JP2005033461A

JP2005033461A - Ｒｆｉｄシステム及び該システムにおけるアンテナの構造

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Publication number: JP2005033461A
Application number: JP2003195669A
Authority: JP
Inventors: Takanori Endo; 貴則遠藤; Takashi Tsuchida; 隆土田; Seiro Hachiman; 誠朗八幡
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】アンテナの相互干渉を抑制してファイル、クリアーホルダー、バインダー等を管理することができるＲＦＩＤタグ及び該タグを用いたＲＦＩＤシステムの提供。
【解決手段】渦巻き状のアンテナコイル３が形成された基材２（市販のフィルムタグ）を折り返し、軟磁性部材４又は金属部材５の両面に軟磁性部材４を配置した磁芯の一辺を囲むように形成したＲＦＩＤタグ１を、ファイル等の表紙や裏表紙の所定の位置に取り付ける。これにより、磁気的軸がファイルの面に平行になるため、タグ同士の相互干渉を抑え作動距離の低下を抑制することができる。また、基材の折り返し位置をアンテナコイル３の中心線からずらしたり、金属部材５の露出部と軟磁性部材４の面積の比率や厚さを共振周波数の変動を相殺するように規定することにより、更に作動距離の低下を抑制することができる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導又は電磁結合を利用して非接触でデータの交信を行うＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムに関し、特に、書類を綴じ込んで書棚に整列して保管されるファイル、クリアーホルダー、バインダー等の管理に用いるＲＦＩＤシステム及び該システムにおけるアンテナの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
書類を綴じ込むファイル、クリアーホルダー、バインダー等を書棚等に整列して保管する場合、どのファイルにどのような書類を綴じ込んだかを識別できるように、ファイルの背表紙に情報を書き込んだり、ファイルが薄い場合はインデックスに記載するといった方法が用いられる。しかしながら、この方法では書き込み可能な情報量が限られており、また、書き換えが不便であり、目視で読み取るのは手間が掛かり不正確であるという問題がある。
【０００３】
一方、近年、ＩＣチップを備えたタグとリーダ又はリーダ／ライタ（以下、総称してリーダ／ライタと呼ぶ。）との間でデータの交信を行うＲＦＩＤシステムが普及している。このＲＦＩＤシステムは、タグ及びリーダ／ライタの各々に備えたアンテナを用いてデータの交信を行うため、タグをリーダ／ライタから離した状態でも通信可能であることから、様々な用途、例えば、図書館における書籍の管理等に利用されている（例えば、特開平１０−２７５１８３号公報）。
【０００４】
このＲＦＩＤシステムに用いるアンテナ、特にタグのアンテナとして、安価で優れた性能を有する平板の渦巻き状のアンテナコイルが用いられる。この平板の渦巻き状のアンテナコイルは、例えば、基材に堆積したアルミニウム箔や銅箔等の金属箔をエッチングにより除去して形成したもの等が知られており、この平板の渦巻き状のアンテナコイルを備えるタグをファイルの表紙や裏表紙等に取り付け、リーダ／ライタでＩＣチップに記憶された情報を読み取ることによりファイルを効率的に管理することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２７５１８３号公報（第３−６頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記平板の渦巻き状のアンテナコイルでは、コイル軸が基材を貫通する方向に生じるため、例えば、該アンテナコイルを備えるＲＦＩＤタグを表紙又は裏表紙に取り付けたファイルを整列した場合、相隣り合うタグのアンテナコイル同士が相互に干渉して作動距離が極めて短くなり、時には全く作動しなくなる場合がある。
