(57)【要約】【課題】近年のニーズに対応し、接地面が金属であっても共振周波数がずれることなく通信性能の劣化を防止することができる無線タグ通信装置を提供する。【解決手段】無線タグ通信装置１は、機器外郭を構成し、底面３Ａを所定の設置面に接して定置される筐体２と、情報を記憶するＩＣ回路部１５０と情報の送受信を行うタグアンテナ１５１とを備えた無線タグに対し、無線通信により情報送受信を行うためのアンテナ１３と、無線タグと情報の送受信を行う高周波回路１３１とを有する。無線タグ通信装置１の底面には共振周波数調整部材３Ｂが設けられている。この共振周波数調整部材３Ｂは、その底面３Ａを金属からなる設置面Ｆに接して定置したときのアンテナの共振周波数と、底面３Ａを非金属からなる設置面Ｆに接して定置したときのアンテナの共振周波数とを調整するためのものである。【選択図】図３
2010056815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器外郭を構成し、底面を所定の設置面に接して定置される筐体と、
情報を記憶するＩＣ回路部と情報の送受信を行うタグアンテナとを備えた無線タグに対し、無線通信により情報送受信を行うためのアンテナと、
前記無線タグと情報の送受信を行う高周波回路と
を有する無線タグ通信装置であって、
前記底面に、
前記底面を金属からなる前記設置面に接して定置したときの前記アンテナの共振周波数と、前記底面を非金属からなる前記設置面に接して定置したときの前記アンテナの共振周波数とを調整するための共振周波数調整手段を設けた
ことを特徴とする無線タグ通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の無線タグ通信装置において、
前記共振周波数調整手段は、金属板または金属シートである
ことを特徴とする無線タグ通信装置。
【請求項３】
請求項１記載の無線タグ通信装置において、
前記共振周波数調整手段を前記底面に着脱可能に支持する取り付け手段を有する
ことを特徴とする無線タグ通信装置。
【請求項４】
請求項３記載の無線タグ通信装置において、
前記取り付け手段は、
互いに材質の異なる複数の前記共振周波数調整手段をそれぞれ着脱可能に構成した
ことを特徴とする無線タグ通信装置。
【請求項５】
請求項３記載の無線タグ通信装置において、
前記取り付け手段は、
互いに面積の異なる複数の前記共振周波数調整手段をそれぞれ着脱可能に構成した
ことを特徴とする無線タグ通信装置。
【請求項６】
請求項１記載の無線タグ通信装置において、
前記共振周波数調整手段は、前記底面に粘着するための粘着剤層を備える
ことを特徴とする無線タグ通信装置。
【請求項７】
請求項１記載の無線タグ通信装置において、
前記共振周波数調整手段は、前記底面に固定されている
ことを特徴とする無線タグ通信装置。
【請求項８】
請求項１記載の無線タグ通信装置において、
前記共振周波数調整手段は、静電気の放電を防止する電気絶縁被覆層を備える
ことを特徴とする無線タグ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部と通信可能な無線タグと、無線通信により情報送受信可能な無線タグ通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線通信では、その通信に用いられるアンテナの周波数特性に最も適する周波数（＝共振周波数）を用いることで、信頼性を向上できることが知られている。これは特に、通信距離が長い場合に有効である。無線タグとの通信を行う無線タグ通信装置において、上記のような共振周波数に配慮したものとして、様々な従来技術が存在している。
【０００３】
近年、無線タグの利用の拡大によってその用途は多種多様となっており、それらの用途に応じて無線タグとの通信を行う無線タグ通信装置の使用態様も多様になっている。例えばオフィスや家庭などで、スチールデスク、パソコンラック、メタルラック・棚などの金属製の接地面に無線タグ通信装置を設置して使用したいというニーズが生じつつある。
【０００４】
