JP2015046729A - Antenna for ic tag and ic tag using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICタグに用いるアンテナ及びそれを用いたICタグに関する。 The present invention relates to an antenna used for an IC tag and an IC tag using the antenna.
一般に、UHF(Ultra High Frequency)帯ICタグは、通信距離の長さや一括読取性能などの長所があり、様々な用途で使用されている。 In general, UHF (Ultra High Frequency) band IC tags have advantages such as the length of communication distance and batch reading performance, and are used in various applications.
従来、UHF帯ICタグ用のアンテナとしては、ダイポールアンテナがよく知られている。ダイポールアンテナは、ICチップの左右の線路に接続された四角形の平板部を有するもの(例えば、特許文献1参照)や、長方形のループ状のもの(例えば、特許文献2参照)が知られている。 Conventionally, a dipole antenna is well known as an antenna for UHF band IC tags. Dipole antennas having a rectangular flat plate connected to the left and right lines of an IC chip (see, for example, Patent Document 1) and rectangular loops (see, for example, Patent Document 2) are known. .
特に、実用に即した半波長ダイポールアンテナは、アンテナの大きさが数cm〜10cm程度であるため使いやすく広く使用されている。 Particularly, a half-wave dipole antenna suitable for practical use is easy to use and widely used because the size of the antenna is about several cm to 10 cm.
半波長ダイポールアンテナの入力インピーダンスは、理論上73+j43[Ω]とされているが、実際のICタグ用アンテナは搭載するICチップ固有の入力インピーダンス(例えば、Impinj社MONZA4チップの入力インピーダンスは、SINGLE PORT接続で11+j143Ω(915MHz)とされている。)になる様に整合をとる必要がある。 The input impedance of the half-wave dipole antenna is theoretically 73 + j43 [Ω], but the actual IC tag antenna has an IC chip specific input impedance (for example, the input impedance of the Impinj MONZA4 chip is SINGLE PORT 11 + j143Ω (915 MHz) is required for connection.
そのため、実用品ではアンテナの形状、線路の幅、線路の材質、基板の材質などを勘案し、整合を取るべく設計をおこなっている。 For this reason, practical products are designed to achieve matching by taking into consideration the antenna shape, line width, line material, substrate material, and the like.
これらのアンテナは、ICチップと共に、無線で読み書きできるICタグを構成するものとなっている。 These antennas, together with the IC chip, constitute an IC tag that can be read and written wirelessly.
ところで、例えば棚に収納されたり(以下、並列という)、積み重ねられたクリアファイルに、それぞれ収納した書類の情報を記録したICタグを付設しておく場合のように、ICタグの付設対象が薄く、しかも複数並列又は積み重ねられる場合、複数が接近して並列又は積み重ねられた状態のICタグから情報を読み取ることになる。 By the way, the attachment target of the IC tag is thin as in the case where, for example, an IC tag that records information of each stored document is attached to a clear file that is stored on a shelf (hereinafter referred to as parallel) or stacked. In addition, when a plurality of parallel or stacked, information is read from the IC tags in a state in which the plurality are approached in parallel or stacked.
前記従来のアンテナを用いたICタグの場合、上記のように複数が近接して並列又は積み重ねられた状態で、リーダーを用いて複数のICタグの情報を読み取ろうとすると、特に中間に挟まれたICタグの整合が乱れ、読み落としを生じやすくなるという問題がある。 In the case of an IC tag using the conventional antenna, when a plurality of IC tags are read using a reader in a state where a plurality of IC tags are close to each other in parallel or stacked as described above, they are particularly sandwiched between them. There is a problem that the alignment of the IC tag is disturbed and reading is likely to occur.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、複数が近接して並列又は積み重ねられた状態であっても精度よく読み取ることができるICタグを提供できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an IC tag that can be read accurately even in a state where a plurality of them are close to each other in parallel or stacked. To do.
