JP5953978B2 - Ｒｆタグ - Google Patents

Description

本発明は、例えば飲料用途や各種液体を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶、缶容器やパウチ容器のような金属容器等の任意の物品に貼り付けられて使用されるＲＦタグに関する。

一般に、任意の物品や対象物に対して、当該物品や対象物に関する所定情報を読み書き可能に記憶したＩＣチップを内蔵した所謂ＲＦタグが広く使用されている。
ＲＦタグは、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ，ＩＣタグ，非接触タグ等とも呼ばれ、ＩＣチップと無線アンテナを備えた電子回路が樹脂フィルム等の基材によって封止・コーティングされた所謂インレイ（インレット）が、タグ（荷札）状に形成されてなる超小型の通信端末であり、読取・書込装置（リーダ・ライタ）によってタグ内のＩＣチップに所定の情報が無線で読み取りや書き込み，読み書き（リードオンリー，ライトワンス，リード・ライト）が行えるようになっている。
そして、このようなＲＦタグに所定の情報を書き込んで任意の物品，対象物等に取り付けることにより、ＲＦタグに記録された情報がリーダ・ライタによりピックアップされ、タグに記録された情報を当該物品に関する所定情報として認識，出力，表示，更新等させることができる。

このようなＲＦタグは、ＩＣチップのメモリに数百ビット〜数キロビットのデータが記録可能であり、物品等に関する情報としては十分な情報量を記録でき、また、読取・書込装置側とは非接触で通信が行えるため接点の磨耗や傷、汚れ等の心配もなく、さらに、タグ自体は無電源にすることができるため対象物に合わせた加工や小型化・薄型化が可能となる。
そして、このようなＲＦタグを用いることで、タグを取り付ける物品に関する種々の情報、例えば当該物品の名称や識別記号，内容物，成分，管理者，使用者，使用状態，使用状況などの種々の情報が記録可能となり、ラベル表面に印刷表示される文字やバーコード等では不可能であった多種多様な情報を、小型化・薄型化されたタグを物品に装着するだけで正確に読み書きすることが可能となる。

ところで、このようなＲＦタグは、例えば液体等を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶に取り付けた場合、容器内の内容物（水分）の影響を受けやすく、また、缶容器やパウチ容器のような金属製の容器・物品に取り付けた場合には、金属の導電性の影響を受けてしまい、通信距離が変化したり正確な無線通信が行えなくなるといった問題があった。このため、通常の汎用されているＲＦタグをそのまま飲料用容器や金属製の物品に取り付けると、タグが誤動作したり、リーダ・ライタとの無線通信が行えないという問題が発生する。
特に、ＵＨＦ帯の高周波数帯を使用する電波方式のＲＦタグでは、１３５ＫＨｚや１３．５６ＭＨｚ帯域を使用する電磁誘導方式の場合と比べて、通信距離は長くなる反面、水による吸収や金属による反射等によって通信特性が大きく損なわれやすいという問題があった。

ここで、ＲＦタグにおける通信特性を向上させる手段として、ＲＦタグに備えられるアンテナを面状のパッチアンテナによって構成することが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
ＲＦタグの通信特性はアンテナサイズによる利得によって左右されることから、ＲＦタグに備えられるアンテナを面状に形成してアンテナサイズを大きくすることで、通信距離を大きく確保して通信特性を向上させることが可能となる。

特開２００９−０８１６８９号公報 特開２０１０−０６２９４１号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示されているような従来提案されている面状アンテナを備えるＲＦタグは、単にアンテナを面状に形成するというのみであり、ＲＦタグの通信周波数特性に対する考慮がなされていなかった。
このため、アンテナが面状に形成されるだけで、ＲＦタグの通信周波数によっては通信特性が向上しないおそれがあった。

例えば、特許文献１に記載されているのは、クレジットカードの表面に接着されるＲＦタグを対象としており、アンテナを含めたタグに割り当てられる面積自体が狭小であり、面状アンテナの大きさや形状をタグの通信周波数との関係で設計することは事実上不可能であった。また、クレジットカードに備えられるＲＦタグは、リーダ・ライタとの間での通信はほぼ接触状態に近い極めて短い距離で、しかも、タグとリーダ・ライタは一対一の関係で通信が行われるものであり、面状アンテナの大きさや形状をタグの通信周波数との関係で設計・調整すること自体が特に必要とされていなかった。
同様に、特許文献２に記載されているのは、金属面の影響を低減するためにアンテナとして面状のパッチアンテナを採用するということだけであり、アンテナの大きさや形状がタグの通信周波数との関係で考慮されるようなことはなかった。

