information and an antenna connected to the communication IC.
  • a wireless tag reader / writer for reading and / or writing information from / to a unit, wherein the communication device according to any one of claims 1 to 11, and the antenna traverses in or near the gap.
  • a transport mechanism for transporting the wireless tag so as to cut and pass the wireless tag.
  • the wireless evening reader / writer is a device that writes information to a wireless tag by communicating with a transponder of the wireless evening (a writer), and a device that reads information to a wireless tag.
  • a writer a transponder of the wireless evening
  • This is a concept that includes at least one of a reader (reader) and a device (reader-writer) that both writes and reads information to and from a wireless tag.
  • a wireless tag reader / writer wherein the information storage of a wireless tag including a communication IC having an information storage unit for storing information and an antenna connected to the communication IC.
  • a wireless tag reader / writer for reading and / or writing information from / to a unit comprising: the communication device according to claim 9; and the gap of the magnetic body when viewed from a direction perpendicular to the plane. And a transport mechanism for transporting the wireless tag so that an end facing the wireless tag passes through a position within a closed loop formed by the antenna.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an RFID tag writer according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an RFID tag in which information is read or written by the RFID tag writer shown in FIG.
  • FIG. 3 is a transparent view showing a transport path of the RFID tag shown in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of the communication unit shown in FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a circuit configuration of the transponder shown in FIG.
  • FIG. 6 is an external view showing a communication state between the communication unit shown in FIG. 1 and the transponder shown in FIG.
  • FIG. 7 is an external view of a head included in an RFID tag writer according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a circuit configuration of a communication unit included in the RFID tag writer according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an external view showing a communication state between a communication unit and a transponder according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows a modification of the antenna of the transponder shown in FIG.
  • FIG. 11 is an external view showing a communication state by electromagnetic induction between a transmitter and a wireless tag according to the related art.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the RF ID tag writer 11.
  • the RF ID tag writer 1 carries out printing on the RF ID tag 50 and writes information while transporting an RF ID tag 50, which will be described later, which is an information carrier attached to an article or the like in the RF ID system. Is what you do.
  • the user obtains the required RF I'D tag 50 on the spot and easily by inputting the print content to be applied to the desired ID tag 50 and the information to be stored in the RF ID tag 50. Can be.
  • the contents of the print contents and the write information are not limited to those input by the user.
  • the contents may be obtained from a database that can be referred to via a network, or may be other information. It may be obtained via a storage medium. As shown in FIG.
  • the RF ID tag writer 11 includes a print transport unit 2 and a communication unit 10.
  • the print transport unit 2 prints the print information input by the user on the RF ID tag 50 while sequentially transporting the RF ID tag 50.
  • the communication section 10 communicates with the RF ID tag 50 to write information into the RF ID tag 50 in a non-contact manner.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the RF ID tag 50
  • FIG. 2 (a) is a transmission diagram from the top of the RF ID tag 50
  • FIG. 2 (b) is FIG. 2 (a) of the RF ID tag 50.
  • 1 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG.
  • the RF ID tag 50 As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the RF ID tag 50
  • the transponder 51 is composed of, for example, one turn of one electric wire, that is, a single-wire antenna '52 and a communication chip.
  • a carrier wave transmitted from a reader (not shown) of an RF ID system is received from an antenna 52, modulated based on predetermined information, and returned as a reflected wave.
  • RF ID tags created with this device are usually The UHF band and microwave band are used for communication with Daichi.
  • the antenna 52 has its circuit constant set to be the same as the predetermined frequency used as the carrier frequency in the UHF band or microwave band transmitted from the reader 1, and the folded dipole It functions as an antenna, and the closed ends are formed by connecting the rain ends of the electric wires or the electric circuit made of a conductive material to the communication chip 53, respectively.
  • the evening member 60 is a flat or flat tape-like member for enclosing the transponder 51, and includes a base film 61, a transponder support film 63, a release paper 65, and force. It is configured by laminating films 66.
  • the base film 61 is a colored resin film serving as a base of the tag member 60, and determines the base color of the tag member 60.
  • the base film 61 has an adhesive layer 62 on the upper surface side.
  • the transponder support film 63 is a film for supporting the transponder 51.
  • the transponder support film 63 has its upper surface fixed to the rear surface of the base film 61, and the transponder 51 is supported on the rear surface.
  • the transponder support film 63 has an adhesive layer 64 so as to cover the transponder 51 supported on the back side.
  • the release paper 65 covers the adhesive layer 64 of the transponder support film 63.
  • the cover film 66 is a transparent resin member, constitutes a surface layer of the evening member 60, covers one surface thereof, and displays the print contents 67 applied by the print transport unit 2.
  • the force bar film 66 is printed on the back side of the print transport unit 2 and then adhered to the adhesive layer 62 on the upper surface side of the base film 61. Since the loop antenna 52 of the transponder 51 is adhered and supported on the back side of the transponder support film 63 as described above, the loop antenna 52 is attached to the tag member 60, that is, the surface of the RFID tag 50. It is looped in a plane along it.
  • FIG. 2 is a transparent view showing a transport path of an RFID tag 50 in a writer 1;
  • the RFID tag writer 1 is detachably mounted in a power supply / notch mounting portion 80 and its cassette mounting portion 80, and the RFID tag 50 is stored therein.
  • a cassette 70, a position sensor 83, and a communication unit 10 are provided.
  • the communication part 10 is a part that functions as a communication device of the RFID tag reader / writer 11, and has a head 11 for communicating with the antenna 52 of the transponder 51 by electric conduction, and a head thereof.
  • the print transport unit 2 described above includes a print head 81 for printing predetermined characters on the RFID tag 50, a transport roller 75, a pressure roller 76, and guide rollers 7a to 7a. 7 e and an outlet 82 for unloading the printed RFID tag 50.
  • the printing head 81 is for printing on the cover film 66 by thermally transferring the ink of an ink ribbon 68 described later, and is provided on the main body of the RFID tag device 11.
  • the carry-out port 82 is an opening for carrying out the RFID tag 50 to the outside.
  • the position sensor 83 is a reflection-type photosensor arranged near the downstream side of the communication unit 10, and based on a mark (not shown) pre-printed on the release paper 65 of the tag member 60, the RFID tag 50. This is for detecting the position of the antenna 52. By using the position sensor 83, it is possible to detect the timing of writing information to the RFID tag 50 by the communication unit 10 and the timing of cutting the tag # 5 material 60.
  • the RFID tags 50 are stored in a state of being continuously arranged in a tape shape.
  • the type is determined by the type of the stored RFID tag 50. By exchanging the cassette 70, the RFID tag writer 11 can print and write information on the RFID tag 50 of various shapes.
  • a communication unit 10 is provided in the vicinity of the carry-out port 82.
  • the communication unit 10 communicates with the RFID tag 50 to be carried out to write necessary information to the RFID tag 50 or read information.
  • the position sensor 83 may be a metal detection type sensor.
  • Cassette 70 is the first sp
  • the cassette 70 includes a print head 81 for printing on the cover film provided in the cassette mounting section 80 when the cassette # 0 is mounted on the cassette mounting section 80. It further includes a hollow portion 78 for insertion and placement in 70. '
  • the first spool 71 has an RFID tag 69 (see FIG. 2 (b)) before the power film 66 is pasted, wound in a tape shape.
  • the second spool 72 has a cover film 66 wound thereon.
  • the third spool 73 has an ink ribbon 68 wound thereon.
  • the fourth spool 74 has an ink ribbon 68 wound around the third spool wound from the opposite end of the ink ribbon 68 connected to the third spool.
  • the transport roller 75 is for transporting the RFID tag 50 to the outlet 82.
  • the transport roller 75 forms a rotational driving force transmission path with an output shaft of a transport motor (not shown) provided in the cassette mounting portion 80. It is arranged to be.
  • the pressing roller 76 presses the RFID tag 69 and the cover film 66 except for the cover—the film 66 between the conveying roller 75 and presses the shell together to convey the shell, and conveys it. It is located very close.
  • the guide roller 77 a guides the RFID tag 69 except the cover film 66 wound on the first spool between the transport roller 75 and the press roller 76.
  • the guide rollers 77 b and 77 c guide the cover film 66 wound around the second spooler to the printing head 81.
  • the guide roller 77d guides the ink ribbon 68 wound around the third spooler to the print head 81.
  • the guide rollers 7 7 e guide the cover film 6 6 guided to the printing head 8 1 between the transport roller 7 5 and the pressure roller 76, and the ink guided to the printing head 8 1.
  • the ribbon 68 is guided to the fourth spool 74.
  • the RFID tags 69 excluding the cover film 66 are transported in a four-dog state pressed between the transport roller 75 driven by the transport motor via a rotational driving force transmission path and the pressure contactor 6. It is conveyed toward exit 82. As a result, the RFI 'D tag 69 except for the cover film 66 wound on the first spool 71 is unwound from the first spool 71, and guided by the guide roller 7a to carry the transport roller 7 5 and between the pressing rollers 76.
  • the cover film 66 wound on the second spool 72 is unwound from the second spool 72, and is guided by the guide rollers 77b and 77c to print the print head 8. Reach one.
  • the fourth spool 74 is driven to rotate at the same time, the ink ribbon 68 wound around the third spool 73 is unwound from the third spool 73 and guided to the guide roller 77d.
  • the print head 81 is reached.
  • the cover film 66 and the ink ribbon 68 arrive at the print head 81, the ink 67 of the ink ribbon 68 is transferred to the cover film 66 by the heat from the print head 81, and the cover is covered.
  • a desired image is printed on one film 66.
  • the printed cover film 66 is further guided by guide rollers 77 e and reaches between the transport roller 75 and the press roller 76.
  • the ink ribbon 68 is further guided by a guide roller 77 e and wound around a fourth spool 74 to be collected.
  • the RFID tag 69 excluding the cover film 66 that has reached between the transport roller 75 and the pressure roller 76 and the cover film 66 printed by the print head 81 are transport rollers 75. By being pressed into contact with the pressing roller 76, they are bonded together.
  • the RFID tag 50 to which the cover film 66 is attached is conveyed to a later-described head 11 of the communication unit 10 disposed near the carry-out port 82.
  • the RFID tag 50 conveyed to the head 11 is written with information by communication with the communication unit 10, and the written information is read, and the written information and the read information are read. It is confirmed whether or not it is. If the written information matches the read information, the RFID tag 50 is carried out of the RFID tag writer 1 from the carry-out port 82.
  • the FID tag 50 is used by being sequentially cut for each preset length.
  • the transport mechanism composed of the transport roller 75 and the pressure roller 76 is such that the RFID tag 50 crosses the gap 30 provided in the core 13 of the head 11.
  • the RFID tag 50 is conveyed so as to pass through and pass through a position in which the end of the core 13 falls within the closed loop of the antenna 5.2 in the RFID tag 50.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the circuit configuration of the communication unit 10 of the RFID unit 1
  • FIG. 5 is a block diagram showing the circuit configuration of the transponder 51
  • FIG. 6 is a block diagram of the communication unit 10. 6 is a perspective view showing a state of communication with the device 51.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the circuit configuration of the communication unit 10 of the RFID unit 1
  • FIG. 5 is a block diagram showing the circuit configuration of the transponder 51
  • FIG. 6 is a block diagram of the communication unit 10. 6 is a perspective view showing a state of communication with the device 51.
  • the communication unit 10 includes a head 11 and a controller 12.
  • the head 11 is for communicating with the antenna 52 of the transponder 51 by electromagnetic induction, and includes a core 13 and a coil 14.
  • the core 13 is a magnetic material having a magnetic permeability sufficiently higher than at least air, such as a fluoride, and has a size slightly larger than the thickness of the RFID tag 50 for allowing the RFID tag 50 to pass therethrough. It has a C-shape having three voids 30. Further, both ends 30a and 30b of the core 13 facing the gap 30 are tapered or tapered so that the cross-sectional area decreases toward the tip.
  • the area along the loop plane of the antenna 52 at both ends facing, that is, the area of a pair of end faces of the core 13 facing each other via the gap 30 is made smaller than the area of the closed loop formed by the antenna 52. ing.
  • the coil 14 is formed by winding an electric wire around a core 13 and connected to a controller 18 of a controller 12 described later.
  • the communication between the antenna 5 2 of the transponder 5 1 and the head 11 1 by the electromagnetic induction acts when the area of both ends of the core 13 is viewed from the loop plane of the antenna 5, that is, the direction perpendicular to the RFID tag 50. This operation is performed in a state where the antenna 52 is within a closed loop formed in the antenna 52, that is, a state where the antenna 52 is in a closed loop.
