JP2019054460A - Ｒｆｉｄ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】厚みが小さい、金属対応のＲＦＩＤ装置を提供する。
【解決手段】ＲＦＩＤ装置１０を、金属体１００の表面に取り付けられる誘電体１２と、誘電体１２に配置された導電体層１４と、情報が記憶可能であり、導電体層１４に接続されたＩＣチップ１６と、ＩＣチップ１６に接続されたアンテナ１８と、一端部３０が金属体１００に接続され、他端部３２が導電体層１４に接続される導電部材２０とで構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤ装置、特に、金属体に貼り付けて使用されるＲＦＩＤ装置に関する。

金属製素材の対象物にＲＦＩＤ装置を貼り付けて使用する場合、対象物である金属によって電波が反射されること等により、ＲＦＩＤタグの読取可能距離が極端に短いか、あるいは、読取不能となる可能性があった。

このため、金属製素材の対象物にＲＦＩＤ装置を貼り付けて使用する場合は、金属に貼り付けて使用できるＲＦＩＤ装置（いわゆる、金属対応タグ）を使用する必要がある。

特許文献１には、このような金属対応タグの構成が開示されている。特許文献１に記載の金属対応タグは、誘電体の両面を導電体で覆い、誘電体の一端において導電体を接続している部分が設けられたデカップラーにＩＣチップが配置された構成となっている。

特表２００９−５４０７１５号公報

特許文献１に記載の構成によると、誘電体の両側面に導電層を設けており、その導電層上にＩＣチップおよびアンテナが配設されている。このため、ＲＦＩＤ装置全体の厚みが大きくなるという問題があった。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、厚みが小さい、金属対応のＲＦＩＤ装置を提供することにある。

この発明のある態様に従うと、
金属体に直接又は間接的に取り付けて使用可能なＲＦＩＤ装置であって、
前記金属体の表面に取り付けられる誘電体と、
前記誘電体に配置された導電体層と、
情報が記憶可能であり、前記導電体層に接続されたＩＣチップと、
前記ＩＣチップに接続されたアンテナと、
一端部が前記金属体に接続され、他端部が前記導電体層に接続される導電部材とを備えるＲＦＩＤ装置が提供される。

この発明の他の態様に従うと、
金属体に直接又は間接的に取り付けて使用可能なＲＦＩＤ装置であって、
前記金属体の表面に取り付けられる誘電体と、
前記誘電体に配置された導電部材と、
情報が記憶可能であり、前記導電部材に接続されたＩＣチップと、
前記ＩＣチップに接続されたアンテナとを備えており、
前記導電部材の一端部は前記金属体に接続されることを特徴とするＲＦＩＤ装置が提供される。

好適には、前記ＩＣチップは前記導電体層の一端部に接続され、前記導電部材は前記導電体層の他端部に接続される。

好適には、前記ＩＣチップは前記導電部材の他端部に接続される。

好適には、前記導電部材は、前記金属体に対して静電結合される。

好適には、前記誘電体における前記金属体への取付面、および、前記導電部材における前記金属体への接続面には、粘着層が設けられている。

以上のように、この発明によれば、厚みが小さく、かつ、金属に貼り付けて使用可能なＲＦＩＤ装置を提供できた。

第１実施形態にかかるＲＦＩＤ装置１０を示す平面図である。 第１実施形態にかかるＲＦＩＤ装置１０を示す断面図である。 変形例１にかかるＲＦＩＤ装置１０を示す断面図である。 変形例２にかかる、導電体層１４の幅と導電部材２０の幅とが互いに異なる幅に設定されたＲＦＩＤ装置１０を示す平面図である。 変形例２にかかる、導電部材２０の長手方向の長さを短くしたＲＦＩＤ装置１０を示す平面図である。 変形例３にかかる、ループアンテナを用いたＲＦＩＤ装置１０を示す平面図である。 変形例３にかかる、ダイポールアンテナを用いたＲＦＩＤ装置１０を示す平面図である。 変形例３にかかる、アンテナ１８の他端２８が導電体層１４に接続されたＲＦＩＤ装置１０を示す平面図である。 変形例４にかかるＲＦＩＤ装置１０を示す断面図である。 変形例５にかかるＲＦＩＤ装置１０を示す断面図である。

［第１実施形態］
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１および図２に示すように、本実施形態に係るＲＦＩＤ装置１０は、大略、誘電体１２と、導電体層１４と、ＩＣチップ１６と、アンテナ１８と、導電部材２０とを備えている。

