JP4411408B2 - Rfid型シート - Google Patents

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Description

本発明は、リーダライタに対して非接触でデータ授受が自在であり、複数の周波数に対応したICチップを搭載したRFID型シートに関する。
近年、RFID(Radio Frequency Identification)と称される非接触型ICメディアに関する技術が急速に進歩してきており、非接触型のICカードやICタグ等に搭載されるICチップが小型かつ安価になってきている。このようなRFID型のICチップを使用する場合の使用形態の拡大が望まれる。
従来、RFID型のICチップを使用した非接触型ICメディアの種類が多岐に亘っているが、その中でもRFIDタグとして適用させることも、例えば以下の特許文献で知られている。
特開2003−263620号公報
上記特許文献には、コイルアンテナの共振周波数を簡易かつ確実にチューニングするRFIDタグが開示されているもので、具体的には、基板上に、通信回路とメモリが内蔵されたICチップと、ICチップに接続され、基板上に銀ペーストでパターン印刷されたコイルアンテナとを具備し、コイルアンテナの内側コイルと外側コイルとの間にコイルアンテナの巻き形状に沿った切込溝を形成し、この切込溝に沿ってコイルアンテナを折り曲げ、コイルアンテナの全長および面積を変化させることによりコイルアンテナのインダクタンスを変更するというものである。
上記特許文献に記載されているRFID型タグを含めて、一般的に普及しているRFID型タグは、単一の周波数での交信精度が向上されているものもあるが、あくまでも単一の周波数でしか交信することができない。一方で、複数の周波数に対応できるRFID型のICチップを使用したRFID用アンテナを本件出願人の出願である特願2004−62751号に開示したが、当該アンテナは総ての周波数に同時に対応させるためのもので、当該複数の周波数に対応できるものであっても単独での使用を欲する場合には対処できない。例えば、違法な周波数の電波が当該対象周波数と合致したときにはノイズ信号となって動作不良やデータ化け等を生じてしまう場合もある。すなわち、複数の周波数に対応できるものであっても、交信対象の周波数の使用時には他の周波数での動作を無効とすることはできない。
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、複数の周波数に対応可能で、所定の周波数での交信可能時には他の周波数での交信を不能とさせて交信周波数での交信品質の向上を図るRFID型シートを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1の発明では、複数の周波数でリーダライタと非接触による交信が自在であり、複数の周波数に対して対応自在なICチップが搭載されるRFID型シートであって、前記ICチップに対して、周波数毎に所定形状で形成される複数のアンテナ部と、前記複数のアンテナ部のうち、一のアンテナ部が交信可能で形成されると共に、他のアンテナ部が交信不能な形状で形成され、交信可能なアンテナ部の総てに対してアンテナ回路を形成させる前記ICチップが搭載されるシート基部と、少なくとも前記シート基部に形成されるもので、前記交信可能なアンテナ部を交信不能とし、前記交信不能なアンテナ部のうち、一のアンテナ部を交信可能とさせるために当該シート基部を所定箇所で分離させる所定数の切取部と、を有する構成とする。
請求項2の発明では、前記切取部の端部に切り取りをガイドするための切取ガイド部が形成される構成である。
本発明によれば、シート基部に、複数の周波数のそれぞれに対応自在なICチップに対し、アンテナ回路を形成させるための複数のアンテナ部のうち、一のアンテナ部が交信可能で形成されると共に、他のアンテナ部が交信不能な形状で形成され、交信可能なアンテナ部を交信不能とし、交信不能なアンテナ部のうち、一のアンテナ部を交信可能とさせるために分離させる所定数の切取部が形成されることにより、複数の周波数に対応可能で、所定の周波数での交信可能時には他の周波数での交信を不能とさせることが可能となり、交信周波数での交信品質を向上させることができるものである。
以下、本発明の最良の実施形態を図により説明する。以下の第1〜第4の実施形態では、複数の周波数のそれぞれに対応可能なICチップとして、株式会社エフイーシー製のICチップ(商品名「MMチップ」)を使用する場合を説明すると共に、対応の周波数を例えば3種類の周波数(13.56MHz、950MHz、2.45GHz)として説明するが、これは現在の電波法により規制された周波数として示すものであって、異なる周波数であっても本願発明の技術思想に影響を与えるものではない。
