JP2017058815A - Ｒｆタグ - Google Patents

Abstract

【課題】 小型、軽量で且つ通信性能が高いRFタグを提供する。【解決手段】 本発明のRFタグ1は、ヘリカルアンテナ10と、共振回路20と、導体接続用電極50と、ICチップ30を少なくとも備える。導体接続用電極を導体に接触させた場合に、ICチップと導体とを電気的に接続して、導体を地板として利用する。本発明のヘリカルアンテナ10はダイポールアンテナに比べて小さくでき、地板より離して設定しても小型化でき、また中心周波数のズレを防止できる。この構成はRFタグ自体を小型化及び軽量化でき、また、RFタグが装着されている動物のストレスを抑制できる。また、ヘリカルアンテナは水平垂直の両偏波の成分をもつため、無指向性という特徴を活かして確実に通信できる。この特徴を利用すればRFタグの受信・送信感度を向上できると共に、RFタグを導体としての動物に装着した場合に、動物が移動しても安定した通信ができる。【選択図】図１

Description

本発明はRFタグに関し、特に小型、軽量で且つ通信性能が高いRFタグに関する。

近年、RFID(Radio Frequency Identification)が利用されている。
RFIDシステムで使用するRFタグにはアンテナ及びICチップが格納されており、リーダ・ライタのアンテナから送信された搬送波をRFタグのアンテナで受信し、ICチップに記録されている識別データ等を反射波に乗せてリーダ・ライタへ返送することで非接触で交信する仕組みになっている。

RFタグの用途の一つとして、牛、豚、魚などの飼育・養殖動物の耳やヒレ等に装着したり、体内に埋め込むことで個体識別や個体管理を行なう動物用RFタグが知られている。
例えば特許文献1には、動物の耳を貫通する雄軸部と、雄軸部と一体に形成された札部と、雄軸部が嵌合される雌軸部とを有し、札部に2つのダイポールアンテナを設けることで通信性能を高めたRFタグが開示されている。
また、特許文献2には、短冊状の本体にRFタグを取り付けておき、本体を屈曲させながら本体の一端に設けた矢尻状の軸先を動物の耳に貫通させ、他端の係止部に係止させて装着するRFタグが開示されている。

特開2010-161959号公報 特開2012−60972号公報

ところが、上記従来技術では以下のような問題がある。
すなわち、RFタグが札部を備えていたり、本体を動物の耳に屈曲させて装着するため、RFタグのサイズが大きく、重くなる。これが動物にとってストレスの原因になったり、装着時に目立つことからRFタグが他の固体によって食いちぎられるという問題がある。
また、動物用RFタグに限らずRFタグ全般の問題として、導体（動物の体や金属物）に近づけると共振周波数がずれてしまう問題がある。

本発明は、このような問題を考慮して、小型、軽量で且つ通信性能が高いRFタグを提供することを目的とする。

本発明のRFタグ用アンテナは、ヘリカルアンテナと、共振回路と、導体接続用電極と、ICチップを少なくとも備えることを特徴とする。
また、前記導体接続用電極が導電性を有するピンであることを特徴とする。
また、上記RFタグを使用する動物用のRFタグにおいて、前記ヘリカルアンテナ、共振回路及びICチップを収容するレドームを備えており、当該レドームを、装着対象である動物が識別しにくい色に着色することを特徴とする。
また、前記ピンに直交する平面に広がる板状部材を備えることを特徴とする。
また、磁力又は粘着力を利用して導体に直接固定することを特徴とする。

本発明のRFタグは、導体接続用電極を導体に接触させた場合に、ICチップと導体とを電気的に接続して、導体を地板として利用するものである。本発明のヘリカルアンテナはダイポールアンテナに比べて小さくでき、地板より離して設定しても小型化でき、また中心周波数のズレを防止できる。この構成はRFタグ自体を小型化及び軽量化でき、また、RFタグが装着されている動物のストレスを抑制できる。
特に、本発明のRFタグではヘリカルアンテナは水平垂直の両偏波の成分をもつため、無指向性という特徴を活かして確実に通信できる。この特徴を利用すればRFタグの受信・送信感度を向上できると共に、RFタグを導体としての動物に装着した場合に、動物が移動しても安定した通信ができる。
なお、本発明において「導体接続用電極を導体に接触させる」とは、導体接続用電極と導体とを直接接触させる場合のみならず、導体接続用電極と導体とが電気的に接続されていると見做せる状態であれば、何らかの物質を導体接続用電極と導体の間に挟んでいる状態も含むものとする。
また、本発明において「導体」とは一般的な意味と同様に「電気の伝導率が比較的大きな物質の総称」（広辞苑）であり、例えば金属、人体、動物の体、草木、水、地面などが挙げられるが、必ずしもこれらに限定されない。

特に、導体接続用電極として導電性を有するピンを用いることにすれば、ピンを導体に突き刺すだけで、ICチップと導体とを電気的に接続できるので、RFタグを動物の耳等に容易に装着でき、動物のストレスを抑制できる。
また、レドームにヘリカルアンテナ、共振回路及びICチップを収容すると共に動物が識別しにくい色、例えば色弱色にレドームを着色することにすれば、RFタグが装着されている動物自身及び一緒に飼育・養殖されている他の固体もRFタグの存在を認識し辛くなるので、RFタグが食いちぎられる等の被害を抑制できる。
また、本発明のRFタグを動物に装着する場合に、ピンに直交する平面に広がる板状部材を備えることにすれば、当該板状部材がストッパーとして機能するので、装着後に動物が成長して例えば耳の厚みが増した場合でも、RFタグが耳に食い込んで通信不能になるなどの事態を防止できる。
本発明のRFタグは導電性を有するピンを用いずに磁力や粘着力を利用して導体に直接固定してもよい。導体が金属等の場合は磁力を用いることで脱着が容易になる。また、非磁性体の導体例えばアルミニュームなどの場合は粘着剤等の粘着力を利用すればよい。

