JP2004287970A

JP2004287970A - Resonance tag and its capacitance regulating method

Info

Publication number: JP2004287970A
Application number: JP2003080643A
Authority: JP
Inventors: Mitsugi Saito; 貢齋藤
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 2003-03-24
Filing date: 2003-03-24
Publication date: 2004-10-14

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resonance tag changeable at least once or more to have desired resonance frequency after forming a resonance circuit. <P>SOLUTION: This resonance tag 10 is composed of a spiral antenna body 12 disposed on one face of a substrate 11; a first electrode 14 and a second electrode 15 disposed facing within the one face; and an insulating part 16 disposed to cover the first electrode 14 and second electrode 15. One end 12a and the other end 12b forming both end parts of the antenna body 12 are connected to one end 14a of the first electrode and one end 15a of the second electrode respectively, and the other ends 14b, 15b of the first electrode and second electrode are formed as open ends and provided with a plurality of projecting end parts in mutually facing positions. Third electrodes individually disposed to cover the projecting end parts through the insulating part 16 are eliminated only at requested parts, and the remaining third electrodes are used as capacitance regulating means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検知装置から発信される特定周波数の電波に共振する共振回路を基板上に設けた共振タグ及びそのキャパシタンス調整方法に係り、特に、共振回路の共振周波数を簡易に調整可能とした共振タグ及びそのキャパシタンス調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種商店において商品を販売する際に、存在感知型の非接触性ＩＤタグ（共振タグと呼ぶ）を、その商品に取り付け、万引き防止や在庫管理に利用するシステムが用いられている。
【０００３】
例えば、このような共振タグは、レジでの代金決済の際に取り外されるが、顧客が代金を支払うことなく、これらの共振タグを商品に付けた状態で、特定周波数の電波を発信する検知装置を備えたゲートを通過すると、音や光などを発する警報装置により警告が発令されるシステムにおいて利用される。
【０００４】
図７は、従来の共振タグの一例を示す構成図である。図７に示す共振タグ７１は、誘電体としてポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂フィルムまたは他の合成樹脂フィルム７２を用い、この樹脂フィルム（誘電体）７２の両面に、アルミニウム箔等の金属箔７３、７４を押し出しまたは熱圧着等の方法により貼り合わせた材料を基板材料として製造される（特許文献１参照）。
【０００５】
誘電体としての樹脂フィルム７２の両面に貼り合わされる金属箔７３、７４のうち、その片側の金属箔７３は、螺旋状パターンの回路であって、該螺旋状パターンによりコイルを形成すると共に、コンデンサ電極板部７３Ａと回路端子部７３Ｂとを両端に有する回路として使用され、この金属箔７３と反対側の金属箔７４は、コンデンサ電極板７４Ａと回路端子部７４Ｂとを有する回路として使用される。
【０００６】
そして、ある特定の共振周波数を得るため、上述の基板材料の両面、すなわち、金属箔７３、７４上に各種印刷方法により耐エッチング性を有するインクを用いて「共振周波数回路」を印刷し、その後酸またはアルカリ等の薬液を用いて化学的にエッチング処理を施し、共振回路を形成する。
【０００７】
なお、共振回路を形成するためには、片側の金属箔７３の螺旋状パターンの回路における回路端子部７３Ｂと、反対側の金属箔７４の回路端子部７４Ｂとを接続する必要がある。
【０００８】
この接続方法としては、両方の金属箔７３、７４を表面が凸凹状を呈している固い物質で上下に押し潰すようにした所謂圧接法等が好適に用いられる。この圧接により、金属箔７３、７４の間にある樹脂フィルム７２が破壊し両面にある金属箔７３、７４が導通し短絡する。
【０００９】
この短絡により、抵抗Ｒ、インダクタンスＬおよび静電容量（コンデンサ容量）Ｃの３要素からなる共振回路が構成され、共振タグ７１が所定の共振周波数を持つことになる。
【００１０】
この等価回路の共振周波数ｆは、ｆ＝１／｛２π√（ＬＣ）｝となり、この周波数の信号を前記ゲートの検知装置から与えると共振し、その存在が発覚する。ここで、金属箔７３、７４と誘電体７２がコンデンサ容量を形成し、抵抗は金属箔７３、７４自体の抵抗により形成される。
【００１１】
しかしながら、図７に示す共振タグ７１の場合、樹脂フィルム７２の片面のみに、螺旋状パターンの回路を備え、この螺旋状パターンによりコイルを形成すると共に、コンデンサ電極板部と回路端子部とを両端に有する回路を形成した、所謂片面コイル式であるため、共振タグ７１のサイズを小さく制限し小型化を図ろうとしても、コイルおよびコンデンサの大きさに制限され、周波数の低いタイプを形成することは困難であった。また、周波数の可変範囲を拡げる場合にも制限があるという課題を有していた。
【００１２】
図８は、図７の共振タグを単純化した回路で示した概略図である。図８に示した共振タグ８０は、少なくとも両面が絶縁性である基板８１、基板８１の一方の面上に配され導電性材料から成る螺旋状のアンテナコイル８２、基板８１の他方の面上に配され導電性材料から成るブリッジ部８３、及び、アンテナコイル８２の両端部６２ａ、６２ｂをそれぞれブリッジ部８３と電気的に導通させる接続部γ１、γ２、から構成されている。
【００１３】
すなわち、図８における基板８１、アンテナコイル８２、ブリッジ部８３及び接続部γ１、γ２は、それぞれ図７における樹脂フィルム７２、金属箔７３、金属箔７４、圧接により金属箔７３、７４が導通し短絡した箇所に相当するものである。
【００１４】
図９は、従来の共振タグの他の一例を示す構成図であり、図７や図８に示した共振タグの性能を向上しつつ小型化を図ることを目的として提案された共振タグの例である（特許文献２参照）。
【００１５】
図９の共振タグ９５は、誘電体となる樹脂フィルム９６の両面それぞれに、金属箔９７、９８を螺旋状パターンとした回路を設けて成り、該螺旋状パターンによりコイルを形成すると共に、螺旋状パターン略全体でコンデンサ電極板部を構成し、かつ一端部に回路端子部を有する回路を設け、共振周波数回路を形成した構成である。
【００１６】
上記構成からなる共振タグにおいて、共振回路の等価回路の共振周波数ｆは、ｆ＝√２／｛２π√（ＬＣ）｝若しくはｆ＝１／｛２π√（２ＬＣ）｝等となって、この周波数の信号を検知装置から与えると共振して、その存在が発覚する。
【００１７】
図９の共振タグ９５は、両面コイル式を採用しているので、共振タグのサイズを小さく制限した場合でも、図７や図８に示すような片面コイル式の共振タグと比較して、コイルおよびコンデンサの大きさが制限されず、周波数の低いタイプを形成することが可能であると共に、周波数の可変範囲を拡げる場合にも制限が少ない等、性能面で有利であることが記載されている。
【００１８】
