無線タグ及びその読取り書込みシステム

【課題】無線タグとリーダライタアンテナとの相対角度を無線通信に最適な角度に自動的に調整する。
【解決手段】磁力ｄを、無線タグ３に取付けた金属片２に作用させて、無線タグ３を回転軸１により回転自在として、無線タグ３とリーダライタアンテナ４との相対角度を調整自在とし、両者間の無線送受信効率が最高になるように自動的に調整する。またこれにより、無線タグ３の向きを水平のみならずそれ以外の方向も可能としつつ、無線タグ３の読取り書込みの成功率を向上させている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線タグ及びその読取り書込みシステムに関し、特に無線タグの情報の読取り書込みに際して、リーダライタアンテナとの間の相対角度を調整して情報の無線送受信効率をより向上するようにした無線タグ及びその読取り書込みシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線タグは、リーダライタ装置と非接触型の無線通信方式により、情報の授受（アクセス）が容易に可能であるために、製品や伝票、商品、本などの各種の物品に貼付されたり、埋め込まれたりすることにより、物品の管理に広く用いられるようになっている。
【０００３】
このような無線タグにおいては、非接触による情報の読取り書込みが行われるのであるが、この読取り書込み時の情報の授受の失敗の最も大きな要因の一つとして、無線タグとリーダライタ装置との間の無線通信の電波状況が悪いことがあげられる。電波状況の悪化の原因の一つとしては、一般的に、無線タグとリーダライタ装置のアンテナの電波受信能力及び送信能力が、お互いのアンテナの相対位置及び相対角度によって大きく異なり、両者が必ずしも最適位置及び角度に設定されないことである。よって、無線タグとリーダライタ装置間のデータの送受信の成功率が低下することになる。
【０００４】
すなわち、無線タグの情報の読取り書込み時に、物品に取付けられている無線タグは、必ずしもリーダライタ装置に対して最適な位置関係にあるとは限らず、その結果、読取り成功率及び書込み成功率の低下を招来し、無線タグを利用したアプリケーションの信頼性に対して悪影響をもたらすものとなっている。
【０００５】
そこで、無線タグとリーダライタ装置との（アンテナの）位置関係を最適に維持するために、重力を用いる技術が特許文献１〜３に開示されている。すなわち、リーダライタ装置のアンテナと無線タグのアンテナとを常に水平に維持して、両アンテナ面を互いに平行に向き合うようにしたものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２００５４６号公報
【特許文献２】特開平９−０２７０８１号公報
【特許文献３】特開２００４−３６２１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１〜３の技術においては、重力を利用しているために、アンテナ面の設置方向が、例えば水平方向の一方向のみに限定されることから、システムの設置の自由度が著しく悪いために、汎用性に欠けるという欠点がある。
【０００８】
本発明の目的は、設置の自由度を向上させて汎用性に優れた無線タグ及び無線タグ読取り書込みシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、無線タグの情報を読取り書込みするためのリーダライタアンテナに対して、前記無線タグの前記リーダライタアンテナに対する相対角度を駆動源からの力により変化自在とする手段を含むことを特徴とする無線タグ読取り書込みシステムが得られる。
【００１０】
また、本発明によれば、リーダライタアンテナに対する相対角度を外部の駆動源からの力により変化自在とする手段を含むことを特徴とする無線タグが得られる。
【００１１】
本発明の作用を述べる。磁力や風力による気圧差などの外力を、無線タグに作用させて、無線タグとリーダライタアンテナとの相対角度を調整自在とし、両者間の無線送受信効率が最高になるように調整することにより、無線タグの向きを水平のみならずそれ以外の方向も可能としつつ、無線タグの読取り書込みの成功率を向上させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、無線タグとリーダライタ装置との両アンテナの相対角度を、無線通信に最適な角度とすることができるので、データの読取り成功率及び書込み成功率を向上できると共に、設置の自由度が著しく向上できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の第一の実施の形態を示す概略構成図であり、その側面からみた図である。また、図２は図１の構成の斜視図であって本実施の形態の動作を説明するための図でもあり、図１，２において同等部分は同一符号により示している。