【０００７】
タグのアンテナコイル同士の相互干渉を抑制する方法として、ＲＦＩＤタグをファイルの背表紙に取り付ける方法もある。この方法の場合、コイル軸が背表紙の面に直交する方向を向くため、隣り合うタグの磁束が鎖交しにくくなるが、ファイルが薄い場合にはアンテナコイルの面積が小さくなり、その結果、作動距離が短くなってしまう。また、この方法でもタグが近接すると相互干渉を抑制できなくなり、タグの位置関係によっては作動距離が極めて短くなり、時には全く作動しなくなるという問題がある。
【０００８】
このように、ＲＦＩＤシステムは多くの情報を記憶することができ、非接触でデータの交信ができることから物品の管理手段として有効であるが、一方、タグ同士の干渉が起こりやすく、相互干渉を有効に防止することができるアンテナ構造の提案が望まれている。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、ファイル、クリアーホルダー、バインダー等の整列して保管される物品を管理する場合でも、アンテナの相互干渉を抑制して十分な作動距離を確保することができるＲＦＩＤシステム及び該システムにおけるアンテナの構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のＲＦＩＤタグは、板状の軟磁性部材を含む磁芯に、その磁気的軸が前記磁芯の面に平行になるように導体パターンを配置したアンテナを備えるものである。
【００１１】
また、本発明のＲＦＩＤタグは、板状の軟磁性部材を含む磁芯と、少なくとも渦巻き状のアンテナコイルがパターン形成されたフレキシブルな基材とを含み、前記基材が前記磁芯の一辺の少なくとも一部を囲むように折り返して配設されているものである。
【００１２】
本発明においては、前記基材は、前記アンテナコイルの中心を通る線からずれた位置で折り返されている構成とすることができ、前記アンテナコイルは、矩形状の前記基材を２つ折りした場合に、折り返し線に対して線対称とならない形状で形成されている構成とすることもできる。
【００１３】
また、本発明においては、前記磁芯は、板状又は箔状の金属部材の表裏の全面又は一部に、前記板状の軟磁性部材が配設されて構成される。その場合に、前記金属部材と前記軟磁性部材とは、前記金属部材による前記ＲＦＩＤタグの共振周波数の増加と、前記軟磁性部材による前記ＲＦＩＤタグの共振周波数の減少とが相殺するように、各々の面積又は厚さが規定されているが好ましく、前記金属部材の表裏の一部に前記軟磁性部材が配設された場合、前記軟磁性部材が配設されない露出部に、前記軟磁性部材と略等しい厚さのスペーサが配設されている構成とすることもできる。
【００１４】
また、本発明においては、前記基材に、コンデンサが形成、又は、内部に静電容量を持つＩＣチップが配設され、前記コンデンサ又は前記ＩＣチップと、前記アンテナコイルとで共振回路が構成されているものとすることができ、前記基材はプラスチックフィルムであり、前記アンテナコイルと前記コンデンサとは、前記プラスチックフィルム上の導体をエッチングして形成された既成のフィルムタグとすることもできる。
【００１５】
また、本発明のＲＦＩＤシステムは、記載のＲＦＩＤタグが、整列して保管される物品の整列方向の面の略同一位置に各々取り付けられ、前記物品を整列した状態で前記ＲＦＩＤタグに記録された情報の読み取りが行われるものである。
【００１６】
本発明においては、前記物品は、ファイル、クリアーホルダー、バインダーのいずれかであることことが好ましい。
【００１７】
このように、本発明によれば、板状の軟磁性材を含む磁芯に、その磁気的軸が磁芯の面に平行になるように導体パターンを配置した構造、特に、平板の渦巻き状の導体パターンが形成されたフレキシブルな基材を折り返して、板状の軟磁性材を含む磁芯の一辺を囲んだ構造のアンテナコイルを備えるＲＦＩＤタグを用い、例えば、ファイル、クリアーホルダー、バインダー等の表紙や裏表紙の所定の位置に上記ＲＦＩＤタグを取り付けることにより、タグ同士の相互干渉を抑制して十分な作動距離を確保することができる。また、平板の渦巻き状の導体パターンが形成されたフレキシブルな基材の折り返しに際して、折り返し位置を導体パターンの中心線からずらすことにより、磁芯の表裏面で導体パターンの形状を変え、これにより隣り合うタグのアンテナコイル間の相互干渉を更に抑制することができる。