共振タグ９５では、ある特定の共振周波数を得るためには、樹脂フィルム９６の両面それぞれ設けた金属箔９７、９８を覆うように、各種印刷方法により耐エッチング性を有するインクを用いて「共振周波数回路」を印刷し、その後酸またはアルカリ等の薬液を用いて化学的にエッチング処理を施し、共振回路が形成されることが説明されている。つまり、共振タグ９５において共振回路を設けるには、さらなる積層プロセスが要求される。
【００１９】
なお、図９の共振タグ９５で積層形成した共振回路はこのまま使用してもよいが、片側の金属箔９７からなる螺旋状パターンの回路における適宜位置、例えば回路端子部９７Ａと、反対側の金属箔９８の螺旋状パターンの回路における適宜位置、例えば回路端子部９８Ａとを接続してもよい。
【００２０】
しかしながら、図７や図９に示した従来の共振タグの共振回路では、作製時に決定した共振周波数でのみ検知可能であり、作製後に適宜この共振周波数を変更して利用するような用途、例えば商品の使用あるいは通過の度数に応じて共振周波数を適宜変更し、この共振周波数の検知により商品管理を行うような分野などへの適用は難しい状況にあった。
【００２１】
また、図７や図９に示した従来の共振タグは両方とも、基板をなす樹脂フィルムの表裏両面に、金属箔からなるコイルや回路を設ける必要があるので、基板両面に対する処理が必須であった。この両面処理は、製造工程を複雑化させると共に、製造コストを押し上げることから、製造品質の向上を阻む要因の一つとなっていた。
【００２２】
【特許文献１】
特開平１−１２９３９６号公報
【特許文献２】
特許第３３０６５６０号明細書
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑み、所望の共振周波数をもつように共振回路を作製後に少なくとも一回以上変更できる共振タグを提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、少なくとも両面が絶縁性を備えた基板と、前記基板の一方の面上に配され螺旋状のアンテナ体と、前記一方の面内に対向して配される第一電極および第二電極と、前記第一電極および前記第二電極を覆うように配される絶縁部とで構成され、前記アンテナ体の両端部をなす一端と他端はそれぞれ前記第一電極の一端と前記第二電極の一端に接続され、該第一電極と該第二電極の他端はいずれも開放端を成し、互いに対向する位置に複数の凸端部を備えており、前記絶縁部を介して、前記第一電極および前記第二電極の互いに対向する位置にある凸端部同士を覆うように個別に配した第三電極を、所望の箇所だけ除去し、残された前記第三電極を静電容量調整手段とすることを特徴とする共振タグを提供する。
【００２５】
上記構成では、絶縁部を介して、第一電極および第二電極の互いに対向する位置にある凸部同士を覆うように個別に配される第三電極を設けたことにより、この第三電極を配した部分は絶縁部を挟んでその下方に位置する第一電極および第二電極と個々にコンデンサを成し、静電容量調整手段として機能することができる。
【００２６】
したがって、上記共振タグであれば、絶縁部を介して、第一電極および第二電極の互いに対向する位置にある凸端部同士を覆うように個別に配される第三電極を、少なくとも１箇所以上付設して静電容量調整手段とすることにより、基板の一方の面上に配された螺旋状のアンテナ体は閉回路を成すので、アンテナ体は導通可能な状態となる。
【００２７】
このように導通可能な状態にあるアンテナ体を備えた共振タグであれば、この共振タグが特定周波数の電波を発信する検知装置から所定の電波を受信した際、フレミングの左手の法則に従い、アンテナ体には基板に略垂直方向をなす磁界が発生し、これに伴い、アンテナ体をなす導体に電流が流れることになる。
【００２８】
上記共振タグは、アンテナ体を設けた基板の一方の面内に、対向して配される第一電極および第二電極を備え、これらの第一電極および第二電極を覆うように絶縁部が設けてあり、更にアンテナ体の両端部をなす一端と他端はそれぞれ第一電極の一端と第二電極の一端に接続され、これらの第一電極と第二電極の他端はいずれも開放端を成し、互いに対向する位置に複数の凸部を備えている。
【００２９】
かかる構成によれば、絶縁部を介して、第一電極および第二電極の互いに対向する位置にある凸端部同士を覆うように個別に配される第三電極を、２箇所以上付設して静電容量調整手段とすることも可能となる。
【００３０】
換言すると、この第三電極を設置する箇所を減らすことにより、並列をなす静電容量調整手段が減少し、その結果、共振タグが有する共振周波数を適宜変更することが可能となる。すると、第三電極の設置数を次第に減少させて成る共振タグは、複数の異なる特定周波数の電波を発信する検知装置から、それぞれ所定の電波を受信した際に、フレミングの左手の法則に従い、アンテナ体には基板に略垂直方向をなす磁界が発生して、アンテナ体をなす導体に電流が流れる。
【００３１】
したがって、本発明によれば、上述した複数個設けてある第三電極のうち、所望の箇所だけ除去し、残された前記第三電極を静電容量調整手段とすることにより、所望の共振周波数をもつように共振回路を作製後に少なくとも一回以上変更できる共振タグの提供が可能となる。本発明において、除去とは、付着物を取り除くことを意味しており、例えば付着物を削って剥がすこと（削剥と呼ぶ）や、付着物を剥がして分離させること（剥離と呼ぶ）も含んでいる。
【００３２】
なお、以上の説明では、初めに第三電極を複数の箇所に付設した静電容量調整手段を有する共振タグから、所望の箇所だけ除去し、残された前記第三電極を静電容量調整手段とする例について述べた。
しかしながら、所望の箇所だけ除去した結果、最終的に第三電極が全く設けられない形態の共振タグ、すなわち、アンテナ体に電流は流れず、共振点（共振周波数）が極めて高い状態にある共振タグも本発明に含まれるものである。
このように、最終的に、如何なる周波数の電波を発信する検知装置でも検知できない形態とすることにより、例えば使用頻度に応じて第三電極を１箇所づつ削減した結果、検知装置によって検知されるような共振周波数を持たないように設定を変更し、利用しても構わないことは言うまでもない。
【００３３】
上述したアンテナ体の一端と第一電極の一端との接続と、アンテナ体の他端と第二電極の一端との接続とは、前記基板を介して行われても良いし、あるいは、前記基板の一方の面内において行われても構わない。
【００３４】
（１）前者の場合、すなわち、基板を介してアンテナ体の一端と第一電極の一端との接続と、アンテナ体の他端と第二電極の一端との接続が行われる場合は、以下のような作用を備えている。
【００３５】
（１−１）従来の共振タグを製造する工程に、第一電極と第二電極とこれらを覆うように絶縁部とを設ける工程と、この絶縁部を介して第一電極および第二電極の互いに対向する位置にある凸端部同士を覆うように個別に第三電極を設ける工程とを追加するだけで、本発明に係る共振タグを作製できるので、極めて安価な製造ラインの構築が可能となる。
【００３６】
（１−２）基板を介してアンテナ体の一端と第一電極の一端との接続と、アンテナ体の他端と第二電極の一端との接続を行う作業を、共振タグが完成した後に行うことも可能である。したがって、予め第三電極を複数の箇所付設した静電容量調整手段を有する共振タグの構成として出荷しても、上記接続が成されていないので特定周波数の電波を発信する検知装置で検知できない形態とすることができる。そして、利用を開始する際には、上記接続を例えばかしめ処理などにより行うことで、共振タグは初めて特定の共振周波数を持つように変更できる。前者の場合は、前もって第三電極を複数の箇所付設した静電容量調整手段を有していても、検知装置で検知不能な共振タグを提供することができる。
【００３７】
（２）後者の場合、すなわち、基板の一方の面内においてアンテナ体の一端と第一電極の一端との接続と、アンテナ体の他端と第二電極の一端との接続が行われる場合は、以下のような作用を備えている。
【００３８】
（２−１）かかる構成の共振タグは、基板の片面のみに配されるアンテナコイルが、二重らせん構造をなす外側の第一導体と内側の第二導体から構成され、第一導体と第二導体の内端同士は接触し、該第一導体と該第二導体の外端はそれぞれ前記第一電極の一端と前記第二電極の一端に接続することで達成される。
【００３９】
（２−２）この構成からなる共振タグであれば、従来要した基板両面に対する処理が不要となるので、製造工程の簡単化や製造コストの抑制が図れる。
【００４０】
（２−３）また、所望の共振周波数をもつように共振回路を作製後に、第三電極を設けた個数分だけ変更できる。これは、高度な利用形態、例えば複数の展示や発表等の会場を移動する際に順番に第三電極を１箇所づつ削除し、共振タグを備えた物体が現存する会場内の位置を特定する事例などに利用できる。
【００４１】
（２−４）上記複数の展示や発表等の会場が、複数の製造工程である場合には、ある製造物が各製造工程を経るたびに付属する共振タグの第三電極を１箇所づつ削除すれば、例えば製造ラインの管理にも本発明の共振タグは活用できる。
【００４２】