このため、特許文献１，２に開示されているＲＦタグでは、アンテナが面状・パッチ状に形成されたとしても、タグの通信周波数によっては良好な通信特性が得られず、リーダ・ライタとの通信距離も短い距離しか確保できなかった。
従って、例えば液体等を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶に取り付けた場合の容器内容物（水分）の影響や、金属製物品の導電性による影響を有効に回避することは困難であった。
また、このように通信距離が短く、リーダ・ライタとの間で一対一の通信しか行えない特許文献１，２に記載されているようなＲＦタグでは、複数のＲＦタグをリーダ・ライタで一括して認識させるようなことは不可能であり、例えば複数物品のそれぞれにＲＦタグを貼付して一括してデータの読み取り等を行うことはできなかった。

本発明は、以上のような従来の技術が有する課題を解決するために提案されたものであり、ＲＦタグの通信周波数に対応した面状のアンテナを形成することで、各通信周波数に応じた良好な通信特性を得ることができ、水分や金属の影響を有効に回避・低減することができ、複数のＲＦタグについても一括してデータの読み取りが可能となる、液体等を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶に好適なＲＦタグの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のＲＦタグは、ＩＣチップと、ＩＣチップの周囲をループ状に囲む導体からなるループ部と、ループ部を経由してＩＣチップと接続されるアンテナを備え、全体が絶縁部材によって封止されたインレイと、インレイと絶縁状態で積層される面状の補助アンテナと、インレイ及び補助アンテナが積層される基材と、を備え、補助アンテナが、当該補助アンテナの長辺がインレイの電波周波数の波長の略１／４の長さの矩形状をなす面状に形成されるとともに、当該補助アンテナの一方の長辺をインレイの電波周波数の波長の略１／８ずつの長さに二分割する切り欠き部を有し、切り欠き部が、一方の長辺の縁部に開口した、インレイのＩＣチップが配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成され、補助アンテナが、切り欠き部がインレイのループ部に重なるように、インレイの表面に直接積層されて配置され、補助アンテナとインレイとがコンデンサカップリングによって電気的に接続される構成としてある。

本発明によれば、ＲＦタグの通信周波数に対応した面状のアンテナを形成することで、各通信周波数に応じた良好な通信特性を得ることができる。
これによって、水分や金属の影響を有効に回避・低減することができ、複数のＲＦタグについても一括してデータの読み取りが可能となり、複数の容器が一括して箱詰めされて搬送される液体等を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶，特にウイスキーやワイン、日本酒といった高級酒用のボトルなどに貼付されるラベル用タグに好適なＲＦタグを実現することができる。

本発明の一実施形態に係るＲＦタグを示す、タグの基材として容器に貼付されるラベルを使用したＲＦタグの平面図であり、（ａ）はラベル裏面（貼付面）側から見た状態、（ｂ）はラベル表面側から見た状態を示している。 図１に示すＲＦタグのインレイと補助アンテナ及び基材を分解した状態の斜視図であり、図１（ａ）に対応してラベル裏面（貼付面）側から見た状態を示している。 本発明の一実施形態に係るＲＦタグのインレイと補助アンテナを示す平面図であり、（ａ）は補助アンテナをインレイに積層した状態を示しており、（ｂ）は補助アンテナの長辺の寸法関係を示している。 本発明の他の実施形態に係る補助アンテナをメッシュ状に形成したＲＦタグを示す、インレイと補助アンテナ及び基材を分解した状態の斜視図であり、図１（ａ）に対応してラベル裏面（貼付面）側から見た状態を示している。 本発明の一実施形態に係るＲＦタグを構成するラベルを表面（ボトル背面）に貼付した容器の外観図である。 本発明の一実施形態に係るＲＦタグの通信距離及び通信範囲を示す説明図であり、（ａ）は本発明に係るＲＦタグ、（ｂ）は従来のＲＦタグの場合である。 本発明の一実施形態に係るＲＦタグを構成するラベルが貼付された容器が複数本（６本）同時に梱包・箱詰めされた状態の外観図である。