  • the magnetic flux radiated from one end of the core 13 to the other end and penetrating through the loop of the antenna 5 is changed.
  • an induced current flows through the antenna 52 to generate a signal.
  • the coil 14 functions as a primary coil and the antenna 52 functions as a secondary coil.
  • the magnetic field generated in the loop of the antenna 52 and penetrating the coil 14 through the core 13 is changed, so that the coil An induced current flows through 14 to generate a signal.
  • the antenna 52 functions as a primary coil and the coil 1'4 functions as a secondary coil.
  • the signal generated in coil i 4 is output to coupling circuit 18.
  • the controller I2 controls communication between the RFID tag writer 11 and the transponder 51, and includes a carrier generation unit 15, a carrier modulation unit 16, a carrier amplification unit 17, a coupling circuit 18, It has an LNA (Low Noise Amp) 19, a band-pass filter 20 and a demodulator 21.
  • the carrier generation unit 15 generates a carrier in response to a trigger signal input based on the position sensor 83, and outputs the generated carrier to the carrier modulation unit 16.
  • the frequency of the carrier wave can be set arbitrarily, a frequency in a range where the core 13 exhibits sufficient magnetic characteristics, particularly a frequency below the HF band is desirable, and is set to, for example, 13 MHz.
  • the carrier modulation section 16 performs amplitude modulation (ASK) on the carrier generated by the carrier generation section 15 based on input data, and outputs the modulated carrier to the carrier amplification section 17. It is.
  • the carrier amplification unit 17 amplifies the carrier modulated by the carrier modulation unit 16 and outputs the amplified carrier to the coupling circuit 18.
  • the coupling circuit 18 outputs the carrier wave amplified by the carrier wave amplification unit 17 to the coil 14 or converts the reflected wave containing the information signal from the transponder 51 input from the coil 14 to the LNA 19 Is output to
  • LNA 19 amplifies the reflected wave input from coupling circuit 18, and outputs the amplified carrier to bandpass filter 20.
  • the band-pass filter 20 is a well-known LC filter, and outputs an output signal thereof to the demodulation unit 21.
  • the demodulation unit I1 demodulates the signal input by the bandpass filter 20, generates an information signal from the transponder 51, and outputs it as output data. .
  • transponder 5 1 Has an antenna 52 and a communication chip 53.
  • the antenna 52 is attached to the transponder support film 63 laminated on the base film 61, and has a planar loop shape, and both ends are connected to the communication chip 52.
  • the communication chip 53 is a communication IC chip and includes a modulation / demodulation unit 54, an information acquisition unit 55, a storage unit 56, and an information generation unit 57, and is connected to the antenna 52.
  • the modulation / demodulation unit 54 demodulates the carrier received by the antenna 52 and outputs the demodulated signal to the information acquisition unit 55.Also, the modulation / demodulation unit 54 outputs the reflected wave of the carrier received by the antenna 52 to the information generation unit 5. Modulation is performed based on the information to be returned input from step 7.
  • the information acquisition unit 55 acquires information from the signal demodulated by the modulation / demodulation unit 54, and stores the information in the storage unit 56 based on the acquired information. Specifically, when the information acquired by the information acquisition unit 55 includes a command to write information to the transponder 51 and information to be written, the information to be written Is stored in the storage unit 56.
  • the information acquired by the information acquiring unit 55 includes another command such as a command to read information from the transponder 51, no information is stored in the storage unit 56.
  • the storage unit 56 stores information to be returned by the transponder 51.
  • the storage unit 56 stores information according to a command from the information acquisition unit 55, and the stored information is read out by the information generation unit 57.
  • the information generating section 57 reads out the information stored in the storage section 56 to generate information to be returned, and outputs the generated information to be returned to the modem section 54.
  • FIG. 6 communication by electromagnetic induction between the communication unit 10 and the transponder 51 is performed when the both ends of the core 13 are viewed from the direction perpendicular to the loop plane of the antenna 52. This is performed in a state where the RFID tag 50 has been transported so as to be contained in the closed loop formed in FIG.
  • whether the RFID tag 50 has been transported to a position where the tip of the core 13 falls within the closed loop formed in the antenna 52 is determined in advance by the RFID tag 50.
  • the mark provided on the back surface is detected by the position sensor 83.
  • the position sensor 83 allows the tip of the core 13 to be in a closed state formed in the antenna 52 when viewed from a direction perpendicular to the loop plane of the antenna 52.
  • a trigger signal is output to the carrier generator 15.
  • the carrier generator 15 generates a carrier when a trigger signal is input.
  • the carrier generated by the carrier generator 15 is output to the carrier modulator 16 and modulated by the carrier modulator 16 based on the input data.
  • the input data includes a command for the transponder 51 and additional information. For example, when writing information to the transponder 51, a command to write information and information to be written are input data.
  • the carrier modulated by the carrier modulator 16 is output to the carrier amplifier 17, amplified in the carrier amplifier 17, and output to the coil 14 of the head 11 via the coupling circuit 18. Is forced. Thereby, the magnetic flux radiated from one end of the core 13 to the other end and passing through the loop of the antenna 52 is changed based on the carrier signal input to the coil 14. Then, an induced current is caused to flow through the antenna 52 to generate a carrier signal.
  • the transponder 51 receives the carrier generated in the antenna 52 by the electromagnetic induction.
  • the carrier received by antenna 52 is output to modulation / demodulation section 54 and demodulated, and output to information acquisition section 55.
  • the information acquisition unit 55 acquires information included in the signal input from the modulation / demodulation unit 54.
  • the information to be written is stored in the storage unit 56.
  • the information generation unit 57 reads the information stored in the storage unit 56, and generates information to be returned based on the read information.
  • the information to be returned generated by the information generation unit 57 is output to the modulation and demodulation unit 54.
  • the modulation / demodulation unit 54 modulates the current flowing through the antenna 52 based on the information to be returned generated by the information generation unit 57, generates the current in the loop of the antenna 52 by the modulated current, and By changing the magnetic field penetrating through the coil 14 via 13, an induced current is caused to flow through the coil 14 to generate a response signal.
  • the response signal generated in the coil 14 is output to the LNA 19 via the coupling circuit 18 and amplified by the LNA 19.
  • the reflected wave amplified by the LNA 19 passes through a well-known bandpass filter 20 composed of an LC filter and is output to the demodulation unit 21 where it is demodulated into the original information signal and output as output data.
  • the shape of the antenna 52 is not limited to an elliptical loop as shown in the figure, but may be, for example, an antenna 52 having a rectangular loop shape as shown in FIG. a, or as shown in FIG. 10 (b), the shape of the antenna 52b. may have a rhombic loop. Also, as shown in FIG. 10 (c), However, the shape of the antenna 52 c may have a smaller loop area, or as shown in FIG. 10 (d), the shape of the antenna 52 b may have a smaller loop area. Both ends may be bent. Further, the communication chip 53 need not be connected to the antenna 52 so as to be disposed near the center of the evening member 60, and as shown in FIG. It may be connected to the antenna 52 e so as to be arranged near the part.
  • a strong magnetic field is locally generated in or near the gap 30 of the magnetic body 13 provided in the head '11.
  • most of the magnetic circuit formed by the magnetomotive force of the coil 14 is composed of the magnetic material 13 with extremely high magnetic permeability, and the magnetic resistance is reduced. Since the magnetic flux is greatly increased, the density of the magnetic flux generated in the air gap 30 is greatly increased. For example, a much stronger magnetic field is generated in the air gap 30 compared to the conventional coil 101 shown in FIG. It is generated nearby. Therefore, efficient communication can be performed without contact between the head 11 and the antenna 5 by electromagnetic induction, and power saving can be achieved.
  • the antenna 52 since the magnetic flux reaches the other end from one end of the core 13 via the gap 30, it is possible to prevent the magnetic flux from leaking to the surroundings.
  • the closed-loop antenna 52 having one turn, that is, one turn of the electric wire is used, the antenna 52 is configured more simply and inexpensively.
  • the shape of the core 13 is C-shaped, it is necessary to manufacture the core 13 having the void 30.
  • the coil 14 can be easily wound around the core 13 and the head 11 can have a simple configuration.
  • the air gap 30 made of a material having high magnetic permeability such as ferrite is used, almost no magnetic flux from one end of the core 13 reaches the other end via the air gap 30. Absent. Further, the tag member 60 can be easily transferred into the gap 30.
  • the shape of the core 13 is tapered, the direction of the magnetic flux emitted from the end of the core 13 can be adjusted. As a result, it is possible to communicate with various antenna shapes by electromagnetic induction. Further, since the area of the plane through which the magnetic flux passes, that is, the cross-sectional area is small in the gap 30, the antenna can be miniaturized. In addition, since a strong magnetic field is generated by the core 13 and the magnetic flux is concentrated and passed through the loop of the antenna 52, it is possible to communicate by electromagnetic induction even with an antenna having a configuration in which induced current does not easily flow. .
  • communication is performed by electromagnetic induction in a state where the tip of the core 13 is within the closed loop formed in the antenna 52. Communication can be performed efficiently with the transponder 51 as a target, and power can be saved. Further, it is possible to reliably write or read information to or from the transponder 51.
  • the communication unit 10A includes the head, except for the configuration of the node 11A, the head included in the communication unit 10 of the first embodiment according to the present invention. Since the configuration is substantially the same as the configuration other than the configuration of FIG. 11 and the description other than the configuration of the head 11 included in the communication unit 10 of the first embodiment can be applied, the details are omitted.
  • FIG. 7 is a perspective view of the head 11A.
  • the head 11A is for communicating with the antenna 5 of the transponder 51 by electromagnetic induction.
  • a pair of cylindrical cores 13Aa and 13Ab and wrapped around them are provided.
  • Pair of The cores 13Aa and 13Ab are magnetic materials having sufficiently high magnetic permeability, such as ferrite, and have a shape having an air gap 3OA having the same dimensions as the air gap 30 described above between axial directions. Have.
  • the area of the tip of the cores 13Aa and 13Ab facing the gap 3OA along the loop plane of the antenna 52 is formed in the antenna 52. It is formed smaller than the closed loop area.
  • the coils 14Aa and 14Ab are wound around the cores 13Aa and 13Ab, and are connected to a coupling circuit 18 of the controller 12 described later.
  • the communication by electromagnetic induction between the antenna 52 of the transponder 5 I and the head 11 A is performed by the core 13Aa, This operation is performed while the position of the end of the 13 Ab in the closed loop formed by the antenna 52 is detected.
  • the signal is radiated from the end of the core 13 Aa to the end of the core 13 Ab based on the signal input to the coils 14 Aa and 14 Ab from the coupling circuit 18 and passes through the loop of the antenna 52.
  • an induced current flows through the antenna 52 to generate a signal.
  • the magnetic field generated in the loop of the antenna 52 based on the signal generated in the antenna 52 and passing through the coils 14Aa and 14Ab via the cores 13Aa and 13Ab is changed. Then, an induced current flows through the coils 14Aa and 14Ab, and a signal is generated.
  • the signals generated in the coils 14Aa and 14Ab are output to the coupling circuit 18.
  • a strong magnetic field is generated in the gap 3OA by the cores 13Aa and 13Ab provided in the head 11A. That is, since a part of the magnetic circuit formed by the magnetic force of the coils 14 Aa and 14 Ab is composed of the cores 13 Aa and 13 Ab having extremely high magnetic permeability and the magnetic resistance is reduced, the same phenomenon occurs. If the magnetic force generates a large amount of magnetic flux, the density of the magnetic flux generated in the air gap 3 OA is greatly increased.For example, compared to the conventional coil 101 shown in FIG. A strong magnetic field is generated near the air gap 30. Therefore, efficient communication can be performed without contact with the antenna 52 by electromagnetic induction, and power can be saved.
  • the cores 13Aa and 13Ab are connected by the coils 14Aa and 14Ab connected in series. Since a magnetic field with a uniform phase can be generated, the cores can be separated according to the installation conditions and the allowable installation space. Also, the antenna shape and the arrangement of the transponder 51 on the evening member 60 can be flexibly handled.
  • the third embodiment according to the present invention is substantially the same as the configuration other than the configuration of the communication unit 10 of the first embodiment according to the present invention except for the configuration of the communication unit 10B. Since the description other than the configuration of the communication unit 10 of the embodiment can be applied, the details are omitted.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a circuit configuration of the communication unit 10B.
  • FIG. 9 is an external view showing a communication state between the communication unit 10 B and the transponder 51.
