JP2007213299A - Holder for rfid tag, rfid tag, and rfid device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、RFIDタグ用ホルダー、RFIDタグ及びRFID装置に関する。 The present invention relates to an RFID tag holder, an RFID tag, and an RFID device.
近年、通信の様々な場面において、RFID(Radio Frequency Identification)によって通信を行うRFIDタグが利用されている。RFID(Radio Frequency Identification)とは、無線通信を利用し非接触による書き込みと読み込みを行う自動認識技術を利用した技術、またはそれを使った製品、システムをいう。そして、例えば数ミリから数センチほどのRFタグにデータを記録して、そのデータを入出力装置(リーダ/ライタ)からの電波(無線通信信号)で読み込んだり、書き込んだりすることができる。今日では、交通カードや、電子マネーなどのICカードに使われているのをはじめ、商品などのモノに付けて、トレーサビリティシステムや物品管理などにも使われはじめている。 In recent years, RFID tags that perform communication using RFID (Radio Frequency Identification) have been used in various communication situations. RFID (Radio Frequency Identification) refers to a technology using an automatic recognition technology that performs non-contact writing and reading using wireless communication, or a product or system using the same. For example, data can be recorded on an RF tag of several millimeters to several centimeters, and the data can be read or written by radio waves (wireless communication signals) from an input / output device (reader / writer). Nowadays, it is used for IC cards such as transportation cards and electronic money, and is also used for traceability systems and goods management in addition to goods.
このようなRFIDタグにおいては、チップ及びアンテナで構成されたICインレットの性能によって、入出力機器との最大通信距離が決まる。一般に、ICインレットの入出力機器に対する最大通信距離は、適正な範囲内であれば、長ければ長いほど好ましい。
そこで、最大通信距離を延ばすために、ICインレットに設けられたアンテナを大型化したり、又はICインレットに設けられたチップの消費電力を抑制したりすることが考えられる。
また、RFIDタグの最大通信距離を延ばす方法として、以下の方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。すなわち、RFIDタグを保持するホルダーを非金属製コンテナの壁面に設け、ホルダーによって保持されたRFIDタグの背面に、電波を反射する反射部材を設ける。そして、入出力装置からの電波だけでなく、反射部材からの反射波をRFIDタグが受信することにより、通信距離を延ばすことができる。
Therefore, in order to extend the maximum communication distance, it is conceivable to increase the size of the antenna provided in the IC inlet or to suppress the power consumption of the chip provided in the IC inlet.
Moreover, the following method is proposed as a method of extending the maximum communication distance of an RFID tag (for example, refer patent document 1). That is, a holder for holding the RFID tag is provided on the wall surface of the non-metallic container, and a reflection member for reflecting radio waves is provided on the back surface of the RFID tag held by the holder. The RFID tag receives not only the radio wave from the input / output device but also the reflected wave from the reflecting member, so that the communication distance can be extended.
しかしながら、上記のようにアンテナを大型化すると、ICインレット全体が大型化してしまうだけでなく、ICインレットのコストが増大してしまう。さらに、上記のようにチップの消費電力を抑制しようとすると、チップの再開発が必要となるため、新たなコストと開発時間が必要となってしまう。
また、特許文献1に記載の方法では、既存のICインレットを使用することができるものの、RFIDタグのアンテナと反射部材との間に、搬送波長に応じた間隔(約10mmから約30mm)が必要となり、全体の厚さ寸法が大きくなってしまうという問題がある。
However, increasing the size of the antenna as described above not only increases the size of the entire IC inlet, but also increases the cost of the IC inlet. Furthermore, if it is attempted to reduce the power consumption of the chip as described above, it is necessary to redevelop the chip, which requires new costs and development time.
Moreover, although the existing IC inlet can be used in the method described in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成によって、既存のアンテナを使用しつつ、RFIDタグの最大通信距離を確実に延ばすことができ、さらに小型化を容易にすることができるRFIDタグ用ホルダー、RFIDタグ及びRFID装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances. With a simple configuration, the maximum communication distance of the RFID tag can be reliably extended while using an existing antenna, and further downsizing can be easily performed. It is an object of the present invention to provide an RFID tag holder, an RFID tag, and an RFID device that can be used.
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明に係るRFIDタグ用ホルダーは、電波を受信するアンテナと、このアンテナに接続されたチップとを有するRFIDタグを着脱可能に保持するRFIDタグ用ホルダーであって、前記RFIDタグを保持するホルダー本体部と、このホルダー本体部に設けられた非励振素子と、を備え、前記ホルダー本体部によって前記RFIDタグが保持された状態で、前記アンテナと前記非励振素子とが略同一平面上に配されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following means.
An RFID tag holder according to the present invention is an RFID tag holder that detachably holds an RFID tag having an antenna for receiving radio waves and a chip connected to the antenna, the holder for holding the RFID tag A main body portion and a non-excitation element provided on the holder main body portion, and the antenna and the non-excitation element are arranged on substantially the same plane in a state where the RFID tag is held by the holder main body portion. It is characterized by being.
この発明に係るRFIDタグ用ホルダーにおいては、ホルダー本体部によってRFIDタグが保持された状態で、アンテナにより、入出力機器から放射された電波が受信され、この電波から電力が取り出される。このとき、入出力機器から放射された電波の一部は、アンテナに直接到達し、他の一部は、アンテナと略同一平面上に配された非励振素子に到達する。そして、非励振素子に到達した電波は、非励振素子によって再放射されて、その再放射された電波の一部がアンテナに到達する。そのため、入出力機器から放射された直接の電波だけでなく、より多くの電波がアンテナによって受信される。
これにより、受信した電波からより多くの電力を取り出すことができ、アンテナが設けられた平面に直交する方向のアンテナ利得を増大させることができる。また、非励振素子がアンテナと略同一平面上に配されることから、厚さ寸法を小さくすることができる。
In the RFID tag holder according to the present invention, the radio wave radiated from the input / output device is received by the antenna while the RFID tag is held by the holder body, and the electric power is extracted from the radio wave. At this time, a part of the radio wave radiated from the input / output device directly reaches the antenna, and the other part reaches a non-excitation element arranged on substantially the same plane as the antenna. Then, the radio wave that has reached the non-excitation element is re-radiated by the non-excitation element, and a part of the re-radiated radio wave reaches the antenna. Therefore, not only the direct radio waves radiated from the input / output device but also more radio waves are received by the antenna.
