JP5803289B2 - Non-contact IC label and information identification system - Google Patents
Non-contact IC label and information identification system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5803289B2 JP5803289B2 JP2011123312A JP2011123312A JP5803289B2 JP 5803289 B2 JP5803289 B2 JP 5803289B2 JP 2011123312 A JP2011123312 A JP 2011123312A JP 2011123312 A JP2011123312 A JP 2011123312A JP 5803289 B2 JP5803289 B2 JP 5803289B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antenna
- magnetic sheet
- contact
- label
- antenna element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 23
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 description 29
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920006248 expandable polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 229920006327 polystyrene foam Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Credit Cards Or The Like (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Description
本発明は、UHF帯及びSHF帯で用いられる非接触ICラベル及び情報識別システムに関する。 The present invention relates to a contactless IC label and an information identification system used in the UHF band and the SHF band.
従来、RFIDタグ(非接触ICラベル)とリーダ(データ読取装置)等との間で、無線通信による情報のやりとりが行われている。しかし、このRFIDタグを金属製の被接着体に取り付けたときには通信性能が低下してしまうので、この問題点を解決するために、様々なRFIDタグの構成が検討されている。
例えば、13.56MHz帯の電波を用いる電磁誘導方式のRFIDタグでは、アンテナと被接着体の間に高透磁率の磁性体(磁性シート)を設け、アンテナと被接着体との間にロスの少ない磁束のルートを確保することで、金属製の被接着体に取り付けても通信性能を維持できるRFIDタグを実現している。
Conventionally, information is exchanged by wireless communication between an RFID tag (non-contact IC label) and a reader (data reader). However, when this RFID tag is attached to a metal adherend, the communication performance deteriorates. To solve this problem, various RFID tag configurations have been studied.
For example, in an electromagnetic induction type RFID tag that uses radio waves in the 13.56 MHz band, a magnetic material (magnetic sheet) having a high magnetic permeability is provided between the antenna and the adherend, and loss is caused between the antenna and the adherend. By securing a route of a small magnetic flux, an RFID tag that can maintain communication performance even when attached to a metal adherend is realized.
また、UHF帯及びSHF帯で用いられる電波方式のRFIDタグでは、アンテナと被接着体との間に誘電体また空気層を設けることで、アンテナと被接着体との隙間を確保し、被接着体の影響を抑える方法が一般的に用いられており、また、特許文献1にはアンテナと被接着体との間に磁性体を設ける構成も開示されている。 In addition, in radio frequency type RFID tags used in the UHF band and SHF band, a gap between the antenna and the adherend is secured by providing a dielectric or an air layer between the antenna and the adherend. A method of suppressing the influence of the body is generally used, and Patent Document 1 also discloses a configuration in which a magnetic material is provided between the antenna and the adherend.
現在、上記のUHF帯及びSHF帯で用いられる電波方式のRFIDタグは、その多くが直線偏波で動作する。このため、RFIDタグのIDデータを読み取る際には、データ読取装置を接近させる角度によって、データ読み取りの距離及び速度に差異が出てしまう。従って、現在は、円偏波で動作するパッチアンテナを用いたデータ読取装置を採用することによって、データ読み取り時の角度依存性を低減しており、読み取り効率を高め、利便性を向上している。 Currently, most of the radio frequency RFID tags used in the UHF band and the SHF band operate with linearly polarized waves. For this reason, when reading the ID data of the RFID tag, the distance and speed of data reading differ depending on the angle at which the data reader is approached. Therefore, by adopting a data reader using a patch antenna that operates with circular polarization, the angle dependency during data reading is reduced, reading efficiency is improved, and convenience is improved. .
しかしながら、上記の円偏波で動作するパッチアンテナの構造は立体的であり、また高価である。このため、データ読み取りの効率を維持したままデータ読取装置の薄型化及びコスト低減は困難であった。 However, the structure of the above-described patch antenna operating with circular polarization is three-dimensional and expensive. For this reason, it has been difficult to reduce the thickness and reduce the cost of the data reader while maintaining the efficiency of data reading.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、データ読み取りの効率を向上すると共に、データ読取装置の薄型化及びコスト低減を図ることが可能な非接触ICラベル及び情報識別システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and is a non-contact IC label and information identification capable of improving the efficiency of data reading and reducing the thickness and cost of the data reading device. The purpose is to provide a system.
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る非接触ICラベルは、磁性シートと、前記磁性シートの一方の面側に配置された複数のアンテナ部と、前記複数のアンテナ部に接続されるICチップとを備えた非接触ICラベルにおいて、前記複数のアンテナ部のうち少なくとも一対が、回転方向を同じくした円偏波で動作することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
That is, the non-contact IC label according to the present invention includes a magnetic sheet, a plurality of antenna portions disposed on one surface side of the magnetic sheet, and an IC chip connected to the plurality of antenna portions. The contact IC label is characterized in that at least a pair of the plurality of antenna portions operate with circularly polarized waves having the same rotation direction.
上記複数のアンテナ部のうち少なくとも一対がアレイアンテナとして働き、各々のアンテナ部からの円偏波の電波が空中で合成される。合成後の電波も各々のアンテナ部から円偏波と同じ回転方向を有する円偏波となるため、この電波に指向性はなく、データ読み取りの際の角度依存性を非接触ICラベル側で低減できる。 At least a pair of the plurality of antenna portions functions as an array antenna, and circularly polarized radio waves from the respective antenna portions are combined in the air. Since the combined radio waves are also circularly polarized waves having the same rotational direction as the circularly polarized waves from each antenna unit, the radio waves have no directivity, and the angle dependency when reading data is reduced on the non-contact IC label side it can.
また、本発明に係る非接触ICラベルは、前記複数のアンテナ部として、第1アンテナ部と第2アンテナ部とを備え、これら第1アンテナ部と第2アンテナ部とが回転方向を同じくした円偏波で動作することが好ましい。 The non-contact IC label according to the present invention includes a first antenna unit and a second antenna unit as the plurality of antenna units, and the first antenna unit and the second antenna unit have the same rotation direction. It is preferable to operate with polarization.
第1アンテナ部と第2アンテナ部とによる回転方向を同じくした円偏波の電波から、空中合成によって一つの円偏波の電波が生成される。この電波に指向性はないため、データ読み取りの際の角度依存性を非接触ICラベル側で低減でき、データ読み取りの効率をさらに向上できる。 One circularly polarized radio wave is generated by aerial synthesis from circularly polarized radio waves having the same rotation direction by the first antenna unit and the second antenna unit. Since this radio wave has no directivity, the angle dependency during data reading can be reduced on the non-contact IC label side, and the data reading efficiency can be further improved.
さらに、前記磁性シートは、前記磁性シートの厚さ方向に見たときに矩形状をなし、前記第1アンテナ部と前記第2アンテナ部とは、前記ICチップを挟むように配置され、前記第1アンテナ部は、前記磁性シートの一方の面側において、前記ICチップとの接続箇所から矩形状の前記磁性シートの短手方向においては前記ICチップから離間する方向のみに延在するとともに、前記磁性シートの長手方向においては前記長手方向の一方側のみに延在し、前記第2アンテナ部は、前記磁性シートの一方の面側において、前記ICチップとの接続箇所から前記短手方向においては前記ICチップから離間する方向のみに延在するとともに、前記長手方向においては前記長手方向の他方側のみに延在していてもよい。 Further, the magnetic sheet has a rectangular shape when viewed in the thickness direction of the magnetic sheet, and the first antenna portion and the second antenna portion are disposed so as to sandwich the IC chip, and The one antenna portion extends only in a direction away from the IC chip in the short direction of the rectangular magnetic sheet from the connection point with the IC chip on one surface side of the magnetic sheet, and In the longitudinal direction of the magnetic sheet, it extends only to one side of the longitudinal direction, and the second antenna part is located on one surface side of the magnetic sheet from the connection point with the IC chip in the lateral direction. It may extend only in a direction away from the IC chip, and may extend only in the other side of the longitudinal direction in the longitudinal direction .