  • the communication section 10B includes a pair of heads 1 ⁇ Ba, 11Bb and a controller 12B.
  • the pair of heads 11 B a and 11 B b are for communicating with the antenna 52 of the transponder 51 by electromagnetic induction, respectively, and include the cores 13 Ba and 13 B b and the coils 14 Ba and 14 B b, respectively. It has.
  • the head 11 1 Ba writes information into the transponder 51 by communicating exclusively with the antenna 52 by electromagnetic induction, and the head 1 Bb exclusively communicates with the antenna 52 by electromagnetic induction.
  • 5 Information can be read from 1.
  • the cores 13Ba and 13Bb are made of a magnetic material having a high magnetic permeability, such as fluoride, and have a C-shaped shape having voids 30Ba and 3OBb, as in the case of the above-mentioned 13. are doing.
  • the cores 13Ba and 13Bb facing the voids 30Ba and 3OBb are tapered near both ends, and the cores 13Ba and 13Bb facing the voids 30Ba and 3OBb are tapered.
  • the area along the loop plane of the antenna 52 at the distal end, that is, the area of both end faces, is sufficiently smaller than the area of the closed loop formed in the antenna 52.
  • the coils 14 Ba, 14 Bb are wound around the cores 13 Ba, 13 Bb, and the coil 14 Ba is connected to a carrier amplification unit 17 B of a controller 12 B, which will be described later.
  • the coil 14 B b It is connected to the LNA 19B of the controller 12B described later.
  • the communication by electromagnetic induction between the antenna 52 of the transponder 51 and the heads 1 IBa and 11Bb is performed when the tips of the cores 13Aa and 1 Ab are viewed from the direction perpendicular to the loop plane of the antenna 52.
  • the operation is performed in a state where it is contained in a closed loop formed in the antenna 52.
  • the magnetic flux radiated from the end of the core 13Ba and passing through the loop of the antenna 52 is changed based on the signal input to the coil 14Ba from the carrier amplifier 17B, An induced current flows through the antenna 52 to generate a signal.
  • the magnetic field generated in the loop of the antenna 52 based on the symbol input to the antenna 52 and penetrating through the coil 14 Bb via the core 13 Bb is changed, so that the coil 1 An induced current flows through 4 Bb and a signal is generated.
  • the signal generated in coil 14Bb is output to LNA 19B.
  • the controller 12B controls communication with the transponder 51, and includes a carrier generation unit 15, a carrier modulation unit 16, a carrier amplification unit 17B, an LNA 19B, a band-pass filter 20, And a demodulation unit 21.
  • the carrier generation unit 15, the carrier modulation unit 16, the band-pass filter 20, and the demodulation unit 21 include a first real carrier wave generation unit 15, a carrier modulation unit 16, a band-pass filter 0, The details are omitted because they are substantially equivalent to the demodulation unit 21 and the description of the first embodiment can be applied.
  • the carrier amplifier 17B (corresponding to the carrier amplifier 17 in the first embodiment) amplifies the carrier modulated by the carrier modulator 16 and outputs the amplified carrier to the coil 14Ba.
  • LNA19B (corresponding to LNA19 of the first embodiment) amplifies the response signal input from coil 14Bb and outputs the amplified response signal to bandpass filter 0.
  • the operation of the transponder 51 in communication is substantially the same as the operation of the transponder 51 according to the first embodiment, and the description of the first embodiment is applied. Details are omitted because they can be done.
  • the communication by electromagnetic induction between the communication section I 0B and the transponder 51 is performed by the antenna 52.
  • the RFID tag 50 is transported so that the tips of the cores 13Ba and 13Bb are positioned within a closed loop formed in the antenna 5. Whether the operation has been performed is detected by the position sensor 83.
  • writing information to the transponder 51 information is transmitted between the head 11Ba and the antenna 52 by electromagnetic induction. Also, when reading the information stored in the transponder 51, the antenna 5 2 and the head 1 1B using the current modulated carrier wave sent from the head 11 B The information is received by the connection with the terminal b.
  • the RFID tag is positioned by the position sensor 83 so that the tip of the core 13Ba is positioned within the closed loop formed in the antenna 5 when viewed from a direction perpendicular to the loop plane of the antenna 52.
  • a trigger signal is input to carrier generation section 15.
  • the carrier generator 15 generates a carrier when a trigger signal is input.
  • the carrier generated by the carrier generator 15 is output to the carrier modulator 16.
  • the carrier generated by the carrier generator 15 is modulated by the carrier modulator 16 based on the input data.
  • the input data includes a command for the reactor 51 and additional information.
  • a command for writing information and information to be written are input data.
  • the carrier modulated by the carrier modulator 16 is output to the carrier amplifier 17 and amplified.
  • the amplified carrier is output to the coil 14Ba of the head 118 &.
  • the coil 14Ba is a primary coil
  • the antenna 52 is a secondary coil
  • an induced current flows through the antenna 52, and a carrier signal is generated.
  • the magnetic flux is radiated from one end of the core 13Ba to the other end.
  • the response signal amplified by L NA 19 B is output to band pass filter 20.
  • the response signal amplified by the LNA 19B passes through a well-known LC filter, which is a bandpass filter 20, and is output to the demodulation unit 21.
  • the reflected wave that has passed through the bandpass filter I0 is demodulated into the original information signal by the demodulation unit 21 and output as an output signal.
  • the coupling circuit 18 And the circuit configuration of the communication unit 10B can be simplified. Further, since the component of the transmission signal wrapping around the reception signal can be reduced, the gain of LNA 19 B can be set to a large value, and the sensitivity can be increased.
  • the antenna 52 is configured as a closed loop of one turn, that is, a single winding, but may be configured of a closed loop of multiple turns, that is, a multiple winding.
  • the antenna 52 is configured in a planar shape, but is not limited to such a configuration, and for example, the antenna may be configured in a three-dimensional manner. .
  • the transponder 51 is provided with the storage unit 56 to return the stored information.
