JP2016099876A - Rfタグ - Google Patents
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Abstract
【課題】RFタグの取り付け自由度を高くでき、また広い面積で廃熱を利用することができ、しかも、小さい温度差でもRFタグを動作させるのに十分な電力を得ることができるRFタグを提供する。
【解決手段】RFタグ1は、熱電変換素子2で得られる電力が充電されるバッテリ5と、
バッテリ5からの電力が供給される信号処理回路4と、信号処理回路4と外部のリーダ/ライタ50との間でデータの送受信を行うためのアンテナ回路3とを有し、熱電変換素子2を、平面構造を有するとともに、可撓性を有するシート状構造体とした。
【選択図】図1
【解決手段】RFタグ1は、熱電変換素子2で得られる電力が充電されるバッテリ5と、
バッテリ5からの電力が供給される信号処理回路4と、信号処理回路4と外部のリーダ/ライタ50との間でデータの送受信を行うためのアンテナ回路3とを有し、熱電変換素子2を、平面構造を有するとともに、可撓性を有するシート状構造体とした。
【選択図】図1
Description
本発明は、個体識別に用いられるRF(Radio Frequency)タグに関する。
近年、無線通信を利用した個体識別技術が注目を集めている。この個体識別技術を用いたものとしてRFタグがある。RFタグは、個々の対象物の生産や管理等に役立てられ始めており、個人認証への応用も期待されている。なお、RFタグは、IC(Integrated Circuit)タグ、ICチップ、RFID(Radio Frequency Identification)タグ、無線タグ、電子タグとも呼ばれる。
RFタグは、電源を内蔵するか、外部から電源供給を受けるかの違いにより、個体識別情報を含んだ電磁波を送信することが可能なアクティブタイプ(能動タイプ)のものと、外部からの電磁波(搬送波)の電力を利用して動作するパッシブタイプ(受動タイプ)の2つのタイプに分けられる。アクティブタイプのRFタグは、これを動作させるための電源として電池を内蔵しており、パッシブタイプのRFタグは、これを動作させるための電源を外部(例えば、リーダ/ライタ)からの電磁波(搬送波)の電力から作り出し、電池を備えることのない構成を実現している。なお、アクティブタイプのRFタグとして、例えば特許文献1に記載されたものが知られており、またパッシブタイプのRFタグとして、例えば特許文献2に記載されたものが知られている。
また、アクティブタイプのRFタグには、電源に熱電変換素子等の発電素子を備えたものもある。例えば特許文献3に記載されたRFタグがその1つである。特許文献3に記載されたRFタグが備える発電素子は、立体構造を有する微小構造体を成している。この発電素子で得られた電力でRFタグ内の信号処理回路が動作するとともに、バッテリが充電される。
しかしながら、動作用の電源を得るための電池を備えたアクティブタイプのRFタグにおいては、データの送受信によって電池が経時的に消耗していき、最終的にはデータの送受信に必要な電力を発生できなくなる。このため、このタイプのRFタグを使用するには、電池の残存容量の確認や電池の交換をする作業が発生するという課題がある。
また、動作用の電源を外部から送信された電磁波を利用して作り出すパッシブタイプのRFタグにおいては、動作用の電源となる電磁波の送信元(例えば、リーダ/ライタ)が遠い位置にある場合、データを送受信するための電力の確保が難しく、良好な送受信状態を実現することが難しい。このため、このタイプのRFタグを常に良好に使用するには、動作用の電源となる電磁波の送信元(リーダ/ライタ)に近い場所に限られるという課題がある。
また、動作用の電源を得るための発電素子を備えたアクティブタイプのRFタグにおいては、発電素子が立体構造を採り、平面性が無いため、RFタグの取り付け自由度が低く、また平面性が無いことから廃熱を収集する能力が低く、小さい温度差ではRFタグを動作させることが困難であるという課題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、RFタグの取り付け自由度を高くでき、また広い面積で廃熱を利用することができ、しかも、小さい温度差でもRFタグを動作させるのに十分な電力を得ることができるRFタグを提供することにある。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 熱電変換素子を備えたRFタグであって、
前記熱電変換素子は、平面構造を有するシート状構造体であり、
前記熱電変換素子で得られる電力が充電されるバッテリと、
前記バッテリからの電力が供給される信号処理回路と、
前記信号処理回路と外部のリーダ/ライタとの間でデータの送受信を行うためのアンテナ回路と、
を更に備えたことを特徴とするRFタグ。
また、前記熱電変換素子は、可撓性を有することが好ましい。