第1の実施の形態のRFタグの側面図（a）、キャッチの側面図（b）及びキャッチの平面図（c） RFタグの内部構造を示す縦断面図 RFタグの等価回路図 RFタグを導体としての動物の耳に貫通させた状態を示す側面図(a)及び装着が完了した状態を示す側面図(b) RFタグの他の構成例を示す側面図(a)、キャッチの側面図（b）、キャッチの底面図（c）及びRFタグを導体としての動物の耳に装着した状態を示す側面図(d) 第2の実施の形態のRFタグの側面図(a)及びRFタグの内部構造を示す縦断面図(b) RFタグに磁石を取り付けた状態を示す側面図(a)及びRFタグを磁性体の導体としての金属板に装着した状態を示す側面図(b)

［第1の実施の形態］
本発明のRFタグの第1の実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態ではRFタグを動物の個体識別や個体管理を行なうために用いる。
図1〜図3に示すように、RFタグ1はヘリカルアンテナ10、共振回路20、ICチップ30、レドーム40、導体接続用電極50、板状部材60及び基板70から概略構成されている。
ヘリカルアンテナ10はその螺旋の軸方向が基板70の平面に直交するように基板70に接続されている。
共振回路20とICチップ30は基板70の表面に形成されている。なお、基板70を用いずに、共振回路20とICチップ30をヘリカルアンテナ10に直接接続してもよい。
図3は本実施の形態のRFタグ1の回路図である。符号Lはコイルを指しており、ICチップ30内のコンデンサCと共振回路20を構成している。
ICチップ30はリーダ・ライタから送信される搬送波の一部を整流し、動作するために必要な電源電圧を生成する。そして、生成した電源電圧によってICチップ30内の制御用の論理回路、動物の固有情報等が格納されたメモリ、及びリーダ・ライタとのデータの送受信を行うための通信回路等を動作させる。なお、ICチップ30に対して外部電源を入力して作動させてもよい。
レドーム40はヘリカルアンテナ10、共振回路20及びICチップ30を内部に収容するための部材である。レドーム40は装着対象である動物が識別しにくい色に着色されている。動物が識別しにくい色とは、例えば動物が豚の場合、豚にとって識別し辛いといわれている緑色が該当する。レドーム40を防水構造にすればRFタグ1が雨等に濡れた場合でも通信可能となる。

導体接続用電極50は、導体（本実施の形態では動物の耳100等）と接触することでICチップ30と導体とを電気的に接続するための部材である。
本実施の形態では導体接続用電極50として導電性を有するピン51を用いている。
ピン51は基板70の裏面側から基板70の平面に直交する方向にのびており、その先端が針状にテーパーしている。
板状部材60はピン51に直交する平面に拡がる部材であり、本実施の形態では基板70の裏面に固定されることで、レドーム40の開口を塞ぐための蓋としても機能している。

図4はRFタグ1を導体としての動物の耳100に装着した状態を示している。
具体的には、図4(a)に示すようにピン51を耳100に貫通させた後、ピン貫通穴80を備えるキャッチ81に通し、キャッチ81側面のネジ溝82に六角穴付き低頭ボルトを挿入することでピン51を側面から固定する仕組みになっている。図4(b)に示すようにキャッチ81から飛び出したピン51をニッパー等で切断して装着が完了する。なお、キャッチ81は図4に示した構造に限定されず周知のもの、例えば図5(a)〜(d)に示すようにワンタッチで装着できるピアススナップ83などを使用すればよい。

［第2の実施の形態］
次に本発明のRFタグの第2の実施の形態について説明するが、上記第1の実施の形態と同様の構成になる箇所については同一の符号を付してその説明を省略する。
図6(a)及び(b)に示すように、本実施の形態のRFタグ2はピン51を備えておらず、導体接続用電極50として基板70の裏面に端子52が露出した構造になっている。
図7(a)は基板70の裏面側に磁石53を取り付けた状態を示しており、図7(b)は固定した磁石53の磁力を利用して、磁性体の金属板101の側面や表面にRFタグ2を磁着した状態を示している。また、基板70の裏面側に磁石53の替わりに粘着テープや粘着剤を固定し、その粘着力を利用して非磁性体の金属板にRFタグ2を装着してもよい。

本発明は、小型、軽量で且つ通信性能が高いRFタグに関するものであり、産業上の利用可能性を有する。

C コンデンサ
L コイル
1 RFタグ
2 RFタグ
10 ヘリカルアンテナ
20 共振回路
30 ICチップ
40 レドーム
50 導体接続用電極
51 ピン
52 端子
53 磁石
60 板状部材
70 基板
80 ピン貫通穴
81 キャッチ
82 ネジ溝
83 ピアススナップ
100 耳
101 金属板

Claims (5)

1. ヘリカルアンテナと、共振回路と、導体接続用電極と、ICチップを少なくとも備えることを特徴とするRFタグ。
2. 前記導体接続用電極が導電性を有するピンであることを特徴とする請求項1に記載のRFタグ。
3. 請求項2に記載のRFタグを使用する動物用のRFタグにおいて、
   前記ヘリカルアンテナ、共振回路及びICチップを収容するレドームを備えており、当該レドームを、装着対象である動物が識別しにくい色に着色することを特徴とするRFタグ。
4. 前記ピンに直交する平面に広がる板状部材を備えることを特徴とする請求項3に記載のRFタグ。
5. 磁力又は粘着力を利用して導体に直接固定することを特徴とする請求項1に記載のRFタグ。

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