上記のような金属接地面に無線タグ通信装置を設けた場合には、装置アンテナの共振周波数が金属接地面との間の相互作用により変動し、通信性能が劣化する。逆に、非金属接地面に無線タグ通信装置を設けた場合には、そのような相互作用の影響を受けないため共振周波数が金属接地面との間の相互作用により変動せず、通信性能が劣化しない。従って従来の無線タグ通信装置においては、設置された場所が金属接地面であるか非金属接地面であるかに応じて同一の無線タグ通信装置であっても通信性能が異なってしまう場合があった。
【０００５】
そこで従来の無線通信装置においては、上記装置アンテナ、この装置アンテナの背後に配置された所定の比透磁率及び導電率とした第１領域及び第２領域の周囲を囲むよう形成されたケースを備える構成としている（特許文献１参照）。このような構成とすると、ケース内の第２領域の存在により、設置場所の壁面、天井面、床面やその中に鉄筋、鉄板、信号ケーブルなどの強磁性を有する部材が存在しても、この装置アンテナ開口側への放射パターンがほぼ変化せず、設置場所の制約を受けずに調整された最適性能を発揮することができる。
【特許文献１】特許３０８５５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の無線通信装置においては、上述のような調整を行う第２領域がケース内に存在しているため、上述した装置アンテナと第２領域との距離が短く、実際には装置アンテナがこの第２領域の存在により通信性能に影響が生じてしまうおそれがあった。従って従来の無線通信装置においては、必ずしも設置場所の制約を受けずに調整された最適性能を発揮することができるとは云えなかった。
【０００７】
本発明の目的は、接地面が金属であっても共振周波数がずれることなく通信性能の劣化を防止することができる無線タグ通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１発明は、機器外郭を構成し、底面を所定の設置面に接して定置される筐体と、情報を記憶するＩＣ回路部と情報の送受信を行うタグアンテナとを備えた無線タグに対し、無線通信により情報送受信を行うためのアンテナと、前記無線タグと情報の送受信を行う高周波回路とを有する無線タグ通信装置であって、前記底面に、前記底面を金属からなる前記設置面に接して定置したときの前記アンテナの共振周波数と、前記底面を非金属からなる前記設置面に接して定置したときの前記アンテナの共振周波数とを調整するための共振周波数調整手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
これにより、設置面が金属である場合でも、共振周波数調整手段の存在により、無線タグ通信装置のアンテナとその設置面との相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。また、共振周波数調整手段が機器外郭の底面に設けられていることから、共振周波数調整手段が機器外郭の内部に設けられている場合に比べて、アンテナから共振周波数調整手段までの距離を稼ぐことができ、共振周波数調整手段自体がアンテナに与える影響を極力小さくすることができる。このように設置面が金属である場合及び非金属である場合の両方に対応した無線タグ通信装置を構成することができる。
【００１０】
第２発明は、上記第１発明において、前記共振周波数調整手段は、金属板または金属シートであることを特徴とする。
【００１１】
これにより、金属板または金属シートで構成された共振周波数調整手段の存在により、設置面が金属であっても金属でなくても無線タグ通信装置のアンテナとその設置面との相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。このように設置面が金属である場合及び非金属である場合の両方に対応した無線タグ通信装置を構成することができる。
【００１２】
第３発明は、上記第１発明において、前記共振周波数調整手段を前記底面に着脱可能に支持する取り付け手段を有することを特徴とする。
【００１３】
これにより、設置面が非金属であり、その設置面がアンテナの共振周波数に与える影響が少ない場合には共振周波数調整手段を取り外しておくことで、アンテナの性能を十分に発揮させることができる。
【００１４】
第４発明は、上記第３発明において、前記取り付け手段は、互いに材質の異なる複数の前記共振周波数調整手段をそれぞれ着脱可能に構成したことを特徴とする。