前記第1アンテナ部と前記第2アンテナ部とを、ICチップの接続箇所からそれぞれ異なる方向、即ち、磁性シートの一方の面側の対角位置に配置することによって、容易に回転方向を同じくした円偏波で動作するように設けることができる。従って、空中合成によって指向性のない一つの円偏波の電波が生成され、データ読み取りの際の角度依存性を非接触ICラベル側で確実に低減でき、データ読み取りの効率を向上できる。 By arranging the first antenna part and the second antenna part in different directions from the connection location of the IC chip, that is, in a diagonal position on one surface side of the magnetic sheet, the rotation direction is easily made the same. It can be provided to operate with circular polarization. Therefore, one circularly polarized radio wave having no directivity is generated by aerial synthesis, and the angle dependency during data reading can be reliably reduced on the non-contact IC label side, and the efficiency of data reading can be improved.
また、本発明に係る情報識別システムは、上記の非接触ICラベルと、直線偏波によって動作し、前記非接触ICラベルへ電波を発信するデータ読取装置とを備えることを特徴とする。 In addition, an information identification system according to the present invention includes the above-described non-contact IC label and a data reader that operates by linear polarization and transmits radio waves to the non-contact IC label.
データ読取装置から発信された電波によって、非接触ICラベルが作動され、データ読取装置へ円偏波の電波が返信される。このため、データ読取装置へ返信された電波には指向性はなく、データ読取装置に直線偏波で動作されるものを用いても、データ読み取りの効率を低下させることがない。従って、データ読取装置の薄型化及びコスト低減を達成することが可能となる。 The non-contact IC label is activated by the radio wave transmitted from the data reader, and the circularly polarized radio wave is returned to the data reader. For this reason, the radio wave returned to the data reader has no directivity, and even if the data reader is operated with linear polarization, the data reading efficiency is not lowered. Therefore, it is possible to reduce the thickness and cost of the data reading device.
さらに、本発明に係る情報識別システムは、上記の非接触ICラベルと、円偏波によって動作し、前記非接触ICラベルへ電波を発信するデータ読取装置とを備えていてもよい。 Furthermore, the information identification system according to the present invention may include the above-described non-contact IC label and a data reader that operates by circular polarization and transmits radio waves to the non-contact IC label.
データ読取装置から発信された電波によって、非接触ICラベルが作動され、データ読取装置へ円偏波の電波を返信する。このため、データ読取装置へ返信された電波には指向性はないが、データ読取装置においても円偏波で動作するものを用いることによって、データの読み取りの効率をさらに向上することが可能となる。 The non-contact IC label is actuated by the radio wave transmitted from the data reader, and the circularly polarized radio wave is returned to the data reader. For this reason, although the radio wave returned to the data reading apparatus has no directivity, the data reading efficiency can be further improved by using the data reading apparatus that operates with circular polarization. .
上記アンテナ部が円偏波で動作することによって、非接触ICラベル側でデータ読み取りの際の角度依存性を低減できるため、データ読み取りの効率を向上でき、また、データ読取装置の薄型化及びコスト低減が可能となる。 Since the antenna section operates with circular polarization, the angle dependency at the time of data reading on the non-contact IC label side can be reduced, so that the efficiency of data reading can be improved, and the thickness and cost of the data reading device can be reduced. Reduction is possible.
以下、図1から図3を参照して、本発明の実施形態に係る情報識別システム1について説明する。
情報識別システム1は、ID情報を有する非接触ICラベル2と、ID情報を読み取るデータ読取装置Rとを備えており、このデータ読取装置Rから電波を発信し、非接触ICラベル2を作動させた後、非接触ICラベル2より返信される電波をデータ読取装置Rで受信することによって、ID情報を読み出す。
Hereinafter, an information identification system 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
The information identification system 1 includes a non-contact IC label 2 having ID information and a data reader R that reads the ID information. The data reader R transmits radio waves to operate the non-contact IC label 2. Then, the ID information is read by receiving the radio wave returned from the non-contact IC label 2 by the data reader R.
データ読取装置Rは、直線偏波のアンテナを有する電波送受信装置である。 The data reading device R is a radio wave transmitting / receiving device having a linearly polarized antenna.
非接触ICラベル2は、磁性シート11と磁性シート11の一方の面側に設けられた通信部12とを有している。 The non-contact IC label 2 includes a magnetic sheet 11 and a communication unit 12 provided on one surface side of the magnetic sheet 11.
磁性シート11は、磁性粒子、または磁性フレークとプラスチックまたはゴムとによる複合材等の公知の材料からなる部材であり、矩形状をなしている。
以下、磁性シート11の短手方向を第1の方向Dと称し、長手方向を第2の方向Eと称する。
The magnetic sheet 11 is a member made of a known material such as a composite material of magnetic particles or magnetic flakes and plastic or rubber, and has a rectangular shape.
Hereinafter, the short direction of the magnetic sheet 11 is referred to as a first direction D, and the longitudinal direction is referred to as a second direction E.
そして、この磁性シート11の構造は、図3に示すように、複数の薄い円盤状の磁性合金が磁性シート11の厚さ方向(図3のZ方向)に互いに重なるように、その外周面を第1の方向D(図3のX方向)と第2の方向E(図3のY方向)に向けた状態で配置されている。 As shown in FIG. 3, the structure of the magnetic sheet 11 is such that a plurality of thin disk-shaped magnetic alloys overlap each other in the thickness direction of the magnetic sheet 11 (Z direction in FIG. 3). They are arranged in a state facing the first direction D (X direction in FIG. 3) and the second direction E (Y direction in FIG. 3).
このような構造によって、この磁性シート11においては、X方向及びY方向へは磁束(磁界)が透過するが、電界の透過は少ない。一方、Z方向へは磁束(磁界)の透過は少ないが、電界は透過する。従って、磁性シート11は電界と磁界とに対して異方性を有しており、即ち、この磁性シート11の物性値は、誘電率と透磁率との二つの主たるパラメータによって決定される。 With such a structure, in the magnetic sheet 11, a magnetic flux (magnetic field) is transmitted in the X direction and the Y direction, but transmission of an electric field is small. On the other hand, the transmission of magnetic flux (magnetic field) is small in the Z direction, but the electric field is transmitted. Therefore, the magnetic sheet 11 has anisotropy with respect to an electric field and a magnetic field, that is, the physical property value of the magnetic sheet 11 is determined by two main parameters, a dielectric constant and a magnetic permeability.
通信部12は、データ読取装置Rとの間で電波の送受信を行うものであり、外形は矩形状をなし、外形寸法は磁性シート11よりも小さく設定されている。 The communication unit 12 transmits and receives radio waves to and from the data reading device R. The outer shape is rectangular and the outer dimension is set smaller than that of the magnetic sheet 11.
