JP2009273103A - 非接触式ｉｃタグ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、使用者がＩＣタグを読み取る際、タグをどの方向から読んでもリーダライタにて安定した読み取りを可能とする安価でコンパクトなタグを提供するものである。
【解決手段】絶縁部材からなるタグ基材２と、少なくとも一つ以上の折れ曲がり部６でそれぞれ接続された複数の線分７，８からなる直線列の形状をなすアンテナ３と、そのアンテナ３に接続されるＩＣチップ４とを有するＩＣタグ１である。また、上記において、アンテナ３の端から折れ曲がり部６まで、および、折れ曲がり部から折れ曲がり部までのそれぞれを、アンテナ３の線分７，８とするとき、一つのアンテナ３を構成するすべての線分７，８の長さＬ１，Ｌ２が、１２ｍｍ以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は非接触式ＩＣタグに関し、さらに詳しくは非接触式ＩＣタグのアンテナ構造に関する。

近年、モノ・ヒトを管理するシステムとして、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）／ＩＣタグが製造、物流、販売、リサイクルのすべての業態で注目されている。このＲＦＩＤ技術は、従来管理システムとして利用されているバーコードに比べ、読み取り性が高いという利点があることから、電子マネーや入退場カードなどとして広く使用されている。

主に使用される周波数帯として、１３．５６ＭＨｚ帯、ＵＨＦ帯、２．４５ＧＨｚ帯がある。特にＵＨＦ帯／２．４５ＧＨｚ帯を用いる電波方式の非接触式ＩＣタグ（非接触式ＩＣタグを、以下、単に「ＩＣタグ」という。）は、リーダライタから信号を送信することにより信号受信・信号送信を行い、数十ｃｍ〜数ｍの通信が可能であることから、現在、物流管理や製造履歴管理、セキュリティ管理、偽造防止等を目的にシステムの構築が進められている。

ＩＣタグは通常信号を送受信するアンテナと、その信号を処理するＩＣチップ等の電子デバイスと、それらを保持する基板からなる。このＩＣチップを送受信アンテナに実装したものをインレットと呼び、ＩＣタグの中間形態として利用されている。

上記のアンテナとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の絶縁基板上に銅やアルミニウムを貼り付けたり、または銀ペーストなどを印刷し形成したものがある。２．４５ＧＨｚ帯用として、直線状にアンテナを印刷または貼り付けて形成したダイポール型アンテナが知られている。励振スリットを有するこのダイポール型アンテナ構造は、スリットの幅及び長さを変えることで、アンテナのインピーダンスとＩＣチップの入力インピーダンスマッチングが可能であり、良好な通信特性を得ることができる。

ＩＣチップの例として、無線通信用回路や固体識別用の情報を書き込むためメモリから構成される、寸法１ｍｍ×１ｍｍまたはそれ以下の小型ＩＣチップが開発されている。２．４５ＧＨｚ帯ＩＣチップとして、例えば、株式会社日立製作所により開発された、ミューチップ（登録商標）が知られている。このミューチップ（登録商標）では、外部電極が表裏面に１個ずつ形成されたＩＣチップを励振スリット型ダイポールアンテナに挟み込む構造が開発されている（以下、「両面実装」という。）（例えば、特許文献１参照。）。また、外部電極が表裏面に１個のチップ「以下、「片面電極チップ」という。）も知られている。
特開２００４−１２７２３０号公報

製造、物流、販売等の業界において、ＩＣタグにより効率的な管理システムの構築には、全ての製品商品にＩＣタグを取り付ける必要があり、そのためにはＩＣタグの低コスト化が必須である。また、その膨大な処理数から、ＩＣタグを種々の形状の製品商品に取り付けても、容易に読み取れる技術が不可欠である。

