JP2010252003A - Proximity communication reader / writer device - Google Patents
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Abstract
【課題】ICタグをリーダライタ装置のアンテナ部に接触する場合、アンテナ部の誘電体により通信ができないことがある。
接触状態で通信するために、ICタグを加工したり、リーダライタの出力を上げたり、リーダライタのアンテナ部のカバーの材料を変更することは、強度、加工性、環境対応、電波干渉などの諸条件を満足することは容易ではない。
【解決手段】リーダライタ装置のアンテナ部のカバーに、ICタグより小さい凹凸を設けることにより、ICタグと前記アンテナ部のカバーの接触面積を低減する。つまり、ICタグとリーダライタ装置の無線信号の波長短縮効果を低減し、共振周波数のシフトを抑える。これにより近接状態でも安定した通信を可能とする。
【選択図】図3When an IC tag is brought into contact with an antenna portion of a reader / writer device, communication may not be possible due to a dielectric of the antenna portion.
Processing the IC tag, increasing the output of the reader / writer, or changing the cover material of the antenna unit of the reader / writer in order to communicate in a contact state, such as strength, workability, environmental friendliness, radio wave interference, etc. Satisfying the conditions is not easy.
The contact area between the IC tag and the cover of the antenna unit is reduced by providing unevenness smaller than the IC tag on the cover of the antenna unit of the reader / writer device. That is, the wavelength shortening effect of the radio signal of the IC tag and the reader / writer device is reduced, and the shift of the resonance frequency is suppressed. This enables stable communication even in the proximity state.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、ICタグと無線通信を行うリーダライタ装置のアンテナ部に関するものである。 The present invention relates to an antenna unit of a reader / writer device that performs wireless communication with an IC tag.
ICタグは、電磁波等によってリーダライタ装置とデータを送受信する。ICタグは、そのICタグを貼付する対象物によって特性が変わってしまうため、使用用途に伴い特化した特性を有するICタグが必要になり、例えば金属に対応した金属タグなどが知られている。(特許文献1)。 The IC tag transmits / receives data to / from the reader / writer device by electromagnetic waves or the like. Since the characteristics of an IC tag vary depending on the object to which the IC tag is to be attached, an IC tag having special characteristics according to the intended use is required. For example, a metal tag corresponding to a metal is known. . (Patent Document 1).
またICタグ通信は、非接触の無線通信を特徴とした技術であるためリーダライタ装置のアンテナ部とICタグは一定の距離を保持し、接触しない状態で使用していた。ところが近年では、伝票形状のICタグをリーダライタ装置のアンテナ部の上に置いて、つまり接触もしくは、それに準ずる近接での利用も増えている。(特許文献2)。 Further, since IC tag communication is a technique characterized by non-contact wireless communication, the antenna unit of the reader / writer device and the IC tag are kept in a certain distance and are used without contact. In recent years, however, the use of slip-type IC tags placed on the antenna portion of the reader / writer device, that is, in contact or in close proximity to that is increasing. (Patent Document 2).
しかしながらICタグをリーダライタ装置のアンテナ部の上に置いて、つまり接触もしくは、それに準ずる近接で利用するということは、ICタグの特性を考える上では、リーダライタ装置のアンテナ部にICタグを貼付するということを同じことを意味する。ICタグは近傍にある誘電体により、共振周波数に代表されるアンテナ特性が変わってしまうため、リーダライタ装置のアンテナ部から1cm程度離していると通信可能であるのに、接触していると通信ができないといったことがある。 However, placing the IC tag on the antenna unit of the reader / writer device, that is, using it in contact or close proximity, means that the IC tag is attached to the antenna unit of the reader / writer device in consideration of the characteristics of the IC tag. That means the same thing. An IC tag changes its antenna characteristics typified by the resonance frequency due to the nearby dielectric, so communication is possible when it is about 1 cm away from the antenna part of the reader / writer device, but communication is made when it is in contact. There are times when you cannot.