As a result, more power can be extracted from the received radio wave, and the antenna gain in the direction orthogonal to the plane on which the antenna is provided can be increased. In addition, since the non-excitation element is disposed on substantially the same plane as the antenna, the thickness dimension can be reduced.
また、本発明に係るRFIDタグ用ホルダーは、前記ホルダー本体部によって前記RFIDタグが保持された状態で、前記非励振素子が、前記アンテナが設けられた前記RFIDタグの同一平面に、又は、前記アンテナが設けられた前記RFIDタグの同一平面のうち前記アンテナが設けられていない差分領域から、この差分領域に直交する方向に平行移動した位置に配されることを特徴とする。 Further, the RFID tag holder according to the present invention is the state where the RFID tag is held by the holder main body, and the non-excitation element is on the same plane of the RFID tag provided with the antenna, or In the same plane of the RFID tag provided with an antenna, the RFID tag is arranged at a position translated from a difference area where the antenna is not provided in a direction orthogonal to the difference area.
この発明に係るRFIDタグ用ホルダーにおいては、ホルダー本体部によってRFIDタグが保持された状態で、非励振素子が、アンテナが設けられたRFIDタグの同一平面に、又は、差分領域に直交する方向に平行移動した位置に配されることから、平面に直交する方向のアンテナ利得を確実に増大させることができる。 In the RFID tag holder according to the present invention, in a state where the RFID tag is held by the holder main body, the non-excitation element is in the same plane of the RFID tag provided with the antenna or in a direction orthogonal to the difference region. The antenna gain in the direction orthogonal to the plane can be surely increased because it is arranged at the position moved in parallel.
また、本発明に係るRFIDタグ用ホルダーは、前記アンテナ及び前記非励振素子が長尺状に形成されており、前記ホルダー本体部によって前記RFIDタグが保持された状態で、前記アンテナ及び前記非励振素子が、それぞれの長さ方向が平行になるように配されるとともに、前記非励振素子が、前記アンテナの長さ方向の中心点を通り、かつ前記アンテナの長さ方向に直交する方向に延びる仮想線上に配されることを特徴とする。 In the RFID tag holder according to the present invention, the antenna and the non-excitation element are formed in a long shape, and the antenna and the non-excitation are in a state where the RFID tag is held by the holder main body. The elements are arranged such that their length directions are parallel to each other, and the non-excitation element extends in a direction that passes through a center point in the length direction of the antenna and is orthogonal to the length direction of the antenna. It is arranged on a virtual line.
この発明に係るRFIDタグ用ホルダーにおいては、ホルダー本体部によってRFIDタグが保持された状態で、アンテナ及び前記非励振素子が、それぞれの長さ方向が平行になるように配される。また、非励振素子が、アンテナの長さ方向の中心点を通り、かつアンテナの長さ方向に直交する方向に延びる仮想線上に配されることから、非励振素子から再放射された電波をアンテナに効率よく到達させることができる。そのため、通信距離を確実に伸ばすことができる。 In the RFID tag holder according to the present invention, the antenna and the non-excitation element are arranged in parallel with each other in the length direction while the RFID tag is held by the holder body. In addition, since the non-excitation element is arranged on a virtual line passing through the center point in the length direction of the antenna and extending in a direction orthogonal to the length direction of the antenna, the radio wave re-radiated from the non-excitation element is Can be achieved efficiently. Therefore, the communication distance can be reliably extended.
また、本発明に係るRFIDタグ用ホルダーは、前記アンテナ及び前記非励振素子が長尺状に形成されており、前記ホルダー本体部によって前記RFIDタグが保持された状態で、前記アンテナ及び前記非励振素子が、それぞれの長さ方向が平行になるように配されるとともに、前記アンテナと前記非励振素子との設置間隔が、搬送波長λの0.08λ以上0.6λ以下に設定されることを特徴とする。 In the RFID tag holder according to the present invention, the antenna and the non-excitation element are formed in a long shape, and the antenna and the non-excitation are in a state where the RFID tag is held by the holder main body. The elements are arranged so that their length directions are parallel to each other, and the installation interval between the antenna and the non-excitation element is set to 0.08λ or more and 0.6λ or less of the carrier wavelength λ. Features.
この発明に係るRFIDタグ用ホルダーにおいては、ホルダー本体部によってRFIDタグが保持された状態で、アンテナ及び前記非励振素子が、それぞれの長さ方向が平行になるように配される。また、アンテナと非励振素子との設置間隔が、搬送波長λの0.08λ以上0.6λ以下に設定されることから、平面に直交する方向のアンテナ利得を確実に増大させることができる。 In the RFID tag holder according to the present invention, the antenna and the non-excitation element are arranged in parallel with each other in the length direction while the RFID tag is held by the holder body. Further, since the installation interval between the antenna and the non-excitation element is set to 0.08λ or more and 0.6λ or less of the carrier wavelength λ, the antenna gain in the direction orthogonal to the plane can be reliably increased.