本発明に係る共振タグを構成する第三電極としては、導電性材料からなる物体であれば如何なるものでも用いることが可能である。例えば、導電性のシールや、導電性のインク、導電性の薄膜であれば、簡易の装置を用いて容易に除去できるので好ましい。
【００４３】
特に、導電性のシールは、特別に取り除くための装置も不要であることから、低コスト化を図る上で有効であり、また子供や年輩者でも容易に除去できるので、シール形状や色や絵柄等を工夫することにより、例えば教育施設や遊技施設などの用途にも好適な共振タグの提供が可能となる。
導電性のインクとしては、コインや爪等で擦ることにより容易に剥がれるインクが好適であり、例えば従来よりスクラッチ印刷の部門で採用されているインク材料が挙げられる。
また、導電性の薄膜としては、上述したインクと同様に、コインや爪等で擦ることにより容易に剥がれる材料が好適である。
【００４４】
本発明に係る共振タグのキャパシタンス調整方法は、少なくとも両面が絶縁性を備えた基板と、前記基板の一方の面上に配され螺旋状のアンテナ体と、前記一方の面内に対向して配される第一電極および第二電極と、前記第一電極および前記第二電極を覆うように配される絶縁部とで構成され、前記アンテナ体の両端部をなす一端と他端はそれぞれ前記第一電極の一端と前記第二電極の一端に接続され、該第一電極と該第二電極の他端はいずれも開放端を成し、互いに対向する位置に複数の凸端部を備えており、前記絶縁部を介して、前記第一電極および前記第二電極の互いに対向する位置にある凸端部同士を覆うように個別に配した第三電極を、所望の箇所だけ除去し、残された前記第三電極を静電容量調整手段とする共振タグを用い、前記第三電極を順に削減して静電容量の調整を行うことを特徴としている。
【００４５】
前述したように、本発明に係る共振タグであれば、絶縁部を介して、第一電極および第二電極の互いに対向する位置にある凸部同士を覆うように個別に配される第三電極が設けてある。これにより、第三電極を配した部分は絶縁部を挟んでその下方に位置する第一電極および第二電極と個々にコンデンサを成し、静電容量調整手段として機能できる。そして、この第三電極を設ける作業は、アンテナ体を作製した直後のみならず、例えば共振タグを全て作製し終えた後でも構わない。
【００４６】
ゆえに、上記構成のキャパシタンス調整方法であれば、たとえ共振タグを全て作製した後であっても、共振タグを利用する個々のユーザーが必要に応じて自由に第三電極を削減することにより共振タグの共振周波数を調整できる。
【００４７】
特に、第三電極として導電性のシールを用いそれを剥がす方法や、あるいは導電性のインクや導電性の薄膜をコインや爪等で擦ることにより剥がす方法により容易に実現できるので、本発明に係る共振タグのキャパシタンス調整方法は、ユーザーの年齢や経験に限定されることなく、極めて広い市場において活用可能であるという利点を備えている。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下では、本発明に係る共振タグについて図面に基づき詳細に説明する。
【００４９】
図１と図２は、本発明に係る共振タグの一例を示す概略図であり、図１において（ａ）は平面図を、（ｂ）はＡ−Ａ’における断面図を、（ｃ）はＢ−Ｂ’における断面図を表している。図２は、図１の共振タグに後述する第三電極を１箇所だけ除去した状態を示している。
【００５０】
図１に示す共振タグ１０は、少なくとも両面が絶縁性を備えた基板１１と、基板１１の一方の面上に配され螺旋状のアンテナ体１２と、一方の面内に対向して配される第一電極１４および第二電極１５と、第一電極１４および第二電極１５を覆うように配される絶縁部１６とで構成されている。
【００５１】
特に、図１（ａ）と（ｃ）から明らかなように、共振タグ１０は、アンテナ体１２の一端１２ａと第一電極１４の一端１４ａとの接続と、アンテナ体１２の他端１２ｂと第二電極１５の一端１５ａとの接続は、基板１１の他方の面内に配置された導電部材１３を用い、α１とα２の導通部を介して行われている例を示している。
【００５２】
すなわち、アンテナ体１２の両端部をなす一端１２ａと他端１２ｂはそれぞれ第一電極１４の一端１４ａと第二電極１５の一端１５ａに接続されており、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第一電極１４の他端１４ｂと第二電極１５の他端１５ｂはいずれも開放端を成し、互いに対向する位置に複数の凸端部を構成している。
【００５３】
また、第一電極１４の他端１４ｂと第二電極１５の他端１５ｂはいずれも開放端を成し、互いに対向する位置に複数の凸端部は、絶縁部１６によって被覆されている。
【００５４】
そして、図２に示すように、上述した絶縁部２６（１６）を介して、第一電極２４（１４）および第二電極２５（１５）の互いに対向する位置にある凸端部同士を覆うように個別に配される複数個の第三電極２７のうち、所望の箇所、例えば図１（ａ）において凸端部１４ｂ、１５ｂを覆う位置に設けてあった第三電極１７ａだけ除去し、残された第三電極２７を静電容量調整手段とする。
【００５５】
残された第三電極２７が１つでも存在する構成であれば、アンテナ体２２の両端は導通可能な状態となるので、共振タグ２０は特定周波数の電波を発信する検知装置からこの電波を受信した際、フレミングの左手の法則に従い、アンテナ体２２には基板２１に略垂直方向をなす磁界が発生し、これに伴い、アンテナ体２２をなす導体に電流が流れる。
【００５６】
また、上述した構成であれば、絶縁部２６（１６）を介して、第一電極２４（１４）および第二電極２５（１５）の互いに対向する位置にある凸端部同士を覆うように個別に配される第三電極２７を、順次１箇所づつ削減して静電容量調整手段とすることもできる。
【００５７】
図５は、共振タグに第三電極を付設した際の共振回路を示す図面である。図５において、Ｌはアンテナ体のインダクタンス、Ｒはアンテナ体の抵抗、Ｃ０はアンテナ体の静電容量であり、Ｃ１〜Ｃｎは１個〜ｎ個の第三電極が絶縁部を介して第一電極および第二電極の互いに対向する位置にある凸端部の上方に設けられることにより生じる個別の静電容量をそれぞれ表している。
【００５８】
第三電極を付設することでアンテナ体の両端は導通し短絡する。この短絡により、抵抗Ｒ、インダクタンスＬおよび静電容量（コンデンサ容量）Ｃの３要素からなる共振回路が構成され、共振タグ２０が所定の共振周波数を持つことになる。
【００５９】
この等価回路の共振周波数Ｆは、Ｆ＝１／｛２π√［Ｌ（Ｃ０＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋・・・＋Ｃｎ）｝となり、この周波数の信号を検知装置から与えると共振し、その存在が発覚する。なお、図２では第三電極２７として、２７ａ、２７ｂ、・・・２７ｎを例示したが、第三電極を設ける個数ｎに制限はない。
【００６０】
図６は、共振タグに第三電極を付設した際の共振周波数Ｆと、第三電極の設置数ｎとの関係を示すグラフである。図６に示すように、第三電極２７の設置箇所を減らせば、並列をなす静電容量調整手段が減少することになる（図６における矢印方向）ので、共振タグの共振周波数を適宜変更することが可能となる。
【００６１】
なお、図６では、第三電極２７の設置数が減るにつれて共振周波数が等間隔で増加する様子を示したが、Ｃ１〜Ｃｎで表記される個々の静電容量を異なる形態とすることによって、第三電極２７の設置数の減少により共振数端数が増加する間隔は個別に任意の数値となるように設定できることは言うまでもない。
【００６２】
上述したＣ１〜Ｃｎで表記される個々の静電容量を異ならせる形態は、例えば、第三電極が第一電極や第二電極と重なる領域の面積を個々に変えて設ける等の方法により得られる。
【００６３】
なお、図６から明らかなように、最初に設けた第三電極が全く残されていなければ、すなわち図１に示す第三電極１７ａ、１７ｂ、・・・１７ｎが全て削除された状態の共振タグであるなら、アンテナ体に電流は流れないので、共振点（共振周波数）は極めて高い状態にある。
【００６４】
このようなアンテナ体に電流が流れない形態、すなわち、最初は如何なる周波数の電波を発信する検知装置でも検知できない形態となるまで、削除可能な第三電極の個数を事前に設けて出荷し、例えば使用頻度に応じて第三電極を１箇所づつ削減することで、次第に異なる共振周波数を持つように設定が変更し、利用する共振タグも本発明により提供できる。このように削除可能な第三電極の個数を事前に設定してなる共振タグは、例えばその利用回数などを制限する場合に有効な形態である。
【００６５】
図３と図４は、本発明に係る共振タグの他の一例を示す概略図であり、図３において（ａ）は平面図を、（ｂ）はＦ−Ｆ’における断面図を表している。図４は、図３の共振タグに上述した図２と同様に第三電極を１箇所だけ除去した状態を示している。
【００６６】
