WO2020075555A1 - 構造体読取装置、構造体読取システム - Google Patents

構造体読取装置、構造体読取システム Download PDF

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WO2020075555A1
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transmission
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transmitting
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詩朗 杉村
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株式会社フェニックスソリューション
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B17/00—Accessories in connection with locks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/40—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by components specially adapted for near-field transmission
    • H04B5/48—Transceivers

Definitions

  • the present invention relates to a structure reading device and a structure reading system.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • the RF tag used in the RFID system has an antenna and an IC chip stored therein.
  • the carrier wave transmitted from the reader / writer antenna is received by the RF tag antenna and the identification data etc. recorded in the IC chip is reflected. It is a mechanism that carries on waves and returns to the reader / writer for contactless communication.
  • an RF tag is attached to each component such as a display, a power supply, and a battery, and various types are stored in the RF tag on each workbench.
  • An article manufacturing system for assembling while reading information is disclosed.
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2017-157068 discloses an RF tag that can be attached to a member made of a conductor having an internal void and has high communication performance. .
  • Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-158073 discloses a director that enables communication even when a conductor exists between the reader / writer and the RF tag.
  • Patent Document 4 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-115873 discloses a key management device that can reliably manage keys and can easily exchange and add keys.
  • Patent Document 5 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2018-170673 discloses a key management that integrally manages a high-priced, high-security pass lock and an RF tag (Radio Frequency tag) that functions as a key used by a person with low security. A device is disclosed.
  • Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 2016-183553
  • a key management device capable of reducing waste is disclosed.
  • Patent Document 7 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-193717 discloses a key provided with a non-contact recording medium that improves the communication efficiency of the IC tag and enables accurate communication of the IC tag information. And a safer lock management system.
  • Patent Document 8 (Re-Table WO2017 / 047505) is a key for inserting and unlocking by inserting into a key hole of a lock, which has a grip portion and a shaft portion extending from the grip portion and having a key crest.
  • a key body, and a notch portion is provided on the tip side of the shaft portion opposite to the grip portion, and a coil antenna in which at least a part of the outer periphery is arranged along the inner periphery in the notch portion,
  • a key with a wireless communication device in which a wireless communication device having an RFIC element connected to a coil antenna is housed in a notch is disclosed.
  • a main object of the present invention is to provide a structure reading device and a structure reading system capable of communicating with an RF tag placed at or near a hole bottom where transmission / reception radio waves of the RF reader cannot pass.
  • a structure reading apparatus includes an RF tag provided at or near a hole bottom of a structure having a hole, and an insertion member that can be partially inserted into the hole, and the insertion member has a tip.
  • the RF reader cannot communicate with the RF tag provided on the far side of the hole, the bottom of the hole, or the vicinity of the hole bottom, but a part of the insertion member (first transmitting / receiving antenna) is placed in the hole.
  • the RF reader can transmit and receive with the RF tag via the first transmitting / receiving antenna, the transmission line, and the second transmitting / receiving antenna outside the hole.
  • a structure reading apparatus is the structure reading apparatus according to one aspect, wherein the first transmitting / receiving antenna has a shape insertable into the hole, and the second transmitting / receiving antenna does not insert into the hole.
  • the structure may be of any possible shape and may be of metal.
  • the first transmitting / receiving antenna is inserted into the hole of the structure made of metal, and the second transmitting / receiving antenna is arranged outside the hole. Since the first transmitting / receiving antenna and the second transmitting / receiving antenna are connected by the transmission line, the RF reader must communicate with the RF tag from the second transmitting / receiving antenna via the transmission line and the first transmitting / receiving antenna. You can
  • a structure reading device is the structure reading device according to one aspect or the second aspect, wherein the transmission line may be a microstrip line.
  • the transmission line is a microstrip line, it can be easily manufactured and used in a wide frequency range. By using the microstrip line, it is possible to support a wide range of frequencies. Further, as the transmission line, other than the microstrip line, any system such as a coplanar line (waveguide), a coaxial line, a strip line, and a slot line can be adopted. Although depending on the structure of the antenna, the size of the antenna portion for impedance matching can be formed in the range of 1 mm or more and 5 mm or less. However, handling or operability can be improved by setting the size of the insertion member to be inserted into the hole of the structure reading device to be larger than the size of the antenna portion.
  • a structure reading apparatus is the structure reading apparatus according to one aspect of the present invention, wherein the hole may be a keyhole.
  • the hole is the key hole
  • the use of the insertion member allows the recording of the RF tag provided from the outside of the key hole to the inside of the key hole. The information can be read.
  • a structure reading system includes the structure reading device according to any one of claims 1 to 4 and an RF reader capable of communicating with an RF tag.
  • the signal from the RF reader can be given to the RF tag via the insertion member, and the information of the RF tag can be returned to the RF reader via the insertion member.
  • a structure reading system is the structure reading system according to another aspect, wherein the RF reader communicates with the RF tag via the second transmitting / receiving antenna, the transmission line, and the first transmitting / receiving antenna. You can go.