  • the present invention is not limited to such a configuration, and the transponder stores the information.
  • a configuration in which a reflected wave not included is returned may be used. In such a configuration, the configuration of the communication unit can be simplified.
  • the core 13 has a configuration having a C-shape, but the core is not limited to the C-shape as long as it has a space 30.
  • the end of the core 13 is formed in a tapered shape, but any shape may be used as long as the magnetic flux can pass through the loop of the antenna 52.
  • a gap A is formed between a pair of cores 13 A a and 13 A b which are rod-shaped magnetic bodies disposed in the axial direction, but the core is a rod-shaped core.
  • the magnetic material is not limited to this, and may be an arc-shaped magnetic material.
  • the cores 13 Aa and 13 Ab are composed of two magnetic materials, they may be composed of three or more magnetic materials.
  • the area along the loop plane of the antenna 52 at the tip of the core 13 facing the gap 30 is smaller than the area of the closed loop formed in the antenna 52.
  • the area along the loop plane of the antenna 52 at the tip of the core 13 may be larger than the area of the closed loop formed on the antenna 52 if communication by electromagnetic induction is possible.
  • the tip of the core 13 is viewed from a direction perpendicular to the plane of the RFID tag 50 when inserted into the loop plane of the antenna 52, that is, the gap 30 during the transport process.
  • Communication is performed by electromagnetic induction in a state in which the antenna is within the closed loop formed in the antenna 52, but only at the start of communication by conduction, the tip of the core 13 is in the closed loop formed in the antenna 52.
  • a configuration may be employed in which a state where the end of the core 13 is within a closed loop formed in the antenna 52 may not be detected.
  • the RFID tag 50 may be continuously conveyed, or may be conveyed by the position sensor 83 to a direction perpendicular to the loop plane of the antenna 52.
  • the transport is temporarily stopped. It may be.
  • the RFID tag 50 is conveyed so as to pass through or pass through the gap 30.However, in the vicinity of the gap 30, the loop-shaped antenna 52 crosses the magnetic flux. May be allowed to pass through.
  • the communication unit 10 functioning as the communication device of the RFID tag writer 11 functions together with the print transport unit 2, but is not limited to such a configuration.
  • a configuration that functions only with the communication unit 10 without performing printing or a configuration that functions with other devices may be used.
  • the head 11 that functions as the communication device and the controller 12 that executes control to write information through the head 11 can be used for devices and applications other than the RFID tag writer 11.
  • the embodiment has been described with respect to an example in which the RFID tag writer 1 is used as an information writing device or a writing and reading device for the RF ID tag 50, for example, in the embodiments of FIGS.
  • the device may be used as a read-only device having only the node 1 iBb.
  • the head and the communication target can be communicated with the UHP band by using electromagnetic induction between the head and the wireless link.
  • Non-contact and efficient communication can be performed with the antenna of the transponder, and power saving can be achieved.
  • the magnetic flux reaches one end of the magnetic body through the gap to the other end, so that the magnetic flux can hardly leak to the surroundings.

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Abstract

　ＲＦＩＤタグライター１の通信部１０は空隙３０を有するコア１３とコア１３に巻き付けられたコイル１４とを有する。通信部１０は、ヘッド１１と応答器５１のアンテナ５２とを電磁誘導により結合させることで応答器５１に対する情報の送信または受信を行う。このとき、ヘッド１１が備える磁性体によってその空隙３０に強い磁界が発生させられるため、電磁誘導を利用してヘッド１１と応答器のアンテナ５２との間で非接触で効率のよい通信を行うことができ、省電力化を図ることができ、周囲に磁束をほとんど漏らさない。

Description

通信装 a¾び無線タグリ一ダ一 /ライター 技術分野
本発明は、 アンテナを有する応答器への情報の送信及び応答器から送信される 情報の受信の少なくともいずれかを行う通信装置及び無線タグリーダ一/ライ夕 一に関する。 背景技術
所定の情報を記憶している小型の無線タグ （応答器） からリーダ一により非接 触で情報の読み取りを行う R F I D (Radio Frequency Identification) システ ムが知られている。 R F I Dシステムは無 タグが汚れている場合や見えない位 置に配置されている場合であつても、 リーダ一との無線通信により無線夕グの情 報を読み取る乙とが可能であり、 商品管理や検査工程等様々な分野において注目 されている。 特に U H F (Ultra High Frequency) 帯を使用する R F I Dシステ ムにおいては、 無線タグとリーダ一との通信 g巨離を長くすることができるため、 様々なシステムに応用可能である。
このような無線夕グに対する情報の書き込み工程においては、 無線夕グに情報 を記憶させるために無線タグとの通信を行う必要がある。 そこで、 R F I Dシス テムに使用されるリ一ダーに書き込み機能を備え、 リーダ一と無線タグとの通信 により情報の書き込みを行う方法が考えられる。 しかしながら、 例えば U H F帯 を使用する無線タグに情報を書き込む場合には、 U H F帯の高周波の周波数を発 振させる発振器が必要になるため、 装置が高額になるうえに書き込み時の消費電 力も高くなる。 また、 UH F帯の信号を用いる場合、 通信距離が長くなるため、 近傍に多数の無線タグが存在すると書き込み対象となる無線タグを識別するのが 困難になる。 一方、 «から H F帯を用いる無線夕グでは、 そのアンテナとリ一 ダ一の通信用コイルとを近接させて電磁誘導可能に結合させることで無線夕グと の通信を行う方法が知られている （例えば、 特許文献 1参照） 。 この方法によれ ば通信用コィルに磁界を発生させることで電磁誘導により無線タグのアンテナに 直接電流を流すことができるため、 低い周波数帯域においても無線夕グと通信す ることができる。
電磁誘導により無線タグに情報を送信する上記従来の送信機の外観図を図 1 1 に示す。 送信機 1 0 0は通信用コイル 1 0 1 と、 発振器 1 0 2と、 変調器 1 0 3 と、 増幅器 1 0 4とを備えている。 無線タグ 1 1 0は、 複数回卷回された閉ル一 プ形状のアンテナ 1 1 1と、 通信チップ 1 1 2とを備えている。 通信チップ 1 1 · 2は復調器やメモリを備えている通信専用の I Cチップである。 図 1 1に示すよ うに、 無線タグ 1 1 0は、 アンテナ 1 1 1のループ平面と送信機 1 0 0の通信用 コイル i 0 1のループ平面とが平行になるように配置される。 そして送信機 1 0 0は、 発振器 1 0 2により搬送波を発振し、 発振した搬送波を変調器 1 0 3によ り所定の情報 ( D a t a ) に基づいて変調し、 変調した搬送波を増幅器 1 0 4に より増幅して通信用コイル 1 0 1に出力する。 通信用コイル 1 0 1は入力された 搬送波に基づいて磁束を発生させる。 発生した磁束がアンテナ 1 1 1のループ内 部を通過することによりアンテナ 1 1 1に電流が流れ信号が形成される。 そして アンテナ 1 1 1に形成された信号は通信チップ 1 1 2の復調器より情報として復 調された後にメモリに記憶される。 [特許文献 1】 特開 2 0 0 2— 1 0 9 4 9 2号公報 上述レた電磁誘導による通信の方法では、 磁束が通信用コイル 1 0 1からアン テナ 1 1 1に向かって放射状に発生することになる。 電磁誘導による通信の効率 を上げるためには、 アンテナ 1 1 1のループ内部に磁束を多く通過させる必要が ある。 この場合、 にはアンテナ 1 1 1のループ形状を大きくして感度を上げれば 良いが、 U H F帯に感度を持つアンテナは低い周波数帯域での感度が低いため、 低い周波数帯域の信号を利用する場合には、 アンテナ 1 1 1のループが幾重にも 重なるように形成してさらにアンテナの感度を上げる必要がある。 し力、し、 その ようなアンテナでは、 共振周波数が低くなり U H F帯での感度が低下する。 また 、上述した電磁誘導による通信の方法では、 通信用コイル 1 0 1により発生させ られる磁束が周囲に漏れやすいため、 図 1 1に示すように送信機 1 1 0の近傍に 配置される他の無線タグ 1 1 0に対しても情報の送信を行ってしまうおそれもあ る。
そこで本発明は、 U H F帯やマイクロ波帯での通信が可能な無線夕グに対して その共振周波数帯の感度を低下させることなく、 電磁誘導作用によってもアンテ ナと非接触で効率のよい通信を行うことができるようにするとともに、周囲に磁. 束を漏らすことが好適に抑制される通信装置や無線タグリーダ一ライタ一を提供 することを目的とする。 発明の開示
請求の範囲 1に記載の通信装置は、 アンテナを有する応答器への情報の送信及 び前記応答器から送信される情報の受信の少なくともいずれかを行うために、 電 磁誘導により前記アンテナと非接触で通信を行うへッドを含んでおり、前記へッ ドが、 空隙を構成する 1つ以上の磁性体と、前記磁性体に巻き付けられた 1っ以 上のコイルとを備えていることを特徴とする。
この構成によると、 へッドが備える磁性体の空隙に強い磁界が発生させられる ため、電磁誘導作用によりその空隙内或いはその近傍のアンテナと非接触で効率 のよい通信を行うことができ、省電力化を図ることができる。 また、磁束は磁性 体の一方の から空隙を介して他方の端部に到達するため、周囲に磁束を漏ら すことがほとんどないようにすることができる。
請求の範囲 2に記載の通信装置は、前記へッドが、 C字形形状を有する 1つの 前記磁性体を有していることを特徴とする。