図1に、本発明に係るRFID型シートの第1実施形態の構成図を示す。図1(A)はRFID型シートの平面図、図1(B)は分離したときの説明図である。図1(A)において、RFID型シート11は、例えば紙材、フィルム、プラスティック等の破断を受容する部材のシート基部12上に、複数の周波数に対応可能なICチップ21を搭載させるための接続パッド22A,22Bが形成される。例えば、接続パッド22Aが外部アンテナ端子ともなり、接続パッド22BがCOM端子ともなる。
また、シート基部12上には、図示の如く、所定数巻回されたコイルが第1アンテナ部23として形成されるもので、一端が接続パッド22Aに接続され、他端がコイル上に形成された絶縁部24の表面上を懸架されるように接続パッド22Bに接続される。この場合、コイルの一端と巻回部分との交差する部分には絶縁部24が形成され、当該絶縁部上に当該コイルの一端を形成させることで短絡を回避させている。この第1アンテナ部23が周波数13.56MHzに対応したものとなる。また、第2アンテナ部25A,25Bは、例えば上記第1アンテナ部23と上記ICチップ21を挟んで対向側の領域に、例えば斜め「く」の字状で形成される。当該第2アンテナ部25Aは接続パッド22Aに接続され、第2アンテナ部25Bは接続パッド22Bに接続される。この第2アンテナ部25A,25Bが周波数2.45GHzに対応したものとなる。
なお、上記第1および第2アンテナ部23,25A,25Bは、それぞれの周波数に対応する各アンテナの長さは、従前の設計手法で定められるもので、ここでの説明は省略する(例えば、本件出願人の出願である特願2004−62751号を参照)。なお、アンテナの材質や周波数等の各種条件によっては、実測データに基づいてアンテナ長さや切取線の位置が調整されも場合もある。
一方、シート基部12には、上記第2アンテナ部25A,25Bに跨るように切取線14が形成されると共に、当該切取線14の両端(一方端でもよい)に切り取りをガイドする切取ガイド部15A,15Bが形成される。すなわち、切取線14で仕切られる第2アンテナ部25A,25Bが形成された領域が使用対象領域13Aとし、第1アンテナ部23が形成された領域を使用対象領域13Bとする。そして、シート基部12の使用対象領域13B上に、上記第1アンテナ部23のコイル形状を途中で短絡させる短絡部23Aが形成され、短絡ラインの一部が使用対象領域13A側に延出されるものである。
上記接続パッド22A,22B、第1アンテナ部23、短絡部23Aおよび第2アンテナ部25A,25B(接続ラインも含む)は、シート基部12上に例えば導電性インキにより所定の印刷工程で形成させることができ、上記絶縁部24においても絶縁性インキにより所定の印刷工程で形成させることもできる。また、蒸着、エッチングや、薄膜金属の貼り付けによっても形成させることができる。なお、第2アンテナ部25A,25Bを金属材で形成させた場合に、図のように上記切取線14と交差する部分を幅細形状で形成すると破断させ易くすることができる。これらのことは、後述の第2〜第4実施形態においても同様である。
すなわち、RFID型シート11は、図1(A)においては、上記第2アンテナ部25A,25Bが、周波数2.45GHzで対応のリーダライタとの交信が可能であり、上記第1アンテナ部23は短絡部23Aにより周波数13.56MHzでは交信不能な状態である。そして、切取線14によって使用対象領域13Aと使用対象領域13Bを分離させると、図1(B)に示すように、第2アンテナ部25A,25Bが破断されて周波数2.45GHzでは交信不能となる一方で、第1アンテナ部23の短絡状態が解除されて周波数13.56MHzで交信可能となるものである。
次に、図2に、図1のRFID型シートのブロック概念図を示す。図2(A)において、RFID型チケット11は、上記ICチップ21が例えば制御回路部31、メモリ32、変復調回路部33、電源回路部34および検波回路部35で構成されると共に、各第1アンテナ部23および第2アンテナ部25A,25Bが上記変復調回路部33および検波回路部35に接続されたものである。なお、第1アンテナ部23を破線で示したのは、図1(A)に対応させたもので、第1アンテナ部23が周波数13.56MHzでは交信不能状態であることを示し、周波数2.45GHzで交信可能な第2アンテナ部25A,25Bを実線で示してある。
