JP2008040862A - Rfid reader/writer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、パソコン等の外部機器に接続することにより、RFIDカードに対して非接触で情報の読み書きを行うことができるRFIDリーダライタに係り、特に、RFIDカードとの情報の送受信のためのアンテナの通信性能に改良を施したRFIDリーダライタに関する。 The present invention relates to an RFID reader / writer that can read and write information without contact with an RFID card by connecting to an external device such as a personal computer. The present invention relates to an RFID reader / writer in which communication performance of an antenna is improved.
近年、情報を電子的に記憶することができるICチップと、このICチップと外部との間で情報をやり取りするインタフェースを備えたカードやタグを利用したシステムが、その多様な可能性から注目を集めている。かかるシステムは、一般的には、RFID(Radio Frequency Identifcation)システムと呼ばれ、小型の記録媒体(カードやタグ)とこれに読み書きを行うリーダライタとの組み合わせによって、様々な場面での固体認証やデータの送受信に利用することができる。 In recent years, an IC chip that can store information electronically, and a system using a card or a tag that includes an interface for exchanging information between the IC chip and the outside, has attracted attention because of its various possibilities. Collecting. Such a system is generally referred to as an RFID (Radio Frequency Identification) system. By combining a small recording medium (card or tag) with a reader / writer that reads and writes data on the recording medium, it is possible to perform solid-state authentication in various situations. It can be used to send and receive data.
小型の記録媒体については、RFIDカード、ICカード、ワイヤレスカード、RFIDタグ、ICタグ等、種々の称呼がある。本発明では、RFIDカードと呼ぶが、特定の種類のものに限定する意図ではなく、上記のようなカードやタグ等を全て含む広い概念である。このようなRFIDカードは、従来のカードに用いられていた磁気記録方式のものに比べて、ICチップのメモリに大量の情報を記憶しておくことができ、偽造の防止も可能となるため、クレジットカード、電子マネー、電子乗車券、テレフォンカード、IDカード、貨物管理用タグ等として、広く利用されている。 As for a small-sized recording medium, there are various names such as an RFID card, an IC card, a wireless card, an RFID tag, and an IC tag. In the present invention, although referred to as an RFID card, it is not intended to be limited to a specific type, but is a broad concept including all the above cards, tags, and the like. Since such an RFID card can store a large amount of information in the memory of the IC chip and prevent counterfeiting, compared with the magnetic recording type used in conventional cards, Widely used as credit cards, electronic money, electronic tickets, telephone cards, ID cards, cargo management tags, and the like.
また、リーダライタとの間で情報を送受信するための方式としては、RFIDカードの表面に設けられた電極接点とリーダライタに設けられた接触端子とを接触させる接触型、RFIDカードとリーダライタに設けられたアンテナ(コイル)を介して無線により行う非接触型がある。特に、非接触型のRFIDカードは、接触による磨耗がないこと、リーダライタ側にRFIDカードを移動させる機構が必要ないこと、送受信の際の方向性の自由度が高いことなどから、高い耐久性と利便性を有するものとして、普及が期待されている。 As a method for transmitting and receiving information to and from the reader / writer, a contact type in which an electrode contact provided on the surface of the RFID card and a contact terminal provided on the reader / writer are brought into contact with each other, an RFID card and a reader / writer are used. There is a non-contact type that is performed wirelessly through an antenna (coil) provided. In particular, non-contact type RFID cards have high durability because they do not wear due to contact, do not require a mechanism to move the RFID card to the reader / writer, and have a high degree of freedom in direction during transmission and reception. It is expected to spread as something with convenience.
ところで、上記のようなアンテナを介して送受信を行う非接触型のRFIDリーダライタは、裏面に金属が有る場合、その通信距離が著しく低下する。これに対処するため、バインダー中に磁性粉末を混入させてシート状又はプレート状に形成したものを、コイルからなるアンテナの裏面にそのコイルと平行な方向で貼り付けたものが提案されている(特許文献1、特許文献2参照)。
しかしながら、上記のように、磁性粉末を混入させたシートを貼り付ける場合、磁性層の厚さが薄く、十分な通信距離を確保できない。さらに、シートの場合、磁性粉が剥がれる、あるいは磁性粉が高湿度では錆びる等の問題があった。また、磁性粉末を混入させたプレートを用いた場合には、形状が大きくなってしまうという問題がある。 However, as described above, when a sheet mixed with magnetic powder is attached, the magnetic layer is thin and a sufficient communication distance cannot be secured. Furthermore, in the case of the sheet, there are problems such as the magnetic powder peeling off or the magnetic powder rusting at high humidity. Further, when a plate mixed with magnetic powder is used, there is a problem that the shape becomes large.