一方、絶縁樹脂などで成形したＩＣタグを用い上位端末であるリーダライタと信号の送受信を行う際に、そのアンテナの形状とリーダライタの位置関係から、信号送受信の指向性があり、全方位からの読み取り性が低いという課題があった。また、全方位からの読み取り性を上げるためにはＩＣタグ１つに対し、インレットを２つ以上用いる必要があり、高コスト、コンパクト化困難等の課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、使用者がＩＣタグを読み取る際、読み取り指向性が小さく、タグをいろいろな方向から読んでもリーダライタにて安定した読み取りを可能とする安価でコンパクトな非接触式ＩＣタグを提供するものである。

本発明は、絶縁部材からなるタグ基材と、そのタグ基材上に設けられ、少なくとも一つ以上の折れ曲がり部と、その折れ曲がり部でそれぞれ接続された複数の線分からなる直線列の形状をなすアンテナと、そのアンテナに接続されるＩＣチップとを有する非接触式ＩＣタグであることを要旨とする。本発明において、複数の線分の長さがすべて１２ｍｍ以上であることが好ましい。また、複数の線分のうち、最短の線分に対する最長の線分の長さ比が、１．０〜２．５であることが好ましい。また、隣り合う線分のなす折れ曲がり角度が、４５°〜１３５°であることが好ましい。

本発明によれば、使用者がＩＣタグを読み取る際、読み取り指向性が小さく、タグをいろいろな方向から読んでもリーダライタにて安定した読み取りを可能とする安価でコンパクトな非接触式ＩＣタグを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面で説明する。なお、以下に記載したものは最良の形態の一例であり、これらに限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係る非接触式ＩＣタグ１の一例を示す平面図である。非接触式ＩＣタグ１は、上位端末であるリーダライタと信号の送受信を行う。非接触式ＩＣタグ１は、絶縁部材からなるタグ基材２と、タグ基材２上に設けられ、折れ曲がり部６でそれぞれ接続された複数の線分７，８からなる直線列の形状をなすアンテナ３と、アンテナ３に接続されるＩＣチップ４とを有する。

タグ基材２としては、例として０．７６ｍｍ厚のＰＥＴ基材を用いることができる。またリライト機能を有するロイコサーマル材料も利用できる。アンテナ３としては、銅またはアルミニウムの箔からエッチングにより形成した回路を用いることができる。また導電性ペーストを印刷法によって形成したものを用いることができる。この中でも比較的低抵抗であるため銅、アルミニウムが好適である。

アンテナ３は、一つ以上の折れ曲がり部６を有する形状である。図１に示す例では、１つの折れ曲がり部６を有し、アンテナ３をＬ字状に形成している。折れ曲がり部は１つ以上であることが好ましく、１〜４個の折れ曲がり部があることが好適である。この折れ曲がり部６は、長いアンテナ３を図１に示した形状のようにプレスして屈曲させて形成しても好適である。また、導電ペーストの印刷、銅やアルミニウム箔のエッチングによって図１に示した形状に形成すると、コンパクト化の観点からより非常に好適である。

アンテナ３の長さ方向の端部から折れ曲がり部６まで、および、折れ曲がり部が複数ある場合には隣り合う折れ曲がり部の間のそれぞれの区間を、アンテナ３の線分７，８とするとき、一つのアンテナ３を構成するすべての線分７，８の長さＬ１，Ｌ２が、１２ｍｍ以上であるのが好ましい。アンテナ３の各方向の線分７，８を１２ｍｍ以上とすることにより、各線分７，８の長さＬ１，Ｌ２のバランスがある程度確保されるので、読み取り指向性が小さく、タグをいろいろな方向から読んでも通信ＮＧになりにくい。このため、リーダライタにて安定した読み取りが可能となる。さらに、一つのアンテナ３を構成するすべての線分７，８の長さＬ１，Ｌ２が２０ｍｍ以上であると、指向性の平坦化の観点から好ましい。