更に、軟磁性材による共振周波数の低下と金属部材による共振周波数の増加とを相殺するような面積又は厚さの板状の軟磁性部材を、板状又は箔状の金属部材の両面に配設した磁芯を用いることにより、共振周波数の変動を抑制することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図１乃至図８を参照して説明する。図１は、本発明のＲＦＩＤタグの使用形態を模式的に示す図であり、図２乃至図８は、ＲＦＩＤタグのアンテナ構造を模式的に示す図である。なお、本発明の構造はＲＦＩＤタグ又はＲＦＩＤリーダ／ライタのいずれのアンテナに対しても適用することができるが、以下の説明では、ＲＦＩＤタグに本発明のアンテナ構造を適用した場合について説明する。また、以下の説明で示す「平板の渦巻き状のコイル」とは、単体では殆ど平な面に形成された単一のループ又は２回以上巻回された渦巻きを有するコイルを意味するものとする。
【００１９】
従来技術で示したように、ファイルやクリアーホルダー、バインダー等の整列して保管される物品（以下、ファイルとして説明する。）を管理する方法として、平板の渦巻き状のアンテナコイルを備えるＲＦＩＤタグをファイルの表紙や背表紙の所定の位置に取り付け、ファイルを書棚等に整列した状態でリーダ／ライタのアンテナをかざしてＲＦＩＤタグのＩＣチップに記憶された情報を読み取る方法が考えられる。しかしながら、この方法では、アンテナコイルのコイル軸が表紙（又は裏表紙）を貫通する方向を向くため、隣り合うタグのアンテナコイル同士が干渉してしまい、作動距離が著しく低下するという問題がある。
【００２０】
この相互作用を抑制するためには、アンテナコイルの磁気的軸がファイルの表紙や背表紙の面に対して平行になるようにすればよく、例えば、板状の磁芯に導線を巻回してＲＦＩＤタグを製作し、そのＲＦＩＤタグを磁芯面とファイルの表紙や背表紙の面とが平行になるように取り付ける方法が考えられる。しかしながら、この方法では板状の磁芯に導体を巻回する作業が必要なため、ＲＦＩＤタグを安価に製造することができないという問題がある。
【００２１】
そこで、本発明では、安価に製造される平板の渦巻き状のアンテナコイルを利用することにより上記問題の解決を図っている。具体的には、図２（ａ）に示すようなプラスチックフィルム等のフレキシブルな基材２上に形成された渦巻き状のアンテナコイル３（図ではアンテナコイル３のみを記載しているが、基材２上にアンテナコイル３に接続されて共振回路を構成するコンデンサ（図示せず）やＩＣチップ（図示せず）が形成又は配設されていることが好ましい。以下では基材２に共振回路が形成されているものとして説明する。）を物品にそのまま取り付けるのではなく、図２（ｂ）に示すように、基材２を所定の位置（図ではアンテナコイル３の中心を通る線）で折り返して板状の軟磁性部材４の一辺を囲むように配設したＲＦＩＤタグ１を製作する。
【００２２】
そして、図１に示すように、このＲＦＩＤタグ１をファイル７等の表紙又は裏表紙の所定の位置に所定の向きで取り付けることにより、アンテナコイル３の磁気的軸がファイル７の表紙又は裏表紙の面に対して平行、かつ、ファイル７の背表紙に対して直交するように設定することができ、安価に製造されるアンテナコイル３を利用して、隣り合うタグ同士の干渉を抑制し、十分な作動距離を確保することができるファイル管理システムを実現することができる。
【００２３】
なお、図１及び図２の構造は例示であり、ＲＦＩＤタグ１を取り付ける物品の種類、形状、大きさ、取り付け位置、基材２の形状、アンテナコイル３の形状、巻数、形成位置、軟磁性部材４の形状、大きさ等は図の構成に限定されない。また、軟磁性部材４の厚さ、材料は特に限定されないが、厚さ０．１ｍｍ〜２ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの磁性金属のフレークを含む複合材が好適である。
【００２４】