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、特別なスペースを不要として、十分な通信距離を確保することができ、耐久性に優れたRFIDリーダライタを提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and an RFID reader that can secure a sufficient communication distance without using a special space and has excellent durability. The purpose is to provide a writer.
上記の目的を達成するため、請求項1の発明は、外部との情報の送受信用アンテナと、前記送受信用アンテナを介して送受信される情報を処理する制御部と、前記送受信用アンテナ及び前記制御部を収容したケースとを有するRFIDリーダライタにおいて、前記ケースは、前記送受信用アンテナの通信面と反対側が、磁性材を含む材料により構成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to an antenna for transmitting / receiving information to / from the outside, a control unit for processing information transmitted / received via the antenna for transmitting / receiving, the antenna for transmitting / receiving, and the control. In the RFID reader / writer having a case housing a portion, the side of the case opposite to the communication surface of the transmitting / receiving antenna is made of a material containing a magnetic material.
以上のような請求項1の発明では、ケース自体を磁性材を含む材料により構成することにより、通信距離を伸ばすことができるとともに、磁性材のための特別なスペースが全く不要となり、小型化を維持できる。また、磁性材がケースの材料で固められるため、剥がれや錆びが防止される。 In the invention of claim 1 as described above, the case itself is made of a material containing a magnetic material, so that the communication distance can be extended, and a special space for the magnetic material is not required at all. Can be maintained. Further, since the magnetic material is hardened by the material of the case, peeling and rusting are prevented.
請求項2の発明は、外部との情報の送受信用の送受信用アンテナと、前記送受信用アンテナを介して送受信される情報を処理する制御部と、前記送受信用アンテナ及び前記制御部を収容したケースとを有するRFIDリーダライタにおいて、前記ケースにおける前記送受信用アンテナの通信面と反対側に、磁性材を含む材料がポッティングされていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is a transmission / reception antenna for transmitting / receiving information to / from the outside, a control unit for processing information transmitted / received via the transmission / reception antenna, and a case housing the transmission / reception antenna and the control unit The material including the magnetic material is potted on the opposite side to the communication surface of the transmitting / receiving antenna in the case.
以上のような請求項2の発明では、ケース内部の隙間を利用して、ポッティングにより磁性材を配置することができるので、特別なスペースを不要としつつ、通信距離を伸ばすことができる。また、磁性材が樹脂で固められるため、剥がれや錆びが防止される。さらに、ポッティング箇所は、充填樹脂と同様に、部品を保護する。 In the invention of claim 2 as described above, since the magnetic material can be arranged by potting using the gap inside the case, the communication distance can be extended while eliminating the need for a special space. Moreover, since the magnetic material is hardened with resin, peeling and rusting are prevented. Further, the potting portion protects the parts in the same manner as the filling resin.
請求項3の発明は、請求項2のRFIDリーダライタにおいて、前記送受信用アンテナ及び前記制御部は、基板上に配設され、前記ポッティングは、前記基板全面を覆う大きさであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the RFID reader / writer according to the second aspect, the transmitting / receiving antenna and the control unit are disposed on a substrate, and the potting is sized to cover the entire surface of the substrate. To do.
以上のような請求項3の発明では、送受信用アンテナ及び制御部が配設された基板を覆う大きさとすることにより、通信距離の延長と部品保護の機能を向上させることができる。 In the invention of claim 3 as described above, the function of extending the communication distance and protecting the parts can be improved by setting the size to cover the substrate on which the transmitting / receiving antenna and the control unit are arranged.
請求項4の発明は、請求項2のRFIDリーダライタにおいて、前記ポッティングの材料は、硬度が80以下であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the RFID reader / writer according to the second aspect, the potting material has a hardness of 80 or less.