  • the first transmitting / receiving antenna When the RF tag is attached to the bottom of the hole, the vicinity of the bottom of the hole, or the inner side of the hole, the first transmitting / receiving antenna is inserted into the hole, and the second transmitting / receiving antenna receives the signal from the RF reader and the transmission line is Via the first transmitting / receiving antenna.
  • the first transmitting / receiving antenna can transmit and receive with the RF tag. Therefore, by attaching the RF tag to the bottom of the hole, information on the structure having the hole can be obtained.
  • a structure reading system according to a seventh aspect of the present invention is the structure reading system according to another aspect or the sixth aspect of the invention, wherein the RF tag and the RF reader capable of communicating communicate with each other even if encrypted information is communicated. Good.
  • the RF tag and the RF reader in the structure reading system can encrypt the information to be communicated.
  • the key type can be recognized by the keyhole insertion member and the RF reader.
  • the RF tag and the RF reader in the keyhole reading system can encrypt the information to be communicated, only the key maker can easily manage the information.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an example of the insertion member 100 according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a schematic side view showing an example of the insertion member 100
  • FIG. It is a typical back view showing an example.
  • FIG. 4 is a schematic structural diagram showing an example of the first transmitting / receiving antenna 110.
  • FIG. 5 is a schematic explanatory view showing an example of the insertion member 100.
  • the insertion member 100 includes a first transmission / reception antenna 110, a second transmission / reception antenna 120, and a transmission line 130.
  • the first transmission / reception antenna 110 is provided on the distal end portion (distal end portion) side of the insertion member 100
  • the second transmission / reception antenna 120 is provided on the proximal end portion (proximal end portion) side of the insertion member 100 for transmission.
  • the line 130 is provided between the first transmitting / receiving antenna 110 and the second transmitting / receiving antenna 120.
  • the insertion member 100 preferably has a structure in which the first transmitting / receiving antenna 110, the second transmitting / receiving antenna 120, and the transmission line 130 are all enclosed by one or a plurality of resin materials.
  • the insertion member 100 When each of the above-described elements constituting the insertion member 100 is encapsulated in a resin material, the insertion member 100 includes a wide operation portion 122 made of a resin material and an insertion portion 140 made of a long resin material extending from the operation portion 122. Have and.
  • the first transmission / reception antenna 110 is embedded in the tip portion of the insertion portion 140
  • the second transmission / reception antenna 120 is embedded in the operation portion 122
  • the transmission line 130 is provided in the insertion portion 140.
  • the transmission line 130 can be embedded in the insertion portion 140 or provided outside the insertion portion 140.
  • the transmission line 130 has a microstrip line 131 and a ground line 132.
  • the first transmitting / receiving antenna 110 is connected to the second transmitting / receiving antenna 120 via the transmission line 130.
  • the second transmitting / receiving antenna 120 forms a main transmitting / receiving antenna, and the first transmitting / receiving antenna 110 forms a sub transmitting / receiving antenna.
  • the microstrip line 131 according to the present embodiment is formed with a width of 0.5 mm or more and 1.5 mm or less, preferably about 1 mm.
  • the transmission line 130 of the first transmitting / receiving antenna 110 is formed of a glass epoxy resin substrate, and the thickness of the substrate is 0.5 mm or more and 1.5 mm or less, preferably about 1 mm.
  • the dielectric constant ⁇ r is 3.0 ⁇ r or more and 6.0 ⁇ r or less, preferably 4.8 ⁇ r or more and 5.1 ⁇ r or less.
  • the capacitor C1 is used for adjusting the (VSWR) return loss of the first transmitting / receiving antenna 110 and the microstrip line 131.
  • the capacitor C2 is used for tuning the second transmitting / receiving antenna 120.
  • a measuring instrument is connected to the end of the microstrip line 131 with the capacitor C2 opened and the insertion member 100 inserted.
  • the capacitor C1 is adjusted so that return loss occurs.
  • the L value of the second transmitting / receiving antenna 120 is obtained, and the value of the capacitor C2 is adjusted so as to tune to the used frequency.
  • the first transmitting / receiving antenna 110 includes a loop antenna 111 formed in a helical shape.
  • the helically formed loop antenna 111 is three-dimensionally wound, one end thereof is connected to the ground line 132 of the transmission line 130, and the other end thereof is connected to the microstrip line 131 of the transmission line 130.
  • the winding axis of the helically formed loop antenna 111 is coaxial or parallel to the axis of the insertion section 140.
  • the loop antenna 111 formed in a helical shape is embedded in the tip portion, and one end of the loop antenna 111 formed in a helical shape is connected to the microstrip line 131 embedded in the insertion portion 140.
  • the width is 0.8 mm or more and 4 mm or less
  • the vertical length is 5 mm or more and 10 mm or less
  • the horizontal length is 20 mm or more and 50 mm or less.
  • the second transmitting / receiving antenna 120 is an antenna capable of transmitting / receiving a signal from an RF reader described later.