図３に示す共振タグ３０は、少なくとも両面が絶縁性を備えた基板３１と、基板３１の一方の面上に配され二重らせん構造をなすアンテナ体３４と、一方の面内に対向して配される第一電極３５および第二電極３６と、第一電極３５および第二電極３６を覆うように配される絶縁部３７とで構成されている。また、図３に示すように、上述した絶縁部３７を介して、第一電極３５および第二電極３６の互いに対向する位置にある凸端部同士を覆うように個別に配される複数個の第三電極３８のうち、所望の箇所、例えば図３（ａ）において凸端部３５ｂ、３６ｂを覆う位置に設けてあった第三電極３８ａ（３８）だけ除去し、残された第三電極４８を静電容量調整手段とする。
【００６７】
図３（ａ）から明らかなように、共振タグ３０を構成するアンテナ体３４は、二重らせん構造をなす外側の第一導体３２と内側の第二導体３３から構成され、第一導体３２と第二導体３３の内端３２ｂ、３３ｂ同士は接触し、第一導体３２の外端３２ａは第一電極３５の一端３５ａに接続され、第二導体３３の外端３３ａは第二電極３６の一端３６ａに接続された回路を成している。
【００６８】
したがって、上述した図１および図２の共振タグと同様に、図３の共振タグも図４に示すように第三電極４８を設けることでアンテナ体４４の両端は導通し短絡する。そして、この短絡により、抵抗Ｒ、インダクタンスＬおよび静電容量（コンデンサ容量）Ｃの３要素からなる共振回路が構成され、共振タグ４０は所定の共振周波数を持つことになる。
【００６９】
そして、共振タグ４０が特定周波数の電波を発信する検知装置からこの電波を受信した際には、フレミングの左手の法則に従い、第一導体４２と第二導体４３には逆向きの磁界が発生し、これに伴い、第一導体４２と第二導体４３に逆向きに電流が流れることになる。
【００７０】
図４に示すように、二重らせん構造をなす外側の第一導体４２と内側の第二導体４３からなるアンテナコイル４４では、第一導体４２が第二導体４３より外側に配されているので、第一導体４２の最外周内の面積Ｓ１は第二導体４３の最外周内の面積Ｓ２に比べてより大きな値をもつことになる。
【００７１】
面積が大きいほど通過する磁束が大きくなるので、第一導体４２のインダクタンスＬ１は第二導体４３のインダクタンスＬ２より大きな値を有することができる。したがって、この構成によれば、その差分Ｌ’（＝Ｌ１−Ｌ２）をより大きく設定できるので望ましい。
【００７２】
共振タグ４０では、第一導体４２のインダクタンスＬ１と第二導体４３のインダクタンスＬ２は異なる状態にあるので、アンテナコイル４４はＬ１とＬ２の差分に相当する合成リアクタンスＬ’を有することになる。
【００７３】
また、共振タグ４０では、第三電極４８を付設することでアンテナ体４４の両端は導通し短絡する。この短絡により、抵抗Ｒ、合成リアクタンスＬ’および静電容量（コンデンサ容量）Ｃの３要素からなる共振回路が構成され、共振タグ４０が所定の共振周波数を持つことになる。
【００７４】
この等価回路の共振周波数Ｆ’は、Ｆ’＝１／｛２π√［Ｌ’（Ｃ０＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋・・・＋Ｃｎ）｝となり、この周波数の信号を検知装置から与えると共振し、その存在が発覚する。なお、図４では第三電極４８として、４８ａ、４８ｂ、・・・４８ｎを例示したが、第三電極４８を設ける個数ｎに特に制限はない。
【００７５】
上記共振周波数Ｆ’を表す式から分かるように、合成リアクタンスＬ’がゼロ以外であれば、原則的に成立し、Ｌ’が大きくなるほど共振周波数Ｆ’は低周波側にシフトすることが分かる。
【００７６】
したがって、上記構成からなる共振タグ４０であれば、その共振周波数Ｆ’は、Ｆ’＝１／｛２π√［Ｌ’（Ｃ０＋Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋・・・＋Ｃｎ）｝となり、この周波数の信号を検知装置から与えると共振して、その存在が発覚するという作用を有する。
【００７７】
ゆえに、共振タグ４０は、基板の片面の面内に上述した特定形状のアンテナ体４４を設けるだけで上記作用が得られることから、従来の共振タグでは必要とした基板両面に対する処理が不要となるので、製造工程の簡単化や製造コストの抑制を図ることが可能となる。
【００７８】
また、共振タグ４０は、上述した共振タグ２０と同じ構成とした静電容量調整手段も備えているので、共振タグ２０と同様の作用・効果を有する。すなわち、共振タグ４０は、図６に示すように、第三電極４８の設置箇所を減らせば、並列をなす静電容量調整手段が減少することになるので、共振タグ４０の共振周波数を適宜変更することができる。
【００７９】
したがって、図３や図４に示す構成の共振タグであっても、第三電極４８を複数個設け、所望の箇所だけ除去し、残された第三電極４８を静電容量調整手段とすることにより、所望の共振周波数をもつように共振回路を作製後に少なくとも一回以上変更できるので、上述した図１や図２に示す構成の共振タグと同様の用途に利用できる。
【００８０】
換言すると、図３および図４の共振タグは、共振回路をなすアンテナコイルと静電容量調整手段を、基板の片面に設けることにより、上記の作用・効果が実現できる。ゆえに、従来要した基板両面に対する処理が不要となるので、製造工程の簡単化や製造コストの抑制が図れ、高品質で安価な共振タグの提供が可能となる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アンテナ体の両端部にそれぞれ接続された第一電極および第二電極を設け、さらに絶縁部を介して、第一電極および第二電極の互いに対向する位置にある凸端部同士を覆うように個別に配される第三電極を複数個設け、所望の箇所だけ除去し、残された第三電極を静電容量調整手段を成すように構成したので、第三電極を設ける箇所の減少に応じて、所望のより高い共振周波数をもつように、共振回路を作製後に少なくとも一回以上変更できる共振タグの提供が可能となる。
【００８２】
上記構成の共振タグであれば、第三電極として導電性のシールやインク、薄膜などが利用できるので、その付設の要するコストを極めて安価に抑えることができ、更にその付設作業は年齢を問わない方法で容易に行うことができるので、本発明に係る共振タグは例えば教育施設や遊技施設などの用途にも好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る共振タグの一例を示す概略図である。
【図２】図１の共振タグにおいて第三電極が付設された状態を示す概略図である。
【図３】本発明に係る共振タグの他の一例を示す概略図である。
【図４】図３の共振タグにおいて第三電極が付設された状態を示す概略図である。
【図５】共振タグに第三電極を付設した際の共振回路図である。
【図６】共振タグに第三電極を付設した際の共振周波数Ｆと第三電極の設置数ｎとの関係を示すグラフである。
【図７】従来の共振タグの一例を示す概略図である。
【図８】図７の共振タグを単純化した回路で示した概略図である。
【図９】従来の共振タグの他の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
α１、α２導通部、
１０、２０、３０、４０、７１、８０、９５共振タグ、
１１、２１、３１、４１、７２、８１、９６基板、
１２、２２、３４、４４アンテナ体、
１３、２３導電部材、
１４、２４、３５、４５第一電極、
１５、２５、３６、４６第二電極、
１６、２６、３７、４７絶縁部、
１７、２７、３８、４８第三電極。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resonance tag provided on a substrate with a resonance circuit that resonates with a radio wave of a specific frequency transmitted from a detection device and a method of adjusting the capacitance thereof, and more particularly to a resonance tag in which the resonance frequency of the resonance circuit can be easily adjusted. The present invention relates to a tag and a capacitance adjustment method thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, when selling products at various stores, a system is used in which a presence-sensitive non-contact ID tag (referred to as a resonance tag) is attached to the product and used for shoplifting prevention and inventory management.