また、本発明に係るRFIDタグ用ホルダーは、前記アンテナ及び前記非励振素子が長尺状に形成されており、前記ホルダー本体部によって前記RFIDタグが保持された状態で、前記アンテナ及び前記非励振素子が、それぞれの長さ方向が平行になるように配され、前記非励振素子の長さ寸法が、搬送波長λの0.5λ以上に設定されていることを特徴とする。 In the RFID tag holder according to the present invention, the antenna and the non-excitation element are formed in a long shape, and the antenna and the non-excitation are in a state where the RFID tag is held by the holder main body. The elements are arranged so that their length directions are parallel to each other, and the length dimension of the non-excitation element is set to 0.5λ or more of the carrier wavelength λ.
この発明に係るRFIDタグ用ホルダーにおいては、ホルダー本体部によってRFIDタグが保持された状態で、アンテナ及び前記非励振素子が、それぞれの長さ方向が平行になるように配される。また、非励振素子の長さ寸法が、搬送波長λの0.5λ以上に設定されていることから、平面に直交する方向のアンテナ利得を確実に増大させることができる。 In the RFID tag holder according to the present invention, the antenna and the non-excitation element are arranged in parallel with each other in the length direction while the RFID tag is held by the holder body. Further, since the length dimension of the non-excitation element is set to 0.5λ or more of the carrier wavelength λ, the antenna gain in the direction orthogonal to the plane can be surely increased.
また、本発明に係るRFIDタグ用ホルダーは、前記ホルダー本体部によって前記RFIDタグが保持された状態で、前記非励振素子が、前記アンテナの長さ方向に交差する方向に複数配されることを特徴とする。 In the RFID tag holder according to the present invention, a plurality of the non-excitation elements may be arranged in a direction intersecting the length direction of the antenna in a state where the RFID tag is held by the holder main body. Features.
この発明に係るRFIDタグ用ホルダーにおいては、ホルダー本体部によってRFIDタグが保持された状態で、複数の非励振素子から電波が再放射される。そのため、アンテナ利得をさらに増大させることができる。 In the RFID tag holder according to the present invention, radio waves are re-radiated from the plurality of non-excitation elements while the RFID tag is held by the holder body. Therefore, the antenna gain can be further increased.
また、本発明に係るRFIDタグは、導電体からなる非励振素子が設けられたRFIDタグ用ホルダーに着脱可能に保持されて、電波を利用して通信を行うRFIDタグであって、前記電波を受信するアンテナを備え、前記RFIDタグ用ホルダーによって保持された状態で、前記アンテナと前記非励振素子とが略同一平面上に配されることを特徴とする。 An RFID tag according to the present invention is an RFID tag that is detachably held in an RFID tag holder provided with a non-excitation element made of a conductor and performs communication using radio waves. An antenna for receiving is provided, and the antenna and the non-excitation element are arranged on substantially the same plane while being held by the RFID tag holder.
この発明に係るRFIDタグにおいては、RFIDタグ用ホルダーによってRFIDタグが保持された状態で、アンテナにより、入出力機器から放射された電波が受信され、この電波から電力が取り出される。このとき、入出力機器から放射された電波の一部は、アンテナに直接到達し、他の一部は、アンテナと略同一平面上に配された非励振素子に到達する。そして、非励振素子に到達した電波は、非励振素子によって再放射されて、その再放射された電波の一部がアンテナに到達する。そのため、入出力機器から放射された直接の電波だけでなく、より多くの電波がアンテナによって受信される。
これにより、受信した電波からより多くの電力を取り出すことができ、アンテナが設けられた平面に直交する方向のアンテナ利得を増大させることができる。また、非励振素子がアンテナと略同一平面上に配されることから、厚さ寸法を小さくすることができる。
In the RFID tag according to the present invention, the radio wave radiated from the input / output device is received by the antenna while the RFID tag is held by the RFID tag holder, and the electric power is extracted from the radio wave. At this time, a part of the radio wave radiated from the input / output device directly reaches the antenna, and the other part reaches a non-excitation element arranged on substantially the same plane as the antenna. Then, the radio wave that has reached the non-excitation element is re-radiated by the non-excitation element, and a part of the re-radiated radio wave reaches the antenna. Therefore, not only the direct radio waves radiated from the input / output device but also more radio waves are received by the antenna.
As a result, more power can be extracted from the received radio wave, and the antenna gain in the direction orthogonal to the plane on which the antenna is provided can be increased. In addition, since the non-excitation element is disposed on substantially the same plane as the antenna, the thickness dimension can be reduced.
また、本発明に係るRFID装置は、電波を利用して通信を行うRFIDタグと、このRFIDタグを着脱可能に保持するRFIDタグ用ホルダーと、を備え、前記RFIDタグに、前記電波を受信するアンテナと、このアンテナに接続されたチップとが設けられ、前記RFIDタグ用ホルダーに、導電体からなる非励振素子が設けられ、前記RFIDタグ用ホルダーによって前記RFIDタグが保持された状態で、前記アンテナと前記非励振素子とが略同一平面上に配されることを特徴とする。 The RFID device according to the present invention includes an RFID tag that performs communication using radio waves, and an RFID tag holder that detachably holds the RFID tag, and the RFID tag receives the radio waves. An antenna and a chip connected to the antenna are provided, the RFID tag holder is provided with a non-excitation element made of a conductor, and the RFID tag is held by the RFID tag holder. An antenna and the non-excitation element are arranged on substantially the same plane.
この発明に係るRFID装置においては、RFIDタグ用ホルダーによってRFIDタグが保持された状態で、アンテナにより、入出力機器から放射された電波が受信され、この電波から電力が取り出される。このとき、入出力機器から放射された電波の一部は、アンテナに直接到達し、他の一部は、アンテナと略同一平面上に配された非励振素子に到達する。そして、非励振素子に到達した電波は、非励振素子によって再放射されて、その再放射された電波の一部がアンテナに到達する。そのため、入出力機器から放射された直接の電波だけでなく、より多くの電波がアンテナによって受信される。
これにより、受信した電波からより多くの電力を取り出すことができ、アンテナが設けられた平面に直交する方向のアンテナ利得を増大させることができる。また、非励振素子がアンテナと略同一平面上に配されることから、厚さ寸法を小さくすることができる。
In the RFID device according to the present invention, the radio wave radiated from the input / output device is received by the antenna while the RFID tag is held by the RFID tag holder, and the electric power is extracted from the radio wave. At this time, a part of the radio wave radiated from the input / output device directly reaches the antenna, and the other part reaches a non-excitation element arranged on substantially the same plane as the antenna. Then, the radio wave that has reached the non-excitation element is re-radiated by the non-excitation element, and a part of the re-radiated radio wave reaches the antenna. Therefore, not only the direct radio waves radiated from the input / output device but also more radio waves are received by the antenna.