  • the second transmission / reception antenna 120 preferably has an example size of 1 mm or more and 5 mm or less in width, 10 mm or more and 25 mm or less in vertical length, and 15 mm or more and 30 mm or less in horizontal length.
  • the size of the second transmission / reception antenna 120 is not limited to the above example, but may be an optimum size in terms of portability and operability.
  • the first transmission / reception antenna 110 is formed small, and the second transmission / reception antenna 120 is formed larger than the first transmission / reception antenna 110.
  • the second transmitting / receiving antenna 120 is electrically connected to the first transmitting / receiving antenna 110 via the capacitor C1 and the transmission line 130.
  • the second transmitting / receiving antenna 120 has a capacitor C2.
  • the capacitors C1 and C2 have a total return loss (reflection loss) including the first transmission / reception antenna 110, the second transmission / reception antenna 120, and the microstrip line 131 when the insertion member 100 is inserted into the hole 610. ) Is preferably 1: 5 or less.
  • FIG. 6 is a schematic explanatory view showing another example of the insertion member 100.
  • FIG. 6 differences between the insertion member 100 shown in FIG. 6 and the insertion member 100 shown in FIG. 5 will be mainly described.
  • the insertion member 100 shown in FIG. 6 includes a first transmission / reception antenna 111, a second transmission / reception antenna 120, and a transmission line 130 including a coaxial line. Since it is a coaxial line, a resin 150 is formed inside.
  • the insertion member 100 shown in FIG. 6 is different from the insertion member 100 shown in FIG. 5 in that the inside of the resin 150 contains a metal wire, and at the end of the insertion member 100, the resin 150 is helically wound around the resin 150 and is coaxial. It is connected to the end of the track by welding or soldering.
  • FIG. 7 or 8 is a schematic explanatory view showing an example of the structure reading system 500.
  • a hole 610 is formed in the structure 600.
  • the RF tag 700 is provided near the hole bottom 611 of the hole 610.
  • the RF tag 700 is preferably an RF tag 700 having a size of 5 mm square or less. In the present embodiment, the RF tag 700 of about 2 mm square is attached near the bottom of the key cylinder as the hole 610.
  • the structure 600 is made of metal such as stainless steel, the depth of the hole 610 is 30 mm or more, and the hole diameter is 5 mm or less, the structure 600 is arranged outside the structure 600. There is a problem that UHF band communication radio waves from the RF reader 900 are blocked by the structure 600 and do not enter the holes 610. That is, radio waves from the RF reader 900 from the outside do not reach the RF tag 700.
  • the hole means that it has a bottom, and the hole means that it penetrates.
  • the insertion portion 140 of the insertion member 100 is inserted into the hole 610.
  • the size of the cross section of the insertion part 140 is smaller than the size of the hole, and therefore the insertion part 140 can be inserted into the hole, but the operation part 122 of the insertion member 100 cannot be inserted into the hole. Only the insert 140 of the member 100 is inserted into the hole 610.
  • the first transmission / reception antenna 110 of the insertion member 100 is arranged in the hole 610, and the second transmission / reception antenna 120 is not inserted in the hole 610 but arranged outside the hole 610.
  • the radio wave of the RF reader 900 is received by the second transmitting / receiving antenna 120.
  • the radiation gain of the electromagnetic wave received by the second transmitting / receiving antenna 120 and radiated by the first transmitting / receiving antenna 110 is preferably ⁇ 20 dBm or more and 24 dBm or less.
  • a magnetic field 110 mf is formed in the first transmitting / receiving antenna 110 through the transmission line 130. As a result, communication can be performed between the first transmitting / receiving antenna 110 and the RF tag 700.
  • the RF tag 700 and the RF reader 900 cannot communicate unless the insertion member 100 is inserted into the hole 610 of the structure 600. Further, by inserting the insertion member 100 into the hole 610 of the structure 600, the RF tag 700 and the RF reader 900 can communicate with each other.
  • the communication information between the RF tag 700 and the RF reader 900 is encrypted.
  • FIG. 9 is a schematic explanatory view showing another example of the structure reading system 500.
  • the structure reading system 500 shown in FIG. 9 includes a hole 610 of the endless track 800 instead of the key hole 610. Further, the RF tag 700 is attached inside the hole 610 of the endless track 800.
  • the data recorded in the RF tag 700 can be read by inserting the insertion member 100.
  • the endless track 800 is illustrated, but the invention is not limited to this, and may be applied to a construction machine, a construction tool, a machine tool, a computer, or any other general appliance in which sludge does not enter.
  • the data of the RF tag 700 cannot be normally read, and the data of the RF tag 700 can be read by inserting the insertion member 100. Can be operated.
  • FIG. 10 is a schematic explanatory view showing an example of a method of manufacturing the insertion member 100.
  • FIG. 10 illustrates a method of welding the end portion 112 of the metal wire of the first transmitting / receiving antenna 111 to the outer side of the coaxial line on the transmission line 130 formed of the coaxial line.
  • the capacitor C is used to store electricity and the end 112 of the metal wire is arranged outside the coaxial line. In this state, by turning on the switch SW, a large amount of electricity stored in the capacitor C flows, and the end 112 can be welded to the outside of the coaxial line.