【００１４】
両図を参照すると、回転軸１は、その長手中心軸を中心に回転自在（図２の矢印ｅで示すように）に、軸支機構（図示せず）により軸支されている。この回転軸１には、金属片（金属部材）２が取付けられており、金属片２と回転軸１とは、互いに直交する関係で取付けられている。金属片２は矢印ｃの方向に、例えばＮ極がくるように磁化されているものとする。また、回転軸１には無線タグ３が取付けられている。
【００１５】
金属片２のＮ極に対向する位置に、磁力発生源５が設けられており、この磁力発生源５は図２の矢印ｄの方向に磁力線が生じるように磁力を発生するものとする。そして、リーダライタ装置（特に図示せず）のアンテナ（リーダライタアンテナ）４が設けられており、無線タグ３とリーダライタアンテナ４とはループアンテナ形状であって、両アンテナのループが形成する面（アンテナ面）に垂直な方向（矢印ａ及びｂで示す）が、最も電波の送受信効率が高く、矢印ａおよびｂが平行になる相対角度のときに、両者間のデータの送受信の成功率が高くなるものとする。
【００１６】
なお、着磁されている金属片２と無線タグ３とは、矢印ｃと矢印ａとが平行になるように、固定して取付けられているものとする。
【００１７】
この様な構成において、磁力発生源５は矢印ｂと平行な矢印ｄの方向に磁力線が生じるように磁力を発生しているものとすると、磁力発生源５の磁力により、金属片２のＮ極が矢印ｂと平行になるように、金属片２には力が作用することになる。従って、金属片２に固定されている無線タグ３は、矢印ａが矢印ｂと平行になるように回転軸１を中心に回転し、無線タグ３とリーダライタアンテナ４との相対角度は、両者間のデータの送受信の成功率が最も高くなる角度になって維持されるのである。
【００１８】
磁力発生源５は、無線タグ３の情報の読取り及び書込み時のみに磁力を発生するようにしても良いが、永久磁石などを用いて常時磁力を発生する構成としても良いことは勿論である。また、金属片２は永久磁石片を用いても良いが、コイルを巻いた電磁石構成として、情報の読取り及び書込み時のみ、コイルに通電して磁石とするようにしても良いものである。
【００１９】
更に、金属片２と無線タグ３との固定方法として、矢印ｃと矢印ａとが平行になるように固定する以外に、ある角度αだけずらして固定し、その角度αと同じ角度だけ磁力発生源５が発生する磁力線の方向（矢印ｄ）をずらすようにしても、同様の作用効果が得られることは明らかである。
【００２０】
上述した図１，２の例においては、図３に示す如く、回転軸１が垂直方向（点線６で示す）に対してある角度だけ傾いていることも考えられる。この様な場合には、回転軸１を中心とした回転のみによっては、矢印ａと矢印ｂとが平行にはならず、よって無線タグ３とリーダライタアンテナ４とが平行にならないことになる。
【００２１】
この様な問題点を解決するために、図４に本発明の第二の実施の形態について説明する。なお、図４において、図１〜図３と同等部分は同一符号により示している。図４を参照すると、図１及び図２に示した第一の実施の形態の構成に加えて、回転軸１に対して、クランク状の第二の回転軸７が直交して取付けられている。この第二の回転軸７は、矢印ｆで示すように、第一の回転軸１の図３に示したような傾きを補正する方向に回転自在となっているものとする。
【００２２】
かかる構成において、無線タグ３の読取り書込みを行う際に、磁力発生源５から金属片２に対して力を及ぼすことにより、回転軸１を中心する回転（矢印ｅ）に加えて、回転軸７を中心とする回転（矢印ｆ）も行われることになる。従って、図３に示した垂直軸６に対する傾きも補正されて、無線タグ３とリーダライタアンテナ４との相対角度は、両者間のデータの送受信成功率が最も高くなる角度になる。
【００２３】
なお、第一及び第二の回転軸１及び７を、矢印ｅ及びｆのように回転自在に軸支する構造は、２軸ジャイロなどにより公知のものを用いることができる。本例では、回転軸を２軸としているが、更に回転軸を増やすことも考えられる。
【００２４】
図５は本発明の第三の実施の形態を示す全体斜視図であり、図１，２と同等部分は同一符号により示している。先の第一及び第二の実施の形態においては、回転軸１の駆動源を磁力としたが、本例では、風力を利用するようにしたものである。すなわち、無線タグ３が取付けられた回転軸１にフィン９が固定され、このフィン９に対して風を吹き付ける風力発生源８が設けられている。この風力発生源８は、図６に示す如く、矢印ｄの方向に対して風力を発生させるものとする。
【００２５】
