JP2008040583A

JP2008040583A - Ｒｆｉｄタグ用ホルダー

Info

Publication number: JP2008040583A
Application number: JP2006210711A
Authority: JP
Inventors: Kunio Omura; 国雄大村; Takeji Sakai; 雄児酒井
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2026-08-02
Also published as: JP4961884B2

Abstract

【課題】ＲＦＩＤタグ用のホルダー１であって、ＩＣインレット３に半波長ダイポールアンテナを採用した既存のＲＦＩＤタグ２を使用しつつ、広範囲な指向性を容易に得ることができる、ＲＦＩＤタグ専用ホルダー１を提供する。
【解決手段】一個又は複数個の非励振素子４が備えられ、かつ、ホルダー１に挿入されたＲＦＩＤタグ２のＩＣインレット３と非励振素子４が、特定の位置関係に配置されるように備えられていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電波によりリーダ／ライタ装置間と通信を行うＲＦＩＤタグ用のホルダーに関する。

近年、通信の様々な場面において、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タイプの情報記憶媒体が利用されている。ＲＦＩＤ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。これによって、例えば数ミリから数センチほどのＲＦＩＤ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／ライタ装置）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たり、例えば、倉庫や店頭の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。ＲＦＩＤタグで用いるアンテナの例としては、半波長ダイポールアンテナ、ループアンテナ（一般に２．４５ＧＨｚ用で採用）がある。

従来のＩＣインレットに半波長ダイポールアンテナを使ったＲＦＩＤタグは、その指向特性は公知であるドーナッツ形状の特性であり、アンテナの長辺方向にほとんど感度が無いことが知られている。このため、ＲＦＩＤタグとのデータの読み書きは、タグの正面をリーダ／ライタ装置のアンテナに向けて行っている。
そこで、ＲＦＩＤタグとして、使い勝手の良さを向上させる目的で、アンテナの長辺方向からもデータの読み書きが出来る広範囲な指向性を得るには、ＩＣインレットのアンテナを半波長ダイポール以外のデザインに変更するしかないのが現状である。

以下に公知の文献を記す。
特開２００５−１３５３５４号公報

しかしながら、広範囲な指向性を持ったアンテナはサイズが大型化してしまう傾向が有り、アンテナの大型化はＩＣインレットのコスト増大となる。具体例としては、米国シンボルテクノロジー社のＤｕａｌＤｉｐｏｌｅタグなどがある。

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、広範囲な指向性を容易に得ることができるＲＦＩＤタグ専用ホルダーを提供することを目的とする。

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。

本発明によれば、ＲＦＩＤタグ用のホルダーであって、一個又は複数個の非励振素子が備えられ、かつ、ホルダーに挿入されたＲＦＩＤタグのＩＣインレットと非励振素子が特定の位置関係に配置されるように備えられていることを特徴とするＲＦＩＤタグ用ホルダーが提供される。

本発明によれば、ＲＦＩＤタグがホルダーに挿入された状態で、非励振素子がＩＣインレットと同一平面上またはＩＣインレットの平面に対して前後方向の２６ｍｍ以内に配置
されるように備えられていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ用ホルダーが提供される。

本発明によれば、ＲＦＩＤタグがホルダーに挿入された状態で、非励振素子の一つがＩＣインレットのアンテナ長辺側に非接触でかつ２０ｍｍ以内の間隔を置いて並列に配置されるように備えられていることを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤタグ用ホルダーが提供される。

本発明によれば、非励振素子はＩＣインレットに対向する辺の長さが搬送波長λの０．１６λ以上であることを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤタグ用ホルダーが提供される。

本発明によれば、非励振素子はＩＣインレットに対して垂直の辺の長さが搬送波長λの０．２５λ以上１．１６λ以下であることを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤタグ用ホルダーが提供される。

本発明によれば、ＲＦＩＤタグがホルダーに挿入された状態で、ＩＣインレットの片側に一個又は複数個の非励振素子が配置され、更に、そのＩＣインレットのアンテナ長辺の対角側に一個又は複数個の非励振素子が配置されるように備えられていることを特徴とする請求項５に記載のＲＦＩＤタグ用ホルダーが提供される。

本発明によれば、ＩＣインレットに備わったアンテナが半波長ダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ用ホルダーが提供される。

本発明のＲＦＩＤタグ用ホルダーは、半波長ダイポールアンテナを代表例として述べれば、ＲＦＩＤタグ用ホルダーに非励振素子を所定の位置に配するだけで、半波長ダイポールアンテナの長辺方向に指向性持たせることができるため、既存のＲＦＩＤタグを使用しつつ、広範囲な指向性を容易に得ることが可能となるＲＦＩＤタグ用ホルダーとすることができる。
ホルダー上に新たに設ける非励振素子は金属蒸着フィルム、アルミニウム金属泊等の比較的に安価な部材が使用でき、さらにホルダーの構造も従来の形状に対して大きな変更をすること無く実現出来る。