  • the insertion member 100 it is possible to perform transmission / reception with the RF tag 700 arranged in the keyhole 610 through which transmission / reception radio waves of the RF reader 900 do not pass.
  • the structure 600 corresponds to a “structure having a hole”
  • the keyhole 610 and the hole 610 correspond to “a hole, a keyhole”
  • the RF tag 700 corresponds to an “RF tag”
  • the insertion is performed.
  • the member 100 corresponds to the “insertion member”, the first transmitting / receiving antenna 110, the first transmitting / receiving antenna, and the loop antenna 111 correspond to the “first transmitting / receiving antenna”, and the second transmitting / receiving antenna 120 corresponds to the “second transmitting / receiving antenna”.
  • the transmission line 130 corresponds to a “transmission line”, the RF tag 700 and the insertion member 100 correspond to a “structure reading device”, and the microstrip line 131 corresponds to a “microstrip line”.
  • the RF reader 900 corresponds to the "RF reader”, and the RF reader 900, the RF tag 700 and the insertion member 100 correspond to the "structure reading system”.
  • Insertion member 110 111 1st transmission / reception antenna 120 2nd transmission / reception antenna 122 Operation part 130 Transmission line 131 Microstrip line 140 Insertion part 500 Structure reading system 600 Structure 610 Keyhole / hole 700 RF tag 900 RF reader

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Abstract

【課題】ＲＦリーダの送受信電波が通過されない穴底または穴底近傍に配置されたＲＦタグを通信することができる構造体読取装置、構造体読取システムを提供することである。 【解決手段】　本発明は、鍵穴６１０を有する構造体６００の鍵穴６１０の穴底または鍵穴６１０の穴底近傍に設けられたＲＦタグ７００と、鍵穴６１０に一部挿入可能な挿入部材１００と、を含み、挿入部材１００は、第１の送受信アンテナ１１０および第２の送受信アンテナ１２０を有し、第１の送受信アンテナ１１０と第２の送受信アンテナ１２０との間に伝送線路１３０が形成されたものである。

Description

構造体読取装置、構造体読取システム
　本発明は、構造体読取装置、構造体読取システムに関する。
　近年、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が利用されている。
　ＲＦＩＤシステムで使用するＲＦタグにはアンテナ及びＩＣチップが格納されており、リーダ・ライタのアンテナから送信された搬送波をＲＦタグのアンテナで受信し、ＩＣチップに記録されている識別データ等を反射波に乗せてリーダ・ライタへ返送し、非接触で交信する仕組みである。
　例えば、特許文献１（特開２００８－１８１５５７号公報）には、コンピュータの製造工場等において、ディスプレイ、電源、バッテリー等の部品それぞれにＲＦタグを取り付け、各作業台でＲＦタグに格納された各種情報を読み取りながら組み立てていく物品製造システムが開示されている。
　特許文献２（特開２０１７－１５７０６８号公報）には、内部に空隙を有する導体製の部材に対して、当該空隙内に取り付けることができ、且つ高い通信性能を有するＲＦタグについて開示されている。
　特許文献３（特開２０１７－１５８０７３号公報）には、リーダ・ライタとＲＦタグの間に導体が存在する場合でも交信可能とする導波器について開示されている。