(1) 熱電変換素子を備えたRFタグであって、
前記熱電変換素子は、平面構造を有するシート状構造体であり、
前記熱電変換素子で得られる電力が充電されるバッテリと、
前記バッテリからの電力が供給される信号処理回路と、
前記信号処理回路と外部のリーダ/ライタとの間でデータの送受信を行うためのアンテナ回路と、
を更に備えたことを特徴とするRFタグ。
また、前記熱電変換素子は、可撓性を有することが好ましい。
本発明によれば、前記熱電変換素子は、平面構造を有するシート状構造体である。従って、平面性があるため、RFタグの取り付け自由度が高まり、また広い面積で廃熱を利用できることから、小さい温度差でもRFタグを動作させることができる。
以下、本発明の一実施形態に係るRFタグについて図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るRFタグ1の分解斜視図である。同図において、RFタグ1は、熱電変換素子2と、アンテナ回路3と、信号処理回路4と、バッテリ5と、基板(以下、“RF−IDベース”と呼ぶ)6とを有する。熱電変換素子2は、平面構造を有するシート状構造体であり、バッテリ5を充電するための電力を発電する。熱電変換素子2は、ゼーベック効果を利用した発電を行うもので、熱電変換材料として2種類のp型半導体とn型半導体を有している。図2は、熱電変換素子2の外観図である。同図に示すように、熱電変換素子2には、可撓性を有するフィルム状に形成された基板21の一方の面上に多数のp型半導体材料22とn型半導体材料23が交互にかつ碁盤の目状に整列配置されている。熱電変換材料にp型半導体とn型半導体を用いることで、小さい温度差でも大きな電力を得ることが可能となる。
アンテナ回路3は、信号処理回路4と外部のリーダ/ライタ50との間でデータの送受信に使用される。アンテナ回路3は、コイル状を成すアンテナ素子からなり、可撓性を有するフィルム状に形成されたRF−IDベース6上に設けられている。アンテナ回路3の2つのアンテナ端子のうち、一方のアンテナ端子31が信号処理回路4の給電部(図示略)に接続され、他方のアンテナ端子32が信号処理回路4のグランド(図示略)に接続されている。
信号処理回路4は、個体識別情報を含むデータを記憶し、アンテナ回路3で受信されたリーダ/ライタ50からのデータを取得し、また記憶しているデータをアンテナ回路3からリーダ/ライタ50に向けて送信する。信号処理回路4は、RF−IDベース6上に設けられる。バッテリ5は、熱電変換素子2で得られる電力で充電される。バッテリ5は、信号処理回路4を動作させるための電力を供給する。バッテリ5は、RF−IDベース6上に設けられる。
次に、熱電変換素子2の作成について説明する。
図3は、熱電変換素子2の作成手順(工程(1)〜工程(5))を示す図である。
工程(1) 基板21として100um厚のPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムを用いて、その一方の面にスクリーン印刷で銀ペーストを0.5um厚で印刷し、下部電極を形成する。さらに、銀ペーストの表面酸化を防止するため、カーボンペーストを重ねて印刷する。
図3は、熱電変換素子2の作成手順(工程(1)〜工程(5))を示す図である。
工程(1) 基板21として100um厚のPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムを用いて、その一方の面にスクリーン印刷で銀ペーストを0.5um厚で印刷し、下部電極を形成する。さらに、銀ペーストの表面酸化を防止するため、カーボンペーストを重ねて印刷する。
PETとしては、例えばパナック株式会社製のパナクレア(登録商標)PET100ACなどの片面易接着シートが好適である。また、下部電極を形成するための銀ペーストとしては、例えば藤倉化成株式会社製のドータイト(登録商標)FA−333が好適である。また、銀ペーストの表面酸化を防止するためのカーボンペーストとしては、例えば藤倉化成株式会社製のドータイト(登録商標)FC−415,FC―413が好適である。
工程(2) 工程(1)で印刷した下部電極上にフォトレジストを30um厚となるよう印刷する。フォトレジストとしては、例えば太陽インキ製造株式会社製のPSR(登録商標)−900が好適である。
工程(3) 熱電変換材料を保持及び隔離するため、フォトレジストをマスクにて感光/現像し、井桁状の熱電材料格納場所(すなわち、井桁状の窪み)24を作成する。
工程(4) 工程(3)で作成した井桁状の熱電材料格納場所24に、熱電変換材料であるp型半導体材料22及びn型半導体材料23を交互に注入し、その後、乾燥する。p型半導体材料22は、溶媒処理で形成できるものが好ましく、アニオンドープした導電性高分子、CNT(カーボンナノチューブ)分散体などを用いることができる。本実施形態では、ヘレウス株式会社製のClevios(登録商標)PEDOT:PSS PH1000を用いた。なお、他には、例えばアルドリッチ株式会社製のOrgacon(登録商標)IJ−1005が好適である。