[0003]
For example, such a resonance tag is removed at the time of payment at a cash register, but a detection device that transmits a radio wave of a specific frequency with the resonance tag attached to a product without a customer paying the price. It is used in a system in which a warning is issued by an alarm device that emits a sound or light when passing through a gate provided with a.
[0004]
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional resonance tag. The resonance tag 71 shown in FIG. 7 uses a polyolefin-based resin film such as polyethylene or another synthetic resin film 72 as a dielectric, and has metal foils 73 and 74 such as aluminum foil on both surfaces of the resin film (dielectric) 72. Are manufactured as a substrate material using a material bonded by extrusion or thermocompression bonding (see Patent Document 1).
[0005]
Among the metal foils 73 and 74 bonded to both sides of the resin film 72 as a dielectric, one of the metal foils 73 is a circuit having a spiral pattern, and the coil is formed by the spiral pattern and a capacitor is formed. It is used as a circuit having an electrode plate portion 73A and a circuit terminal portion 73B at both ends, and a metal foil 74 opposite to the metal foil 73 is used as a circuit having a capacitor electrode plate 74A and a circuit terminal portion 74B.
[0006]
Then, in order to obtain a specific resonance frequency, a “resonance frequency circuit” is printed on both sides of the above-described substrate material, that is, on the metal foils 73 and 74 by using an ink having etching resistance by various printing methods, and thereafter. A resonance circuit is formed by chemically etching using a chemical such as an acid or an alkali.
[0007]
In order to form a resonance circuit, it is necessary to connect the circuit terminal 73B of the spiral pattern circuit of the metal foil 73 on one side to the circuit terminal 74B of the metal foil 74 on the opposite side.
[0008]
As this connection method, a so-called crimping method or the like in which both metal foils 73 and 74 are crushed up and down with a hard substance having an uneven surface is preferably used. Due to this pressure contact, the resin film 72 between the metal foils 73 and 74 is broken, and the metal foils 73 and 74 on both sides are conductive and short-circuited.
[0009]
Due to this short circuit, a resonance circuit including three elements of the resistance R, the inductance L, and the capacitance (capacitor capacitance) C is formed, and the resonance tag 71 has a predetermined resonance frequency.
[0010]
The resonance frequency f of this equivalent circuit is f = 1 / {2π {(LC)}. When a signal of this frequency is supplied from the detection device of the gate, resonance occurs, and the existence of the signal is detected. Here, the metal foils 73 and 74 and the dielectric 72 form a capacitor capacitance, and the resistance is formed by the resistance of the metal foils 73 and 74 themselves.
[0011]
However, in the case of the resonance tag 71 shown in FIG. 7, a circuit of a spiral pattern is provided only on one side of the resin film 72, a coil is formed by this spiral pattern, and both ends of the capacitor electrode plate portion and the circuit terminal portion are connected. Because of the so-called single-sided coil type in which the circuit is formed, even if the size of the resonance tag 71 is limited to a small size, the size of the coil and the capacitor is limited, and a low-frequency type is formed. Was difficult. In addition, there is a problem that there is a limitation in expanding the variable range of the frequency.
[0012]
FIG. 8 is a schematic diagram showing a simplified circuit of the resonance tag of FIG. The resonance tag 80 shown in FIG. 8 includes a substrate 81 having at least two surfaces insulating, a spiral antenna coil 82 made of a conductive material disposed on one surface of the substrate 81, and a helical antenna coil 82 made of a conductive material. A bridge portion 83 made of a conductive material, and connecting portions γ1 and γ2 for electrically connecting both ends 62a and 62b of the antenna coil 82 to the bridge portion 83, respectively.
[0013]
That is, the substrate 81, the antenna coil 82, the bridge portion 83, and the connection portions γ1 and γ2 in FIG. 8 are short-circuited by the resin film 72, the metal foil 73, and the metal foil 74 in FIG. It is equivalent to the place where it did.
[0014]
FIG. 9 is a configuration diagram showing another example of a conventional resonance tag. An example of a resonance tag proposed for the purpose of improving the performance of the resonance tag shown in FIGS. (See Patent Document 2).
[0015]
The resonance tag 95 shown in FIG. 9 has a circuit in which metal foils 97 and 98 are formed in a spiral pattern on both surfaces of a resin film 96 serving as a dielectric, and a coil is formed by the spiral pattern. This is a configuration in which a capacitor electrode plate portion is constituted by substantially the entire pattern and a circuit having a circuit terminal portion is provided at one end to form a resonance frequency circuit.
[0016]
In the resonance tag having the above configuration, the resonance frequency f of the equivalent circuit of the resonance circuit is f = {2 / {2π} (LC)} or f = 1 / {2π} (2LC)}. Is given from the detection device, it resonates and its existence is detected.
[0017]
The resonance tag 95 of FIG. 9 employs a double-sided coil type. Therefore, even when the size of the resonance tag is limited to a small value, the resonance tag 95 has a smaller coil size than a single-sided coil type resonance tag as shown in FIGS. In addition, the size of the capacitor is not limited, and it is possible to form a low-frequency type, and it is advantageous in terms of performance such that there is little restriction in expanding the variable range of the frequency. .
[0018]
In order to obtain a specific resonance frequency, the resonance tag 95 uses an ink having an etching resistance by various printing methods so as to cover the metal foils 97 and 98 provided on both surfaces of the resin film 96, respectively. It is described that a "circuit" is printed and then chemically etched using a chemical such as an acid or an alkali to form a resonance circuit. That is, in order to provide a resonance circuit in the resonance tag 95, a further lamination process is required.
[0019]
The resonance circuit formed by laminating the resonance tags 95 in FIG. 9 may be used as it is. However, an appropriate position in the spiral pattern circuit composed of the metal foil 97 on one side, for example, the circuit terminal 97A and the metal on the opposite side may be used. An appropriate position in the circuit of the spiral pattern of the foil 98, for example, the circuit terminal 98A may be connected.
[0020]
However, the resonance circuit of the conventional resonance tag shown in FIGS. 7 and 9 can detect only at the resonance frequency determined at the time of fabrication, and is used after changing the resonance frequency appropriately after fabrication, such as a product. It has been difficult to apply the method to a field in which the resonance frequency is appropriately changed in accordance with the frequency of use or passage of the product, and product management is performed by detecting the resonance frequency.
[0021]
In both of the conventional resonance tags shown in FIGS. 7 and 9, it is necessary to provide a coil or a circuit made of a metal foil on both sides of a resin film forming a substrate. Was. This double-sided treatment complicates the manufacturing process and raises the manufacturing cost, which has been one of the factors that hinder the improvement of the manufacturing quality.
[0022]
[Patent Document 1]
JP-A-1-129396 [Patent Document 2]
Patent No. 3306560 Specification
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a resonance tag that can be changed at least once after manufacturing a resonance circuit so as to have a desired resonance frequency.
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a substrate having at least both surfaces having an insulating property, a helical antenna disposed on one surface of the substrate, and a counterpart disposed in the one surface. A first electrode and a second electrode, and an insulating portion disposed so as to cover the first electrode and the second electrode. One end of an electrode and one end of the second electrode are connected, the other end of the first electrode and the other end of the second electrode are both open ends, and have a plurality of convex ends at positions facing each other, Via the insulating portion, the third electrodes individually arranged so as to cover the protruding end portions of the first electrode and the second electrode at positions facing each other were removed only at desired positions and left. A resonance tag, wherein the third electrode is a capacitance adjusting means. .
