JP2017033101A - Information medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チップレスRFIDからなる情報媒体に関する。 The present invention relates to an information medium comprising a chipless RFID.
物品に貼り付けるなどにより、その物品の属性情報を担う情報媒体として、バーコードやRFIDが使用されている。 A barcode or RFID is used as an information medium that carries attribute information of an article by being attached to the article.
例えば、スーパーマーケットなどでは、商品にバーコードが貼り付けられており、商品の購買者は、購入しようとする物品をスーパーマーケットのレジに持って行く。レジでは担当者が物品に付いているバーコードを光学的な読取り装置によって、1つ1つ読み取る事により購買者が購入する物品の品名と金額等の情報を取得し、合計金額を算出しプリントアウトするシステムができている。 For example, in a supermarket or the like, a barcode is attached to a product, and a purchaser of the product takes an article to be purchased to a cash register in the supermarket. At the cash register, the person in charge reads the bar code attached to the item one by one with an optical reader to obtain information such as the item name and amount of the item purchased by the purchaser, and calculates the total amount and prints it. The system is out.
一方、非接触ICタグなどのRFIDは、入退室管理や鉄道やバスの乗車カードなどに使用されているほかに、例えば工場における生産ラインを流れる物品または物品を入れた収納箱などに取り付けられて、そのRFIDを工程中の測定ポイントにある読取・書込装置が情報の読取りまたは書込みをすることで、工程中のどこに、どのような状態で存在するかがリアルタイムでわかるような情報媒体として、工程管理システムなどに使用されている。 On the other hand, RFIDs such as non-contact IC tags are used for entrance / exit management, railway and bus boarding cards, etc., and are attached to, for example, articles flowing through production lines in plants or storage boxes containing articles. As an information medium in which the reading / writing device at the measurement point in the process reads or writes information about the RFID, so that it can be known in real time where and in the process, Used in process management systems.
非接触ICタグなどのRFIDは、情報媒体として半導体チップを使用しているため、低コスト化が困難である反面、記録できる情報量は多く、また情報の書込みもできる。一方、バーコードは非常に低コストであり、スーパーマーケットなどにおいても、既に情報媒体として実用化されているが、バーコードが担える情報量は比較的少なく、情報の書込みができないなどの不利な特徴がある。また、バーコードは光学式であるため、一つ一つ読み取る必要があるため、商品の一括読取りは実現不可能である。 An RFID such as a non-contact IC tag uses a semiconductor chip as an information medium, and thus it is difficult to reduce the cost. However, the amount of information that can be recorded is large, and information can be written. On the other hand, barcodes are very low cost and have already been put to practical use as information media even in supermarkets. However, the amount of information that barcodes can carry is relatively small, and there are disadvantageous features such as inability to write information. is there. Further, since the bar code is optical, it is necessary to read each one, so that it is impossible to read the goods at once.
スーパーマーケットなどにおけるレジの効率化のための商品の一括読取りを実現する為には、非接触ICタグのような電波を使用した情報媒体の低コスト化が不可欠である。 In order to realize the collective reading of products for improving the efficiency of cash registers in supermarkets and the like, it is essential to reduce the cost of information media using radio waves such as non-contact IC tags.
その問題を解決する技術として、特許文献1にはICチップを使用しない、低コストで且つ電波を使用した情報媒体が開示されている。この技術はグラビア印刷などの低コストな印刷方法を用いて、コイル状に印刷した導体インキによるアンテナの複数個所に分断部が形成してあり、その分断部をインクジェット印刷などのデジタル印刷技術を用いて短絡することによって、アンテナの共振周波数を変化させ、情報を担わせる技術である。
As a technique for solving this problem,
この技術は、アンテナ構成が簡易な反面、複数の分断部が広範囲に亘って形成されているため、共振周波数の設定範囲も広範囲になる。そのため、読取り装置側のアンテナは、広範囲の周波数をカバーする必要があり、装置が大型化する問題がある。またこの技術はHF帯(3MHz〜30MHz)を想定しており、共振周波数が9MHz、33mのアンテナ長となるダイポールアンテナを4cm×4cmの面積の中に形成する例が示されており、そのような大きさの情報媒体を複数個、小さな商品に貼り付けることは困難である。 Although this technique has a simple antenna configuration, a plurality of divided portions are formed over a wide range, so that the setting range of the resonance frequency is also wide. Therefore, the antenna on the reading device side needs to cover a wide range of frequencies, and there is a problem that the device becomes large. This technology assumes the HF band (3 MHz to 30 MHz), and an example is shown in which a dipole antenna having a resonance frequency of 9 MHz and an antenna length of 33 m is formed in an area of 4 cm × 4 cm. It is difficult to attach a plurality of information media of a large size to a small product.