フィン９と無線タグ３との回転軸１への取付け関係は、風力発生源８から発生した矢印ｄの方向の風力を、フィン９が受けたときに、この風力に対して抵抗が最も少なくなる方向である矢印ｃの方向にフィン９が向き、無線タグ３の最も電波送受信効率が高い方向である矢印ａの方向と、リーダライタアンテナ４の最も電波送受信効率が高い方向である矢印ｂの方向とが一致するような関係であるものとする。
【００２６】
図６に、この場合の位置関係を示しており、リーダライタ装置により無線タグ３のデータの読取り書込みを行う場合に、風力発生源８からフィン９に対して力を及ぼすことにより、無線タグ３は回転軸１を中心に回転して、無線タグ３とリーダライタアンテナ４との相対角度が、両者間のデータ送受信の成功率が最も高くなる角度となる。
【００２７】
本実施の形態においても、図３に示したような傾きを補正するために、図４のように、複数の回転軸構造とすることができることは明らかである。また、図７に示す如く、図６のフィン９を用いる代りに、無線タグ３自身をフィンとして用いることもできる。この場合には、風力発生源８からの風力の方向ｄは、無線タグ３がこの風力を受けたときに、この風力に対して抵抗が最も少なくなる方向である矢印ｃの方向に無線タグ３が向き、無線タグ３の最も電波送受信効率が高い方向である矢印ａの方向と、リーダライタアンテナ４の最も電波送受信効率が高い方向である矢印ｂの方向とが一致するような関係にあることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一の実施の形態を示す全体構成の側面図である。
【図２】図１の構成の動作を説明するための斜視図である。
【図３】図１に示した第一の実施の形態の問題点を説明するための側面図である。
【図４】本発明の第二の実施の形態を示す全体構成の斜視図である。
【図５】本発明の第三の実施の形態を示す全体構成の斜視図である。
【図６】図５の構成の動作を説明するための斜視図である。
【図７】本発明の第三の実施の形態の変形例を示す全体構成の斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１第一の回転軸
２金属片
３無線タグ
４リーダライタアンテナ
５磁力発生源
６垂直軸
７第二の回転軸
８風力発生源
９フィン

【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線タグの情報を読取り書込みするためのリーダライタアンテナに対して、前記無線タグの前記リーダライタアンテナに対する相対角度を駆動源からの力により変化自在とする手段を含むことを特徴とする無線タグ読取り書込みシステム。
【請求項２】
前記手段は、磁力発生源と、この磁力により回転駆動されて前記相対角度を変化制御する金属部材とを有することを特徴とする請求項１記載の無線タグ読取り書込みシステム。
【請求項３】
前記手段は、風力発生源と、この風力により回転駆動されて前記相対角度を変化制御するフィン部材とを有することを特徴とする請求項１記載の無線タグ読取り書込みシステム。
【請求項４】
前記手段は、前記駆動源からの力により前記無線タグを所定中心軸で回転させる回転軸を有することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の無線タグ読取り書込みシステム。
【請求項５】
前記回転軸に加えて、前記駆動源からの力により前記回転軸の傾きを制御する第二の回転軸を有することを特徴とする請求項４記載の無線タグ読取り書込みシステム。
【請求項６】
前記手段による無線タグの方向は、前記リーダライタアンテナと前記無線タグとの間の無線送受信効率が最高になる方向であることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の無線タグ読取り書込みシステム。
【請求項７】
リーダライタアンテナに対する相対角度を外部の駆動源からの力により変化自在とする手段を含むことを特徴とする無線タグ。
【請求項８】
前記手段は、外部からの磁力により回転駆動されて前記相対角度を変化制御する金属部材を有することを特徴とする請求項７記載の無線タグ。
【請求項９】
前記手段は、外部からの風力により回転駆動されて前記相対角度を変化制御するフィン部材を有することを特徴とする請求項７記載の無線タグ。
【請求項１０】
前記手段は、前記駆動源からの力により所定中心軸で回転する回転軸を有することを特徴とする請求項７〜９いずれか記載の無線タグ。
【請求項１１】
前記回転軸に加えて、前記駆動源からの力により前記回転軸の傾きを制御する第二の回転軸を有することを特徴とする請求項１０記載の無線タグ。
【請求項１２】
前記手段による方向は、前記リーダライタアンテナとの間の無線送受信効率が最高になる方向であることを特徴とする請求項７〜１１いずれか記載の無線タグ。

【図１】