また、この通信部12は、図示しない基材13と、この基材13の一方の面側に一体に設けられた第1アンテナ部14、第2アンテナ部15及びICチップ16と、これら第1アンテナ部14、第2アンテナ部15及びICチップ16とを接続する回路部17とを有する。そして、これら全てを覆うように磁性シート11の一方の面側が接着されている。 このとき、磁性シート11と通信部12とは、これらの中心を一致させて磁性シート11の一方の面側に通信部12が配置されている。 The communication unit 12 includes a base material 13 (not shown), a first antenna unit 14, a second antenna unit 15, and an IC chip 16 that are integrally provided on one surface side of the base material 13. The circuit unit 17 connects the antenna unit 14, the second antenna unit 15, and the IC chip 16. And the one surface side of the magnetic sheet 11 is adhere | attached so that all of these may be covered. At this time, the communication unit 12 is disposed on one surface side of the magnetic sheet 11 so that the centers of the magnetic sheet 11 and the communication unit 12 coincide with each other.
基材13は、PET等の樹脂からなるフィルム状の部材である。 The base material 13 is a film-like member made of a resin such as PET.
第1アンテナ部14は、データ読取装置Rとの間で電波の送受信を行うものであり、第1接続パッド21と、この第1接続パッド21に電気的に接続される第1アンテナエレメント23とを有している。 The first antenna unit 14 transmits and receives radio waves to and from the data reader R, and includes a first connection pad 21 and a first antenna element 23 electrically connected to the first connection pad 21. have.
第1接続パッド21は磁性シート11の厚さ方向から見て正方形状をなす部材であり、基材13の一方の面側に銀ペーストインキを印刷することによって基材13と一体に設けられ、基材13の中心近傍において回路部17に電気的に接続されている。 The first connection pad 21 is a member having a square shape when viewed from the thickness direction of the magnetic sheet 11, and is provided integrally with the base material 13 by printing silver paste ink on one surface side of the base material 13, Near the center of the base material 13, it is electrically connected to the circuit portion 17.
また、図2(a)に示すように、この第1アンテナエレメント23は第1接続パッド21に連続するように、この第1接続パッド21に電気的に接続されている。そして、基材13の他方の面側から見た場合、第1アンテナエレメント23は、第1の方向一方側D1(図2の紙面上側)、及び第2の方向一方側E1(図2の紙面左側)に向かって延在する矩形状をなすアルミニウムの薄膜等よりなる部材である。 Further, as shown in FIG. 2A, the first antenna element 23 is electrically connected to the first connection pad 21 so as to be continuous with the first connection pad 21. When viewed from the other surface side of the base material 13, the first antenna element 23 has one side D1 in the first direction D1 (upper side in FIG. 2) and one side E1 in the second direction E1 (in FIG. 2). It is a member made of an aluminum thin film or the like having a rectangular shape extending toward the left side.
第2アンテナ部15は、第1アンテナ部14と同様に、データ読み取り装置との間で電波の送受信を行うものであり、第2接続パッド22と第2アンテナエレメント24とを有している。そして、第2接続パッド22は、磁性シート11の厚さ方向から見て正方形状をなす部材であり、基材13の一方の面側に銀ペーストインキを印刷することによって基材13と一体に設けられ、基材13の中心近傍において回路部17に電気的に接続されている。 Similar to the first antenna unit 14, the second antenna unit 15 transmits and receives radio waves to and from the data reading device, and includes a second connection pad 22 and a second antenna element 24. And the 2nd connection pad 22 is a member which makes square shape seeing from the thickness direction of the magnetic sheet 11, and is integrated with the base material 13 by printing silver paste ink on the one surface side of the base material 13. It is provided and is electrically connected to the circuit portion 17 in the vicinity of the center of the base material 13.
第2アンテナエレメント24は第2接続パッド22に連続するようにこの第2接続パッド22に電気的に接続され、基材13の他方の面側から見た場合、第1の方向他方側D2(図2の紙面下側)、及び第2の方向他方側E2(図2の紙面右側)に向かって延在する矩形状をなすアルミニウムの薄膜等よりなる部材である。 The second antenna element 24 is electrically connected to the second connection pad 22 so as to be continuous with the second connection pad 22, and when viewed from the other surface side of the base material 13, the second direction D 2 ( This is a member made of a thin aluminum film or the like having a rectangular shape extending toward the other side E2 in the second direction (the lower side in FIG. 2) and the other side E2 in the second direction (the right side in FIG. 2).
従って、第1アンテナ部14と第2アンテナ部15とは、基材13の一方の面側に回路部17を挟んで対角位置に配置されていることとなる。 Therefore, the first antenna part 14 and the second antenna part 15 are arranged at diagonal positions with the circuit part 17 sandwiched between one surface side of the base material 13.
なお、図2(b)には、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の延在方向が、上記の図2(a)とは逆になる場合を示している。即ち、基材13の他方の面側から見た場合、第1アンテナエレメント23は基材13の中心近傍から第1の方向一方側D1(図2の紙面上側)、及び第2の方向他方側E2(図2の紙面右側)に向かって延在し、また、第2アンテナエレメント24は基材13の中心近傍から第1の方向他方側D2(図2の紙面下側)、及び第2の方向一方側E1(図2の紙面左側)に向かって延在している。 FIG. 2B shows a case where the extending directions of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 are opposite to those in FIG. That is, when viewed from the other surface side of the base material 13, the first antenna element 23 is located near the center of the base material 13 in the first direction one side D <b> 1 (upper side in FIG. 2) and in the second direction other side. The second antenna element 24 extends from the vicinity of the center of the base member 13 in the first direction D2 (the lower side of the drawing in FIG. 2), and the second antenna element 24. It extends toward the direction one side E1 (left side in FIG. 2).
ここで、図2(a)に示す第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の配置を「配置A」と称し、図2(b)に示す配置を「配置B」と称する。 Here, the arrangement of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 illustrated in FIG. 2A is referred to as “arrangement A”, and the arrangement illustrated in FIG. 2B is referred to as “arrangement B”.
ICチップ16は、基材13の一方の面側に配置されていると共に、不図示の電気接点から電波方式により電波のエネルギーを供給することで、記憶された情報をこの電気接点から外部に電波として伝達させる公知の電子部品である。また、ICチップ16は、上記電気接点に電気的に接続される回路部17を介して、第1接続パッド21及び第2接続パッド22、即ち、第1アンテナ部14及び第2アンテナ部15に接続されている。 The IC chip 16 is disposed on one surface side of the base material 13 and supplies radio wave energy from an electrical contact (not shown) by a radio wave system so that stored information can be transmitted from the electrical contact to the outside. It is a known electronic component to be transmitted as. In addition, the IC chip 16 is connected to the first connection pad 21 and the second connection pad 22, that is, the first antenna unit 14 and the second antenna unit 15 through the circuit unit 17 electrically connected to the electrical contact. It is connected.
回路部17は、所定の形状に蛇行させた配線により形成されており、その外形は、第1の方向Dを短手方向とし、第2の方向Eを長手方向とした略矩形状をなしている。 The circuit portion 17 is formed by wiring meandering into a predetermined shape, and its outer shape has a substantially rectangular shape with the first direction D as the short direction and the second direction E as the long direction. Yes.