【００１５】
これにより、無線タグ通信装置を製造後においても、適宜の材質の共振周波数調整手段を取り付けることで、上記アンテナとその設置面との相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。
【００１６】
第５発明は、上記第３発明において、前記取り付け手段は、互いに面積の異なる複数の前記共振周波数調整手段をそれぞれ着脱可能に構成したことを特徴とする。
【００１７】
これにより、無線タグ通信装置を製造後においても、適宜の面積の共振周波数調整手段を取り付けることで、上記アンテナとその設置面との相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。
【００１８】
第６発明は、上記第１発明において、前記共振周波数調整手段は、前記底面に粘着するための粘着剤層を備えることを特徴とする。
【００１９】
これにより、設置面の材質に応じて共振周波数調整手段を上記底面に粘着させれば、上記アンテナとその設置面との相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。
【００２０】
第７発明は、上記第１発明において、前記共振周波数調整手段は、前記底面に固定されていることを特徴とする。
【００２１】
これにより、設置面が金属である場合でも、共振周波数調整手段の存在により、無線タグ通信装置のアンテナとその設置面との相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。このため設置面が金属である場合及び非金属である場合の両方に対応した無線タグ通信装置を構成することができる。
【００２２】
第８発明は、上記第１発明において、前記共振周波数調整手段は、静電気の放電を防止する電気絶縁被覆層を備えることを特徴とする。
【００２３】
これにより、静電気の放電を防止して無線タグ通信装置の誤動作を防いで動作を安定させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、接地面が金属であっても共振周波数がずれることなく通信性能の劣化を防止することができる無線タグ通信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
図１に、本実施形態の無線タグ通信装置であるリーダ１の外観構造を示す。また図２に、リーダ１の蓋４を取り外した状態を示し（煩雑防止のため図２ではケーブル６の図示を省略している）、図３にさらに図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す。これら図１、図２、及び図３に示すように、リーダ１は、機器外郭を構成する小型の筐体２を備え、使用者が適宜の設置面に設置（定置）して使用可能に構成されている（設置面に載置した状態で筐体２を手で把持して使用することも可能）。筺体２の前部（図１、図２中上側）には、電源用・信号送受用のケーブル６を筺体２内に引き込むための開口部５が設けられている。
【００２７】
筐体２は、機器外郭を構成し、底面を所定の接地面に接して定置される。筐体２は、前端側が幅方向に開口した長方形の浅い皿状の下ケース３と、この下ケース３上に取り付けられる長方形の平板状の蓋４とを備えている。下ケース３は、リーダ１を上記設置面に載置する際に設置面に接触する底面３Ａ（筐体の底面）を備えており、この例では蓋４に対し後端側が上昇する向きに傾斜している。蓋４の前部には、下方向に湾曲して下ケース３の前端の上記開口を塞ぐ鍔部４ａが形成されている。
【００２８】
ケーブル６を筐体２内に引き込む上記開口部５は、鍔部４ａの下部の幅方向右側（図１参照）に設けられている。下ケース３の前端の開口内側の幅方向中央には、蓋４の鍔部４ａを挿通したクリップ７を装着するための取付部４ｂが設けられている。クリップ７は、鍔部４ａに倣った湾曲形状を備えており、蓋４の上面部に延びるように取付部４ｂに装着される。なお、クリップ７は、上下を反転して取り付けることにより、下ケース３の下面側に位置させることができる（図示省略）。
【００２９】