この構成によると、磁性体の形状が C型であるため、空隙を有する磁性体の製 作と磁性体へのコイルの巻き付けを容易に行うことができるとともに、 へッドを 簡単な構成にすることができる。 また、放出される磁束をほとんど漏らすこどが ない。 また、応答器を空隙に移送可能にできる。 請求の範囲 3に記載の通信装置は、 前記へッドが、 前記空隙を介して対向する 2つの磁性体を有しており、 直列または並列に接続された前記コィルがその 2つ の磁性体に巻き付けられていることを特徴とする。
この構成によると、 磁性体が 2つに分離された状態であっても、 直列または並 列に接続されたコィルにより、 各磁性体に位相のそろつた磁界を発生することが できるため、 磁 f生体をスペースに応じて分离佳することができる。 また、 アンテナ 形状や通信チップのタグ上での配置にフレキシブルに対応できる。
請求の範囲 4に記載の通信装置は、 前記磁性体の前記空隙に面した端部近傍が' 先細形状とされていることを特徴とする。
この構成によると、磁性体の端部を先細形状にすることにより磁性体の端部か ら放出される磁束の方向を調整することができるため、 様々なアンテナの形状に 対応することができる。 また、 磁性体の両端部の一方から他方へ向かう磁束が貫 通する平面の面積すなわち磁束の断面積が小さいためアンテナの小型化ができる 請求の範囲 5に記載の通信装置は、前記応答器のアンテナは閉ループ状に形成 されていることを特徴とする。
この構成によると、 閉ループ形状のアンテナをコイルとする電磁誘導作用によ りヘッドと応答器との間で通信することができる。 また、 アンテナが簡易に構成 される。 .
請求の範囲 6に記載の通信装置は、 前記アンテナは 1ターンすなわち電線.1巻 きの閉ループが形成されていることを特徴とする。
この構成によると、 誘導電流が流れにくいアンテナであっても強い磁界を発生 させるとともに、 磁束を集中させることでへッドと応答器との間で電磁誘導作用 により通信することができる。 また、 アンテナがより簡易で安価に構成される。 請求の範囲 7に記載の通信装置は、 前記磁性体の前記空隙に面した端部 面積 すなわち端面の面積が前記アンテナにより形成された閉ループの面積よりも小さ くなるように設定されていることを特徴とする。 200 この構成によると、 たとえばアンテナが磁性体の空隙内に位置させられたとき には、磁性体の端部から放出されるほとんどの磁束をァンテナのループ内部に通 過させることができる。 また、効率の良いデータの読み書きが可能となる。
請求の範囲 8に記載の通信装置は、 前記磁性体の前記空隙に面した端部が、前 記平面に垂直な方向から見て、前記アンテナに形成された閉ループ内に収まるよ うな形 4犬を有していることを特徴とする。
この構成によると、 たとえばァンテナが磁性体の空隙内に位置させられたとき には、 磁性体の端部から放出されるほとんどの磁束がァンテナのループ内部を通 . 過するため、電磁誘導により効率よく確実に通信することができ、省電力化を図 ることができる。
請求の範囲 9に記載の通信装置は、前記平面に垂直な方向から見て、前記磁性 体の前記空隙に面した βが前記ァンテナにより形成された閉ループ内に収まつ ていることを検知するための検知手段をさらに含んでおり、 その磁性体の空隙に 面した ί¾部が上記ァンテナに形成された閉ループ内に収まつていることをその検 知手段が検知しているときに、前記ヘッドが上記ァンテナと電磁誘導作用によつ て通信することを特徴とする。
この構成によると、磁性体の端部から放出されるほとんどの磁束がァンテナの ループ内部を通過する状態で通信を行うため、応答器との通信を高い信頼性で行 うことができる。 また、 デ一夕の読み書きのタイミング検出が容易となる。
請求の範囲 1 0に記載の通信装置は、前記へッドを少なくとも 2つ備えており 、 それら 2つのへッドのうちの一方のへッドが前記応答器に情報を送信し、他方 のへッドが前記応答器から情報を受信することを特徴とする。
この構成によると、情報送信用のへッドと情報受信用のへッドとが分離独立し ているため、通信装置の回路構成を簡単にすることができる。 また、書き込まれ た内容のチヱックも簡単に素早く行える。
請求の範囲 1 1に記載の通信装置は、前記へッドが、 U H F帯以上の周波数に 共振するように構成された前記ァンテナと H F帯以下の周波数を用いた電磁誘導 作用によって通信することを特徴とする。 この構成によると、 U H F帯以上に共振するアンテナに対してもそれよりも低 周波数帯域で通信を行うことができ、 無線リ一ダ一/ライターの読み書き部分を 安価にできる。
請求の範囲 1 2に記載の無線夕グリーダ一 ライターは、 情報を記憶する情報 記憶部を有する通信用 I Cと、 その通信用 I Cに接繞されたアンテナとを備えた 無線タグの、 その情報記憶部に対して情報の読み出し及び/又は書き込みを行う 無線タグリーダ一/ライターであって、 請求の範囲 1から 1 1のいずれかに記載 の通信装置と、 前記アンテナが前記空隙内またはその近傍を横切つて通過するよ · うに前記無線タグを搬送するための搬送機構とを備えていることを特徴とする。 この構成によると、 搬送機構により、 複数の無線タグが、 順次へッドと通信で きるようにすることができる。 そのため、 複数の無線タグに対する情報の書き込 み、 及び読み出しを効率的に行うことができる。
本発明において無線夕グリーダ一 /ライタ一とは、無線夕グの応答器と通信を 行うことにより、 無線タグに対する情報の書き込みを行う装置 （ライタ一） 、 無 線タグに対する情報の読み込みを行う装置 （リーダー） 、 及び無線タグに対する 情報の書き込み及び情報の読み込みの両方を行う装置 （リ一ダーライタ一） の三 者のうちの少なくとも 1つを包含する概念である。
請求の範囲 1 3に記載の無線タグリーダ一/ライタ一は、 情報を記憶する情報 記憶部を有する通信用 I Cと、 その通信用 I Cに接続されたアンテナとを備えた 無線タグの， その情報記憶部に対して情報の読み出し及び/又は書き込みを行う 無線タグリーダー/ライタ一であって、 請求の範囲 9に記載の通信装置と、 前記 平面に垂直な方向から見て、前記磁性体の前記空隙に面した端部が前記ァンテナ により形成された閉ループ内に収まる位置を経るように前記無線タグを搬送する ための搬送機構とを備えていることを特徴とする。
この構成によると、 搬送機構によって順次搬送されることにより、 たとえば帯 状に一方向に連なる複数の無線夕グが順次へッドと通信できるようにすることが できる。 そのため、 複数の無線タグに対する情報の書き込み、 及び/または読み - 出しを効率的に行うことができる。 しかも、磁性体の端部から放出されるほとん どの磁束がアンテナのループ内部を通過する状態で通信を行うため、 応答器との 通信を高い信頼性で行うことができる。 図面の簡単な説明
図 1は、本発明の第 1の実施の形態による R F I Dタグライタ一の構成を示す ブロック図である。
図 2は、 図 1に示す R F I Dタグライタ一により情報の読み込みまたは書き込. みをされる R F I Dタグの構成を示す図である。
図 3は、 図 2に示す R F I Dタグの搬送経路を示す透過図である。
図 4は、 図 1に示す通信部の回路構成を示すプロック図である。
図 5は、 図 2に示す応答器の回路構成を示すプロック図である。
図 6は、 図 1に示す通信部と図 2に示す応答器との通信状態を示した外観図で あ 。
図 7は、本発明の第 2の実施の形態による R F I Dタグライターに含まれるへ ッドの外観図である。
図 8は、 本発明の第 3の実施の形態による R F I Dタグライタ一に含まれる通 信部の回路構成を示すプロヅク図である。
図 9は、本発明の第 3の実施の形態による通信部と応答器との通信状態を示し た外観図である。
図 1 0は、 図 2に示す応答器のアンテナの変形例。
図 1 1は、 従来技術に係る送信機と無線タグとの電磁誘導による通信状態を示 す外観図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態における通信装置或いは無線タグリーダー/ライタ 一について、 図面.を参照しつつ詳細に説明する。
く第 1の実施形態 > 以下、 本発明の第 1の実施形態の RF I Dタグライター 1について図面を参照 しつつ詳細に説明する。 図 1は、 その RF I Dタグライタ一 1の構成を示すプロ ック図である。
RF I Dタグライター 1は、 RF I Dシステムにおいて物品等に付される情報 キヤリ.ァである後述の RF IDタグ 50を搬送しつつ、 その RF IDタグ 50に 対して印刷を施し、 且つ情報の書込みを行うものである。 ユーザは希望する I D夕グ 50に施される印刷内容と、 RF I D夕グ 50に記憶させるべき情報と を入力することにより、 その場で且つ容易に必要な RF I'Dタグ 50を得ること. ができる。 尚、 印刷内容及び書込み情報の内容はユーザにより入力されるものに 限定されるものではなく、 たとえばネッ 卜ワークを介して参照可能なデ一夕べ一 スから得られたものでもよいし、 他の記憶媒体を介して得られたものでもよい。 図 1に示すように、 RF IDタグライタ一 1は印刷搬送部 2と通信部 10とを 備えている。 印刷搬送部 2は、 RF I Dタグ 50を順次搬送しつつ、 ュ一ザによ り入力された印刷内齊を RF I Dタグ 50に対して印刷するためのものである。 通信部 10は RF I Dタグ 50と通信を行うことによりその RF I Dタグ 50に 情報を非接触で書き込むためのものである。
次に、 RF IDタグライ夕一 1により印刷が施され且つ情報の書込みや情報の 読み出しが行われる RF I Dタグ 50の構造について、 図 2を参照しつつ説明す る。 図 2は RF I Dタグ 50の構成を示す図であって、 図 2 (a) は RF ID夕 グ 50の上面からの透過図、 図 2 (b) は RF I Dタグ 50の図 2 (a) におけ る A— A視の断面図を示している。
図 2 (a)および図 2 (b) に示されるように、 RF I Dタグ 50は、 応答器
51と可撓性且つテーフ。状のタグ部材 60とを有している。 応答器 51は、 たと えば 1本の電線からなる 1ターンすなわち電線 1巻きアンテナ' 52と通信チップ
53とを備え、 図示しない RF I Dシステムのリーダ一から送信される搬送波を アンテナ 52から受けて、 それを所定の情報に基づいて変調した後、 反射波とし て返信するものである。 尚、 この装置で作成された RF I Dタグは、 通常、 リー ダ一との通信には U H F帯域やマイクロ波帯域が使用されるものである。 このた め、 アンテナ 5 2は、 上記のリーダ一から送信される U H F帯内やマイクロ波帯 内のうちの搬送周波数として用いられる所定の周波数に共 するようにその回路 定数が設定され、 折り返しダイポールアンテナとして機能するものであり、 それ を構成する電線或いは導電体材料製電路の雨端部が通信チップ 5 3に夫々接続さ れることで閉ル一プ形状を構成している。
夕グ部材 6 0は応答器 5 1を内包するための平面状すなわち平坦なテープ状部 材であり、 ベースフィル厶 6 1、 応答器支持フイルム 6 3、 剥離紙 6 5、 及び力 . バ一フィルム 6 6が積層されることにより構成されている。 ベ一スフイルム 6 1 はタグ部材 6 0のベースとなる色付きの樹脂フィルムであり、 タグ部材 6 0のべ —ス色を決定している。 また、 ベースフィルム 6 1はその上面側に粘着層 6 2を 有している。 応答器支持フィルム 6 3は応答器 5 1を支持するためのフィルムで ある。 応答器支持フイルム 6 3は、 その上面側がベ一スフィルム 6 1の背面側に 固着されており、 その背面側に応答器 5 1が支持されている。 また、 応答器支持 フィルム 6 3は、 その背面側に支持する応答器 5 1を覆うように粘着層 6 4を有 している。 剥離紙 6 5は応答器支持フィルム 6 3の粘着層 6 4をカバーするため のものである。 ユーザは R'F I Dタグ 5 0を目的物に固定する場合に、 R F I D タグ 5 0から剥離紙 6 5を剥離し、 応答器支持フイノレム 6 3の粘着層 6 4を露出 させた後に R F I Dタグ 5 0を目的物に貼り着けて固定する。 カバ一フィルム 6 6は透明樹脂部材であり、 夕グ部材 6 0の表層を構成してその一面をカバーする とともに、 印刷搬送部 2により施された印刷内容 6 7を表示するものである。 力 バーフィルム 6 6は印刷搬送部 2において、 その背面側から印刷が施された後に 、 ベ一スフイルム 6 1の上面側にある粘着層 6 2に貼着される。 上記応答器 5 1 のループ状ァンテナ 5 2は、 上記のように応答器支持フィルム 6 3の背面側に貼 り着けられて支持されているので、 タグ部材 6 0すなわち R F I Dタグ 5 0の面 に沿った平面内でループ状とされている。
次に、 R F I Dタグ 5 0に対して印刷、 及び情報の書き込みを行うための R F I Dタグ 5 0の搬送機構について図 3を参照して説明する。 図 3は R F I Dタグ ライター 1における R F I Dタグ 5 0の搬送経路を示す透過図である。 図 3に示 すように、 R F I Dタグライター 1は、 力セ、'ノト装着部 8 0と、 そのカセット装 着部 8 0内に着脱自在に装着され、 且つ R F I Dタグ 5 0が収納されているカセ ット 7 0と、 位置センサ 8 3と、 通信部 1 0とを備えている。 その通信部 1 0は 、 R F I Dタグライ夕一 1の通信装置として機能する部分であり、 応答器 5 1の アンテナ 5 2と電¾| 導作用により通信するためのへッド 1 1と、 そのヘッド 1 1を通して R F I Dタグ 5 0に情報を書き込む制御を実^ ίするコントローラ 1 2 とを備えている。 前述の印刷搬送部 2は、 R F I Dタグ 5 0に所定の文字を印字. するための印刷へッド 8 1と、 搬送ローラ 7 5と、 圧接ローラ 7 6と、 ガイドロ —ラ 7 7 a〜7 7 eと、 印字された R F I Dタグ 5 0を搬出するための搬出口 8 2とから構成されている。 印刷へッド 8 1は、 後述するィンクリボン 6 8のイン クを熱転写することにより、 カバーフィルム 6 6に対して印刷を施すためのもの で、 R F I Dタグライ夕一 1の本体に設けられている。 搬出口 8 2は、 R F I D タグ 5 0を外部に搬出するための開口部である。 位置センサ 8 3は、 通信部 1 0 の下流側近傍に配置された反射型ホトセンサであり、 前記タグ部材 6 0の剥離紙 6 5に予め印刷されている図示しないマークに基づいて R F I Dタグ 5 0のアン テナ 5 2の位置を検出するためのものである。 位置センサ 8 3を用いることによ つて、 通信部 1 0により R F I D夕グ 5 0に情報 書き込むタイミングと、 タグ 咅 |5材 6 0をカツトするタイミングとを検出することができる。 カセット 7 0には 、 R F I Dタグ 5 0がテープ状になるように連続配置された状態で収納されてい る。 カセット 7 0においては、収納されている R F I Dタグ 5 0の種類によりそ の種類が決定されている。 R F I Dタグライタ一 1は、 カセット 7 0を交換する ことにより様々な形状の R F I Dタグ 5 0に対して印刷、 及び情報の書き込みを 行うことができる。 そして搬出口 8 2近傍に通信部 1 0が備えられており、 搬出 される R F I Dタグ 5 0と通信を行うことで R F I Dタグ 5 0に必要な情報の書 き込み、 または情報の読み込みを行う。 尚、 位置センサ 8 3は、 金属探知型セン ザとしてもよい。