以上のような請求項4の発明では、硬度が80以下であるため、外部応力を受けても磁性材の磁気特性の劣化を防止できる。 In the invention of claim 4 as described above, since the hardness is 80 or less, deterioration of the magnetic properties of the magnetic material can be prevented even when subjected to external stress.
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか1項のRFIDリーダライタにおいて、前記磁性材は、アモルファス合金、パーマロイ、珪素鋼、センダスト合金又は軟磁性フェライトのいずれかの軟磁性材料を含むことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the RFID reader / writer according to any one of the first to fourth aspects, the magnetic material is a soft magnetic material selected from an amorphous alloy, permalloy, silicon steel, sendust alloy, and soft magnetic ferrite. It is characterized by including.
以上のような請求項5の発明では、軟磁性材料を用いることにより、通信距離向上に適した材料を適用することができる。
In the invention of
請求項6の発明は、請求項1〜5のいずれか1項のRFIDリーダライタにおいて、前記ケースには、前記送受信用アンテナよりも大径でかつ送受信用アンテナがその内側に配置されるループコイルと、前記ループコイルと接続されたキャパシタとから成り、RFIDリーダライタの搬送周波数近傍で共振する共振アンテナが設けられていることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the RFID reader / writer according to any one of the first to fifth aspects, wherein the case has a loop coil having a diameter larger than that of the transmission / reception antenna and a transmission / reception antenna disposed therein. And a capacitor connected to the loop coil, and a resonance antenna that resonates in the vicinity of the carrier frequency of the RFID reader / writer is provided.
以上のような請求項6の発明では、共振アンテナにより、送受信用アンテナの磁束密度がより遠方まで高い強度を保持して届くようにすることで、RFIDリーダライタをカードやタグ側に近づける用途にも使用が可能になる。 In the invention of claim 6 as described above, by using the resonance antenna so that the magnetic flux density of the transmitting and receiving antenna can reach the far side while maintaining high strength, the RFID reader / writer can be brought closer to the card or tag side. Can also be used.
請求項7の発明は、請求項6のRFIDリーダライタにおいて、前記ループコイルは、粘着テープ上に配置され、これがケース内面に貼り付けられていることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the RFID reader / writer according to the sixth aspect, the loop coil is disposed on an adhesive tape and is affixed to the inner surface of the case.
以上のような請求項7の発明では、ループコイルは、ケース内面に貼り付けられる粘着テープ上に構成されているので、ケース内部の隙間を利用できる。 In the above invention of Claim 7, since the loop coil is comprised on the adhesive tape affixed on the inner surface of a case, the clearance inside a case can be utilized.
請求項8の発明は、請求項6のRFIDリーダライタにおいて、前記ループコイルが、ケースを構成する樹脂内部に埋設されていることを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the RFID reader / writer according to the sixth aspect, the loop coil is embedded in a resin constituting the case.
以上のような請求項8の発明では、ループコイルがケース内部に埋設されているので、特別なスペースが不要となる。 In the invention of claim 8 as described above, since the loop coil is embedded in the case, no special space is required.
請求項9の発明は、請求項6のRFIDリーダライタにおいて、前記共振アンテナが、フレキシブル基板上に印刷により形成されていることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the RFID reader / writer according to the sixth aspect, the resonant antenna is formed on a flexible substrate by printing.
以上のような請求項9の発明では、共振アンテナがフレキシブル基板上に形成されているので、ケース内部の隙間を利用して、共振アンテナ全体を配設できる。 In the invention of claim 9 as described above, since the resonant antenna is formed on the flexible substrate, the entire resonant antenna can be disposed using the gap inside the case.
以上の通り、本発明によれば、特別なスペースを不要として、十分な通信距離を確保することができ、耐久性に優れたRFIDリーダライタを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an RFID reader / writer that can secure a sufficient communication distance without using a special space and has excellent durability.
本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態とする)を説明する。
[第1の実施形態]
[構成]
[基本構成]
まず、本実施形態のRFIDリーダライタの基本構成を、図1〜図3を参照して説明する。なお、図2及び図3は、各部の配置を示すものであり、その形状は簡略化している。すなわち、本実施形態は、図1に示すように、基板10にリーダライタに必要な部品を配設し、ケース20に収容することによって構成されている。基板10は、略直方体形状のプリント配線板であり、長手方向の一端にコネクタ11が設けられている。
The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described.