下ケース３の底部には、下ケース３の前部左側隅部を除く隅部、すなわち前部右側隅部、後部右側隅部、後部左側隅部に、蓋４をねじ止めするための円柱状の第１ボス部８ａ、第２ボス部８ｂ、第３ボス部８ｃがそれぞれ設けられている。蓋４を下ケース３に被せ、下ケース３のボス部８ａ〜８ｃに対応する蓋４のボス部を重ね合わせ、下ケース３のボス部８ａ〜８ｃに設けられた貫通孔９に下ケース３の下面から図示しないねじを挿入して、ねじを蓋４のボス部に設けられたねじ孔に螺合することにより、蓋４が下ケース３に取り付けられる。
【００３０】
また、筐体２内には、制御基板１２と、制御基板１２に電気的に接続されたアンテナ１３とが設けられている。制御基板１２は、無線タグの無線タグ回路素子と情報の送受信を行う高周波回路１３１（後述の図４参照）等の電子回路を実装した四角形状の電子回路基板である。この制御基板１２は、下ケース３の上記取付部４ｂに接触する位置から下ケース３の中央部近くにわたり、下ケース３の底部寄りの位置に蓋４の上面部と平行に設置されている。また、制御基板１２は、この例では、その右側（図１、図２中右側）の前端近くを下ケース３の上記第１ボス部８ａの側面に接触させて、下ケース３の左側（図１、図２中右側）の左壁部３ｂ側に寄せて配置されている。この結果、制御基板１２と下ケース３の右壁部３ａとの間には、上記ケーブル６を敷設する空間１４が形成されている。
【００３１】
アンテナ１３は、アンテナ導体１３ａが矩形状のループコイルをなすように設けられた長方形状の板体で、制御基板１２よりも上方の高さ位置に制御基板１２と平行に設置されている（図３参照）。この結果、アンテナ１３は、下ケース３の底面３Ａに対し（この例ではやや傾きながら）沿うような位置関係となり、底面３Ａまでの距離が所定の範囲となる。また、このアンテナ１３は、制御基板１２の中央部上方から、下ケース３の後壁部３ｃ近くの第２ボス部８ｂ、第３ボス部８ｃに接触する位置にわたって、配置されている。
【００３２】
下ケース３の前端の右側部には、蓋４の鍔部４ａの下部右側の上記開口部５に位置する１対のガイド突起１６が設けられている（図２参照）。パソコン等の外部の電気機器１３０（後述の図４参照）に連結された上記ケーブル６は、ガイド突起１６の間を通って筐体２内に引き込まれている。そしてケーブル６は、下ケース３の底部を制御基板１２の右辺部及び後辺部に沿って這うように敷設され、ケーブル６の先端に設けられたコネクタ１５（後述の図４参照）及び制御基板１２の後辺部左側の位置に設けられた基板側コネクタ１３５（後述の図４参照）を介して、制御基板１２に接続されている。
【００３３】
筐体２の外側における底面３Ａには、底面３Ａに沿った平面状の共振周波数調整部材３Ｂが設けられている。共振周波数調整部材３Ｂは、底面３Ａを、金属からなる設置面に接して定置したときのアンテナ１３の共振周波数と、底面３Ａを非金属からなる設置面に接して定置したときのアンテナ１３の共振周波数とを調整するための部材である。共振周波数調整部材３Ｂの詳細については後述する。
【００３４】
図４に、上記リーダ１の機能的構成を示す。リーダ１は、筺体２内に、上記制御基板１２と、通信対象である無線タグ回路素子Ｔｏ（例えば無線タグラベルや無線タグカード等からなる無線タグ（図示省略）に備えられている）との間で無線通信により情報の送受を行う上記アンテナ１３とを備えている。無線タグ回路素子Ｔｏは、情報を記憶するＩＣ回路部１５０と情報の送受信を行うタグアンテナ１５１とを備えている。制御基板１２には、上記アンテナ１３により、上記無線タグ回路素子Ｔｏのタグアンテナ１５１を介しＩＣ回路部１５０へ無線通信によりアクセスすると共に、その無線タグ回路素子Ｔｏから読み出された信号を処理する高周波回路１３１と、高周波回路１３１を含むリーダ１全体の制御を行う制御回路１３３と、情報が記憶されるメモリ１３４と、上記基板側コネクタ１３５とを有している。高周波回路１３１には、無線タグ回路素子Ｔｏへの電力供給を行うための周波数ｆｃの搬送波を生成する搬送波発生部１３２が備えられている。なお、ケーブル６の他端はこの例ではパソコン１３０に接続され、リーダ１はケーブル６を介しパソコン１３０から電源供給される。
【００３５】