[0025]
In the above configuration, by providing the third electrodes individually disposed so as to cover the protruding portions of the first electrode and the second electrode at positions facing each other via the insulating portion, this third electrode is provided. The disposed portion forms a capacitor individually with the first electrode and the second electrode located below the insulating portion, and can function as capacitance adjusting means.
[0026]
Therefore, in the case of the above-described resonance tag, at least one third electrode, which is individually arranged so as to cover the protruding end portions of the first electrode and the second electrode facing each other via the insulating portion, is provided. Since the spiral antenna provided on one surface of the substrate forms a closed circuit by being provided as the capacitance adjusting means, the antenna is in a conductive state.
[0027]
In the case of a resonance tag having an antenna body that is in a conductive state as described above, when the resonance tag receives a predetermined radio wave from a detection device that transmits a radio wave of a specific frequency, the antenna according to Fleming's left-hand rule is used. A magnetic field is generated in the body in a direction substantially perpendicular to the substrate, and accordingly, a current flows through a conductor forming the antenna body.
[0028]
The resonance tag includes a first electrode and a second electrode that are arranged to face each other in one surface of a substrate on which the antenna body is provided, and an insulating unit is provided so as to cover the first electrode and the second electrode. And one end and the other end forming both ends of the antenna body are connected to one end of the first electrode and one end of the second electrode, respectively, and the other ends of the first electrode and the second electrode are both open ends. And a plurality of convex portions are provided at positions facing each other.
[0029]
According to this configuration, two or more third electrodes that are individually arranged to cover the protruding end portions of the first electrode and the second electrode at positions facing each other are provided via the insulating portion. It is also possible to use as capacitance adjusting means.
[0030]
In other words, by reducing the number of places where the third electrode is provided, the number of capacitance adjusting means arranged in parallel is reduced, and as a result, the resonance frequency of the resonance tag can be appropriately changed. Then, the resonance tag formed by gradually reducing the number of installed third electrodes, when receiving a predetermined radio wave from each of a plurality of detection devices that emit radio waves of specific frequencies, according to Fleming's left hand rule, the antenna A magnetic field is generated in the body in a direction substantially perpendicular to the substrate, and a current flows through a conductor forming the antenna body.
[0031]
Therefore, according to the present invention, a desired resonance frequency is removed by removing only a desired portion of the plurality of third electrodes provided above and using the remaining third electrode as capacitance adjusting means. Thus, it is possible to provide a resonance tag that can be changed at least once or more after manufacturing the resonance circuit so that the resonance tag has the following characteristics. In the present invention, the term “removal” means to remove the adhered matter, and includes, for example, scraping and removing the adhered matter (referred to as scraping) and peeling and separating the adhered matter (referred to as peeling). I have.
[0032]
In the above description, a desired position is first removed from the resonance tag having the capacitance adjusting means in which the third electrode is provided at a plurality of positions, and the remaining third electrode is replaced with the capacitance adjusting means. Was described.
However, as a result of removing only a desired portion, a resonant tag in which no third electrode is finally provided, that is, a resonant tag in which no current flows through the antenna body and the resonance point (resonance frequency) is extremely high. Are also included in the present invention.
In this way, by finally making the detection device not detectable by a detection device that emits radio waves of any frequency, the third electrode is reduced one by one according to the frequency of use, so that the detection device can detect the third electrode. It goes without saying that the setting may be changed and used so as not to have an appropriate resonance frequency.
[0033]
The connection between one end of the antenna body and one end of the first electrode and the connection between the other end of the antenna body and one end of the second electrode may be performed via the substrate, or May be performed in one plane.
[0034]
(1) In the former case, that is, when the connection between one end of the antenna body and one end of the first electrode and the connection between the other end of the antenna body and one end of the second electrode via the substrate are made, It has such an effect.
[0035]
(1-1) A step of providing a first electrode, a second electrode, and an insulating portion so as to cover them in a process of manufacturing a conventional resonance tag, and forming the first electrode and the second electrode through the insulating portion. By simply adding a step of separately providing third electrodes so as to cover the protruding ends at positions facing each other, the resonance tag according to the present invention can be manufactured, so that an extremely inexpensive manufacturing line can be constructed. Become.
[0036]
(1-2) The work of connecting one end of the antenna body to one end of the first electrode and the work of connecting the other end of the antenna body to one end of the second electrode via the substrate are performed after the completion of the resonance tag. It is also possible. Therefore, even when shipped as a configuration of a resonance tag having capacitance adjusting means in which a third electrode is provided in advance at a plurality of locations, the connection is not established, and the detection cannot be performed by a detection device that transmits a radio wave of a specific frequency. It can be. When the use is started, the resonance tag can be changed to have a specific resonance frequency for the first time by performing the connection by, for example, caulking. In the former case, it is possible to provide a resonance tag that cannot be detected by the detection device even if the device has capacitance adjusting means in which a plurality of third electrodes are provided in advance.
[0037]
(2) In the latter case, that is, when connection between one end of the antenna body and one end of the first electrode and connection between the other end of the antenna body and one end of the second electrode are performed in one surface of the substrate. Has the following operation.
[0038]
(2-1) In the resonance tag having such a configuration, the antenna coil disposed on only one surface of the substrate is formed of an outer first conductor and an inner second conductor that form a double spiral structure, and the first conductor and the second conductor are formed. The inner ends of the two conductors are in contact with each other, and the outer ends of the first conductor and the second conductor are connected to one end of the first electrode and one end of the second electrode, respectively.
[0039]
(2-2) With the resonance tag having this configuration, the conventional processing on both sides of the substrate is not required, so that the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be suppressed.
[0040]
(2-3) Further, after a resonance circuit is manufactured so as to have a desired resonance frequency, the number can be changed by the number of the third electrodes provided. This is to remove the third electrode one by one in order when moving between venues for advanced use, for example, a plurality of exhibitions and presentations, and to specify the position in the venue where the object provided with the resonance tag exists. Can be used for examples.
[0041]
(2-4) When the venues for the plurality of exhibitions and presentations have a plurality of manufacturing processes, the third electrode of the attached resonance tag is deleted one by one every time a certain product goes through each manufacturing process. Then, for example, the resonance tag of the present invention can be used for management of a production line.
[0042]
As the third electrode constituting the resonance tag according to the present invention, any object can be used as long as it is made of a conductive material. For example, a conductive seal, a conductive ink, or a conductive thin film is preferable because it can be easily removed using a simple device.
[0043]
In particular, conductive seals do not require a special device to remove them, so they are effective in reducing costs and can be easily removed by children and seniors. By devising such a method, it is possible to provide a resonance tag suitable for use in, for example, educational facilities and game facilities.
As the conductive ink, an ink which is easily peeled off by rubbing with a coin, a nail or the like is preferable, and examples thereof include an ink material which has been conventionally employed in the department of scratch printing.
In addition, as the conductive thin film, a material that can be easily peeled off by rubbing with a coin, a nail, or the like, like the above-described ink, is preferable.
[0044]
The method for adjusting the capacitance of a resonant tag according to the present invention includes a substrate having insulating properties on at least both sides thereof, a spiral antenna disposed on one surface of the substrate, and a spiral antenna disposed opposite to the one surface. A first electrode and a second electrode, and an insulating portion disposed to cover the first electrode and the second electrode, one end and the other end forming both ends of the antenna body are the One end of one electrode and one end of the second electrode are connected, the other ends of the first electrode and the second electrode are both open ends, and have a plurality of convex ends at positions facing each other. Via the insulating portion, the third electrode individually arranged so as to cover the protruding end portions of the first electrode and the second electrode at positions facing each other, removing only a desired portion, leaving Using a resonance tag with the third electrode as a capacitance adjusting means, It is characterized by adjusting the capacitance by reducing the third electrode in this order.