[First Embodiment]
[Constitution]
[Basic configuration]
First, the basic configuration of the RFID reader / writer according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3 show the arrangement of each part, and the shape is simplified. That is, the present embodiment is configured by arranging parts necessary for the reader / writer on the
このコネクタ11は、例えば、パーソナルコンピュータ等のコネクタに挿入することにより、プラグ&プレイ等を実現できるUSB(Universal Serial Bus)のインタフェースである。図面では、USB2.0のシリーズAのものを示しているが、シリーズB、シリーズミニB等、現在又は将来において利用可能なものを適用可能である。例えば、従前のUSB1.0,1.1や、今後、普及が見込まれるUSB On−The−Go(OTG)等も適用可能である。
The
なお、一般的には、雄側と雌側を合わせて「コネクタ」と呼び、雄側を「プラグ」と呼ぶが、請求項及び以下の説明では、便宜的に「プラグ」についても「コネクタ」と呼ぶ。 In general, the male side and the female side are collectively referred to as a “connector”, and the male side is referred to as a “plug”. However, in the claims and the following description, for convenience, the “plug” is also referred to as a “connector”. Call it.
基板10の上面(パソコンとの接続時に上側となる面)には、送受信用アンテナ12が、コイル状のパターンにより形成されている。この送受信用アンテナ12は、基板10のコネクタ11とは反対側の端部の近傍に配設されている。送受信用アンテナ12は、例えば、13.56MHz帯を利用するRFIDカードの場合に、約2cm程度の通信距離を確保できるように、直径約1cm、円形の渦巻状のループとし、線幅100μm、線間125μmとすることが考えられる。但し、本発明の態様が、これらの数値に限定されるものではない。
A transmitting / receiving
また、基板10には、図2及び図3に示すように、発振子13、制御用IC14等を含む制御回路及び電波インタフェースが構成されている。発振子13は、搬送波となる高周波を発生させ、増幅器による増幅後、送受信用アンテナ12に供給するための水晶発振子であり、基板10の上面側におけるコネクタ11と送受信用アンテナ12との間に配設されている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the
制御用IC14は、モールド封止されたICチップであり、USB接続及びリーダライタに必要な処理を行うCPU、メモリ等を構成している。この制御用IC14は、基板10の下面側におけるコネクタ11と送受信用アンテナ12との間に配設されている。その他の電子部品に関しては、周知の技術により実現可能であるため、説明を省略する。
The
さらに、基板10におけるコネクタ11と反対側の端部には、外部アンテナ接続用の端子であるミニジャック15が取り付けられている。このミニジャック15は、外部アンテナ(図示せず)のミニプラグを差し込んだ場合に、送受信用アンテナ12と制御部との接続が切れて、外部アンテナが有効となるように構成されている。なお、コネクタ11、送受信用アンテナ12、制御部及びミニジャック15は、基板10上に形成された配線パターンにより接続されているが、これらの詳細や、各部品の接続方法等は、周知の技術であるため、説明を省略する。
Further, a
[ケースの構成]
次に、ケース20の構成を説明する。すなわち、ケース20は、上記の基板10を内蔵し、その一端からコネクタ11が露出している。キャップ30は、ケース20に着脱自在に設けられ、装着されることによりコネクタ11を覆って保護する構成となっている。このケース20は、樹脂によって形成されているが、本実施形態においては、次のような構造を採用している。
[Case structure]
Next, the configuration of the
[ケースに磁性材料を混入した場合]
まず、ケース20に磁性材料を混入した場合を、図2を参照して説明する。すなわち、ケース20は、基板10上の送受信用アンテナ12の通信面と反対側が、磁性材料を混入した樹脂となっている(M1)。磁性材料としては、アモルファス合金、パーマロイ、珪素鋼、センダスト合金、軟磁性フェライト等の軟磁性材料が適しているが、これに限定するものではない。
[When magnetic material is mixed in the case]
First, a case where a magnetic material is mixed in the
[ケース内に磁性材料をポッティングした場合]
一方、ケース20の内部に、磁性材料をポッティングした場合を、図3を参照して説明する。すなわち、ケース20の内部には、基板10上の送受信用アンテナ12の通信面と反対側に、樹脂に軟磁性粉末を混合したものがポッティングされている(M2)。ポッティングとは、特定箇所を樹脂で充填することであり、本実施形態では、基板10の一方の面全体を覆う範囲にポッティングが施されている。
[When magnetic material is potted in the case]
On the other hand, a case where a magnetic material is potted inside the