また、回路部17は、ICチップ16の内部インピーダンスと、第1アンテナ部14及び第2アンテナ部15のアンテナインピーダンスを整合させるためのインダクタンス値、及び抵抗値で構成されたインピーダンス整合回路となっている。そして、この回路部17は、第1アンテナ部14と第2アンテナ部15とによって第1の方向Dに挟まれるように配置され、回路部17の第2の方向一方側E1の端部おいてICチップ16の不図示の電気接点に電気的に接続されている。 The circuit unit 17 is an impedance matching circuit configured by an inductance value and a resistance value for matching the internal impedance of the IC chip 16 with the antenna impedances of the first antenna unit 14 and the second antenna unit 15. Yes. And this circuit part 17 is arrange | positioned so that it may be pinched | interposed into the 1st direction D by the 1st antenna part 14 and the 2nd antenna part 15, and in the edge part of the 2nd direction one side E1 of the circuit part 17 The IC chip 16 is electrically connected to an electrical contact (not shown).
さらに、回路部17は、第1接続パッド21、第2接続パッド22と同様に、基材13の一方の面側に銀ペーストインキを印刷することによって基材13と一体に設けられるものである。 Furthermore, like the first connection pad 21 and the second connection pad 22, the circuit unit 17 is provided integrally with the base material 13 by printing silver paste ink on one surface side of the base material 13. .
以上のような情報識別システム1によれば、非接触ICラベル2が、基材13に銀ペーストインキが印刷されることで、第1アンテナ部14及び第2アンテナ部15と回路部17とがいわゆる薄型のダイポールアンテナの構造を形成する。また、磁性シート11が設けられることによって、データ読取装置Rとの間で電波の送受信を行いICチップ16の情報を読み出すことが可能となる。 According to the information identification system 1 as described above, the first antenna unit 14, the second antenna unit 15, and the circuit unit 17 are formed by printing the silver paste ink on the base material 13 of the non-contact IC label 2. A so-called thin dipole antenna structure is formed. In addition, by providing the magnetic sheet 11, it is possible to read and receive information from the IC chip 16 by transmitting and receiving radio waves to and from the data reader R.
ここで、配置Aの場合では、第1接続パッド21から第1アンテナエレメント23へ伝達した電流は、磁性シート11の一方の面側から見た場合に左回りに回転する円偏波、即ち、左旋円偏波となって、第1アンテナエレメント23内を伝播する。同様に、第2アンテナエレメント24内においても左旋円偏波が伝播する。 Here, in the case of the arrangement A, the current transmitted from the first connection pad 21 to the first antenna element 23 is a circularly polarized wave that rotates counterclockwise when viewed from one side of the magnetic sheet 11, that is, It propagates in the first antenna element 23 as a left-handed circularly polarized wave. Similarly, a left-handed circularly polarized wave propagates in the second antenna element 24.
一方、配置Bの場合では、第1接続パッド21から第1アンテナエレメント23へ伝達した電流は、磁性シート11の一方の面側から見た場合に右回りに回転する円偏波、即ち、右旋円偏波となって、第1アンテナエレメント23内を伝播する。同様に、第2アンテナエレメント24内においても右旋円偏波が伝播する。 On the other hand, in the case of the arrangement B, the current transmitted from the first connection pad 21 to the first antenna element 23 is a circularly polarized wave that rotates clockwise when viewed from one surface side of the magnetic sheet 11, that is, right A circularly polarized wave is propagated through the first antenna element 23. Similarly, right-handed circularly polarized waves propagate in the second antenna element 24.
なお、円偏波とは、垂直偏波と水平偏波とが位相が90°ずれた状態で合成されたものであり、偏波面が回転しながら伝播する。 Note that the circularly polarized wave is a combination of vertically polarized waves and horizontally polarized waves that are 90 ° out of phase, and propagates while the plane of polarization rotates.
ここで、円偏波の回転方向は、回路部17と第1アンテナ部14及び第2アンテナ部15との接続部、即ち、第1接続パッド21及び第2接続パッド22が配置される位置を基点とした第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の延在方向によって決定されるものである。 Here, the rotation direction of the circularly polarized wave is a connection portion between the circuit portion 17 and the first antenna portion 14 and the second antenna portion 15, that is, a position where the first connection pad 21 and the second connection pad 22 are arranged. This is determined by the extending directions of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 as the base points.
このように、第1アンテナ部14及び第2アンテナ部15において生成された円偏波は、第1アンテナ部14及び第2アンテナ部15がアレイアンテナとして働き、各々からの円偏波が空中合成される。そしてこの合成された円偏波についても、各々の円偏波と同じ回転方向を有する円偏波の電波となるため、この電波に指向性はなく、非接触ICラベル2側でデータ読み取り時の角度依存性を低減できる。 As described above, the circularly polarized waves generated in the first antenna unit 14 and the second antenna unit 15 are the first antenna unit 14 and the second antenna unit 15 function as an array antenna, and the circularly polarized waves from each of them are combined in the air. Is done. This synthesized circularly polarized wave also becomes a circularly polarized radio wave having the same rotation direction as each circularly polarized wave. Therefore, this radio wave has no directivity, and the non-contact IC label 2 side does not have any directivity when reading data. Angle dependency can be reduced.
本実施形態に係る情報識別システム1においては、円偏波で動作する非接触ICラベル2によって、この非接触ICラベル2側でデータ読取時の角度依存性を低減できる。従って、データの読み取り効率を向上でき、また、データ読取装置Rにパッチアンテナを採用せず直線偏波で動作するものを使用することが可能となり、データ読取装置Rの薄型化及びコスト低減が達成できる。 In the information identification system 1 according to the present embodiment, the non-contact IC label 2 operating with circular polarization can reduce the angle dependency at the time of data reading on the non-contact IC label 2 side. Therefore, it is possible to improve the data reading efficiency, and it is possible to use a data reader R that does not employ a patch antenna and operates with a linearly polarized wave, thereby reducing the thickness and reducing the cost of the data reader R. it can.
さらに、第1アンテナ部14及び第2アンテナ部15が配置Aの場合には、電流は左旋円偏波となっているため、データ読取装置Rに左旋円偏波で動作するものを用いることによって、データ読み取り効率をさらに向上できる。一方、配置Bの場合には右旋円偏波で動作するものを用いることによって、さらなるデータ読み取り効率の向上を達成できる。 Further, when the first antenna unit 14 and the second antenna unit 15 are in the arrangement A, the current is left-handed circularly polarized wave. Therefore, by using the data reading device R that operates with left-handed circularly polarized wave. Data reading efficiency can be further improved. On the other hand, in the case of the arrangement B, further improvement in data reading efficiency can be achieved by using a device that operates by right-handed circular polarization.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳細を説明したが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更等も含まれる。
例えば、本実施形態においては、第1接続パッド21、第2接続パッド22及び回路部17は、基材13に銀ペーストインキを印刷することによって基材13に一体に設けられているが、アルミまたは銅等の薄膜をエッチングすることによって、基材13表面にこれらを形成してもよい。
The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the present embodiment, and includes changes in the configuration without departing from the gist of the present invention. .
For example, in the present embodiment, the first connection pad 21, the second connection pad 22, and the circuit unit 17 are integrally provided on the base material 13 by printing silver paste ink on the base material 13. Or you may form these in the base-material 13 surface by etching thin films, such as copper.
また、第1アンテナエレメント23、第2アンテナエレメント24の形状は本実施形態のものに限定されず、例えば、磁性シート11の厚さ方向から見た際に、円形状、楕円形状、多角形状等をなしていてもよい。さらに、第1アンテナエレメント23、第2アンテナエレメント24形状が互いに異なっていてもよい。 The shapes of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 are not limited to those of the present embodiment. For example, when viewed from the thickness direction of the magnetic sheet 11, a circular shape, an elliptical shape, a polygonal shape, and the like. You may have done. Further, the shapes of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 may be different from each other.