図２の構造は本発明のＲＦＩＤタグ１の基本構造であり、ファイル７が厚い場合にはタグ同士の相互干渉を抑制して十分な作動距離を確保することができるが、ファイル７が薄い場合には、図２（ｃ）に示すように隣り合うＲＦＩＤタグ１のアンテナコイル３が近接するために相互干渉により共振周波数が変化する。その場合には、例えば、図３に示すように、基材２の折り返し位置をアンテナコイル３の中心線からずらすことにより、軟磁性部材４の表裏でアンテナコイル３の形状を変え、これにより相隣り合うＲＦＩＤタグ１のアンテナコイル３の相互干渉を抑制することができる。なお、図３においても、基材２の形状、アンテナコイル３の形状、巻数、形成位置、軟磁性部材４の形状、大きさ等は図の構成に限定されず、折り返し位置の中心線からのずれ量も相互干渉の程度や作動距離等を勘案して適宜設定することができる。
【００２５】
また、ＲＦＩＤタグ１は軟磁性部材４によって共振周波数が低くなるため、例えば、基材２として既成のフィルムタグを用いる場合は軟磁性部材４を磁芯にすることによって共振周波数が所望の周波数からずれてしまい、また、複数のＲＦＩＤタグ１を用いる場合にはその数や位置関係によって各々のＲＦＩＤタグ１の共振周波数が変化してしまい、作動距離を低下させる要因となる。この場合は、磁芯を板状又は箔状の金属部材の両面に板状の軟磁性部材を配置した構造とすることにより上記問題を回避することができる。すなわち、金属部材はＲＦＩＤタグ１の共振周波数を高くする効果があり、軟磁性部材はＲＦＩＤタグ１の共振周波数を低くする効果があることから、金属部材と軟磁性部材とを所定の形状、厚さで組み合わせればその効果を相殺することができる。
【００２６】
例えば、図４に示すように、板状又は箔状の金属部材５の表裏面の全面又は一部に軟磁性部材４を設置する（図では、金属部材５よりも小さいサイズの軟磁性部材４を配設する場合を示している。）。これにより、アンテナコイル３は金属部材５と軟磁性部材４の双方の影響を受ける。そして、金属部材５と軟磁性部材４のサイズを調整する（例えば、共振周波数が高いときは軟磁性部材４を大きくする）ことにより、ＲＦＩＤタグ１の共振周波数の変動を相殺することができる。また、磁芯に金属部材５を使用することにより、金属部材５よりも遠方に配置されたＲＦＩＤタグ１の影響を遮蔽することもでき、ＲＦＩＤタグ１が取り付けられたファイル７を整列して管理する場合であってもＲＦＩＤタグ１同士の干渉を抑制して作動距離の低下を抑制することができる。
【００２７】
なお、図４では基材２をアンテナコイル３の中心線からずらした位置で折り返しているが、図２に示す構造に対して図４の金属部材５と軟磁性部材４とからなる磁芯を適用することもできる。また、金属部材５よりも小さいサイズの軟磁性部材４を設置する場合には金属部材５が露出する部分で磁芯に凹凸が生じ、ＲＦＩＤタグ１が固定しにくくなる場合も考えられる。そこで、図４では、金属部材５が露出する部分に軟磁性部材４と同じ厚さのスペーサ６を配置しているが、このスペーサ６は必ずしも必要ではなく省略することもできる。また、金属部材５の材料は特に限定されないが、アルミまたは銅の板または箔が好適であり、金属の厚さは市販されている最も薄い箔（８μｍ）あれば充分であるが取り扱いの容易さ、ＲＦＩＤタグ１の強度または剛性を得るため０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の板を用いることも推奨できる。
【００２８】
また、図４では、金属部材５や軟磁性部材４を矩形形状としているが、その形状は特に限定されず、金属部材５の面積と軟磁性部材４の面積との比率が共振周波数の変化を相殺するように設定されていればよく、例えば、図５に示すように軟磁性部材４を台形状にしたり、図６に示すように軟磁性部材４を階段状にすることもできる。また、軟磁性部材４の厚さによっても共振周波数の低下量が変化するため、軟磁性部材４の形状を変える代わりに、又は形状を変えると共に、図７に示すように部分的に厚みを変えた軟磁性部材（ここでは薄い軟磁性部材４ａ）を配設する構造とすることもできる。
【００２９】
また、図２乃至図７では、矩形状のアンテナコイル３を形成した基材２を用いる構成としたが、アンテナコイル３の形状も特に限定されず、円形、楕円形、台形、平行四辺形等、任意の形状とすることができる。特に、本発明では、隣り合うＲＦＩＤタグ１のアンテナコイル３の位置がずれた方が相互干渉を抑制できることから、例えば、図８（ａ）に示すように矩形状の基材２上に平行四辺形のアンテナコイル３を形成し、折り返した状態で、図８（ｂ）に示すように、各々の側のアンテナコイル３が異なる形状となるような構成とすることもできる。