本発明は、上記の事情に鑑み、バーコードを代替可能な情報量と大きさからなるチップレスRFIDを用いた情報媒体を提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an information medium using a chipless RFID having an information amount and a size that can replace a barcode.
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項1に記載の発明は、UHF帯以上の周波数領域において異なる共振周波数を持つ複数のダイポールアンテナを備えているチップレスRFIDからなることを特徴とする情報媒体である。
As means for solving the above-mentioned problems, the invention according to
また、請求項2に記載の発明は、前記ダイポールアンテナの形状が短冊形状であることを特徴とする請求項1に記載の情報媒体である。
The invention according to
また、請求項3に記載の発明は、前記ダイポールアンテナが、長さが異なり同じ幅を持つ短冊形状であって、短冊形状の長手方向の中心位置が短冊状の長手方向に直交する方向に一直線上に、且つ等間隔に配置されており、
また短冊形状の長手方向の中心から対称に中抜部を備えていることを特徴とする請求項2に記載の情報媒体である。
According to a third aspect of the present invention, the dipole antenna has a strip shape with different lengths and the same width, and the center position in the longitudinal direction of the strip shape is straight in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the strip shape. On the line and at equal intervals,
The information medium according to
また、請求項4に記載の発明は、前記ダイポールアンテナの形状が円弧形状であることを特徴とする請求項1に記載の情報媒体である。
The invention according to claim 4 is the information medium according to
また、請求項5に記載の発明は、前記ダイポールアンテナが、同心円状に且つ等間隔に配置され、同じ平面角で同じ方向に切欠き部を備えた円弧形状であって、ダイポールアンテナを二等分する位置から、円弧に沿って対称に中抜部を備えていることを特徴とする請求項4に記載の情報媒体である。 According to a fifth aspect of the present invention, the dipole antenna is concentrically arranged at equal intervals, has an arc shape with notches in the same direction at the same plane angle, 5. The information medium according to claim 4, further comprising a hollow portion symmetrically along the arc from the position to be divided.
本発明のチップレスRFIDによれば、UHF帯以上の周波数領域に個々に異なる共振周波数を持つ複数のダイポールアンテナを備えることで、バーコードを代替可能な情報量と大きさを持つチップレスRFIDからなる情報媒体を提供することが可能である。 According to the chipless RFID of the present invention, by providing a plurality of dipole antennas having different resonance frequencies in the frequency region above the UHF band, the chipless RFID having an information amount and a size that can replace a barcode is used. It is possible to provide an information medium.
本発明の、ダイポールアンテナを使用した情報媒体について説明する。
本発明の情報媒体は、UHF帯以上の周波数領域において、異なる共振周波数を持つ複数のダイポールアンテナを備えている。
例えば、UHF帯に共振周波数を持つ1個のダイポールアンテナは、それが持つ共振周波数を使用して、そのダイポールアンテナの有無を検知することにより、‘0’か‘1’の1ビットの情報を担わせることが可能である。このダイポールアンテナのアンテナ長を変えると共振周波数が式(1)に従って変化する。そのため、異なる共振周波数を持つ複数のダイポールアンテナを形成することにより、その形成する数に対応して、数ビット以上の情報を持つ情報媒体とすることができる。
An information medium using a dipole antenna according to the present invention will be described.
The information medium of the present invention includes a plurality of dipole antennas having different resonance frequencies in a frequency region above the UHF band.
