JP2013013149A - Radio transmitter-receiver, non-contact information recording medium, management system, and transmission-reception system - Google Patents

Radio transmitter-receiver, non-contact information recording medium, management system, and transmission-reception system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radio transmitter-receiver which is free from a shift of a resonant frequency and reduction in communication sensitivity even when non-contact information recording media are interposed between or placed on metal surfaces, and is available even when the non-contact information recording media are overlapped or got close in each other, and to provide a non-contact information recording medium, an information reader/writer, and a management system.SOLUTION: A radio transmitter-receiver comprises: a coil 2 containing a magnetic material plate 6; and two metal plates 11a and 11b which are disposed in parallel with a direction of magnetic flux of the coil 2 containing the magnetic material plate 6 and in opposition to each other on both sides of the coil 2 containing the magnetic material plate 6.

Description

本発明は、無線送受信機器、非接触情報記録媒体、情報読取書込装置及び管理システムに関するものである。詳しくは、アンテナコイルで情報の送受を行う目的で特に非接触ICカードやRFIDタグと、これらと情報の送受を行うリーダライタおよびこれらを用いた管理システムに関するものである。   The present invention relates to a wireless transmission / reception device, a non-contact information recording medium, an information reading / writing device, and a management system. More specifically, the present invention relates to a contactless IC card or RFID tag, a reader / writer that transmits / receives information to / from them, and a management system using them for the purpose of transmitting / receiving information by an antenna coil.
非接触式IC(Integrated Circuit)カードやRFID(Radio Frequency IDentification)タグはコイルの電磁結合による近距離通信(近傍通信)を行っており、一般には半径方向に巻く平面形コイルにICをボンディングした紙ベースあるいはプラスチックベースのものが使用されている(以下、紙タグ、プラスチックタグという)。   Non-contact IC (Integrated Circuit) cards and RFID (Radio Frequency IDentification) tags perform short-distance communication (neighbor communication) by electromagnetic coupling of coils, and are generally papers in which an IC is bonded to a planar coil wound in a radial direction. Bases or plastic bases are used (hereinafter referred to as paper tags or plastic tags).
これらの非接触式ICカードまたはRFIDタグの一部には、金属対応としてこの紙タグ、プラスチックタグの片面に薄い磁性体とゴムを混ぜた磁性体シートを用い、金属対応タグとしているものもあるが、金属面の影響をかなり受け、通信感度が悪い。また本願発明者により、あるいはこの応用として出願されている特許出願のもの(例えば、特許文献1〜特許文献4参照)も金属面を利用はしているものの、他の金属面が更に加わった場合にコイル間の容量が増えてしまい、共振周波数が0.5MHz〜1MHz近く周波数が高い方へずれる。また非接触式ICカードやRFIDタグの上下に金属面が位置したときは、非接触式ICカードやRFIDタグの一面のみしか金属板が当っていないため、もう片面では更に大きな共振周波数ずれを発生する。これは、非接触式ICカードやRFIDタグの金属板がない残りの三方の面ではコイル面がむき出しになっているからである。このように、従来例ではせっかくの金属対応でありながら、実際には金属対応が完全とはなっていないのが実情である。   Some of these non-contact type IC cards or RFID tags have a metal-compatible tag using a metal sheet made of a mixture of a thin magnetic material and rubber on one side of the paper tag or a plastic tag. However, it is significantly affected by the metal surface and communication sensitivity is poor. Also, the patent application filed by the inventor of the present application or for this application (see, for example, Patent Document 1 to Patent Document 4) also uses a metal surface, but other metal surfaces are added. As a result, the capacitance between the coils increases, and the resonance frequency shifts to a higher frequency near 0.5 MHz to 1 MHz. In addition, when metal surfaces are positioned above and below the non-contact IC card or RFID tag, only one surface of the non-contact IC card or RFID tag is hit by the metal plate, so a larger resonance frequency shift occurs on the other surface. To do. This is because the coil surface is exposed on the remaining three surfaces where there is no metal plate of a non-contact type IC card or RFID tag. As described above, in the conventional example, the metal handling is not complete, although the metal handling is not perfect.
また、この金属対応の非接触式ICカードやRFIDタグが互いに近づいてくると、双方のコイルが対向しているため、コイル同士が相互結合(いわゆる、mutual coupling)を起こし、これもまた共振周波数をずらし(一般に低い周波数にずれる)通信距離が著しく低下する。また、ICチップにアンチコリジョン(anti−collision)(衝突防止)機能またはアンチクラッシュ(anti−crash)機能を備えていても、このアナログ的相互干渉により通信機能が低下し、ICチップ内のデータの識別ができなくなる。   Also, when this metal-compatible non-contact IC card or RFID tag approaches each other, both coils face each other, causing mutual coupling (so-called mutual coupling) between the coils, which also has a resonance frequency. The communication distance is significantly reduced by shifting (generally shifting to a lower frequency). Even if the IC chip has an anti-collision (anti-collision) function or anti-crash (anti-crash) function, the analog mutual interference reduces the communication function, and the data in the IC chip Cannot be identified.
また、コイル同士の相互結合によりRFIDタグに書き込みを行おうとしても感度が下がるとともに他と分離できず書き込みができなくなる。すなわち、このような金属対応である特別な磁性体タグにおいても使用環境が制限される。   In addition, even if an attempt is made to write to the RFID tag due to mutual coupling between the coils, the sensitivity is reduced and the coil cannot be separated and cannot be written. That is, the use environment is also limited in such special magnetic tags that are compatible with metals.
また、非接触式ICカードやRFIDタグには、カード状の薄い磁性体に偏平な磁性体を巻くようにコイルを用いているものもあるが、コイル断面が小さく金属板を用いていないので、磁界が広がるので、感度が非常に低い。金属面上でまた共振周波数がずれるため、感度を更に低下させる。まして一般の紙タグやプラスチックタグでは金属面の上では使用できず、薄い磁性体シートを貼り付けたタイプの金属対応のタグも感度が悪く、片側ましてや両側に金属面があるときは全く使用ができなくなる。また薄い物体等にRFIDタグを貼って用いる場合において、RFIDタグ同士が重なってきた場合には、コイル面が向き合うための相互結合が非常に大きくなるため共振周波数は大きくずれる。そして、RFIDタグ同士がくっ付く近さになった場合には、自己インダクタンスLと相互インダクタンスMとはほぼ同等(nearly equal)L≒Mとなるためインダクタンスによる電圧の発生がなくなり、かつ共振周波数がずれてしまうので電流がほとんど流れず、従ってICを励振し信号を取出すことができなくなる。これではIC自体にアンチコリジョン機能やアンチクラッシュ機能を設けていてもそれらの機能が発揮される前に、RFIDタグとしての機能が得られなくなるのが現状である。例えば、RFIDタグを薄い本、薄いファイル、CD等に使用する場合において、薄い本、薄いファイル、CD等が密接して多数並んでいた場合等、RFIDタグに保持されるIDが取得できなくなるのが現状である。   Also, some non-contact IC cards and RFID tags use coils so that a flat magnetic body is wound around a card-like thin magnetic body, but the coil cross section is small and no metal plate is used. The sensitivity is very low because the magnetic field spreads. Since the resonance frequency is shifted again on the metal surface, the sensitivity is further lowered. Moreover, general paper tags and plastic tags cannot be used on metal surfaces, and metal-type tags with a thin magnetic sheet attached are also insensitive, and can be used when there is a metal surface on one side or both sides. become unable. In addition, when the RFID tags are attached to a thin object or the like, when the RFID tags are overlapped with each other, the mutual coupling for the coil surfaces to face each other becomes very large, so that the resonance frequency is greatly shifted. When the RFID tags come close to each other, the self-inductance L and the mutual inductance M are almost equal (nearly equal) L≈M, so that no voltage is generated by the inductance, and the resonance frequency is Since the current is shifted, almost no current flows, so that the IC cannot be excited to extract a signal. In this situation, even if the IC itself has an anti-collision function or an anti-crash function, the function as an RFID tag cannot be obtained before these functions are exhibited. For example, when an RFID tag is used for a thin book, thin file, CD, etc., when a large number of thin books, thin files, CDs, etc. are closely arranged, the ID held in the RFID tag cannot be acquired. Is the current situation.
さらに、パーソナルコンピュータ(PC)や通信機器、金属体等の管理を行うとき、RFIDタグが金属面の間に挟まれることが多く、このような場合に使用できるRFIDタグは現存しない。また、コイルをアンテナとして用いた場合には放射抵抗が小さく、また金属面上で用いる場合には更に制限を受ける。
特許第3362607号公報 特開2003−317052号公報 特開2005−192124号公報 特願2006−314156
Furthermore, when managing personal computers (PCs), communication devices, metal objects, etc., RFID tags are often sandwiched between metal surfaces, and there are no RFID tags that can be used in such cases. Further, when the coil is used as an antenna, the radiation resistance is small, and when it is used on a metal surface, it is further restricted.
Japanese Patent No. 3362607 JP 2003-317052 A JP-A-2005-192124 Japanese Patent Application No. 2006-314156
非接触式ICカードやRFIDタグが備えるコイルが角形や平板形で金属に密着し易い形のソレノイド形コイルであっても、金属面の影響を受け、コイルを構成する電線同士による浮遊容量が金属面を介して増え、みかけ上インダクタンスが下がったり、共振特性がずれたり、特性が大きく影響を受ける。また金属面による影像(イメージ)効果により、コイル電流やそれによって発生する磁束が2倍になったり、更に多重影像効果(Multi−Image Effect)により、磁束が集中することにより磁束密度が数倍に上昇し、感度が数倍になる効果があるが、従来例では付帯する金属板が一面であったり有限であったため、金属面の増加により金属面からの悪い影響をどうしても受け易くなることになる。   Even if the coil of the non-contact type IC card or RFID tag is a square type or flat type solenoid type coil that is easy to adhere to metal, it is affected by the metal surface and the stray capacitance between the wires constituting the coil is metal. It increases through the surface, the apparent inductance decreases, the resonance characteristics shift, and the characteristics are greatly affected. In addition, the image current effect of the metal surface doubles the coil current and the magnetic flux generated by it, and the magnetic flux density increases several times due to the concentration of the magnetic flux due to the multiple image effect (Multi-Image Effect). This increases the sensitivity and increases the sensitivity several times. However, in the conventional example, since the accompanying metal plate is one surface or limited, the increase in the metal surface makes it easy to be adversely affected by the metal surface. .
またさらに、非接触式ICカードやRFIDタグの両側に金属体や金属面が存在すると、これからの影響が追加される。非接触式ICカードやRFIDタグの金属板(あるいは金属膜)がついていない側は、金属面によりコイルの電線間の浮遊容量の増加が顕著になり変位電流が増え、著しくコイルから漏洩する。この結果、みかけ上のインダクタンスは減り、共振周波数は大きくずれ、特性は劣化し、感度が低下する。   Furthermore, if a metal body or a metal surface exists on both sides of the non-contact type IC card or RFID tag, the influence from this is added. On the side of the non-contact type IC card or RFID tag that does not have a metal plate (or metal film), the stray capacitance between the coil wires increases significantly due to the metal surface, and the displacement current increases, and the coil leaks significantly. As a result, the apparent inductance is reduced, the resonance frequency is greatly shifted, the characteristics are deteriorated, and the sensitivity is lowered.
またRFIDタグ同士が重なってきた場合、三方の面が開いた金属対応タグはコイル同士の結合係数が大きいため相互干渉を発生する。   In addition, when the RFID tags are overlapped with each other, the metal correspondence tag having three open faces has a large coupling coefficient between the coils and generates mutual interference.
実際にRFIDタグを多数用いる環境においてはRFIDタグ間の干渉、そして金属面の影響、金属面から挟まれる状況等種々の影響が発生する。このような種々の悪い条件や環境が発生した場合でも使用できるようなRFIDタグが存在することが望ましい。   In an environment where a large number of RFID tags are actually used, various influences such as interference between RFID tags, the influence of the metal surface, and the situation of being sandwiched from the metal surface occur. It is desirable to have an RFID tag that can be used even when such various bad conditions and environments occur.
本発明は上記の悪条件、種々の環境においても特性を劣化させることなく使用できるユニバーサルスマートタグ(Universal smart tag)(あるいは最適スマートタグ(optimum smart tag))を提供することにある。本発明はまたタグのみでなくセンサとしても応用できることは云うまでもない。また、コイルをもう少し大きくし、巻数を増やしたりすること等で、放射抵抗を大きくすることにより、放射用アンテナとして用いることもできる。   An object of the present invention is to provide a universal smart tag (or an optimal smart tag) that can be used without deteriorating characteristics even in the above-mentioned adverse conditions and various environments. Needless to say, the present invention can be applied not only as a tag but also as a sensor. Moreover, it can also be used as a radiation antenna by increasing the radiation resistance by making the coil a little larger and increasing the number of turns.
また、多重影像(マルチミラー)方式による薄形コイルの増感機能を用い、RFIDタグが金属面や周辺の金属体に挟まれたり載せられたりした場合でも、共振周波数がずれたり、通信ができなくなったりすることを改善するばかりでなく、RFIDタグや非接触式ICカード同士が重なったり近づいたり、金属面が更に加わったりした場合でも影響なく、どんな条件でも心配なく用いることができる理想的なユニバーサルスマートタグシステム(universal smart tag system)、すなわち、最適スマートタグシステム(optimum smart tag system)を提供することにある。   In addition, the sensitization function of thin coils using the multiple image (multi-mirror) method is used, and even when the RFID tag is sandwiched or placed between metal surfaces and surrounding metal bodies, the resonance frequency is shifted and communication is possible. Ideal for use without worrying under any conditions, not only when the RFID tag and non-contact IC cards overlap or approach each other or when a metal surface is further added To provide a universal smart tag system, that is, an optimum smart tag system.
すなわち、本発明は先に述べたような点に着目して成されたもので、非接触情報記録媒体が金属面に挟まれたり載せられたりした場合でも、共振周波数のずれや通信感度の低下が生じず、また、非接触情報記録媒体同士が重なったり近づいたりした場合でも使用できる無線送受信機器、非接触情報記録媒体、情報読取書込装置及び管理システムを提供することを課題とする。   That is, the present invention has been made paying attention to the points described above, and even when a non-contact information recording medium is sandwiched or placed on a metal surface, the resonance frequency shifts and the communication sensitivity decreases. It is an object of the present invention to provide a wireless transmission / reception device, a non-contact information recording medium, an information reading / writing device, and a management system that can be used even when non-contact information recording media overlap or approach each other.
本発明の目的を達成するために、以下の構成を備える。   In order to achieve the object of the present invention, the following configuration is provided.
〔1〕薄い磁性体板に巻かれたコイルの両端にICが接続され、コイルと磁性体板を挟むように両側に金属板(または金属膜)が備えられ、金属板による多重影像効果により磁束がこの金属板に挟まれた空間に集中し、磁束密度が上がり、それによる通信感度が上昇し、金属板による遮蔽効果により周辺の金属面の影響がコイルに直接及ばず、共振周波数変動が殆んどなくなり、かつ複数のタグが近接する場合に起こり得るコイル同士の結合も金属板で遮蔽でき、タグが密着する場合等、種々の条件に使用でき、金属面でも紙や木材やプラスチック面でも使用できることを特徴とするユニバーサルスマートタグシステム。   [1] An IC is connected to both ends of a coil wound around a thin magnetic plate, and metal plates (or metal films) are provided on both sides so as to sandwich the coil and the magnetic plate. Concentrates in the space between the metal plates, increasing the magnetic flux density, thereby increasing the communication sensitivity, and due to the shielding effect of the metal plates, the influence of the surrounding metal surface does not directly affect the coil, and the resonance frequency fluctuation is almost unchanged. Coupling of coils that can occur when multiple tags are close together can be shielded with a metal plate, and can be used for various conditions such as when tags are in close contact, whether on metal surfaces, paper, wood or plastic surfaces A universal smart tag system that can be used.
〔2〕コアとなる薄い磁性体はグリーンシートを焼いたもので、あらかじめ薄いプラスチックシートに貼り付けられた状態で細分化され、可撓性となっている磁性体板よりなることを特徴とするユニバーサルスマートタグシステム。   [2] The thin magnetic material used as the core is a green sheet baked, and is composed of a magnetic material plate that is subdivided and flexible in a state of being previously attached to a thin plastic sheet. Universal smart tag system.
〔3〕コアとなる薄い磁性体はフェライト等の磁性体を砕き粉体状にしたものをゴムやプラスチック等で合わせた可撓性の磁性体板よりなることを特徴とするユニバーサルスマートタグシステム。   [3] A universal smart tag system characterized in that the thin magnetic body as a core is formed of a flexible magnetic body plate obtained by pulverizing a magnetic body such as ferrite and combining it with a powder such as rubber or plastic.
〔4〕外側に当てる金属板は、金属板や金属箔や金属コーティングや金属蒸着や金属インクを用いることを特徴とするユニバーサルタグシステム。   [4] A universal tag system using a metal plate, metal foil, metal coating, metal vapor deposition, or metal ink as the metal plate to be applied to the outside.
〔5〕外側に当てる金属板の1枚は可撓性基板に当てられた金属板を用いることを特徴とするユニバーサルスマートタグシステム。   [5] A universal smart tag system in which one metal plate applied to the outside is a metal plate applied to a flexible substrate.
〔6〕外側に当てる金属板はプラスチックフィルムに金属箔がラミネートされているフィルムを用いることを特徴とするユニバーサルスマートタグシステム。   [6] A universal smart tag system using a metal plate laminated on a plastic film as a metal plate applied to the outside.
〔7〕外側に当てる金属板は、コイルを巻かれた磁性体コアより大きな平面とすることを特徴とするユニバーサルスマートタグシステム。   [7] The universal smart tag system, wherein the metal plate applied to the outside is a plane larger than the magnetic core around which the coil is wound.
〔8〕磁性体コアより大きな金属板面の隙間は磁性体アンテナとほぼ同じ厚みのプラスチックや誘電体等の絶縁体で埋め、両面の金属面が密着や短絡を起こさないようにすることを特徴とするユニバーサルスマートタグシステム。   [8] The gap between the metal plate surfaces larger than the magnetic core is filled with an insulating material such as plastic or dielectric having substantially the same thickness as the magnetic antenna so that the metal surfaces on both sides do not cause adhesion or short circuit. Universal smart tag system.
〔9〕プラスチックシートにエッチングや印刷等により金属線を配設し、シートを磁性体に巻くときに連続したコイル状になるようにそれぞれの端部の金属部を合わせ融着させ、コイルの端部からの帰線は裏面を用い、両端子が巻線と絶縁され両端にICをボンディングすることにより、タグを量産できるようにすることを特徴とするユニバーサルスマートタグシステム。   [9] Metal wires are arranged on a plastic sheet by etching, printing, etc., and the metal portions of the respective end portions are aligned and fused so as to form a continuous coil when the sheet is wound around a magnetic body, and the end of the coil The universal smart tag system is characterized in that the return line from the part uses the back side, both terminals are insulated from the windings, and the IC is bonded to both ends so that the tag can be mass-produced.
〔10〕前記タグを紙やプラスチックや金属面(体)に取付け、センサ、リーダを介して読み取り、コンピュータに接続し、記録や表示や制御を行うことを特徴とするユニバーサルスマートタグシステム。   [10] A universal smart tag system in which the tag is attached to paper, plastic, or a metal surface (body), read through a sensor or a reader, connected to a computer, and recorded, displayed, or controlled.
〔11〕前記タグを取付けられた被測定物を、金属棚や金属箱等の金属面上に取付けられた金属対応センサで受信し、リーダで読み、コンピュータで表示したり記録したり制御を行うことを特徴とするユニバーサルタグおよびセンサシステム。   [11] The object to be measured with the tag attached is received by a metal-compatible sensor attached on a metal surface such as a metal shelf or a metal box, read by a reader, displayed on a computer, recorded, and controlled. Universal tag and sensor system characterized by the above.
