JP2001056847A

JP2001056847A - Ｉｄ用タグ

Info

Publication number: JP2001056847A
Application number: JP23339299A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tsuchida; 隆土田; Masa Yonezawa; 政米沢; Takanori Endo; 貴則遠藤; Seiro Hachiman; 誠朗八幡
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2001-02-27

Abstract

(57)【要約】【課題】金属板に密着させてもアンテナコイルが作動
し、かつ比較的薄く形成することができ、携帯性を損わ
ない。【解決手段】人が所持し又は物品に取付けられたプレ
ート１１の表面に上記人又は物品の識別表示がなされ
る。プレート１１毎に異なる固有の情報が記憶されたＩ
Ｃチップ１３はプレート１１に接着され、このＩＣチッ
プ１３に電気的に接続されたアンテナコイル１４はプレ
ート１１に接着される。アンテナコイル１４は磁性材料
により平板状に形成された磁芯部材１４ａと、磁芯部材
１４ａの外周縁を囲むように磁芯部材１４ａと同一平面
上に渦巻き状に巻回されたコイル本体１４ｂとを有す
る。またプレート１１が金属板により形成され、ＩＣチ
ップ１３は磁芯部材１４ａの表面に接着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、名札，ＩＤカー
ド，定期券，回数券等のプレートに適し、かつＲＦＩＤ
（無線周波数識別：Radio Frequency Identification）
技術を用いたタグに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、目視でＩＤを確認するものとし
て、認識票や名札等のプレートがあるけれども、このプ
レートに表示可能な情報は氏名，年齢，住所，血液型等
と極めて限られた量の情報しか表示できなかった。この
ため、図８及び図９に示すように、上記プレート１に電
子的なＩＤ機能を付加する、即ちＩＣチップ３とこのＩ
Ｃチップ３に電気的に接続されたアンテナコイル４とを
有するタグ２を設けたものが知られている。このタグ付
プレート１では、プレート１は情報が刻印されたプラス
チック板により形成され、タグ２のアンテナコイル４は
一平面上に渦巻き状に形成される。これによりプレート
１の表面に刻印された情報を目視で確認できることに加
えて、上記ＩＣチップ３に多様な情報を記憶させること
ができる。例えば、上記タグ付プレート１を人又は物品
に取付け、自動的にＩＣチップ３に記憶された情報を取
出して、人又は物品の出入管理又は出納管理を行うこと
ができるようになっている。

【０００３】一方、本出願人は、磁芯が金属製の薄板を
積層することにより矩形状に形成され、この磁芯の外周
面にコイルが磁芯と同一平面上でかつ磁芯の長手方向と
直交する方向を軸として螺旋状に巻回されたトランスポ
ンダ用アンテナを特許出願した（特開平１０−７５１１
３号）。上記トランスポンダはアンテナを回路チップと
ともにプラスチック板中に埋設することにより構成され
る。このトランスポンダ用アンテナでは、磁芯が可撓性
を有し、屈曲による破損を防止することができ、また薄
くかつアンテナコイルの軸方向をプラスチック板面と平
行にすることができるので、トランスポンダに硬貨やア
ルミ箔が重なってもアンテナの特性がほとんど低下しな
いようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のタ
グ付プレートでは、プレートがプラスチックにより形成
されているため、耐熱性に劣り、火災時に焼失するおそ
れがある。このためプレートを青銅，ステンレス鋼等の
金属板により形成すれば、プレートへの刻印が容易にな
り、また火災に遭った場合、タグは焼失するけれども、
金属製のプレートに刻印された氏名等の最小限の情報は
残り読取ることができる。しかし、上記タグのアンテナ
コイルを金属製のプレートに密着させると、アンテナコ
イルに向って発信された電波により金属板に渦電流が発
生し、この渦電流の影響を受けてタグが作動しなくなる
問題点があった。

【０００５】また、上記従来の特開平１０−７５１１３
号公報に示されたトランスポンダ用アンテナでは、この
アンテナをプラスチック板に埋設するのではなく、金属
板表面に密着させても、作動するけれども、磁芯の外周
面にコイルを巻回するため、アンテナ全体が比較的厚く
なって、携帯性を損う問題点があった。更に、上記従来
のトランスポンダ用アンテナでは、プラスチック板又は
金属板の板面に平行に入射する電波に対しては感度良く
作動するけれども、プラスチック板又は金属板の板面に
垂直に入射する電波に対しての感度が低くなる問題点も
あった。