【００３０】
このように、プラスチックフィルム等のフレキシブルな基材２に貼られた金属箔をエッチングするなどして形成された渦巻き状のアンテナパターン３を、軟磁性部材４又は金属部材５の両面に軟磁性部材４を配設した磁心の一辺を囲むように折り返してＲＦＩＤタグ１を形成し、このＲＦＩＤタグ１をファイル、クリアーホルダー、バインダー等の表紙や裏表紙に取り付けることにより、大量に製造され安価に提供される既存のフィルムタグを利用してファイル等の管理に適したＲＦＩＤシステムを構築することができる。
【００３１】
また、磁芯の表裏面でアンテナコイル３の形状が異なるように折り返し位置を設定することにより、隣り合うＲＦＩＤタグ１同士の相互干渉を抑制することができる。また、板状又は箔状の金属部材５の表裏の全面又は一部に軟磁性部材４を配置して磁芯を形成し、金属部材５と軟磁性部材４の面積との比率や厚さを共振周波数の変動を相殺するように設定することにより、作動距離の低下を抑制することができると共に、金属部材５により他のＲＦＩＤタグ１の影響を遮断することができる。
【００３２】
【実施例】
上記した本発明の実施の形態に係る構造のアンテナを備えるＲＦＩＤタグの効果を確認するために、各種形状のアンテナを備えるＲＦＩＤタグを製作し、その作動距離や共振周波数を測定した。その実験の内容及び結果について以下に詳述する。
【００３３】
［実施例１］
４０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのアルミ板の両面に、４０ｍｍ×３５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、及び３０ｍｍ×３５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの複合材を配置して磁芯を形成し、アンテナパターン３の外形寸法が４５ｍｍ×４５ｍｍ、巻数１０回の市販のフィルムタグを折り返して磁芯を挟み込み、図３に示すような構造のＲＦＩＤタグ１を６つ製作し、各々のＲＦＩＤタグ１の作動距離及び複数のＲＦＩＤタグ１を重ね合わせた場合の作動距離を測定した。また、比較例１として、同様の形状のＲＦＩＤタグ１を折り返さない状態とし、各々のＲＦＩＤタグ１の作動距離及び複数のＲＦＩＤタグ１を重ね合わせた場合の作動距離を測定した。各々のＲＦＩＤタグ１の作動距離を表１に、複数のＲＦＩＤタグ１を重ね合わせた場合の作動距離を表２に示す。なお、表２では複数のタグの全てが読み取れる位置を作動距離としている。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【表２】

【００３６】
表１より、実施例１ではタグを折り返して使用しているためにアンテナの実効的な面積が小さくなり、比較例１に比べて作動距離が小さいが、表２より、複数のタグを重ねた場合、既成のフィルムタグを重ねただけでは隣り合うタグ同士の干渉により読み取りができないのに対して、実施例１では磁気的軸が磁芯の面方向を向くために隣り合うタグの影響を受けにくくなり、十分な作動距離が確保されていることが分かる。
【００３７】
［実施例２］
５０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのアルミ板の両面に、５０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、及び５０ｍｍ×５５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの複合材を配置して磁芯を形成し、アンテナパターン３の外形寸法が４５ｍｍ×７５ｍｍ、巻数７回の市販のフィルムタグを折り返して磁芯を挟み込み、実施例１と同様に図３に示すような構造のＲＦＩＤタグ１を６つ製作し、各々のタグの作動距離及び複数のＲＦＩＤタグ１を重ね合わせた場合の作動距離を測定した。また、比較例２として、同様の形状のＲＦＩＤタグ１を折り返さない状態とし、各々のＲＦＩＤタグ１の作動距離及び複数のＲＦＩＤタグ１を重ね合わせた場合の作動距離を測定した。各々のＲＦＩＤタグ１の作動距離を表３に、複数のＲＦＩＤタグ１を重ね合わせた場合の作動距離を表４に示す。