〔12〕前記磁性体コイル、IC、金属板を有するタグを用い、同様の構造の磁性体コイル金属板を用いたセンサによりタグ情報を読み取ることを特徴とするユニバーサルスマートタグおよびセンサシステム。   [12] A universal smart tag and sensor system characterized by using a tag having the magnetic coil, IC, and metal plate, and reading tag information by a sensor using a magnetic coil metal plate having a similar structure.
〔13〕前記磁性体、コイル、IC、金属板、絶縁体をカード状に作ることを特徴とするユニバーサルスマートタグおよびセンサシステム。   [13] A universal smart tag and sensor system, wherein the magnetic body, coil, IC, metal plate, and insulator are formed in a card shape.
〔14〕前記金属板の一方を長めに構成し、丸めの金属体等の対象物にも巻きつけられるようにすることを特徴とするユニバーサルスマートタグおよびセンサシステム。   [14] A universal smart tag and sensor system, wherein one of the metal plates is configured to be long and can be wound around an object such as a round metal body.
〔15〕前記磁性体コイル、IC、金属板、絶縁体をSIMやSDカードやミニSDカードやUSBカードに応用することを特徴とするユニバーサルスマートタグおよびセンサシステム。   [15] A universal smart tag and sensor system, wherein the magnetic coil, IC, metal plate, and insulator are applied to a SIM, SD card, mini SD card, or USB card.
〔16〕前記磁性体の前面に突起や広がりを持たせることを特徴とするユニバーサルタグおよびセンサシステム。   [16] A universal tag and sensor system, characterized in that the front surface of the magnetic body has a protrusion or a spread.
〔17〕磁芯入りコイルと、前記磁芯入りコイルの磁束の方向と平行で、該磁芯入りコイルの両側に絶縁して配置される複数の導電板または導電膜とを備えることにより高密度の磁束が得られこれを用いることを特徴とする無線送受信機器。   [17] High density by including a magnetic cored coil and a plurality of conductive plates or conductive films arranged in parallel with the direction of magnetic flux of the magnetic cored coil and insulated on both sides of the magnetic cored coil A wireless transmitter / receiver characterized by using and using a magnetic flux.
〔18〕前記(17)に記載の無線送受信機器は、互いに近づけたり重ねたりした場合でも干渉を起こさずセンサに同様な構造を用い対として用いた場合には、無線送受信機器がそれぞれ分離独立して通信を行うことができ干渉が生じないことを特徴とする無線送受信およびセンサ装置。   [18] When the wireless transmission / reception devices described in (17) are used as a pair using the same structure for the sensor without causing interference even when they are brought close to each other or stacked, the wireless transmission / reception devices are separated and independent. Wireless transmission / reception and sensor device characterized in that communication can be performed without interference.
〔19〕無線送受信機器を電磁結合用の無線送受信器に用いることもできるし、電波(電磁波)の送受信用無線送受信器としても用いることができることを特徴とする無線送受信機器。   [19] A wireless transmission / reception device characterized in that the wireless transmission / reception device can be used as a wireless transmission / reception device for electromagnetic coupling, and can also be used as a wireless transmission / reception device for transmission / reception of radio waves (electromagnetic waves).
すなわち、本発明の技術内容は以下の構成を備えることにより前記課題を解決できた。   That is, the technical contents of the present invention can solve the above-described problems by including the following configuration.
(1)磁芯入りコイルと、前記磁芯入りコイルの磁束の方向と平行で、該磁芯入りコイルに沿って配置される複数の導電板または導電膜とを備えることを特徴とする無線送受信機器。   (1) A wireless transmission / reception comprising a magnetic core-containing coil and a plurality of conductive plates or conductive films arranged along the magnetic core-containing coil in parallel with the direction of magnetic flux of the magnetic core-containing coil. machine.
(2)前記(1)に記載の無線送受信機器と、前記コイルに接続するICチップとを備え、前記無線送受信機器を介して情報読取書込装置と情報の送受信を行うことを特徴とする非接触情報記録媒体。   (2) The wireless transmission / reception device according to (1) and an IC chip connected to the coil, wherein information is transmitted / received to / from the information reading / writing device via the wireless transmission / reception device. Contact information recording medium.
(3)前記(1)に記載の無線送受信機器を備え、前記無線送受信機器を介して非接触情報記録媒体と情報の送受信を行うことを特徴とする情報読取書込装置。   (3) An information reading / writing apparatus comprising the wireless transmission / reception device according to (1), wherein information is transmitted to and received from a non-contact information recording medium via the wireless transmission / reception device.
(4)前記(2)に記載の非接触情報記録媒体と、前記(3)に記載の情報読取書込装置と、前記情報読取書込装置により読み取った前記非接触情報記録媒体の情報を処理する情報処理装置とを備えることを特徴とする管理システム。   (4) The non-contact information recording medium according to (2), the information reading / writing device according to (3), and the information of the non-contact information recording medium read by the information reading / writing device are processed. A management system comprising: an information processing apparatus that performs the processing.
本発明によれば、金属面があったり、RFIDタグが近接していたりして感度が劣化する環境においても、本発明の多重影像方式を利用した薄いタグやモジュールやカードは、多重影像方式による感度上昇の技術により、タグやモジュールやカードが保持する情報を読み取ることが可能となり、薄い本やファイル、金属面プラスチック等、あらゆる物の管理や整理が可能となる。   According to the present invention, even in an environment where the sensitivity deteriorates due to the presence of a metal surface or the proximity of an RFID tag, a thin tag, module or card using the multiple image method of the present invention is based on the multiple image method. The technology that increases sensitivity makes it possible to read information held by tags, modules, and cards, and enables management and organization of all sorts of items such as thin books, files, and metal surface plastics.
すなわち、金属面があったり非接触情報記録媒体同士が近接していたりして、感度が劣化する環境においても、本発明の多重影像方式を利用した無線送受信機器を備える非接触情報記録媒体や情報読取書込装置は、多重影像方式による感度上昇の技術により、非接触情報記録媒体が保持する情報を読み取ることが可能となり、薄い本やファイル、金属面プラスチック等、あらゆる物の管理や整理が可能となる。   That is, even in an environment where the sensitivity deteriorates due to the presence of metal surfaces or contactless information recording media, the contactless information recording medium or information including the wireless transmission / reception device using the multiple image method of the present invention. The read / write device can read the information held in the non-contact information recording medium by the technology for increasing the sensitivity by the multiple image method, and can manage and organize everything such as thin books, files, metal surface plastics, etc. Become.
また、本発明によれば、RFIDのセンサやタグ、NFCのセンサのみならず無線通信用のアンテナとしても用いることができ、携帯電話やPC(パーソナルコンピュータ)等のセンサやアンテナとして搭載することができる。   Further, according to the present invention, it can be used not only as an RFID sensor, tag, NFC sensor but also as an antenna for wireless communication, and can be mounted as a sensor or antenna for a mobile phone, a PC (personal computer) or the like. it can.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below based on examples.
本発明にかかるコイルアンテナとIC(Integrated Circuit)を用いた金属面用のRFIDタグや非接触式ICカードの多重影像方式の具体例を、図面を参照して説明する。   A specific example of a multiple image system of an RFID tag for a metal surface or a non-contact IC card using a coil antenna and IC (Integrated Circuit) according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明のコイルアンテナ(無線送受信機器)を用いたRFIDタグであるユニバーサルスマートタグ(非接触情報記録媒体)の一例を示す図である。図1(a)は金属板と磁性体の幅がほぼ同じ場合のユニバーサルスマートタグの断面図、図1(b)は金属板が磁性体の幅よりも大きい場合のユニバーサルスマートタグの断面図である。図1(c)は図1(a)を上から見た図、また図1(d)は図1(b)を上から見た図であるが、いずれも金属面21a及び金属板11aは図示していない。   FIG. 1 is a diagram showing an example of a universal smart tag (non-contact information recording medium) that is an RFID tag using a coil antenna (wireless transmission / reception device) of the present invention. 1A is a cross-sectional view of the universal smart tag when the width of the metal plate and the magnetic body is substantially the same, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the universal smart tag when the metal plate is larger than the width of the magnetic body. is there. 1 (c) is a view of FIG. 1 (a) viewed from above, and FIG. 1 (d) is a view of FIG. 1 (b) viewed from above, both of which are a metal surface 21a and a metal plate 11a. Not shown.
図1において、薄い磁性体板6(磁芯)に絶縁被覆されたコイル2が巻かれており、この上下を挟むようにして、厚みtの金属板11a(導電板)と厚みtの金属板11b(導電板)が当てられている。すなわち、磁性体板6の磁束の方向と平行に、かつ、互いに対向するように、金属板11a、11bは配置される。なお、金属板は金属膜(導電膜)でもよい。また、金属板の幅はxである。2は、磁性体板6(幅x,厚みT)に巻かれた太さ2ρのコイルであり、この値は小さいので磁性体板6の幅xと幅xは殆んど同じ幅となっている。更に、金属面21aと金属面21bが、この金属板11aと金属板11bを当てられたRFIDタグ本体(厚み4ρ+T)を上下に挟むように設置される。なお、金属面21a、21bは金属体である場合もある。RFIDタグ本体の左右には絶縁された空間Sができる。一般には空気かプラスチック、紙、磁性体などで絶縁された空間である。 In Figure 1, a thin magnetic plate 6 (core) is wound a coil 2 which is an insulating coating, so as to sandwich the upper and lower, of the metal plate 11a thickness t 1 (conductive plate) and the metal plate having a thickness t 2 11b (conductive plate) is applied. That is, the metal plates 11a and 11b are disposed so as to be parallel to the direction of the magnetic flux of the magnetic plate 6 and to face each other. The metal plate may be a metal film (conductive film). The width of the metal plate is x. 2 is a coil having a thickness 2ρ wound around the magnetic plate 6 (width x 6 , thickness T), and since this value is small, the width x 6 and the width x of the magnetic plate 6 are almost the same width. It has become. Furthermore, the metal surface 21a and the metal surface 21b are installed so as to sandwich the RFID tag body (thickness 4ρ + T) to which the metal plate 11a and the metal plate 11b are applied vertically. The metal surfaces 21a and 21b may be metal bodies. Insulated spaces S are formed on the left and right sides of the RFID tag main body. Generally, it is a space insulated by air, plastic, paper, magnetic material, etc.
ここで、金属板11a、金属板11bは、RFIDタグに金属が近づいてきたときのコイル2を構成する電線間の浮遊容量やコイル2と近づいてきた金属面間との浮遊容量の増加や変化を抑えるための目的の金属板でもある。更には、磁界Hが上下四方に広がらないように金属板や金属面に挟まれた左右空間Sに集中できるようにする目的の金属板である。金属板は固いものでも可撓性のものでもどちらでもよい。目的により選択できる。   Here, the metal plate 11a and the metal plate 11b increase or change the stray capacitance between the electric wires constituting the coil 2 and the stray capacitance between the metal surface approaching the coil 2 when the metal approaches the RFID tag. It is also a metal plate for the purpose of restraining. Furthermore, it is a metal plate for the purpose of allowing the magnetic field H to be concentrated in the left and right space S sandwiched between the metal plate and the metal surface so that the magnetic field H does not spread vertically. The metal plate may be either hard or flexible. It can be selected according to the purpose.
図1(a)の場合は金属板11a、11bの幅が比較的小さいので、下方一枚のみの金属板(金属板11aがなく、金属板11bのみの場合)の効果よりははるかによいが、充分ではない。すなわち、浮遊容量の変化の抑止、磁界の広がりの抑止には一定の効果があるものの、図1(c)に示すように磁束が空間Sに抑えられている部分は上下の金属面21a、21bによる所が大きいので、RFIDタグ本体が金属面21a、21bに挟まれたときはインダクタンスやキャパシタンスの変化を受け、共振周波数はまだ変わる。また金属板11a、11bによる多重影像効果は、金属板11a、11bの金属面の大きさが小さすぎて完全ではない。RFIDタグ本体の厚み(4ρ+T)は0.5〜1.5mm程度で磁性体板6の厚み(T)は0.1〜2mm、コイルの太さ2ρは0.08〜0.1mm、金属板11a、11bの厚さ(tまたはt)は0.1mm以下で極めて薄く作ることもできる。RFIDタグが備えるIC(ICチップ) 3と共振をとるため、コイル2は20数ターン巻きでインダクタンスを調整している。金属膜を上下に当てるためコイルの巻数を増やす必要がある。 In the case of FIG. 1 (a), since the width of the metal plates 11a and 11b is relatively small, it is much better than the effect of only the lower metal plate (the case where there is no metal plate 11a and only the metal plate 11b). It ’s not enough. That is, although there is a certain effect in suppressing the change in stray capacitance and the spreading of the magnetic field, the portions where the magnetic flux is suppressed in the space S as shown in FIG. 1C are the upper and lower metal surfaces 21a and 21b. Therefore, when the RFID tag body is sandwiched between the metal surfaces 21a and 21b, the resonance frequency still changes due to changes in inductance and capacitance. Moreover, the multiple image effect by the metal plates 11a and 11b is not perfect because the metal surfaces of the metal plates 11a and 11b are too small. The thickness (4ρ + T) of the RFID tag main body is about 0.5 to 1.5 mm, the thickness (T) of the magnetic plate 6 is 0.1 to 2 mm, the thickness 2ρ of the coil is 0.08 to 0.1 mm, a metal plate The thickness (t 1 or t 2 ) of 11a and 11b can be made extremely thin with 0.1 mm or less. In order to resonate with the IC (IC chip) 3 included in the RFID tag, the coil 2 adjusts the inductance by winding 20 turns. It is necessary to increase the number of turns of the coil in order to apply the metal film vertically.
図1(b)の場合は、図を見てわかるとおり、金属板11a、11bの幅(x)が充分に大きいので、更に金属面21a、21bが上下に現れたとしても、コイル2を構成する電線間の浮遊容量や、磁束の分布や磁束密度の変化は殆んどなくすることができる。かつ上下の金属板11a、11bの間に磁界をとじ込めているので、更に上下に他のRFIDタグを近づけたとしても相互の結合を弱めることができる。これが金属板11a、11bによる遮蔽効果であり、本願発明のもう一つの利点となる。なお、図1(c)は図1(a)(金属板11a、11bの幅がRFIDタグ本体の幅とほぼ同程度の場合)の上面図であり、コイル2に電流Iが流れ磁界H(点線矢印は磁力線の向きを示す)が発生しているようすを示し、図中OWはRFIDタグ前方の開口部を示す。また、図1(d)のOWも同様である。   In the case of FIG. 1B, as can be seen from the drawing, the width (x) of the metal plates 11a and 11b is sufficiently large, so that the coil 2 is formed even if the metal surfaces 21a and 21b appear up and down. The stray capacitance between the electric wires, the distribution of magnetic flux and the change of magnetic flux density can be almost eliminated. In addition, since the magnetic field is confined between the upper and lower metal plates 11a and 11b, mutual coupling can be weakened even if another RFID tag is brought closer to the upper and lower sides. This is the shielding effect by the metal plates 11a and 11b, which is another advantage of the present invention. FIG. 1C is a top view of FIG. 1A (when the width of the metal plates 11a and 11b is approximately the same as the width of the RFID tag main body). The current I flows through the coil 2 and the magnetic field H ( A dotted arrow indicates the direction of magnetic field lines), and OW in the figure indicates an opening in front of the RFID tag. The same applies to the OW in FIG.
図1(b)の場合は図1(a)の場合と比べると横面図(図1(b))、上面図(図1(d))ともに磁束が金属板11a、11bの範囲にほぼ入っていることが分かる。空間Sの両端が開放され、絶縁され(図1(b)のOPが開放部(絶縁部)を示す)、かつ有限の幅であり、上下に金属で磁束が圧縮されているので、脇の方へ磁束は多少広がることになる。   In the case of FIG. 1B, compared with the case of FIG. 1A, the magnetic flux is almost within the range of the metal plates 11a and 11b in both the lateral view (FIG. 1B) and the top view (FIG. 1D). You can see that it is in. Both ends of the space S are open and insulated (OP in FIG. 1B indicates an open part (insulating part)), and has a finite width, and magnetic flux is compressed with metal up and down. The magnetic flux will spread somewhat.
図1(d)を見てわかるとおり、金属板11a、11bの幅が大きければ大きい程、RFIDタグの側方(図1(b)で金属板11a、11bがコイル2に接していない面の方、図面の左右)の磁界が金属板11a、11bよりはみ出す量は小さくなってくるので安定する。しかし前方(図1(c)で磁界Hが向く方向、なおIC 3が配置されている方は後方)の強い磁界のみでなく、側方の磁界も拾いたい場合もあるので、磁性体やコイルの大きさや金属板11a、11bの大きさや、金属面にRFIDタグを取付ける位置をセンサ(リーダライタのセンサ)との関係で適当に選ぶことができる。磁性体板6の厚み(T)は0.1〜2mmでコイル2の巻線の太さ(ρ)は0.08〜0.1mm、また、金属板11a、11bとして0.1mm以下のラミネート金属箔を用いることで0.1mm以下にすることができ、全体のRFIDタグの厚みは0.3〜2mm程度の厚みで構成でき、0.8mmの非接触式ICカード厚に構成もできる。金属材料は、アルミ、鉄、銅、銀、金等金属の性質を持つ損失の少ないものであればよい。   As can be seen from FIG. 1D, the larger the width of the metal plates 11a and 11b, the larger the side of the RFID tag (the surface of the surface where the metal plates 11a and 11b are not in contact with the coil 2 in FIG. 1B). On the other hand, the amount of the magnetic field (left and right in the drawing) that protrudes from the metal plates 11a and 11b becomes smaller and stable. However, since there is a case where it is desired to pick up not only the strong magnetic field in the front (the direction in which the magnetic field H faces in FIG. 1 (c), the rear where the IC 3 is disposed) but also the side magnetic field. , The size of the metal plates 11a and 11b, and the position where the RFID tag is attached to the metal surface can be appropriately selected in relation to the sensor (reader / writer sensor). Lamination of magnetic plate 6 having a thickness (T) of 0.1 to 2 mm, winding thickness (ρ) of coil 2 of 0.08 to 0.1 mm, and metal plates 11a and 11b having a thickness of 0.1 mm or less. By using a metal foil, the thickness can be reduced to 0.1 mm or less, and the entire RFID tag can be configured to have a thickness of about 0.3 to 2 mm, or a non-contact IC card thickness of 0.8 mm. Any metal material may be used as long as it has metal properties such as aluminum, iron, copper, silver, and gold and has a low loss.
本実施例ではコイル2の巻数が20数ターンでIC 3との共振がとれており、前方に強い磁界を作っている。側方の空間Sは一般にプラスチック、紙等の絶縁体で充填するが、磁性体を一部に用い磁界の広がりを抑えることで、金属板11a、11bの幅や長さを小さくすることもできる。   In this embodiment, when the number of turns of the coil 2 is 20 or more turns, resonance with the IC 3 is taken, and a strong magnetic field is created in the front. The side space S is generally filled with an insulator such as plastic or paper. However, the width and length of the metal plates 11a and 11b can be reduced by using a magnetic material as a part and suppressing the spread of the magnetic field. .
図2は金属面が上下にある場合と上下いずれか一方の面のみにある場合の影響を本発明の多重影像(マルチミラー)方式の場合と、従来の一面のみの影像を利用した場合について比較説明する図である。   FIG. 2 compares the effects of the case where the metal surface is on the upper and lower surfaces and the surface on only one of the upper and lower surfaces in the case of the multiple image (multi-mirror) method of the present invention and the case where the conventional image of only one surface is used. It is a figure explaining.