上記制御回路部31は、プログラムにより、受信した制御信号、データをメモリ32に記憶させ、またメモリ32に記憶したデータを適宜多重化させて送信する処理を行うもので、メモリ32は適用される形態に関する情報を記憶するためのものである(図3の適用例で説明する)。上記変復調回路部33は、アンテナ部の何れかより受信した電波から制御信号、データを復調し、適宜コード変換すると共に、何れかのアンテナ部よりメモリ32に記憶された所定のデータをリーダライタに送信するためにエンコード(適宜、多重化)する。上記検波回路部35は、リーダライタ側からの送信信号の周波数を検波するもので、上記のように複数種類の周波数のうちの一つの周波数を検波する。そして、電源回路部34は、クロックジェネレータを備え、検波された周波数のキャリアを直流電源に変換してそれぞれに電源供給するものである。
すなわち、図1(A)に対応する図2(A)に示されるRFID型シート11は、当初第2アンテナ部25A,25Bが周波数2.45GHzに対して有効でリーダライタと交信可能であり、第1アンテナ部23が周波数13.56MHzに対して無効状態で交信不能な状態である。そして、図1(B)に示すように使用対象領域13Aが分離されると、図2(B)に示すような第1アンテナ部23が周波数13.56MHzに対して有効となってリーダライタとの交信が可能となるものである。
そこで、図3に、本発明に係るRFID型シートの一適用例の説明図を示す。図3(A)〜(C)は、上記RFID型シート11をRFID型タグに適用し、飛行機を利用した移動における手荷物に取り付けられる場合を示したものである。ここで、現在では、RFID型タグを使用する場合の周波数は各国の空港で異なり、米国では2.45GHzの周波数で使用され、日本国では13.56MHzの使用されていることから、これに応じて説明する。
図3(A)において、例えば米国より日本国に飛行機で移動する場合に手荷物にはRFID型タグ51が取り付けられ、米国の対応空港に備えられたリーダライタ(交信周波数2.45GHz)42により所定の交信が行われ、日本国の対応空港に到着した際に備えられたリーダライタ(交信周波数13.56MHz)43で手荷物41に取り付けられたRFID型タグ51と所定の交信が行われるものである。
そこで、図3(B)に示すように、RFID型タグ51は、上記RFID型シート(11)上に表示シート52が接着剤等により設けられたもので、上述の切取部14および切取ガイド部15A,15Aが当該表示シート52まで形成される。この表示シート52上には所定の当該RFID型タグ51の使用形態に応じた表示が施されるもので、ここでは便宜上日本語表示として説明する。
上記表示シート51上の使用対象領域13Aには、周波数2.45GHzに対応したものとして米国における出発に関する情報、搭乗者名が表示され、適宜当該タグの識別番号(または識別コード)が表示される。これらの情報が、例えばRFID型タグ51のICチップ21のメモリ32内に記憶される。また、使用対象領域13Bには、周波数13.56MHzに対応したものとして日本国における到着に関する情報と、上記同様の搭乗者名、識別番号等が表示される。この日本国における情報もメモリ32内に記憶される。なお、読取りのみ可能なICチップや、メモリの容量が少ないICチップを使用する場合には、ICチップのメモリに予め記録された識別情報と、前記の出発〜到着、搭乗者に関する情報等を関連付けて管理することとしてもよい。
すなわち、上記のようなRFID型タグ51が手荷物41に取り付けられてリーダライタ(交信周波数2.45GHz)42で交信することで、当該手荷物41に関する情報の処理が当該リーダライタ42を介して図示しない管理コンピュータ等に送られて登録される。そして、リーダライタ42との交信が終了したときには、例えば係員により切取線14より切り取られて分離され(リーダライタ42を備えるシステムとして、当該システム内で自動的分離させてもよい)、例えば使用対象領域13Aを半券として手荷物所持者に手渡してもよく、また空港側で保管管理してもよい。例えば、後に上記表示された識別番号で当該手荷物41(残りのRFID型タグ51の使用対象領域13B)との関連付けに使用することもできるものである。
そして、図3(C)に示すような使用対象領域13Aが分離された残りの使用対象領域13BのRFID型タグ51が取り付けられた手荷物41が、日本国に到着したときに対応空港に備えられたリーダライタ(交信周波数13.56MHz)43と交信され、到着確認を行わせるものである。
なお、上記RFID型タグ51の取り付け形態は種々対応することができるもので、例えばラベル形態としてもよい。この場合、表示シート52が設けられたRFID型シート11を台紙等に剥離自在に接着し、当該台紙を対象物に接着剤により接着させることで取り付け、使用対象領域13Aを台紙より剥離させることで使用対象領域13Bを分離して交信可能なアンテナ部を切り換えることとしてもよい。
このように、上記RFID型シート11は、2つの周波数に対応可能で、第2アンテナ部25A,25Bでの対応周波数での交信可能時には、第1アンテナ部23の対応周波数での交信を不能とさせることが可能となり、互いにノイズ等の影響を受けずに対応周波数で交信を行わせることができ、交信品質を向上させることができるものである。なお、上記適用例は、以下の各実施形態においても同様に適用することができるものである。