上記課題を解決するために、本発明は、ICチップ接続部の左右に形成されたICタグ用アンテナにおいて、
左右共に、ICチップ接続部の左右方向が長辺方向となり、幅が1mm以上から3mm以下の細線で構成された長方形のループ状をなし、しかも一方の長辺が蛇行しており、アンテナが一定の線幅で構成されていることを特徴とするICタグ用アンテナを提供するものである。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an IC tag antenna formed on the left and right sides of an IC chip connecting portion.
In both the left and right sides, the left and right direction of the IC chip connection part is the long side direction, a rectangular loop shape composed of fine wires with a width of 1 mm to 3 mm, and one long side meanders, and the antenna is constant. The present invention provides an antenna for an IC tag, characterized in that it is configured with a line width of
上記本発明は、ICチップ接続部の左右に対称に形成されていること、
ICチップ接続部の左右に点対称に形成されていること、
をその好ましい態様として含むものである。
The present invention is formed symmetrically on the left and right of the IC chip connection portion,
It is point-symmetrically formed on the left and right of the IC chip connection part,
Is included as a preferred embodiment thereof.
また、本発明は、上記ICチップ用アンテナに接続されたICチップを有することを特徴とするICタグを提供するものでもある。 The present invention also provides an IC tag comprising an IC chip connected to the IC chip antenna.
本発明のアンテナを備えた本発明のICタグは、複数を接近して積み重ねた状態で使用しても、精度よく読み取ることができる。 The IC tag of the present invention provided with the antenna of the present invention can be read with high accuracy even when a plurality of IC tags are stacked close to each other.
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。また、以下に参照する図面において、同じ符号は同様の構成要素を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same reference numerals denote the same components.
図1に示すように、本発明のアンテナ10a,10bは、無線用のICタグに使用されるもので、中央に設けられたICチップ接続部20の左右に設けられている。ICチップ接続部20には整合回路21が接続されている。アンテナ10a,10b、ICチップ接続部20及び整合回路21は、シート状の絶縁性基材1上に積層された導電層によって構成されている。
As shown in FIG. 1, the
アンテナ10a,10bは、ICチップ接続部20の左右方向を長手方向とした長方形のループ状をなしており、左右共に一方の長辺が蛇行している。つまり、一方の長辺がミアンダ形状となっていることにより、先端側の短辺で電波を受信した際に、蛇行した長辺経由の電流と、直線の長辺経由の電流に伝播遅延を生じる。本発明においては、アンテナが電波を受けた際、この伝播遅延により結果的に波長短縮が発生する。すなわち、伝播遅延が発生する線路と発生しない線路が存在することでアンテナの広帯域化が実現され、本アンテナ10a,10bを用いたICタグの性能を向上させるものと考えられる。また、幅が1mm以上から3mm以下の細線によるループ状をなし、中央部が抜けていることで、本アンテナ10a,10bを有するICタグを複数近接して並列又は積み重ねた時に、相隣接するICタグのアンテナ10a,10b間に生じるキャパシタ成分が小さく抑えられることで、本アンテナ10a,10bを用いたICタグの整合の乱れの発生を抑え、読取性能を向上させるものと考えられる。
The
本発明における蛇行した長辺は、図1に示すように、左右のアンテナ10a,10bにおいて同じ側の長辺であるだけでなく、反対側にあっても良く、左右のアンテナ10a,10bは線対称形状もしくは点対称形状であることが好ましい。
As shown in FIG. 1, the meandering long side in the present invention is not only the long side on the same side of the left and
アンテナ10a,10b、ICチップ接続部20及び整合回路21を形成する導電層としては、例えば金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、錫、これらを含む合金等の金属の薄膜層や、これらの金属粒子を紫外線硬化型樹脂に添加した導電性インクやナノサイズに粉砕された銀粒子をインク化したナノ銀インクの塗布層等を用いることができる。また、所定の形状のアンテナ10a,10b、チップ接続部20及び整合回路21を形成するためには、エッチング法、転写法、印刷法等を用いることができる。
Examples of the conductive layer that forms the