【０００６】本発明の目的は、金属板に密着させてもア
ンテナコイルが正常に作動し、かつ比較的薄く形成する
ことができ、携帯性を損わないＩＤ用タグを提供するこ
とにある。本発明の別の目的は、プレートの板面に対し
て垂直に入射する電波に対して感度良く作動するＩＤ用
タグを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１又は図５に示すように、人が所持し又は物品に取付
けられかつ表面に上記人又は物品の識別表示がなされた
プレート１１又は３１毎に異なる固有の情報が記憶され
かつプレート１１又は３１に接着されたＩＣチップ１３
と、ＩＣチップ１３に電気的に接続されかつプレート１
１又は３１に設けられたアンテナコイル１４とを備えた
ＩＤ用タグの改良である。その特徴ある構成は、アンテ
ナコイル１４が磁性材料により平板状に形成された磁芯
部材１４ａと、磁芯部材１４ａの外周縁を囲むように磁
芯部材１４ａと同一平面上に渦巻き状に巻回されたコイ
ル本体１４ｂとを有し、プレート１１又は３１が金属板
により形成され、ＩＣチップ１３が磁芯部材１４ａの表
面に接着されたところにある。

【０００８】この請求項１に記載されたＩＤ用タグで
は、タグ１２に向って電波を放射すると、金属製のプレ
ート１１又は３１は電波を通さないけれども、コイル本
体１４ｂ中心部に磁芯部材１４ａが挿入されているた
め、この磁芯部材１４ａの周縁に漏れ磁束が発生する。
プレート１１の大きさがコイル本体１４ｂの外径と同一
か或いはコイル本体１４ｂの外径より僅かに大きい場合
には（図１）、上記漏れ磁束は増加し、タグ１２が共振
し易くなる。またプレート３１がコイル本体１４ｂの外
径より遙かに大きい場合には（図５）、コイル本体１４
ｂをプレート３１の周縁近傍に配置することにより漏れ
磁束が増加し、タグ１２が共振し易くなる。更に電波の
周波数が低く、プレート１１又は３１の電気抵抗が大き
くかつ厚さが薄い場合には、プレート１１又は３１中を
多少の磁束が通過する。この結果、タグ１２の動作距離
は短くなるけれども、タグ１２は上記電波により共振す
る。タグ１２が共振すると、ＩＣチップ１３が活性化す
るので、ＩＣチップ１３に記憶されている固有の情報が
アンテナコイル１４から再放射される。また火災が発生
した場合、タグ１２は焼失するけれども、金属製のプレ
ート１１は残るので、そのプレート１１に刻印された最
小限の情報を得ることができる。更に磁性材料がフェラ
イトであるか、或いは金属又はフェライトの粉末又はフ
レークとプラスチックとの複合材であることが好まし
い。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて説明する。図１及び図２に示すように、プレー
トである名札１１の下面にはこの名札１１を所持する人
の識別表示がなされ、名札１１の上面にはタグ１２が接
着される。このタグ１２は名札１１毎に異なる固有の情
報が記憶されたＩＣチップ１３と、ＩＣチップ１３に電
気的に接続されたアンテナコイル１４とを備える。名札
１１は通常青銅板，白銅板，ステンレス鋼板により形成
されるが、軽量化を図るためにアルミニウム，チタン等
の純金属板又はその合金板により、高級感を出すために
金，銀等の貴金属板により、或いは耐久性を向上させる
ために鉄，ニッケル，コバルト基の超合金板により形成
される。名札１１下面の識別表示は上記金属板にこの名
札１１の所持者の氏名，住所，認識番号等を刻印するこ
とによりなされる。またアンテナコイル１４は磁性材料
により平板状に形成された磁芯部材１４ａと、磁芯部材
１４ａの外周縁を囲むように磁芯部材１４ａと同一平面
上に渦巻き状に巻回されたコイル本体１４ｂとを有す
る。更に名札１１の外形はこの実施の形態ではコイル本
体１４ｂの外形より僅かに大きく形成される。なお、名
札の外形をコイル本体の外形と同一に形成してもよい。

【００１０】磁性部材１４ａはフェライトにより円板状
に形成されるか、或いは金属又はフェライトの粉末又は
フレークとプラスチックとの複合材により円板状に形成
されることが好ましい。上記プラスチックとしては加工
性の良い熱可塑性のプラスチックを用いたり、或いは耐
熱性の良い熱硬化性のプラスチックを用いたりすること
ができる。また上記金属の粉末としては、カーボニル鉄
粉末，鉄−パーマロイ等のアトマイズ粉末，還元鉄粉末
等が用いられる。一方、金属のフレークとしては、上記
粉末をボールミル等で微細化して粉末を成形した後に、
この粉末を機械的に扁平化して得られたフレークや、鉄
系又はコバルト系アモルファス合金の溶湯粒を水冷銅に
衝突させて得られたフレークが用いられる。