図2(a)は磁性体板6の上下に金属板11a、11bを備える場合で、金属面21a、21bが上下に存在する場合を示す図である。すなわち、図1(b)のように、RFIDタグの上下に周囲の金属面21a、21bが存在し、更に本発明の多重影像(マルチミラー)方式のための上下の金属板11a、11bが備えられ、周囲の金属面21a、21bの影響を受けないようにしている場合を示す。コイル2の巻数は、約24巻程度であり、磁性体板6の厚み(T)は0.1mm〜2mm、幅(x)1.5mm〜40mm、長さ5mm〜40mm程度のものを用いており、金属板11a、11bの厚み(t、t)は0.1mm以下、幅2〜60mm、長さも磁性体板6の長さに合わせて5〜60mm程度のものを使用している。Sは絶縁された空間である。 FIG. 2A shows a case where the metal plates 11a and 11b are provided above and below the magnetic plate 6 and the metal surfaces 21a and 21b exist above and below. That is, as shown in FIG. 1B, the surrounding metal surfaces 21a and 21b exist above and below the RFID tag, and the upper and lower metal plates 11a and 11b for the multiple image (multi-mirror) system of the present invention are provided. The case where it is made not to be influenced by the surrounding metal surfaces 21a and 21b is shown. The number of turns of the coil 2 is about 24, and the magnetic plate 6 has a thickness (T) of 0.1 mm to 2 mm, a width (x 6 ) of 1.5 mm to 40 mm, and a length of about 5 mm to 40 mm. The thickness (t 1 , t 2 ) of the metal plates 11a and 11b is 0.1 mm or less, the width is 2 to 60 mm, and the length is about 5 to 60 mm according to the length of the magnetic plate 6. Yes. S is an insulated space.
図2(b)は磁性体板6の上下に金属板11a、11bを備える場合で、金属面21bのみが存在する場合を示す図である。すなわち、下方のみに金属面21bが存在している場合を示す図であり、この場合でも上下の金属板11a、11bによる本発明の多重影像方式の効果によって感度は上昇し、かつ下方の金属面21bの影響が、上下の金属板11a、11bによって遮蔽され、殆んど影響を受けないことを示す。   FIG. 2B is a diagram showing a case where only the metal surface 21 b exists when the metal plates 11 a and 11 b are provided above and below the magnetic material plate 6. That is, it is a diagram showing a case where the metal surface 21b exists only in the lower part. In this case as well, the sensitivity is increased by the effect of the multiple image system of the present invention by the upper and lower metal plates 11a and 11b, and the lower metal surface It shows that the influence of 21b is shielded by the upper and lower metal plates 11a and 11b and is hardly affected.
図2(a)、図2(b)ともに図1に示すごとく、RFIDタグや非接触式ICカード厚を0.5〜1mm前後に構成することができる。更に厚く構成するのは全く問題ない。   As shown in FIG. 1 for both FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b), the thickness of the RFID tag or non-contact IC card can be set to about 0.5 to 1 mm. There is no problem at all if it is made thicker.
図2(c)は従来の一枚の金属板11bによる場合を示す図で、金属板11bのみの構成で、上下に金属面21a、21bが存在する場合を示す図である。この場合、上下に存在する金属面21a、21bにより、特に上部の金属面21aからは、インダクタンスも容量も大きく影響を受ける。また側方のコイルも浮遊容量が増し、全体として特性が大きく劣化する。   FIG. 2 (c) is a diagram showing a case where the conventional metal plate 11b is used, and is a diagram showing a case where the metal surfaces 21a and 21b are present on the upper and lower sides with the configuration of only the metal plate 11b. In this case, both the inductance and the capacitance are greatly affected by the metal surfaces 21a and 21b existing above and below, particularly from the upper metal surface 21a. In addition, the stray capacitance of the side coil also increases and the characteristics as a whole deteriorate greatly.
図2(d)は従来の一枚の金属板11bの対応で、一面の金属面21bに対する考慮のみの場合であり、金属板11bがRFIDタグの幅しかない場合を示す図である。この場合は、上部に金属面がなくともインダクタンスや浮遊容量が変化し、せっかく、金属板11bをつけたとしても、金属面21bがあるときとないときでは共振特性が1MHz近くずれ、特性が劣化する。なお、この場合、金属板11bを当てることによりインダクタンスは減じ、IC 3と共振をとるためコイル2の巻数は10ターン以上となっている。   FIG. 2D is a diagram showing a case where only one metal surface 21b is considered in correspondence with the conventional metal plate 11b, and the metal plate 11b has only the width of the RFID tag. In this case, even if there is no metal surface at the top, the inductance and stray capacitance change, and even if the metal plate 11b is attached, the resonance characteristics shift near 1 MHz when the metal surface 21b is present or not, and the characteristics deteriorate. To do. In this case, the inductance is reduced by applying the metal plate 11b, and the number of turns of the coil 2 is 10 turns or more in order to resonate with the IC 3.
次に、この理由をもう少し詳しく説明する。   Next, this reason will be explained in a little more detail.
図3はRFIDタグのコイル2が見えるように描いた透過斜視図である。金属板11a、11bが上下にあり、その外側に金属面21a、21bがRFIDタグを囲むように両側(金属板11a、11bの上下)から挟んでいる状態である。金属板11a、11bと金属面21a、21bとは接触していても離れていてもよい。   FIG. 3 is a transparent perspective view drawn so that the coil 2 of the RFID tag can be seen. The metal plates 11a and 11b are vertically located, and the metal surfaces 21a and 21b are sandwiched from both sides (above and below the metal plates 11a and 11b) so as to surround the RFID tag. The metal plates 11a and 11b and the metal surfaces 21a and 21b may be in contact or separated from each other.
金属板11aと金属面21a(または金属板11bと金属面21b)が離れているときの金属間の容量をCPMとする。金属板11aと金属面21a(または金属板11bと金属面21b)が接触しているときは、容量CPMは無限大∞となり、短絡する状態となる。即ち、金属板11aと金属面21a(または金属板11bと金属板21b)とのポテンシャルは同一となる。   The capacity between metals when the metal plate 11a and the metal surface 21a (or the metal plate 11b and the metal surface 21b) are separated is defined as CPM. When the metal plate 11a and the metal surface 21a (or the metal plate 11b and the metal surface 21b) are in contact with each other, the capacitance CPM becomes infinite ∞ and is short-circuited. That is, the potentials of the metal plate 11a and the metal surface 21a (or the metal plate 11b and the metal plate 21b) are the same.
上下の金属面21a、21bは絶縁されているので、この間の容量をCvとし、この間の電位差をVとする。もし、上下の金属板11a、11bが金属面21a、21bと接触していない場合は、コイル2の起電力等により電位差が生じ、金属面21a、21b間の電位差Vと異なる値となる。   Since the upper and lower metal surfaces 21a and 21b are insulated, the capacitance between them is Cv, and the potential difference between them is V. If the upper and lower metal plates 11a and 11b are not in contact with the metal surfaces 21a and 21b, a potential difference is generated due to the electromotive force of the coil 2, and the potential difference V is different from the potential difference V between the metal surfaces 21a and 21b.
コイル2の中に挿入される磁性体板6は図が複雑になり、コイル2が見えなくなるので省いて描いているが、実際の場合には強い磁束密度を得るために磁性体を用いている。また磁性体板6がない場合でも、多重影像効果は発生するが、磁性体板6を省いた場合はその分、磁束密度は弱くなる。RFIDタグのIC 3とコイル2の両端は接続され(例えば、図1(c)参照)、IC 3の容量20pF前後と多重影像効果によるコイル2のインダクタンスと共振させるように巻数を加減する。チップコンデンサを加えて共振周波数を調整してもよい。一方、13.56MHzより高いUHF等の周波数帯の場合は、比透磁率の高いものは得難くなり、損失が多くなるので、透磁率が高く損失が低い磁性体を選ぶか磁性体を省く場合もある。   The magnetic plate 6 inserted into the coil 2 is not illustrated because the drawing becomes complicated and the coil 2 becomes invisible, but in the actual case, a magnetic material is used to obtain a strong magnetic flux density. . Even when the magnetic plate 6 is not provided, the multiple image effect is generated, but when the magnetic plate 6 is omitted, the magnetic flux density is reduced accordingly. Both ends of the IC 3 of the RFID tag and the coil 2 are connected (see, for example, FIG. 1C), and the number of turns is adjusted so as to resonate with the capacitance of the IC 3 around 20 pF and the inductance of the coil 2 due to the multiple image effect. The resonance frequency may be adjusted by adding a chip capacitor. On the other hand, in the case of a frequency band such as UHF higher than 13.56 MHz, it is difficult to obtain a material with a high relative permeability and the loss increases. Therefore, when selecting a magnetic material with a high magnetic permeability and a low loss or omitting the magnetic material There is also.
実際には20数ターンのコイルを巻くことにより、6μH近くのインダクタンスが得られ、使用周波数の13.56MHzに近い共振周波数を得ている。   Actually, by winding a coil of 20 or more turns, an inductance close to 6 μH is obtained, and a resonance frequency close to the operating frequency of 13.56 MHz is obtained.
コイル2と金属板11bとの間の容量をCsとし、コイル2と金属面21bとの間の容量をCgとする。なお、図示していないが、コイル2と金属板11aの間にも浮遊容量Csが、また、コイル2と金属面21aの間にも浮遊容量Cgが、それぞれ存在する。コイル2を構成する電線2−1と電線2−2間、電線2−2と電線2−3間等の浮遊容量をCwとする。コイル2の長手方向に金属板11a、11bがあるので、コイル2と金属板11a、11bとの浮遊容量Csは比較的大きくなる。また、金属板11a、11bの幅が大きくなる程、コイル2の側部との結合もあり、増加する。   The capacity between the coil 2 and the metal plate 11b is Cs, and the capacity between the coil 2 and the metal surface 21b is Cg. Although not shown, stray capacitance Cs also exists between the coil 2 and the metal plate 11a, and stray capacitance Cg also exists between the coil 2 and the metal surface 21a. Let Cw be the stray capacitance between the electric wire 2-1 and the electric wire 2-2 constituting the coil 2 and between the electric wire 2-2 and the electric wire 2-3. Since there are the metal plates 11a and 11b in the longitudinal direction of the coil 2, the stray capacitance Cs between the coil 2 and the metal plates 11a and 11b is relatively large. Moreover, there exists a coupling | bonding with the side part of the coil 2, and it increases, so that the width | variety of the metal plates 11a and 11b becomes large.
一方、コイル2の側部と金属面21a、21bとの浮遊容量Cgは、側部のコイル2の長さが短いのと、金属板11a、11bの長さが長くなるにつれ浮遊容量は減じ、結合は弱くなり、従って外部の影響を受け難くなる。   On the other hand, the stray capacitance Cg between the side portion of the coil 2 and the metal surfaces 21a and 21b is reduced as the length of the coil 2 on the side portion is short and the length of the metal plates 11a and 11b is increased. The bond is weak and therefore less susceptible to external influences.
本発明の技術の一つは、金属板11a、11bにより如何にこの浮遊容量Cgを減じ、安定した共振特性や遮蔽特性、インダクタンス特性を得るかという観点にもある。   One of the techniques of the present invention is also in view of how to reduce the stray capacitance Cg by the metal plates 11a and 11b to obtain stable resonance characteristics, shielding characteristics, and inductance characteristics.
コイル2を構成する電線2−1、2−2、2−3等の間の浮遊容量Cwは、コイル2と金属板11a、11bとの浮遊容量Csが大きくなるにつれ、金属板11a、11bを介しての浮遊容量Csによる変位電流が増え、金属板11a、11bがない場合に比べてインダクタンスは減少する。いいかえると、全体としては金属板11a、11bを通して浮遊容量はかなり増える。   The stray capacitance Cw between the electric wires 2-1, 2-2, 2-3, etc. constituting the coil 2 increases the stray capacitance Cs between the coil 2 and the metal plates 11 a and 11 b as the metal plates 11 a and 11 b. The displacement current due to the stray capacitance Cs increases, and the inductance decreases compared to the case where there is no metal plate 11a, 11b. In other words, the stray capacitance increases considerably through the metal plates 11a and 11b as a whole.
上記の説明のように金属板11a、11bがあることにより磁束が隙間に集中し、磁束密度が増えるだけでなく、共振周波数をずらす要因となる不安定な浮遊容量の発生をRFIDタグ内に封じ込める機能がある。これにより、次に説明する磁界の分布が金属板間に集中し大きく異なるための、他のRFIDタグ等に結合することによる悪い影響を取り除くことができる。多重影像方式の場合、コイル2の断面積長さ、磁性体板6の比透磁率μや物理的長さ、大きさ等によって異なるが、コイル2の巻数は13.56MHzで20〜30ターンとなり、チップの容量22pF程度に合わせて約6μHとなり、比較的巻数が増える。 As described above, the presence of the metal plates 11a and 11b not only concentrates the magnetic flux in the gap and increases the magnetic flux density, but also encapsulates the generation of unstable stray capacitance that causes the resonance frequency to be shifted in the RFID tag. There is a function. Thereby, since the distribution of the magnetic field described below is concentrated between the metal plates and greatly different, it is possible to remove the adverse influence caused by coupling to another RFID tag or the like. For multi-imaging method, the cross-sectional area of the coil 2 in length, relative magnetic permeability mu r and the physical length of the magnetic plate 6, varies depending on the size or the like, 20 to 30 turns turns of the coil 2 is 13.56MHz Therefore, the number of turns is relatively increased to about 6 μH in accordance with the chip capacity of about 22 pF.
図3(b)は比較のために示すもので、従来の金属板11bが一枚しかない場合で、上部には金属板がないため金属面21aが近づくとコイル2と金属面21aの浮遊容量Cgが著しく増え、RFIDタグの共振周波数が大きくずれる。   FIG. 3 (b) is shown for comparison. In the case where there is only one conventional metal plate 11b, there is no metal plate at the top, so that when the metal surface 21a approaches, the stray capacitance between the coil 2 and the metal surface 21a. Cg significantly increases and the resonance frequency of the RFID tag is greatly shifted.
また、金属板11bの幅が小さいため、下方の金属面21bとコイル2が結合し易く、浮遊容量Cgが大きくなるため、金属面21bの影響は免れない。   Further, since the width of the metal plate 11b is small, the lower metal surface 21b and the coil 2 are easily coupled and the stray capacitance Cg is increased, so that the influence of the metal surface 21b is inevitable.
図4は磁性体板6に相当する上下に薄い平板磁性体や角形磁性体に、コイル2を巻いた場合の磁界の様子を示すものである。なお、簡単のため、コイル2は一部不図示としている。図4に示すように、電流Iにより磁界は主に上下に広がって(図中、Hd、Hu)、コイル2の幅に沿った上下の空間に分布するような状況となり、縦のコイル2の長さが短いので、左右には僅かな磁界しか存在しない(図中、Hs)。この場合のコイル2の巻数もコイル2の長さや断面積、磁性体板6の透磁率や長さ等によって異なるが、コイル2の巻数は13.56MHzでは数ターンで、インダクタンスは約6μH、IC 3の容量は20〜22pFであるのでよく共振する。   FIG. 4 shows the state of the magnetic field when the coil 2 is wound around a flat magnetic material or a rectangular magnetic material that is thin in the vertical direction corresponding to the magnetic material plate 6. For simplicity, a part of the coil 2 is not shown. As shown in FIG. 4, the magnetic field mainly spreads up and down due to the current I (Hd, Hu in the figure) and is distributed in the upper and lower spaces along the width of the coil 2. Since the length is short, there is only a slight magnetic field on the left and right (Hs in the figure). In this case, the number of turns of the coil 2 also varies depending on the length and cross-sectional area of the coil 2, the magnetic permeability and length of the magnetic plate 6, etc. The number of turns of the coil 2 is several turns at 13.56 MHz, the inductance is about 6 μH, IC Since the capacity of 3 is 20-22 pF, it resonates well.
コイル2による磁界は上下に広く分布するので、これを重ねると、当然電磁結合が大きく、一般のRFIDタグが結合するように重ねた場合、干渉が発生しこのままでは使用できない。   Since the magnetic field generated by the coil 2 is widely distributed up and down, if this is overlapped, naturally the electromagnetic coupling is large, and if the general RFID tag is overlapped so as to be coupled, interference occurs and it cannot be used as it is.
しかし、一般のRFIDタグと異なり、コイル2の軸方向(図中破線矢印)の結合ではないので、側方の結合は軸方向の結合より半分程度(磁界の強さで1/2、2個のコイルの場合1/4)となる。それでもこのままでは相互干渉が発生するためRFIDタグのデータを読み取り機で読み取る場合に読みづらくなり、かつ書き込みを行うときは個々に読み取り機のセンサを対応させてもRFIDタグに書き込むことができない。また、コイルの断面が小さく、磁界を集中していないので感度が低い。   However, unlike a general RFID tag, it is not coupled in the axial direction of the coil 2 (broken arrow in the figure), so the lateral coupling is about half of the coupling in the axial direction (1/2 or 2 in terms of magnetic field strength). In the case of this coil, 1/4). Nevertheless, mutual interference occurs, so that it is difficult to read the data of the RFID tag with a reader, and when writing, it is impossible to write to the RFID tag even if the sensor of the reader is individually associated. Moreover, since the cross section of the coil is small and the magnetic field is not concentrated, the sensitivity is low.
これが従来の技術と本発明の多重影像方式(マルチミラーエフェクト)によるユニバーサルスマートタグと一般のRFIDタグや非接触式ICカードの違いであり、以下、詳しく説明する。   This is the difference between the conventional smart tag and the universal smart tag based on the multiple image method (multi-mirror effect) of the present invention and a general RFID tag or non-contact IC card, which will be described in detail below.
図5には金属板11a、11bの大きさや形を工夫することにより、外部の金属面21a、21bの影響を如何に防ぐかを説明する。図5は全て本発明のRFIDタグであるユニバーサルスマートタグやセンサを手前(前方)から見た断面図である。   FIG. 5 explains how to prevent the influence of the external metal surfaces 21a and 21b by devising the size and shape of the metal plates 11a and 11b. FIG. 5 is a cross-sectional view of a universal smart tag or sensor, which is an RFID tag of the present invention, as seen from the front (front).
図5(a)は金属板と金属面の間に一定の間隔を持たせて配置した場合を示す図である。すなわち、図5(a)には金属板11a、11bと金属面21a、21bの間に一定の間隔を持たせ、金属板11a、11bと金属面21a、21bが非常に近づいた場合、この間の浮遊容量CPMが非常に大きくなり、接触した場合にはCPM=∞、即ち、短絡となることから、プラスチックのような絶縁体Insか誘電体を設けるか、磁性体を介することにより、金属面21a、21bからの影響をより少なくする場合の例を示している。磁性体をあまり厚くすると、磁界が逃げ易くなるので、遮蔽効果は多少減ずる。   FIG. 5A is a diagram showing a case where the metal plate and the metal surface are arranged with a certain distance. That is, in FIG. 5A, a certain distance is provided between the metal plates 11a and 11b and the metal surfaces 21a and 21b, and when the metal plates 11a and 11b and the metal surfaces 21a and 21b are very close to each other, If the stray capacitance CPM becomes very large and comes into contact, CPM = ∞, that is, a short circuit occurs. Therefore, by providing an insulator Ins or a dielectric such as plastic or via a magnetic material, the metal surface 21a , 21b shows an example in which the influence is reduced. If the magnetic material is made too thick, the magnetic field can easily escape, and the shielding effect is somewhat reduced.
図5(b)は図1(a)の場合を説明するもので、金属板11a、11bの幅が狭く、金属面21a、21bとの間隔が狭いので、金属面21a、21bとコイル2との浮遊容量Cgが結構存在することを示す。金属板11a、11bと金属面21a、21b内の浮遊容量CPMは両金属が接触しているので、CPM=∞となり、短絡し、金属板11a、11bは金属面21a、21bの一部となっている。   FIG. 5B illustrates the case of FIG. 1A. Since the width of the metal plates 11a and 11b is narrow and the distance between the metal surfaces 21a and 21b is narrow, the metal surfaces 21a and 21b and the coil 2 are This indicates that there are quite a few stray capacitances Cg. Since the stray capacitance CPM in the metal plates 11a, 11b and the metal surfaces 21a, 21b are in contact with each other, CPM = ∞ and short-circuited, and the metal plates 11a, 11b become part of the metal surfaces 21a, 21b. ing.
上下金属の間には電位差(V)があり、この間が磁界の通り路である。これが一番シンプルな構成である。   There is a potential difference (V) between the upper and lower metals, and this is the path for the magnetic field. This is the simplest configuration.