　特許文献４（特開２０１６－１１５８３号公報）には、鍵の管理を確実にできるとともに、鍵の交換や追加を容易にできる鍵管理機について開示されている。
　特許文献５（特開２０１８－１７０６３号公報）には、高額でセキュリティレベルの高い通行錠と、低セキュリティの人が利用する鍵として機能するＲＦタグ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙタグ）とを一体管理する鍵管理装置について開示されている。
　特許文献６（特開２０１６－１８３５５３号公報）には、鍵の鍵ホルダからの不正な抜き取りを防止することができ、その上で、鍵ホルダへの鍵の付け替え時には、付け替え作業の容易化および廃棄物の低減を図ることが可能となる鍵管理装置について開示されている。
　特許文献７（特開２００３－１９３７１７号公報）には、ＩＣタグの通信効率の低さを改善し、ＩＣタグの情報を正確に通信することを可能とした、非接触記録媒体を備えた鍵と、より安全な施錠管理システムについて開示されている。
　特許文献８（再表ＷＯ２０１７/０４７５０５号公報）には、錠の鍵穴に挿入して開施錠するための鍵であって、把持部と、把持部から延び、鍵山を有する軸部と、を有する鍵本体と、を備え、軸部の把持部と反対側の先端側に切欠き部が設けられており、外周の少なくとも一部が切欠き部内の内周に沿って配置されたコイルアンテナと、コイルアンテナと接続されたＲＦＩＣ素子と、を有する無線通信デバイスが切欠き部に収容されている無線通信デバイス付き鍵について開示されている。
特開２００８－１８１５５７号公報 特開２０１７－１５７０６８号公報 特開２０１７－１５８０７３号公報 特開２０１６－１１５８３号公報 特開２０１８－１７０６３号公報 特開２０１６－１８３５５３号公報 特開２００３－１９３７１７号公報 再表ＷＯ２０１７/０４７５０５号公報
　しかしながら、穴部を有する構造体については、ＲＦリーダの通信電波が届かない場所がある。例えば、特許文献７または８に記載されている鍵穴等である。
　特許文献７または８においては、鍵自体にＩＣチップを設けることとしているが、鍵を紛失した場合には、ＩＣタグのメリットは機能しなくなる。
　特に、鍵を紛失した場合等、鍵タイプが不明であるため、鍵穴周辺を全て入れ替える必要があり、多大なコストと時間とがかかるため問題となっていた。
　本発明の主な目的は、ＲＦリーダの送受信電波が通過されない穴底または穴底近傍に配置されたＲＦタグを通信することができる構造体読取装置、構造体読取システムを提供することである。
（１）
　一局面に従う構造体読取装置は、穴部を有する構造体の穴底または穴底近傍に設けられたＲＦタグと、穴部に一部挿入可能な挿入部材と、を含み、挿入部材は、先端部に設けられた第１の送受信アンテナおよび基端部に設けられた第２の送受信アンテナを有し、第１の送受信アンテナと第２の送受信アンテナとの間に伝送線路が形成されたものである。
　この場合、ＲＦリーダは穴の奥側、穴底、または穴底近傍に設けられたＲＦタグと通信を行うことは出来ないが、挿入部材の一部（第１の送受信アンテナ）を穴部に挿入することで、第１の送受信アンテナ、伝送線路および穴部の外部にある第２の送受信アンテナを介してＲＦリーダはＲＦタグと送受信を行うことができる。
（２）
　第２の発明にかかる構造体読取装置は、一局面に従う構造体読取装置において、第１の送受信アンテナは、穴部に挿入可能な形状からなり、第２の送受信アンテナは、穴部に挿入不可能な形状からなり、構造体は、金属からなってもよい。
　この場合、金属からなる構造体の穴部に第１の送受信アンテナが挿入され、穴部の外に第２の送受信アンテナが配置される。第１の送受信アンテナと第２の送受信アンテナとは、伝送線路で接続されているので、第２の送受信アンテナから伝送線路および第１の送受信アンテナを介してＲＦリーダはＲＦタグと通信をおこなうことができる。
（３）
　第３の発明にかかる構造体読取装置は、一局面または第２の発明にかかる構造体読取装置において、伝送線路は、マイクロストリップラインからなってもよい。
　この場合、伝送線路は、マイクロストリップラインからなるので、製造が容易で広い周波数範囲で利用することができる。マイクロストリップラインを用いることで、広い範囲の周波数に対応することができる。また、伝送線路は、マイクロストリップライン以外にも、コプレーナ線路（導波路）、同軸線路、ストリップ線路、スロットライン等の任意の方式を採用することができる。
　また、アンテナの構造にも左右されるが、インピーダンス整合のためのアンテナ部分の寸法は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲程度で形成することができる。
　しかしながら、構造体読取装置の穴部へ挿入させる挿入部材の寸法は、アンテナ部分の寸法より大きく設定することにより、取扱いまたは操作性を向上させることができる。
（４）
　第４の発明にかかる構造体読取装置は、一局面から第３の発明にかかる構造体読取装置において、穴部が鍵穴であってもよい。
　この場合、穴部が鍵穴であるので、通常、ＲＦリーダの通信電波が本来侵入しない鍵穴であっても、挿入部材を用いることで、鍵穴の外から鍵穴の奥に設けられたＲＦタグの記録情報を読取ることができる。
（５）