前記特許文献1ではICタグの特性を改善しているが、これはICタグをある貼付物の特性に合わせて改善することを目的したものであり、リーダライタ装置のアンテナ部との影響は考慮されておらず、本技術では、リーダライタ装置のアンテナ部の影響により、満足した性能が得られないことが多々ある。
In
一方、リーダライタ装置で対応する場合、ICタグと接触するアンテナ部の筐体材料を通信に影響を及ぼさない誘電率の材料を使用することで対応できるが、その条件を満足し、かつ強度、加工性、環境対応性などの諸条件を満足することは容易ではない。 On the other hand, when supporting with a reader / writer device, the housing material of the antenna part that contacts the IC tag can be handled by using a material having a dielectric constant that does not affect communication, but the condition is satisfied and the strength, It is not easy to satisfy various conditions such as processability and environmental compatibility.
さらに、リーダライタ装置から発射される電力を強めれば通信性能が改善されるが、大出力のリーダライタ装置、つまり使用する部品が大定格で大型、高額になったり、発熱の増大に対応するためリーダライタ装置の大型化が必要になること、また電波干渉を誘引することから好ましくない。 In addition, the communication performance is improved by increasing the power emitted from the reader / writer device, but the high-output reader / writer device, that is, the parts used are large-sized, expensive, and responding to increased heat generation. Therefore, it is not preferable because it is necessary to increase the size of the reader / writer device and to induce radio wave interference.
本発明で解決しようとする課題は、ICタグに何ら特別な加工をすることなく、かつリーダライタ装置に特別な材料を使用したり、出力を上げたりしないで、ICタグ接触およびそれに準ずる近接環境時の通信性能を向上させることである。 The problem to be solved by the present invention is that there is no special processing on the IC tag, and no special material is used for the reader / writer device, and the output is not increased. Is to improve the communication performance at the time.
本発明は、リーダライタ装置のアンテナ部のカバーに、ICタグより小さい凹凸を設けることにより、ICタグと前記アンテナ部のカバーの接触面積を低減する。つまり、ICタグとリーダライタ装置の無線信号の波長短縮効果を低減し、共振周波数のシフトを抑えることで、ICタグが接触もしくは、それに準ずる近接状態でも安定した通信を可能とすることを特徴とする。 The present invention reduces the contact area between the IC tag and the cover of the antenna unit by providing the cover of the antenna unit of the reader / writer device with irregularities smaller than the IC tag. In other words, by reducing the effect of shortening the wavelength of the radio signal between the IC tag and the reader / writer device and suppressing the shift of the resonance frequency, stable communication can be performed even when the IC tag is in contact or close to the IC tag. To do.
また同効果を得るため、リーダライタ装置のアンテナ部に前記凹凸形状を有するシートを追加し、ICタグを接触もしくは、それに準ずる近接状態でも安定した通信を可能とすることを特徴とする。 In addition, in order to obtain the same effect, a sheet having the concavo-convex shape is added to the antenna portion of the reader / writer device, so that stable communication is possible even when the IC tag is in contact with or in proximity to the IC tag.
本発明ではリーダライタ装置のアンテナ部のカバー形状を工夫することにより接触状態でのICタグの通信を実現する。 In the present invention, communication of the IC tag in a contact state is realized by devising the cover shape of the antenna portion of the reader / writer device.
リーダライタ装置のアンテナ部のカバーとICタグを接触もしくは、それに準ずる近接状態で安定した通信をするという目的を、前記カバー表面に溝加工することで実現した。 The purpose of performing stable communication in contact with the cover of the antenna unit of the reader / writer device and the IC tag or in a close proximity corresponding to the IC tag is realized by grooving the cover surface.