As a result, more power can be extracted from the received radio wave, and the antenna gain in the direction orthogonal to the plane on which the antenna is provided can be increased. In addition, since the non-excitation element is disposed on substantially the same plane as the antenna, the thickness dimension can be reduced.
本発明によれば、アンテナと同一平面に非励振素子を配することによって、アンテナが設けられた平面に直交する方向のアンテナ利得を増大させることができることから、簡易な構成により、既存のアンテナを使用しつつRFIDタグの最大通信距離を確実に延ばすことができ、さらに全体の小型化を容易にすることができる。 According to the present invention, the antenna gain in the direction orthogonal to the plane on which the antenna is provided can be increased by arranging the non-excitation element on the same plane as the antenna. The maximum communication distance of the RFID tag can be surely extended while being used, and the entire size can be easily reduced.
以下、本発明の実施形態におけるRFID装置について、図面を参照して説明する。
図1及び図2において、符号1はRFID装置を示すものである。
RFID装置1は、電波を利用して入出力装置と通信を行うRFIDタグ2と、RFIDタグ2を保持するホルダー(RFIDタグ用ホルダー)27とを備えている。
Hereinafter, an RFID device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2,
The
RFIDタグ2は、マイクロ波(2.45GHz)を利用して通信を行うものである。
RFIDタグ2は、矩形板状のタグ本体部11を備えている。タグ本体部11は、紙、PET、塩化ビニール、ポリカーボネート、アクリルなどの非金属の物質(絶縁体)からなっている。タグ本体部11の両主面のうち一方の主面11aには、文字、絵等の記載情報や書き換え可能情報(リライタブル等)が設けられている。また、他方の主面11bには、矩形状に延びるICインレット3が設けられている。ICインレット3は、その長さ方向と、タグ本体部11の幅方向(長さ方向)wとが揃えられている。また、ICインレット3は、他方の主面11bの幅方向wの中央部に設けられており、他方の主面11bの高さ方向hの中央部よりも一端側に偏心させて設けられている。なお、他方の主面11bのうち、ICインレット3が設けられていない領域が、差分領域15となる。
The
The
ICインレット3は、図3に示すように、不図示の入出力装置からの電波を受信するアンテナ13と、情報を記憶する記憶部を有するICチップ(チップ)14とを備えている。アンテナ13は、アルミからなる長尺状の金属棒を備える半波長ダイポールアンテナである。また、アンテナ13は、その長さ方向とICインレット3の長さ方向とを揃えて配されており、それら長さ方向の中心位置が揃えられて配置されている。
As shown in FIG. 3, the
ホルダー27は、PET、塩化ビニール、ポリカーボネート、アクリルなどの非金属の物質(絶縁体)からなっており、タグ本体部11に記載情報や書き換え可能情報などが設けられている場合には、それら情報が外部から視認できるように透明な物質で作られる。
また、ホルダー27は、図1及び図2に示すように、矩形板状の基盤部6と、基盤部6の一方の主面6aに設けられた保持部7とを有するホルダー本体部28を備えている。保持部7は、基盤部6の長辺部側の側面と面一に配された底面部7aを備えている。底面部7aの長さ方向の両端には、それぞれの両端を起点として立ち上げられた一対の側面部7bが設けられている。そして、底面部7a及び一対の側面部7bにわたって延在する前面部7cが設けられている。これにより、前面部7cと基盤部6との間に空洞部19が形成されている。保持部7の高さ方向hの上端は開放されており、この開放部18を介して空洞部19にRFIDタグ2が差し込まれるようになっている。このような構成のもと、RFIDタグ2が空洞部19に差し込まれることにより、RFIDタグ2が着脱可能に保持されるようになっている。
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、前面部7cの内面22には、矩形状に延びる非励振素子4が設けられている。非励振素子4は、その長さ方向と、幅方向wとが揃えられており、幅方向wの中央部に設けられている。
ここで、非励振素子4の設置位置について詳述する。なお、アンテナ13と非励振素子4との位置関係を説明する場合は、特に表現していなくても、RFIDタグ2が保持部7に保持された状態であることを前提とする。非励振素子4は、図2に示すように、RFIDタグ2の差分領域15のうち、ICインレット3を偏心させて空けた領域に配されるように内面22に設けられている。すなわち、非励振素子4は、アンテナ13とその長さ方向に交差する方向に並べられ、アンテナ13と非励振素子4とが、幅方向wに向けられて互いに平行になるように配される。そして、アンテナ13と非励振素子4とは、同一平面上(タグ本体部11の他方の主面11b上、又は、前面部7cの内面22上)に配されるようになっている。なお、空洞部19やタグ本体部11の厚さ寸法によって、アンテナ13と非励振素子4との厚さ方向の位置関係は多少前後するが、タグ本体部11によって前方側と後方側とに分断された空洞部19のいずれか一方側にアンテナ13と非励振素子4とのいずれもが配されるときは、同一平面に配されているものとする。
In addition, a
Here, the installation position of the
非励振素子4は、図1に示すように、RFIDタグ2が保持部7に保持された状態で、アンテナ13の長さ方向の中心点Pを通り、かつ高さ方向hに延びる仮想線R上に設けられている。仮想線Rは、アンテナ13及び非励振素子4のそれぞれの長さ方向の中心点を通っている。
また、非励振素子4の長さ寸法は、図4に示すように、140mmに設定されている。これを搬送波長λに対する乗数Mで表わすと、約1.14λとなる。すなわち、乗数Mは、
乗数M=140/λ
によって算出される。なお、λは搬送波の波長(約122.4mm)を示している。
また、非励振素子4の高さ寸法Hは、40mmに設定されている。さらに、RFIDタグ2が保持部7に保持された状態におけるICインレット3と非励振素子4との設置間隔L、すなわち、ICインレット3と非励振素子4との対向するそれぞれの長辺部3aと長辺部4aとの間の距離寸法は、30mmに設定されている。これを搬送波長λに対する乗数で表わすと、上記と同様にして、0.25λとなる。
As shown in FIG. 1, the
Moreover, the length dimension of the
Multiplier M = 140 / λ
Is calculated by Note that λ indicates the wavelength of the carrier wave (about 122.4 mm).