以下、本発明の好適な実施の形態の例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明のＲＦＩＤタグ用ホルダーの一例と、ホルダーに挿入するＲＦＩＤタグを斜視で見た説明図である。図では、ダイポールアンテナを例示している。本ホルダーは、図に示す位置に非励振素子４が配置されているＲＦＩＤタグ用ホルダーであって、図の矢印の方向よりＲＦＩＤタグ２がホルダー本体１に挿入されセットされることで、広範囲な指向性を得られるホルダーである。

すなわち、本例のＲＦＩＤタグ用ホルダーには、ＲＦＩＤタグがホルダーに挿入された状態で、ＲＦＩＤタグを平面で見た場合、ＩＣインレットの長手方向の片側に隣接してＩＣインレットの中心から上方にかけて四角形状の非励振素子が配置され、ＩＣインレットの長手方向の他の片側に隣接してＩＣインレットの中心から下方にかけて四角形状の非励振素子が配置されるように、非励振素子（導電体で出来ている）が備えられている。

ホルダー本体１の部材は、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
物質で作られており、挿入されるＲＦＩＤタグの表面に文字、絵等の情報が記載されている場合は、ホルダーは外部から視認できるように透明な前記物質で作られる。

ホルダーの作り方は、前記物質の板状のものをカットして張り合わせて作るか、前記物質を成形機、金型プレス等で加工して作られる。

ホルダー本体１に備えられた非励振素子４は、金属蒸着フィルム、アルミニウム等の金属板又は金属泊等の導電体であり、それらは接着剤または粘着剤付きの両面テープ等でホルダー本体に固定されている。

ＲＦＩＤタグ内部のＩＣインレットと、ホルダーに備えられた非励振素子とが、前記の位置関係であれば、ＲＦＩＤタグの形状はどのような形であっても良い。

本ＲＦＩＤタグが対象としている通信周波数帯及び通信方式は、マイクロ波帯およびＵＨＦ波帯の電波通信方式である。

ホルダーにＲＦＩＤタグが挿入された状態を側面から見た場合、ＲＦＩＤタグのＩＣインレット３とホルダーに備えられた非励振素子４は、図２、又は図３に示すように配置される。
図２は、非励振素子４がホルダー背面板５の裏面に配置され、挿入されたＲＦＩＤタグのＩＣインレット３との位置関係を示す側面図である。
図３は、非励振素子４がホルダー背面板５のＲＦＩＤタグ挿入口の内面に配置され、挿入されたＲＦＩＤタグのＩＣインレット３との位置関係を示す側面図である。

図４及び図５は、アルミ部材で作られたアンテナとＩＣチップとが電気的に接続された状態のＩＣインレット３に、導電性を持つ２つの非励振素子４ａ、４ｂ（材質アルミサイズ６０ｍｍ×６０ｍｍ）が図に示す様に、ＩＣインレット３のアンテナ長の１／２の部分に、非励振素子４の一辺の角付近を近づけて平行配置した実施例の図である。
ＩＣインレット３を中心に対角線上に非励振素子４ａ、４ｂと二つ配置されているが、図４の例では、ＩＣインレット３の中心部を原点として、＋Ｙ方向の指向性に作用するのが非励振素子４ａであり、−Ｙ方向の指向性に作用するのが非励振素子４ｂである。
図５の例では、＋Ｙ方向の指向性に作用するのが非励振素子４ａであり、−Ｙ方向の指向性に作用するのが非励振素子４ｂである。

この非励振素子４ａ、４ｂを備えることで、新たに＋Ｙ方向、−Ｙ方向への指向性が生まれ、広範囲な指向性を得ることが出来た。
なお、半波長ダイポールアンテナを使ったＩＣインレットは、その指向特性は公知であるドーナッツ形状の特性であり、アンテナの長辺方向にほとんど感度がないことが知られている。よって、図４及び図５で非励振素子４ａ、４ｂがない状態では、ＩＣインレット３の＋Ｙ方向、−Ｙ方向への指向性はほとんどない。

また、本発明のＲＦＩＤタグ用ホルダーは、以上に示した透明な板状でなくてもかまわない。非励振素子がホルダーの例示した位置に設けられていれば良く、フィルムや皮などで作成されたホルダーでも良い。ただ、すべて絶縁物で作成したほうが望ましい。