　他の局面にかかる構造体読取システムは、請求項１から請求項４までに記載の構造体読取装置と、ＲＦタグと通信可能なＲＦリーダとを含むものである。
　この場合、ＲＦリーダからの信号を、挿入部材を介してＲＦタグに与え、ＲＦタグの情報を、挿入部材を介してＲＦリーダへ戻すことができる。
（６）
　第６の発明にかかる構造体読取システムは、他の局面に従う構造体読取システムにおいて、ＲＦリーダは、第２の送受信アンテナ、伝送線路、および第１の送受信アンテナを介して、ＲＦタグと通信を行ってもよい。
　穴底、穴底近傍、穴の奥側にＲＦタグが取り付けられている場合、穴に第１の送受信アンテナが挿入され、第２の送受信アンテナがＲＦリーダからの信号を受信し、伝送線路を介して第１の送受信アンテナへ送信する。その結果、第１の送受信アンテナが、ＲＦタグと送受信を行うことができる。
　したがって、穴底にＲＦタグを取り付けておくことで、穴部を有する構造体の情報を取得することができる。
（７）
　第７の発明にかかる構造体読取システムは、他の局面または第６の発明にかかる構造体読取システムにおいて、ＲＦタグと通信可能なＲＦリーダとは、暗号化された情報の通信を行ってもよい。
　この場合、構造体読取システムにおいてＲＦタグとＲＦリーダとは、通信される情報を暗号化することができる。
　したがって、鍵の製造時に鍵穴の底または底近傍に鍵タイプを記録したＲＦタグを取り付けておくことで、鍵穴用挿入部材およびＲＦリーダにより鍵タイプを認識することができる。
　この場合、鍵穴用読取システムにおいてＲＦタグとＲＦリーダとは、通信される情報を暗号化することができるので、鍵メーカのみが容易に管理することができる。
本実施の形態にかかる挿入部材の一例を示す模式的平面図である。 挿入部材の一例を示す模式的側面図である。 挿入部材の一例を示す模式的裏面図である。 第１の送受信アンテナの一例を示す模式的構造図である。 挿入部材の一例を示す模式的説明図である。 挿入部材の他の例を示す模式的説明図である。 構造体読取システムの一例を示す模式的説明図である。 構造体読取システムの一例を示す模式的説明図である。 構造体読取システムの他の例を示す模式的説明図である。 挿入部材の製造方法の一例を示す模式的説明図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。
［本実施の形態］
　図１は、本実施の形態にかかる挿入部材１００の一例を示す模式的平面図であり、図２は、挿入部材１００の一例を示す模式的側面図であり、図３は、挿入部材１００の一例を示す模式的裏面図である。
　また、図４は、第１の送受信アンテナ１１０の一例を示す模式的構造図である。図５は、挿入部材１００の一例を示す模式的説明図である。
　図１から図３に示すように、挿入部材１００は、第１の送受信アンテナ１１０、第２の送受信アンテナ１２０、および伝送線路１３０を含む。第１の送受信アンテナ１１０は挿入部材１００の先端部（遠位端部）側に設けられ、第２の送受信アンテナ１２０は挿入部材１００の基端部（近位端部）側に設けられ、伝送線路１３０は第１の送受信アンテナ１１０と第２の送受信アンテナ１２０との間に設けられている。また、挿入部材１００は、第１の送受信アンテナ１１０、第２の送受信アンテナ１２０、および伝送線路１３０が、全て一つまたは複数の樹脂材により内包される構造が好ましい。
　挿入部材１００を構成する上記の各素子が樹脂材で内包される場合、挿入部材１００は、樹脂材よりなる幅広の操作部１２２と、操作部１２２から延びる長尺の樹脂材よりなる挿入部１４０とを有する。挿入部１４０の先端部に第１の送受信アンテナ１１０が埋設され、操作部１２２に第２の送受信アンテナ１２０が埋設され、挿入部１４０に伝送線路１３０が設けられている。伝送線路１３０は挿入部１４０内に埋設あるいは挿入部１４０の外側に設けることができる。
（伝送線路１３０）
　図１から図３に示すように、本実施の形態において、伝送線路１３０は、マイクロストリップライン１３１およびグランドライン１３２を有する。第１の送受信アンテナ１１０は、伝送線路１３０を介して第２の送受信アンテナ１２０と接続される。第２の送受信アンテナ１２０は、メイン送受信アンテナを形成し、第１の送受信アンテナ１１０は、サブ送受信アンテナを形成する。
　本実施の形態にかかるマイクロストリップライン１３１は、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の幅、好ましくは１ｍｍ前後で形成される。
　第１の送受信アンテナ１１０の伝送線路１３０は、ガラスエポキシ樹脂基板により形成され、基板厚みは、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の厚み、好ましくは１ｍｍ前後で形成される。
　誘電率εｒは３．０εｒ以上６．０εｒ以下、好ましくは４．８εｒ以上５．１εｒ以下である。
　また、伝送線路１３０において、第１の送受信アンテナ１１０と第２の送受信アンテナ１２０とがインピーダンス整合していることが重要である。
　本実施の形態においては、コンデンサＣ１は、第１の送受信アンテナ１１０とマイクロストリップライン１３１の（ＶＳＷＲ）リターンロス調整用として使用する。コンデンサＣ２は、第２の送受信アンテナ１２０の同調用として使用する。