次に、図4に、本発明に係るRFID型シートの第2実施形態の構成図を示す。なお、上記第1実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明を省略する。図4(A)において、RFID型シート61は、シート基部12に形成された切取線14で仕切られる使用対象領域13Bには、第1アンテナ部23がコイル形状で形成されて使用対象領域13Aの接続パッド22A,22Bに接続される。また、それぞれ接続パッド22A,22Bに接続されて測辺に沿って使用対象領域13Aから使用対象領域13Aに掛けて延出するように擬似第2アンテナ部25C,25Dが形成されたものである。
この擬似第2アンテナ部25C,25Dは、それぞれ周波数13.56MHzでは交信不能であり、かつ例えば周波数950MHzに対しても交信不能な長さで形成されるが、切取線14までの長さが周波数2.45GHzに対応した長さで形成されるものである。。すなわち、図4(A)の形態のRFID型シート61では、第1アンテナ部23が周波数13.56MHzでリーダライタと交信可能であり、擬似第2アンテナ部25C,25Dは定められた周波数で交信するリーダライタに対して交信不能となるものである。
そこで、切取線14で使用対象領域13Aと使用対象領域13Bとを分離すると、図4(B)に示すように、使用対象領域13AにおけるICチップ21が搭載された接続パッド22A,22Bに接続された上記擬似第2アンテナ部25C,25Dが、周波数2.45GHzで交信可能な第2アンテナ部25A,25Bとなるものである。
上記RFID型シート61を、例えば図3のRFID型タグに適用させた場合、出発国の日本国の空港に備えられたリーダライタ43に対して第1アンテナ部23が周波数13.56MHzで交信可能であり、当該使用対象領域13Bが分離された後に到着国の米国の空港に備えられたリーダライタ42に対して周波数2.45GHzで交信させることができるものである。
このように、第2アンテナ部25A,25Bを切り取り前は交信不能な長さとし、切り取り後に周波数2.45GHzで交信可能な長さとさせるもので、上記同様に、互いにノイズ等の影響を受けずに対応周波数で交信を行わせることができ、交信品質を向上させることができるものである。
次に、図5に、本発明に係るRFID型シートの第3実施形態の構成図を示す。なお、上記実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明を省略する。図5(A)に示すRFID型シート71は、シート基部12が切取線14A,14B(切取ガイド部15A,15B)により3つの使用対象領域13A〜13Cに区分けされたもので、使用対象領域13Aには第1アンテナ部23が周波数13.56MHzで交信可能に形成され、使用対象領域13Bには第2アンテナ部25A,25Bが周波数2.45GHzで交信可能に形成される。
また、使用対象領域13Cには擬似第3アンテナ部26C,26Dが周波数950MHzでは交信不能な長さであり、かつ切取線14Aまでは当該周波数950MHzで交信可能な長さで形成されたものである。さらに、上記第1アンテナ部23には、短絡部23Bが接続され、使用対象領域13Cを通って使用対象領域13Aまで延出される。なお、短絡部23Bは擬似第3アンテナ26D上に形成された絶縁部24A上で形成されて短絡が回避されている。
上記のようなRFID型シート71は、当初は第2アンテナ部25A,25Bのみが周波数2.45GHzで交信可能な状態であり、第1アンテナ部23は短絡部23Bにより周波数13.56MHzでは交信不能な状態であり、擬似第3アンテナ部26C,26Dはその長さで周波数950MHzでは交信不能な状態となる。
そこで、使用対象領域13Aを切取線14Bで分離させると、図5(B)に示すように、第1アンテナ部23は短絡部23Bによる短絡状態が解除されることで周波数13.56MHzで交信可能状態となる。この場合、擬似第3アンテナ部26C,26Dはその長さで依然として周波数950MHzでは交信不能な状態である。そして、使用対象領域13Cを切取線14Aで分離させると、図5(C)に示すように、擬似第3アンテナ部26C,26Dが周波数950MHzで交信可能な第3アンテナ部26A,26Bとなるものである。
上記RFID型シート71を、上記図3に適用させた場合、空港によっては交信周波数が950MHzとされている場合も考えられ、米国より日本国を経由して交信周波数が950MHzとされている空港の当該国に移動する場合のRFID型タグとして適用することができるものである。