For example, a dipole antenna having a resonance frequency in the UHF band can detect 1 bit information of “0” or “1” by detecting the presence or absence of the dipole antenna using the resonance frequency of the dipole antenna. It is possible to carry. When the antenna length of the dipole antenna is changed, the resonance frequency changes according to the equation (1). Therefore, by forming a plurality of dipole antennas having different resonance frequencies, it is possible to obtain an information medium having information of several bits or more corresponding to the number to be formed.
また、ダイポールアンテナのアンテナ長L(m)は、式(1)で与えられるので、例えば共振周波数f0がSHF帯の10GHzであるとし、実効比誘電率Eeffを1とすると、Cは光速であるので、式(1)からL≒1cmとなる。UHF帯の上限である3GHzでは3cm程度となる。これはダイポールアンテナが直線である場合であるが、円弧形状に丸めた場合は、直径が1/π(π:円周率)の1cm程度のサイズとなる。
次に、ダイポールアンテナの形状が異なる二つの実施形態について説明する。
<第一の実施形態>
本発明のダイポールアンテナを使用した情報媒体における第一の実施形態を説明する。
本発明の第一の実施形態は、図1に示すように、情報媒体1を構成するダイポールアンテナ2が、短冊形状である実施形態である。更には長さが異なり同じ幅を持つ短冊形状であって、短冊形状の長手方向の中心位置が短冊状の長手方向に直交する方向に一直線上に、且つ等間隔に、且つ平行に配置されている。また短冊形状の長手方向の中心から対称な形状の中抜部を備えている。
Next, two embodiments having different dipole antenna shapes will be described.
<First embodiment>
A first embodiment of an information medium using the dipole antenna of the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the first embodiment of the present invention is an embodiment in which the
図1(a)は、合計7本のダイポールアンテナ2が、最も長いダイポールアンテナを中心に配置して、そのダイポールアンテナ2の長手方向に直交する方向の両側に、順次外側に向って各ダイポールアンテナ2の中心を一直線上に配置し、長いものから短いものを、それぞれ3本ずつ配置した構成を例示している。この7本の各々異なる共振周波数を持つダイポールアンテナ2によって、7ビットの情報を担うことができる。図1(a)の場合、全てのダイポールアンテナ2が揃った状態を[0000000]と表示することができる。その逆の[1111111]としても良い。ダイポールアンテナ2が存在する状態、および存在しない状態を、‘0’にするか‘1’にするか、を決めて置けばよい。
FIG. 1A shows a total of seven
図1(b)は、図1(a)の状態から、L3の長さのダイポールアンテナ2が無い状態となっていることから、[0100000]と表すことができる。
FIG. 1B can be expressed as [0100000] from the state of FIG. 1A because the
また、図1(c)は、同様にL6の長さのダイポールアンテナ2が無い状態となってい
ることから、[0000010]と表すことができる。
In addition, FIG. 1C can be expressed as [0000010] because the
このように、7本のダイポールアンテナ2によって、27=128個の番号を担うことができるが、そのうちの3つの情報をこのようにして識別可能であるように、128個の情報を識別可能である。10ビットでは、1024個の番号を担うことが可能となる。16ビットでは、65000個余りの番号を担う事ができる。16ビットの場合は、16個のダイポールアンテナ2が必要になるため、従来から使用して来たバーコードと同等の大きさにするためには、ダイポールアンテナ2の小型化は重要な課題となる。
Thus, 7
また、スーパーマーケットに於いて、陳列している商品に貼り付けるラベルの場合、この番号に対応した情報である商品名、価格、陳列を開始した日付、陳列した数量、在庫している数量、その他の情報をコンピュータに保存しておき、商品に貼り付けたラベルが担っている番号と紐付けして置くことによって、レジにおいて籠の中の商品の一括読取りが可能になるばかりでなく、販売された数量と在庫している数量、倉庫で保管している日数、などの在庫管理も可能となる。他の用塗においても同様な使用方法が可能である。 In addition, in the supermarket, in the case of a label to be attached to the displayed product, the product name, price, date of display start, displayed quantity, quantity in stock, etc. By storing the information in a computer and linking it to the number carried by the label attached to the product, it is possible not only to read the product in the basket at the cash register, but also to be sold Inventory management such as quantity and quantity in stock, number of days kept in warehouse, etc. is also possible. Similar methods of use are possible in other coatings.