[作用]
[使用方法]
以上のような本実施形態の作用を、図4及び図5を参照して説明する。なお、本実施形態で使用されるRFIDカード40は、電源を内蔵しないパッシブ型であり、メモリやCPU等を備えたICチップとアンテナという一般的なRFIDカードと同様の基本構造を有している。
[Action]
[how to use]
The operation of the present embodiment as described above will be described with reference to FIGS. The
まず、図4に示すように、リーダライタのケース20からキャップ30を外して、コネクタ11を露出させる。そして、ノートパソコンPCのUSBコネクタ(雌側)に対して、コネクタ11を接続する。すると、USBのプラグ&プレイ機能によって、ノートパソコンPCのOSにおいて、リーダライタが自動認識され、キーボード及びディスプレイを入出力手段として利用できるようになる。
First, as shown in FIG. 4, the
なお、デバイスドライバ等のインストールは、最初の接続時に、あらかじめ制御部に格納されたものが呼び出されて、自動的に行われるように設定することが便利である。但し、別途CD−ROM等の記録媒体から、若しくはネットワークを介してダウンロードして、インストールすることも可能である。 It is convenient to set the device driver or the like so that, when first connected, the one stored in the control unit in advance is called and automatically performed. However, it is also possible to install it by downloading it separately from a recording medium such as a CD-ROM or via a network.
次に、図5に示すように、RFIDカード40を、ケース20上に近付けると、送受信用アンテナ12とRFIDカード40のアンテナATとの間で、電磁誘導による通信が可能となる。つまり、送受信用アンテナ12に搬送波をかけることにより、誘導電磁界を発生させ、これにRFIDカード40が入ってくるとアンテナATに電流が流れる。この誘導起電力により、電力が供給され、RFIDカード40が動作可能となる。
Next, as shown in FIG. 5, when the
これにより、例えば、RFIDカード40内に記録された情報を、リーダライタを介してノートパソコンPCのディスプレイに表示させて読み取ることができる。また、ノートパソコンPCのキーボードやマウス等から入力することにより、RFIDカード40内に所望の情報を書き込むことができる。
Thereby, for example, information recorded in the
[実験結果]
以上のように用いる本実施形態のリーダライタと、従来のリーダライタとの通信距離を比較した実験結果を説明する。まず、本実施形態として作製した実施例は、ケース20における基板10上の送受信用アンテナ12の通信面と反対側に、シリコンゴムにNiZnフェライト粉末を混合したものをポッティングした。
[Experimental result]
The experimental results comparing the communication distance between the reader / writer of this embodiment used as described above and the conventional reader / writer will be described. First, in the example manufactured as the present embodiment, a mixture of silicon rubber and NiZn ferrite powder was potted on the opposite side to the communication surface of the transmitting / receiving
比較する従来例は、ケース20に対する軟磁性体粉末の混合も、ポッティングもしていない以外は、実施例と同様である。また、実施例、従来例ともに、金属板有りのものと金属板無しのものを用意して、通信距離を比較した。このような実施例と従来例を比較した実験結果を、図6に示す。この図6から明らかな通り、金属板有りの場合も、金属板無しの場合も、実施例の方が、通信距離が伸びていることが判る。
The conventional example to be compared is the same as the example except that the soft magnetic powder is not mixed and potted with respect to the
[効果]
以上のような本実施形態によれば、ケース20自体に、磁性材料を混入した場合には、十分な厚さがあり通信距離を伸ばすことができるとともに、磁性材料のためのスペースが全く不要となり、小型化を維持できる。また、磁性粉を樹脂で固めるために、磁性粉が剥がれたり、錆びたりする問題も生じない。
[effect]
According to the present embodiment as described above, when a magnetic material is mixed into the
また、ケース20内に、磁性材料をポッティングした場合には、ケース20の内部の隙間を利用するため、特別なスペースを不要としつつ、上記と同様に、十分な厚さを確保できるので、通信距離を伸ばすことができ、磁性粉が剥がれたり、錆びたりする問題も生じない。さらに、ポッティングされた部分が、充填樹脂の場合と同様に、基板10上の電子部品を保護する。