図1は、従来のリーダライタ装置のアンテナ部の構造を示した断面図であって、101はアンテナ、102はカバーである。図2は、従来のリーダライタ装置のアンテナ部の構造を示した平面図であって、101、102は、図1と同様である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of an antenna portion of a conventional reader / writer device, wherein 101 is an antenna and 102 is a cover. FIG. 2 is a plan view showing the structure of the antenna unit of the conventional reader / writer device, and 101 and 102 are the same as those in FIG.
アンテナ101は鉄で作られており、カバー102はアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(Acrylonitrile Butadiene Styrene。以降、ABSと表記する。)樹脂で作られている。これらはアンテナ材料、カバー材料として一般的なものである。カバー102はアンテナ101の上面および側面4面を覆う形状になっている。カバー102の材料厚は2.5mmであり、アンテナ101からは20.0mmの距離にある。前記はあくまで実施例の一つであり、他の素材、寸法を適用した場合であっても同様の効果が得られることは明らかである。
The
アンテナ101から発射された電波はカバー102を透過して、その先のICタグと通信する。本実施例1では、アンテナ101からの電波は上面方向に発射され、カバー102に上面を透過する。ここで、カバー102の上面を電波発射面とする。
The radio wave emitted from the
一般に誘電体を通過する電波の波長短縮効果は下記の数式1によって求まる。
In general, the wavelength shortening effect of a radio wave passing through a dielectric is obtained by the following
ABS樹脂の比誘電率εは3程度であるので、波長は空気中と比べて約0.6倍に短縮されることになる。この波長短縮の効果および、ICタグがABS樹脂と接触、およびそれに準じた近接環境にあることによるICタグのアンテナ特性の変化などにより、ICタグをカバー102に接触させた場合、ICタグが設計された周波数で動作せず、通信不良が発生する。
Since the relative permittivity ε of the ABS resin is about 3, the wavelength is shortened to about 0.6 times that in air. The IC tag is designed when the IC tag is brought into contact with the
ここでICタグのアンテナが半波長ダイポールである場合は、ICタグのアンテナ長Lはλ/2(波長λ)であり、そのうち長さL1だけが筐体(比誘電率ε=3)に接触しており、L2(=L−L1)は非接触(比誘電率=1)として考える。 Here, when the antenna of the IC tag is a half-wave dipole, the antenna length L of the IC tag is λ / 2 (wavelength λ), and only the length L1 is in contact with the casing (relative permittivity ε = 3). L2 (= L−L1) is considered as non-contact (relative permittivity = 1).
L1部分だけが波長短縮効果を受け、L2部分には波長短縮効果はないとすると、ICタグのアンテナ全体での波長短縮後の等価的な長さL3は、下記の数式2となる。 If only the L1 portion receives the wavelength shortening effect and the L2 portion does not have the wavelength shortening effect, the equivalent length L3 after the wavelength shortening in the entire antenna of the IC tag is expressed by the following Equation 2.
また、ICタグのアンテナ全体がカバーに接触している場合の波長短縮後の等価的な長さL4は、下記の数式3となる。
Further, the equivalent length L4 after wavelength shortening when the entire antenna of the IC tag is in contact with the cover is expressed by the following
数式2から、数式3を減算すると、下記の数式4となる。
Subtracting
数式4は、ICタグのアンテナとカバーが一様に完全接触している場合、つまり公知技術におけるICタグ接触時の波長短縮効果の影響に対する、本実施例による波長短縮効果の低減分とみなすことができる。
すなわち、例えばカバー表面に凹凸や溝を設けることにより、数式4により定まる波長短縮効果を低減できることがわかる。本実施例はカバー表面に凹凸や溝などを設けることにより、ICタグをリーダライタ表面に接触させて読取りを行うような、ICタグの利用、応用形態において避けることができない波長短縮効果による共振周波数のシフトを低減することが可能であり、ICタグの読取り性能を向上させることができる。
That is, it can be seen that the wavelength shortening effect determined by
以下、図3、図4、図5に従い、実施例の説明をする。 Hereinafter, the embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
図3は、本実施例のリーダライタ装置のアンテナ部の構造を示した断面図であって、101はアンテナ、103は凹凸加工カバーである。アンテナとカバーは略並行に配置されており、アンテナカバーにおいてアンテナが無い側が電波発射面となる。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the antenna portion of the reader / writer device of the present embodiment, wherein 101 is an antenna, and 103 is an uneven cover. The antenna and the cover are arranged substantially in parallel, and the side without the antenna in the antenna cover is the radio wave emission surface.