図5(c)はコイル2を挟んで上下に金属板11a、11bがあり、下方のみに金属面21bがある場合で、多重影像効果は上下の金属板11a、11bによりかなり得られるが、図1の説明の通り金属板11a、11bの幅が大きくない(磁性体板6と同程度である)ので、多少金属面21bからの結合による影響を受け、コイル2との間で浮遊容量Cgの発生がある。   FIG. 5 (c) shows the case where the metal plates 11a and 11b are located above and below the coil 2 and the metal surface 21b is located only below, and the multiple image effect is considerably obtained by the upper and lower metal plates 11a and 11b. 1, the width of the metal plates 11 a and 11 b is not large (similar to that of the magnetic plate 6). Therefore, the floating capacitance Cg between the coil 2 and the coil 2 is slightly affected by the coupling from the metal surface 21 b. There is an outbreak.
上の金属板11aと下の金属板11bと金属面21bとの浮遊容量CPgも発生するが、図2(d)や図3(b)のようにコイル2直接ではないので影響は少ない。これが上部の金属板11aを設けた効果である。   Although stray capacitance CPg of the upper metal plate 11a, the lower metal plate 11b, and the metal surface 21b is also generated, the influence is small because the coil 2 is not directly as shown in FIG. 2 (d) and FIG. 3 (b). This is the effect of providing the upper metal plate 11a.
金属板11bと金属面21bとの間の浮遊容量CPMは図5(a)の場合と同じように、絶縁体Insや磁性体を介しているので小さく、影響を少なくすることができる。もちろん絶縁体Insや磁性体を省いて直接金属面21a、21bに接触させて用いてもよい。   As in the case of FIG. 5A, the stray capacitance CPM between the metal plate 11b and the metal surface 21b is small because the insulator Ins and the magnetic material are interposed, and the influence can be reduced. Of course, the insulator Ins or the magnetic material may be omitted and used by directly contacting the metal surfaces 21a and 21b.
つぎに図5(d)には上下の金属板11a、11bを図示のように折り曲げ、更に側面の上下の隙間を小さくし、浮遊容量を縮小し磁界の漏洩を図った場合を示す。   Next, FIG. 5 (d) shows a case where the upper and lower metal plates 11a and 11b are bent as shown in the drawing, the gap between the upper and lower sides is reduced, the stray capacitance is reduced, and leakage of the magnetic field is attempted.
上下の金属面21a、21bの間隔をlとすると、折り曲げられた上下の金属板11a、11bの間隔がlとなるので、金属面21aと金属板11a、金属面21bと金属板11bがそれぞれ上と下で接触しているので、上下の電位差Vは同じであるが、電界強度Eはlの隙間の方がl/l倍高くなる。 The upper and lower metal surface 21a, and the distance of 21b and l 1, folded up and down of the metal plate 11a, the spacing of 11b is l 2, metal surface 21a and the metal plate 11a, the metal surface 21b and the metal plate 11b since the contact above and below, respectively, the upper and lower potential difference V is the same, the electric field strength E is towards the gap l 2 is l 1 / l 2-fold higher.
上下の金属面21a、21bによるコイル2への影響は、折り曲げられた金属板11a、11bによりかなり軽減される。このように図5(d)は浮遊容量Cg等を軽減させる他の実施例を示している。図より浮遊容量Cgは殆んどないことが理解できる。   The influence on the coil 2 by the upper and lower metal surfaces 21a and 21b is considerably reduced by the bent metal plates 11a and 11b. Thus, FIG. 5D shows another embodiment for reducing the stray capacitance Cg and the like. From the figure, it can be understood that there is almost no stray capacitance Cg.
図5(e)には上下の金属板11a、11bが対称でない場合を示す。金属面21b側の金属板11bはトイのように折り曲げられており、RFIDタグをほぼ3方(下面、左右の側面)で囲んでいる。下方の金属面21bのみの場合であれば、コイル2と金属面21bとの結合は弱く、浮遊容量Cgは小さくすることができる。   FIG. 5E shows a case where the upper and lower metal plates 11a and 11b are not symmetrical. The metal plate 11b on the metal surface 21b side is bent like a toy, and surrounds the RFID tag in almost three directions (lower surface, left and right side surfaces). In the case of only the lower metal surface 21b, the coupling between the coil 2 and the metal surface 21b is weak, and the stray capacitance Cg can be reduced.
更に少し隙間lを設けて上下の金属板11a、11bが接触しないように構成することにより、逆相の誘導電流を発生させることなく、コイル2と金属面21a、21bとの浮遊容量を著しく減ずることができる。 Further, by providing a slight gap l 2 so that the upper and lower metal plates 11a and 11b do not come into contact with each other, the stray capacitance between the coil 2 and the metal surfaces 21a and 21b can be remarkably increased without generating a reverse-phase induced current. Can be reduced.
このように、磁性体板6の上下に設けた金属板11a、11bにより周囲や金属面に対するコイルの結合を抑制することができる。   Thus, the coupling of the coil to the surroundings and the metal surface can be suppressed by the metal plates 11 a and 11 b provided above and below the magnetic plate 6.
図5(f)はコイル2を囲む上下の金属板11a、11bの一方を接続し(図中、右側面)、他方(図中、左側面)を絶縁開放している場合で、隙間に電圧が現れて磁界が漏洩するのを一方の隙間のみにした場合を示す。   FIG. 5 (f) shows the case where one of the upper and lower metal plates 11a and 11b surrounding the coil 2 is connected (right side in the figure) and the other (left side in the figure) is insulated and opened. Shows a case where the magnetic field leaks only in one gap.
図6は図5に示した例を含む他のバリエーションの実施例である。図6(a)は、金属板11a、11bの幅が磁性体板6より大きい場合を示す図である。図6(b),図6(c),図6(d)は図5(d)とほぼ同じ動作原理で多少金属板11a、11bの隙間の端部の構造が異なっている。図6(c),図6(d)は隙間端部の長さが長いので容量Cvも大きくなり、コイル電流と外部との結合も小さくなる。   FIG. 6 shows another variation embodiment including the example shown in FIG. FIG. 6A is a diagram illustrating a case where the widths of the metal plates 11 a and 11 b are larger than the magnetic plate 6. 6 (b), 6 (c), and 6 (d) are slightly different in the structure of the end portion of the gap between the metal plates 11a and 11b on the basis of substantially the same operation principle as that of FIG. 5 (d). In FIG. 6C and FIG. 6D, since the end of the gap is long, the capacitance Cv is also increased, and the coupling between the coil current and the outside is also reduced.
図6(e)は図5(e)と同じ構造である。図6(f)は図6(e)の上部の金属板11aの遮蔽を更に徹底したものであり、下方金属面(21b)と上方金属面(21a)共に影響を受け難い。図6(g)、図6(h)は、図5(f)とほぼ同じ動作をする。   FIG. 6 (e) has the same structure as FIG. 5 (e). FIG. 6F shows a further thorough shielding of the upper metal plate 11a of FIG. 6E, and both the lower metal surface (21b) and the upper metal surface (21a) are hardly affected. 6 (g) and 6 (h) perform substantially the same operation as FIG. 5 (f).
図6(i)はコイル2の上部が開放されているので、上方に金属板11aが直接置かれる場合には隙間がふさがれるので適切ではない。この場合には絶縁体や磁性体シートInsを挟む必要がある。これにより端部の電位と磁界の磁路を確保できる。   In FIG. 6 (i), since the upper part of the coil 2 is opened, a gap is blocked when the metal plate 11a is placed directly above, which is not appropriate. In this case, it is necessary to sandwich an insulator or a magnetic sheet Ins. Thereby, the potential of the end and the magnetic path of the magnetic field can be secured.
図7は多重影像効果の説明図である。図7(a)は、図1(a)の場合のように金属板11a、11bが小さい場合に外部の大きな金属面21a、21bにより上下に挟まれた場合を示す。この場合には金属板11a、11bのイメージ効果はもちろんあるが、外部の金属面21a、21bによるイメージ効果の方が大きい。金属板11a、11bがもともとあることにより先に述べたように金属板11a、11bが全くない時とは比べものにならない程金属面21a、21bによる影響を受けることはなく、従って特性の変化も少ない。金属板11a、11bが大きい場合はもちろんそれだけでほぼ完全に多重影像効果が発生する。なお、金属板21a、21bによるイメージ効果をマルチイメージ(multi image)として図示し、符号に「i」の添え字を用いて記す。また、Iはコイルに流れる電流の値を示す。実際に金属板11a、11bの厚みは0.1mm以下でほとんどないに等しい。従って21a、21b面と同じと考えてよい。   FIG. 7 is an explanatory diagram of the multiple image effect. FIG. 7A shows a case where the metal plates 11a and 11b are sandwiched up and down by large external metal surfaces 21a and 21b when the metal plates 11a and 11b are small as in the case of FIG. In this case, the image effect of the metal plates 11a and 11b is of course, but the image effect of the external metal surfaces 21a and 21b is larger. As described above, the metal plates 11a and 11b are not affected by the metal surfaces 21a and 21b as much as compared with the case without the metal plates 11a and 11b as described above. . Of course, when the metal plates 11a and 11b are large, the multiple image effect is almost completely generated. In addition, the image effect by the metal plates 21a and 21b is illustrated as a multi image (multi image), and is denoted by using a suffix “i”. I represents the value of the current flowing through the coil. Actually, the thickness of the metal plates 11a and 11b is equal to or less than 0.1 mm. Therefore, it may be considered the same as the surfaces 21a and 21b.
図1(b)のように金属板11a、11bの大きな場合の実施例では、充分に金属板11a、11bの中で影像効果(イメージエフェクト)があり、かつ外部の金属面21a、21bによる影響が遮蔽されているので殆んど変化がない。上部金属板11aと金属面21aにより上部に第一イメージを(符号6i−1、2i−1等)、下部金属板11bと金属面21bにより下部に第一イメージを作り(符号6i−2、2i−2等)、感度を上昇させることができる。   In the embodiment where the metal plates 11a and 11b are large as shown in FIG. 1B, there is a sufficient image effect (image effect) in the metal plates 11a and 11b, and the influence of the external metal surfaces 21a and 21b. There is almost no change because is shielded. The upper metal plate 11a and the metal surface 21a make a first image on the upper part (reference numerals 6i-1, 2i-1, etc.), and the lower metal plate 11b and the metal surface 21b make a first image on the lower part (reference numerals 6i-2, 2i). -2 etc.), the sensitivity can be increased.
図7(b)は図6(b)の場合の多重イメージを示している。図6(b)に示す例では、上下部の金属板のみでなく、RFIDタグを囲むように脇の方にも金属板の一部が桶のように上下からかぶっているので、上下部のみでなく、側方にもこの金属によるイメージが現れる。   FIG. 7B shows a multiplexed image in the case of FIG. In the example shown in FIG. 6 (b), not only the upper and lower metal plates, but also a part of the metal plate covering the RFID tag from the upper and lower sides so as to surround the RFID tag. Not only that, but the metal image appears on the side.
磁性体板6やRFIDタグ自体の厚みが薄い場合には、実際金属板11a、11bの側面部分の面積は小さいので、この場合には側方のイメージ効果もそれ程大きくならない。まして、上下の側板には隙間があるので完全なイメージを左右に発生させられない。   When the thickness of the magnetic plate 6 or the RFID tag itself is small, the area of the side surfaces of the metal plates 11a and 11b is actually small, and in this case, the side image effect is not so great. Moreover, since there is a gap between the upper and lower side plates, a complete image cannot be generated on the left and right.
図7(c)は図6(g)の場合の多重イメージであり、上下の金属板11a、11bが一方の側方で接続されており、他方の側方で開放されている場合で、一個の隙間のみしか存在していない場合のイメージ効果を示す図である。中心に存在するものは実像で上、下、左、右、並びに斜め対角線上に存在するタグは影像(イメージ)によるものである。   FIG. 7C is a multiplex image in the case of FIG. 6G, where the upper and lower metal plates 11a and 11b are connected on one side and opened on the other side. It is a figure which shows the image effect when only only the clearance gap exists. The thing existing in the center is a real image, and the tags existing on the upper, lower, left, right, and diagonal lines are images (images).
このように、図7(a)は金属板11a、11bや金属面21a、21bによるイメージを加えると、3個即ち3倍、更に多重イメージ(図7(b)、図7(c))の発生を考慮すると多数のイメージが上、下に現れる。図7(b)、図7(c)はイメージを加えると9個即ち9倍となり、更に無限に多重のイメージの発生を考えることができる。一般には損失があり、かつ遠方になるに従ってイメージの効果は小さくなる。   Thus, in FIG. 7A, when the images of the metal plates 11a and 11b and the metal surfaces 21a and 21b are added, three images, that is, three times, and multiple images (FIGS. 7B and 7C) are obtained. Considering the occurrence, many images appear above and below. In FIG. 7B and FIG. 7C, when an image is added, the number becomes nine, that is, nine times, and the generation of an infinitely multiplexed image can be considered. Generally, there is a loss and the effect of the image becomes smaller as the distance increases.
図8は従来の一般のRFIDタグや非接触式ICカード、金属対応タグと本発明の多重影像方式(マルチイメージシステム)との違いを分かり易く示した図である。   FIG. 8 is a diagram showing the difference between a conventional general RFID tag, a non-contact IC card, a metal-compatible tag and the multiple image system (multi-image system) of the present invention in an easy-to-understand manner.
図8(a)は一般のRFIDタグが近くに重なっている場合で、外部からの磁界とそれぞれのRFIDタグの中のコイル電流により発生する磁界がそれぞれ影響を及ぼす。RFIDタグが互いに近づけば近づく程相互インダクタンスMが大きくなり、単純に自己インダクタンスLのみで共振していたRFIDタグの共振周波数は大きくずれ、この結果コイル2の電流が殆んど流れなくなり、IC 3からの信号も得られなくなり、従って読み取り機のセンサとの通信を行えなくなる。   FIG. 8A shows a case where general RFID tags are close to each other, and a magnetic field generated by an external magnetic field and a coil current in each RFID tag has an influence. As the RFID tags come closer to each other, the mutual inductance M increases, and the resonance frequency of the RFID tag that has simply resonated with the self-inductance L greatly deviates. As a result, almost no current flows in the coil 2 and IC 3 And thus no communication with the reader's sensor.
図8(b)は非接触式ICカード2枚が重なっている場合で、異なる組織が提供する非接触式ICカード(例えばスイカ(登録商標)とPASMO(登録商標)(パスモ)など)の場合、一方の非接触式ICカード(例えばパスモ)のコイルの一部を変えることにより、完全な結合が行われないようにすることと、一部のコイルが重なっていないので、外部磁界を受け易くするようにしている。このような場合に、更に多数の非接触式ICカードが重なると、特に中の非接触式ICカードが遮蔽されて読み取り機のセンサによってデータが読まれなくなる。   FIG. 8B shows a case where two non-contact type IC cards are overlapped, and in the case of non-contact type IC cards provided by different organizations (for example, watermelon (registered trademark) and PASMO (registered trademark) (Pasmo)). By changing a part of the coil of one non-contact type IC card (for example, Pasmo), it is possible to prevent complete coupling and a part of the coil is not overlapped. Like to do. In such a case, when a large number of non-contact type IC cards are overlapped, the non-contact type IC card in particular is shielded and data cannot be read by the sensor of the reader.
図8(c)は従来の角形RFIDタグで金属板11b1枚を添えただけなので、あまり遮蔽効果や分離効果はなく、RFIDタグ間の結合は隣のコイル間の浮遊容量や磁気結合によって大きく変化する。   FIG. 8C is a conventional rectangular RFID tag with only one metal plate 11b attached, so there is not much shielding effect or separation effect, and the coupling between RFID tags varies greatly depending on the stray capacitance between adjacent coils and magnetic coupling. To do.
もし、図8(c)のように金属板11bが中間に入っているが逆さになった場合には中間板はなくなる。上のRFIDタグの金属板11bが上側になる向きでRFIDタグが逆さに置かれた場合には、更に両RFIDタグの結合は大きくなり金属板11bがない場合と同等になるので、金属板11bの向きに注意しなければならず、総ての条件で金属板11bが役に立つわけではない。   If the metal plate 11b is in the middle as shown in FIG. 8C but turned upside down, the intermediate plate disappears. When the RFID tag is placed upside down with the metal plate 11b of the upper RFID tag facing upward, the coupling between both RFID tags is further increased and becomes equivalent to the case without the metal plate 11b. The metal plate 11b is not useful in all conditions.
図8(d)は図8(c)の場合においても本発明の一つである幅の広い金属板11b(または11a)を挿入する場合を示す図である。このようにすることにより、遮蔽効果と分離効果、イメージ効果を発揮することができる。しかし先にも述べたように、単に金属板11b(11a)を加えただけでは共振特性が大きくずれて使用不可能となる。これは1枚の金属板11bの効果によるものではなく、複数の金属板による影響を考慮して共振周波数を定め、更に金属板によりそれぞれのRFIDタグを分離し、イメージ効果を挙げるために添えられた遮蔽金属板11a(または11b)によって奏される効果である。   FIG. 8D is a diagram showing a case where a wide metal plate 11b (or 11a), which is one of the present invention, is inserted even in the case of FIG. 8C. By doing in this way, a shielding effect, a separation effect, and an image effect can be exhibited. However, as described above, simply adding the metal plate 11b (11a) makes the resonance characteristics deviate so that it cannot be used. This is not due to the effect of one metal plate 11b, but the resonance frequency is determined in consideration of the influence of a plurality of metal plates, and each RFID tag is separated by the metal plate, and is attached to give an image effect. This is an effect exhibited by the shielding metal plate 11a (or 11b).
図8(e)は最初から本発明の多重影像方式によるRFIDタグ(以下、これをユニバーサルスマートタグという)を重ねた場合を示すもので金属板11a、11bはユニバーサルスマートタグに最初から取付けられている。従って重なる部分は2枚の金属板(上のユニバーサルスマートタグの金属板11bと下のユニバーサルスマートタグの金属板11a)がくっつくようになる。開口部磁界による上下の結合は、図示はしているがごくわずかで無視できる値となる。   FIG. 8 (e) shows a case where RFID tags (hereinafter referred to as universal smart tags) of the multiple image method of the present invention are stacked from the beginning. The metal plates 11a and 11b are attached to the universal smart tag from the beginning. Yes. Therefore, two metal plates (the metal plate 11b of the upper universal smart tag and the metal plate 11a of the lower universal smart tag) stick to each other in the overlapping portion. The upper and lower couplings due to the opening magnetic field are negligible but negligible although illustrated.
ユニバーサルスマートタグはどのような場合にも特性をそこなわないように構成されており、直接金属体や金属面に取付けられることもあるので、図8(d)のように特別な場合として後に金属板を挿入することとは効果が同じになっても、使用条件や環境、目的によって異なることは理解できよう。   The universal smart tag is constructed so as not to detract from the characteristics in any case, and may be directly attached to a metal body or a metal surface. Therefore, as shown in FIG. It will be understood that even if the effect is the same as inserting a board, it differs depending on the use conditions, environment, and purpose.
図9は本発明の薄形のユニバーサルスマートタグが可撓性(フレキシブル)になるための磁性体(磁性体板6)について説明する図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a magnetic body (magnetic plate 6) for making the thin universal smart tag of the present invention flexible.
図9(a)はプラスチックやゴムRの中に磁性体粉末(磁性体粉末体)Fを混ぜて、可撓性のある、例えば0.1〜0.3mm厚のシートを構成したもので、一般的には大きなシートから切り出したり抜き型で抜いたりして成形するか、最初からこの大きさで成形するかでどのような方式をとってもよい。   FIG. 9A shows a flexible sheet made of, for example, 0.1 to 0.3 mm, by mixing magnetic powder (magnetic powder body) F in plastic or rubber R. In general, any method may be adopted depending on whether it is formed by cutting out from a large sheet or by extracting with a punching die, or forming from this size.
図9(b)磁性体のグリーンシート合わせ、例えば0.1〜0.3mm厚にした後、焼結(焼成)し、これに薄い(例えば0.1mm以下)プラスチックシートPを貼り付け、磁性体を細かく切った(複数の切込みを入れた)割ったりしたもので、フェライトのように硬く、割れ易い特性をプラスチックシートPで回避する技術を使用する。   Fig. 9 (b) Alignment of green sheets of magnetic material, for example, 0.1 to 0.3 mm thickness, followed by sintering (firing), and attaching a thin (for example, 0.1 mm or less) plastic sheet P to this A technology that uses a plastic sheet P to avoid the characteristic of being hard and fragile, like ferrite, by cutting the body into pieces (with a plurality of cuts).