<第二の実施形態>
本発明の、ダイポールアンテナを使用した情報媒体における第二の実施形態を説明する。
本発明の第二の実施形態は、図2に示すように、ダイポールアンテナ2が円弧形状である実施形態である。更には、同心円状に配置され、同じ平面角の切欠き部を持つ円弧形状であり、その円弧形状のダイポールアンテナ2の円弧に沿った中心位置が、放射方向に一直線上に、且つ等間隔に配置されており、またそのダイポールアンテナ2の円弧に沿った中心位置から対称に中抜部を備えている情報媒体1である。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the information medium using a dipole antenna according to the present invention will be described.
The second embodiment of the present invention is an embodiment in which the
本実施形態は、ダイポールアンテナ2を円弧形状にすることによって、ダイポールアンテナ2のアンテナ長が長くなった場合でも、フットプリントを小さくできるメリットがある。
This embodiment has an advantage that the footprint can be reduced even when the antenna length of the
図2は、円弧形状のダイポールアンテナ2から構成されている情報媒体1を例示したものである。ダイポールアンテナ2のアンテナ長に相当するものとして、同心円状に配置した円弧形状のダイポールアンテナ2の円の中心から、各円弧形状のダイポールアンテナまでの距離として、外側と内側の円弧までの半径の平均値とした。それを各円弧形状のダイポールアンテナの半径Rとする。
FIG. 2 exemplifies an
そのようにすると、円弧形状のダイポールアンテナであっても、ダイポールアンテナ長L1〜L6の代わりに、それらに比例した半径R1〜R6を使用することで、共振周波数と半径の関係を、図1で示した短冊状のダイポールアンテナと同様に取り扱うことが可能である。
図3(a)は6本の円弧形状のダイポールアンテナ2から構成された情報媒体1を例示したものである。従って6ビットの情報を担うことができ、この場合、第一の実施形態と同様にして、図3(a)の構成は[000000]と表示することができる。
By doing so, even in the case of an arc-shaped dipole antenna, the radii R1 to R6 proportional to the dipole antenna lengths L1 to L6 are used instead of the dipole antenna lengths L1 to L6. It can be handled in the same manner as the strip-shaped dipole antenna shown.
FIG. 3A illustrates an
同様に、図3(b)の構成は[010100]、図3(c)の構成は[101010]と表示することができる。第一の実施形態の場合と同様に、‘0’と‘1’の関係を逆にした情報としても構わない。 Similarly, the configuration of FIG. 3B can be displayed as [010100], and the configuration of FIG. 3C can be displayed as [101010]. As in the case of the first embodiment, information obtained by reversing the relationship between ‘0’ and ‘1’ may be used.
図3(a)〜(c)は、6ビットの64種類の情報のうち、3つを例示したものであるが、この様に識別可能である。 FIGS. 3A to 3C illustrate three out of 64 types of 6-bit information, and can be identified in this way.
<本発明の情報媒体の製造方法>
SHF帯やUHF帯においては、ダイポールアンテナのアンテナ長は1cm(10GHz)〜3cm(3GHz)程度であるため、製造方法としては各種の従来の印刷方式、例えばグラビア印刷、平版印刷、凸版印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷、電子写真方式などをはじめ、箔押しなども使用可能である。使用する導体インキは、回路基板製造用に使用しているグレードの金属粉を使用した導体インキを使用可能である。
<Method for Manufacturing Information Medium of the Present Invention>
In the SHF band and UHF band, since the antenna length of the dipole antenna is about 1 cm (10 GHz) to 3 cm (3 GHz), various conventional printing methods such as gravure printing, planographic printing, letterpress printing, and screen are used as manufacturing methods. In addition to printing, inkjet printing, electrophotographic methods, etc., foil stamping can also be used. As the conductor ink to be used, a conductor ink using a metal powder of a grade used for manufacturing a circuit board can be used.