そして、第1アンテナ部14、第2アンテナ部15は、第1の方向D、又は第2の方向Eの互いに異なる方向に配置されていればよく、本実施形態の配置に限定されない。具体的には、回路部17を第1の方向D、又は第2の方向Eから挟むように配置する等も可能である。
さらに、第1アンテナ部14、第2アンテナ部15の二つアンテナ部を設けることに限定されず、複数設けてもよい。この場合、少なくとも一対のアンテナ部が回転方向を同じくする円偏波で動作するように複数設ける必要がある。
And the 1st antenna part 14 and the 2nd antenna part 15 should just be arrange | positioned in the mutually different direction of the 1st direction D or the 2nd direction E, and are not limited to arrangement | positioning of this embodiment. Specifically, it is possible to arrange the circuit unit 17 so as to be sandwiched from the first direction D or the second direction E.
Further, the present invention is not limited to providing the first antenna unit 14 and the second antenna unit 15, and a plurality of antenna units may be provided. In this case, it is necessary to provide a plurality of antenna units so that at least a pair of antenna units operate with circularly polarized waves having the same rotation direction.
そして、磁性シート11と、第1アンテナ部14及び第2アンテナ部15との間には、樹脂の部材や空気層を設けてもよい。 A resin member or an air layer may be provided between the magnetic sheet 11 and the first antenna unit 14 and the second antenna unit 15.
なお、非接触ICラベル2を実際に用いる場合には目視または機械読み取りのための文字や図形等の情報を基材13上に記載してもよい。またこれらの情報が記載されたフィルムや紙類を基材13に設けてもよいし、プリンタ等によってこれらの情報を記載しても構わない。 When the non-contact IC label 2 is actually used, information such as characters and figures for visual or machine reading may be described on the substrate 13. Further, a film or paper on which such information is described may be provided on the base material 13, or such information may be described by a printer or the like.
ここで、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の円偏波特性を確認する実験を行なった。以下、図4及び図5を参照して説明する。 Here, an experiment for confirming the circular polarization characteristics of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 was performed. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS.
(実験)
実験には、下記に示す機材、及び材料を使用した。
・磁性シート11:大同特殊鋼(株)製 NRC010(厚さ100μm)及びNRC025(厚さ250μm)
・ICチップ16:NXP社製 UCODE G2iL
・第1アンテナエレメント23、第2アンテナエレメント24:厚さ12μmのアルミニウムの薄膜
・基材13:厚さ50μmのPETフィルム
・回路部17、第1接続パッド21、第2接続パッド22:自社製。基材13上に銀ペーストインキでパターンを印刷(厚さ8μm)
・データ読取装置R1:950MHz帯RFID用リーダライタ 三菱電機社製、RF−RW002(最大出力1W 30dBm)
・読取アンテナA:950MHz帯RFID用アンテナ 三菱電機社製
RF−ATCP001(左旋円偏波 最大利得6dBi)
・固定減衰器T:ヒロセ電機製 AT−103(減衰量 3dB)
・金属板W:ステンレス製(250mm×250mm×0.5mm)
(Experiment)
The equipment and materials shown below were used for the experiment.
Magnetic sheet 11: NRC010 (thickness 100 μm) and NRC025 (thickness 250 μm) manufactured by Daido Steel Co., Ltd.
IC chip 16: UCODE G2iL made by NXP
First antenna element 23, second antenna element 24: aluminum thin film having a thickness of 12 μm Base material 13: PET film having a thickness of 50 μm Circuit portion 17, first connection pad 21, second connection pad 22: made in-house . Print pattern on substrate 13 with silver paste ink (thickness 8μm)
Data reader R1: 950 MHz band RFID reader / writer, manufactured by Mitsubishi Electric Corporation, RF-RW002 (maximum output 1W 30 dBm)
Read antenna A: 950 MHz band RFID antenna RF-ATCP001 (left-handed circularly polarized wave maximum gain 6 dBi) manufactured by Mitsubishi Electric Corporation
Fixed attenuator T: Hirose Electric AT-103 (Attenuation 3 dB)
-Metal plate W: Made of stainless steel (250 mm x 250 mm x 0.5 mm)
(サンプルの作成)
磁性シート11の大きさは、第1の方向Dの長さ(以下、単に「幅」と称する)を45mm、第2の方向Eの長さ(以下、単に「長さ」と称する)を125mmとし、厚さを100μmと250μmの2種類とした。第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24は、幅を5mm、10mm(磁性シート11の厚さが100μmの時のみ)及び15mmと3段階に変え、長さを20mm、30mm及び40mmと3段階に変えた。即ち、合計9種類の第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24を用いた。
第1接続パッド21及び第2接続パッド22は1辺が5mmの正方形状とし、第1接続パッド21と第2接続パッド22との第1の方向Dの間隔を6mmとした。
(Create sample)
The magnetic sheet 11 has a length in the first direction D (hereinafter simply referred to as “width”) of 45 mm, and a length in the second direction E (hereinafter simply referred to as “length”) of 125 mm. And two types of thicknesses of 100 μm and 250 μm. The first antenna element 23 and the second antenna element 24 have a width of 5 mm, 10 mm (only when the thickness of the magnetic sheet 11 is 100 μm) and 15 mm, and three stages, and a length of 20 mm, 30 mm, and 40 mm, and three stages. Changed to. That is, a total of nine types of first antenna elements 23 and second antenna elements 24 were used.
The first connection pad 21 and the second connection pad 22 have a square shape with a side of 5 mm, and the distance between the first connection pad 21 and the second connection pad 22 in the first direction D is 6 mm.
(実験手順)
図4に示すように、ステンレス製の金属板W上に、上記のいずれかの厚さの磁性シート11を配置した。そして、この磁性シート11上の図2に示す位置同様に、上記のいずれかの大きさの第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24を配置し、さらにその上に回路部17と第1接続パッド21及び第2接続パッド22とを基材13の一方の面上に印刷することによって配置した。このとき、第1アンテナエレメント23は第1接続パッド21に電気的に接続されるように、また第2アンテナエレメント24は第2接続パッド22に電気的に接続されるように配置されている。
(Experimental procedure)
As shown in FIG. 4, on the stainless steel metal plate W, the magnetic sheet 11 having any one of the above thicknesses was disposed. Then, similarly to the position shown in FIG. 2 on the magnetic sheet 11, the first antenna element 23 and the second antenna element 24 of any of the above sizes are arranged, and the circuit portion 17 and the first connection are further provided thereon. The pads 21 and the second connection pads 22 were arranged by printing on one surface of the substrate 13. At this time, the first antenna element 23 is arranged to be electrically connected to the first connection pad 21, and the second antenna element 24 is arranged to be electrically connected to the second connection pad 22.
基材13の他方の面側には、不図示の発泡スチロールを載置すると共に、第1アンテナエレメント23と第1接続パッド21とが、また、第2アンテナエレメント24と第2接続パッド22とが確実に接続されるように、金属板Wから発泡スチロールまでをまとめてバンドで固定した。 A foamed polystyrene (not shown) is placed on the other surface side of the substrate 13, and the first antenna element 23 and the first connection pad 21, and the second antenna element 24 and the second connection pad 22 are provided. The metal plate W to the foamed polystyrene were collectively fixed with a band so as to be securely connected.