The height dimension H of the
また、非励振素子4は、金属蒸着フィルム、アルミニウム等の金属泊等の導電体であり、接着剤または粘着剤付きの両面テープ等で貼り付けられている。なお、非励振素子4は、銀蒸着、ニッケル、銅などでもよく、また、例えば銀ペーストインクなどの導電性インクを印刷することにより設けてもよい。
The
なお、非励振素子4とアンテナ13とが、同一平面上に配されるとしたが、これに限ることはなく、タグ本体部11の形状や、アンテナ13と非励振素子4との設置位置などは適宜変更可能である。
例えば、図5(a)に示すように、基盤部6の一方の主面6a上であって、上記と同様の所定位置に非励振素子4を設けてもよい。これにより、タグ本体部11によって前方側と後方側とに分断された空洞部19の前方側にアンテナ13が配され、後方側に非励振素子4が配される。このとき、非励振素子4は、差分領域15から、差分領域15に直交する方向に平行移動した位置に配されている。すなわち、アンテナ13と非励振素子4とが、タグ本体部11の厚さ方向に重ならないようになっている。この場合、アンテナ13と非励振素子4とは、ほぼ同一平面上に配されているものとする。なお、RFIDタグ2を表裏逆にして空洞部19に差し込めば、アンテナ13と非励振素子4とは、いずれも後方側に配されて同一平面となるのは言うまでもない。
Although the
For example, as shown in FIG. 5A, the
さらに、図5(b)に示すように、二つのタグ本体部11´に挟まれてアンテナ13が設けられている(内装されている)場合でも、非励振素子4は、差分領域15から、差分領域15に直交する方向に平行移動した位置に配され、アンテナ13と非励振素子4とは、ほぼ同一平面上に配されているものとする。
Further, as shown in FIG. 5B, even when the
また、図6(a)に示すように、基盤部6の他方の主面(外面)6b上であって、上記と同様の所定位置に非励振素子4を設けてもよい。これにより、アンテナ13と非励振素子4とは、タグ本体部11及び基盤部6を挟んで配される。この場合も、非励振素子4は、差分領域15から、差分領域15に直交する方向に平行移動した位置に配され、アンテナ13と非励振素子4とは、ほぼ同一平面上に配されているものとする。なお、RFIDタグ2を表裏逆にして空洞部19に差し込んでもよい。また、アンテナ13がタグ本体部11に内装されていてもよい。
Further, as shown in FIG. 6A, the
また、図6(b)に示すように、前面部7cの外面23上であって、上記と同様の所定位置に非励振素子4を設けてもよい。これにより、アンテナ13と非励振素子4とは、前面部7cを挟んで配される。この場合も、非励振素子4は、差分領域15から、差分領域15に直交する方向に平行移動した位置に配され、アンテナ13と非励振素子4とは、ほぼ同一平面上に配されているものとする。なお、RFIDタグ2を表裏逆にして空洞部19に差し込んでもよい。また、アンテナ13がタグ本体部11に内装されていてもよい。
Moreover, as shown in FIG.6 (b), you may provide the
また、図7に示すように、タグ本体部11の他方の主面11bに矩形板状の支持板5を設け、この支持板5の上にアンテナ13を設けるようにしてもよい。支持板5は、上記のような絶縁体からなるものであり、アンテナ13を支持するものである。アンテナ13の上には、ICチップ14が設けられる。すなわち、アンテナ13、ICチップ14及び支持板5は、ICインレット3を構成するものである。さらに、基板部6の一方の主面6aに非励振素子4が設けられる。この場合も、アンテナ13と非励振素子4とは、ほぼ同一平面上に配されていることとする。なお、なお、RFIDタグ2を表裏逆にして空洞部19に差し込んでもよい。また、非励振素子4の設置位置は、上記と同様に変更してもよい。
In addition, as shown in FIG. 7, a rectangular plate-like support plate 5 may be provided on the other
さらに、図2において、RFIDタグ2を表裏逆にして空洞部19に差し込むと、ICインレット3と非励振素子4とは、タグ本体部11を挟んで配され、この場合もほぼ同一平面上となるのは言うまでもない。また、図2において、ICインレット3がタグ本体部11に内装されていてもよい。
すなわち、「略同一平面」とは、同一平面だけでなく、ほぼ同一平面の場合も含むものである。
なお、アンテナ13と非励振素子4との設置位置は適宜変更可能であるが、アンテナ13が設けられていない差分領域15から、アンテナ13が設けられた平面に直交する方向に20mm以内に非励振素子4を設けるのが好ましい。これを乗数で表わすと、0.16λとなる。
Further, in FIG. 2, when the
That is, “substantially the same plane” includes not only the same plane but also the case of substantially the same plane.