In addition, when a magnetic material is potted in the
[第2の実施形態]
[構成]
本発明の第2の実施形態を、図7〜図11を参照して説明する。すなわち、本実施形態は、基本的には、上記の実施形態と同様に、ケース20に磁性材料を混入するか(図8、図10、図11ではM1で示す)、若しくはケース内に磁性材料をポッティングしたもの(図示はしないが、第1の実施形態と同様)である。但し、本実施形態においては、図7に示すように、ケース20の内面に、RFIDリーダライタの回路とは電気的に独立した回路である共振アンテナ21が設けられている。本実施形態では、この共振アンテナ21は、図7に示すように、ケース20における基板10上に設けられた送受信用アンテナ12に対向した内面に設けられ、これによって送受信用アンテナ12をRFIDカード40に近接させた場合に、送受信用アンテナ12とRFIDカード40との間に共振アンテナ21が配置される。
[Second Embodiment]
[Constitution]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. That is, in this embodiment, basically, a magnetic material is mixed in the case 20 (indicated by M1 in FIGS. 8, 10, and 11), or the magnetic material is contained in the case, as in the above-described embodiment. (Not shown, but similar to the first embodiment). However, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, a
この共振アンテナ21は、本実施例では、図8に示すように、粘着テープ22上にループ状に巻回されたループコイル23と、このループコイル23に接続されたキャパシタ24とから構成され、前記粘着テープ22をケース20の内面に貼り付けることにより、ケース20に固定されている。この場合、例えば、ループコイル23とキャパシタ24とは、RFIDリーダライタの送信周波数である13.56MHzで共振するように、そのコイル長及び静電容量が決定されている。
In this embodiment, the
[作用効果]
一般に、送受信用アンテナ12のようなループアンテナの中心からzの距離の磁束密度B(z)は、ループアンテナに流れる電流I、円形のループアンテナの半径a、MKS単位の変換定数μ0とすると、
B(z)=(μ0Ia2)/2(z2+a2)3/2
となり、半径aが小さくなると磁束密度B(z)は大きく(高く)なり、zが大きくなるとzの3乗に比例して小さく(低く)なる。
[Function and effect]
In general, the magnetic flux density B (z) at a distance z from the center of a loop antenna such as the transmitting / receiving
B (z) = (μ0Ia2) / 2 (z2 + a2) 3/2
As the radius a decreases, the magnetic flux density B (z) increases (higher), and as z increases, it decreases (lowers) in proportion to the cube of z.
zの距離が徐々に大きくなり、z>aの距離になってくると、磁束密度B(z)は低下してくるため、最後にはRFIDカードとの通信ができなくなる。つまり、送受信用アンテナ12の半径が大きいほど通信距離は優位になる。本実施形態では、共振アンテナ21により、送受信用アンテナ12の磁束密度がより遠方まで高い強度を保持して届くようにすることで、RFIDリーダライタをカードやタグ側に近づける用途にも使用が可能になる。
When the distance of z gradually increases and becomes a distance of z> a, the magnetic flux density B (z) decreases, and finally communication with the RFID card becomes impossible. That is, the greater the radius of the transmission /
すなわち、本実施形態では、送受信用アンテナ12からの送信周波数で共振する共振アンテナ21をケース20に設けることで、送受信用アンテナ12に近接してより大径のブースターアンテナを配置したことになる。そのため、RFIDリーダライタからの送信時に、その共振作用により共振アンテナ21部分において送受信用アンテナ12部分よりも強い磁束密度が得られる。
In other words, in this embodiment, the
その結果、送受信用アンテナ12を単独で使用した場合に比較して、はるかに大きな通信距離を確保することができ、例えば、RFIDリーダライタをUSBケーブルでパソコンに接続することで、ハンディタイプのRFIDリーダライタとして使用することが可能になる。従って、上記の第1の実施形態の効果と相俟って、通信距離をより一層伸ばすことができる。
As a result, a far greater communication distance can be ensured than when the transmitting / receiving
[他の実施形態]
本発明は、前記の実施の形態に限定されるものではなく、以下に説明する通り、種々の態様を含むものである。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various aspects as described below.