【００３８】
【表３】

【００３９】
【表４】

【００４０】
第１の実施例と同様に、実施例２ではタグを折り返しているためにアンテナの実効的な面積が小さくなり、比較例２に比べて作動距離が小さいが、表４より、複数のタグを重ねた場合、既成のフィルムタグを重ねただけでは隣り合うタグ同士の干渉により読み取りができないのに対して、実施例２では磁気的軸が磁芯の面方向を向くために隣接するタグの影響を受けにくくなり、本実施例の形状でも十分な作動距離が確保されていることが分かる。
【００４１】
［実施例３］
３５ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのアルミ板の両面に、３５ｍｍ×２５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの複合材を配置して磁芯を形成し、アンテナパターン３の外形寸法が３８ｍｍ×２２ｍｍ、巻数８回の市販のフィルムタグを折り返して磁芯を挟み込み、実施例１と同様に図３に示すような構造のＲＦＩＤタグ１を６つ製作し、複数のタグを直接又は厚さ０．６４ｍｍの厚紙を介して重ね合わせた場合の共振周波数及び作動距離を測定した。各々のタグの共振周波数及び作動距離を表５に、複数のタグを重ね合わせた場合の共振周波数及び作動距離を表６に示す。なお、表６の最上行はタグの組み合わせを示しており、例えば、「１〜３」は、Ｎｏ．１のタグからＮｏ．３のタグの３つのタグを重ね合わせていることを示している。また、左から２番目の列は厚紙のあり／なしを示しており、例えば、「０．６４」の行は各々のタグの間にそれぞれ０．６４ｍｍの厚さの厚紙を挟み込んでいることを示している。
【００４２】
【表５】

【００４３】
【表６】

【００４４】
表５より、アンテナコイル３の寸法が小さくても軟磁性部材４を磁芯として用いることにより十分な作動距離が得られることが分かる。また、表６より、金属部材５を用いることにより、複数のタグを重ねた場合でも共振周波数の変動が抑制されることが分かる。
【００４５】
［実施例４］
４０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのアルミ板の両面に、４０ｍｍ×３５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、及び３０ｍｍ×３５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの複合材を各々配置して磁芯を形成し、アンテナパターン３の外形寸法が４５ｍｍ×４５ｍｍ、巻数１０回の市販のフィルムタグを折り返して磁芯を挟み込み、実施例１と同様に図３に示すような構造のＲＦＩＤタグ１を６つ製作し、各々のタグの共振周波数及び作動距離、複数のタグを直接又は厚さ０．６４ｍｍの厚紙を介して重ね合わせた場合の共振周波数及び作動距離を測定した。各々のタグの共振周波数及び作動距離を表７に、複数のタグを重ね合わせた場合の共振周波数及び作動距離を表８に示す。
【００４６】
【表７】

【００４７】
【表８】

【００４８】
表７及び表８より、金属部材５を用いることにより、複数のタグを重ねた場合でも共振周波数の変動が抑制されていることが分かる。また、本実施例では、タグを直接重ね合わせても十分な作動距離を確保することができると共に、タグの間に厚さ０．６４ｍｍ程度の厚紙を挟み込むだけで全体的に作動距離が改善される傾向を示しており、実際の利用形態では十分な作動距離が確保できることが予想される。
【００４９】
［実施例５］
５０ｍｍ×９０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのアルミ板の両面に、５０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、及び５０ｍｍ×５５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの複合材を各々配置して磁芯を形成し、アンテナパターン３の外形寸法が４５ｍｍ×７５ｍｍ、巻数７回の市販のフィルムタグを折り返して磁芯を挟み込み、実施例１と同様に図３に示すような構造のＲＦＩＤタグ１を６つ製作し、各々のタグの共振周波数及び作動距離、複数のタグを直接又は厚さ０．６４ｍｍの厚紙を介して重ね合わせた場合の共振周波数及び作動距離を測定した。各々のタグの共振周波数及び作動距離を表９に、複数のタグを重ね合わせた場合の共振周波数及び作動距離を表１０に示す。