そして、発泡スチロール側から読み取りアンテナを近づけ、電波方式によりICチップ16に記憶されたID情報を読み取った。そして、読取アンテナAが非接触で通信部12から情報を読み取ることができる距離の最大値(通信距離)を求めた。
なお、発泡スチロール及び基材13は、通信距離の測定結果にはほとんど影響を与えないことが分かっている。
Then, the reading antenna was approached from the polystyrene foam side, and the ID information stored in the IC chip 16 was read by the radio wave method. And the maximum value (communication distance) of the distance which the reading antenna A can read information from the communication part 12 in non-contact was calculated | required.
In addition, it is known that the polystyrene foam and the base material 13 hardly affect the measurement result of the communication distance.
1つの仕様の測定が終わると、バンドを取り外し、磁性シート11と基材13との間に挟まれた第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24を取り外し、大きさの仕様が異なる第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24を磁性シート11と基材13との間に挟んでバンドで固定し、測定を行った。 When the measurement of one specification is finished, the band is removed, the first antenna element 23 and the second antenna element 24 sandwiched between the magnetic sheet 11 and the base material 13 are removed, and the first antennas having different size specifications are removed. The element 23 and the second antenna element 24 were sandwiched between the magnetic sheet 11 and the base material 13 and fixed with a band, and measurement was performed.
そして、図2に示す第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の配置A及び配置Bのそれぞれにおいて、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の幅を5mm、10mm(磁性シート11の厚さが100μmの時のみ)及び15mmの3段階に、長さを20mm、30mm及び40mmの3段階に、磁性シート11の厚さを100μm及び250μmの2段階に変え、通信距離の測定を繰り返した。 In each of the arrangements A and B of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 shown in FIG. 2, the widths of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 are 5 mm and 10 mm (the thickness of the magnetic sheet 11). (Only when the thickness is 100 μm) and three steps of 15 mm, the length is changed to three steps of 20 mm, 30 mm and 40 mm, and the thickness of the magnetic sheet 11 is changed to two steps of 100 μm and 250 μm, and the measurement of the communication distance is repeated. .
実験に使用したデータ読取装置R1及び読取アンテナAは、本発明の非接触ICラベル2の読み取りに適したUHF帯高出力リーダライタ及びアンテナである。
データ読取装置R1の最高出力は1W(30dBm)であるが、実験環境の都合上データ読取装置R1と読取アンテナAとを結ぶ同軸ケーブル上に−3dBの固定減衰器Tを接続し、データ読取装置R1の出力を0.5W(27dBm)に減衰させて実験を行なった。
なお、実験に使用した読取アンテナAは左旋円偏波で動作するパッチアンテナである。
The data reader R1 and the reading antenna A used in the experiment are a UHF band high-power reader / writer and antenna suitable for reading the non-contact IC label 2 of the present invention.
Although the maximum output of the data reader R1 is 1 W (30 dBm), a -3 dB fixed attenuator T is connected to the coaxial cable connecting the data reader R1 and the reading antenna A for the convenience of the experimental environment. The experiment was performed with the output of R1 attenuated to 0.5 W (27 dBm).
Note that the reading antenna A used in the experiment is a patch antenna that operates by left-handed circular polarization.
ここで、読み取りの対象が左旋円偏波または右旋円偏波で動作していれば、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の配置A及び配置Bによって通信距離に差が出るはずである。即ち、左旋円偏波の配置Aでは通信距離が伸びて、対する右旋円偏波の配置Bでは通信距離が低下してしまった場合には、通信距離が伸びた配置Aでは読取アンテナAから見て左旋円偏波で動作していると推察される。反対に通信距離が低下してしまった配置Bでは読取アンテナAから見て右旋円偏波で動作していると推察される。第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメントの円偏波特性はこのような方法及び考え方で確認を行なった。 Here, if the object to be read is operating with left-handed circular polarization or right-handed circular polarization, there should be a difference in communication distance depending on the arrangement A and arrangement B of the first antenna element 23 and the second antenna element 24. is there. That is, when the communication distance is extended in the left-handed circularly polarized wave arrangement A and the communication distance is lowered in the right-handed circularly polarized wave arrangement B, the communication distance from the reading antenna A is increased in the arrangement A with the longer communication distance. It is inferred that it is operating with left-handed circular polarization. On the contrary, it is presumed that in the arrangement B where the communication distance has decreased, it operates with right-handed circular polarization as viewed from the reading antenna A. The circular polarization characteristics of the first antenna element 23 and the second antenna element were confirmed by such a method and concept.
(結果)
図5に磁性シート11の厚さを100μにした時の実験結果をそれぞれ示す。
図5(a)に示すように、磁性シート11の厚さが100μmと薄く、また第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の第1の方向Dの長さ(以下、単に「アンテナ幅」と称する)も最も小さい5mmであるため、全般的に通信距離の値が低い。第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の配置に関する通信距離の差であるが、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の第2方向の長さ(以下、単に「アンテナ長」と称する)が20mmの場合のみ配置Aと配置Bとに格差がみられるものの、他のアンテナ長については、配置Aと配置Bとの格差は少ない。
(result)
FIG. 5 shows the experimental results when the thickness of the magnetic sheet 11 is 100 μm.
As shown in FIG. 5A, the thickness of the magnetic sheet 11 is as thin as 100 μm, and the length of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 in the first direction D (hereinafter simply referred to as “antenna width”). The value of communication distance is generally low because it is the smallest 5 mm. The difference in communication distance regarding the arrangement of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 is the length in the second direction of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 (hereinafter simply referred to as “antenna length”). ) Is 20 mm, there is a difference between the arrangement A and the arrangement B, but the difference between the arrangement A and the arrangement B is small for other antenna lengths.
図5(b)はアンテナ幅を10mmとした場合の実験結果であり、全てのアンテナ長で同一の通信距離であった。また、全てのアンテナ長で配置Aが配置Bと比べ通信距離が伸びており、アンテナ幅が5mmの時と比べるとその格差は広がっている。 FIG. 5B shows the experimental results when the antenna width is 10 mm, and the communication distance is the same for all antenna lengths. In addition, the communication distance is longer for arrangement A than arrangement B for all antenna lengths, and the disparity is wider than when the antenna width is 5 mm.
図5(c)はアンテナ幅が最も広い15mmとした場合の実験結果であり、アンテナ幅が10mmの時と比べると、配置Bでアンテナ長が20mm以外は、配置A、配置B共に全てのアンテナ長で通信距離が伸びており、また全てのアンテナ長で配置Aと配置Bとの格差も明確である。 FIG. 5C shows experimental results when the antenna width is 15 mm, which is the widest. Compared to the case where the antenna width is 10 mm, all antennas in both arrangement A and arrangement B except for the antenna length of arrangement B and 20 mm. The communication distance is long and the disparity between the arrangement A and the arrangement B is clear for all antenna lengths.
次に、図6に磁性シート11の厚さを250μにした時の実験結果はそれぞれ示す。
図6(a)はアンテナ幅を5mmとした場合の実験結果であり、全てのアンテナ長で配置Aは、磁性シート11の厚さが100μmの結果と比べて通信距離が大幅に伸びていることが分かる。これに対して配置Bでは通信距離の伸びは少ない、また全てのアンテナ長で配置Aと配置Bとの格差も明確である。
Next, FIG. 6 shows the experimental results when the thickness of the magnetic sheet 11 is 250 μm.