次に、 カセット 7 0内の構造について説明する。 カセット 7 0は、 第 1スプ一
I 0 ル 7 1、 第 2スプール 7 2、 第 3スプール 7 3、 第 4スプール 7 4、 搬送ローラ 7 5、 圧接ローラ 7 6、 及びガイドロ一ラ 7 7 a〜7 7 eを備えている 9 また、 カセット 7 0は、 カセット Ί 0がカセット装着咅 8 0に装着されるときに、 カセ ット装着部 8 0に備えられているカバ一フィルムに印刷を施すための印刷へッド 8 1をカセット 7 0内に挿し入れて配置するための中空部 7 8をさらに備えてい る。 '
第 1スプール 7 1は、 力パーフィルム 6 6が貼り合わされる前の R F I Dタグ 6 9 (図 2 ( b ) 参照） がテープ状に連ねられて卷回されているものである。 第- 2スプール 7 2はカバーフィルム 6 6が卷回されているものである。 第 3スプ一 ル 7 3はインクリボン 6 8が卷回されているものである。 第 4スプール 7 4は第 3スプールに卷回されているィンクリボン 6 8が第 3スプールに接続されている インクリボン 6 8の反対側の端部から卷回されているものである。 搬送ローラ 7 5は R F I Dタグ 5 0を搬出口 8 2に搬送するためのものである。 搬送ローラ 7 5はカセッ 卜装着部 8 0にカセット 7 0が装着されたときに、 カセット装着部 8 0に備えられた図示しない搬送モータの出力軸との間で回転駆動力伝達経路が形 成されるように配置されている。 圧接ローラ 7 6は搬送ローラ 7 5との間でカバ —フィルム 6 6を除く R F I Dタグ 6 9とカバーフイルム 6 6とを圧接して貝占り 合わせるとともに搬送するものであり、 搬送ローラ 7 5の極近傍に配置されてい る。 ガイドロ一ラ 7 7 aは、 第 1スプールに卷回されているカバ一フィルム 6 6 を除く R F I Dタグ 6 9を搬送ローラ 7 5及び圧接ローラ 7 6の間に案内するも のである。 ガイドローラ 7 7 b， 7 7 cは第 2スプーラに卷回されているカバ一 フィルム 6 6を印刷へッド 8 1にまで案内するものである。 ガイドロ一ラ 7 7 d は第 3スプーラに卷回されているインクリボン 6 8を印刷へッド 8 1にまで案内 するものである。 ガイ ドロ一ラ 7 7 eは印刷へッド 8 1に案内されたカバーフィ ルム 6 6を搬送ローラ 7 5及び圧接ローラ 7 6の間に案内するとともに、 印刷へ ッド 8 1に案内されたインクリボン 6 8を第 4スプール 7 4へ案内するものであ る。
次に、 カセット 7 0内における R F I Dタグ 5 0の搬送作動について説明する
1 I 。 カバ一フィルム 6 6を除く R F I Dタグ 6 9は、 搬送モータにより回転駆動力 伝達経路を介して駆動される搬送ローラ 7 5と圧接口一ラ Ί 6との間で圧接され た 4犬態で搬出口 8 2に向かって搬送される。 これにより第 1スプール 7 1に卷回 されているカバーフィルム 6 6を除く R F I' Dタグ 6 9が第 1スプール 7 1から 卷き解かれ、 ガイドロ一ラ 7 7 aに案内されて搬送ローラ 7 5及び圧接ローラ 7 6の間に到達する。
同時に、 第 2スプール 7 2に卷回されているカバーフィルム 6 6が第 2スプ一 ル 7 2から卷き解かれ、 ガイ ドローラ 7 7 b， 7 7 cに案内されて印刷へッド 8 . 1に到達する。 また、 第 4スプール 7 4が同時に回転駆動されることにより、 第 3スプール 7 3に卷回されているィンクリボン 6 8が第 3スプール 7 3から卷き 解かれ、 ガイドロ一ラ 7 7 dに案内されて印刷へッ ド 8 1に到達する。 印刷へッ ド 8 1にカバーフイルム 6 6とインクリボン 6 8とが到達すると、 印刷へッド 8 1からの熱によりインクリボン 6 8のインク 6 7がカバーフィルム 6 6に転写さ れ、 カバ一フィルム 6 6上に所望の画像の印刷が施される。 その後、 印刷を施さ れたカバーフィルム 6 6はさらにガイドローラ 7 7 eに案内されて搬送ローラ 7 5及び圧接ローラ 7 6の間に到達する。 インクリボン 6 8はさらにガイドロ一ラ 7 7 eに案内されて第 4スプール 7 4に巻回され、 回収される。
搬送ローラ 7 5及び圧接ローラ 7 6の間に到達したカバ一フィルム 6 6を除く R F I Dタグ 6 9と、 印刷へッド 8 1により印刷が施されたカバーフィルム 6 6 とが、 搬送ローラ 7 5と圧接ローラ 7 6とに圧接されることにより貼り合わせら れれる。 カバーフィルム 6 6が貼り合わせられた R F I Dタグ 5 0は搬出口 8 2 近傍に配置されている通信部 1 0の後述するへッド 1 1に搬送される。 へッ ド 1 1に搬送された R F I Dタグ 5 0は通信部 1 0との通信により情報を書き込まれ 、 さらに書き込まれた情報が読み出されて、 書き込まれた情報と読み出された情 報とがー致している否かが確認される。 書き込まれた情報と読み出された情報と がー致していれば、 R F I Dタグ 5 0が搬出口 8 2から R F I Dタグライター 1 の外部に搬出される。 書き込まれた情報と読み出された情幸艮とがー致していなけ れば、 再び R F I Dタグ 5 0に情報の書き込みが行われる。 外部に搬出された R F I Dタグ 5 0は、 予め設定された 1個分の長さ毎に順次切断されて使用される 。 このように、上記搬送ローラ 7 5及び圧接ローラ 7 6等から構成される搬送機 構は、 へッド 1 1のコア 1 3に設けられた空隙 3 0内を R F I Dタグ 5 0が横切 つて通過し、 R F I Dタグ 5 0内のアンテナ 5. 2の閉ループ内にコア 1 3の端部 が収まる位置状態を経るように、 R F I Dタグ 5 0を搬送する。
次に通信部 1 0と R F I Dタグ 5 0が備える応答器 5 1と間の通信に関連す'る 装置および作動について図 4乃至図 6を参照しつつ説明する。 図 4は R F I D夕 グライ夕一 1の通信部 1 0の回路構成を示すプロック図であり、 図 5は応答器 5 1の回路構成を示すプロック図であり、 図 6は通信部 1 0と応答器 5 1との通信 状態を示した斜視図である。
まず、 通信部 1 0の回路構成について説明する。 図 4に示すように、通信部 1 0は、 へッド 1 1とコントローラ 1 2とを備えている。 へッド 1 1は、応答器 5 1のアンテナ 5 2と電磁誘導により通信するためのものであり、 コア 1 3とコィ ル 1 4とを備えている。 コア 1 3はフヱライト等の少なくとも空気よりも十分に 高い透磁率を有する磁性体であり、 R F I Dタグ 5 0を通過可能とするためのそ の R F I Dタグ 5 0の厚みよりも僅かに大きい寸法の 1個の空隙 3 0を有する C 字型の形状を有している。 また、空隙 3 0に面したコア 1 3の両端部 3 0 a、 3 0 bはその先端に向かうほど断面積が小さくなる先細形状或いはテーパ形状とな つており、 コア 1 3の空隙 3 0に面した両端部のアンテナ 5 2のループ平面に沿 つた面積、すなわち空隙 3 0を介して相対向するコア 1 3の一対の端面の面積が アンテナ 5 2で形成された閉ループの面積よりも小さくされている。 コイル 1 4 は電線がコア 1 3に巻き付けられたものであり、後述するコントローラ 1 2の糸 •さ] 合回路 1 8に接続されている。 応答器 5 1のアンテナ 5 2とへッド 1 1との電磁 誘導作用による通信は、 ァンテナ 5 のループ平面すなわち R F I Dタグ 5 0に 垂直な方向から見て、 コア 1 3の両端部の面積がアンテナ 5 2に形成された閉ル —プ内に収まった位置状態すなわち閉ループ内に入った位置状態で行われる。 結 合回路 1 8からコイル 1 4に入力される信号に基づいて、 コア 1 3の一方の端部 から他方の端部へ放射され且つアンテナ 5 のループ内を貫通する磁束が変ィ匕さ せられることにより、 アンテナ 5 2に誘導電流が流されて信号が発生する。 この ときの磁気結合においては、 コイル 1 4が 1次コイル、 アンテナ 5 2が 2次コィ ルとして機能している。 また、 アンテナ 5· 2に発生した信号に基づいて、 アンテ ナ 5 2のループ内に発生し且つコア 1 3を介してコイル 1 4内を貫通する磁界が 変ィヒさせられることにより、 そのコイル 1 4に誘導電流が流されて信号が発生す る。 このときの磁気結合においては、 アンテナ 5 2が 1次コイル、 コイル 1 ' 4が 2次コイルとして機能している。 コイル i 4に発生した信号は結合回路 1 8に出 力される。
コントローラ I 2は、 R F I Dタグライタ一 1と応答器 5 1との間の通信を制 御するものであり、 搬送波発生部 1 5、搬送波変調部 1 6、 搬送波増幅部 1 7、 結合回路 1 8、 L N A (Low Noise Amp ) 1 9、 帯域通過フィル夕 2 0、 及び復 調部 2 1を備えている。 搬送波発生部 1 5は、 位置センサ 8 3に基づいて入力さ れるトリガ信号により搬送波を発生し、 発生した搬送波を搬送波変調部 1 6に出 力するものである。 上記搬送波の周波数は任意に設定可能であるが、 コア 1 3が 十分な磁性特性を示す範囲の周波数特に H F帯以下の周波数が望ましく、 例えば 1 3 MH zに設定される。 搬送波変調部 1 6は、 搬送波発生部 1 5により発生さ れた搬送波を、 入力データに基づいて振幅変調 (Ampl itude Shift Keying： A S K ) し、 変調した搬送波を搬送波増幅部 1 7に出力するものである。 搬送波増幅 部 1 7は、 搬送波変調部 1 6により変調された搬送波を増幅して結合回路 1 8に 出力するものである。 結合回路 1 8は、 搬送波増幅部 1 7により増幅された搬送 波をコイル 1 4に出力し、 またはコイル 1 4から入力された応答器 5 1からの情 報信号を含む反射波を L N A 1 9に出力するものである。
L N A 1 9は、 結合回路 1 8から入力された反射波を増幅し、 増幅した搬送波 を帯域通過フィルタ 2 0に出力するものである。 帯域通過フィルタ 2 0は、 よく 知られた L Cフィルタであり、 その出力信号を復調部 2 1に出力するものである 。 復調部 I 1は、帯域フィルタ 2 0により入力された信号を復調して応答器 5 1 からの情報信号を生成し出力デ一夕として出力するものである。.
次に応答器 5 1の回路構成について説明する。 図 5に示すように、 応答器 5 1 はアンテナ 5 2と通信チップ 5 3とを備えている。 アンテナ 5 2はベースフィル ム 6 1に積層される応答器支持フィルム 6 3に貼り着けられることによ.つて平面 状のループ形状を有するものであり、 その両端部が通信チップ 5 2に接続されて いる （図 2 ( a ) 参照） 。 通信チップ 5 3は通信用 I Cチップであり、 変復調部 5 4、情報取得部 5 5、記憶部 5 6、 及び情報生成部 5 7を備え、 ァンテナ 5 2 と接続されている。
変復調部 5 4はアンテナ 5 2が受信した搬送波を復調し、復調した信号を情報 取得部 5 5に出力するものであり、 また、 アンテナ 5 2が受信した搬送波の反射' 波を情報生成部 5 7から入力される返信すべき情報に基づいて変調するものであ る。 情報取得部 5 5は変復調部 5 4で復調された信号から情報を取得し、取得し た情報に基づいて記憶部 5 6に情報を記憶させるものである。 具体的には情報取 得部 5 5に取得された情報が、応答器 5 1に情報を書き込む旨のコマンドと書き 込み対象となる情報とから構成されている場合には、書き込み対象となる情報を 記憶部 5 6に記憶させる。 尚、情報取得部 5 5に取得された情報に、応答器 5 1 から情報を読み込む旨のコマンド等、他のコマンドが含まれている場合には記憶 部 5 6になにも記憶させない。 記憶部 5 6は応答器 5 1が返信すべき情報を記憶 するためのものであり、 情報取得部 5 5の指令により情報を記憶し、情報生成部 5 7により記憶した情報を読み出される。 情報生成部 5 7は記憶部 5 6に記憶さ れている情報を読み出して返信すべき情報を生成し、生成した返信すべき情報を 変復調部 5 4に出力するものである。
次に、通信部 1 0と応答器 5 1との通信における動作を説明する。 図 6に示す ように、 通信部 1 0と応答器 5 1との電磁誘導による通信は、 アンテナ 5 2のル —プ平面に垂直な方向から見て、 コア 1 3の両端部がアンテナ 5 2に形成された 閉ループ内に収まるように R F I Dタグ 5 0が搬送された位置状態で行われる。 アンテナ 5 2のループ平面に垂直な方向から見て、 コア 1 3の先端部がアンテナ 5 2に形成された閉ループ内に収まる位置へ R F I Dタグ 5 0が搬送されたかは 、予め R F I Dタグ 5 0の裏面に設けられたマークが位置センサ 8 3により検知 される。 まず、 位置センサ 8 3により、 アンテナ 5 2のループ平面に垂直な方向から見 て、 コア 1 3の先端部がアンテナ 5 2に形成された閉ル一プ内に収まった位置状 態になるように R F I D夕グ 5 0が搬送されたと検知されると、 搬送波発生部 1 5に対してトリガ信号を出力する。 搬送波発生部 1 5は、 トリガ信号が入力され ると搬送波を発生する。 搬送波発生部 1 5が発生した搬送波は、 搬送波変調部 1 6に出力され、 その搬送波変調部 1 6において入力データに基づいて変調される 。 ここで入力データは、 応答器 5 1に対するコマンド及び付加情報から構成され ている。 例えば、 応答器 5 1に対する情報の書込みを行う場合には、 情報を書き 込む旨のコマンドと書き込み対象となる情報とが入力データとなる。 搬送波変調 部 1 6により変調された搬送波は、 搬送波増幅部 1 7に出力され、 その搬送波増 幅部 1 7において増幅され、結合回路 1 8を介してへヅド 1 1のコイル 1 4に出 力される。 これにより、 コイル 1 4に入力される搬送波の信号に基づいて、 コア 1 3の一方の端部から他方の端部へ放射され且つアンテナ 5 2のループ内を通過 する磁束が変化させられることにより、 アンテナ 5 2に誘導電流が流されて搬送 波の信号が発生する。