[0045]
As described above, in the case of the resonance tag according to the present invention, the third electrodes individually disposed so as to cover the protruding portions of the first electrode and the second electrode at positions facing each other via the insulating portion. Is provided. Thus, the portion where the third electrode is disposed forms a capacitor individually with the first electrode and the second electrode located below the insulating portion, and can function as capacitance adjusting means. The operation of providing the third electrode may be performed not only immediately after the antenna body is manufactured but also after, for example, all the resonance tags have been manufactured.
[0046]
Therefore, according to the capacitance adjusting method having the above-described configuration, even after all the resonance tags have been manufactured, individual users who use the resonance tags can freely reduce the third electrode as needed, thereby reducing the number of the third electrodes. Can be adjusted.
[0047]
In particular, the present invention can be easily realized by a method of peeling off using a conductive seal as the third electrode, or a method of peeling off by rubbing a conductive ink or a conductive thin film with a coin, a nail or the like. The method of adjusting the capacitance of the resonance tag has an advantage that it can be used in an extremely wide market without being limited to the age and experience of the user.
[0048]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the resonance tag according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0049]
1 and 2 are schematic diagrams showing an example of a resonance tag according to the present invention. In FIG. 1, (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view taken along AA ′, and (c) is a view. It shows a cross-sectional view at BB ′. FIG. 2 shows a state in which a third electrode to be described later is removed from the resonance tag of FIG.
[0050]
A resonance tag 10 shown in FIG. 1 has a substrate 11 having at least both surfaces provided with insulating properties, a spiral antenna body 12 disposed on one surface of the substrate 11, and an opposing surface disposed in one surface. It comprises a first electrode 14 and a second electrode 15, and an insulating part 16 arranged to cover the first electrode 14 and the second electrode 15.
[0051]
In particular, as is clear from FIGS. 1A and 1C, the resonance tag 10 includes a connection between one end 12a of the antenna body 12 and one end 14a of the first electrode 14, and a connection between the other end 12b of the antenna body 12 and the first end 12b. An example is shown in which the connection with one end 15a of the two electrodes 15 is made through a conductive portion between α1 and α2 using a conductive member 13 arranged in the other surface of the substrate 11.
[0052]
That is, one end 12a and the other end 12b forming both ends of the antenna body 12 are connected to one end 14a of the first electrode 14 and one end 15a of the second electrode 15, respectively, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). As described above, the other end 14b of the first electrode 14 and the other end 15b of the second electrode 15 are both open ends, and form a plurality of convex ends at positions facing each other.
[0053]
The other end 14b of the first electrode 14 and the other end 15b of the second electrode 15 are both open ends, and a plurality of protruding ends are covered with an insulating portion 16 at positions facing each other.
[0054]
Then, as shown in FIG. 2, the protruding end portions of the first electrode 24 (14) and the second electrode 25 (15) at positions facing each other are covered via the insulating portion 26 (16) described above. Of the plurality of third electrodes 27 individually arranged, only the third electrode 17a provided at a desired location, for example, the position covering the protruding ends 14b and 15b in FIG. The obtained third electrode 27 is used as capacitance adjusting means.
[0055]
If at least one of the remaining third electrodes 27 is present, both ends of the antenna 22 are in a conductive state, so that the resonance tag 20 receives this radio wave from a detecting device that transmits a radio wave of a specific frequency. Then, according to Fleming's left-hand rule, a magnetic field that is substantially perpendicular to the substrate 21 is generated in the antenna body 22, and accordingly, a current flows through the conductor that forms the antenna body 22.
[0056]
Further, with the above-described configuration, the first electrode 24 (14) and the second electrode 25 (15) are individually separated from each other so as to cover the protruding ends of the opposing positions via the insulating portion 26 (16). The third electrodes 27 disposed in the above-described manner can be sequentially reduced one by one to provide capacitance adjusting means.
[0057]
FIG. 5 is a diagram showing a resonance circuit when a third electrode is attached to the resonance tag. In FIG. 5, L is the inductance of the antenna body, R is the resistance of the antenna body, C0 is the capacitance of the antenna body, and C1 to Cn are 1 to n third electrodes connected to each other via an insulating portion. The individual capacitances generated by being provided above the protruding end portions of the electrode and the second electrode that face each other are shown.
[0058]
By providing the third electrode, both ends of the antenna body are conductive and short-circuited. Due to this short circuit, a resonance circuit including three elements of the resistance R, the inductance L, and the capacitance (capacitor capacitance) C is formed, and the resonance tag 20 has a predetermined resonance frequency.
[0059]
The resonance frequency F of this equivalent circuit is F = 1 / {2π} [L (C0 + C1 + C2 + C3 +... + Cn)}. Although FIG. 2 illustrates the third electrodes 27 as 27a, 27b,... 27n, the number n of the third electrodes provided is not limited.
[0060]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the resonance frequency F when the third electrode is attached to the resonance tag and the number n of the third electrodes. As shown in FIG. 6, if the number of installation positions of the third electrode 27 is reduced, the number of capacitance adjusting means in parallel decreases (in the direction of the arrow in FIG. 6), so the resonance frequency of the resonance tag is appropriately changed. It becomes possible.
[0061]
Although FIG. 6 shows a state in which the resonance frequency increases at regular intervals as the number of the third electrodes 27 decreases, the individual capacitances represented by C1 to Cn are different in form. It goes without saying that the interval at which the number of resonance fractions increases due to the decrease in the number of the third electrodes 27 can be individually set to an arbitrary value.
[0062]
The form in which the individual capacitances represented by C1 to Cn are different is obtained, for example, by a method in which the area of the region where the third electrode overlaps the first electrode or the second electrode is individually changed and provided. .
[0063]
As is clear from FIG. 6, if the third electrode provided first is not left at all, that is, the resonance tag in a state where all the third electrodes 17a, 17b,... 17n shown in FIG. In this case, no current flows through the antenna body, and the resonance point (resonance frequency) is in an extremely high state.
[0064]
Until such a form in which no current flows through the antenna body, that is, a form in which a detection device that transmits radio waves of any frequency cannot be detected, the number of third electrodes that can be removed is provided in advance and shipped. By reducing the third electrodes one by one according to the frequency of use, the setting is gradually changed so as to have a different resonance frequency, and a resonance tag to be used can also be provided by the present invention. The resonance tag in which the number of the third electrodes that can be removed is set in advance as described above is an effective form when, for example, the number of times of use is limited.
[0065]
3 and 4 are schematic diagrams showing another example of the resonance tag according to the present invention. In FIG. 3, (a) is a plan view, and (b) is a cross-sectional view along FF '. . FIG. 4 shows a state in which only one third electrode has been removed from the resonance tag of FIG. 3 similarly to FIG. 2 described above.
[0066]
The resonance tag 30 shown in FIG. 3 includes a substrate 31 having at least both surfaces having insulation properties, an antenna body 34 arranged on one surface of the substrate 31 to form a double helical structure, and facing in one surface. The first electrode 35 and the second electrode 36 are provided, and the insulating portion 37 is provided so as to cover the first electrode 35 and the second electrode 36. As shown in FIG. 3, a plurality of individually arranged convex ends of the first electrode 35 and the second electrode 36 at positions facing each other are interposed via the insulating portion 37 described above. Of the third electrode 38, only the third electrode 38a (38) provided at a desired location, for example, the position covering the protruding ends 35b, 36b in FIG. Is a capacitance adjusting means.
[0067]
As is clear from FIG. 3A, the antenna body 34 forming the resonance tag 30 is configured by the outer first conductor 32 and the inner second conductor 33 forming a double helix structure. The inner ends 32b and 33b of the second conductor 33 are in contact with each other, the outer end 32a of the first conductor 32 is connected to one end 35a of the first electrode 35, and the outer end 33a of the second conductor 33 is connected to one end of the second electrode 36. 36a to form a circuit.
[0068]
Therefore, as in the resonance tag of FIGS. 1 and 2 described above, the resonance tag of FIG. 3 also has the third electrode 48 as shown in FIG. Then, the short circuit forms a resonance circuit including three elements of the resistance R, the inductance L, and the capacitance (capacitor capacitance) C, and the resonance tag 40 has a predetermined resonance frequency.