誘電体１２は、導電性よりも誘電性が優位な材料で形成された略矩形板状の部材である。誘電体１２の材料としては、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂、セラミック、および、雲母等が考えられ、ＲＦＩＤ装置１０の目的によって選択される。また、誘電体１２は、その一方の面（取付面）２２が金属体１００の表面に対して、接着、貼着、螺着等の手段によって直接又は間接的に取り付けられるようになっている。

導電体層１４は、導電性を有する材料で形成された薄層状の部材であり、誘電体１２における他方の面２４（配置面）上に対して積層、接着、貼着などの手段によって配置されている。例えば、薄板状に形成した導電体層１４を誘電体１２における他方の面２４上に貼着したり、他方の面２４上に直接、導電体層１４を積層したりすることが考えられる。

また、本実施形態の場合、誘電体１２の他方の面２４における長手方向の略半分の面を覆うように導電体層１４が取り付けられているが、誘電体１２の他方の面２４に対する導電体層１４の位置および範囲はこれに限定されるものではない。

ＩＣチップ１６は、各種の情報を記憶させることができる素子であり、導電体層１４の一端部３８に接続されている。導電体層１４に対するＩＣチップ１６の接続位置は本実施形態に限定されるものではないが、ＲＦＩＤ装置１０の読取可能距離やＩＣチップ１６の性能を最大限に発揮させるために、ＩＣチップ１６を導電体層１４の一端部３８に接続するとともに、誘電体１２の長手方向に直交する幅方向における中央に配置するのが好適である。

アンテナ１８は、ＲＦＩＤ装置１０とリーダ／ライター（図示せず。以下同じ。）との間で電磁誘導又は電波によるＩＣチップ１６への電力供給、および、データのやり取りを行う役割を有する部材である。このため、アンテナ１８は、その一端２６がＩＣチップ１６に接続されている。

導電部材２０は、導電性を有する材料で形成された薄い短冊状の部材であり、その一端部３０が金属体１００の表面に接続されるようになっており、また、その他端部３２が導電体層１４の他端部４０に接続されている。金属体１００の表面に対する導電部材２０の接続は、ハンダ付けや接着等による直接接続（オーム性接触・金属接触）でもよいが、導電部材２０における金属体１００への接続面に、例えば、粘着シート等によって粘着層３４を設けて、当該粘着層３４を介して導電部材２０を金属体１００に静電結合させることが好適である。なぜならば、ＲＦＩＤ装置１０とリーダ／ライターとの間の通信帯域が広くなる点で有利だからである。つまり、金属体１００の表面に対する導電部材２０の接続は、直接接続（オーム性接触・金属接触）、静電結合、あるいはこれら以外の結合態様を意味する。

［ＲＦＩＤ装置１０の動作］
本実施形態にかかるＲＦＩＤ装置１０をリーダ／ライターに近づけると、アンテナ１８がリーダ／ライターからの電波を受信する。そして、受信した電波が導電体層１４で共振することにより、当該導電体層１４の長手方向（誘電体１２の長手方向）に電流が発生する。この電流が導電体層１４からＩＣチップ１６に流れ込むことにより、ＩＣチップ１６が動作し、アンテナ１８を介してリーダ／ライターとの間で所定の情報を含む信号のやり取りが行われる。

［ＲＦＩＤ装置１０の特徴］
本実施形態にかかるＲＦＩＤ装置１０の構成によれば、金属体１００の表面に取り付けて使用するような場合であっても、実用的な距離でリーダ／ライターとの間で信号のやり取りを行うことができる。従来のＲＦＩＤ装置では、金属体１００の表面に取り付けて使用するＲＦＩＤ装置の場合、誘電体の両面を一対の導電体層で挟んだデカップラーが必要であったが、本実施形態にかかるＲＦＩＤ装置１０であれば、誘電体１２に対して１つの導電体層１４を配置すればよいことから、ＲＦＩＤ装置１０全体の厚みを小さくすることができる。また、誘電体１２の所定位置に導電体層１４の一部が重なるように配置すればよいことから、構成を簡単にして製造工程を少なくできる。これにより、製造コストが少ないＲＦＩＤ装置１０を提供することができる。また、ＲＦＩＤ装置１０全体の厚みが小さくなるので、使用済みのＲＦＩＤ装置１０を廃棄する際、当該ＲＦＩＤ装置１０を意図的に破る、あるいは、裂く等してＩＣチップ１６に記憶された情報が漏えいするのを容易に防止できる。