図9(a)、図9(b)等による技術を使用すると、図9(c)、図9(d)のようにx軸、y軸、両軸に対して可撓性(フレキシブル)なコア材ができ、後にRFIDタグや非接触型ICカードに成形した場合でも可撓性のある薄いRFIDタグや非接触型ICカードを完成することができる。   9A, 9B, etc., the x-axis, y-axis, and both axes are flexible as shown in FIGS. 9C and 9D. Even when the core material is formed and is later formed into an RFID tag or a non-contact type IC card, a flexible thin RFID tag or non-contact type IC card can be completed.
図9(e)は丸いものでも巻きつけられるようにして使用できるようにした例を示す。これは、例えば金属や木、プラスチック、動物等に巻きつけて使用する場合に用いる(後述する図11(f)参照)。   FIG. 9 (e) shows an example in which a round object can be used by being wound. This is used, for example, when wrapped around metal, wood, plastic, animals, etc. (see FIG. 11 (f) described later).
図9(f)は、高透磁率を持つ薄い金属テープ6Sを磁界の方向に並べ、薄いプラスチックシートPFで絶縁しながら積層にした場合を示す。金属テープ6Sの表面を絶縁膜でコーティングしたり、酸化膜による絶縁を行ったりして渦電流や誘導電流が流れないように金属磁芯を絶縁する。磁界は磁芯に沿って流れる。積層であるので曲げにも強い。特に高周波で損失が増えてフェライトコアが用いられなくなる周波数帯で、本発明の磁流形アンテナやセンサを用いるときは、図9(f)の方法によると解決できる場合がある。すなわち、感度のよい磁流アンテナが実現できる。   FIG. 9F shows a case where thin metal tapes 6S having a high magnetic permeability are arranged in the direction of the magnetic field and laminated while being insulated with a thin plastic sheet PF. The surface of the metal tape 6S is coated with an insulating film or insulated with an oxide film to insulate the metal magnetic core so that no eddy current or induced current flows. The magnetic field flows along the magnetic core. Because it is a laminate, it is also resistant to bending. In particular, when the magnetic current type antenna or sensor of the present invention is used in a frequency band where the loss increases at high frequencies and the ferrite core is not used, the method shown in FIG. That is, a magnetic current antenna with high sensitivity can be realized.
図10(a)は図9のような可撓性(フレキシブル)なコアである磁性体板6にコイル2を巻き(例えば、約20数巻)、この端部の接続線Wを介してIC 3に接続しているタグ本体の核の部分を示す。このままの状態ではインダクタンスは非常に大きい。金属板や金属面がそえられていない場合は、数巻で6μH程度は得られ、ICの容量と容易に共振をとることができるので、このことからインダクタンスは、非常に大きくなることは容易に想像がつく。図10(b)は磁性体板6の断面積(x×Δz;ここでΔzは磁性体板6の厚み)を大きくし、磁束が増えるように横幅xを図10(a)より大きくとっている。   In FIG. 10A, the coil 2 is wound around the magnetic plate 6 which is a flexible core as shown in FIG. 9 (for example, about 20 turns), and the IC is connected via the connecting wire W at this end. 3 shows the core part of the tag body connected to 3. In this state, the inductance is very large. If the metal plate or metal surface is not prepared, about 6 μH can be obtained with several turns, and it can easily resonate with the IC capacity. Therefore, it is easy to increase the inductance. I can imagine. FIG. 10B shows a cross-sectional area of the magnetic plate 6 (x × Δz; where Δz is the thickness of the magnetic plate 6), and the lateral width x is larger than that in FIG. 10A so that the magnetic flux increases. Yes.
磁路の長さyはほぼ同じくしているが、多少の長さの違いがあってもあまり影響しない。yは長い方が磁気モーメントは大きくなり外の磁界は強くなる方向である。   The length y of the magnetic path is almost the same, but even if there is a slight difference in length, it does not affect much. As y is longer, the magnetic moment becomes larger and the external magnetic field becomes stronger.
図のように単に可撓性のある磁性体コアである磁性体板6にコイル2を巻いただけの影像効果を用いない場合は、幅xを倍にすれば磁束は倍になるだけである。本発明の優れた特徴は図7にも示すように二面以上に金属板11a、11bを備え、金属面21a、21bを切り離し短絡電流を抑えることにより誘導電流(逆相電流)を完全に抑止し、かつ磁界の通り路や帰路を確保していることである。この点に注意しながら影像効果を利用し、単体で存在するよりも影像(イメージ)による多数のタグのみかけ上の磁界も加わり、隙間に大きな磁界強度が存在するように合成しているところにある。物理的には上下にイメージが存在することにより、上下の磁界は側方のみに凝縮されていることが分かる。   As shown in the figure, when the image effect of merely winding the coil 2 on the magnetic plate 6 which is a flexible magnetic core is not used, the magnetic flux only doubles if the width x is doubled. As shown in FIG. 7, the excellent feature of the present invention is that metal plates 11a and 11b are provided on two or more sides, and the metal surfaces 21a and 21b are separated to suppress the short-circuit current, thereby completely suppressing the induced current (reverse phase current). In addition, a path for the magnetic field and a return path are secured. Paying attention to this point, the effect of the image is used, and the apparent magnetic field due to the image (image) is added rather than existing alone, and it is synthesized so that a large magnetic field strength exists in the gap. is there. Physically, it can be seen that the upper and lower magnetic fields are condensed only to the side due to the presence of images above and below.
実際には金属板11a、11bや金属面21a、21bにより上下に広がる筈の磁界を集中させ、閉じ込めるようになるので、磁束が金属板11a、11bや金属面21a、21bに挟まれた空間に集中し、磁束密度が非常に大きくなる。   Actually, since the magnetic field of the wrinkles spreading up and down by the metal plates 11a and 11b and the metal surfaces 21a and 21b is concentrated and confined, the magnetic flux is in the space between the metal plates 11a and 11b and the metal surfaces 21a and 21b. It concentrates and the magnetic flux density becomes very large.
図11の例でも分かる通り、金属板11a、11bに挟まれた空間にはプラスチックや紙、誘電体等の絶縁体を置いたり、場合によっては磁性体を配置してもよい。   As can be seen from the example of FIG. 11, an insulator such as plastic, paper, or dielectric may be placed in the space between the metal plates 11a and 11b, or a magnetic material may be placed in some cases.
図10(b)のように横幅の広いxの長さを持ち、高さ△zの磁性体板6の断面Saはx×△zであるが、これが大きい程磁束が増えることは前にも述べた通りである。   As shown in FIG. 10B, the cross section Sa of the magnetic plate 6 having a wide width x and a height Δz is x × Δz. As stated.
コイル2(太さ2ρ=0.08〜0.1mm)を20数ターンし、磁路y方向に沿って巻いている。コイル2の端部は巻線の一部を利用して接続線Wとし、基板やフィルムキャリヤーやパッケージに装着されたIC 3に接続されている。   The coil 2 (thickness 2ρ = 0.08 to 0.1 mm) is wound 20 times and wound along the magnetic path y direction. The end of the coil 2 is connected to the IC 3 mounted on a substrate, a film carrier, or a package by using a part of the winding as a connection line W.
図10(c)は更に特別な多重影像方式のユニバーサルスマートタグのコア部分の構造を示す。   FIG. 10C shows the structure of the core portion of a special multi-image type universal smart tag.
図10(a)、図10(b)やこれまで述べてきている金属板11a、11bに挟まれるコイル2とコアである磁性体板6部分がほぼ一層であったものが、図10(c)の場合は三層あるいは多層のコアとしている例を示している。   10 (a), 10 (b), and the coil 2 sandwiched between the metal plates 11a and 11b described so far and the magnetic plate 6 serving as the core are substantially one layer. ) Shows an example of a three-layer or multilayer core.
このような構造を取ることによって金属板11a、11bや金属面21a、21bに挟まれた上下の面の間に空間は存在しないため、逆相磁界が発生せず、同相磁界の存在により、多重影像効果により同相成分の追加のみになっていたが、図10(c)の場合には逆相成分が発生しないように帰路の磁路も追加することによって狭い範囲でも外部との結合ができる磁界を提供している。このようなタグは、多重影像効果による同相磁束密度の増加により、タグが重なった場合の他のタグとの分離(Separation)と干渉の発生の阻止のための遮蔽効果の目的に用いた方がよい。上下に帰路があるために狭い空間における読み取り機のセンサとの結合には役に立つ。   By adopting such a structure, there is no space between the upper and lower surfaces sandwiched between the metal plates 11a and 11b and the metal surfaces 21a and 21b. Although only the in-phase component is added due to the image effect, in the case of FIG. 10C, a magnetic field that can be coupled to the outside even in a narrow range by adding a return magnetic path so as not to generate an anti-phase component. Is provided. Such a tag should be used for the purpose of shielding effect to prevent separation and separation from other tags when tags overlap due to increase of common-mode magnetic flux density due to multiple image effect. Good. Useful for coupling with reader sensors in tight spaces due to the return path above and below.
図10(d)は本発明のユニバーサルスマートタグを実施するに当ってもう一つの実施例を示す。   FIG. 10 (d) shows another embodiment for implementing the universal smart tag of the present invention.
これまでの例は0.08〜0.1mm程度のエナメル線(ネオマール線、フォーマル線)等の絶縁細線を用いた例を示してきたが、図10(d)には薄いプラスチックや紙シートに細線をエッチングや、コーティングや印刷あるいは塗布することにより導線部を作り、あらかじめピッチの進みを考慮して折り曲げ、両端を融着や接着させることによりコイル2を形成させる方法を示している。一般の紙やプラスチックシートに平面的にコイル2をエッチングあるいは印刷し、コイルの端部はスルーホールを介する等して他の絶縁面によりコイルをクロスしても短絡しないように帰線を設け、IC 3用の端子を設けフリップチップ方式や融着による方法等で導通を行っている。基板の帰線は絶縁した方がよい。しかし、ここではフィルムを磁性体板6に沿って巻き込むようにしてコイル2を構成し、巻き終わりのコイル部の線が他のコイルの線と短絡しないように同一面あるいは反対の面を介して帰線を設け、両端子22a,22bによりIC 3と融着導通させる方式を用いている。この方法によると従来の平面上コイルによるインレットにIC 3を載せる場合と殆んど同じ工程でIC 3を載せることができ、量産に適している。   In the examples so far, an example using an insulating thin wire such as an enameled wire (neomar wire, formal wire) of about 0.08 to 0.1 mm has been shown, but FIG. 10 (d) shows a thin plastic or paper sheet. It shows a method of forming a coil 2 by forming a conductor portion by etching, coating, printing or applying a thin wire, bending it in advance in consideration of the advance of the pitch, and fusing or bonding both ends. The coil 2 is etched or printed in plan on a general paper or plastic sheet, and the end of the coil is provided with a return line so as not to be short-circuited even if the coil is crossed by another insulating surface such as through a through hole. A terminal for IC 3 is provided to conduct electricity by a flip chip method or a fusion method. The return of the substrate should be insulated. However, in this case, the coil 2 is constructed by winding the film along the magnetic plate 6, and the wire at the end of the winding is not short-circuited with the wire of the other coil via the same surface or the opposite surface. A method is used in which a return line is provided and the IC 3 is fusion-connected with both terminals 22a and 22b. According to this method, the IC 3 can be mounted in almost the same process as the case where the IC 3 is mounted on the inlet of the conventional coil on the plane, which is suitable for mass production.
図10(e)は図10(d)が折り曲げられ、タグが形成される例を示す。図7等に示される金属板11a、11bの構造も他の面や更に添加される金属フィルム面も構成したままこのような構造に作り上げることにより、製造方法を簡略化できる。   FIG. 10E shows an example in which the tag is formed by bending FIG. 10D. The manufacturing method can be simplified by forming the structure of the metal plates 11a and 11b shown in FIG.
図11は金属板11a、11bの大きさにより中に入るコアから生ずる磁界を金属板11a、11bの外にどの位漏洩させるようにするかを示す説明図である。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing how much the magnetic field generated from the core entering depending on the size of the metal plates 11a and 11b is leaked out of the metal plates 11a and 11b.
先に述べたように静電結合も磁気結合もある程度抑え、タグ間の干渉をなくし、金属面21a、21bから影響もなくし、かつ通信感度を上昇させるのが金属板11a、11bの目的である。もし、金属面が充分大きく、これに用いることがあらかじめ分かっているときは、金属板11a、11bを省き、金属面を金属板11a、11bの代わりとすることができる。   As described above, the purpose of the metal plates 11a and 11b is to suppress both electrostatic coupling and magnetic coupling to some extent, eliminate interference between tags, eliminate influence from the metal surfaces 21a and 21b, and increase communication sensitivity. . If the metal surface is sufficiently large and is known in advance to be used for this, the metal plates 11a and 11b can be omitted and the metal surface can be substituted for the metal plates 11a and 11b.
しかし、金属板11a、11bが小さすぎると効果は少なくなるし、逆に大きすぎて金属板に挟まれた空間のみに封じ込めると磁界が出てこないので、これも目的ではない。ある程度、金属板の外に磁界を出し、外部アンテナとの通信が行われるようにする。   However, if the metal plates 11a and 11b are too small, the effect is reduced. Conversely, if the metal plates 11a and 11b are too large and only sealed in the space between the metal plates, the magnetic field does not come out. To some extent, a magnetic field is generated outside the metal plate so that communication with the external antenna can be performed.
従って、図11に示すように磁界を外部に漏洩させ通信を行わせるためには4〜5ケース(場合)の使用条件を考える必要がある。   Therefore, as shown in FIG. 11, it is necessary to consider the usage conditions of 4 to 5 cases (cases) in order to perform communication by leaking the magnetic field to the outside.
図11(a)は金属板11a、11bが比較的小さく側方や後方に磁界が外部に漏洩している場合である。   FIG. 11A shows a case in which the metal plates 11a and 11b are relatively small and a magnetic field leaks to the outside in the side and rear.
金属板11a、11bは金属を蒸着したプラスチックフィルムや金属箔をラミネートしたプラスチックフィルム等を使用している。前方向の磁界は充分強いので、この方向の磁界を用いていれば充分にタグとして役に立つ。後方の磁界も比較的金属板11a、11bの外に漏洩しているのでこれも利用できる。側方の磁界も比較的金属板11a、11b外部に漏洩しているので、タグを横にして側方の磁界と結合して通信を行うこともできる。このようにして用いる場合も比較的多い。金属板11a、11bの側方の幅x’はコイル2とコアの幅xと比較すると1〜2倍程のところで使われることが多い。前述のようにどういう目的に使用するかにより適当なサイズにするとよい。放射用アンテナとして用いる場合には、この側方の放射電磁界を用いることになる。   As the metal plates 11a and 11b, a plastic film on which metal is vapor-deposited, a plastic film on which metal foil is laminated, or the like is used. Since the magnetic field in the forward direction is sufficiently strong, using the magnetic field in this direction is useful as a tag. Since the rear magnetic field is also relatively leaked out of the metal plates 11a and 11b, this can also be used. Since the side magnetic field is also relatively leaked to the outside of the metal plates 11a and 11b, communication can be performed by connecting the tag to the side and the side magnetic field. In many cases, it is used in this way. The lateral width x 'of the metal plates 11a and 11b is often used at about 1 to 2 times the width x of the coil 2 and the core. As described above, the size may be set appropriately depending on the purpose of use. When used as a radiation antenna, this side radiation electromagnetic field is used.
つぎに図11(b)に示すように、磁界の軸方向yに後方に金属板11a、11bを長く構成しているので(y’)、磁界は殆んど後方には現れない。金属板11a、11bの前方と側方のみに磁界は現れるので、通信に使用できるのはこの磁界のみになる。   Next, as shown in FIG. 11B, since the metal plates 11a and 11b are long in the rear in the magnetic field axial direction y (y '), the magnetic field hardly appears in the rear. Since a magnetic field appears only in front and side of the metal plates 11a and 11b, only this magnetic field can be used for communication.
図11(c)は金属板11a、11bの横幅x’を広げて側方の磁界が殆んど漏洩しなくしている場合である。金属板11a、11bは先にも述べたように金属蒸着金属箔、金属フィルム、金属印刷や塗布等をプラスチックフィルムにラミネート、あるいは接着したものを用いている。   FIG. 11C shows a case where the lateral width x 'of the metal plates 11a and 11b is increased so that the side magnetic field hardly leaks. As described above, the metal plates 11a and 11b are made by laminating or adhering a metal vapor-deposited metal foil, a metal film, metal printing or coating to a plastic film.
金属板11a、11bの隙間が狭くなるにつれ、磁界は上下からつぶされるようになるので幅x’の方向に広がる傾向になる。またコイル2に流れる電流Iが大きくなればなる程、磁界は強くなるので漏洩磁界の強さも上昇する。磁性体板6の透磁率も大きくなれば、当然、磁束も上昇する。従ってどの位のサイズにすればよいかは、使用条件や環境によっても異なる。側板や側面の大きさが大きくても問題にならない場合には、大きくした方が安全であるが、コストが上がるという反面もある。   As the gap between the metal plates 11a and 11b becomes narrower, the magnetic field is crushed from above and below, so that it tends to spread in the direction of the width x '. Further, as the current I flowing through the coil 2 increases, the magnetic field becomes stronger, so that the strength of the leakage magnetic field increases. If the magnetic permeability of the magnetic plate 6 is increased, the magnetic flux naturally increases. Therefore, what size should be selected varies depending on use conditions and environment. If there is no problem even if the size of the side plate or the side surface is large, it is safer to increase the size, but there is also an increase in cost.
従ってx’の大きさはxと比較すると3〜4倍程度であればよいと思われる。金属板11a、11bの間隙lを一定に保つ方法としてはプラスチックや紙を充填したり、外側の金属板とプラスチックにコアの窪みをつけ、これに両側からはめ込んだりしてタグに成形する方法によってもよい。 Therefore, it is considered that the size of x ′ may be about 3 to 4 times that of x. Metal plates 11a, or filled with a plastic or paper gap l 1 of 11b as a way to maintain a constant, method with a recess in the core to the outer metal plates and plastic, to mold Dari fitted from both sides to the tag to It may be.
図11(d)はコイル2とコアである磁性体板6やIC 3を比較的大きな金属板11a、11bの中に封じ込めた場合で、あまり大き過ぎると磁界が外部に出てこなくなる。しかし、金属板11a、11bに金属の切れ目(スリット)Slを入れることにより、磁界は多少この切れ目(スリット)Slを通じて外部に現れることができる。図11(d)では、金属板11aに、おおよそIC 3のあたりまでのスリットSlを入れた場合を示す(実線部)。このスリットSlは、図面の破線で示す部分まで、すなわち、金属板11aの他方の端まで入れてもよい。その場合、金属板が3分割されたことになる。このような場合には、多重影像効果を持ちながら上部金属板側にもかなりの磁界を発生させることができる。   FIG. 11D shows the case where the coil 2 and the magnetic plate 6 and the IC 3 which are the cores are enclosed in relatively large metal plates 11a and 11b. If it is too large, the magnetic field will not come out. However, by providing a metal slit (slit) Sl in the metal plates 11a and 11b, the magnetic field can appear to the outside somewhat through the slit (slit) Sl. FIG. 11D shows a case where slits Sl up to about IC 3 are inserted in the metal plate 11a (solid line portion). The slit S1 may be inserted up to a portion indicated by a broken line in the drawing, that is, up to the other end of the metal plate 11a. In that case, the metal plate is divided into three. In such a case, a considerable magnetic field can be generated also on the upper metal plate side while having a multiple image effect.