このように、3つの周波数(2.45GHz、13.56MHz、950MHz)に対応させ、それぞれを順に単独で交信可能とすることができるもので、上記同様に、互いにノイズ等の影響を受けずに対応周波数で交信を行わせることができ、交信品質を向上させることができるものである。
次に、図6に、本発明に係るRFID型シートの第4実施形態の構成図を示す。なお、上記実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付して説明を省略する。図6(A)において、RFID型シート81は、シート基部12が切取線14A,14B(切取ガイド部15A,15B)により3つの使用対象領域13A〜13Cに区分けされたもので、使用対象領域13B,13Cには第1アンテナ部23が周波数13.56MHzで交信可能に形成されて使用対象領域13AのICチップ21が搭載された接続パッド22A,22Bのそれぞれに接続される。
また、合成アンテナ部27A,27Bがそれぞれ接続パッド22A,22Bに接続されて測辺に沿って使用対象領域13Aより使用対象領域13Cを通って使用対象領域13Bに掛けて延出するように形成されたものである。この合成アンテナ部27A,27Bは切取部14Bまでは周波数2.45GHzで交信可能な長さであり、切取部14Aまでは周波数950MHzで交信可能な長さで形成される。すなわち、当該合成アンテナ部27A,27Bは周波数2.45GHzおよび周波数950MHzを包含する長さとされるものである。
すなわち、上記RFID型シート81は、当初は第1アンテナ部23のみが周波数13.56MHzで交信可能な状態であり、合成アンテナ部27A,27Bは周波数950MHzおよび周波数2.45GHzでは交信不能な状態となる。
そこで、使用対象領域13Bを切取線14Aで分離させると、図6(B)に示すように、合成アンテナ部27A,27Bが短くなって第3アンテナ部26A,26Bとなり、周波数950MHzで交信可能となる。そして、使用対象領域13Aを切取線14Bで分離させると、図6(C)に示すように、第3アンテナ部26A,26Bが第2アンテナ部25A,25Bとなり、周波数2.45GHzで交信可能となるものである。
上記RFID型シート81を、上記図3に適用させた場合、日本国より出発して交信周波数が950MHzとされている空港を経由して米国に移動する場合のRFID型タグとして適用することができるものである。
このように、上記同様に、3つの周波数(13.56MHz、950MHz、2.45GHz)に対応させ、それぞれを順に単独で交信可能とすることができるもので、互いにノイズ等の影響を受けずに対応周波数で交信を行わせることができ、交信品質を向上させることができるものである。
本発明のRFID型シートは、上述のRFID型タグの他に、例えば展覧会場や劇場などで使用されるRFID型チケット、周遊券や特急券を含む鉄道乗車券、船舶や飛行機の搭乗券等にも適用することができる。
本発明に係るRFID型シートの第1実施形態の構成図である。 図1のRFID型シートのブロック概念図である。 本発明に係るRFID型シートの一適用例の説明図である。 本発明に係るRFID型シートの第2実施形態の構成図である。 本発明に係るRFID型シートの第3実施形態の構成図である。 本発明に係るRFID型シートの第4実施形態の構成図である。
符号の説明
11,61,71,81 RFID型シート
12 シート基部
13 使用対象領域
14 切取線
15 切取ガイド部
21 ICチップ
23 第1アンテナ部
25 第2アンテナ部
26 第3アンテナ部
27 合成アンテナ部
51 RFID型タグ
52 表示シート

Claims (2)

  1. 複数の周波数でリーダライタと非接触による交信が自在であり、複数の周波数に対して対応自在なICチップが搭載されるRFID型シートであって、
    前記ICチップに対して、周波数毎に所定形状で形成される複数のアンテナ部と、
    前記複数のアンテナ部のうち、一のアンテナ部が交信可能で形成されると共に、他のアンテナ部が交信不能な形状で形成され、交信可能なアンテナ部の総てに対してアンテナ回路を形成させる前記ICチップが搭載されるシート基部と、
    少なくとも前記シート基部に形成されるもので、前記交信可能なアンテナ部を交信不能とし、前記交信不能なアンテナ部のうち、一のアンテナ部を交信可能とさせるために当該シート基部を所定箇所で分離させる所定数の切取部と、
    を有することを特徴とするRFID型シート。
  2. 請求項1記載のRFID型シートであって、前記切取部の端部に切り取りをガイドするための切取ガイド部が形成されることを特徴とするRFID型シート。
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