絶縁性基材1の材質としては、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリイミド、ポリエステル、発泡性ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリエーテル、ポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエステル、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、コート紙、アート紙、合成紙等が挙げられる。また、付設を容易にするために、アンテナ10a,10bが形成されていない面に接着層を形成することもできる。
Examples of the material of the
本発明に係るICタグは、図1に破線で示すように、アンテナ10a,10bに連なるICチップ接続部20と電気的に接続してICチップ30を設けたもので、リーダ・ライタを用いて、無線による情報の書き込みとその読み取りが行うことができるものである。ICタグは、例えば流通工程の管理、書類や商品の保管管理、工場の工程管理などに利用することができる。特に本発明のICタグは、接近し複数重ねた状態でも精度よく読み取ることができるので、例えばクリアファイル等の薄くかつ複数を重ねて使用する物品に設けるのに適している。
The IC tag according to the present invention is provided with an
<実施例1>
電磁界解析ソフトを使用し、以下に示す条件のICタグを1mm間隔で5枚重ね合せた状態で読み取りを行うことを想定してシミュレーションを行い、リターンロス特性を示すグラフを求めた。
<Example 1>
Using electromagnetic field analysis software, a simulation was performed on the assumption that reading is performed in a state where five IC tags having the following conditions are overlapped at intervals of 1 mm, and a graph showing return loss characteristics was obtained.
(1)アンテナ形状
図1に示す形状(左右のアンテナは対称形状)
(1) Antenna shape Shape shown in FIG. 1 (left and right antennas are symmetrical)
(2)アンテナの寸法
長辺の長さL1=33mm
短辺の長さL2=14mm
全体長L3=86mm
各辺の線幅W=2mm
蛇行深さD=5mm
(2) Antenna dimensions Long side length L 1 = 33 mm
Short side length L 2 = 14 mm
Overall length L 3 = 86mm
Line width W of each side = 2mm
Meandering depth D = 5mm
(3)アンテナの材質
ナノ銀インク
(3) Antenna material Nano silver ink
(4)絶縁性基材の材質
PET
(4) Insulating base material PET
(5)共振点
シミュレーションの結果、得られたリターンロス特性を示すグラフを図2に示す。図2におけるA〜Eは、重ね合せたICタグの位置を示すもので、重ね合せはA/B/C/D/Eの順とした。位置Aは白抜きの円形のプロット、位置Bは白抜きの三角形のプロット、位置Cは白抜きの四角形のプロット、位置Dは黒塗りの三角形のプロット、位置Eは黒塗りの円形のプロットで示す。位置A〜Eは図3(b)、図4(b)、図5(b)においても同様である。
(5) Resonance point FIG. 2 shows a graph showing the return loss characteristics obtained as a result of the simulation. A to E in FIG. 2 indicate the positions of the superimposed IC tags, and the overlapping was performed in the order of A / B / C / D / E. Position A is a white circle plot, position B is a white triangle plot, position C is a white square plot, position D is a black triangle plot, and position E is a black circle plot. Show. The positions A to E are the same in FIGS. 3B, 4B, and 5B.
図2、図3(b)、図4(b)、図5(b)の横軸は周波数、縦軸はリターンロスであり、グラフは位置A〜EのICタグアンテナのリターンロス特性を示している。 2, 3 (b), 4 (b), and 5 (b), the horizontal axis represents frequency, the vertical axis represents return loss, and the graph shows the return loss characteristics of the IC tag antennas at positions A to E. ing.
リターンロス特性を示すグラフにおいて、5個のアンテナの共振点(ピーク値)が660MHz〜700MHz付近でまとまっているため、5個のアンテナ全てを読み取ることが出来る。 In the graph showing the return loss characteristics, since the resonance points (peak values) of the five antennas are gathered around 660 MHz to 700 MHz, all the five antennas can be read.