図５に、リーダ１の使用時の状態を示す。リーダ１は、図５に示すように、主として、筐体２の下ケース３の底面３Ａを設置面Ｆ上に接触させつつ設置面Ｆに定置して使用される。本実施形態のリーダ１では、このように定置して使用する際、筐体２の底面が接する設置面Ｆが金属製であるか、非金属製であるかにかかわらず、無線タグ回路素子Ｔｏとの無線通信に一定の通信効率を確保できるようにしている。
【００３６】
以上のように無線タグ通信装置１が下ケース３の底面３Ａに共振周波数調整部材３Ｂが設けられていると、設置面Ｆが金属である場合でも、共振周波数調整部材３Ｂの存在により、無線タグ通信装置１のアンテナ１３とその設置面Ｆとの相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。また、共振周波数調整部材３Ｂが機器外郭の底面３Ａに設けられていることから、共振周波数調整部材３Ｂが機器外郭の内部に設けられている場合に比べて、アンテナ１３から共振周波数調整部材３Ｂまでの距離を稼ぐことができ、共振周波数調整部材３Ｂ自体がアンテナ１３に与える影響を極力小さくすることができる。このように設置面Ｆが金属である場合及び非金属である場合の両方に対応した無線タグ通信装置１を構成することができる。
【００３７】
ここで共振周波数調整部材３Ｂは、例えば金属板または金属シートで構成することができる。これにより、金属板または金属シートで構成された共振周波数調整部材３Ｂが元々存在しているため、設置面Ｆが金属でも非金属でも無線タグ通信装置１のアンテナ１３とその設置面Ｆとの相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。このように設置面Ｆが金属である場合及び非金属である場合の両方に対応した無線タグ通信装置１を構成することができる。
【００３８】
図６に、図５に示す下ケース３の底面３Ａを拡大した構成を示す。下ケース３の底面３Ａには、共振周波数調整部材３Ｂを着脱可能に取り付けるための取り付け部３Ｃ（取り付け手段）が形成されている。取り付け部３Ｃは、例えば溝が形成されており、共振周波数調整部材３Ｂの縁がその溝に嵌り込んで固定される構成となっている。
【００３９】
このような構成とすると、設置面Ｆが非金属であり、その設置面Ｆがアンテナ１３の共振周波数に与える影響が少ない場合には共振周波数調整部材３Ｂを取り外しておくことで、アンテナ１３の性能を十分に発揮させることができる。
【００４０】
図７に、下ケース３の底面３Ａに装着可能な共振周波数調整部材３Ｂの変形例を示す。
【００４１】
共振周波数調整部材３Ｂは複数用意されており、互いに材質が異なっているようにしても良い。取り付け部３Ｃは、このような複数の共振周波数調整部材３Ｂをそれぞれ着脱可能に構成されている。
【００４２】
このような構成とすると、無線タグ通信装置１を製造後においても、適宜の材質の共振周波数調整部材３Ｂを単独で或いは組み合わせて取り付けることで、上記アンテナ１３とその設置面との相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。
【００４３】
共振周波数調整部材３Ｂは同様に複数用意されているものの、互いに面積が異なっていても良い。この場合、各共振周波数調整部材３Ｂは同一の材質であっても良いし、互いに異なる材質であっても良い。このような共振周波数調整部材３Ｂは、単独で或いは適宜複数組み合わせて取り付け部３Ｃに装着することにより、様々な接地面Ｆの状態に対応させることができる。
【００４４】
このような構成とすると、無線タグ通信装置１を製造後においても、適宜の面積の共振周波数調整部材３Ｂを取り付けることで、上記アンテナ１３とその設置面Ｆとの相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。
【００４５】
図８に、別の実施形態における共振周波数調整部材３Ｂが下ケース３の底面３Ａに粘着剤層３Ｄを介して装着されている様子を示す。
【００４６】
上述した実施形態においては、下ケース３の底面３Ａに、共振周波数調整部材３Ｂを着脱可能に取り付けるための取り付け部３Ｃが設けられていることを挙げたが、そのような構成の代わりに、例えば図８に示すように、その底面３Ａが平坦であり、共振周波数調整部材３Ｂがその底面３Ａに粘着するための粘着剤層３Ｄを備えている構成であっても良い。
【００４７】