一つのアンテナ３を構成する線分７，８の中で、最短の線分（例えば線分７）に対する最長の線分（例えば線分８）の長さ比が、１．０〜２．５であるのが好ましい。これによれば、アンテナ３の各方向の線分７，８の長さＬ１，Ｌ２のバランスが確保されるので、読み取り指向性が小さく、ＩＣタグ１をいろいろな方向から読んでも通信ＮＧになりにくい。このため、リーダライタにて安定した読み取りが可能となる。更に、一つのアンテナ３を構成する線分７，８の中で、最短の線分（例えば線分７）に対する最長の線分（例えば線分８）の長さ比が、１．０〜１．２であると、読み取り距離の関係からより好ましい。

アンテナ３の折れ曲がり角度θは、直角に対し±４５°以内（４５°〜１３５°）であるのが好ましい。折れ曲がり角度θは、この範囲内において、直角に近いほど読み取り距離の観点から好適である。

ＩＣチップ４の実装方法としては、例えばＩＣチップ４としてミューチップ（登録商標）を用いる場合、両面実装を利用できる。また、ミューチップ（登録商標）の片面電極チップを用いる場合、接着剤や超音波による実装方法も利用できる。

ＩＣタグ１に用いるＩＣチップ４の大きさに特に制限はないが、より小さいもの、例えば、ミューチップ（登録商標）が寸法０．５ｍｍ×０．５ｍｍ以下と小型であり好適である。

以下、本発明の好適な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

まず、実施例１〜１２に係るＩＣタグ１の作製方法について説明する。５０μｍ厚のアルミニウム箔と、１０μｍ厚のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルムとを張り合わせた基材を、エッチング加工して所定のパターンを形成し、タグ基材２上で少なくとも一つ以上の折れ曲がり部を有する、アンテナ幅２ｍｍのダイポール型アンテナ３を作製した。ＩＣチップ４としてミューチップ（登録商標）の片面電極チップを、基材２のアルミニウム箔をエッチングして形成したアンテナ３に接着し、その後総厚０．７６ｍｍのＰＥＴ基材でラミネートし、実施例１〜１２に係るＩＣタグ１を作製した。

図２に実施例１〜１２に係るＩＣタグ１の読取方法を示す。ＩＣタグ１を３次元の３方向Ａ、Ｂ、Ｃからリーダライタ（株式会社日立国際電気製、ＭＲＪ３００、出力３００ｍＷ）５にて読み取り評価する。

比較例として、５０μｍ厚のアルミニウム箔と、１０μｍ厚のポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルムとを張り合わせた基材を、エッチング加工して所定のパターンを形成し、タグ基材上では折れ曲がりを有しない、アンテナ幅２ｍｍのダイポール型アンテナを作製した。これ以外の作製方法は、実施例１〜１２と同様である。比較例についても実施例１〜１２と同様にリーダライタ５を用いて読み取り評価する。

本発明の実施例１〜１２と比較例について、アンテナ形状と読み取り距離の関係を比較する。図３に、実施例１〜１２及び比較例のアンテナ形状及び線分長を示す。また、表１に、実施例１〜１２及び比較例の最長／最短長さ、最長／最短長さ比、及び読み取り距離の試験結果を示す。

実施例１〜１２は、アンテナ３の形状が、タグ基材２上で少なくとも一つ以上の折れ曲がりを有する。実施例１〜１２は、読取方向Ａ、Ｂ、Ｃの何れの方向からも読み取りが可能であった。実施例１〜１２は、アンテナ３の折れ曲がり角度は、直角に対し±４５°以内である。また、実施例１〜４、６〜１０、１２は、少なくとも１箇所のアンテナ３の折れ曲がり角度が直角である。

実施例１〜３、５、７〜９、１１、１２は、一つのアンテナ３を構成するすべての線分の長さが、１２ｍｍ以上である。実施例１〜３、５、７〜９、１１、１２は、読取方向Ａ、Ｂ、Ｃの何れの方向からも、読取距離が２０ｍｍ以上であった。