<比較例1>
想定するアンテナを以下条件のものとし、重ね合せたアンテナの間隔を2mmとした以外は実施例1と同様にしてリターンロス特性を示すグラフを求めた。アンテナと絶縁性基材の材質は実施例1と同様とした。なお、図3(a)において、1は絶縁性基材、10a、10bはアンテナ、20はICチップ接続部、21は整合回路、30はICチップである。
<Comparative Example 1>
A graph showing the return loss characteristic was obtained in the same manner as in Example 1 except that the assumed antenna was under the following conditions and the interval between the overlapped antennas was 2 mm. The materials of the antenna and the insulating base material were the same as in Example 1. In FIG. 3A, 1 is an insulating substrate, 10a and 10b are antennas, 20 is an IC chip connecting portion, 21 is a matching circuit, and 30 is an IC chip.
(1)アンテナ形状
図3(a)に示す形状(左右のアンテナは対称形状)
(1) Antenna shape The shape shown in FIG. 3A (the left and right antennas are symmetrical)
(2)アンテナの寸法
長辺の長さL1=33mm
短辺の長さL2=14mm
全体長L3=86mm
各辺の線幅W=2mm
(2) Antenna dimensions Long side length L 1 = 33 mm
Short side length L 2 = 14 mm
Overall length L 3 = 86mm
Line width W of each side = 2mm
(3)アンテナの材質
ナノ銀インキ
(3) Antenna material Nano silver ink
(4)絶縁性基材の材質
PET
(4) Insulating base material PET
(5)共振点
図3(b)に示すように、5個のアンテナのピーク値が1050MHzから1150MHz付近でまとまっているため、5個全てのアンテナを読み取ることが出来るが、実施例1のピーク値のリターンロス値が−14dB付近であるのに対し、比較例1では−10dB以上と劣化しているため、実施例1と比べると読み取り性能が劣る。
(5) Resonance point As shown in FIG. 3B, since the peak values of the five antennas are gathered around 1050 MHz to 1150 MHz, all the five antennas can be read. While the return loss value of the value is around −14 dB, the comparative example 1 is degraded to −10 dB or more, so the reading performance is inferior to that of the first example.
<比較例2>
想定するアンテナを以下条件のものとし、重ね合せたアンテナの間隔を2mmとした以外は実施例1と同様にしてリターンロス特性を示すグラフを求めた。なお、図4(a)において、1は絶縁性基材、10はアンテナ、20はICチップ接続部、21は整合回路、30はICチップである。
<Comparative example 2>
A graph showing the return loss characteristic was obtained in the same manner as in Example 1 except that the assumed antenna was under the following conditions and the interval between the overlapped antennas was 2 mm. In FIG. 4A, 1 is an insulating substrate, 10 is an antenna, 20 is an IC chip connecting portion, 21 is a matching circuit, and 30 is an IC chip.
(1)アンテナ形状
図4(a)に示す形状(左右のアンテナは対称形状)
(1) Antenna shape The shape shown in FIG. 4A (the left and right antennas are symmetrical)
(2)アンテナの寸法
長辺の長さL1=33mm
短辺の長さL2=14mm
(2) Antenna dimensions Long side length L 1 = 33 mm
Short side length L 2 = 14 mm
(3)アンテナの材質
ナノ銀インキ
(3) Antenna material Nano silver ink
(4)絶縁性基材の材質
PET
(4) Insulating base material PET
(5)共振点
図4(b)に示すように、位置A、位置B、位置D、位置Eのアンテナは、周波数が1100MHzから1150MHz付近、リターンロス値が−10dBから−14dB付近でピーク値がまとまっているため、読み取ることが出来るが、位置Cのアンテナは、リターンロス値が−6dB付近であり、他のアンテナのピーク値と大きく劣化しているため、読み取り精度が劣る。
(5) Resonance point As shown in FIG. 4B, the antennas at positions A, B, D, and E have peak values at frequencies from 1100 MHz to 1150 MHz and return loss values from -10 dB to -14 dB. However, since the return loss value of the antenna at position C is around −6 dB and is greatly degraded from the peak values of other antennas, the reading accuracy is inferior.