金属板11a、11bを小さくし、小型化のタグを構成しながら磁界の側部や後方へ漏洩を小さくし前方のみの磁界を利用する方法を図11(e)に示す。金属板11a、11bに挟まれた空間の2方、あるいは3方を磁性体6aで囲むようにし、磁界の漏洩を抑えるようにする方法である。この方法は小型化には役立つがコストが上がることにもなるし、周囲の磁性体6aの効果が大きすぎると磁界が広がらなくなるという問題も発生する。   FIG. 11E shows a method in which the metal plates 11a and 11b are made small and the size of the tag is reduced to reduce leakage to the side and rear of the magnetic field and to use the magnetic field only at the front. In this method, two or three sides of the space between the metal plates 11a and 11b are surrounded by the magnetic body 6a to suppress leakage of the magnetic field. This method is useful for miniaturization, but also increases the cost, and if the effect of the surrounding magnetic body 6a is too great, there is a problem that the magnetic field does not spread.
図11(f)は図9(f)に示す可撓性の磁性体を用いて、金属やプラスチック、木材、動物等に巻きつけ取付け易くした場合の例である。例えば図に示すように、金属板11a、11bも可撓性を有し、金属板11bを金属板11aより長く構成し、金属板11bに設けられた差込口12に差込部13を差し込むことで対象に取付けるような構成とする。巻きつけ方の一例でどのような巻きつけ方とめ方をしてもよい。図はタグとして描いているがセンサのみとしても同じで、物体に巻きつけて使用すると周囲に磁界が現れるので、どの方向でも通信ができる特徴がある。   FIG. 11 (f) shows an example in which the flexible magnetic material shown in FIG. 9 (f) is used to make it easy to wrap around a metal, plastic, wood, animal or the like. For example, as shown in the figure, the metal plates 11a and 11b are also flexible, the metal plate 11b is longer than the metal plate 11a, and the insertion portion 13 is inserted into the insertion port 12 provided in the metal plate 11b. It is set as the structure which attaches to an object. Any example of how to wind and how to wind may be used. Although the figure is drawn as a tag, it is the same for the sensor alone. When it is wrapped around an object, a magnetic field appears around it, so that it can communicate in any direction.
また、タグの取付け方としては、例えば次のような方法がある。
1.タグにあらかじめ“のり”を付け、シリコン紙の上に載せはがれ易くしており、取付け時にシリコン紙からはずして機物に取付けられるようにする。
2.タグに両面テープを貼り付けて機物に取付けられるようにする。
3.タグに磁石を貼り付け、鉄器に取付ける。
Moreover, as a method of attaching the tag, for example, there are the following methods.
1. A "paste" is attached to the tag in advance so that it can be easily peeled off from the silicon paper.
2. Affix the double-sided tape on the tag so that it can be attached to the aircraft.
3. Affix the magnet to the tag and attach it to the ironware.
なお、図11(a)〜図11(e)まではコイル2の図示を省略している。   In addition, illustration of the coil 2 is abbreviate | omitted from Fig.11 (a)-FIG.11 (e).
図12は従来の金属対応タグを本発明の多重影像効果(マルチミラー(イメージ)エフェクト)を用い改善する場合を示す。これまでは本発明の実施をユニバーサルスマートタグをするため可撓性の磁性体板6を用いてきたが、従来の試作されているように金属を片側に当てたハード(固い)磁性体を用いたりしてもよい。   FIG. 12 shows a case where a conventional metal-compatible tag is improved by using the multiple image effect (multi-mirror (image) effect) of the present invention. Up to now, the flexible magnetic plate 6 has been used to implement the present invention as a universal smart tag, but a hard (hard) magnetic material with a metal applied to one side is used as in the conventional trial production. Or you may.
図12(a)は従来の金属対応タグを本発明の多重影像効果を用い改善する場合を示す斜視図である。ポリイミドの薄形フレキシブル基板の一面FPCBにはIC 3を載せるための端子Tと配線Wおよびコイル2の一辺をエッチングし、他の面は金属面1を残す。なお、金属面1’が金属板11aに、金属面1が金属板11bになることになる。そして、コイル2の他端の帰線の部分のみ金属面1から絶縁し(図12(c)のW)、またコイル2を作るための縦のスルーホールのため、この部分のみ金属を円形に取り除いておく(図12(e)の金属板11aの穴)。上下2面のみでなく三層とし、中間の金属面に帰線を作る場合にはスルーホールの部分のみ考慮すればよい。なお、2’は後にコイルが作られる部分(一部のみ図示)、4はコンデンサである。   FIG. 12A is a perspective view showing a case where a conventional metal-compatible tag is improved using the multiple image effect of the present invention. On one surface FPCB of the polyimide thin flexible substrate, the terminal T and the wiring W for mounting the IC 3 and one side of the coil 2 are etched, and the metal surface 1 is left on the other surface. The metal surface 1 'becomes the metal plate 11a, and the metal surface 1 becomes the metal plate 11b. Then, only the part of the return line at the other end of the coil 2 is insulated from the metal surface 1 (W in FIG. 12C), and because of the vertical through hole for making the coil 2, only this part is made circular. It is removed (the hole in the metal plate 11a in FIG. 12E). When using three layers instead of two upper and lower surfaces and making a return line on an intermediate metal surface, only the through-hole portion needs to be considered. Reference numeral 2 'denotes a portion where a coil will be formed later (only a part is shown), and 4 denotes a capacitor.
上面のコイル2も同様にポリイミド基板で作り、グリーンシートを焼いた磁性体や、型で成形した粉末磁性体を焼いた磁性体コアあるいは先の可撓性(フレキシブル)磁性体コアを中に挟み、上下のスルーホールにピン(Pin)を立て、上下の線を導通させコイル2を形成させる。   Similarly, the coil 2 on the upper surface is made of a polyimide substrate, and a magnetic body baked with a green sheet, a magnetic core baked with a powdered magnetic body formed with a mold, or a flexible magnetic body core is sandwiched in between. Then, pins (Pin) are set up in the upper and lower through holes, and the upper and lower lines are conducted to form the coil 2.
図12(b)はこのようにして成形完成したタグを横からみた場合を示す。下部の基板はフレキシブル基板FPCBであり、実施例としてはポリイミドの基板を用いている。最下位は銅箔面の金属面1で次の層はポリイミドの絶縁層PIよりなる。その次の層がコイル2の一辺をつくるための金属箔層MEと、IC 3を載せるための接続線と端子を成形する金属線層MEである。この中間に帰線となる導電線層を設けてもよいし、最下位の金属面1である銅箔面の一部を絶縁して導線Wを作っても良い(図12(c))。この導線はエッチングとPinの導通を完了後、塗料などで絶縁等の表面処理をしておく必要がある。   FIG. 12B shows a case where the tag thus formed is viewed from the side. The lower substrate is a flexible substrate FPCB, and a polyimide substrate is used as an example. The lowest layer is the metal surface 1 of the copper foil surface, and the next layer is made of a polyimide insulating layer PI. The next layer is a metal foil layer ME for forming one side of the coil 2 and a metal wire layer ME for forming connection wires and terminals for mounting the IC 3. A conductive line layer serving as a return line may be provided in the middle, or a conductive wire W may be formed by insulating a part of the copper foil surface which is the lowest metal surface 1 (FIG. 12C). This conductive wire needs to be subjected to surface treatment such as insulation with a paint or the like after completion of etching and pin conduction.
IC 3を搭載した後はポッティングあるいは成形あるいはカバー等により均一の面や仕上がりとなるためプラスチックP等で固めた方がよい。 Is better hardened plastic P 0 or the like for the uniform surface and finished by after mounting the IC 3 potting or molding or cover or the like.
図12(d)はIC 3の突起が表面に出ても差し支えない場合を示す。この場合上下ともに可撓性基板FPCB(ポリイミドの基板等)で磁性体板6を挟み込んだアンテナ部を作り、上部の一部にIC 3を載せるための導線と端子部を成作する。中部のコイルを成形する面とはポリイミドの絶縁層のスルーホールを介して導通を行う。上下の線を接続し、コイル2を形成させるのはスルーホールに立てるピンPinを介して行う。製造方法は図12(a),図12(b),図12(c)ともに類似している。   FIG. 12D shows a case where the protrusions of IC 3 can be projected on the surface. In this case, an antenna portion is formed by sandwiching the magnetic plate 6 with a flexible substrate FPCB (polyimide substrate or the like) on both the upper and lower sides, and a conductor and a terminal portion for mounting the IC 3 are formed on a part of the upper portion. Conduction with the surface on which the middle coil is formed is made through a through hole of an insulating layer of polyimide. The upper and lower wires are connected to form the coil 2 through a pin Pin standing in a through hole. The manufacturing method is similar in FIGS. 12 (a), 12 (b), and 12 (c).
図12(e)は図12(a)の場合の上面の基板FPCBを残して描いている。図12(a)は金属面やFPCB面を描くと下面のコイル面が見えなくなるため省いているが、図12(e)では中のコイル面の方を省いて描いている。このように上の金属箔による金属板11a、11b面の一部にスルーホールのための金属が円形に抜けている部分が描かれている。   FIG. 12E is drawn leaving the substrate FPCB on the upper surface in the case of FIG. FIG. 12A is omitted because the lower coil surface cannot be seen when a metal surface or FPCB surface is drawn, but in FIG. 12E, the inner coil surface is omitted. In this way, a portion where the metal for the through hole is circularly drawn is drawn on a part of the surfaces of the metal plates 11a and 11b by the upper metal foil.
図13(a)はGSM(登録商標)方式(Global System for Mobile communications)等に用いられるSIM(Subscriber Identification Module)にセンサを応用した場合の例を示す図であり、金属板11a、11bでセンサのコイル2と中心の磁性体板6を挟んで磁界を集中させるとともに外部の金属面21a、21bの影響を取り除いている。図13(a)のSIMを携帯電話MPの中で用いる場合もあるだろうし、図のように外部から直接スリット57を介して挿入する場合もある。携帯電話にはシャシー、電池等の金属面が存在するのが普通であり、このような場合でも本発明の技術を有効に用いることができる。   FIG. 13A is a diagram showing an example in which a sensor is applied to a SIM (Subscriber Identification Module) used in a GSM (registered trademark) system (Global System for Mobile communications) and the like, and the metal plates 11a and 11b are sensors. The magnetic field is concentrated between the coil 2 and the central magnetic plate 6 and the influence of the external metal surfaces 21a and 21b is removed. The SIM of FIG. 13A may be used in the mobile phone MP, or may be directly inserted from the outside through the slit 57 as shown in the figure. A cellular phone usually has a metal surface such as a chassis and a battery. Even in such a case, the technology of the present invention can be used effectively.
図13(b)、図13(c)はUSBカードやSDカードに対応するようにSIMの応用をした場合を示し、携帯電話やPCに対応して用いることができる。図13(b)のSIM50は、携帯電話用のICが搭載され、例えば、シングルワイヤプロトコル(SWP)等でNFC(Near Field Communication)チップと接続され、整合器を介して本発明のセンサが取付けられている。また最初からIC 3を接触、非接触両機能を有するデュアルICを用い、本発明のセンサコイルに非接触端子を接続して用いることができる。前記のように外挿によりSIMカードを直接携帯電話やPCに直接挿入しNFC通信を行うことができる。SDカード型ホルダを介して、PC等に接続することもできる。また、SDカードやUSBスティック型の通信カードに同様に応用することもできる。   FIGS. 13B and 13C show a case where SIM is applied so as to correspond to a USB card or an SD card, which can be used corresponding to a mobile phone or a PC. The SIM 50 of FIG. 13B is equipped with an IC for a mobile phone, and is connected to an NFC (Near Field Communication) chip by, for example, a single wire protocol (SWP), and the sensor of the present invention is attached via a matching unit. It has been. Further, from the beginning, the IC 3 can be used by using a dual IC having both contact and non-contact functions and connecting a non-contact terminal to the sensor coil of the present invention. As described above, the NFC communication can be performed by inserting the SIM card directly into a mobile phone or a PC by extrapolation. It can also be connected to a PC or the like via an SD card type holder. Further, it can be similarly applied to an SD card or a USB stick type communication card.
たとえば、図13(a)では、SIM 50を直接、或いはSDカード型アダプタ(SD card)51に挿入して、PCのカード用スリット(PC slit)52に挿入する構成である。ここで、7はSIMの端子であり、9はポリイミドやフィルムキャリア等のフレキシブル基板であり、53はNFCチップ(NFC chip)である。また、図13(b)では、SIM 50をUSBスティック型のアダプタ54(USB 54)に挿入して、PCのUSBポートに挿入する構成である。図13(c)はミニSDカード(mini SD card)56にセンサを応用した場合で(アンテナ部:磁性体板6とコイル2)、携帯電話やPCに応用でき、NFC(Near Field Communication)通信の実現ができる。なお、55はミニSDカード56の接触端子であり、図示していないが図面の下側にある。   For example, in FIG. 13A, the SIM 50 is inserted directly into an SD card type adapter (SD card) 51 and inserted into a PC card slit (PC slit) 52. Here, 7 is a SIM terminal, 9 is a flexible substrate such as polyimide or a film carrier, and 53 is an NFC chip (NFC chip). In FIG. 13B, the SIM 50 is inserted into a USB stick type adapter 54 (USB 54) and inserted into a USB port of a PC. FIG. 13C shows a case where a sensor is applied to a mini SD card 56 (antenna portion: magnetic plate 6 and coil 2), which can be applied to a mobile phone or a PC, and NFC (Near Field Communication) communication. Can be realized. Reference numeral 55 denotes a contact terminal of the mini-SD card 56, which is not shown but is on the lower side of the drawing.
図13(d)、図13(e)、図13(f)には、SIM内蔵のデュアルチップの機能やNFCチップを用いる構成によりSIMに非接触通信機能が備わり、このセンサコイルから発生する磁界を利用して携帯電話本体に取付けられたアンテナANTに信号を伝える3つの実施例を示している。SIMの取付け方に種々の方法があるので、ここではSIMとの結合方法の3例を述べる。   13 (d), 13 (e), and 13 (f), the SIM has a non-contact communication function due to the dual chip function built in the SIM and the configuration using the NFC chip, and the magnetic field generated from this sensor coil. FIG. 3 shows three embodiments for transmitting a signal to an antenna ANT attached to the mobile phone body using the. Since there are various methods of attaching the SIM, three examples of the method of coupling with the SIM will be described here.
図13(d)には、SIMが上からはめ込まれる場合の例を示す。SIMの先端に取付けられたセンサコイル2により発生する磁界を携帯電話の中の送受信コイルCCで受信し、この先に接続されている携帯電話のアンテナANTに信号を伝え、外部に信号を伝送する方式である。   FIG. 13D shows an example in which the SIM is fitted from above. A system in which a magnetic field generated by a sensor coil 2 attached to the tip of a SIM is received by a transmission / reception coil CC in a mobile phone, a signal is transmitted to an antenna ANT of a mobile phone connected to this point, and the signal is transmitted to the outside It is.
SIMのセンサコイル2との電磁結合をよくするため、磁界の帰路を確保するE形の磁性体66を用い、この中心磁路に結合用コイルCCが巻かれている。このコイルとANTコイルとを一体にしてもよいが、この場合にはコンデンサ44をこのコイルCCの一部に接続し、f=13.56MHzに共振するようにしておかなければならない。また、途中に外部に強い信号を送るためのブースタ回路を挿入してもよい。   In order to improve electromagnetic coupling with the sensor coil 2 of the SIM, an E-shaped magnetic body 66 that secures a return path of the magnetic field is used, and a coupling coil CC is wound around this central magnetic path. Although this coil and the ANT coil may be integrated, in this case, the capacitor 44 must be connected to a part of the coil CC so as to resonate at f = 13.56 MHz. Moreover, you may insert the booster circuit for sending a strong signal to the exterior on the way.
図13(e)は、SIMがスリット等に沿って差し込まれる場合を示す。図13(e)(イ)は斜視図を、図13(e)(ロ)はセンサコイル2と結合コイルCCの断面図を示す(分かり易さのため、アンテナANTについては斜視図としている)。   FIG. 13E shows a case where the SIM is inserted along a slit or the like. FIGS. 13E and 13A are perspective views, and FIGS. 13E and 13B are cross-sectional views of the sensor coil 2 and the coupling coil CC (for the sake of clarity, the antenna ANT is a perspective view). .
SIMに取付けられたセンサコイル2を囲むように携帯電話側に結合コイルCCが取付けられている。このコイルCCと携帯電話のアンテナANTは連続して接続されている。   A coupling coil CC is attached to the mobile phone so as to surround the sensor coil 2 attached to the SIM. The coil CC and the cellular phone antenna ANT are continuously connected.
先の図13(d)の場合と同じように全体のコイル自体に共振電流が流れるようにコンデンサ44が接続されている。SIMの金属板11a、11bは磁性体の幅とほぼ同じであるので、側方にほとんどの磁界が現れているので、この磁界とは外部の筒形となっているコイルCCとはよく結合する。外部コイルの外側、特に上下に金属面が存在することが多いので、磁性体または絶縁体の層INSを結合コイルCCの外側に配設した方がよい。   As in the case of FIG. 13D, the capacitor 44 is connected so that the resonance current flows through the entire coil itself. Since the metal plates 11a and 11b of the SIM are almost the same as the width of the magnetic body, most of the magnetic field appears on the side, and this magnetic field is well coupled with the external cylindrical coil CC. . Since there are many metal surfaces on the outside of the external coil, particularly above and below, it is better to dispose the magnetic or insulating layer INS outside the coupling coil CC.
図13(f)は、デュアルICチップを用い、SIM端子の第7、第8端子いわゆるRFU(Reserved for Future Use)端子にICの非接触信号部を接続し、この端子より、接触片を介して携帯電話のアンテナANTと接続させる場合を示す。   FIG. 13 (f) uses a dual IC chip and connects the non-contact signal part of the IC to the 7th and 8th terminals of the SIM terminal, the so-called RFU (Reserved for Future Use) terminal. The case of connecting to the antenna ANT of the mobile phone is shown.
次に、本発明のユニバーサルスマートタグ(UST)(非接触情報記憶媒体)と、その情報の読み書きを行う本願発明をセンサに応用したリーダ/ライタ装置(情報読取書込装置)、読み取った情報を処理するパーソナルコンピュータ(PC)(情報処理装置)からなる管理システムについて、種々の例を用いて説明する。   Next, a universal smart tag (UST) (non-contact information storage medium) of the present invention, a reader / writer device (information reading / writing device) that applies the present invention for reading and writing the information to a sensor, A management system including a personal computer (PC) (information processing apparatus) for processing will be described using various examples.
図14(a)は垂直磁界を出すセンサ(sensor)コイル141(コイル部分を破線で図示)にマッチッング部(Mt)142を経てリーダ/ライタ部(R/W)143が接続され、このリーダ/ライタ部(R/W)143によって読みとられた情報がパーソナルコンピュータ(PC)144に表示、記録される場合の応用例を示している。本願発明のユニバーサルスマートタグ(UST)140の情報は、図示するようにして読み取ることができる。   In FIG. 14A, a sensor / sensor coil 141 (a coil portion is shown by a broken line) for generating a vertical magnetic field is connected to a reader / writer unit (R / W) 143 via a matching unit (Mt) 142. An application example in which information read by a writer (R / W) 143 is displayed and recorded on a personal computer (PC) 144 is shown. Information of the universal smart tag (UST) 140 of the present invention can be read as shown.
図14(b)は、例えば金属面を有するPC等の管理用として、PC本体に本発明のユニバーサルスマートタグ(UST)140が取付けられた場合を示す。図14(c)はファイルや本の中、特に表紙の裏に本発明のユニバーサルスマートタグ(UST)140が取付けられた場合を示す。図14(d)はCDやDVDのケースに本発明のユニバーサルスマートタグ(UST)140が取付けられた場合を示す。図のような金属、紙、プラスチック、何でも本発明のユニバーサルスマートタグ(UST)140を使用することができる。すなわち、図14(b)〜図14(d)のように、ユニバーサルスマートタグ(UST)140が重なっている場合でも、図14(a)に示す読み取り機のセンサ141で、ユニバーサルスマートタグ(UST)140の情報を読み取ることができる。   FIG. 14B shows a case where the universal smart tag (UST) 140 of the present invention is attached to the PC body, for example, for management of a PC having a metal surface. FIG. 14 (c) shows a case where the universal smart tag (UST) 140 of the present invention is attached to a file or book, particularly the back of the cover. FIG. 14D shows a case where the universal smart tag (UST) 140 of the present invention is attached to a CD or DVD case. The universal smart tag (UST) 140 of the present invention can be used for any metal, paper, plastic as shown. That is, as shown in FIG. 14B to FIG. 14D, even when the universal smart tag (UST) 140 overlaps, the sensor 141 of the reader shown in FIG. ) 140 information can be read.