【００１１】タグ１２はプラスチック製のケース１６に
封入される。このケース１６はコイル本体１４ｂ及び磁
芯部材１４ａが接着されたケース本体１６ａと、タグ１
２を覆うようにケース本体１６ａに嵌着された蓋１６ｂ
とを有する。コイル本体１４ｂはケース本体１６ａに銅
箔又はアルミ箔のエッチングにより形成されることが好
ましく、磁芯部材１４ａはコイル本体１４ｂの中央に位
置するようにケース本体１６ａに接着される。上記磁芯
部材１４ａが複合材により形成される場合には、ケース
本体１６ａに接着する前に複合材を円板状に射出成形又
は圧縮成形する方法と、液状の複合材を上記コイル本体
１４ｂに流込んで固化させる方法とがある。

【００１２】ＩＣチップ１３に記憶された固有の情報は
図３及び図４に示すように、固定アンテナ１７を有する
固定器１８により取出される。固定器１８は固定アンテ
ナ１７が無線周波数（ＲＦ）回路１８ａ及び変調・復調
回路１８ｂを介して制御入力及び制御出力に電気的に接
続されたＣＰＵ１８ｃと、このＣＰＵ１８ｃに電気的に
接続されたメモリ１８ｄとを有する。またＣＰＵ１８ｃ
の制御出力には発信回路１８ｅが電気的に接続され、こ
の発信回路１８ｅは変調・復調回路１８ｂに電気的に接
続される。この実施の形態では、固定器１８は所定の部
屋の自動開閉式ドアの近傍に設置され、メモリ１８ｄに
は上記部屋への入出を許可するすべての人の情報が記憶
される。

【００１３】このように構成されたＩＤ用タグの動作を
説明する。タグ付名札１１に刻印された識別表示が表面
になるようにこの名札１１を胸に付けた人が所定の建物
に入るときには、門近傍に設置された守衛所で目視によ
り上記名札１１に刻印された情報が確認される。上記建
物の所定の部屋に入るときには、その部屋の自動開閉式
ドアの前に立って、名札１１を裏返してタグ１２取付面
をドア近傍に設置された固定器１８の固定アンテナ１７
に近付ける。このとき所定の信号が固定器１８の信号発
生器（図示せず）から発せられ、変調・復調回路１８ｂ
により所定の周波数の搬送波に載せられる、即ち変調さ
れる。ＲＦ回路１８ａではこの変調した信号を増幅して
固定アンテナ１７から発信する。この変調には例えばＡ
ＳＫ（振幅変調）、ＦＳＫ（周波数変調）又はＰＳＫ
（位相変調）が挙げられる。

【００１４】金属製の名札１１は電波を通さないけれど
も、コイル本体１４ｂの中心部に磁芯部材１４ａが挿入
されているため、この磁芯部材１４ａの周縁に漏れ磁束
が発生し、この漏れ磁束が磁芯部材１４ａの中心部を通
る。また電波の周波数が低く、名札１１の電気抵抗を大
きくかつ名札１１の厚さを薄く形成すれば、名札１１中
を多少の磁束が通過する。この結果、タグ１２の動作距
離は短くなるけれども、タグ１２は上記電波により共振
する。

【００１５】タグ１２が共振すると、ＩＣチップ１３が
活性化するので、ＩＣチップ１３に記憶されている固有
の情報がアンテナコイル１４から固定アンテナ１７に再
放射される。固定アンテナ１７で受信された電波はＲＦ
回路１８ａを介して変調・復調回路１８ｂにより復調さ
れ、ＣＰＵ１８ｃは上記ＩＣチップ１３に記憶された情
報とメモリ１８ｄに記憶された情報とを比較して一致す
れば自動開閉式ドアを開き、異なっていれば警報を発す
る。一方、上記建物で火災が発生した場合、タグ１２は
焼失するけれども、金属製の名札１１は残るので、その
名札１１の表面に刻印された最小限の情報を得ることが
できる。