FIG. 6A shows the experimental results when the antenna width is 5 mm, and the arrangement A has a significantly increased communication distance compared to the result when the thickness of the magnetic sheet 11 is 100 μm at all antenna lengths. I understand. On the other hand, in the arrangement B, there is little increase in the communication distance, and the disparity between the arrangement A and the arrangement B is clear for all antenna lengths.
図6(b)はアンテナ幅が最も広い15mmとした場合の実験結果であり、全てのアンテナ長で配置Aは、磁性シート11の厚さが100μmの結果と比べ通信距離が大幅に伸びていることが分かる。また配置Bも同様に通信距離が伸びており、全てのアンテナ長で配置Aと配置Bとの格差も明確である。 FIG. 6B shows the experimental results when the antenna width is 15 mm, which is the widest, and the arrangement A has a significantly longer communication distance than the result of the magnetic sheet 11 having a thickness of 100 μm at all antenna lengths. I understand that. Similarly, the communication distance of the arrangement B is increased, and the difference between the arrangement A and the arrangement B is clear at all antenna lengths.
このように、アンテナ長、アンテナ幅及び磁性シート11の厚さを大きくすることによって通信距離は伸びることが確認できるが、それぞれの同一の実験条件において比較した場合では、配置Aの方が配置Bと比べ通信距離が伸びていることが確認できた。 As described above, it can be confirmed that the communication distance is increased by increasing the antenna length, the antenna width, and the thickness of the magnetic sheet 11. However, when compared under the same experimental conditions, the arrangement A is more preferable than the arrangement B. It was confirmed that the communication distance has increased compared to
そして上述の実験結果から、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24は読取アンテナAから見て左旋円偏波で動作しているといえる。また反対に、通信距離が低い配置Bの第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24は読取アンテナAから見て右旋円偏波で動作しているといえる。 From the above experimental results, it can be said that the first antenna element 23 and the second antenna element 24 are operating in a left-handed circularly polarized wave as viewed from the reading antenna A. On the other hand, it can be said that the first antenna element 23 and the second antenna element 24 in the arrangement B having a low communication distance operate with right-handed circular polarization as viewed from the reading antenna A.
なお、空気中において電界の作用で動作している半波長ダイポールアンテナ型の一般的なRFIDタグ(非接触ICラベル)では、通信距離に及ぼす影響はアンテナエレメントのアンテナ長が支配的であり、アンテナエレメントのアンテナ幅はその帯域を広げる程度の作用しかないことが一般に知られている。今回行った実験の構成では、この傾向とは異なり、通信距離に及ぼす影響はアンテナ幅の要素が大きく、このアンテナ幅を広げることにより通信距離を改善できることも確認された。 Note that in a general RFID tag of a half-wavelength dipole antenna type (non-contact IC label) operating in the air by the action of an electric field, the antenna length of the antenna element is dominant in the influence on the communication distance. It is generally known that the antenna width of an element has only an effect of widening its band. In contrast to this trend, it was confirmed that the effect of the experiment on the communication distance was greatly affected by the antenna width, and that the communication distance could be improved by widening the antenna width.
そして、磁性シート11の電気的な物性値(透磁率、磁性損失、誘電率、誘電損失等)を好適なものにすることと、回路部17のインピーダンス、磁性シート11の厚さ、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の大きさを最適化することで、通信距離を更に向上できると推察される。 Then, the electrical property values (permeability, magnetic loss, dielectric constant, dielectric loss, etc.) of the magnetic sheet 11 are made suitable, the impedance of the circuit unit 17, the thickness of the magnetic sheet 11, the first antenna It is assumed that the communication distance can be further improved by optimizing the sizes of the element 23 and the second antenna element 24.
さらに、磁性シート10の厚さが100μm以上で、かつ、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24のアンテナ幅がそれぞれ5mm以上であれば、アンテナ長を小さくしても通信距離の著しい低下はないことから、通信距離をある程度維持したまま、非接触ICラベル2を第2の方向Eについて小型化することもできる。この小型化により非接触ICラベル2の製造コストを低減することができる。 Furthermore, if the thickness of the magnetic sheet 10 is 100 μm or more and the antenna widths of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 are each 5 mm or more, the communication distance is significantly reduced even if the antenna length is reduced. Therefore, the non-contact IC label 2 can be downsized in the second direction E while maintaining a certain communication distance. This miniaturization can reduce the manufacturing cost of the non-contact IC label 2.
逆に、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24のアンテナ長を大きくすることで、多少ではあるが通信距離の改善を図ることもできる。さらに上述のように、磁性シート11の電気的な物性値(透磁率、磁性損失、誘電率、誘電損失等)を変えることにより、アンテナ長をさらに大きくすること(40mm以上等)で、さらなる通信距離が得られる可能性もある。即ち、アンテナ長≒通信距離と推察される。
このように、磁性シート11の厚さと、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24のアンテナ幅と、アンテナ長とを目的の通信距離に合わせて設計することが可能となる。
Conversely, by increasing the antenna length of the first antenna element 23 and the second antenna element 24, the communication distance can be improved to some extent. Further, as described above, by changing the electrical property values (magnetic permeability, magnetic loss, dielectric constant, dielectric loss, etc.) of the magnetic sheet 11, the antenna length can be further increased (40 mm or more, etc.) for further communication. There is also the possibility of obtaining distance. That is, it is inferred that antenna length≈communication distance.
As described above, the thickness of the magnetic sheet 11, the antenna widths of the first antenna element 23 and the second antenna element 24, and the antenna length can be designed according to the target communication distance.
次に、図7には、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24における電界の様子を確認するために、非接触ICラベル2を3次元電磁界シミュレータ(ANSOFT社製 HFSS)によって解析を行なった結果を説明する。
なお、図7は通信部12を磁性シート11の他方の面側から、磁性シート11の厚さ方向に見た図となっているため、実際には、図2(a)に示す配置Aと同じ配置である。
Next, in FIG. 7, in order to confirm the state of the electric field in the first antenna element 23 and the second antenna element 24, the non-contact IC label 2 is analyzed by a three-dimensional electromagnetic field simulator (HFSS manufactured by ANSOFT). The results will be described.
7 is a view of the communication unit 12 as viewed from the other surface side of the magnetic sheet 11 in the thickness direction of the magnetic sheet 11, and in actuality, the arrangement A shown in FIG. Same arrangement.
また、本解析においては使用した解析モデルは、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の表面における電界の様子を見やすくするために、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24のアンテナ幅を大きくしており、実施形態において説明したものとは多少異なっている。 In addition, the analysis model used in this analysis shows the antenna widths of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 in order to make it easier to see the state of the electric field on the surfaces of the first antenna element 23 and the second antenna element 24. It is large and slightly different from that described in the embodiment.
解析結果からは、第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24各々が、各々の中心から少しずれた位置を中心として、電界が右回りに回転していることが確認できる。即ち、本解析では右旋円偏波となっていることがわかる。
なお、解析においては、磁性シート11の他方の面側から磁性シート11の厚さ方向に見て右旋円偏波となっているので、図2と同様に見た場合には左旋円偏波である。
From the analysis results, it can be confirmed that each of the first antenna element 23 and the second antenna element 24 rotates clockwise around a position slightly deviated from the center. That is, it turns out that it is a right-handed circular polarization in this analysis.
In the analysis, since it is a right-handed circularly polarized wave as viewed in the thickness direction of the magnetic sheet 11 from the other surface side of the magnetic sheet 11, when viewed in the same manner as in FIG. It is.