図15は更に別の実施例を示す。図15のセンサは水平磁界を出すセンサ(Sensor)151で、PCや機器、器具、工具等の金属面に貼られたユニバーサルスマートタグ(UST)140がPCの筐体である金属面とセンサの間に挟まれた状態でもユニバーサルスマートタグ(UST)140を読み取り、PC等の金属面を有する物を識別や管理できることも示している。なお、153はリーダライタ部(R/W)、154はリーダライタ部(R/W)153で読まれた情報を処理するパーソナルコンピュータ(PC)である。   FIG. 15 shows still another embodiment. The sensor in FIG. 15 is a sensor 151 that generates a horizontal magnetic field. A universal smart tag (UST) 140 attached to a metal surface of a PC, equipment, instrument, tool, etc. It also shows that the universal smart tag (UST) 140 can be read even when it is sandwiched between them, and an object having a metal surface such as a PC can be identified and managed. A reader / writer unit (R / W) 153 and a personal computer (PC) 154 process information read by the reader / writer unit (R / W) 153.
図16は本発明のユニバーサルスマートタグ(UST)の特徴を利用して、薄いユニバーサルスマートタグと同じように構成した薄いセンサ(図中、センサの板の下にセンサ側のコイルがある)161により、ユニバーサルスマートタグ(UST)160とセンサ161をつき合わせ、ユニバーサルスマートタグ(UST)160の一部をセンサ161の金属部162で覆うようにして磁界が漏洩しないようにし、他のユニバーサルスマートタグUSTやセンサとの分離を完全にするようにした例を示す。このような構造にすると、それぞれのユニバーサルスマートタグUSTとセンサは分離しているので、それぞれのユニバーサルスマートタグUSTに書き込みもできるし、どこの場所、どこのセンサに何のユニバーサルスマートタグが存在するかも判別することができる。   FIG. 16 illustrates a thin sensor 161 having the same configuration as that of a thin universal smart tag by using the characteristics of the universal smart tag (UST) of the present invention (in the figure, a coil on the sensor side is provided under the sensor plate). The universal smart tag (UST) 160 and the sensor 161 are put together, and a part of the universal smart tag (UST) 160 is covered with the metal part 162 of the sensor 161 so that the magnetic field does not leak, and other universal smart tags UST An example in which separation from the sensor and the sensor is made complete is shown. With such a structure, each universal smart tag UST and sensor are separated, so that each universal smart tag UST can be written, and there is any universal smart tag in any place and any sensor. It can also be determined.
また、タグの取付け方のその他の応用例としては、折りたためるPC(例えばノート型PC)を折りたたんだ隙間にユニバーサルスマートタグを貼り付けるような場合が考えられる。また、携帯電話の折りたたみの隙間にユニバーサルタグを貼り付けるような場合が考えられる。このような場合は、この隙間から磁界を取出す。   As another application example of how to attach the tag, a case where a universal smart tag is attached to a gap where a PC to be folded (for example, a notebook PC) is folded can be considered. Moreover, the case where a universal tag is stuck in the folding gap of a mobile phone can be considered. In such a case, the magnetic field is taken out from this gap.
以上のように、金属面があったり、RFIDタグが近接していたりして感度が劣化する環境においても、本発明の多重影像方式を利用した薄いタグやモジュールやカードやセンサは、多重影像方式による感度上昇の技術により、タグやモジュールやカードが保持する情報を読み取ることが可能となり、薄い本やファイル、金属面プラスチック等、あらゆる物の管理や整理が可能となる。   As described above, a thin tag, module, card, or sensor using the multiple image method of the present invention has a multiple image method even in an environment where the sensitivity deteriorates due to the presence of a metal surface or the proximity of an RFID tag. By using the technology for increasing sensitivity, it is possible to read information held by tags, modules, and cards, and to manage and organize all sorts of things such as thin books, files, and metal surface plastics.
なお、本実施例では、平板(すなわち断面が四角形)の磁性体と2枚の金属板を用いて説明した。しかし、磁心としての磁性体は平板に限られず、例えば三角形状等の多角形や円筒形状等であってもよい。また、本実施例では、磁性体を挟んで対向する2枚の金属板を例として挙げたが、金属板は磁性体に沿って配置される複数枚のものであってよい。例えば、磁心の断面が三角形状であれば、三角錐の面に沿った3枚の金属板が考えられる。また、複数の金属板を考えるときに、そのうちの一部が連続していてもよい(例えば、2枚の金属板を考えるときの図6(h)参照)。複数の金属板の「一部」が不連続としたのは、少なくとも1箇所は閉路による逆相電流が発生しないように切っておくことが必要だからである。   In the present embodiment, a flat magnetic material (that is, a rectangular cross section) and two metal plates are used. However, the magnetic body as the magnetic core is not limited to a flat plate, and may be, for example, a polygon such as a triangle or a cylindrical shape. In this embodiment, two metal plates facing each other with the magnetic material interposed therebetween are described as an example. However, the metal plates may be a plurality of metal plates arranged along the magnetic material. For example, if the cross section of the magnetic core is triangular, three metal plates along the triangular pyramid surface can be considered. Further, when considering a plurality of metal plates, some of them may be continuous (for example, see FIG. 6 (h) when considering two metal plates). The reason why “a part” of the plurality of metal plates is discontinuous is that at least one part needs to be cut so as not to generate a reverse phase current due to a closed circuit.
(a)金属板と磁性体板の幅がほぼ同じ場合のユニバーサルスマートタグの断面図、(b)金属板が磁性体板の幅よりも大きい場合のユニバーサルスマートタグの断面図、(c)(a)を上から見た図、(d)(b)を上から見た図(A) A cross-sectional view of the universal smart tag when the width of the metal plate and the magnetic plate is substantially the same, (b) a cross-sectional view of the universal smart tag when the metal plate is larger than the width of the magnetic plate, (c) ( A view from above, a view from above (d) and (b) (a)磁性体板の上下に金属板を備える場合で、金属面が上下に存在する場合を示す図、(b)磁性体板の上下に金属板を備える場合で、金属面一枚のみが存在する場合を示す図、(c)従来の金属板一枚のみの構成で、上下に金属面が存在する場合を示す図、(d)従来の金属板一枚のみの構成で、金属面一枚のみが存在する場合を示す図(A) The figure which shows the case where a metal plate is provided above and below a magnetic body plate, and a metal surface exists up and down, (b) The case where a metal plate is provided above and below a magnetic body plate, and only one metal surface The figure which shows the case where it exists, (c) The figure which shows the case where a metal surface exists up and down by the structure of only one conventional metal plate, (d) The structure of only one conventional metal plate, Diagram showing the case where only one sheet exists 本発明のユニバーサルスマートタグの利点と従来の金属対応タグの問題点を説明する図で、(a)RFIDタグのコイルが見えるように描いた斜視図、(b)従来の金属板が一枚しかない場合を示す斜視図BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the advantage of the universal smart tag of this invention, and the problem of the conventional metal corresponding | compatible tag, (a) The perspective view drawn so that the coil of RFID tag could be seen, (b) Only one conventional metal plate Perspective view showing no case 上下に薄い平板磁性体や角形磁性体にコイルを巻いた場合の磁界分布を示す斜視図Perspective view showing the magnetic field distribution when a coil is wound around a thin flat magnetic body or rectangular magnetic body vertically 本発明のユニバーサルスマートタグの金属板の種類を示す図で、(a)金属板と金属面の間に一定の間隔を持たせて配置した場合を示す図、(b)図1(a)の場合を説明する図、(c)上下に金属板があり、下方のみに金属面がある場合を示す図、(d)上下の金属板を折り曲げ、更に側面の上下の隙間を小さくした例を示す図、(e)上下の金属板が対称でない場合を示す図、(f)上下の金属板の一方を接続し他方を絶縁開放している場合を示す図It is a figure which shows the kind of metal plate of the universal smart tag of this invention, (a) The figure which shows the case where it arrange | positions with a fixed space | interval between a metal plate and a metal surface, (b) The figure of Fig.1 (a) The figure explaining a case, (c) The figure which shows a case where there are a metal plate in the upper and lower sides, and there is a metal surface only in the lower part, (d) The example which bent the upper and lower metal plates, and also made the gap between the upper and lower sides smaller (E) The figure which shows the case where the upper and lower metal plates are not symmetrical, (f) The figure which shows the case where one of the upper and lower metal plates is connected and the other is insulated. (a)〜(i)本発明のユニバーサルスマートタグの金属板の種類を示す図(A)-(i) The figure which shows the kind of metal plate of the universal smart tag of this invention 金属板の形や種類によって金属面による影像(イメージ)が変わる様子を示す図で、(a)金属板が小さい場合に外部の大きな金属面により上下に挟まれた場合を示す図、(b)図6(b)の場合の多重イメージを示す図、(c)図6(g)の場合の多重イメージを示す図The figure which shows a mode that the image (image) by a metal surface changes with the shape and kind of a metal plate, (a) The figure which shows the case where it is pinched up and down by the big external metal surface when a metal plate is small, (b) FIG. 6B is a diagram showing a multiplex image in the case of FIG. 6B, FIG. 6C is a diagram showing a multiplex image in the case of FIG. (a)一般のRFIDタグが近くに重なっている場合を示す図、(b)非接触式ICカード2枚が重なっている場合を示す図、(c)従来の角形RFIDタグで金属板1枚を添えた場合を示す図、(d)幅の広い金属板を挿入する場合を示す図、(e)本発明の多重影像方式によるユニバーサルスマートタグを重ねた場合を示す図(A) The figure which shows the case where the general RFID tag has overlapped near, (b) The figure which shows the case where two non-contact type IC cards have overlapped, (c) One metal plate with the conventional square RFID tag The figure which shows the case where it attaches, (d) The figure which shows the case where a wide metal plate is inserted, (e) The figure which shows the case where the universal smart tag by the multiple image system of this invention is piled up (a)可撓性のある磁性体シートを構成した図、(b)可撓性のある磁性体シートを構成した別の例を示す図、(c)x軸に対して可撓性を有することを示す図、(d)y軸に対して可撓性を有することを示す図、(e)丸いものに巻きつけて使用できるようにした例を示す図、(f)金属磁性板と絶縁フィルムを交互に重ねた場合を示す図(A) The figure which comprised the flexible magnetic body sheet, (b) The figure which shows another example which comprised the flexible magnetic body sheet, (c) It has flexibility with respect to x-axis (D) A figure showing flexibility with respect to the y-axis, (e) A figure showing an example of being wound around a round object, and (f) Insulating from a metal magnetic plate The figure which shows the case where the film is piled up alternately 磁性体コアとその上に巻かれるコイルの説明図で(a)(b)は金属板を省略しており、(a)可撓性を有する磁性体板にコイルを巻き端部にICを接続しているタグ本体の核の部分を示す図、(b)横幅の広い磁性体板を用いた場合を示す図、(c)磁性体板を多層で形成した場合のコア部分の構造を示す図、(d)別の例のユニバーサルスマートタグのコアの構造を示す図、(e)(d)が折り曲げられタグが形成される例を示す図(A) (b) omits the metal plate, and (a) connects the coil to the flexible magnetic plate and connects the IC to the end of the magnetic core and the coil wound on it. The figure which shows the core part of the tag main body which is carrying out, (b) The figure which shows the case where a wide magnetic board is used, (c) The figure which shows the structure of the core part at the time of forming a magnetic board in multiple layers (D) The figure which shows the structure of the core of the universal smart tag of another example, (e) The figure which shows the example in which (d) is bent and a tag is formed (a)金属板が比較的小さく側方や後方に磁界が外部に漏洩している場合を示す図、(b)y方向の後方に金属板を長く構成している場合を示す図、(c)金属板の横幅を広げて側方の磁界が殆んど漏洩しなくしている場合を示す図、(d)比較的大きな金属板を使用し、金属板に切れ目を入れた場合を示す図、(e)金属板に挟まれた空間の3方を磁性体で囲む場合を示す図、(f)可撓性の磁性体を用いて、金属やプラスチック、木材、動物等に巻きつけ取付け易くした場合を示す図(A) The figure which shows the case where a metal plate is comparatively small and the magnetic field has leaked outside to the side and back, (b) The figure which shows the case where the metal plate is comprised long behind the y direction, (c) ) A diagram showing a case where the lateral width of the metal plate is widened so that the side magnetic field hardly leaks. (D) A diagram showing a case where a relatively large metal plate is used and the metal plate is cut. (E) A diagram showing a case where three sides of a space sandwiched between metal plates are surrounded by a magnetic material, (f) A flexible magnetic material is used to make it easy to wrap around metal, plastic, wood, animals, etc. Illustration showing the case 本発明のユニバーサルスマートタグの別の作り方を示す図で、(a)従来の金属対応タグを本発明の多重影像効果を用い量産に適した構成とする場合を示す斜視図、(b)成形完成したタグを横からみた場合を示す図、(c)最下位の金属面である銅箔の一部を絶縁して導線Wを作った場合を示す図、(d)ICによる突起が表面に出ても差し支えない場合を示す図、(e)コイルを作るための縦のスルーホールのために金属を円形に取り除いた場合を示す図It is a figure which shows another method of making the universal smart tag of this invention, (a) The perspective view which shows the case where the conventional metal corresponding | compatible tag is set as the structure suitable for mass production using the multiple image effect of this invention, (b) Molding completion The figure which shows the case where the tag which was done is seen from the side, (c) The figure which shows the case where a part of copper foil which is the lowest metal surface is insulated and made the conducting wire W, (d) The protrusion by IC protrudes on the surface The figure which shows the case where it does not interfere, (e) The figure which shows the case where the metal is removed in a circle for the vertical through hole for making the coil (a)SIMにセンサを応用した場合の例を示す図、(b)SIMをUSBスティック型のアダプタに挿入する場合を示す図、(c)ミニSDカードにセンサを応用した場合を示す図、(d)SIMコイルと結合するコイルにより、モバイルアンテナの励振を行う場合の説明図、(e)SIMコイルを囲むようにするコイルにより得られた電磁によりモバイルアンテナを励振する様子を示す図、(f)SIMの第7、第8端子(RFU)端子を利用してモバイルアンテナを励振する様子を示す図(A) The figure which shows the example at the time of applying a sensor to SIM, (b) The figure which shows the case where SIM is inserted in a USB stick type adapter, (c) The figure which shows the case where a sensor is applied to a mini SD card, (D) Explanatory drawing in the case of exciting a mobile antenna by a coil coupled with a SIM coil, (e) A diagram showing a state in which the mobile antenna is excited by electromagnetic waves obtained by a coil surrounding the SIM coil. f) The figure which shows a mode that a mobile antenna is excited using the 7th, 8th terminal (RFU) terminal of SIM. 本発明のユニバーサルスマートタグの用途の例とセンサの例を示す図で、(a)垂直磁界を出すセンサコイルの応用例を示す図、(b)PC本体に本発明のユニバーサルスマートタグが取付けられた場合を示す図、(c)ファイルや本の表紙の裏に本発明のユニバーサルスマートタグが取付けられた場合を示す図、(d)CDやDVDのケースに本発明のユニバーサルスマートタグが取付けられた場合を示す図It is a figure which shows the example of a use of the universal smart tag of this invention, and the example of a sensor, (a) The figure which shows the application example of the sensor coil which produces a perpendicular magnetic field, (b) The universal smart tag of this invention is attached to PC main body (C) A diagram showing a case where the universal smart tag of the present invention is attached to the back of the cover of a file or book. (D) A universal smart tag of the present invention is attached to a CD or DVD case. Figure showing the case 本発明のユニバーサルスマートタグの別の用途の例とセンサの例を示す図The figure which shows the example of another use of the universal smart tag of this invention, and the example of a sensor 本発明のユニバーサルスマートタグと同じような構造のセンサを対にした場合の例を示す図The figure which shows the example at the time of making a pair of the sensor of the same structure as the universal smart tag of this invention
2 コイル
3 IC(ICチップ)
6 磁性体板(磁芯)
11a、11b 金属板(導電板または導電膜)
21a、21b 金属面
140 ユニバーサルスマートタグ(UST)(非接触情報記録媒体)
141 センサ(Sensor)
142 マッチッング部
143 リーダライタ(R/W)
144 パーソナルコンピュータ(PC)
151 センサ(Sensor)
153 リーダライタ(R/W)
154 パーソナルコンピュータ(PC)(情報処理装置)
160 ユニバーサルスマートタグ(非接触情報記録媒体)
161 センサ(情報読取書込装置)
162 センサの金属部
2 Coil 3 IC (IC chip)
6 Magnetic plate (magnetic core)
11a, 11b Metal plate (conductive plate or conductive film)
21a, 21b Metal surface 140 Universal smart tag (UST) (non-contact information recording medium)
141 Sensor
142 Matching Unit 143 Reader / Writer (R / W)
144 Personal computer (PC)
151 Sensor
153 Reader / Writer (R / W)
154 Personal Computer (PC) (Information Processing Device)
160 Universal Smart Tag (Non-contact information recording medium)
161 sensor (information reading / writing device)
162 Metal part of the sensor
すなわち、本発明は先に述べたような点に着目して成されたもので、非接触情報記録媒体が金属面に挟まれたり載せられたりした場合でも、共振周波数のずれや通信感度の低下が生じず、また、非接触情報記録媒体同士が重なったり近づいたりした場合でも使用できる無線送受信機器、非接触情報記録媒体、及び管理システム、送受信システムを提供することを課題とする。 That is, the present invention has been made paying attention to the points described above, and even when a non-contact information recording medium is sandwiched or placed on a metal surface, the resonance frequency shifts and the communication sensitivity decreases. does not occur, also, the wireless transceiver device that can be used even when the non-contact information recording medium together is on or near overlap, non-contact information recording medium,及 beauty management system, and to provide a transmission and reception system.