図4は凹凸加工カバー103の凹凸形状を拡大したものである。 FIG. 4 is an enlarged view of the uneven shape of the uneven processing cover 103.
図5は、本実施例のリーダライタ装置のアンテナ部の構造を示した平面図であって、101、103は、図3と同様である。 FIG. 5 is a plan view showing the structure of the antenna unit of the reader / writer device of the present embodiment. 101 and 103 are the same as those in FIG.
アンテナ101には何ら手を加えていない。凹凸加工カバー103は、カバー102の電波発射面(上面)に凹凸溝104の加工を施し凹凸形状を形成したものである。
The
凹凸溝104により、ICタグとの接触部位を削減することが可能であり、また凹凸部104の開口部分およびそこから形成される凸形状部分はICタグに比して小さいので、ICタグを安定して置くことが可能となる。
The concave /
図6は、実施例1の効果を示した図である。ICタグとカバー102の距離が0mm(接触)から4mmの間で通信が失敗していることがあった。カバー102を凹凸加工カバー103に変更すると、0mmから安定して通信できていることがわかる。また、もともと安定していた10mmでも安定して通信できており、悪影響がないことも確認できる。本検証では、ICタグに何ら追加工を施すことなく、またリーダライタ装置の出力を上げることなく、ICタグ接触もしくはそれに準じた近接環境時の通信性能が向上を実現していることがわかる。
FIG. 6 is a diagram showing the effect of the first embodiment. Communication sometimes failed when the distance between the IC tag and the
このように、本実施例では、リーダライタ装置のアンテナ部のカバーに使用する材料を変更することなく効果を得ることが可能であり、さらに出力にも何ら変更を加えていないため、電波干渉への増加といった悪影響はない。よってリーダライタ装置に価格、大きさに何ら影響を与えることなく、リーダライタ装置のICタグ接触時の通信性能を向上することが可能である。 As described above, in this embodiment, it is possible to obtain an effect without changing the material used for the cover of the antenna unit of the reader / writer device, and further, no change is made to the output. There is no adverse effect such as an increase. Therefore, it is possible to improve the communication performance when the reader / writer device contacts the IC tag without affecting the price and size of the reader / writer device.
本実施例は、リーダライタ装置のアンテナ部にICタグを接触させて読取りすることを可能とする。 In this embodiment, reading can be performed by bringing an IC tag into contact with an antenna portion of a reader / writer device.
101 アンテナ
102 カバー
103 凹凸加工カバー
104 凹凸溝
Claims (1)
前記ICタグと通信するアンテナ部と、
前記アンテナ部と前記ICタグとの間にあるカバーとを有し、
前記カバーの電波発射面に、前記ICタグよりも小さい開口の凹部を有していることを特徴とする近接通信対応リーダライタ装置 In a reader / writer device for proximity communication that performs wireless communication with an IC tag,
An antenna unit communicating with the IC tag;
Having a cover between the antenna part and the IC tag,
Proximity communication-compatible reader / writer device having a concave portion having an opening smaller than that of the IC tag on a radio wave emission surface of the cover
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JP2009098565A JP2010252003A (en) | 2009-04-15 | 2009-04-15 | Proximity communication reader / writer device |
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Cited By (1)
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JP2012103942A (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-31 | Oki Data Corp | Ic tag communication device |
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2009
- 2009-04-15 JP JP2009098565A patent/JP2010252003A/en active Pending
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