【００１６】なお、この実施の形態では、金属製の名札
をコイル本体の外径より僅かに大きく形成したが、図５
又は図６に示すように金属製の名札３１又は５１がコイ
ル本体１４ｂの外径より遙かに大きい場合には、図５に
示すようにコイル本体１４ｂを名札３１又は５１の周縁
近傍に配置することにより漏れ磁束が増加し、タグ１２
が共振し易くなるとともに、タグ１２を名札３１又は５
１の表面（名札３１又は５１の情報が刻印された面）に
接着することができる。また図７に示すように、アンテ
ナコイル７４の磁芯部材７４ａを矩形状に形成し、コイ
ル本体７４ｂを上記磁芯部材７４ａの外周縁を囲むよう
に磁芯部材７４ａと同一平面上に矩形の渦巻き状に巻回
してもよく、金属製の名札３１がコイル本体７４ｂの外
径より遙かに大きい場合には、上記と同様にコイル本体
７４ｂを名札３１の周縁近傍に配置することにより漏れ
磁束が増加し、タグ７２が共振し易くなるとともに、タ
グ７２を名札３１の表面（名札３１の情報が刻印された
面）に接着することができる。なお、図７の符号７６及
び７６ａはタグ７２を収容するプラスチック製のケース
及びケース本体である。

【００１７】また、この実施の形態では、プレートとし
て金属製の名札を挙げたが、金属製のプレートであれば
ＩＤカード，定期券，回数券等でもよい。更に、この実
施の形態では、タグを有するプレート（名札）を人が所
持したが、このプレートを物品に取付けてもよい。この
場合、上記プレートにより物品の出納管理が行われる。

【００１８】

【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく
説明する。＜実施例１＞図１及び図２に示すように、直径０．０７
ｍｍの被覆導線を一平面上で渦巻き状に６２２回巻いて
アンテナコイル１４のコイル本体１４ｂを作製した。こ
のコイル本体１４ｂの内径，外径及び厚さはそれぞれ１
５ｍｍ，２２．５ｍｍ及び１．１ｍｍであった。一方、
７０重量％のカーボニル鉄粉末と、３０重量％の硬化剤
を混合した２液性エポキシ樹脂とを混合して得られたペ
ーストを上記コイル本体１４ｂの中心部に流込み、室温
で１時間放置することにより、上記ペーストを固化させ
て磁芯部材１４ａを作製した。この磁芯部材１４ａの上
面にＩＣチップ１３（フィリップス社製：ショートレン
ジＲ／Ｗ）を置き、このＩＣチップ１３を上記コイル本
体１４ｂに電気的に接続してタグ１２を得た。このタグ
１２を実施例１とした。なお、上記コイル本体１４ｂの
インダクタンスは７．６ｍＨであった。

【００１９】＜実施例２＞直径０．０７ｍｍの被覆導線
を一平面上で渦巻き状に３７３回巻いてアンテナコイル
のコイル本体を作製した。このコイル本体の内径，外径
及び厚さはそれぞれ２５ｍｍ，３０ｍｍ及び１ｍｍであ
った。一方、実施例１と同様にして、ペーストを上記コ
イル本体の中心部に流込み、固化させて磁芯部材を作製
した。この磁芯部材の上面にＩＣチップ（フィリップス
社製：ショートレンジＲ／Ｗ）を置き、このＩＣチップ
を上記コイル本体に電気的に接続してタグを得た。この
タグを実施例２とした。なお、上記コイル本体のインダ
クタンスは７．６ｍＨであった。

【００２０】＜比較例１＞図８に示すように、磁芯部材
を有しないこと及びコイル本体の巻数が６４２回である
ことを除いて、実施例１と同様にしてタグ２を作製し
た。このタグ２を比較例１とした。なお、アンテナコイ
ル４のインダクタンスは実施例１と同一であった。＜比較例２＞磁芯部材を有しないこと及びコイル本体の
巻数が３８５回であることを除いて、実施例２と同様に
してタグを作製した。このタグを比較例２とした。な
お、コイル本体のインダクタンスは実施例２と同一であ
った。