［変形例１］
上述した第１実施形態では、導電体層１４と導電部材２０とが互いに別体である場合について説明したが、図３に示すように、導電体層１４と導電部材２０とを一体的に形成して、導電部材２０が導電体層１４の役割も果たすようにしてもよい。この場合、導電部材２０の一端部３０が金属体１００に接続され、導電部材２０の他端部３２にＩＣチップ１６が接続されることになる。これにより、さらに構成を簡単にして製造工程を少なくすることが可能となり、ＲＦＩＤ装置１０の製造コストをさらに小さくできる。

［変形例２］
上述した第１実施形態では、導電体層１４の幅と導電部材２０の幅とを同じに設定していたが、図４に示すように、導電体層１４の幅と導電部材２０の幅とを互いに異なる幅に設定してもよい。また、導電体層１４の長手方向の長さと、導電部材２０の同方向の長さとの比率は特に限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、導電部材２０の長手方向の長さを短くしてもよい。

［変形例３］
アンテナ１８の種類としては、パッチアンテナ、ループアンテナ（図６を参照）、および、ダイポールアンテナ（図７を参照）等を使用することができ、アンテナ１８の種類に応じて、図８に示すように、アンテナ１８の他端２８を導電体層１４に接続してもよい。

［変形例４］
上述した第１実施形態では、ＲＦＩＤ装置１０の裏面（金属体１００に取り付ける面）全体に粘着層３４が設けられていたが、図９に示すように、ＲＦＩＤ装置１０を構成する誘電体１２の裏面、つまり一方の面２２（取付面）、および、導電部材２０における金属体１００に接続される一端部３０の裏面（接続面）のみに粘着層３４を設けてもよい。

［変形例５］
上述した第１実施形態では、導電部材２０が導電体層１４と金属体１００との間において滑らかな弧を描くように取り付けられているが、これに代えて、図１０に示すように、例えば金属体１００に対する取り付け部の端に折れ目３６（エッジ）を入れてもよい。このように折れ目３６（エッジ）を設けることにより、導電体層１４の長手方向（誘電体１２の長手方向）に発生する電流の周波数を調整することができ、より感度の高いＲＦＩＤ装置１０を得ることができるからである。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０…ＲＦＩＤ装置、１２…誘電体、１４…導電体層、１６…ＩＣチップ、１８…アンテナ、２０…導電部材、２２…（誘電体１２の）一方の面、２４…（誘電体１２の）他方の面、２６…（アンテナ１８の）一端、２８…（アンテナ１８の）他端、３０…（導電部材２０の）一端部、３２…（導電部材２０の）他端部、３４…粘着層、３６…（導電部材２０の）折れ目、３８…（導電体層１４の）一端部、４０…（導電体層１４の）他端部、１００…金属体

Claims (6)

1. 金属体に直接又は間接的に取り付けて使用可能なＲＦＩＤ装置であって、
   前記金属体の表面に取り付けられる誘電体と、
   前記誘電体に配置された導電体層と、
   情報が記憶可能であり、前記導電体層に接続されたＩＣチップと、
   前記ＩＣチップに接続されたアンテナと、
   一端部が前記金属体に接続され、他端部が前記導電体層に接続される導電部材とを備えるＲＦＩＤ装置。
2. 金属体に直接又は間接的に取り付けて使用可能なＲＦＩＤ装置であって、
   前記金属体の表面に取り付けられる誘電体と、
   前記誘電体に配置された導電部材と、
   情報が記憶可能であり、前記導電部材に接続されたＩＣチップと、
   前記ＩＣチップに接続されたアンテナとを備えており、
   前記導電部材の一端部は前記金属体に接続されることを特徴とするＲＦＩＤ装置。
3. 前記ＩＣチップは前記導電体層の一端部に接続され、前記導電部材は前記導電体層の他端部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤ装置。
4. 前記ＩＣチップは前記導電部材の他端部に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤ装置。
5. 前記導電部材は、前記金属体に対して静電結合されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＲＦＩＤ装置。
6. 前記誘電体における前記金属体への取付面、および、前記導電部材における前記金属体への接続面には、粘着層が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のＲＦＩＤ装置。

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