[0069]
Then, when the resonance tag 40 receives this radio wave from a detection device that transmits a radio wave of a specific frequency, a reverse magnetic field is generated in the first conductor 42 and the second conductor 43 in accordance with Fleming's left hand rule. Accordingly, a current flows through the first conductor 42 and the second conductor 43 in opposite directions.
[0070]
As shown in FIG. 4, in the antenna coil 44 including the outer first conductor 42 and the inner second conductor 43 forming a double helix structure, the first conductor 42 is disposed outside the second conductor 43. The area S1 in the outermost periphery of the first conductor 42 has a larger value than the area S2 in the outermost periphery of the second conductor 43.
[0071]
The larger the area, the larger the magnetic flux that passes. Therefore, the inductance L1 of the first conductor 42 can have a larger value than the inductance L2 of the second conductor 43. Therefore, this configuration is desirable because the difference L ′ (= L1−L2) can be set larger.
[0072]
In the resonance tag 40, since the inductance L1 of the first conductor 42 and the inductance L2 of the second conductor 43 are in different states, the antenna coil 44 has a combined reactance L 'corresponding to the difference between L1 and L2.
[0073]
Further, in the resonance tag 40, both ends of the antenna body 44 are conductive and short-circuited by providing the third electrode 48. Due to this short circuit, a resonance circuit composed of the three elements of the resistance R, the combined reactance L 'and the capacitance (capacitor capacitance) C is formed, and the resonance tag 40 has a predetermined resonance frequency.
[0074]
The resonance frequency F ′ of this equivalent circuit is F ′ = 1 / {2π {[L ′ (C0 + C1 + C2 + C3 +... + Cn)}}. When a signal of this frequency is given from the detection device, resonance occurs, and its existence is detected. Note that, in FIG. 4, 48a, 48b,... 48n are illustrated as the third electrodes 48, but the number n of the third electrodes 48 is not particularly limited.
[0075]
As can be seen from the above expression representing the resonance frequency F ', it is basically satisfied if the combined reactance L' is other than zero, and it can be seen that the resonance frequency F 'shifts to a lower frequency side as L' increases.
[0076]
Therefore, in the case of the resonance tag 40 having the above configuration, the resonance frequency F ′ is F ′ = 1 / {2π {L ′ (C0 + C1 + C2 + C3 +... + Cn)}, and a signal of this frequency is given from the detection device. Has the effect of resonating with and recognizing its existence.
[0077]
Therefore, the resonance tag 40 can obtain the above-mentioned effect only by providing the antenna body 44 of the above-mentioned specific shape in one surface of the substrate, so that the processing on both surfaces of the substrate required in the conventional resonance tag becomes unnecessary. Therefore, it is possible to simplify the manufacturing process and reduce the manufacturing cost.
[0078]
In addition, the resonance tag 40 also has capacitance adjusting means having the same configuration as the above-described resonance tag 20, and thus has the same operation and effect as the resonance tag 20. That is, as shown in FIG. 6, if the installation location of the third electrode 48 is reduced, the number of the capacitance adjusting means in parallel decreases, so that the resonance frequency of the resonance tag 40 is appropriately changed. can do.
[0079]
Therefore, even in the resonance tag having the configuration shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of third electrodes 48 are provided, only desired portions are removed, and the remaining third electrode 48 is used as capacitance adjusting means. Accordingly, since the resonance circuit can be changed at least once after the fabrication of the resonance circuit so as to have a desired resonance frequency, it can be used for the same applications as the resonance tag having the configuration shown in FIGS. 1 and 2 described above.
[0080]
In other words, in the resonance tag shown in FIGS. 3 and 4, the above-described operation and effect can be realized by providing the antenna coil and the capacitance adjusting means forming the resonance circuit on one surface of the substrate. This eliminates the need for conventional processing on both sides of the substrate, thereby simplifying the manufacturing process and suppressing the manufacturing cost, and providing a high-quality and inexpensive resonance tag.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the first electrode and the second electrode respectively connected to both ends of the antenna body are provided, and the first electrode and the second electrode are opposed to each other via the insulating portion. Since a plurality of third electrodes individually arranged so as to cover the protruding end portions at the positions are provided, only a desired portion is removed, and the remaining third electrode is configured to form a capacitance adjusting means. Accordingly, it is possible to provide a resonance tag which can be changed at least once or more after manufacturing a resonance circuit so as to have a desired higher resonance frequency in accordance with the reduction in the number of locations where the third electrodes are provided.
[0082]
In the case of the resonance tag having the above-described configuration, a conductive seal, ink, a thin film, or the like can be used as the third electrode, so that the cost required for the attachment can be extremely low, and the attachment work can be performed at any age. Since it can be easily performed by the method, the resonance tag according to the present invention is also suitable for use in, for example, educational facilities and game facilities.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a resonance tag according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state in which a third electrode is provided in the resonance tag of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic view showing another example of the resonance tag according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic view showing a state in which a third electrode is provided in the resonance tag of FIG. 3;
FIG. 5 is a resonance circuit diagram when a third electrode is attached to the resonance tag.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the resonance frequency F when a resonance tag is provided with a third electrode and the number n of the third electrodes provided.
FIG. 7 is a schematic view showing an example of a conventional resonance tag.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a simplified circuit of the resonance tag of FIG. 7;
FIG. 9 is a schematic view showing another example of a conventional resonance tag.
[Explanation of symbols]
α1, α2 conducting part,
10, 20, 30, 40, 71, 80, 95 resonance tags,
11, 21, 31, 41, 72, 81, 96 substrates,
12, 22, 34, 44 antenna body,
13, 23 conductive members,
14, 24, 35, 45 first electrode,
15, 25, 36, 46 second electrode,
16, 26, 37, 47 insulating parts,
17, 27, 38, 48 Third electrode.

Claims

A substrate having at least both surfaces having insulating properties, a spiral antenna body disposed on one surface of the substrate, and a first electrode and a second electrode disposed to face each other in the one surface, The first electrode and an insulating portion disposed to cover the second electrode,
One end and the other end forming both ends of the antenna body are respectively connected to one end of the first electrode and one end of the second electrode, and the other ends of the first electrode and the second electrode are both open ends. And, it has a plurality of convex ends at positions facing each other,
Via the insulating portion, the third electrodes individually arranged so as to cover the protruding end portions of the first electrode and the second electrode at positions facing each other were removed only at desired positions and left. A resonance tag, wherein the third electrode is a capacitance adjusting means.

The connection between one end of the antenna body and one end of the first electrode and the connection between the other end of the antenna body and one end of the second electrode are performed via the substrate. Item 2. The resonance tag according to item 1.

The connection between one end of the antenna body and one end of the first electrode and the connection between the other end of the antenna body and one end of the second electrode are performed in one surface of the substrate. The resonance tag according to claim 1, wherein

The resonance tag according to claim 1, wherein the third electrode is a conductive seal.

The resonance tag according to claim 1, wherein the third electrode is a conductive ink.

The resonance tag according to claim 1, wherein the third electrode is a conductive thin film.

A substrate having at least both surfaces having insulating properties, a spiral antenna body disposed on one surface of the substrate, and a first electrode and a second electrode disposed to face each other in the one surface, The first electrode and an insulating portion disposed to cover the second electrode,
One end and the other end forming both ends of the antenna body are respectively connected to one end of the first electrode and one end of the second electrode, and the other ends of the first electrode and the second electrode are both open ends. And, it has a plurality of convex ends at positions facing each other,
Via the insulating portion, the third electrodes individually arranged so as to cover the protruding end portions of the first electrode and the second electrode at positions facing each other were removed only at desired positions and left. Using a resonance tag with the third electrode as capacitance adjusting means,
A method for adjusting the capacitance of a resonance tag, wherein the capacitance is adjusted by sequentially reducing the third electrodes.