応答器 5 1では、 電磁誘導作用によりアンテナ 5 2に発生した搬送波が受信さ れる。 アンテナ 5 2に受信された搬送波は、 変復調部 5 4に出力されて復調され 、 情報取得部 5 5に出力される。 情報取得部 5 5は、 変復調部 5 4から入力され た信号に含まれる情報を取得する。 情報取得部 5 5により応答器 5 1に情報を書 き込む旨のコマンドと書き込み対象となる情報とが取得された場合には、 書き込 み対象となる情報が記憶部 5 6に記憶される。 また、 応答器 5 1からの返 ¾が必 要な場合、 情報生成部 5 7は記憶部 5 6に記憶された情報を読み出し、 読み出し た情報に基づいて返信すべき情報が生成される。 情報生成部 5 7により生成され た返信すべき情報は、 変復調部 5 4に出力される。 変復調部 5 4は、 情報生成部 5 7により生成された返信すべき情報に基づいてアンテナ 5 2に流れる電流を変 調し、 この変調された電流によってアンテナ 5 2のループ内に発生し且つコア 1 3を介してコイル 1 4内を貫通させられる磁界が変化させられることにより、 コ ィル 1 4に誘導電流が流されて応答信号が発生させられる。 コント口一ラ 1 2では、 コイル 1 4に発生した応答信号が結合回路 1 8を介し て L NA 1 9に出力され、 その L N A 1 9により増幅される。 L N A 1 9により 増幅された反射波は、 よく知られた L Cフィルタから成る帯域通過フィルタ 2 0 を通過し、 復調部 2 1に出力され、 そこで元の情報信号に復調されて出力データ として出力される。
尚、 ァンテナ 5 2の形状は、 図 に示すような楕円状のループに限定されるも のではなく、例えば、 図 1 0 ( a ) に示すように、 矩形状のループ形状を有する アンテナ 5 2 aであってもよいし、 図 1 0 ( b ) に示すように、 アンテナ 5 2 b . の形状が菱形状のループを有していてもよい また、 図 1 0 ( c ) に示すように 、 アンテナ 5 2 cの形状がル一プ面積をより狭くしたものでもよいし、 図 1 0 ( d ) に示すように、 アンテナ 5 2 bの形状がループ面積をより狭くした状態で、 さらにその両端を折り曲げるようにしたものでもよい。 また、 通信チップ 5 3は 、 夕グ部材 6 0の中央近傍に配置されるようにアンテナ 5 2と接続される必要は なく、 図 1 0 ( e ) に示すように、 タグ部材 6 0の端部近傍に配置されるように アンテナ 5 2 eに接続されてもよい。
以上説明した第 1の実施形態では、 へッド' 1 1が備える磁性体 1 3の空隙 3 0 内或いはその近傍に強い磁界が局所的に発生させられる。 すなわち、 コイル 1 4 の起磁力により形成される磁気回路の大部分が透磁率の極めて高い磁性体 1 3に より構成されて磁気抵抗が小さくされることから、 同じ起磁力であれば発生させ られる磁束が大幅に多くなるので、 空隙 3 0内において発生させられる磁束の密 度が大幅に高くされ、 たとえば図 1 1に示す従来のコイル 1 0 1と比較して大 に強い磁界が空隙 3 0付近に発生させられるのである。 このため、 電磁誘導によ りへッド 1 1とアンテナ 5 との間で非接触で効率のよい通信を行うことができ 、 省電力化を図ることができる。 また、 磁束はコア 1 3の一方の端部から空隙 3 0を介して他方の端部に到達するため、 周囲に磁束を漏らすことがないようにす ることができる。 また、 1ターンすなわち電線 1巻きの閉ループ形状のアンテナ 5 2を用いるため、 アンテナ 5 2がより簡易に構成され、 安価となる。
また、 コア 1 3の形状が C型であるため、 空隙 3 0を有するコア 1 3の製作と コア 1 3へのコイル 1 4の巻き付けを容易に行うことができるとともに、 ヘッド 1 1を簡単な構成にすることができる。 また、 フェライト等の透磁率の高い材料 から構成された空隙 3 0が用いられるので、 コア 1 3の一方の端部から空隙 3 0 を介して他方の端部に到達する磁束をほとんど漏らすことがない。 また、 タグ部 材 6 0を容易に空隙 3 0内に移送可能にできる。
さらに、 コア 1 3の έ ¾が先細形状になっているため、 コア 1 3の端部から放 出される磁束の方向を調整することができる。 これにより、様々なアンテナの形 状に対して電磁誘導により通信することができる。 また、 空隙 3 0内において磁. 束が通る平面の面積すなわち断面積が小さいためアンテナの小型ィ匕ができる。 加えて、 コア 1 3により強い磁界を発生させ、磁束を集中させてアンテナ 5 2 のループ内に通過させるため、誘導電流が流れ難い構成のアンテナであっても電 磁誘導により通信することができる。
また、 位置センサ 8 3によりアンテナ 5 2のループ平面に垂直な方向から見て 、 コア 1 3の先端部がアンテナ 5 2に形成された閉ル一ブ内に収まった状態で電 磁誘導により通信対象としての応答器 5 1との間で効率よく通信を行うことがで き、省電力化を図ることができる。 また、応答器 5 1に対して確実に情報の書き 込みまたは読み出しを行うことができる。
く第 2の実施形態 >
以下、■本発明に係る第 2の実施の形態につい T図面を参照しつつ説明する。 本 発明に係る第 2の実施の形態は、通信部 1 0 Aが備えるへ、ソド 1 1 Aの構成以外 は、本発明に係る第 1の実施の形態の通信部 1 0が備えるへッド 1 1の構成以外 と実質的に同等であり、 第 1の実施の形態の通信部 1 0が備えるヘッド 1 1の構 成以外の説明が適用できるため詳細は省略する。
通信部 1 0 Aのへッド 1 1 A (第 1の実施の形態の通信部 1 0のヘッド 1 1に 相当） の構成について図 7を参照しつつ説明する。 図 7はへッド 1 1 Aの斜視図 である。 へッド 1 1 Aは、応答器 5 1のアンテナ 5 と電磁誘導により通信する ためのものであり.、一対の円柱状のコア 1 3 A a , 1 3 A bと、 それらに巻き着 けられた電線である一対ののコイル 1 4 A a , 1 4 A bとを備えている。 一対の コア 1 3Aa， 1 3 Abはフェライト等の十分に高い透磁率を備えた磁性体であ り、軸心方向の相互間において前述の空隙 30と同様の寸法の空隙 3 OAを有す る形状を有している。 また、空隙 3 OAに面したコア 1 3 Aa, 1 3Abの先端 部の、 アンテナ 52のループ平面に沿った面積すなわち空隙 3 OAを介して相対 抗する一対の端面の面積がァンテナ 52に形成された閉ループの面積よりも小さ く形成されている。 コイル 14 Aa, 14Abはコア 1 3Aa, 1 3Abに巻き 付けられたものであり、後述するコントローラ 1 2の結合回路 1 8に接続されて いる。 応答器 5 Iのアンテナ 52とへッド 1 1 Aとの電磁誘導による通信は、 R. F I Dタグ 50の搬送過程において、 アンテナ 52のループ平面に垂直な方向か ら見て、 コア 1 3Aa， 1 3 Abの先端部がアンテナ 52により形成された閉ル —プ内に収まった位置状態が検知されている間に行われる。 結合回路 1 8からコ ィル 14 Aa, 14 Abに入力される信号に基づいてコア 1 3 A aの端部からコ ァ 1 3 Abの端部へ放射され且つアンテナ 52のループ内を貫通する磁束が変化 させられることにより、 アンテナ 52に誘導電流が流されて信号が発生する。 ま た、 アンテナ 52に発生した信号に基づいてアンテナ 52のループ内に発生させ られ且つコア 1 3Aa, 1 3 Abを介してコイル 1 4 Aa, 14Ab内を貫通す る磁界が変化させられることにより、 コイル 1 4Aa, 1 4Abに誘導電流が流 されて信号が発生する。 コイル 1 4Aa, 14 Abに発生した信号は結合回路 1 8に出力される。
以上説明した第 1の実施形態では、 ヘッド 1 1 Aが備えるコア 1 3 A a , 1 3 Abにより空隙 3 OAに強い磁界が発生する。 すなわち、 コイル 14 Aa, 1 4 Abの薛磁力により形成される磁気回路の 1部分が透磁率の極めて高いコア 1 3 Aa, 1 3 Abにより構成されて磁気抵抗が小さくされることから、 同じ起磁力 であれば発生させられる磁束が大幅に多くなるので、空隙 3 OA内において発生 させられる磁束の密度が大幅に高くされ、 たとえば図 1 1に示す従来のコイル 1 0 1と比較して大幅に強い磁界が空隙 30付近に発生させられるのである。 この ため、電磁誘導によりァンテナ 52と非接触で効率のよい通信を行うことができ 、省電力化を図ることができる。 また、本実施形態において、 コアがコア 1 3 Aa, 1 3 Abに分離されて構成 された状態であっても、 直列に接続されたコイル 14Aa, 14Abにより、 コ ァ 1 3Aa, 1 3 Abに位相のそろった磁界を発生することができるため、 コア を設置条件や設置許容スペースに応じて分離することができる。 また、 アンテナ 形状や応答器 5 1の夕グ部材 60上での配置にフレキシブルに対応できる。
<第 3の実施形態 >
以下、本発明に係る第 3の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 本 発明に係る第 3の実施の形態は、 通信部 10 Bの構成以外は本発明に係る第 1の' 実施の形態の通信部 1 0の構成以外と実質的に同等であり、 第 1の実施の形態の 通信部 10の構成以外の説明が適用できるため詳細は省略する。
通信部 1 0B (第 1の実施の形態の通信部 1 0に相当） の構成について図 8， 図 9を参照しつつ説明する。 図 8は通信部 1 0 Bの回路構成を示すプロック図で ある。 図 9は逋信部 1 0 Bと応答器 5 1との通信状態を示した外観図である。 図 8に示すように、上記通信部 1 0 Bは、一対のへッド 1 ί B a, 1 1 Bbと コントローラ 12 Bとを備えている。 一対のヘッド 1 1 B a, 1 1 B bは、 夫々 応答器 5 1のアンテナ 52と電磁誘導により通信するためのものであり、 夫々コ ァ 1 3Ba, 1 3Bbとコイル 14Ba, 14 B bとを備えている。 ヘッド 1 1 B aは、専らアンテナ 52と電磁誘導により通信することで、応答器 5 1に情報 を書き込み、 へッド 1 l Bbは、専らアンテナ 52と電磁誘導により通信するこ とで応答器 5 1から情報を読み込むことができる。 コア 1 3 B a， 1 3 B bは、 前述の 1 3と同様に、 フヱライト等の高い透磁率を有する磁性体であり、 空隙 3 0 B a, 3 OBbを有する C字型の形状を有している。 また、空隙 3 0 Ba, 3 O Bbに面したコア 1 3Ba, 1 3 Bbの両端部近傍が先細形状となっており、 空隙 30Ba， 3 OBbに面したコア 1 3 Ba, 1 3 B bの先端部のアンテナ 5 2のループ平面に沿った面積すなわち両端面の面積がァンテナ 52に形成された 閉ループの面積よりも十分に小さくされている。 コイル 1 4 B a, 14 Bbは、 コア 1 3 B a, 1 3 Bbに卷き付けられたものであり、 コイル 14 B aは、 後述 するコントローラ 12Bの搬送波増幅部 1 7 Bに接続され、 コイル 14 B bは、 後述するコントローラ 1 2 Bの LNA 19 Bに接続されている。 応答器 5 1のァ ンテナ 52とヘッド 1 I B a, 1 1 B bとの電磁誘導による通信は、 アンテナ 5 2のループ平面に垂直な方向から見て、 コア 1 3Aa、 1 Abの先端部が、 ァ ンテナ 52に形成された閉ル一プ内に収まった状態で行われる。 搬送波増幅部 1 7 Bからコイル 14 B aに入力される信号に基づいて、 コア 1 3 B aの端部から 放射され且つァンテナ 52のループ内を貫通する磁束が変化させられることによ り、 アンテナ 52に誘導電流が流れて信号が発生する。 また、 アンテナ 52に入 力された ί言号に基づいてアンテナ 52のループ内に発生し且つコア 1 3Bbを介 してコイル 14 Bb内を貫通する磁界が変ィ匕させられることにより、 コイル 1 4 Bbに誘導電流が流れて信号が発生する。 コイル 14Bbに発生した信号は LN A 1 9 Bに出力される。
コントローラ 1 2 Bは、応答器 5 1との通信を制御するものであり、搬送波発 生部 1 5、搬送波変調部 16、搬送波増幅部 1 7 B、 LNA 1 9 B、帯域通過フ ィルタ 20、及び復調部 2 1を備えている。 搬送波発生部 1 5、 搬送波変調部 1 6、帯域通過フィルタ 20、及び復調部 2 1は、第 1の実^の形態の搬送波発生 部 1 5、 搬送波変調部 1 6、帯域通過フィルタ 0、 及び復調部 2 1と実質的に 同等であり、第 1の実施の形態の説明を適用することができるため詳細は省略す る。
搬送波増幅部 17B (第 1の実施の形態の搬送波増幅部 1 7に相当） は搬送波 変調部 1 6により変調された搬送波を増幅してコイル 14 Baに出力するもので ある。 LNA1 9B (第 1の実施の形態の LNA1 9に相当） は、 コイル 14B bから入力された応答信号を増幅し、増幅した応答信号を帯域通過フィルタ 0 に出力するものである。
次に、通信部 10Bと応答器 5 1との通信における動作を説明する。 尚、応答 器 5 1の通信における動作は、第 1の実施の形態に係る応答器 5 1の通信におけ る動作と実質的に同様であり、第 1の実施の形態の説明を適用することができる ため詳細は省略する。
上記通信部 I 0Bと応答器 5 1との電磁誘導による通信は、 アンテナ 5 2のル —プ平面に垂直な方向から見て、 コア 1 3 B a , 1 3 B bの先端部がァンテナ 5 2に形成された閉ループ内に収まるように R F I Dタグ 5 0が搬送された状態で 行われる。 アンテナ 5 2のループ平面に垂直な方向から見て、 コア 1 3 B a , 1 3 B bの先端部がアンテナ 5 に形成された閉ループ内に収まる位置状態となる ように R F I Dタグ 5 0が搬送されたかは位置センサ 8 3により検知される。 応 答器 5 1に情報の書き込みを行う場合には、 へッド 1 1 B aとアンテナ 5 2とを 電磁誘導により情報の送信を行う。 また、 応答器 5 1に記憶された情報の読み込 みを行う場合には、 へッド 1 1 B bから送られる搬送波を変調した電流を用いた' アンテナ 5 2どへッド 1 1 B bとの間の電麵導により情報の受信を行う。