【００５０】
【表９】

【００５１】
【表１０】

【００５２】
表９及び表１０より、第３及び第４の実施例と同様に、金属部材５を用いることにより、複数のタグを重ねた場合でも共振周波数の変動が抑制されていることが分かる。なお、実施例３ではタグを重ね合わせることにより共振周波数が増減しているのに対して、実施例５では全て減少している。これは、アンテナコイル３の面積が小さいほど重ね合わせの位置関係により金属部材５と軟磁性部材４の影響にばらつきが生じやすいためと考えられる。また、第４の実施例では厚紙あり／なしに関わらず、良好な作動距離が得られたが、実施例３及び実施例５では重ね合わせる枚数が多くなると作動しなくなる場合がある。これは、アンテナコイル３と軟磁性部材４と金属部材５の大きさや位置関係によって干渉の様子が大きく変動するためと考えられる。従って、良好な作動距離を確保するためには、これらの大きさや位置関係を十分に考慮する必要がある。
【００５３】
なお、上記各実施例では、アンテナコイルとコンデンサとＩＣとが実装されている市販のフィルムタグを用いたが、コンデンサやＩＣは基材４上に実装されていても実装されていなくてもよい。また、上記実施形態及び実施例では、本発明のアンテナ構造をＲＦＩＤタグに適用した場合について記載したが、ＲＦＩＤシステムのリーダ／ライタ用のアンテナや他のシステムのアンテナに対しても同様に適用することができる。また、上記実施形態では、本発明のＲＦＩＤタグをファイルやクリアーホルダー、バインダー等に取り付ける場合について説明したが、本発明は整列した状態で保管される任意の物品、例えば、書籍、レンタルＣＤやＤＶＤ等に対しても同様に適用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＲＦＩＤシステム及び該システムにおけるアンテナの構造によれば下記記載の効果を奏する。
【００５５】
本発明の第１の効果は、本発明のアンテナ構造を備えるタグをファイルやクリアーホルダー、バインダー等に取り付ける形態においても、十分な作動距離を確保することができるということである。
【００５６】
その理由は、渦巻き状のアンテナコイルが形成されたプラスチックフィルム等のフレキシブルな基材を折り返して、板状の軟磁性部材からなる磁芯、又は板状又は箔状の金属部材の両面に板状の軟磁性部材を配置した磁芯の一辺を囲むことによりＲＦＩＤタグを形成し、そのタグをファイルの表紙や裏表紙等の取り付けることにより、アンテナコイルの磁気的軸をファイルの面に平行にし、隣り合うタグの相互干渉を抑制することができるからである。
【００５７】
また、本発明の第２の効果は、ファイル等を管理するためのＲＦＩＤシステムのタグを安価に製造することができるということである。
【００５８】
その理由は、磁芯の周りに導線を巻回してアンテナコイルを形成するのではなく、プラスチックフィルム等のフレキシブルな基材にエッチング等によって導体パターンが形成された既存のタグを、磁芯の一辺を囲むように折り返して使用しているからである。
【００５９】
また、本発明の第３の効果は、共振周波数の変動や隣接するタグとの相互作用を抑制することができるということである。
【００６０】
その理由は、磁芯の表裏でアンテナコイルの形状が異なるように基材を折り返すことにより、アンテナコイル同士が近接しないようにすることができるからである。また、金属部材の表裏の全面又は一部に軟磁性部材を配置して磁芯を構成し、かつ、金属部材と軟磁性部材の面積の比率や厚さを調整することにより、共振周波数の変動を相殺することができるからである。