実施例１〜３、７〜９、１２は、一つのアンテナ３を構成するすべての線分の長さが、１２ｍｍ以上であり、かつ少なくとも１箇所のアンテナ３の折れ曲がり角度が直角である。実施例１〜３、７〜９、１２は、読取方向Ａ、Ｂ、Ｃの何れの方向からも、読取距離が９４ｍｍ以上であった。

実施例１〜５、７〜９、１１、１２は、一つのアンテナ３を構成する線分の中で、最短の線分に対する最長の線分の長さ比が、１．０〜２．５である。実施例１〜５、７〜９、１１、１２は、読取方向Ａ、Ｂ、Ｃの何れの方向からも、読取距離が１９ｍｍ以上であった。

実施例１〜３、５、７〜９、１１、１２は、一つのアンテナ３を構成するすべての線分の長さが、１２ｍｍ以上であり、かつ一つのアンテナ３を構成する線分の中で、最短の線分に対する最長の線分の長さ比が、１．０〜２．５である。実施例１〜３、５、７〜９、１１、１２は、読取方向Ａ、Ｂ、Ｃの何れの方向からも、読取距離が２０ｍｍ以上であった。

実施例２、７、９、１２は、一つのアンテナ３を構成するすべての線分の長さが、１２ｍｍ以上であり、少なくとも１箇所のアンテナ３の折れ曲がり角度が直角であり、一つのアンテナ３を構成する線分の中で、最短の線分に対する最長の線分の長さ比が、１．０〜１．２である。実施例２、７、９、１２は、読取方向Ａ、Ｂ、Ｃの何れの方向からも、読取距離が１０７ｍｍ以上であった。

実施例２、７は、一つのアンテナ３を構成するすべての線分の長さが、１２ｍｍ以上であり、少なくとも１箇所のアンテナ３の折れ曲がり角度が直角であり、一つのアンテナ３を構成する線分の中で、最短の線分に対する最長の線分の長さ比が、１．０〜１．２であり、隣り合う折れ曲がりの方向が異なる。実施例２、７は、読取方向Ａ、Ｂ、Ｃの何れの方向からも、読取距離が１３０ｍｍ以上であった。

実施例２は、一つのアンテナ３を構成するすべての線分の長さが、２０ｍｍ以上であり、少なくとも１箇所のアンテナ３の折れ曲がり角度が直角であり、一つのアンテナ３を構成する線分の中で、最短の線分に対する最長の線分の長さ比が、１．０〜１．２であり、隣り合う折れ曲がりの方向が異なる。実施例２は、読取方向Ａ、Ｂ、Ｃの何れの方向からも、読取距離が１３６ｍｍ以上であった。

比較例では、読取方向Ａでは読み取れなかった。

本発明の実施の形体に係る非接触式ＩＣタグの平面図である。 本発明の実施例に係る非接触式ＩＣタグの読取方向を説明するための概略図である。 本発明の実施例に係る非接触式ＩＣタグのアンテナ形状／線分長を表す表である。

符号の説明

１ ＩＣタグ
２ 基材（タグ基材）
３ アンテナ
４ ＩＣチップ
５ リーダライタ
６ 折れ曲がり部
７，８ 線分

Claims (4)

1. 絶縁部材からなるタグ基材と、
   該タグ基材上に設けられ、少なくとも一つ以上の折れ曲がり部でそれぞれ接続された複数の線分からなる直線列の形状をなすアンテナと、
   該アンテナに接続されるＩＣチップ
   とを備えることを特徴とする非接触式ＩＣタグ。
2. 前記複数の線分の長さがすべて１２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の非接触式ＩＣタグ。
3. 前記複数の線分のうち、最短の線分に対する最長の線分の長さ比が、１．０〜２．５であることを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触式ＩＣタグ。
4. 隣り合う前記線分のなす折れ曲がり角度が、４５°〜１３５°であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の非接触式ＩＣタグ。

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