ＲＦＩＤタグ専用ホルダーに備えられた非励振素子とＲＦＩＤタグ（ＩＣインレット）について、下記の実験を行った。
すなわち、ＲＦＩＤタグ（ＩＣインレット）に非励振素子が装荷された場合と非励振素子が無い場合、非励振素子のサイズ、またＩＣインレットと非励振素子の間隔でどの様に通信距離が変化するかの実験を行った。

図６は非励振素子４（アルミテープ）とマイクロ波帯（２．４５ＧＨｚ）の半波長ダイポールアンテナで構成されたＩＣインレット３を、図に示す様に、ＩＣインレット３のアンテナ長の１／２の部分に非励振素子４の一辺の角付近を近づけて平行配置し、それらを１２５μｍのＰＥＴ基材上に貼り付けたものである。なお、図ではＰＥＴ基材のイメージは省略されている。

図７のグラフは、非励振素子４の、ＩＣインレット３と平行になる辺を６０ｍｍとし、ＩＣインレット３と垂直になる辺（ＸＬ）の長さを変えて、ＩＣインレット３の長手方向、すなわち図に示す＋Ｙ方向からの通信距離をＩＣインレット３の中心を原点として測定した結果のグラフである。

このグラフから判るように、非励振素子４の辺（ＸＬ）の長さが６０〜７０ｍｍで通信距離が７００ｍｍ以上のピークを持ち、３０〜１４０ｍｍの範囲で１００ｍｍ以上の通信距離が確認された。ピークである６０〜７０ｍｍという長さは、他の辺を６０ｍｍとしていることで正四角形という形になる。また、これらの長さは搬送周波数の波長λの半波長と一致しており、非励振素子４のこのサイズでは、＋Ｙ方向に強く指向性を持つアンテナとしてＩＣインレット３に作用していることが推測される。本発明では通信距離が確認された非励振素子４の辺（ＸＬ）の長さ（０．２５λ〜１．１６λ）を採用した。
なお、事前の実験でこの非励振素子４が無い状態では＋Ｙ方向に指向性は無いことが確認されている。

図８非励振素子４（アルミテープ）とマイクロ波帯（２．４５ＧＨｚ）の半波長ダイポールアンテナで構成されたＩＣインレット３を、図に示す様に、ＩＣインレット３のアンテナ長の１／２の部分に非励振素子４の一辺の角付近を近づけて平行配置し、それらを１２５μｍのＰＥＴ基材上に貼り付けたものである。なお、図ではＰＥＴ基材のイメージは省略されている。
図９のグラフは、非励振素子４の、ＩＣインレット３と垂直になる辺を６０ｍｍとし、ＩＣインレット３とが平行になる辺（ＹＬ）の長さを変えて、ＩＣインレット３の長手方向、すなわち図に示す＋Ｙ方向からの通信距離を測定した結果のグラフである。

このグラフから判るように、非励振素子４の辺（ＹＬ）の長さが６０ｍｍ以上で通信距離が最大値となり、長さが２０ｍｍ以上で１００ｍｍ以上の通信距離が確認された。最大値である６０ｍｍという長さは、他の辺を６０ｍｍとしていることで図８の実験と同様の正四角形という形になる。また、本実験では辺の長さを１５０ｍｍまでとしたが、２．４５ＧＨｚの半波長の値である６０ｍｍ以上の長さであっても通信距離の最大値が得られていることが判った。本発明では通信距離が確認された非励振素子４の辺（ＹＬ）の長さ（０．１６λ以上）を採用した。

図１０は非励振素子４（６０ｍｍ×６０ｍｍのアルミテープ）とマイクロ波帯（２．４５ＧＨｚ）の半波長ダイポールアンテナで構成されたＩＣインレット３を、図に示す様に、ＩＣインレット３のアンテナ長の１／２の部分に非励振素子４の一辺の角付近を近づけて平行配置し、それらを１２５μｍのＰＥＴ基材上に貼り付けたものである。なお、図ではＰＥＴ基材のイメージは省略されている。
図１１のグラフは、ＩＣインレット３を非励振素子４からＸ方向に平行を保ちつつ離していき、ＩＣインレット３の長手方向、すなわち図に示す＋Ｙ方向からの通信距離を測定した結果のグラフである。

このグラフから判るように、ＩＣインレット３の位置（Ｐ）が０〜１０ｍｍの範囲では通信距離が最大値となり、０〜２０ｍｍの範囲で１００ｍｍ以上の通信距離が確認された
。この実験結果より、ＩＣインレット３と非励振素子４は電気的に非接触結合されており、その結合がＸ方向に０〜２０ｍｍの範囲でしか作用しないことが判った。本発明では通信距離が確認されたＩＣインレット３の位置（Ｐ）の値を採用した。