それ以上の高周波領域であるEHF帯やTHF帯では、例えば周波数としては100GHz、1THzとなり、アンテナ長は1mm、100μmとなってくる。
この領域では、従来の印刷方式では製造することが困難となる。アンテナ長が1mmの場合、例えば短冊形状のダイポールアンテナの場合、その幅は1/10程度の100μm程度にする必要が出てくる。また寸法や印刷形状の精度も要求されるためである。寸法精度が悪くなると、共振周波数を思い通りに得ることができなくなる。また印刷形状も同様に、直線性の悪さやパターンエッジの粗さが、共振周波数の制御性に悪影響を与える。
In the EHF band and the THF band, which are higher frequency regions, for example, the frequencies are 100 GHz and 1 THz, and the antenna length is 1 mm and 100 μm.
In this region, it is difficult to manufacture by the conventional printing method. When the antenna length is 1 mm, for example, in the case of a strip-shaped dipole antenna, the width needs to be about 1/10 or about 100 μm. Moreover, it is because the precision of a dimension and a printing shape is also requested | required. If the dimensional accuracy deteriorates, the resonance frequency cannot be obtained as intended. Similarly, in the printed shape, poor linearity and roughness of the pattern edge adversely affect the controllability of the resonance frequency.
このように、EHF帯以上の周波数領域においては従来の印刷方式ではパターン精度が十分とは言えなくなる。印刷方式より高精度で微細なパターンを形成できる技術は、例えばフォトリソグラフィ技術を挙げることができるが、コスト面で採用する事は困難であるため、フォトリソグラフィ技術と同等の微細加工が可能で、印刷方式と同等の製造コストで生産可能な技術が必要となる。 Thus, in the frequency region above the EHF band, it cannot be said that the pattern accuracy is sufficient with the conventional printing method. The technology that can form a fine pattern with higher accuracy than the printing method can include, for example, a photolithography technology, but it is difficult to adopt in terms of cost, so that the same fine processing as the photolithography technology is possible, Technology that can be produced at the same manufacturing cost as the printing method is required.
以上、本発明のダイポールアンテナを使用したチップレスRFIDからなる情報媒体について説明した。例として短冊形状および円弧形状のダイポールアンテナを用いた7ビットおよび6ビットの情報媒体を説明したが、これらのアンテナ形状だけに限定するものではない。他の形状であってもダイポールアンテナとして機能するのであれば如何なる形状であっても構わない。 In the above, the information medium which consists of chipless RFID using the dipole antenna of this invention was demonstrated. As an example, 7-bit and 6-bit information media using strip-shaped and arc-shaped dipole antennas have been described. However, the present invention is not limited to these antenna shapes. Any shape can be used as long as it functions as a dipole antenna.
また、ダイポールアンテナの共振周波数については、UHF帯(300MHz〜3GHz)やSHF帯(3GHz〜30GHz)について例示したが、今後は更に高い周波数領域であるEHF帯(30GHz〜300GHz)、THF帯(300GHz〜3THz)へと高周波化してゆく。それに伴って、ダイポールアンテナのアンテナ長が微細化してゆくため、それに対応した製造方法を採用することによって、本発明のダイポールアンテナを使用したチップレスRFIDからなる情報媒体を提供することが可能である。 The resonance frequency of the dipole antenna is exemplified for the UHF band (300 MHz to 3 GHz) and the SHF band (3 GHz to 30 GHz), but in the future, the EHF band (30 GHz to 300 GHz) and the THF band (300 GHz), which are higher frequency regions. The frequency is increased to 3 THz). Accordingly, since the antenna length of the dipole antenna becomes finer, it is possible to provide an information medium including a chipless RFID using the dipole antenna of the present invention by adopting a manufacturing method corresponding to the antenna length. .
1・・・情報媒体(チップレスRFID)
2・・・ダイポールアンテナ
1 Information medium (chipless RFID)
2 ... Dipole antenna
Claims (5)
また各ダイポールアンテナは、その長手方向の中心から対称に中抜部を備えていることを特徴とする請求項2に記載の情報媒体。 The dipole antennas are strips having different lengths and the same width, and the center positions in the longitudinal direction of the dipole antennas are arranged in a straight line at equal intervals in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the dipole antennas. And
3. The information medium according to claim 2, wherein each dipole antenna has a hollow portion symmetrically from the center in the longitudinal direction.
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