(a) 軟磁性材料としては、 上記のように、アモルファス合金、パーマロイ、珪素鋼、センダスト合金又は軟磁性フェライトが適しているが、これらには限定されない。複数の材料を使用してもよい。ケースに軟磁性材料を混入させる領域、ポッティングする領域は、基板全面を覆う範囲が望ましいが、これには限定されない。また、ケース材料若しくはポッティングとして使用する樹脂も、上記に例示したものには限定されない。樹脂の硬度も特定のものには限定されないが、例えば、80以下とすることが考えられる。より好ましくは50以下が良い。このような硬度とすることにより、外部応力を受けても、磁性材料の磁気特性の劣化を防止できる。 (a) As described above, amorphous alloy, permalloy, silicon steel, sendust alloy, or soft magnetic ferrite is suitable as the soft magnetic material, but is not limited thereto. Multiple materials may be used. The region where the soft magnetic material is mixed into the case and the region where potting is performed are preferably within the range covering the entire surface of the substrate, but are not limited thereto. Further, the resin used as the case material or potting is not limited to those exemplified above. The hardness of the resin is not limited to a specific one, but may be 80 or less, for example. More preferably, 50 or less is good. By setting it as such hardness, even if it receives external stress, deterioration of the magnetic characteristic of a magnetic material can be prevented.
(b) 共振アンテナ21の共振点波、共振周波数をf、インダクタンスをL、キャパシタンスをCとすると、
(c) 共振アンテナの効果を高くするためには、基板上に形成されている送受信用アンテナ12の共振回路のインピーダンスをRF部出力インピーダンスにマッチングさせるため調整を行うが、このときに容量性となるようにLCRメータ等で調整することにより、共振周波数のピークを搬送周波数より下になるようにする。
(c) In order to enhance the effect of the resonant antenna, adjustment is performed to match the impedance of the resonant circuit of the transmitting / receiving
(d) 基板上面から見たときに、基板上の送受信用アンテナ12が共振アンテナ21のループ内に収まるようにしないと、本発明の効果がない。しかし、その点に配慮すれば、送受信用アンテナ12と共振アンテナ21との位置関係は図示のものに限定されない。たとえば、図10に示すように、共振アンテナ21を送受信用アンテナ12の基板を挟んで反対側に設けることも可能である。
(d) The effect of the present invention is not achieved unless the transmitting / receiving
(e) 共振アンテナ側の回路は、印刷技術を利用して粘着シート上に形成したり、フレキシブル基板上に印刷などで形成することも可能であり、薄くしかも安価に製造することは容易である。 (e) The circuit on the resonant antenna side can be formed on an adhesive sheet using printing technology, or can be formed on a flexible substrate by printing, etc., and it is easy to manufacture thinly and inexpensively. .
(f) 図11に示すように、共振アンテナをケースを構成する樹脂内に埋設することも可能である。 (f) As shown in FIG. 11, it is also possible to embed the resonant antenna in the resin constituting the case.
(g) 基板上の送受信用アンテナ12と共振アンテナ21との距離は、基板上のアンテナの半径と同じ距離が最も通信距離が大きくなるが、この距離以内であれば、共振アンテナを使用しない場合に比べ効果が確認できる。ただし、半径の距離より離れて共振アンテナを使用した場合には、効果が期待できない。
(g) The distance between the transmitting / receiving
(h) 共振アンテナをケースに設ける位置は、前記のようなアンテナとの位置関係に配慮すれば、ケースの上面側、下面側のいずれでも良い。また、共振アンテナの面積は、ケースに収まる限り、最大になるようにした方がより効果が大きくなる。 (h) The position where the resonant antenna is provided on the case may be on either the upper surface side or the lower surface side of the case, considering the positional relationship with the antenna as described above. In addition, as long as the area of the resonance antenna can be accommodated in the case, it is more effective to maximize the area.