　挿入部材１００の一部を挿入した場合、総合インピーダンス条件が満たされるように第２の送受信アンテナ１２０の値は固定状態に設定する。上記条件に基づいて、コンデンサＣ１、Ｃ２の値を調整する。
　コンデンサＣ２をオープンにし、かつ挿入部材１００を挿入した状態でマイクロストリップライン１３１の終端に計測器を接続する。この場合、コンデンサＣ１を、リターンロスが生じるように調整する。
　次に、第２の送受信アンテナ１２０のＬ値を求め、使用周波数に同調するようコンデンサＣ２の値を調整する。
（第１の送受信アンテナ１１０）
　図４に示すように、第１の送受信アンテナ１１０は、ヘリカル状に形成されたループアンテナ１１１からなる。ヘリカル状に形成されたループアンテナ１１１は、立体的に巻回され、一端が伝送線路１３０のグランドライン１３２に接続され、他端が伝送線路１３０のマイクロストリップライン１３１に接続される。ヘリカル状に形成されたループアンテナ１１１の巻回軸は挿入部１４０の軸心と同軸または平行に設定されている。本実施の形態では先端部にヘリカル状に形成されたループアンテナ１１１が埋設され、ヘリカル状に形成されたループアンテナ１１１の一端が挿入部１４０に埋設されたマイクロストリップライン１３１に接続されている。
　第１の送受信アンテナ１１０の鍵穴の場合は、幅０．８ｍｍ以上４ｍｍ以下、縦長さ５ｍｍ以上１０ｍｍ以下、横長さ２０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。
（第２の送受信アンテナ１２０）
　また、第２の送受信アンテナ１２０は、後述するＲＦリーダからの信号を送受信可能なアンテナからなる。第２の送受信アンテナ１２０は、一例のサイズとして、幅１ｍｍ以上５ｍｍ以下、縦長さ１０ｍｍ以上２５ｍｍ以下、横長さ１５ｍｍ以上３０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、第２の送受信アンテナ１２０のサイズは、上記例に限定されず、その他、持ち運び性、操作性、において最適なサイズであってもよい。
　また、図１乃至図４に示すように、第１の送受信アンテナ１１０は小型で形成されており、第１の送受信アンテナ１１０と比較して第２の送受信アンテナ１２０のサイズは大きく形成される。
　また、図５に示すように、第２の送受信アンテナ１２０は、コンデンサＣ１および伝送線路１３０を介して第１の送受信アンテナ１１０と電気的に接続されている。また、第２の送受信アンテナ１２０はコンデンサＣ２を有する。
　使用周波数において、コンデンサＣ１、コンデンサＣ２は、挿入部材１００が穴６１０内に挿入された場合、第１の送受信アンテナ１１０および第２の送受信アンテナ１２０、マイクロストリップライン１３１を含む総合リターンロス（反射損失）が、１：５以下であることが好ましい。
　図６は、挿入部材１００の他の例を示す模式的説明図である。
　以下、図６に示す挿入部材１００が図５に示す挿入部材１００と異なる点について主に、説明を行う。
　図６に示す挿入部材１００は、第１の送受信アンテナ１１１、第２の送受信アンテナ１２０、および同軸線路からなる伝送線路１３０を含む。同軸線路からなるので、内部には、樹脂１５０が形成されている。
　図６に示す挿入部材１００は、図５の挿入部材１００と異なり、樹脂１５０の内部を金属線が内包され、挿入部材１００の端部において、樹脂１５０の周囲をヘリカル状に巻回され、同軸線路の端部に溶接またははんだ付け等で接続されている。
（構造体読取システム５００）
　図７または図８は、構造体読取システム５００の一例を示す模式的説明図である。
　まず、図７に示すように、構造体６００には、穴６１０が形成されている。本実施の形態においては、穴６１０の穴底６１１の近傍にＲＦタグ７００が設けられている。当該ＲＦタグ７００は、５ｍｍ角以下のサイズのＲＦタグ７００が好ましい。本実施の形態においては、穴６１０としての鍵シリンダーの底近傍に２ｍｍ角程度のＲＦタグ７００を取り付けた。
　本実施の形態において、構造体６００がステンレス鋼などの金属製であり、穴６１０の深さは、３０ｍｍ以上であり、穴径は、５ｍｍ以下であるので、構造体６００の外部に配置されるＲＦリーダ９００からのＵＨＦ帯の通信電波が構造体６００に遮断され穴６１０に入り込まないという問題がある。つまり、外部からのＲＦリーダ９００からの電波はＲＦタグ７００に届くことはない。また、本実施の形態において、穴は底があるものをいい、孔は貫通しているものを意味する。
　次に、図８に示すように、穴６１０に挿入部材１００の挿入部１４０を挿入する。この場合、挿入部１４０の断面のサイズは穴のサイズよりも小さく、そのため挿入部１４０を穴に挿入することはできるが、挿入部材１００の操作部１２２は穴に挿入できないサイズであるので、挿入部材１００の挿入部１４０だけが穴６１０に挿入される。この挿入部材１００の挿入操作によって、挿入部材１００の第１の送受信アンテナ１１０は穴６１０内に配置され、第２の送受信アンテナ１２０は穴６１０内に挿入されず、穴６１０の外側に配置される。
　穴６１０に挿入部材１００の第１の送受信アンテナ１１０および伝送線路１３０の一部を挿入（配置）した状態で、ＲＦリーダ９００の電波を第２の送受信アンテナ１２０で受信する。第２の送受信アンテナ１２０で受信し、第１の送受信アンテナ１１０で放射する電磁波の放射利得は－２０ｄＢｍ以上２４ｄＢｍ以下が望ましい。