このような構成とすると、設置面Ｆの材質に応じて共振周波数調整部材３Ｂを、粘着剤層３Ｄを介して上記底面３Ａに粘着させれば、上記アンテナ１３とその設置面Ｆとの相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。
【００４８】
上述した実施形態においては、共振周波数調整部材３Ｂが下ケース３の底面３Ａにおいて着脱可能であったが、共振周波数調整部材３Ｂは、その底面３Ａに固定されていても良い。
【００４９】
このような構成とすると、設置面Ｆが金属である場合でも、共振周波数調整部材３Ｂの存在により、無線タグ通信装置１のアンテナ１３とその設置面Ｆとの相互作用により共振周波数がずれにくくなり、通信性能が劣化しないようになる。このため設置面Ｆが金属である場合及び非金属である場合の両方に対応した無線タグ通信装置１を構成することができる。
【００５０】
図９に、別の実施形態における共振周波数調整部材３Ｂを示す。
当該別の実施形態では、共振周波数調整部材３Ｂが、例えばその表面の少なくとも一部に電気絶縁被覆層３Ｅを備えている。当該別の実施形態では、共振周波数調整部材３Ｂが例えば全ての表面を覆うようにコーティングされている。電気絶縁被覆層３Ｅは静電気の放電を防止する機能を有する。なお図９においては、電気絶縁被覆層３Ｅを備える共振周波数調整部材３Ｂが、取り付け部３Ｃによって底面３Ａに取り付けられているが、これに限られず、所定の粘着層を介して金属シールとして貼り付けられていても良いし、固定されていても良い。
【００５１】
このような構成とすると、静電気の放電を防止して無線タグ通信装置１の誤動作を防いで動作を安定させることができる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態を説明した。その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係るリーダを示す平面図である。
【図２】リーダの蓋を取り外した状態の平面図である。
【図３】図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ断面によるリーダの縦断面図である。
【図４】リーダの機能的構成を示すブロック図である。
【図５】リーダの使用を示す縦断面図である。
【図６】図５に示す下ケースの底面を拡大した構成を示す図である。
【図７】下ケースの底面に装着可能な共振周波数調整部材の変形例を示す図である。
【図８】別の実施形態における共振周波数調整部材が下ケースの底面に粘着剤層を介して装着されている様子を示す図である。
【図９】別の実施形態における共振周波数調整部材の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１                リーダ（無線タグ通信装置）
２                筐体
３                下ケース
３Ａ              底面
３Ｂ              共振周波数調整部材（共振周波数調整手段）
３Ｃ              取り付け部（取り付け手段）
３Ｄ              粘着剤層
３Ｅ              電気絶縁被覆層
６                ケーブル
３Ａ              底面
１２              制御基板
１３              アンテナ
１３１            高周波回路
１３２            搬送波発生部
１５０            ＩＣ回路部
１５１            タグアンテナ
Ｆ                設置面
Ｔo               無線タグ回路素子
【図１】
2010056815.tif 000003
【図２】
2010056815.tif 000004
【図３】
2010056815.tif 000005
【図４】
2010056815.tif 000006
【図５】
2010056815.tif 000007
【図６】
2010056815.tif 000008
【図７】
2010056815.tif 000009
【図８】
2010056815.tif 000010
【図９】
2010056815.tif 000011