更に、磁芯の一部に金属部材を用いることにより、離れた位置のタグの影響を遮断することができるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグの使用形態を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグの構造を模式的に示す図であり、（ａ）はアンテナコイルの構造、（ｂ）はアンテナコイルを対称に折り返して形成したタグの構造、（ｃ）はそのＡ−Ａ′断面の構造を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグの構造を模式的に示す図であり、（ａ）はアンテナコイルの構造、（ｂ）はアンテナコイルを非対称に折り返して形成したタグの構造、（ｃ）はそのＢ−Ｂ′断面の構造を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグの構造を模式的に示す上面図、正面図、下面図、側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグのバリエーションを示す平面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグのバリエーションを示す平面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグのバリエーションを示す側断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグのバリエーションを示す平面図である。
【符号の説明】
１ＲＦＩＤタグ
２基材
３アンテナコイル
４軟磁性部材
４ａ薄い軟磁性部材
５金属部材
６スペーサ
７ファイル

Claims

板状の軟磁性部材を含む磁芯に、その磁気的軸が前記磁芯の面に平行になるように導体パターンを配置したアンテナを備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
板状の軟磁性部材を含む磁芯と、少なくとも渦巻き状のアンテナコイルがパターン形成されたフレキシブルな基材とを含み、
前記基材が前記磁芯の一辺の少なくとも一部を囲むように折り返して配設されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
前記基材は、前記アンテナコイルの中心を通る線からずれた位置で折り返されていることを特徴とする請求項２記載のＲＦＩＤタグ。
前記アンテナコイルは、矩形状の前記基材を２つ折りした場合に、折り返し線に対して線対称とならない形状で形成されていることを特徴とする請求項２記載のＲＦＩＤタグ。
前記磁芯は、板状又は箔状の金属部材の表裏の全面又は一部に、前記板状の軟磁性部材が配設されて構成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグ。
前記金属部材と前記軟磁性部材とは、前記金属部材による前記ＲＦＩＤタグの共振周波数の増加と、前記軟磁性部材による前記ＲＦＩＤタグの共振周波数の減少とが相殺するように、各々の面積又は厚さが規定されていることを特徴とする請求項５記載のＲＦＩＤタグ。
前記金属部材の表裏の一部に前記軟磁性部材が配設された場合、前記軟磁性部材が配設されない露出部に、前記軟磁性部材と略等しい厚さのスペーサが配設されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のＲＦＩＤタグ。
前記基材に、コンデンサが形成、又は、内部に静電容量を持つＩＣチップが配設され、前記コンデンサ又は前記ＩＣチップと、前記アンテナコイルとで共振回路が構成されていることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグ。
前記基材はプラスチックフィルムであり、前記アンテナコイルと前記コンデンサとは、前記プラスチックフィルム上の導体をエッチングして形成されたものであることを特徴とする請求項８記載のＲＦＩＤタグ。
請求項１乃至９のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグが、整列して保管される物品の整列方向の面の略同一位置に各々取り付けられ、前記物品を整列した状態で前記ＲＦＩＤタグに記録された情報の読み取りが行われることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
前記物品は、ファイル、クリアーホルダー、バインダーのいずれかであることを特徴とする請求項１０記載のＲＦＩＤシステム。