1)磁芯入りコイルと、
前記磁芯入りコイルのコアを構成する磁性体板と、
前記磁芯入りコイルの磁束の方向と平行で、該磁芯入りコイルを挟持して配置される複数の導電板または導電膜と、を備え、
前記複数の導電板または導電膜による多重影像効果による磁束の帰路を確保するため、前記磁芯入りコイルと前記複数の導電板または導電膜の間に設置された磁性体板を更に有することを特徴とする無線送受信機器。
(2)磁芯入りコイルと、
該磁芯入りコイルのコアを構成する磁性体板と、を備え、
前記コイルが、
柔軟性のあるシートにエッチングまたは印刷により所定のピッチ幅で同一の長さの導線部が複数形成され、前記磁性体板を包むように前記シートを折曲げて前記導線部両端を接続することで形成される連続したコイルであることを特徴とする無線送受信機器。
(3)磁芯入りコイルと、
前記磁芯入りコイルのコアを構成する磁性体板と、
前記磁芯入りコイルの磁束の方向と平行で、該磁芯入りコイルを挟持して配置される複数の導電板または導電膜と、を備え、
多重影像効果を発生させる前記複数の導電板または導電膜にスリットを設け、
前記スリットから前記磁束が放出されることを特徴とする無線送受信機器。
(4)磁芯入りコイルと、
前記磁芯入りコイルのコアを構成する磁性体板と、
磁芯入りコイルの磁束の方向と平行で、該磁芯入りコイルを挟持して配置される複数の導電板または導電膜を備え、
前記磁心入りコイルから放出される前記磁束の帰路となるように、前記複数の導電板または導電膜の間にコの字の磁性体が、前記磁性体板を囲むように配置されることを特徴とする無線送受信機器。
(5)磁芯入りコイルと、
前記磁芯入りコイルのコアを構成する磁性体板と、
前記磁芯入りコイルの磁束の方向と平行で、該磁芯入りコイルを挟持して配置される二つの導電板または導電膜と、を備え、
前記磁芯入りコイルと前記二つの導電板または導電膜とが可撓性を有し、一方の前記導電板または導電膜の端部を折曲げて両端部を連結するため、前記一方の導電板または導電膜の両端部には連結手段を有することを特徴とする無線送受信機器。
(6)前記導電膜が、印刷により形成されることを特徴とする前記(1),(3),(4),(5)のいずれか1項に記載の無線送受信機器。
(7)コの字状の導線が形成された複数の方形状の基板と、
該複数の方形状の基板の間に挿入される1個または複数の前記磁性体板と、
前記複数の方形状の基板に形成されたコの字状の導線の端部を接続することでコイルを形成するためのパターンが形成されたFPCBと、を有し、
前記FPCBの前記パターンが形成された裏側の面には金属面が形成され、
前記FPCBと対向して配置された導電板または導電膜と前記FPCBとで前記コイルを挟み込んで挟持することを特徴とする無線送受信機器。
(8)前記(1)乃至(7)のいずれか1項に記載の無線送受信機器と、
前記コイルに接続されるICチップと、を備え、
前記ICチップが、接触式通信、非接触式通信の両機能、あるいは非接触通信機能を有することを特徴とする非接触情報記録媒体。
(9)前記(8)記載の非接触情報記録媒体であって、
前記非接触式通信を行う場合、
更に、近距離無線通信を行うICチップを備えることを特徴とする非接触情報記録媒体。
(10)前記(8)または(9)記載の非接触情報記録媒体であって、
前記非接触情報記録媒体がSIMまたはSDに組込まれていることを特徴とする非接触情報記録媒体。
(11)前記(8)乃至(10)のいずれか1項に記載の非接触情報記録媒体であって、
前記非接触情報記録媒体が前記SIMまたはSDに組込まれる際、
前記SIMまたはSDの両面には多重影像効果を発生させるため、前記無線送受信器の磁芯入りコイルを挟持して設置される導電板または導電膜が形成されることを特徴とする非接触情報記録媒体。
(12)前記(8)乃至(11)いずれか1項に記載の非接触情報記録媒体であって、
前記非接触情報記録媒体を組込まれた前記SIMまたはSDが、USBカードに着脱可能に装着されることを特徴とする非接触情報記録媒体。
(13)前記(8)乃至(11)のいずれか1項に記載の非接触情報記録媒体であって、
前記非接触情報記録媒体が組込まれた前記SIMまたはSDを携帯端末に装着することで、前記携帯端末に近距離無線通信機能を付与することを特徴とする非接触情報記録媒体。
(14)前記(8)乃至(13)のいずれか1項に記載の非接触情報記録媒体であって、
前記SIMまたはSDが、アンテナを備えた携帯端末に装着された際、
前記無線送受信機器の前記磁芯入りコイルの磁界と前記携帯端末のアンテナとが結合し、前記携帯端末のアンテナを介して近距離無線通信を行うことを特徴とする非接触情報記録媒体。
(15)前記(14)記載の非接触情報記録媒体であって、
前記SIMまたはDSに組込まれた前記無線送受信機器の前記磁芯入りコイルの磁界と、前記携帯端末のアンテナとが結合する際、
前記携帯端末のアンテナは、前記磁芯入りコイルと共振させる結合用コイルを備えていることを特徴とする非接触情報記録媒体。
(16)前記(14)記載の非接触情報記録媒体であって、
前記SIMまたはSDに組込まれた前記無線送受信機器の前記磁芯入りコイルの磁界と、前記携帯端末のアンテナとが結合する際、
前記携帯端末のアンテナは、前記磁芯入りコイルと共振させる結合用コイルと、更に信号を増幅させるブースト回路を備えていることを特徴とする非接触情報記録媒体。
(17)前記(8)乃至(11)のいずれか1項に記載の非接触情報記録媒体であって、
前記SIMまたはSDがアンテナを備えた携帯端末に装着された際、
前記SIMまたはSDの有するRFU端子と前記携帯端末のアンテナとが接合して、前記近距離無線通信を行うことを特徴とする非接触情報記録媒体。
(18)前記(8)または(9)記載の非接触情報記録媒体が装着された不特定多数の被装着体を台や棚に載置して管理する場合、
前記台や棚には、前記非接触情報記録媒体と結合するセンサアンテナと、該センサアンテナが接続されるリーダライタと、該リーダライタで読み取った情報を処理するPCと、を有する情報読取書込装置を備え、
不特定多数の前記被装着体の夫々の情報が記録される前記非接触情報記録媒体は、前記磁芯入りコイルの磁界と前記センサアンテナとが結合して前記被装着体の情報を送受信し、且つ送受信される前記情報が前記PCによって処理されることを特徴とする管理システム
(19)磁心入りコイルと、
前記磁心入りコイルのコアを構成する磁性体板と、
前記磁心入りコイルの磁束の方向と平行で、該磁芯入りコイルを挟持して配置される複数の導電板または導電膜と、を備え、
前記複数の導電板または導電膜による多重影像効果によるアンテナの結合を利用し、同一の該導電板または導電膜に挟持された2個の磁心入りコイルが送受信コイルとして磁気結合が得られることを特徴とする送受信システム。
( 1) a coil with a magnetic core;
A magnetic plate constituting a core of the magnetic core-containing coil;
A plurality of conductive plates or conductive films arranged parallel to the direction of magnetic flux of the magnetic core-containing coil and sandwiching the magnetic core-containing coil,
In order to ensure a return path of magnetic flux due to a multiple image effect by the plurality of conductive plates or conductive films, the magnetic plate further includes a magnetic plate disposed between the coil with magnetic core and the plurality of conductive plates or conductive films. Wireless transceiver equipment.
(2) a coil with a magnetic core;
A magnetic plate that constitutes the core of the magnetic core-containing coil,
The coil is
A plurality of conductor portions of the same length are formed at a predetermined pitch width by etching or printing on a flexible sheet, and the sheet is folded so as to wrap the magnetic plate and formed by connecting both ends of the conductor portion. A wireless transmission / reception device characterized by being a continuous coil.
(3) a coil with a magnetic core;
A magnetic plate constituting a core of the magnetic core-containing coil;
A plurality of conductive plates or conductive films arranged parallel to the direction of magnetic flux of the magnetic core-containing coil and sandwiching the magnetic core-containing coil,
A slit is provided in the plurality of conductive plates or conductive films that generate a multiple image effect,
The wireless transmission / reception apparatus, wherein the magnetic flux is emitted from the slit.
(4) a coil with a magnetic core;
A magnetic plate constituting a core of the magnetic core-containing coil;
A plurality of conductive plates or conductive films arranged parallel to the direction of magnetic flux of the magnetic core-containing coil and sandwiching the magnetic core-containing coil;
A U-shaped magnetic body is disposed between the plurality of conductive plates or conductive films so as to surround the magnetic plate so as to be a return path of the magnetic flux emitted from the coil containing the magnetic core. Wireless transceiver equipment.
(5) a coil with a magnetic core;
A magnetic plate constituting a core of the magnetic core-containing coil;
Two conductive plates or conductive films arranged parallel to the direction of magnetic flux of the magnetic core-containing coil and sandwiching the magnetic core-containing coil,
Since the coil with magnetic core and the two conductive plates or the conductive film have flexibility and bend one end of the conductive plate or the conductive film to connect both ends, the one conductive plate Alternatively, the wireless transmission / reception apparatus includes a connecting unit at both ends of the conductive film.
(6) The wireless transmission / reception device according to any one of (1), (3), (4), and (5), wherein the conductive film is formed by printing.
(7) a plurality of rectangular substrates on which U-shaped conductors are formed;
One or more of the magnetic plates inserted between the plurality of rectangular substrates;
An FPCB on which a pattern for forming a coil is formed by connecting ends of U-shaped conductive wires formed on the plurality of rectangular substrates,
A metal surface is formed on the back surface of the FPCB where the pattern is formed,
A wireless transmission / reception apparatus, wherein the coil is sandwiched and sandwiched between the FPCB and a conductive plate or a conductive film disposed facing the FPCB.
(8) The wireless transmission / reception device according to any one of (1) to (7),
An IC chip connected to the coil,
The non-contact information recording medium, wherein the IC chip has both a contact communication function and a non-contact communication function, or a non-contact communication function.
(9) The non-contact information recording medium according to (8),
When performing the contactless communication,
Furthermore, the non-contact information recording medium provided with the IC chip which performs near field communication.
(10) The non-contact information recording medium according to (8) or (9),
A non-contact information recording medium, wherein the non-contact information recording medium is incorporated in a SIM or SD.
(11) The non-contact information recording medium according to any one of (8) to (10),
When the non-contact information recording medium is incorporated into the SIM or SD,
Non-contact information recording, wherein a conductive plate or a conductive film is formed on both sides of the SIM or SD so as to generate a multiple image effect so as to sandwich a coil with a magnetic core of the wireless transceiver. Medium.
(12) The non-contact information recording medium according to any one of (8) to (11),
The non-contact information recording medium, wherein the SIM or SD in which the non-contact information recording medium is incorporated is detachably attached to a USB card.
(13) The non-contact information recording medium according to any one of (8) to (11),
A non-contact information recording medium characterized by providing a short-range wireless communication function to the portable terminal by mounting the SIM or SD in which the non-contact information recording medium is incorporated in the portable terminal.
(14) The non-contact information recording medium according to any one of (8) to (13),
When the SIM or SD is mounted on a mobile terminal equipped with an antenna,
A non-contact information recording medium characterized in that a magnetic field of the magnetic core containing coil of the wireless transmission / reception device and an antenna of the mobile terminal are coupled to perform short-range wireless communication via the antenna of the mobile terminal.
(15) The non-contact information recording medium according to (14),
When the magnetic field of the coil with a magnetic core of the wireless transmission / reception device incorporated in the SIM or DS and the antenna of the mobile terminal are coupled,
The non-contact information recording medium according to claim 1, wherein the antenna of the portable terminal includes a coupling coil that resonates with the magnetic core-containing coil.
(16) The non-contact information recording medium according to (14),
When the magnetic field of the coil with a magnetic core of the wireless transmission / reception device incorporated in the SIM or SD and the antenna of the mobile terminal are combined,
The non-contact information recording medium according to claim 1, wherein the antenna of the portable terminal includes a coupling coil that resonates with the magnetic core-containing coil and a boost circuit that further amplifies the signal.
(17) The non-contact information recording medium according to any one of (8) to (11),
When the SIM or SD is attached to a mobile terminal equipped with an antenna,
A non-contact information recording medium for performing the short-range wireless communication by joining an RFU terminal of the SIM or SD and an antenna of the portable terminal.
(18) When managing an unspecified number of mounted objects on which the non-contact information recording medium according to (8) or (9) is mounted on a table or shelf,
The table or shelf includes an information reading / writing having a sensor antenna coupled to the non-contact information recording medium, a reader / writer to which the sensor antenna is connected, and a PC for processing information read by the reader / writer. Equipped with equipment,
The non-contact information recording medium in which information of each unspecified number of the mounted bodies is recorded, the magnetic field of the coil with magnetic core and the sensor antenna are coupled to transmit / receive information on the mounted body, The management system is characterized in that the information transmitted and received is processed by the PC .
(19) a coil containing a magnetic core;
A magnetic plate constituting the core of the coil containing the magnetic core;
A plurality of conductive plates or conductive films arranged parallel to the direction of the magnetic flux of the magnetic core-containing coil and sandwiching the magnetic core-containing coil,
Using the coupling of antennas by the multiple image effect by the plurality of conductive plates or conductive films, two cored coils sandwiched between the same conductive plates or conductive films can be magnetically coupled as transmission / reception coils. Sending and receiving system.

Claims (19)

  1. 磁芯入りコイルと、
    前記磁芯入りコイルの磁束の方向と平行で、該磁芯入りコイルに沿って配置される複数の導電板または導電膜と、
    を備えることを特徴とする無線送受信機器。
    A coil with a magnetic core;
    A plurality of conductive plates or conductive films arranged in parallel with the direction of magnetic flux of the magnetic core-containing coil and along the magnetic core-containing coil;
    A wireless transmission / reception device comprising:
  2. 請求項1に記載の無線送受信機器において、
    前記磁芯は、グリーンシートや磁性体を焼成し、前記磁芯の片面あるいは両面にプラスチックシートを貼り付け、割れにより可撓性を有するように形成されることを特徴とする無線送受信機器。
    The wireless transmission / reception device according to claim 1,
    The wireless core is formed by firing a green sheet or a magnetic material, affixing a plastic sheet on one or both sides of the magnetic core, and having flexibility by cracking.
  3. 請求項1に記載の無線送受信機器において、
    前記磁芯は、ゴムまたはプラスチックと磁性体の粉末を混合し、可撓性を有するように形成されることを特徴とする無線送受信機器。
    The wireless transmission / reception device according to claim 1,
    The wireless core is formed by mixing rubber or plastic and a magnetic powder so as to have flexibility.
  4. 請求項1に記載の無線送受信機器において、
    前記磁芯は、高透磁率の薄い磁性体フィルムで構成され、酸化膜やコーティングまたはプラスチックフィルムで絶縁された積層構造で形成されることを特徴とする無線送受信機器。
    The wireless transmission / reception device according to claim 1,
    The wireless core is formed of a laminated structure in which the magnetic core is formed of a thin magnetic film having a high magnetic permeability and is insulated by an oxide film, a coating, or a plastic film.
  5. 請求項3または4に記載の無線送受信機器において、
    前記複数の導電板または導電膜のうち、いずれかをその他に比べて長くすることを特徴とする無線送受信機器。
    The wireless transmission / reception device according to claim 3 or 4,
    One of the plurality of conductive plates or the conductive film is made longer than the others, and the wireless transmission / reception device is characterized in that
  6. 請求項1乃至4のいずれかに記載の無線送受信機器において、
    前記複数の導電板または導電膜は、アルミ板、金属箔、金属コーティング、金属蒸着または金属インクを用いて形成されることを特徴とする無線送受信機器。
    In the radio | wireless transmitter / receiver apparatus in any one of Claims 1 thru | or 4,
    The plurality of conductive plates or conductive films are formed using an aluminum plate, metal foil, metal coating, metal vapor deposition, or metal ink.
  7. 請求項1乃至4のいずれかに記載の無線送受信機器において、
    前記複数の導電板または導電膜の少なくともいずれか一つは、可撓性の基板を用いることを特徴とする無線送受信機器。
    In the radio | wireless transmitter / receiver apparatus in any one of Claims 1 thru | or 4,
    At least one of the plurality of conductive plates or conductive films uses a flexible substrate.
  8. 請求項1乃至4のいずれかに記載の無線送受信機器において、
    前記複数の導電板または導電膜は、プラスチックフィルムに金属箔がラミネートされたフィルムを用いることを特徴とする無線送受信機器。
    In the radio | wireless transmitter / receiver apparatus in any one of Claims 1 thru | or 4,
    The wireless transmission / reception apparatus, wherein the plurality of conductive plates or conductive films are made of a film in which a metal foil is laminated on a plastic film.
  9. 請求項1乃至8のいずれかに記載の無線送受信機器において、
    前記複数の導電板または導電膜は、該複数の導電板または導電膜の間に挿入される前記磁心の面に比べて面積が大きいことを特徴とする無線送受信機器。
    In the radio | wireless transmitter / receiver apparatus in any one of Claims 1 thru | or 8,
    The wireless transmission / reception apparatus, wherein the plurality of conductive plates or conductive films have a larger area than a surface of the magnetic core inserted between the plurality of conductive plates or conductive films.
  10. 請求項9に記載の無線送受信機器において、
    前記複数の導電板または導電膜の間隙は、絶縁体、誘電体または一部磁性体で埋めることを特徴とする無線送受信機器。
    The wireless transmission / reception device according to claim 9,
    The wireless transmission / reception apparatus, wherein gaps between the plurality of conductive plates or conductive films are filled with an insulator, a dielectric, or a part of a magnetic material.
  11. 請求項1乃至10のいずれかに記載の無線送受信機器において、
    前記複数の導電板または導電膜は、一部が連続することを特徴とする無線送受信機器。
    The wireless transmission / reception device according to any one of claims 1 to 10,
    A part of the plurality of conductive plates or conductive films is continuous.
  12. 請求項1乃至11のいずれかに記載の無線送受信機器において、
    前記無線送受信機器は、電磁結合用センサとしてのみならず電波の送受信アンテナとしても使用したり、また電磁結合用と電波の送受信アンテナ両用として用いることを特徴とする無線送受信機器。
    The wireless transmission / reception device according to any one of claims 1 to 11,
    The wireless transmission / reception device is used not only as an electromagnetic coupling sensor but also as a radio transmission / reception antenna, or as both electromagnetic coupling and radio transmission / reception antenna.
  13. 請求項1乃至12のいずれかに記載の無線送受信機器と、
    前記コイルに接続するICチップと、
    を備え、
    前記無線送受信機器を介して情報読取書込装置と情報の送受信を行うことを特徴とする非接触情報記録媒体。
    A wireless transmission / reception device according to any one of claims 1 to 12,
    An IC chip connected to the coil;
    With
    A non-contact information recording medium which transmits / receives information to / from an information reading / writing device via the wireless transmission / reception device.
  14. 請求項13に記載の非接触情報記録媒体において、
    前記コイルは、エッチングまたは印刷により金属線を配設されたプラスチックシートを前記磁芯に巻き付けて形成され、
    前記ICチップは、前記コイルの一の端部と、前記金属線を配設された前記プラスチックシートの面と反対側の面から配設される前記コイルの他方の端部と、に接続されることを特徴とする非接触情報記録媒体。
    The non-contact information recording medium according to claim 13,
    The coil is formed by winding a plastic sheet on which a metal wire is arranged by etching or printing around the magnetic core,
    The IC chip is connected to one end of the coil and the other end of the coil disposed from a surface opposite to the surface of the plastic sheet on which the metal wire is disposed. A non-contact information recording medium characterized by the above.
  15. 請求項5に記載の無線送受信機器と、
    前記コイルに接続するICチップと、
    を備え、
    前記複数の導電板または導電膜のうちその他に比べて長くした方の導電板または導電膜は、該導電板または導電膜を曲げて両端を留めることができるように形成することを特徴とする非接触情報記録媒体。
    The wireless transmission / reception device according to claim 5;
    An IC chip connected to the coil;
    With
    The conductive plate or conductive film which is longer than the other of the plurality of conductive plates or conductive films is formed so that both ends can be held by bending the conductive plate or conductive film. Contact information recording medium.
  16. 請求項13または14に記載の非接触情報記録媒体において、
    前記無線送受信機器およびICチップを、SIM、SDカード、ミニSDカードまたはUSBスティックに搭載することを特徴とする非接触情報記録媒体。
    The contactless information recording medium according to claim 13 or 14,
    A non-contact information recording medium, wherein the wireless transmission / reception device and the IC chip are mounted on a SIM, SD card, mini SD card or USB stick.
  17. 請求項13乃至16のいずれかに記載の非接触情報記録媒体において、
    前記ICチップは、接触式、非接触式のデュアルの機能を有することを特徴とする非接触情報記録媒体。
    The non-contact information recording medium according to any one of claims 13 to 16,
    The IC chip has a dual function of a contact type and a non-contact type, and is a non-contact information recording medium.
  18. 請求項1乃至12のいずれかに記載の無線送受信機器を備え、
    前記無線送受信機器を介して非接触情報記録媒体と情報の送受信を行うことを特徴とする情報読取書込装置。
    A wireless transmission / reception device according to any one of claims 1 to 12,
    An information reading / writing apparatus for performing transmission / reception of information with a non-contact information recording medium via the wireless transmission / reception device.
  19. 請求項13乃至17のいずれかに記載の非接触情報記録媒体と、
    請求項18に記載の情報読取書込装置と、
    前記情報読取書込装置により読み取った前記非接触情報記録媒体の情報を処理する情報処理装置と、
    を備えることを特徴とする管理システム。
    A non-contact information recording medium according to any one of claims 13 to 17,
    An information reading / writing device according to claim 18,
    An information processing device for processing information of the non-contact information recording medium read by the information reading / writing device;
    A management system comprising:
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