(i) 上記の実施形態をどのように組み合わせるかも自由である。ケース自体に磁性材を混入させたもの、ケース材に磁性材をポッティングしたもの、共振アンテナをケースの上面側に設けたもの、下面側に設けたもの、両面側に設けたもの、ケース内に埋設したもの等の各種態様のうち、いずれを互いに組み合わせてもよい。ケースへ磁性材を混入し、磁性材をポッティングするとともに、共振アンテナを設ければ、通信距離の飛躍的な増大につながる。磁性材を混入したケース内面に共振アンテナが接するように配設すると、磁路が磁性材を経由し洩れ磁束が少なくなる。 (i) It is also free to combine the above embodiments. Case with magnetic material mixed in the case itself, case material potted with magnetic material, resonance antenna provided on the upper surface side of the case, provided on the lower surface side, provided on both sides, inside the case Any of various aspects such as those embedded may be combined with each other. If a magnetic material is mixed in the case, potted with the magnetic material, and a resonant antenna is provided, the communication distance will be dramatically increased. If the resonant antenna is disposed so as to contact the inner surface of the case mixed with the magnetic material, the magnetic path passes through the magnetic material and leakage flux is reduced.
(j) RFIDカードとの間の通信に使用する電波は、上記に例示したものには限定されない。また、上記の実施形態では、利用するRFIDカードとしてパッシブ型を例示したが、電源を内蔵したアクティブ型を利用してもよい。 (j) The radio waves used for communication with the RFID card are not limited to those exemplified above. In the above embodiment, the passive type is exemplified as the RFID card to be used. However, an active type having a built-in power source may be used.
(k) 各構成部品の規格についても、上記のものには限定されない。例えば、コネクタのインタフェースとしては、USBが適しているが、現在又は将来において、同様の利便性を有する規格のものを自由に適用可能である。 (k) The standards for each component are not limited to the above. For example, USB is suitable as a connector interface, but a standard having the same convenience can be freely applied at present or in the future.
(l) 本発明を接続して使用する外部機器についても、デスクトップ型のパーソナルコンピュータ、サーバ装置、PDA、携帯電話等、入出力装置を備えたあらゆるコンピュータが適用できる。 (l) Any computer equipped with an input / output device such as a desktop personal computer, a server device, a PDA, and a mobile phone can be applied to an external device connected to and used by the present invention.
10…基板
11…コネクタ
12…送受信用アンテナ
13…発振子
14…制御用IC
15…ミニジャック
20…ケース
21…共振アンテナ
22…粘着テープ
23…ループコイル
24…キャパシタ
30…キャップ
40…RFIDカード
AT…アンテナ
PC…ノートパソコン
DESCRIPTION OF
15 ...
Claims (9)
前記ケースは、前記送受信用アンテナの通信面と反対側が、磁性材を含む材料により構成されていることを特徴とするRFIDリーダライタ。 In an RFID reader / writer having an antenna for transmitting / receiving information to / from the outside, a control unit for processing information transmitted / received via the transmission / reception antenna, and a case housing the transmission / reception antenna and the control unit,
The RFID reader / writer according to claim 1, wherein the case is formed of a material including a magnetic material on a side opposite to a communication surface of the transmitting / receiving antenna.
前記ケースにおける前記送受信用アンテナの通信面と反対側に、磁性材を含む材料がポッティングされていることを特徴とするRFIDリーダライタ。 An RFID reader / writer having a transmission / reception antenna for transmitting / receiving information to / from the outside, a control unit for processing information transmitted / received via the transmission / reception antenna, and a case housing the transmission / reception antenna and the control unit ,
An RFID reader / writer characterized in that a material containing a magnetic material is potted on the opposite side to the communication surface of the transmitting / receiving antenna in the case.
前記ポッティングは、前記基板全面を覆う大きさであることを特徴とする請求項2記載のRFIDリーダライタ。 The transmitting / receiving antenna and the control unit are disposed on a substrate,
3. The RFID reader / writer according to claim 2, wherein the potting is sized to cover the entire surface of the substrate.
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