　次いで、伝送線路１３０を通して、第１の送受信アンテナ１１０において磁界１１０ｍｆが形成される。その結果、第１の送受信アンテナ１１０とＲＦタグ７００との間で通信を行うことができる。
　すなわち、挿入部材１００を構造体６００の穴６１０に挿入しない限り、ＲＦタグ７００とＲＦリーダ９００との通信を行うことができない。また、挿入部材１００を構造体６００の穴６１０に挿入することによりＲＦタグ７００とＲＦリーダ９００との通信を行うことができる。
　また、本実施の形態においては、ＲＦタグ７００とＲＦリーダ９００との通信情報は、暗号化されていることが好ましい。
　次に、図９は、構造体読取システム５００の他の例を示す模式的説明図である。
　図９に示す構造体読取システム５００は、鍵穴６１０の代わりに無限軌道８００の穴６１０からなる。また、無限軌道８００の穴６１０の内部にＲＦタグ７００が取り付けられている。
　この状態において、挿入部材１００を挿入することにより、ＲＦタグ７００に記録されたデータを読取ることができる。なお、当該例においては、無限軌道８００を例示したが、これに限定されず、汚泥の侵入がない建築機械、工事器具、工作機械、コンピュータ、その他任意の一般器具に適用しても良い。その結果、穴６１０を形成し、ＲＦタグ７００を設けることにより、通常ＲＦタグ７００のデータを読取ることが出来ない状態と、挿入部材１００を挿入することによりＲＦタグ７００のデータを読取ることを自在に操作することができる。
　なお、汚泥の侵入可能性のある建築機械、工事器具、工作機械、コンピュータ、その他任意の一般器具において、穴６１０への汚泥ゴミ等の侵入防止としてキャップまたはビスなどの封止部材を取り付けても良い。
　次に、図１０は、挿入部材１００の製造方法の一例を示す模式的説明図である。
　図１０は、同軸線路からなる伝送線路１３０に、第１の送受信アンテナ１１１の金属線の端部１１２を、同軸線路の外側に溶接する手法を説明するものである。
　図１０に示すように、金属線の端部１１２をはんだ付けする場合、サイズが小さい場合、困難である。そのため、図１０に示すように、コンデンサＣを用いて蓄電し、金属線の端部１１２を同軸線路の外側に配置させる。
　この状態において、スイッチＳＷをオンすることで、コンデンサＣに蓄積された大容量の電気が流れ、端部１１２を同軸線路の外側に溶接することができる。
　以上のように、挿入部材１００を用いることにより、ＲＦリーダ９００の送受信電波が通過されない鍵穴６１０に配置されたＲＦタグ７００と送受信を行うことができる。
　本発明においては、構造体６００が『穴部を有する構造体』に相当し、鍵穴６１０、穴６１０が『穴部、鍵穴』に相当し、ＲＦタグ７００が『ＲＦタグ』に相当し、挿入部材１００が『挿入部材』に相当し、第１の送受信アンテナ１１０、第１の送受信アンテナ，ループアンテナ１１１が『第１の送受信アンテナ』に相当し、第２の送受信アンテナ１２０が『第２の送受信アンテナ』に相当し、伝送線路１３０が『伝送線路』に相当し、ＲＦタグ７００および挿入部材１００が『構造体読取装置』に相当し、マイクロストリップライン１３１が『マイクロストリップライン』に相当し、ＲＦリーダ９００が『ＲＦリーダ』に相当し、ＲＦリーダ９００、ＲＦタグ７００および挿入部材１００が『構造体読取システム』に相当する。
　本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
　１００　挿入部材
　１１０，１１１　第１の送受信アンテナ
　１２０　第２の送受信アンテナ
　１２２　操作部
　１３０　伝送線路
　１３１　マイクロストリップライン
　１４０　挿入部
　５００　構造体読取システム
　６００　構造体
　６１０　鍵穴・穴
　７００　ＲＦタグ
　９００　ＲＦリーダ
 
 
 
 

Claims (7)

  1. 　穴部を有する構造体の前記穴部の穴底または前記穴底近傍に設けられたＲＦタグと、
    　前記穴部に一部挿入可能な挿入部材と、を含み、
    　前記挿入部材は、先端部に設けられた第１の送受信アンテナおよび基端部に設けられた第２の送受信アンテナを有し、前記第１の送受信アンテナと前記第２の送受信アンテナとの間に伝送線路が形成された、構造体読取装置。
  2. 　前記第１の送受信アンテナは、前記穴部に挿入可能な形状からなり、
    　前記第２の送受信アンテナは、前記穴部に挿入不可能な形状からなり、
    　前記構造体は、金属である、請求項１に記載の構造体読取装置。
  3. 　前記伝送線路は、マイクロストリップラインからなる、請求項１または２に記載の構造体読取装置。
  4. 　前記穴部が鍵穴である、請求項１から３のいずれか１項に記載の構造体読取装置。
  5. 　請求項１から請求項４に記載の構造体読取装置と、
    　前記ＲＦタグと通信可能なＲＦリーダとを含む、構造体読取システム。
  6. 　前記ＲＦリーダは、前記第２の送受信アンテナ、前記伝送線路、および前記第１の送受信アンテナを介して、前記ＲＦタグと通信を行う、請求項５に記載の構造体読取システム。
  7. 　前記ＲＦタグと通信可能なＲＦリーダとは、暗号化された情報の通信を行う、請求項５または６に記載の構造体読取システム。
     
     
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