以下、本発明に係るＲＦタグの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るＲＦタグ１を示す、タグの基材５０として容器に貼付されるラベルを使用した形態の平面図であり、（ａ）はラベル裏面（貼付面）側から見た状態、（ｂ）はラベル表面側から見た状態を示している。
また、図２は、図１に示すＲＦタグ１のインレイ１０と補助アンテナ２０及び基材５０を分解した状態の斜視図であり、図１（ａ）に対応してラベル裏面（貼付面）側から見た状態を示している。
これらの図に示すように、本実施形態に係るＲＦタグ１は、無線通信を行うＲＦタグを構成するインレイ１０に面状の補助アンテナ２０が積層配置され、それらインレイ１０，補助アンテナ２０が基材５０の表面に積層されてＲＦタグ１を構成するようになっている。

具体的には、本実施形態に係るＲＦタグ１は、図２に示すように、ＩＣチップ１１とアンテナ１２を備えたインレイ１０と、インレイ１０と絶縁状態で積層される面状の補助アンテナ２０と、インレイ１０及び補助アンテナ２０が積層される基材５０とを備えた構成となっている。
そして、本実施形態に係るＲＦタグ１では、補助アンテナ２０がインレイ１０の通信周波数に対応して所定の形状・大きさに形成されるようになっており、その補助アンテナ２０が基材５０上においてインレイ１０に対して所定位置に積層配置されるようになっている。
以下、各部を詳細に説明する。

［インレイ］
インレイ１０は、図示しないリーダ・ライタ（読取・書込装置）との間で無線による所定の情報の読み取りや書き込み，読み書きが行われるＲＦタグを構成しており、例えばリードオンリー型，ライトワンス型，リード・ライト型等の種類がある。
具体的には、インレイ１０は、ＩＣチップ１１と、ＩＣチップ１１に電気的に導通・接続されたアンテナ１２とを有し、これらＩＣチップ１１及びアンテナ１２が、基材となる例えばＰＥＴ樹脂等で形成された１枚の封止フィルム１３上に搭載，形成された後、もう１枚の封止フィルム１３が重ね合わされて、２枚の封止フィルム１３によって挟持された状態で封止・保護されている。
本実施形態では、ＩＣチップ１１とＩＣチップ１１の両側に伸びるアンテナ１２を長方形状の封止フィルム１３で挟持・封止した矩形状のインレイ１０を用いている。

ＩＣチップ１１は、メモリ等の半導体チップからなり、例えば数百ビット〜数キロビットのデータが記録可能となっている。
ＩＣチップ１１には、チップ周囲を囲むようにループ状の回路導体が接続されてループ部１１ａが形成されており、このループ部１１ａを経由して、ＩＣチップ１１の左右両側にアンテナ１２が接続されている。
そして、このアンテナ１２及び後述する補助アンテナ２０を介して図示しないリーダ・ライタとの間で無線通信による読み書き（データ呼び出し・登録・削除・更新など）が行われ、ＩＣチップ１１に記録されたデータが認識されるようになっている。
ＩＣチップ１１に記録されるデータとしては、例えば、商品の識別コード、名称、重量、内容量、製造・販売者名、製造場所、製造年月日、使用期限等、任意のデータが記録可能であり、また、書換も可能である。

アンテナ１２は、基材となる１枚の封止フィルム１３の表面に、例えば導電性インクや導電性を有するアルミ蒸着膜等の金属薄膜をエッチング加工等により所定の形状・大きさ（長さ，面積）に成形することで形成される。
封止フィルム１３は、例えばポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリプロピレン，ポリイミド等の可撓性を有するフィルム材からなり、封止するＩＣチップ１１・アンテナ１２が外部から視認可能な透明のＰＥＴ樹脂等で構成されることが好ましい。また、封止フィルム１３の片面側のフィルム表面には、基材や物品への貼り付けができるように粘着層・接着層を備えることができる。

インレイ１０で使用される通信周波数帯としては、本実施形態のＲＦタグ１では、所謂ＵＨＦ帯に属する８６０Ｍ〜９６０ＭＨｚ帯を対象としている。
一般にＲＦタグで使用される周波数帯としては、例えば、１３５ｋＨｚ以下の帯域、１３．５６ＭＨｚ帯、ＵＨＦ帯に属する８６０Ｍ〜９６０ＭＨｚ帯、２．４５ＧＨｚ帯等の数種類の周波数帯がある。そして、使用される周波数帯によって無線通信が可能な通信距離が異なるとともに、周波数帯によって最適なアンテナ長などや配線パターンが異なってくる。
本実施形態では、インレイ１０が小型化でき、また、後述する補助アンテナ２０を所定のサイズに形成する関係上、波長が短くアンテナが小型化できるＵＨＦ帯を対象とするようにしてあり、例えば９５３ＭＨｚ帯や９２０ＭＨｚ帯を対象としており、これらの周波数帯において良好な通信特性が得られるようにするものである。
但し、インレイ１０や補助アンテナ２０の大きさの制約がなければ、本発明に係る技術思想自体は、ＵＨＦ帯以外の周波数帯域についても適用できることは勿論である。

［補助アンテナ］
前記補助アンテナ２０は、上述したインレイ１０の通信特性を向上・調整するためのエクストラアンテナとして機能するものであり、図２及び図３に示すように、インレイ１０の片面側に積層配置される面状の導電性部材からなり、封止フィルム１３によって樹脂封止されたインレイ１０とは絶縁状態となっている。
すなわち、インレイ１０は、封止フィルム１３によって全体が樹脂封止されており、導電性部材からなる補助アンテナ２０とは物理的には絶縁状態となっている。そして、このような補助アンテナ２０がインレイ１０に直接積層されることで、補助アンテナ２０とインレイ１０のＩＣチップ１１は、封止フィルム１３を介して対向配置されるようになり、所謂コンデンサカップリングによって電気的接続がなされるようになる。
これによって、インレイ１０には補助アンテナ２０が縦方向（高さ方向）に積層されることで、インレイ１０のアンテナ１２と補助アンテナ２０により二次元アンテナが構成され、補助アンテナ２０が通信電波のブースターとして機能することになり、インレイ１０の通信特性の調整・向上が図られることになる。

補助アンテナ２０は、例えばＰＥＴ樹脂等の基材となるフィルムの表面に導電性インクや導電性を有するアルミ蒸着膜等の金属薄膜をエッチング加工等により所定の形状・大きさ（長さ，面積）に成形することで形成することができる。
図３に本実施形態に係る補助アンテナの平面図を示してあり、同図（ａ）は補助アンテナをインレイに積層した状態を、また、同図（ｂ）は補助アンテナの長辺の寸法関係を示している。
同図に示すように、本実施形態では、補助アンテナ２０は、短辺がインレイ１０の短辺よりも長く、長辺がインレイ１０の長辺よりやや短い矩形・面状に形成されるようになっている。
そして、特に矩形の長辺がインレイ１０の電波周波数の波長の略１／４の長さとなるように形成される。
さらに、矩形長辺の一方の長辺には、当該長辺をインレイ１０の電波周波数の波長の略１／８ずつの長さに二分割する切り欠き部２１が形成されるようになっている。
切り欠き部２１は、補助アンテナ２０の一方の長辺の縁部に開口した、インレイ１０のＩＣチップ１１が配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成されている。

まず、パッチアンテナの原理により、補助アンテナ２０の長辺の長さは通信電波の波長の１／２，１／４，１／８とすることにより整合を取ることができる。一方、補助アンテナ２０の長さによってＲＦタグ１の全体の大きさが規定されることになり、例えば１／２波長とした場合に、寸法が長くなり過ぎる（大き過ぎる）ことは小型化が要請されるＲＦタグの性質上好ましくない。
そこで、本実施形態では、補助アンテナ２０の長辺の長さを、インレイ１０の電波周波数の波長の略１／４の長さとしてある。

また、面状の補助アンテナ２０がインレイ１０に積層される場合に、インレイ１０のＩＣチップ１１に補助アンテナ２０が重なって位置すると、補助アンテナ２０を形成する導電性部材によりＩＣチップ１１の通信特性が損なわれる。
すなわち、インレイ１０のＩＣチップ１１近傍にはループ回路が形成されており（ループ部１１ａ）、このループ部１１ａは、インピーダンスの整合を図る目的があり、かつ、磁界成分での通信を行うために設けられており、この磁界成分を補助アンテナ２０の導体により阻害しないようにする必要がある。
そこで、補助アンテナ２０をインレイ１０に重ねて積層するにあたり、ＩＣチップ１１が位置する部分には補助アンテナ２０の導電性部材が存在しないように、切り欠き部２１を形成するようにしている。

さらに、この切り欠き部２１を形成するにあたり、補助アンテナ２０の長辺の長さであるインレイ１０の電波周波数の波長の略１／４の長さが、当該周波数の波長の略１／８の長さとなるように、切り欠き部２１を、当該長辺をインレイ１０の電波周波数の波長の略１／８ずつの長さに二分割する位置に形成するようにする。
なお、切り欠き部２１の大きさ（幅及び深さ）は、少なくともインレイ１０のＩＣチップ１１に重ねて補助アンテナ２０が存在しない大きさであれば良く、また、この切り欠き部２１の幅及び深さを適宜調整することで、ＩＣチップ１１の電波周波数や後述する筐体５０の材質、ＲＦタグ１を取り付ける物品からの影響等に応じて、インピーダンス整合を図ることができるようになる。
従って、切り欠き部２１は、少なくともＩＣチップ１１が配置可能な大きさであって、その幅及び深さは補助アンテナ２０の大きさの範囲内で適宜調整・変更することができるものであれば良い。

より具体的には、例えばインレイ１０の通信周波数が９５３ＭＨｚの場合には、λ≒３１４．８ｍｍ，λ／４≒７８．７ｍｍ，λ／８≒３９．４ｍｍとなる。
従って、補助アンテナ２０は、長辺の長さが７８．７ｍｍ前後となるように形成し、これによって切り欠き部２１が形成される一方の長辺は、それぞれが３９．４ｍｍ前後の長さに２分割されることになる。
また、例えばインレイ１０の通信周波数が９２０ＭＨｚの場合には、λ≒３２６．０ｍｍ，λ／４≒８１．５ｍｍ，λ／８≒４０．８ｍｍとなる。
従って、補助アンテナ２０は、長辺の長さが８１．５ｍｍ前後となるように形成し、これによって切り欠き部２１が形成される一方の長辺は、それぞれが４０．８ｍｍ前後の長さに２分割されることになる。

なお、通常インレイは、アンテナ＋基材となるＰＥＴ層の２層（ＵＨＦタグ）あるいは、更にＰＥＴ層の下にインピーダンス調整アンテナとして３層として構成されている。
このため、本実施形態に係るインレイ１０においても、導体である補助アンテナ２０とインレイ１０のアンテナ１２に挟まれた、ＰＥＴ層との構造が波長短縮効果を生み、このＰＥＴ層を利用することで、見かけの波長が短縮されることになる。ＰＥＴの比誘電率はおよそ「４」である。
このため、本実施形態における補助アンテナ２０の長辺の長さもおよその値であり、略λ／４，略λ／８の値となっていれば十分であり、ＲＦタグ１の筐体５０の材質、タグの使用環境，使用態様等による通信特性の変化に応じて長さが前後することはある。

また、補助アンテナ２０に形成される切り欠き部２１は、使用するインレイ１０の寸法を基準にして設定されるようになっており、インレイ１０のＩＣチップ１１の部分に補助アンテナ２０の導電性部材が重ならないような幅及び深さに形成される。
具体的には、まず切り欠き部２１の幅については、インレイ１０のＩＣチップ１１のループ部１１ａの幅を基準にしており、補助アンテナ２０の導体が、ＩＣチップ１１及びループ部１１ａに重ならず、又はＩＣチップ１１には重ならずループ部１１ａの周縁の一部に重なるような大きさに形成する。例えばループ部１１ａの幅のサイズが１５〜１８ｍｍ程度である場合には、切り欠き部２１の幅は約１０〜２０ｍｍの範囲の長さとする。
また、切り欠き部２１の深さについては、インレイ１０の幅（短手方向の長さ）と、ループ部１１ａの上部の位置を基準にして設定し、少なくともＩＣチップ１１にアンテナ導体が重ならないようにする。例えばインレイ１０の幅が１０〜３０ｍｍ程度である場合、切り欠き部２１の深さは約５〜２０ｍｍの範囲の長さとする。

なお、インレイ１０に対してデータの読み書きが行われる際に補助アンテナ２０に流れる電流は、面状の補助アンテナ２０の周縁部分にしか流れない（表皮効果）。
そこで、補助アンテナ２０は、上述した切り欠き部２１を有する凹形状の周縁外形を有していれば、面状部分を例えばメッシュ（網目）状，格子状等に形成することができる。
図４は、補助アンテナ２０をメッシュ（網目）状に形成した形態を示す分解斜視図である。
同図に示すように補助アンテナ２０をメッシュ状等に形成することで、表皮効果によりアンテナとしての機能は損なわれず、かつ、補助アンテナ２０の全体の導体部分の面積を少なくすることができ、補助アンテナ２０を形成する導電性インク等の導体材料を節減でき、ＲＦタグ１の更なる低コスト化を図ることができるようになる。

［基材］
基材５０は、上述したインレイ１０及び補助アンテナ２０が積層される台紙，基材となるシート状，フィルム状の部材である。
本実施形態では、図１及び図５に示すように、基材５０が、ボトル１００などの飲料ボトル，飲料容器等の表面に貼付されるラベルシートからなり、インレイ１０及び補助アンテナ２０が、ラベルシートの飲料ボトル貼付面側に積層されるようになっている。
図５は、本実施形態に係るＲＦタグ１を構成するラベルを表面（ボトル背面）に貼付したボトル１００の外観図である。

図１及び図５に示すように、基材５０は、積層配置されるインレイ１０及び補助アンテナ２０を完全に覆い隠せるように、積層されたインレイ１０及び補助アンテナ２０の外形より一回り大きい矩形状に形成されたシート状に形成されている。
そして、この基材５０の一面側、具体的には、基材５０を構成するラベルシートのボトル１００の表面と対向する面（ボトル貼付面，ラベル裏面）側に、インレイ１０と補助アンテナ２０が積層配置されるようになっている。
一方、基材５０のもう一方の面（ラベル表面）側には、ボトル１００に充填される内容物に関する所定の情報（内容物名，種類，産地，成分，国名，価格，バーコード等）が印刷等によって表示されるようになっている（図１（ｂ）参照）。
ここで、基材５０は、例えば、紙や合成紙、ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリプロピレン，ポリイミド等の樹脂からなる可撓性を有するシート材，フィルム材によって形成することがでる。

そして、このような基材５０は、インレイ１０と補助アンテナ２０が配設されたラベル裏面側をボトル１００の表面に接着剤等を介して貼付され、容易に剥離されないようにボトル１００の表面に配置・固着される。
これによって、基材５０のラベル裏面に配設されたインレイ１０及び補助アンテナ２０は、基材５０によって全体が覆われ、外部からの衝撃や環境変化等から保護されることになり、ＲＦタグとして機能できるようになる。
また、インレイ１０と補助アンテナ２０は、基材５０によって隠された状態となるためボトル１００の表面に露出せず、外部からはインレイ１０と補助アンテナ２０が配置されてラベルがＲＦタグ１を構成していることは分からないようになる。
従って、ＲＦタグ１の存在が分からなくなり、ＲＦタグ１に対する剥離・破壊等が行われることも有効に防止できるようになる。

［通信特性］
以上のような構成からなる本実施形態に係るＲＦタグ１の通信特性について、図６，図７を参照しつつ以下に説明する。
図６は、本実施形態に係るＲＦタグ１の通信距離及び通信範囲を示す説明図であり、（ａ）は本発明に係るＲＦタグ、（ｂ）は従来のＲＦタグの場合である。
同図において、斜線（ハッチ）で示す範囲は、容器の表面に貼付したＲＦタグに記録されたデータをリーダ・ライタで読み取った場合の読み取り可能な距離と範囲（角度）を示しており、リーダ・ライタがラベル（ＲＦタグ）の正面に対向する位置を０°として、リーダ・ライタとラベル（ＲＦタグ）の対向位置を３６０°回転方向に回転させた場合の読み取り可能な距離と範囲（角度）を模式的に示したものである。
なお、ここでは、ＲＦタグ１は、通信周波数９２０ＭＨｚ，出力２７ｄＢｍのタグを使用した場合を示している。

図６（ａ）に示す本実施形態に係るＲＦタグ１の場合には、ラベル（ＲＦタグ１）の正面を０°として３６０°回転方向の全方向において、リーダ・ライタによりデータの読み取りが可能であることが分かる。
また、リーダ・ライタでデータの読み取りが可能となる通信距離も、ラベル（ＲＦタグ１）の正面側前方３１５°〜４５°の範囲では１００ｃｍ以上の通信距離があり、ラベル（ＲＦタグ１）の真横方向９０°・２７０°から真後ろ方向１８０°の位置においても５０ｃｍ以上の通信距離があることが分かる。
さらに、通信距離が最も短くなるラベル（ＲＦタグ１）の斜め後方１３５°の位置においても１０ｃｍ前後の通信距離があり、容器の３６０°全周方向において、リーダ・ライタによる読み取りが可能であることが分かる。

一方、図６（ｂ）に示す従来のＲＦタグは、本実施形態に係る補助アンテナ２０を備えないもので、この場合には、ラベル（ＲＦタグ１）の正面前方の０°〜４５°の範囲でリーダ・ライタによるデータの読み取りが可能であるが、その範囲を除く４５°〜３１５°の範囲ではデータの読み取りが行えないことが分かる。
また、通信距離も、リーダ・ライタによるデータ読み取り可能なラベル（ＲＦタグ１）の正面前方の０°〜４５°の範囲において、１０ｃｍ前後の通信距離が得られるのみであり、その他の範囲ではまったくデータの読み取りが行えないことが分かる。

次に、以上のような本実施形態のＲＦタグ１と従来のＲＦタグとを比較するために、ＲＦタグを貼付したボトル１００を６本詰めの箱に梱包・収納させた状態で、リーダ・ライタによる読み取りを行った。
また、図７は、本実施形態に係るＲＦタグ１（又は従来のＲＦタグ）を構成するラベルが貼付されたボトル１００を複数本（６本）同時に箱詰め・梱包した状態の外観図である。

同図に示すようなボトル１００の箱詰め状態に対してリーダ・ライタによる読み取りを行ったところ、図６（ａ）で示した本実施形態に係るＲＦタグ１をそれぞれ貼付した箱詰めボトルでは、リーダ・ライタによる読み取り率は、通信距離５０ｃｍの範囲において読み取り率９９．３％となり、箱内でのボトル１００の向きを変えて複数回行ったところ、読み取り率は１００％となった。
このことから、本実施形態に係るＲＦタグ１では、ボトル１００を複数本（６本）箱詰めにした状態においても、個々のＲＦタグ１のデータがリーダ・ライタによって読み取られてＲＦタグとして有効に機能することが分かる。

一方、図６（ｂ）で示した従来のＲＦタグを貼付した箱詰めボトルでは、リーダ・ライタによる読み取り率は３５％が上限であり、かつ、通信距離も３ｃｍ程度の範囲においてしか読み取りが行えなかった。
このことから、従来のＲＦタグでは、ボトル１００を複数本（６本）箱詰めにした状態では、ＲＦタグとしては機能し得ないことが分かる。
従って、例えば複数・大量・多種類の容器を管理して出荷処理等を行う場合にも、本実施形態のＲＦタグ１を使用することにより、製品管理ミスを大幅に低減することができ、出庫時の製品管理が極めて容易となり、労働時間の短縮や商品（ブランド）の価値向上等を図ることができるようになる。

以上説明したように、本実施形態のＲＦタグ１によれば、インレイ１０に絶縁状態で積層配置される補助アンテナ２０が矩形の面状に形成されるとともに、その面状の補助アンテナ２０の外形・大きさを、インレイ１０の通信周波数帯域に対応させて、所定の大きさに設定してある。すなわち、補助アンテナ２０を構成する矩形面の長辺の長さを、インレイ１０の電波周波数の波長の略１／４の長さとなるように設定し、かつ、その矩形長辺の一方の長辺には、当該長辺をインレイ１０の電波周波数の波長の略１／８ずつの長さに二分割する切り欠き部２１を形成し、その切り欠き部２１は、インレイ１０のＩＣチップ１１が配置可能となるよう所定の幅と深さを有する凹形状に形成してある。

このように補助アンテナ２０を設計することで、補助アンテナ２０を積層させるインレイ１０の通信周波数に対応させて、インレイ１０の通信特性を調整することができ、インレイ１０の通信特性を周波数帯域に合わせて最適な状態に設定・調整することが可能となる。
従って、例えばインレイ１０の種類や通信特性に応じて、補助アンテナ２０の外形・面積を設定することで、そのインレイ１０に最適な通信特性を得ることができ、リーダ・ライタとの間の通信距離を長くすることができる。また、補助アンテナ２０を交換するのみで異なる通信周波数に対応させることができるようになり、ＲＦタグとしての汎用性や拡張性を向上させることもできるようになる。

これにより、ＲＦタグ１に使用するインレイ１０を変更しても、各通信周波数に応じた良好な通信特性を得ることができ、十分な通信距離を確保でき、水分や金属の影響を有効に回避・低減することができる。また、長い通信距離が確保できることから、複数の物品にそれぞれＲＦタグ１を貼付した場合にも、複数のＲＦタグ１について一括してデータの読み取りが可能となる。
従って、例えば複数の容器が一括して箱詰めされて搬送されるような場合にも、個々の容器に貼付されたＲＦタグ１をそれぞれ読み取ることが可能となり、内容物入り容器の出荷や輸出入における商品管理等に好適なＲＦタグを実現することができる。

また、インレイ１０の通信周波数に応じて補助アンテナ２０を設定することにより、例えば現在日本と異なる周波数を用いている米国等の海外においても、各地域に適合したＲＦタグ１を、補助アンテナ２０を設定・変更することにより対応することができるようになる。
従って、インレイ１０を構成するＩＣチップ１１やアンテナ１２が異なることで通信周波数が異なる場合や、同一のＩＣチップ１１及びアンテナ１２構成からなるインレイ１０が、例えば使用可能な通信周波数帯域が異なる国や地域で使用される場合にも、誘電率調整プレート３０を変更・調整することにより対応することができるようになり、ＲＦタグとしての汎用性・拡張性を格段に向上させることができる。

以上、本発明のＲＦタグ及び金属容器について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係るＲＦタグは、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態では、本発明に係るＲＦタグを使用する物品として、飲料用容器を例にとって説明したが、本発明のＲＦタグを使用できる物品，対象物としては、ウイスキーやワイン、日本酒といった高級酒用のボトル，飲料用容器に限定されるものではない。
すなわち、ＲＦタグが使用され、リーダ・ライタを介して所定の情報・データが読み書きされる物品，対象物であれば、どのような物品・対象物であっても本発明に係るＲＦタグを適用することができる。

本発明は、飲料用容器や缶容器，金属容器など任意の物品や対象物に取り付けられて使用される、例えば飲料用途や各種液体を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶、缶容器，パウチ容器の表面に貼付されるラベルの裏面に積層配置されて使用されるＲＦタグとして好適に利用することができる。

１ ＲＦタグ
１０ インレイ
１１ ＩＣチップ
１２ アンテナ
１３ 封止フィルム
２０ 補助アンテナ
２１ 切り欠き部
２２ メッシュ部
５０ 基材

Claims (3)

1. ＩＣチップと、ＩＣチップの周囲をループ状に囲む導体からなるループ部と、ループ部を経由してＩＣチップと接続されるアンテナを備え、全体が絶縁部材によって封止されたインレイと、
   前記インレイと絶縁状態で積層される面状の補助アンテナと、
   前記インレイ及び補助アンテナが積層される基材と、を備え、
   前記補助アンテナが、
   当該補助アンテナの長辺が前記インレイの電波周波数の波長の略１／４の長さの矩形状をなす面状に形成されるとともに、
   当該補助アンテナの一方の長辺を前記インレイの電波周波数の波長の略１／８ずつの長さに二分割する切り欠き部を有し、
   前記切り欠き部が、
   前記一方の長辺の縁部に開口した、前記インレイのＩＣチップが配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成され、
   前記補助アンテナが、
   前記切り欠き部が前記インレイの前記ループ部に重なるように、前記インレイの表面に直接積層されて配置され、
   前記補助アンテナと前記インレイとがコンデンサカップリングによって電気的に接続されることを特徴とするＲＦタグ。
2. 前記補助アンテナが、前記切り欠き部を有する凹形状の周縁外形を有するとともに、周縁内側の面状部分がメッシュ状に形成された請求項１記載のＲＦタグ。
3. 前記基材が、
   飲料ボトルの表面に貼付されるラベルシートからなり、
   前記インレイ及び補助アンテナが、前記ラベルシートの飲料ボトル貼付面側に積層される請求項１又は２記載のＲＦタグ。

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