図１２は非励振素子４（６０ｍｍ×６０ｍｍのアルミテープ）とマイクロ波帯（２．４５ＧＨｚ）の半波長ダイポールアンテナで構成されたＩＣインレット３を、図に示す様に、ＩＣインレット３のアンテナ長の１／２の部分に非励振素子４の一辺の角付近を近づけて平行配置し、それらを１２５μｍのＰＥＴ基材上に貼り付けたものである。なお、図ではＰＥＴ基材のイメージは省略されている。
図１３のグラフは、ＩＣインレット３を非励振素子４からＺ方向に平行を保ちつつ離していき、ＩＣインレット３の長手方向、すなわち図に示す＋Ｙ方向からの通信距離を測定した結果のグラフである。

このグラフから判るように、通信距離はＩＣインレット３の高さ（Ｈ）が４ｍｍをピークに実験範囲の２６ｍｍまでほぼリニアに落ちていくことが確認された。この実験結果より、ＩＣインレット３と非励振素子４は電気的に非接触結合されており、その結合がＺ方向に０〜２６ｍｍの範囲でしか作用しないことが判った。本発明では通信距離が確認されたＩＣインレット３の高さ（Ｈ）の値を採用した。

本発明のホルダーは、ホルダー上に新たに上述したような非励振素子を設け、挿入されるＲＦＩＤタグ内部のＩＣインレットと非励振素子を特定の位置関係に固定できるような構造にして、広範囲な指向性を実現させた。
を実現させた。

なお本実験では、非励振素子の形状として四角形としたが、本願のホルダーのもたらす作用効果は、これに限られるものではなく、ホルダーの使用状態に応じ、非励振素子の形状は適宜、設計できる。

その他の例として、アンテナがループ状の場合は、非励振素子としてループ（同様に導電体で形成される）を採用することが出来る。

本発明のＲＦＩＤタグ用ホルダーの一例と、ホルダーに挿入するＲＦＩＤタグを斜視で見た説明図である。非励振素子が本発明に係るホルダー背面板の裏面に配置され、挿入されたＲＦＩＤタグのＩＣインレットとの位置関係を示す側面図である。非励振素子が本発明に係るホルダー背面板のＲＦＩＤタグ挿入口の内面に配置され、挿入されたＲＦＩＤタグのＩＣインレットとの位置関係を示す側面図である。ＩＣインレットと非励振素子が３次元空間上に置かれた斜視図である。ＩＣインレットと非励振素子が３次元空間上に置かれた斜視図である。本発明の例に係るＩＣインレットと非励振素子の実験の形態を示す斜視図である。図６の実験結果を示すグラフである。本発明の例に係るＩＣインレットと非励振素子の実験の形態を示す斜視図である。図８の実験結果を示すグラフである。本発明の例に係るＩＣインレットと非励振素子の実験の形態を示す斜視図である。図１０の実験結果を示すグラフである。本発明の例に係るＩＣインレットと非励振素子の実験の形態を示す斜視図である。図１２の実験結果を示すグラフである。

符号の説明

１・・・ホルダー本体
２・・・ＩＣタグ
３・・・ＩＣインレット
４・・・非励振素子
５・・・ホルダー背面板

Claims

ＲＦＩＤタグ用のホルダーであって、一個又は複数個の非励振素子が備えられ、かつ、ホルダーに挿入されたＲＦＩＤタグのＩＣインレットと非励振素子が特定の位置関係に配置されるように備えられていることを特徴とするＲＦＩＤタグ用ホルダー。
ＲＦＩＤタグがホルダーに挿入された状態で、非励振素子がＩＣインレットと同一平面上またはＩＣインレットの平面に対して前後方向の２６ｍｍ以内に配置されるように備えられてい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。
ＲＦＩＤタグがホルダーに挿入された状態で、非励振素子の一つがＩＣインレットのアンテナ長辺側に非接触でかつ２０ｍｍ以内の間隔を置いて並列に配置されるように備えられてい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。
非励振素子はＩＣインレットに対向する辺の長さが搬送波長λの０．１６λ以上であることを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤタグ用ホルダー。
非励振素子はＩＣインレットに対して垂直の辺の長さが搬送波長λの０．２５λ以上１．１６λ以下であることを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤタグ用ホルダー。
ＲＦＩＤタグがホルダーに挿入された状態で、ＩＣインレットの片側に一個又は複数個の非励振素子が配置され、更に、そのＩＣインレットのアンテナ長辺の対角側に一個又は複数個の非励振素子が配置されるように備えられていることを特徴とする請求項５に記載のＲＦＩＤタグ用ホルダー。
ＩＣインレットに備わったアンテナが半波長ダイポールアンテナであることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ用ホルダー。