まず通信部 1 0 Bから応答器 5 1に情報を送信する場合について説明する。 位 置センサ 8 3により、 アンテナ 5 2のループ平面に垂直な方向から見て、 コア 1 3 B aの先端部がアンテナ 5 に形成された閉ループ内に収まった位置状態にな るように R F I Dタグ 5 0が搬送されたと検知されると、 搬送波発生部 1 5に対 してトリガ信号が入力される。 搬送波発生部 1 5は、 トリガ信号が入力されると 搬送波を発生する。 搬送波発生部 1 5が発生した搬送波は搬送波変調部 1 6に出 力される。 搬送波発生部 1 5が発生した搬送波は、 搬送波変調部 1 6により入力 データに基づいて変調される。 ここで入力データは、 応 器 5 1に対するコマン ド及び付加情報から構成されている。 例えば、 応答器 5 1に対する情報の書き込 みを行う^には、 情報を書き込む旨のコマンドと書き込み対象となる情報とを 入力データとする。 搬送波変調部 1 6により変調された搬送波は搬送波増幅部 1 7に出力されて増幅される。 増幅された搬送波は、 へッ ド 1 1 8 &のコィル1 4 B aに出力される。 これによりコイル 1 4 B aを 1次コイル、 アンテナ 5 2を 2 次コイルとし、 コイル 1 4 B aに入力される搬送波の信号に基づいて、 コア 1 3 B aの端部から放射される磁束が、 アンテナ 5 2のループ内を通過することによ り、 アンテナ 5 2に誘導電流が流れて搬送波の信号が発生する。 この際に磁束は コア 1 3 B aの一方の端部から他方の端部に放射される。
次に、 通信部 1 0が応答器 5 1からの反射波を受信する場合について説明する 。 コイル 1 4 B bとアンテナ 5 2との電磁誘導によって誘導されたアンテナ 5 2 に流れる誘導電流によりアンテナ 5 2とコイル 1 4 B bとの間でも電磁誘導が発 生する。 応答器 5 1からの返信が必要な場合、 アンテナ 5 2上に流れる誘導電流 に対し、 変復調部 5 4で変調する。 このアンテナ 5 2を流れる電流によるアンテ ナ 5 2とコイル 1 4 B bとの電磁誘導により、 コイル 1 4 B bにはアンテナ 5 2 に流れる電流に基づいた応答信号が生成される。 コイル 1 4 B bに生成された反 射波は L NA 1 9 Bに出力され、 信号を増幅される。 L NA 1 9 Bにより増幅さ れた応答信号は、 帯域通過フィルタ 2 0に出力される。 L NA 1 9 Bにより増幅 された応答信号は、 帯域通過フィル夕 2 0であるよく知られた L Cフィルタを通' 過し、 復調部 2 1に出力される。 帯域フィルタ I 0を通過した反射波は、 復調部 2 1により元の情報信号に復調され、 出力デ一夕として出力される。
以上説明した第 3の実施の形態では、 第 1の実施の形態の効果に加え、 送信専 用のヘッド 1 I B aと受信専用のヘッド 1 1 B bとを備えているため、 結合回路 1 8が不要となり、 通信部 1 0 Bの回路構成を簡単にすることができる。 また、 受信信号に回り込む送信信号の成分を減らせるので、 L N A 1 9 Bの利得を大き く設定でき、 高感度にすることができる。
以上、 本発明の実施の形態について説明したが、 本発明は上述の実施の形態に 限られるものではなく、 特許請求の範囲に記載した限りにおいて、 様々な設計変 更が可能なものである。
さらに、 第 1の実施の形態では、 アンテナ 5 2が 1ターンすなわち 1回捲線の 閉ループで構成されているが、 複数タ一ンすなわち複数回捲線の閉ループで構成 されてもよい。
加えて、 第 1の実施の形態では、 アンテナ 5 2が平面状に構成されているが、 このような構成に限定されるものではなく、 例えば、 アンテナが立体的に構成さ れていてもよい。
また、 第 1の実施の形態では、 応答器 5 1に記憶部 5 6を備え、 記憶した情報 を返信する構成であるが、 このような構成に限定されるものではなく、 応答器が 情報を含まない反射波を返信するような構成でもよい。 このような構成の場合、 通信部の構成を簡略化することができる。 さらに、第 1の実施の形態ではコア 1 3は C字型の形状を有する構成であるが 、 コアは空隙 3 0を有する形状であればよく C字型の形状に限定されるものでは ない。
加えて、第 1の実施の形態では、 コア 1 3の端部が先細形状に形成されている が、 アンテナ 5 2のループ内に磁束を通過させることができればどのような形状 でもよい。
また、 第 2の実施の形態では軸心方向に配設された棒状の磁性体である一対の コア 1 3 A a , 1 3 A bの間に空隙 Aが構成されているが、 コアは棒状の磁性体' に限定されるものではなく、 円弧状の磁性体でもよい。 また、 コア 1 3 A a， 1 3 A bは 2つの磁性体で構成されているが 3つ以上の磁性体で構成されてもよい さらに、第 2の実施の形態ではコイル 1 4 A a及びコイル 1 4 A bとが直列に 接続される構成であるが、 コイル 1 4 A aとコイル 1 4 A bに流れる電流の同期 がとれていればこのような構成に限定されるものではなく、例えばコイル 1 4 A aとコイル 1 4 B bとを並列に接続する構成でもよい。
さらに、第 1の実施の形態では空隙 3 0に面したコア 1 3の先端部のアンテナ 5 2のループ平面に沿った面積がアンテナ 5 2に形成された閉ループの面積より も小さくなる構成であるが、電磁誘導による通信が可能であればコア 1 3の先端 部のアンテナ 5 2のループ平面に沿った面積がアンテナ 5 2に形成された閉ルー プの面積よりも大きくてもよい。
特に、第 1の実施形態では、 アンテナ 5 2のループ平面すなわち搬送過程で空 隙 3 0内に揷し入れられるに R F I Dタグ 5 0の面に垂直な方向から見て、 コア 1 3の先端部がアンテナ 5 2に形成された閉ループ内に収まった状態で電磁誘導 により通信する構成であるが、電麵導による通信の開始時のみコア 1 3の先端 部がアンテナ 5 2に形成された閉ループ内に収まった状態を検知してもよいし、 コア 1 3の先端部がアンテナ 5 2に形成された閉ループ内に収まった状態を検知 しない構成でもよい。 また、上記 R F I Dタグ 5 0は連続的に搬送されるもので あってもよいし、 位置センサ 8 3により、 アンテナ 5 2のループ平面に垂直な方 向から見て、 コア 1 3 B aの先端部がアンテナ 5 2に形成された閉ループ内に収 まった位置状態に R F I Dタグ 5 0が搬送されたと検知されると、搬送を一時停 止させるものであってもよい。 また、 前述の第 1の実施形態では、 R F I Dタグ 5 0が空隙 3 0内を通過すなわち横切るように搬送されていたが、 空隙 3 0の近 傍においてループ状のアンテナ 5 2が磁束を横切るように通過させられるもので あってもよい。
また、 第 1の実施の形態では、 R F I Dタグライタ一 1の通信装置として機能 する通信部 1 0が印刷搬送部 2とともに機能する構成であるが、 このような構成- に限定されるものではなく、 印刷を行わず通信部 1 0のみで機能する構成でもよ いし、 他の装置とともに機能する構成でもよい。 また、 上記通信装置として機能 するへッ ド 1 1とそのへッ ド 1 1を通して情報を書き込む制御を実行するコン卜 ローラ 1 2とは、 R F I Dタグライタ一 1以外の装置や用途に用いられてもよい また、 実施の形態では、 R F I Dタグライター 1が RF I Dタグ 5 0への情報 書込み装置或いは書込みおよび読み出し装置として用いられる例が説明されてい たが、 たとえば図 7乃至 9の実施例においてへッド 1 i B bのみを備えた読み出 し専用装置として用いられるものであってもよい。
以上、 要するに、 本発明によると、 へッドが備える磁性体によってその空隙に 強い磁界が発生させられるため、 UH P帯の無線夕グとの間で電磁誘導を利用し てヘッドと通信対象の応答器のァンテナとの間で非接触で効率のよい通信を行う ことができ、 省電力化を図ることができる。 また、 通信装置のへッドにおいて、 磁束は磁性体の一方の端部から空隙を介して他方の端部に到達するため、 周囲に 磁束を漏らすことがほとんどないようにすることができる。

Claims

請求の範囲
1 . アンテナを有する応答器への情報の送信及びその応答器から送信される情報 の受信の少なくともいずれかを行うために、電磁誘導により前記アンテナと非接 触で通信を行うへッドを含んでおり、 そのへッドが、
空隙を構成する 1つ以上の磁性体と、
その磁性体に卷き付けられた 1つ以上のコイルと
を、備えていることを特徴とする通信装置。
2 . 前記へッドは、 C字形形状を有する 1つの磁性体を有するものであることを · 特徴とする請求の範囲 1に記載の通信装置。
3 . 前記へッドは、前記空隙を介して対向する 2つの磁性体を有するものであり 前記コイルは、 直列または並列に接続されてその 2つの磁性体に巻き付けられ ているものであることを特徴とする請求の範囲 1に記載の通信装置。
4 . 前記磁性体の前記空隙に面した端部は、先細形状に形成されていることを特 徴とする請求の範囲 1から 3のいずれかに記載の通信装置。
5 . 前記アンテナは、 閉ループを形成するものであることを特徴とする請求の範 囲 1から 4のいずれかに記載の通信装置。
6 . 前記アンテナは、 1ターンの閉ループを形成するものであることを特徴とす る請求の範囲 1から 4のいずれかに記載の通信装置。
7 . 前記磁性体の前記空隙に面した端部の面積は、 前記アンテナが形成する閉ル ープの面積よりも小さいことを特徴とする請求の範囲 5または 6に記載の通信装
8 . 前記磁性体の前記空隙に面した端部は、前記平面に垂直な方向から見て、前 記アンテナが形成する閉ループ内に収まる形状を有していることを特徴とする請 求の範囲 5または 6に記載の通信装置。
9 . 前記平面に垂直な方向から見て、前記磁性体の前記空隙に面した端部が前記 アンテナに形成された閉ループ内に収まっていることを検知するための検知手段 をさらに含み、 前記磁性体の前記空隙に面した端部が前記アンテナが形成する閉ループ内に収 まっていることをその検知手段が検知しているときに、 前記へッドが前記アンテ ナと電磁誘導により通信することを特徴とする請求の範囲 8に記載の通信装置。 1 0 , 前記へッドは少なくとも 2つ備えられ、
その 2つのへヅドのうちの一方のへッド力前記応答器に情報を送信し、 他方の へッ ドが Ml己応答器からの情報を受信することを特徴とする請求の範囲 1から 9 のいずれかに記載の通信装置。
1 1 . 前記へッ ドは、 UH F帯以上の周波数で共振する前記アンテナとの間で H F帯以下の周波数を用いた電磁誘導により通信することを特徴とする請求の範囲 1力、ら 1 0のいずれかに記載の通信装置。
1 2 . 情報を記憶する情報記憶部を有する通信用 I Cと、 その通信用 I Cに接続 されたァンテナとを備えた無線タグの、 その情報記憶部に対して情報の読み出し 及び/又は書き込みを行う無線タグリ―ダ一/ライ夕一であつて、
請求の範囲 1から i 1のいずれかに記載の通信装置と、
前記ァンテナが前記空隙内またはその近傍を横切って通過するように前記無線 夕グを搬送するための搬送機糖と
を、 備えていることを特徴とする無線タグリーダー/ライ夕一。
1 3 . 情報を記憶する情報記憶部を有する通信用 I Cと、 その通信用 I Cに接続 されたアンテナとを備えた無線夕グの、 その情報記憶部に対して情報の読み出し 及び/又は書き込みを行う無線タグリーダ一/ライタ一であって、
請求の範囲 9に記載の通信装置と、
前記平面に垂直な方向から見て、 前記磁性体の前記空隙に面した端部が前記ァ ンテナに形成された閉ループ内に収まる位置を経るように前記無線タグを搬送す るための搬送機構とを備えていることを特徴とする無線夕グリーダー/ライ夕一
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7158033B2 (en) 2004-09-01 2007-01-02 Avery Dennison Corporation RFID device with combined reactive coupler

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7751790B2 (en) 2006-09-28 2010-07-06 Broadcom Corporation Hybrid on-chip-off-chip transformer
JP5334761B2 (ja) * 2009-09-03 2013-11-06 アズビル株式会社 食品工場用セキュリティカード
JP6489043B2 (ja) * 2016-03-03 2019-03-27 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 画像形成装置及びプログラム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6491290A (en) * 1987-10-01 1989-04-10 Nippon Chemicon Driving circuit of head core in ic card reader writer
JPH05128324A (ja) * 1991-11-07 1993-05-25 Mitsubishi Electric Corp 非接触カード、非接触カード用端末機及び非接触伝送システム
JPH11161760A (ja) * 1997-11-26 1999-06-18 Hitachi Ltd 薄型電子回路部品及びその製造方法及びその製造装置
JP2002109483A (ja) * 2000-09-29 2002-04-12 Tamura Electric Works Ltd Ｉｃカードの位置検出方法およびｉｃカード
JP2002366917A (ja) * 2001-06-07 2002-12-20 Hitachi Ltd アンテナを内蔵するｉｃカード

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6491290A (en) * 1987-10-01 1989-04-10 Nippon Chemicon Driving circuit of head core in ic card reader writer
JPH05128324A (ja) * 1991-11-07 1993-05-25 Mitsubishi Electric Corp 非接触カード、非接触カード用端末機及び非接触伝送システム
JPH11161760A (ja) * 1997-11-26 1999-06-18 Hitachi Ltd 薄型電子回路部品及びその製造方法及びその製造装置
JP2002109483A (ja) * 2000-09-29 2002-04-12 Tamura Electric Works Ltd Ｉｃカードの位置検出方法およびｉｃカード
JP2002366917A (ja) * 2001-06-07 2002-12-20 Hitachi Ltd アンテナを内蔵するｉｃカード

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7158033B2 (en) 2004-09-01 2007-01-02 Avery Dennison Corporation RFID device with combined reactive coupler

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