<比較例3>
想定するICタグを以下条件のものとした以外は実施例1と同様にしてリターンロス特性を示すグラフを求めた。なお、図5(a)において、1は絶縁性基材、10はアンテナ、20はICチップ接続部、21は整合回路、30はICチップである。
<Comparative Example 3>
A graph showing the return loss characteristics was obtained in the same manner as in Example 1 except that the assumed IC tag had the following conditions. In FIG. 5A, 1 is an insulating substrate, 10 is an antenna, 20 is an IC chip connecting portion, 21 is a matching circuit, and 30 is an IC chip.
(1)アンテナ形状
図5(a)に示す形状(左右のアンテナは対称形状)
(1) Antenna shape The shape shown in FIG. 5A (the left and right antennas are symmetrical)
(2)アンテナの寸法
長辺の長さL1=33mm
短辺の長さL2=14mm
全体長L3=86mm
くぼみの幅L4=2mm
(2) Antenna dimensions Long side length L 1 = 33 mm
Short side length L 2 = 14 mm
Overall length L 3 = 86mm
Indentation width L 4 = 2mm
(3)アンテナの材質
ナノ銀インキ
(3) Antenna material Nano silver ink
(4)絶縁性基材の材質
PET
(4) Insulating base material PET
(5)共振点
図5(b)に示すように、位置B、位置C、位置Dのアンテナの共振点が明確に出ていないため、位置B、位置C、位置Dのアンテナは読み取り精度が劣る。
(5) Resonance point As shown in FIG. 5 (b), the resonance points of the antennas at positions B, C, and D are not clearly shown. Inferior.
1:絶縁性基材、10a、10b:アンテナ、20:ICチップ接続部、21:整合回路、30:ICチップ 1: Insulating substrate, 10a, 10b: Antenna, 20: IC chip connection part, 21: Matching circuit, 30: IC chip
上記課題を解決するために、本発明は、ICチップ接続部の左右に形成されたICタグ用アンテナにおいて、
左右共に、ICチップ接続部の左右方向が長辺方向となり、幅が1mm以上から3mm以下の細線で構成された長方形のループを構成し、少なくとも一方の長辺が蛇行していることを特徴とするICタグ用アンテナを提供するものである。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides an IC tag antenna formed on the left and right sides of an IC chip connecting portion.
Left both left and right directions of the IC chip connecting section becomes long side direction, constitute a rectangular loop width is composed of the following thin line 3mm from above 1 mm, and wherein Tei Rukoto least one of the long sides meanders An IC tag antenna is provided.
上記本発明は、ICチップ接続部の左右に線対称に形成されていること、
ICチップ接続部の左右に点対称に形成されていること、
をその好ましい態様として含むものである。
The present invention is that it is formed in line symmetry on the left and right of the IC chip connecting section,
It is point-symmetrically formed on the left and right of the IC chip connection part,
Is included as a preferred embodiment thereof.
Claims (3)
左右共に、チップ接続部の左右方向が長辺方向となった長方形のループ状をなし、しかも一方の長辺が蛇行していることを特徴とするICタグ用アンテナ。 In the IC tag antenna formed on the left and right of the chip connection part,
An antenna for an IC tag, characterized in that both left and right have a rectangular loop shape in which the left and right direction of the chip connecting portion is the long side direction, and one of the long sides meanders.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013176234A JP2015046729A (en) | 2013-08-28 | 2013-08-28 | Antenna for ic tag and ic tag using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013176234A JP2015046729A (en) | 2013-08-28 | 2013-08-28 | Antenna for ic tag and ic tag using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=52671922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2015046729A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021015102A1 (en) * | 2019-07-19 | 2021-01-28 | 大王製紙株式会社 | Rfid tag, pet bottle, and antenna |
JP2021018786A (en) * | 2019-07-19 | 2021-02-15 | 大王製紙株式会社 | Rfid tag, plastic bottle and antenna |
WO2023139864A1 (en) * | 2022-01-24 | 2023-07-27 | サトーホールディングス株式会社 | Formed body and method for producing formed body |
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2013
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