The installation positions of the
次に、このように構成された本実施形態におけるRFIDタグ2の作用について説明する。なお、RFIDタグ2は保持部7に保持されており、RFIDタグ2及び非励振素子4は、図8に示すように、XY平面上に配されているものとする。図8において、X軸、Y軸、Z軸は、それぞれ互いに直交する軸を示している。
まず、タグ本体部11の他方の主面11bに交差する方向、すなわちZ軸の上方(ホルダー27の前方)から、入出力装置から放射された電波がアンテナ13に到達する。すると、アンテナ13により電波が受信されて、その受信された電波から電力が取り出される。そして、取り出された電力によってICチップ14を駆動し、記憶部に記憶された情報の送受信などが行われる。
Next, the operation of the
First, the radio wave radiated from the input / output device reaches the
また、入出力装置から放射された電波は、非励振素子4にも到達する。そして、非励振素子4によって、電波が再放射され、この再放射された電波がアンテナ13に到達する。この再放射された電波がアンテナ13に受信されて、電力が取り出される。すなわち、アンテナ13に直接到達した電波だけでなく、非励振素子4から再放射された電波からも電力が取り出され、これにより利用可能な電力が増大する。
Further, the radio wave radiated from the input / output device also reaches the
ここで、本実施形態におけるRFIDタグ2の実験結果について以下に説明する。
RFIDタグ2に非励振素子4を設けた場合と、非励振素子4を設けない場合とで、アンテナ13のビーム指向性がどのように変化するかを三次元シミュレーターで確認し、通信距離が変化するかどうかの3種の実験を行った。
Here, an experimental result of the
Check how the beam directivity of the
第1の実験においては、RFIDタグ2が保持部7に保持された状態で、ICインレット3の設置面と同一平面上であって、ICインレット3の長さ方向に直交する方向の両サイドに非励振素子4が配されるようにした。図9は、ICインレット3の両サイドに、2つの非励振素子4を設置した様子を示す説明図である。ICインレット3の長さ方向がY方向に向けられ、Y方向に直交するX方向にICインレット3を挟んで2つの非励振素子4がY方向に沿わせて配されている。
非励振素子4の材質はアルミとし、サイズは高さ寸法40mm、幅寸法140mmとした。
In the first experiment, the
The material of the
図10及び図11は、非励振素子4を設けない場合(ICインレット3単体)、及びICインレット3に図9に示す2つの非励振素子4を設けた場合の3次元シミュレーターHFSSによるマイクロ波帯(2.45GHz)のシミュレーション結果である。なお、ICインレット3と非励振素子4との設置間隔Lは、30mm及び60mmとした。
図10のシミュレーション結果は、図9に示すX方向とZ方向のアンテナ13中央の断面(XZ平面)のアンテナ利得を表したグラフである。また図11のシミュレーション結果は、図9に示すY方向とZ方向のアンテナ13中央の断面(YZ平面)のアンテナ利得を表したグラフである。
10 and 11 show a microwave band by a three-dimensional simulator HFSS when the
The simulation result of FIG. 10 is a graph showing the antenna gain of the cross section (XZ plane) at the center of the
図10及び図11において、グラフ上のライン8は非励振素子4を設けない場合の結果である。また、ライン9はICインレット3と非励振素子4との設置間隔Lを30mmとした場合の結果、ライン10はICインレット3と非励振素子4との設置間隔Lを60mmとした場合の結果である。
図10及び図11に示す実験結果より、非励振素子4を設けない場合には、ライン8が示すように、2/λダイポールアンテナの指向性特性がそのまま現れている。また、設置間隔Lを30mmとした場合には、ライン9が示すように、2つの非励振素子4に挟まれたX方向の電磁界が狭められ、その結果Z方向に指向性が増大している。また、設置間隔Lを60mmとした場合には、ライン10が示すように、Z方向の指向性がさらに増大している。
10 and 11, a
From the experimental results shown in FIGS. 10 and 11, when the
このシミュレーション結果より、2つの非励振素子4が設けられることによりアンテナ13の指向ビーム成形がなされ、アンテナ13の延在する面と非励振素子4の延在する面との同一平面上(XY平面上)の垂直方向(Z方向)に、ICインレット3単体のみでは得られない最大利得が得られることが推測される。なお、今回の実験においては、ICインレット3の片側のみに非励振素子4を設けた場合のシミュレーションは実施していないが、片側のみに非励振素子4を1つ設けた場合であっても、2つの非励振素子4を設けた場合よりも利得は低下するものの、上記と同様にZ方向の指向性は増大するものと推測される。
From this simulation result, the directional beam shaping of the
次いで、第2の実験結果においては、アルミテープからなる非励振素子4と、マイクロ波帯(2.45GHz)のICインレット3との設置間隔Lを60mmとした。なお、非励振素子4は、片側のみに1つ設けた。そして、ICインレット3を125μmのPET基材上に貼り付けた。図12は、非励振素子4の幅寸法W及び高さ寸法Hを変えた場合の、アンテナ13の延在する面と、非励振素子4の延在する面との同一平面上(XY平面上)の垂直方向(Z方向)の通信距離を測定した結果のグラフである。
Next, in the second experimental result, the installation interval L between the
図12に示すように、非励振素子4を設けない場合の通信距離は85cmである。
そして、非励振素子4の幅寸法Wが40mmから200mmの範囲、及び高さ寸法Hが10mmから80mmの範囲で通信距離が延長されることが判る。これを搬送波長λの乗数で表わすと、幅に関しては約0.3λから約1.6λとなり、高さに関しては約0.08λから約0.6λとなる。このように、1つの非励振素子4でも、アンテナ13の指向ビーム成形がなされて利得が増大したと推測される。
As shown in FIG. 12, the communication distance when the
It can be seen that the communication distance is extended when the width dimension W of the
次いで、第3の実験においては、アルミテープからなる非励振素子4と、マイクロ波帯(2.45GHz)のアンテナ13と用い、ICインレット3を125μmのPET基材上に貼り付けた。非励振素子4のサイズは、幅寸法140mm、高さ寸法Hを40mmとした。なお、非励振素子4は、片側のみに1つ設けた。
Next, in a third experiment, the
図13は、非励振素子4とICインレット3との設置間隔Lを変えた場合の、ICインレット3の延在する面と、非励振素子4の延在する面との同一平面上(XY平面上)の垂直方向(Z方向)の通信距離を測定した結果のグラフである。
図13に示すように、非励振素子4を設けない場合の通信距離は85cmである。