【００２１】＜比較試験及び評価＞実施例１及び比較例
１のタグを、直径及び厚さがそれぞれ２２．６ｍｍ及び
１．７ｍｍの白銅（Ｃｕ７５重量％，Ｎｉ２５重量％）
製円板に密着させ、タグを固定アンテナから１０ｍｍ離
した位置でタグが作動するか否かを測定したところ、実
施例１のタグは作動したが、比較例１のタグは作動しな
かった。また実施例２及び比較例２のタグを、直径及び
厚さがそれぞれ３０ｍｍ及び１．７ｍｍの白銅（Ｃｕ７
５重量％，Ｎｉ２５重量％）製円板に密着させ、タグを
固定アンテナから１０ｍｍ離した位置でタグが作動する
か否かを測定したところ、実施例２のタグは作動した
が、比較例２のタグは作動しなかった。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ア
ンテナコイルの磁芯部材を磁性材料により平板状に形成
し、コイル本体を磁芯部材の外周縁を囲むように磁芯部
材と同一平面上に渦巻き状に巻回し、プレートを金属板
により形成し、更にＩＣチップを磁芯部材の表面に接着
したので、タグに向って電波を放射すると、金属製のプ
レートは電波を通さないけれども、コイル本体中心部の
磁芯部材の周縁に漏れ磁束が発生する。プレートの大き
さがコイル本体の外径と同一か或いはコイル本体の外径
より僅かに大きい場合には、上記漏れ磁束は増加し、タ
グが共振し易くなる。またプレート１がコイル本体の外
径より遙かに大きい場合には、コイル本体をプレートの
周縁近傍に配置することにより漏れ磁束が増加し、タグ
が共振し易くなる。更に電波の周波数が低く、プレート
の電気抵抗が大きくかつ厚さが薄い場合には、プレート
中を多少の磁束が通過する。この結果、タグの動作距離
は短くなるけれども、タグは上記電波により共振する。
タグが共振すると、ＩＣチップが活性化するので、ＩＣ
チップに記憶されている固有の情報がアンテナコイルか
ら再放射される。

【００２３】また火災が発生した場合、タグは焼失する
けれども、金属製のプレートは残るので、そのプレート
の表面に刻印された最小限の情報を得ることができる。
また磁芯の外周面にコイルを巻回するため、アンテナ全
体が比較的厚くなって携帯性を損う従来のトランスポン
ダ用アンテナと比較して、本発明ではコイル本体と磁芯
部材とが同一平面上に形成されるので、厚さを薄くする
ことができ、携帯性を損うことはない。またプラスチッ
ク板又は金属板の板面に垂直に入射する電波に対して感
度が低くなる従来のトランスポンダ用アンテナと比較し
て、本発明ではプレートの板面に対して垂直に入射する
電波に対して感度良く作動する。更に磁性材料として、
フェライト，或いは金属又はフェライトの粉末又はフレ
ークとプラスチックとの複合材を用いれば、上記効果を
顕著に奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施形態のＩＤ用タグを示す図１のＡ−
Ａ線断面図。

【図２】そのタグを収容するケースの蓋を取除いた状態
を示す図１のＢ矢視図。

【図３】そのタグを固定器の固定アンテナに対向させた
状態を示す側面図。

【図４】その固定アンテナを含む固定器の構成図。

【図５】本発明第２実施形態を示す図１に対応する断面
図。

【図６】本発明第３実施形態を示す図１に対応する断面
図。

【図７】本発明第４実施形態を示す図１に対応する断面
図。

【図８】従来例を示す図１に対応する断面図。

【図９】そのタグを収容するケースの蓋を取除いた状態
を示す図５のＣ矢視図。

【符号の説明】

１１，３１，５１名札（プレート）１２，７２タグ１３ＩＣチップ１４，７４アンテナコイル１４ａ，７４ａ磁芯部材１４ｂ，７４ｂコイル本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｇ０７Ｂ 11/00 ５０１Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｋ (72)発明者遠藤貴則埼玉県大宮市北袋町１丁目297番地三菱マテリアル株式会社総合研究所内 (72)発明者八幡誠朗東京都千代田区大手町１丁目６番１号知財サービス株式会社内Ｆターム(参考） 2C005 MA40 MB01 RA30 5B035 BB09 CA01 CA23 5K012 AB02 AC06 BA02 BA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人が所持し又は物品に取付けられかつ表
面に前記人又は前記物品の識別表示がなされたプレート
(11,31,51)毎に異なる固有の情報が記憶されかつ前記プ
レート(11,31,51)に接着されたＩＣチップ(13)と、前記
ＩＣチップ(13)に電気的に接続されかつ前記プレート(1
1,31,51)に接着されたアンテナコイル(14,74)とを備え
たＩＤ用タグにおいて、前記アンテナコイル(14,74)が磁性材料により平板状に
形成された磁芯部材(14a,74a)と、前記磁芯部材(14a,74
a)の外周縁を囲むように前記磁芯部材(14a,74a)と同一
平面上に渦巻き状に巻回されたコイル本体(14b,74b)と
を有し、前記プレート(11,31,51)が金属板により形成され、前記ＩＣチップ(13)が前記磁芯部材(14a,74a)の表面に
接着されたことを特徴とするＩＤ用タグ。
【請求項２】磁性材料がフェライトである請求項１記
載のＩＤ用タグ。
【請求項３】磁性材料が金属又はフェライトの粉末又
はフレークとプラスチックとの複合材である請求項１記
載のＩＤ用タグ。