また、図には示さないが、回路部17と第1アンテナエレメント23及び第2アンテナエレメント24の配置を配置Bとした場合には、円偏波の回転方向が逆回転となることが確認できた。 Although not shown in the figure, when the arrangement of the circuit unit 17 and the first antenna element 23 and the second antenna element 24 is the arrangement B, it can be confirmed that the rotation direction of the circularly polarized wave is reverse. It was.
1…情報識別システム、2…非接触ICラベル、11…磁性シート、12…通信部、13…基材、14…第1アンテナ部、15…第2アンテナ部、16…ICチップ、17…回路部、21…接続パッド、22…第2接続パッド、23…第1アンテナエレメント、24…第2アンテナエレメント、D…第1の方向、E…第2の方向、D1…第1の方向一方側、D2…第1の方向他方側、E1…第2の方向一方側、E2…第2の方向他方側、R…データ読取装置、R1…データ読取装置、W…金属板、A…読取アンテナ、T…固定減衰器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Information identification system, 2 ... Non-contact IC label, 11 ... Magnetic sheet, 12 ... Communication part, 13 ... Base material, 14 ... 1st antenna part, 15 ... 2nd antenna part, 16 ... IC chip, 17 ... Circuit , 21 ... connection pad, 22 ... second connection pad, 23 ... first antenna element, 24 ... second antenna element, D ... first direction, E ... second direction, D1 ... one direction in the first direction , D2 ... the other side in the first direction, E1 ... one side in the second direction, E2 ... the other side in the second direction, R ... the data reading device, R1 ... the data reading device, W ... the metal plate, A ... the reading antenna, T ... Fixed attenuator
Claims (3)
前記磁性シートの一方の面側に配置された複数のアンテナ部と、
前記複数のアンテナ部に接続されるICチップとを備えた非接触ICラベルにおいて、
前記複数のアンテナ部として、第1アンテナ部と第2アンテナ部とを備え、
これら第1アンテナ部と第2アンテナ部とが回転方向を同じくした円偏波で動作し、
前記磁性シートは、前記磁性シートの厚さ方向に見たときに矩形状をなし、
前記第1アンテナ部と前記第2アンテナ部とは、前記ICチップを挟むように配置され、
前記第1アンテナ部は、前記磁性シートの一方の面側において、前記ICチップとの接続箇所から矩形状の前記磁性シートの短手方向においては前記ICチップから離間する方向のみに延在するとともに、前記磁性シートの長手方向においては前記長手方向の一方側のみに延在し、
前記第2アンテナ部は、前記磁性シートの一方の面側において、前記ICチップとの接続箇所から前記短手方向においては前記ICチップから離間する方向のみに延在するとともに、前記長手方向においては前記長手方向の他方側のみに延在することを特徴とする非接触ICラベル。 A magnetic sheet;
A plurality of antenna portions arranged on one side of the magnetic sheet;
In a non-contact IC label comprising an IC chip connected to the plurality of antenna units,
As the plurality of antenna units, a first antenna unit and a second antenna unit,
The first antenna unit and the second antenna unit operate by circular polarization with the same rotation direction,
The magnetic sheet has a rectangular shape when viewed in the thickness direction of the magnetic sheet,
The first antenna part and the second antenna part are arranged so as to sandwich the IC chip,
The first antenna portion extends on one surface side of the magnetic sheet only from the connection position with the IC chip in a direction away from the IC chip in the short direction of the rectangular magnetic sheet. In the longitudinal direction of the magnetic sheet, it extends only to one side of the longitudinal direction,
The second antenna portion extends only in a direction away from the IC chip in the lateral direction from the connection point with the IC chip on one surface side of the magnetic sheet, and in the longitudinal direction. non-contact IC label characterized by extending only the other side of the longitudinal direction.
直線偏波によって動作し、前記非接触ICラベルへ電波を発信するデータ読取装置とを備えることを特徴とする情報識別システム。 A non-contact IC label according to claim 1 ;
An information identification system comprising: a data reader that operates by linearly polarized waves and transmits radio waves to the non-contact IC label.
円偏波によって動作し、前記非接触ICラベルへ電波を発信するデータ読取装置とを備えることを特徴とする情報識別システム。 The non-contact IC label according to any one of claims 1 to 2 ,
An information identification system comprising: a data reader that operates by circular polarization and transmits radio waves to the non-contact IC label.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011123312A JP5803289B2 (en) | 2011-06-01 | 2011-06-01 | Non-contact IC label and information identification system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011123312A JP5803289B2 (en) | 2011-06-01 | 2011-06-01 | Non-contact IC label and information identification system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012252442A JP2012252442A (en) | 2012-12-20 |
JP5803289B2 true JP5803289B2 (en) | 2015-11-04 |
Family
ID=47525219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011123312A Active JP5803289B2 (en) | 2011-06-01 | 2011-06-01 | Non-contact IC label and information identification system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5803289B2 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005309811A (en) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Mitsubishi Materials Corp | Rfid tag and rfid system |
JP4452865B2 (en) * | 2005-04-28 | 2010-04-21 | 智三 太田 | Wireless IC tag device and RFID system |
US8022827B2 (en) * | 2005-10-13 | 2011-09-20 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Omnidirectional RFID antenna |
JP4825582B2 (en) * | 2006-05-24 | 2011-11-30 | 富士通株式会社 | Radio tag and radio tag antenna |
US7659857B2 (en) * | 2006-07-05 | 2010-02-09 | King Patrick F | System and method for providing a low and narrow-profile radio frequency identification (RFID) tag |
JP4839257B2 (en) * | 2007-04-11 | 2011-12-21 | 株式会社日立製作所 | RFID tag |
-
2011
- 2011-06-01 JP JP2011123312A patent/JP5803289B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012252442A (en) | 2012-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5685827B2 (en) | Magnetic sheet, antenna module and electronic device | |
JP5018884B2 (en) | Wireless tag and wireless tag manufacturing method | |
JP5076519B2 (en) | tag | |
JP4281683B2 (en) | IC tag mounting structure | |
KR101070980B1 (en) | Wireless tag and method for manufacturing the same | |
US8022878B2 (en) | RFID tag and manufacturing method thereof | |
JP5115558B2 (en) | Wireless tag and wireless tag manufacturing method | |
WO2011158844A1 (en) | Communication terminal apparatus and antenna device | |
JPWO2007000807A1 (en) | Radio frequency identification tag | |
JP2007318323A (en) | Wireless tag and antenna for wireless tag | |
JP5828249B2 (en) | Non-contact IC label | |
US9508037B2 (en) | Non-contact IC label | |
JP5803289B2 (en) | Non-contact IC label and information identification system | |
TWI418089B (en) | Rfid tag and method for manufacturing rfid tag | |
JP4710844B2 (en) | RFID tag | |
JP2019004266A (en) | Antenna device and electronic apparatus | |
JP4438844B2 (en) | RFID tag | |
JP2012248106A (en) | Non-contact ic label | |
JP2014207516A (en) | Thin antenna and antenna unit | |
JP5310552B2 (en) | Wireless tag and manufacturing method thereof | |
JP2024126457A (en) | Hybrid IC card and IC tag | |
JP2012104985A (en) | Ic tag operating on metal | |
JP2013012936A (en) | Antenna device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140521 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141111 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20150113 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150421 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150709 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150716 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150804 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150817 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5803289 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |