JP7041872B2

JP7041872B2 - Ｒｆｉｄタグ及び電子レンジ加熱用容器

Info

Publication number: JP7041872B2
Application number: JP2017209805A
Authority: JP
Inventors: 智堀越; 保須田
Original assignee: Japan Radio Co Ltd; Sophia School Corp
Current assignee: Japan Radio Co Ltd; Sophia School Corp
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2022-03-25
Anticipated expiration: 2037-10-30
Also published as: JP2019083412A

Description

本開示は、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくす技術に関する。

食品に関する様々な情報を収容するために、食品容器にバーコードを貼付している。食品に関する様々な情報として、例えば、食品管理情報（食品を保存する方法等）、食品価格情報及び食品加熱情報（電子レンジ加熱を行う方法等）が挙げられる。

最近は、食品に関する様々な情報が膨大になっている。すると、食品容器にバーコードを貼付したとしても、食品に関する様々な情報をバーコードに収容しきれなくなっている。そこで、食品容器にＲＦＩＤタグを貼付することにより、食品に関する様々な情報をＲＦＩＤタグに十分に収容することができる（例えば、非特許文献１等を参照）。

"「コンビニ電子タグ１０００億枚宣言」を策定しました～サプライチェーンに内在する社会課題の解決に向けて～" 、[ｏｎｌｉｎｅ]、平成２９年４月１８日、経済産業省商務情報政策局、[平成２９年１０月２０日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｅｔｉ．ｇｏ．ｊｐ／ｐｒｅｓｓ／２０１７／０４／２０１７０４１８００５／２０１７０４１８００５．ｈｔｍｌ＞

ところで、ＲＦＩＤタグは、アンテナ等に導電性物質（例えば、金属材料、炭素材料及び導電性高分子材料等）を含み、ＩＣチップに半導体を含む。すると、食品が電子レンジ加熱されるときに、ＲＦＩＤタグが焼損する恐れがある。そして、食品容器が焼損の発熱で融解する恐れがあり、導電性物質や半導体が電子レンジ内で飛散する恐れがある。むろん、食品を電子レンジに入れる前に、ＲＦＩＤタグを食品容器から外すならば、ＲＦＩＤタグが焼損する恐れはなくなる。しかし、ＲＦＩＤタグを食品容器から外す手間がかかり、ＲＦＩＤタグを食品容器から外し忘れる恐れがある。

そこで、前記課題を解決するために、本開示は、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくすことを目的とする。

前記課題を解決するために、アンテナがＲＦＩＤタグの無線通信用の周波数と異なるマイクロ波加熱用又はマイクロ波乾燥用の周波数を有する電磁波を照射されるときに、アンテナがインピーダンスステップを備えることにより、ＩＣチップに流れる電流が減少するようにした。つまり、インピーダンスステップを配置することにより、反射波が生成され、複数の反射波が合成されることにより、ＩＣチップに流れる電流を制御するのである。

具体的には、本開示は、アンテナ及びＩＣチップを備え、無線通信を行うＲＦＩＤタグであって、前記アンテナは、インピーダンスステップを備え、前記アンテナが前記ＲＦＩＤタグの無線通信用の周波数と異なるマイクロ波加熱用又はマイクロ波乾燥用の周波数を有する電磁波を照射されるときに、前記アンテナが前記インピーダンスステップを備えないとするときより、前記ＩＣチップに流れる電流が減少することを特徴とするＲＦＩＤタグである。

この構成によれば、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくすことができる。

また、本開示は、前記ＩＣチップに流れる電流が減少するように、前記インピーダンスステップが配置される個数及び位置が設定されることを特徴とするＲＦＩＤタグである。

この構成によれば、インピーダンスステップが配置される個数及び位置を適切に設定することにより、ＩＣチップに流れる電流を制御することができる。

また、本開示は、上記のＲＦＩＤタグを備えることを特徴とする電子レンジ加熱用容器である。

このように、本開示は、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくすことができる。

本開示の電子レンジ加熱用容器の構成を示す図である。比較例のＲＦＩＤタグのアンテナの構成及び誘起電流を示す図である。本開示のＲＦＩＤタグのアンテナの構成及び誘起電流を示す図である。本開示のＲＦＩＤタグのアンテナの構成及び誘起電流を示す図である。本開示のＲＦＩＤタグのアンテナの構成及び誘起電流を示す図である。本開示のＲＦＩＤタグのアンテナの構成及び誘起電流を示す図である。変形例のＲＦＩＤタグのアンテナの構成を示す図である。

添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。

本開示の電子レンジ加熱用容器の構成を図１に示す。電子レンジ加熱用容器Ｃは、ＲＦＩＤタグＲ及び内容物３を収容する容器２から構成される。ＲＦＩＤタグＲは、アンテナパターン１及びプラスチックフィルム１’から構成される。

ＲＦＩＤタグＲのアンテナパターン１は、図３から図７までで後述するアンテナ１１及びＩＣチップ１２を備え、無線通信を行う。ここで、ＲＦＩＤタグＲのアンテナパターン１は、マイクロ波を吸収しない部材（図１では、プラスチックフィルム１’）に印刷される。よって、ＲＦＩＤタグＲのアンテナパターン１を簡便に製造することができる。そして、プラスチックフィルム１’付きのＲＦＩＤタグＲは、容器２の表面に貼付される。

ここで、アンテナ１１は、インピーダンスステップを備える。そして、アンテナ１１がＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚと異なる電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚを有する電磁波を照射されるときに、アンテナ１１がインピーダンスステップを備えないとするときより、ＩＣチップ１２に流れる電流が減少する。

つまり、インピーダンスステップを配置することにより、反射波が生成され、複数の反射波が合成されることにより、ＩＣチップ１２に流れる電流を制御する。

さらに、ＩＣチップ１２に流れる電流が減少するように、インピーダンスステップが配置される個数及び位置が設定されることが望ましい。

比較例のＲＦＩＤタグのアンテナの構成及び誘起電流を図２に示す。本開示のＲＦＩＤタグのアンテナの構成及び誘起電流を図３から図６までに示す。周波数２．４５ＧＨｚ及び電力５００Ｗを有する球面波状の電磁波が、アンテナパターン１の上３０ｃｍから照射されたときの、アンテナ１１の誘起電流のシミュレーションを行った。

図２から図６までに示したアンテナ１１は、無線通信用の周波数９２０ＭＨｚにおいて設計された半波長ダイポールアンテナであり、アンテナ１１中心から図面上の±ｘ方向にそれぞれ９回ずつ折り曲げられ、図面上のｘ方向に小型化が図られている。

図２に示した比較例のアンテナ１１は、インピーダンスステップを備えない。アンテナ１１の伝送線路の直径は、アンテナ全体において３ｍｍである。すると、図２上のｘ＝±３７．０ｍｍにおいて、アンテナ１１の誘起電流は２３４．０ｍＡであった。そして、ＩＣチップ１２が配置される位置の近傍である図２上のｘ＝０．０ｍｍにおいて、アンテナ１１の誘起電流は１１３．０ｍＡであった。よって、アンテナ１１及びＩＣチップ１２を備え無線通信を行うＲＦＩＤタグＲが、電子レンジ加熱により焼損する恐れがある。

図３に示した本開示のアンテナ１１は、インピーダンスステップを備える。インピーダンスステップは、アンテナ１１中心から図３上の±ｘ方向にそれぞれ９個ずつの折り曲げ箇所のうち、アンテナ１１中心から最も離れた図３上の±ｘ方向のそれぞれ８個ずつに配置される。アンテナ１１の伝送線路の直径は、高インピーダンス線路において１ｍｍであり、低インピーダンス線路において３ｍｍである。すると、図３上のｘ＝±３５．７ｍｍにおいて、アンテナ１１の誘起電流は１７３．０ｍＡであった。そして、ＩＣチップ１２が配置される位置の近傍である図３上のｘ＝０．０ｍｍにおいて、アンテナ１１の誘起電流は７６．７ｍＡであった。つまり、図３に示した本開示のアンテナ１１では、図２に示した比較例のアンテナ１１より、ＩＣチップ１２に流れる電流が減少していた。

図４に示した本開示のアンテナ１１も、インピーダンスステップを備える。インピーダンスステップは、アンテナ１１中心から図４上の±ｘ方向にそれぞれ９個ずつの折り曲げ箇所のうち、アンテナ１１中心から最も離れた図４上の±ｘ方向のそれぞれ６個ずつに配置される。アンテナ１１の伝送線路の直径は、高インピーダンス線路において１ｍｍであり、低インピーダンス線路において３ｍｍである。すると、図４上のｘ＝±３０．０ｍｍにおいて、アンテナ１１の誘起電流は１１７．０ｍＡであった。そして、ＩＣチップ１２が配置される位置の近傍である図４上のｘ＝０．０ｍｍにおいて、アンテナ１１の誘起電流は３４．８ｍＡであった。つまり、図４に示した本開示のアンテナ１１では、図３に示した本開示のアンテナ１１より、ＩＣチップ１２に流れる電流が減少していた。

図５に示した本開示のアンテナ１１も、インピーダンスステップを備える。インピーダンスステップは、アンテナ１１中心から図５上の±ｘ方向にそれぞれ９個ずつの折り曲げ箇所のうち、アンテナ１１中心から最も離れた図５上の±ｘ方向のそれぞれ４個ずつに配置される。アンテナ１１の伝送線路の直径は、高インピーダンス線路において１ｍｍであり、低インピーダンス線路において３ｍｍである。すると、図５上のｘ＝±３１．６ｍｍにおいて、アンテナ１１の誘起電流は１２１．０ｍＡであった。そして、ＩＣチップ１２が配置される位置の近傍である図５上のｘ＝０．０ｍｍにおいて、アンテナ１１の誘起電流は２９．４ｍＡであった。つまり、図５に示した本開示のアンテナ１１では、図４に示した本開示のアンテナ１１より、ＩＣチップ１２に流れる電流が減少していた。

図６に示した本開示のアンテナ１１も、インピーダンスステップを備える。インピーダンスステップは、アンテナ１１中心から図６上の±ｘ方向にそれぞれ９個ずつの折り曲げ箇所のうち、アンテナ１１中心から最も離れた図６上の±ｘ方向のそれぞれ２個ずつに配置される。アンテナ１１の伝送線路の直径は、高インピーダンス線路において１ｍｍであり、低インピーダンス線路において３ｍｍである。すると、図６上のｘ＝±３７．５ｍｍにおいて、アンテナ１１の誘起電流は１７６．９ｍＡであった。そして、ＩＣチップ１２が配置される位置の近傍である図６上のｘ＝０．０ｍｍにおいて、アンテナ１１の誘起電流は５６．８ｍＡであった。つまり、図６に示した本開示のアンテナ１１では、図２に示した比較例のアンテナ１１より、ＩＣチップ１２に流れる電流が減少していた。

ここで、図２に示した比較例のアンテナ１１に対して、単にインピーダンスステップを配置するのみでは、図３から図６までに示した本開示のアンテナ１１において、無線通信用の周波数９２０ＭＨｚでのＶＳＷＲ、利得及び指向性を最適化することはできない。しかし、図２に示した比較例のアンテナ１１に対して、さらに伝送線路の長さを微調整することにより、図３から図６までに示した本開示のアンテナ１１において、無線通信用の周波数９２０ＭＨｚでのＶＳＷＲ、利得及び指向性を最適化することができる。

そして、図３から図６までに示した本開示のアンテナ１１においては、計算時間を低減するために、円柱状の導体を使用している。しかし、図３から図６までに示した本開示のアンテナ１１を応用して、フィルム上に印刷するために、平板状の導体を使用してもよい。ここで、平板の幅が円柱の直径の約２倍であれば、平板状の導体を使用したアンテナ１１の電気特性は、円柱状の導体を使用したアンテナ１１の電気特性と等価となる。

変形例のＲＦＩＤタグのアンテナの構成を図７に示す。ＩＣチップ１２に流れる電流が最も減少していた図５に示したアンテナ１１に対して、折れ曲がりをなくすことにより、図７に示したアンテナ１１を製造することができる。

このように、アンテナ１１及びＩＣチップ１２を備え無線通信を行うＲＦＩＤタグＲが、電子レンジ加熱により焼損する恐れをなくすことができる。そして、図３から図７までに示した実施形態に限定されることなく、インピーダンスステップが配置される個数及び位置を適切に設定することにより、ＩＣチップ１２に流れる電流を制御することができる。

さらに、ＲＦＩＤタグＲが電子レンジ加熱により焼損する恐れがないため、容器２の廃棄処理時にＲＦＩＤタグＲから容器２の廃棄方法を読み取ることができ、内容物３の温め直し時にＲＦＩＤタグＲから内容物３の調理方法を読み取ることができる。

図１から図７まででは、アンテナ１１をＲＦＩＤタグＲの無線通信用の周波数９２０ＭＨｚと異なる電子レンジ加熱用の周波数２．４５ＧＨｚを有する電磁波で照射するときに、アンテナ１１がインピーダンスステップを備えないとするときより、ＩＣチップ１２に流れる電流を減少させている。図１から図７までを一般化して、アンテナ１１をＲＦＩＤタグＲの無線通信用の任意の周波数と異なるマイクロ波加熱用又はマイクロ波乾燥用の任意の周波数を有する電磁波で照射するときに、アンテナ１１がインピーダンスステップを備えないとするときより、ＩＣチップ１２に流れる電流を減少させてもよい。

本開示のＲＦＩＤタグ及び電子レンジ加熱用容器を用いて、アンテナ及びＩＣチップを備え無線通信を行うＲＦＩＤタグが、マイクロ波加熱又はマイクロ波乾燥により焼損する恐れをなくすことができる。

Ｃ：電子レンジ加熱用容器
Ｒ：ＲＦＩＤタグ
１：アンテナパターン
１’：プラスチックフィルム
２：容器
３：内容物
１１：アンテナ
１２：ＩＣチップ

Claims

アンテナ及びＩＣチップを備え、無線通信を行うＲＦＩＤタグであって、
前記アンテナは、インピーダンスステップを備え、
前記アンテナが前記ＲＦＩＤタグの無線通信用の周波数と異なるマイクロ波加熱用又はマイクロ波乾燥用の周波数を有する電磁波を照射されるときに、前記アンテナが前記インピーダンスステップを備えないとするときより、前記インピーダンスステップで反射波が生成され、複数の反射波が合成され、前記ＩＣチップに流れる電流が減少する
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
前記ＩＣチップに流れる電流が減少するように、前記インピーダンスステップが配置される個数及び位置が設定されることを特徴とする、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
請求項１又は２に記載のＲＦＩＤタグを備えることを特徴とする電子レンジ加熱用容器。