そして、設置間隔Lが10mmから80mmの範囲で通信距離が延長されることが判る。これを搬送波長λの乗数で表わすと、約0.08λから約0.6λの範囲となる。一方、設置間隔Lが90mmから120mmの範囲では、通信距離が低下することが判る。この実験より、ICインレット3と非励振素子4との設置間隔Lには搬送周波数の波長λの関係する作用が働いていると推測され、本発明では通信距離が延長される間隔を採用した。
FIG. 13 shows the same plane (XY plane) of the surface on which the
As shown in FIG. 13, the communication distance when the
And it turns out that a communication distance is extended in the range whose installation space | interval L is 10 mm to 80 mm. When this is expressed by a multiplier of the carrier wavelength λ, the range is from about 0.08λ to about 0.6λ. On the other hand, it can be seen that the communication distance decreases when the installation interval L is in the range of 90 mm to 120 mm. From this experiment, it is presumed that the operation related to the wavelength λ of the carrier frequency is acting on the installation interval L between the
以上より、本実施形態におけるRFID装置1によれば、ICインレット3のアンテナ13がより多くの電波を受信することができ、より多くの電力を取り出すことにより、アンテナ13が設けられた平面に直交する方向のアンテナ利得を増大させることができる。また、アンテナ13と非励振素子4とが同一平面上に配されることから、全体の厚さ寸法を小さくすることができる。そのため、簡易な構成により、既存のアンテナ13を使用しつつRFIDタグの最大通信距離を確実に延ばすことができ、さらに全体の小型化を容易にすることができる。
As described above, according to the
また、非励振素子4が、仮想線R上に配されることから、非励振素子4から再放射された電波をアンテナ13に効率よく到達させることができる。そのため、通信距離を確実に伸ばすことができる。
さらに、非励振素子4として、金属蒸着フィルム、アルミニウム金属泊等の比較的に安価な部材を使用することができるため、全体としてコストを削減することができる。
またアンテナ13の共振周波数を変更する必要がないため、安価に入手可能なアンテナ13を使用することができる。
Further, since the
Furthermore, since relatively inexpensive members, such as a metal vapor deposition film and an aluminum metal stay, can be used as the
Moreover, since it is not necessary to change the resonance frequency of the
なお、本実施形態においては、非励振素子4を矩形板状としたが、これに限ることはなく、その形状は適宜変更可能である。例えば、図14に示すように、三角形状であってもよく、ICインレット3に対向させるのは、三角形の頂点部であっても下辺部であってもよい。また、図15に示すように、矩形の長辺部に相当する部分を、三角の鋸歯形状としてもよく、ICインレット3に対向させるのは、鋸歯形状の部分でも長辺部であってもよい。
In the present embodiment, the
また、非励振素子4をアンテナ13に平行に配することとしたが、これに限ることはなく、その位置関係は適宜変更可能である。例えば、同一平面上において、アンテナ13に対して非励振素子4を傾斜させて設置してもよい。また、アンテナ13に対して、その厚さ方向に非励振素子4を傾斜させて設置してもよい。
さらに、アンテナ13と非励振素子4とを互いに中心に設けることとしたが、これに限ることはなく、適宜変更可能である。例えば、非励振素子4を長さ方向にずらしてもよい。ただし、その場合であっても、非励振素子4の長さ方向の一部が、仮想線R上に配されるようにするのが好ましい。
In addition, although the
Furthermore, although the
また、アンテナ13の片側に非励振素子4を設けることととしたが、これに限ることはなく、両側に設けてもよい。
さらに、非励振素子4を一つ設けているが、これに限ることはなく、複数設けてもよい。この場合、アンテナ13の長さ方向に直交する方向に複数設けるのが好ましい。
また、RFIDタグ2の差分領域15にも、上記位置関係となる非励振素子4を設けるようにしてもよい。これにより、さらに効率よく電波をアンテナ13に到達させることができる。
In addition, the
Furthermore, although one
Further, the
また、本実施形態において各数値を記載したが、これに限ることはなく、それら数値は適宜変更可能である。例えば、設置間隔Lを30mmとしたが、これは適宜変更可能である。ただし、設置間隔Lは、10mmから80mm、すなわち乗数で約0.08λから約0.6λの範囲とするのが好ましいのは実験結果からも明らかである。また、非励振素子4の幅寸法Wを140mmとしたが、これも適宜変更可能である。ただし、幅寸法Wは、40mmから200mm、すなわち乗数で約0.3λから約1.6λの範囲とするのが好ましい。このときの非励振素子4の高さ寸法Hは、適宜変更可能であるが、10mmから80mm、すなわち乗数で約0.08λから約0.6λの範囲とするのが好ましい。
Moreover, although each numerical value was described in this embodiment, it is not restricted to this, These numerical values can be changed suitably. For example, although the installation interval L is set to 30 mm, this can be changed as appropriate. However, it is also apparent from experimental results that the installation interval L is preferably 10 mm to 80 mm, that is, a multiplier of about 0.08λ to about 0.6λ. Moreover, although the width dimension W of the
また、搬送波の周波数を2.45GHzとしたが、これに限ることはなく、他のマイクロ波帯やUHF帯であってもよい。
また、本実施形態においてはRFIDタグ2としたが、これに限ることはなく、ラベルタイプやタグタイプのものであってもよい。これら本発明における情報記憶媒体は、交通カードや電子マネーなどのICカード、又は、商品などのモノに付けることによるトレーサビリティシステムや物品管理、又は、各種作業現場などにおいて作業工程における指示内容を表示することによる作業管理などに利用することができる。
また、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
In addition, although the frequency of the carrier wave is 2.45 GHz, the present invention is not limited to this, and may be another microwave band or UHF band.
In the present embodiment, the
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 RFID装置
4 非励振素子
13 アンテナ
15 差分領域
26 RFIDタグ
27 ホルダー(RFIDタグ用ホルダー)
28 ホルダー本体部
R 仮想線
DESCRIPTION OF
28 Holder body R Virtual line
Claims (8)
前記RFIDタグを保持するホルダー本体部と、
このホルダー本体部に設けられた非励振素子と、を備え、
前記ホルダー本体部によって前記RFIDタグが保持された状態で、前記アンテナと前記非励振素子とが略同一平面上に配されることを特徴とするRFIDタグ用ホルダー。 An RFID tag holder for detachably holding an RFID tag having an antenna for receiving radio waves and a chip connected to the antenna,
A holder main body for holding the RFID tag;
A non-excitation element provided in the holder body,
The RFID tag holder, wherein the antenna and the non-excitation element are arranged on substantially the same plane in a state where the RFID tag is held by the holder body.
前記非励振素子が、
前記アンテナが設けられた前記RFIDタグの同一平面に、又は、
前記アンテナが設けられた前記RFIDタグの同一平面のうちの前記アンテナが設けられていない差分領域から、この差分領域に直交する方向に平行移動した位置に配されることを特徴とする請求項1に記載のRFIDタグ用ホルダー。 With the RFID tag held by the holder body,
The non-excitation element is
On the same plane of the RFID tag provided with the antenna, or
2. The RFID tag provided with the antenna, wherein the RFID tag is arranged at a position translated from a difference area where the antenna is not provided, in a direction perpendicular to the difference area, from the difference area where the antenna is not provided. The RFID tag holder according to 1.
前記ホルダー本体部によって前記RFIDタグが保持された状態で、
前記アンテナ及び前記非励振素子が、それぞれの長さ方向が平行になるように配されるとともに、
前記非励振素子が、
前記アンテナの長さ方向の中心点を通り、かつ前記アンテナの長さ方向に直交する方向に延びる仮想線上に配されることを特徴とする請求項2に記載のRFIDタグ用ホルダー。 The antenna and the non-excitation element are formed in a long shape,
With the RFID tag held by the holder body,
The antenna and the non-excitation element are arranged so that their length directions are parallel,
The non-excitation element is
3. The RFID tag holder according to claim 2, wherein the RFID tag holder is disposed on an imaginary line that passes through a center point in a length direction of the antenna and extends in a direction orthogonal to the length direction of the antenna.
前記ホルダー本体部によって前記RFIDタグが保持された状態で、
前記アンテナ及び前記非励振素子が、それぞれの長さ方向が平行になるように配されるとともに、
前記アンテナと前記非励振素子との設置間隔が、搬送波長λの0.08λ以上0.6λ以下に設定されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のRFIDタグ用ホルダー。 The antenna and the non-excitation element are formed in a long shape,
With the RFID tag held by the holder body,
The antenna and the non-excitation element are arranged so that their length directions are parallel,
4. The RFID according to claim 1, wherein an installation interval between the antenna and the non-excitation element is set to 0.08λ or more and 0.6λ or less of a carrier wavelength λ. Tag holder.
前記ホルダー本体部によって前記RFIDタグが保持された状態で、
前記アンテナ及び前記非励振素子が、それぞれの長さ方向が平行になるように配され、
前記非励振素子の長さ寸法が、搬送波長λの0.5λ以上に設定されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のRFIDタグ用ホルダー。 The antenna and the non-excitation element are formed in a long shape,
With the RFID tag held by the holder body,
The antenna and the non-excitation element are arranged so that their length directions are parallel to each other,
The RFID tag holder according to any one of claims 1 to 4, wherein a length dimension of the non-excitation element is set to 0.5λ or more of a carrier wavelength λ.
前記非励振素子が、前記アンテナの長さ方向に交差する方向に複数配されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のRFIDタグ用ホルダー。 With the RFID tag held by the holder body,
The RFID tag holder according to any one of claims 1 to 5, wherein a plurality of the non-excitation elements are arranged in a direction crossing a length direction of the antenna.
前記電波を受信するアンテナと、
このアンテナに接続されたチップと、を備え、
前記RFIDタグ用ホルダーによって保持された状態で、前記アンテナと前記非励振素子とが略同一平面上に配されることを特徴とするRFIDタグ。 An RFID tag that is detachably held in an RFID tag holder provided with a non-excitation element made of a conductor and performs communication using radio waves,
An antenna for receiving the radio wave;
A chip connected to the antenna,
The RFID tag, wherein the antenna and the non-excitation element are arranged on substantially the same plane while being held by the RFID tag holder.
このRFIDタグを着脱可能に保持するRFIDタグ用ホルダーと、を備え、
前記RFIDタグに、
前記電波を受信するアンテナと、
このアンテナに接続されたチップとが設けられ、
前記RFIDタグ用ホルダーに、
導電体からなる非励振素子が設けられ、
前記RFIDタグ用ホルダーによって前記RFIDタグが保持された状態で、前記アンテナと前記非励振素子とが略同一平面上に配されることを特徴とするRFID装置。
RFID tags that communicate using radio waves,
An RFID tag holder for detachably holding the RFID tag,
In the RFID tag,
An antenna for receiving the radio wave;
A chip connected to this antenna,
In the RFID tag holder,
A non-excitation element made of a conductor is provided;
The RFID device, wherein the antenna and the non-excitation element are arranged on substantially the same plane in a state where the RFID tag is held by the RFID tag holder.
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