また、n型半導体材料23も溶媒処理で形成できるものが好ましく、カチオンドープした導電性高分子、CNT分散体などを用いることができる。本実施形態では、Polyera社製のActiveInk(登録商標)N2200を用いた。
また、n型半導体材料23も溶媒処理で形成できるものが好ましく、カチオンドープした導電性高分子、CNT分散体などを用いることができる。本実施形態では、Polyera社製のActiveInk(登録商標)N2200を用いた。
工程(5) 工程(4)の乾燥後、上部電極を印刷する。
次に、RFタグ1の組み立てについて説明する。
作成した熱電変換素子2の上面に、アンテナ回路3と、信号処理回路4と、バッテリ5とを有したRF−IDベース6を貼り付け、熱電変換素子2と信号処理回路4及びバッテリ5を接続したのち筐体(図示略)に格納する。
作成した熱電変換素子2の上面に、アンテナ回路3と、信号処理回路4と、バッテリ5とを有したRF−IDベース6を貼り付け、熱電変換素子2と信号処理回路4及びバッテリ5を接続したのち筐体(図示略)に格納する。
このように本実施形態に係るRFタグ1によれば、熱電変換素子2で得られる電力が充電されるバッテリ5と、バッテリ5からの電力が供給される信号処理回路4と、信号処理回路4と外部のリーダ/ライタ50との間でデータの送受信を行うためのアンテナ回路3とを有し、熱電変換素子2を、平面構造を有するとともに、可撓性を有するシート状構造体としたので、RFタグ1の取り付け自由度を高くでき、また広い面積で廃熱を利用できるようになるため、小さい温度差でもRFタグ1を動作させるのに十分な電力を得ることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
1 RFタグ
2 熱電変換素子
3 アンテナ回路
4 信号処理回路
5 バッテリ
6 RF−IDベース
21 基板
22 p型半導体材料
23 n型半導体材料
24 熱電材料格納場所
31,32 アンテナ端子
50 リーダ/ライタ
2 熱電変換素子
3 アンテナ回路
4 信号処理回路
5 バッテリ
6 RF−IDベース
21 基板
22 p型半導体材料
23 n型半導体材料
24 熱電材料格納場所
31,32 アンテナ端子
50 リーダ/ライタ
Claims (1)
- 熱電変換素子を備えたRFタグであって、
前記熱電変換素子は、平面構造を有するシート状構造体であり、
前記熱電変換素子で得られる電力が充電されるバッテリと、
前記バッテリからの電力が供給される信号処理回路と、
前記信号処理回路と外部のリーダ/ライタとの間でデータの送受信を行うためのアンテナ回路と、
を更に備えたことを特徴とする、
RFタグ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2014237930A JP2016099876A (ja) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | Rfタグ |
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JP2014237930A JP2016099876A (ja) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | Rfタグ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016099876A true JP2016099876A (ja) | 2016-05-30 |
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ID=56077201
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---|---|---|---|
JP2014237930A Pending JP2016099876A (ja) | 2014-11-25 | 2014-11-25 | Rfタグ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019525456A (ja) * | 2016-06-23 | 2019-09-05 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | フレキシブル熱電モジュール |
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-
2014
- 2014-11-25 JP JP2014237930A patent/JP2016099876A/ja active Pending
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