JPH09259240A - 電磁結合型ｉｄシステムの送受信タグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送距離の拡大と伝送特性の安定化を図る。 【解決手段】 送受信コイル25と送受信コイルに接続す
る送受信回路30とを樹脂外皮体で一体に覆った電磁結合
型ＩＤシステムの送受信タグ2 において、送受信コイル
の内方部に高透磁率部26を形成することによって電磁結
合を強めるようにした。また、送受信コイルの外方部に
良導電部を形成することによって電磁結合を強めるよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駐車場におけるゲ
ート開閉制御、レジャー施設における人員の入退出管理
システム、工場における部品や製造物の認識システム、
流通システムにおける商品の管理などに用いられる、非
接触方式ＩＤシステムの中の一つである電磁結合型ＩＤ
システムの送受信タグに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は電磁結合型ＩＤシステムを説明す
る構成図である。図６は従来の送受信タグを示す図であ
り、図６（ａ）は正面図、図６（ｂ）は断面図である。

【０００３】図５に示すように、電磁結合型ＩＤシステ
ムは、例えば駐車場におけるゲート側に設けられる送信
ヘッド１と、ドライバー自らが携帯する送受信タグ２と
を含んで構成される。送信ヘッド１は、自らが放出する
電磁誘導波を以て送受信タグ２と電磁結合することによ
って、電源としての電磁エネルギーを送受信タグ２に供
給するとともに、送受信タグ２をアクセスして送受信タ
グ２との間でデジタルデータの授受を行うものである。
送受信タグ２は、送信ヘッド１の放出する電磁誘導波に
結合して、自らが作動するための電源としての電磁エネ
ルギーを送信ヘッド１から得るとともに、送信ヘッド１
の放出する電磁誘導波に重畳されているデジタルデータ
に基づいて自己の記憶データを送出したり、自己の記憶
データを書き換えたりするものである。

【０００４】送信ヘッド１は、主制御部１０と、インタ
フェース部１１と、変調部１２と、復調部１３と、発振
部１４と、送信コイル１５と、受信コイル１６とを備え
る。主制御部１０は、送信ヘッド１全体を統括する部分
であり、インタフェース部１１を介して外部制御装置Ａ
から入力される各種命令に基づいて、変調部１２によっ
て発振部１４の出力する発振信号を変調する。変調部１
２は、該変調した変調信号を送信コイル１５に出力す
る。送信コイル１５は、該変調した変調信号を電磁誘導
波として空間に放出する。また、主制御部１０は、受信
コイル１６がピックアップするとともに復調部１３が復
調した復調信号を受けとり、該復調信号をインタフェー
ス部１１を介して外部制御装置Ａに出力する。

【０００５】また、送受信タグ２は、主制御部２０と、
データ記憶部２１と、変調部２２と、復調部２３と、整
流回路部２４と、送受信コイル２５と、共振コンデンサ
２６，２７とを備える。整流回路部２４は、送受信タグ
２が送信ヘッド１の送信コイル１５の放出する電磁誘導
波到達領域内に入ると、送受信コイル２５が受ける送信
ヘッド１の送信コイル１５の放出する電磁誘導波から送
受信タグ２を作動するための電源電圧を生成し、主制御
部２０、データ記憶部２１、変調部２２、復調部２３に
給電する。なお、データ記憶部２１は、整流回路部２４
からの給電が無くなっても記憶が消滅したりしないよう
にするために、つまり、記憶を不揮発性にするためにＥ
ＥＰＲＯＭなどを用いる。

【０００６】整流回路部２４から給電を受ける復調部２
３は、送受信コイル２５がピックアップする送信コイル
１５の放出する電磁誘導波を復調し、この復調信号を主
制御部２０に出力する。整流回路部２４から給電を受け
る主制御部２０は、送受信タグ２全体を統括する部分で
あり、復調部２３の出力する復調信号に基づいて、デー
タ記憶部２１から必要なデータを読み出して変調部２２
に出力したり、データ記憶部２１の記憶データの一部を
書き換えたりする。

【０００７】整流回路部２４から給電を受ける変調部２
２は、送受信コイル２５と共振コンデンサ２６，２７と
が送信コイル１５の放出する電磁誘導波に共振して生成
する励振波である電磁誘導波を、主制御部２０がデータ
記憶部２１から読み出すところの例えば該送受信タグ２
固有の識別番号データに基づいて変調する。そして、該
変調された励振波である電磁誘導波は、受信コイル２５
から空間に放出される。

【０００８】すると、送信ヘッド１は、送受信コイル２
５の放出する、該送受信タグ２固有の識別番号データに
基づいて変調された電磁誘導波を、受信コイル１６にて
ピックアップするとともに、復調部１３にて復調し、該
送受信タグ２固有の識別番号をインタフェース部１１を
介して外部制御装置（例えば駐車場のゲート開閉制御装
置など）Ａに出力する。つまり、送信ヘッド１は、送受
信タグ２から非接触にて、送受信タグ２固有の識別番号
データを読み出すことができるのである。

【０００９】電磁結合型ＩＤシステムの送受信タグ２
は、図６に示すように、薄い送受信コイル２５と薄い送
受信回路３０とを、絶縁性樹脂に埋め込んで縦６０mm×
横９０mm×厚さ３mmのキャッシュカード程度のタグ状に
一体化したものである。なお、図６に示す送受信回路３
０は、主制御部２０と、データ記憶部２１と、変調部２
２と、復調部２３と、整流回路部２４と、共振コンデン
サ２６，２７とを薄く且つコンパクトに集積化したもの
である。

【００１０】アンテナの役割を果たす送受信コイル２５
は、銅などの良導電体からなる細線を、薄く楕円環状に
巻装したものであり、送受信タグ２を形成する絶縁性樹
脂の中に埋め込まれるものの中でも、送受信コイル２５
が最も場所を占有している。しかも、送受信コイル２５
の内方は、送受信タグ２をタグ状に形成するための絶縁
性樹脂にて満たされている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図６に示すような電磁結合型ＩＤシステムの送受信タ
グ２にあっては、送信コイル１５と送受信コイル２５と
の距離に対する電磁結合の減衰が大きく、送信ヘッド１
と送受信タグ２との距離が１ｍ程度であっても、確実な
データ授受が困難である。また、送受信タグ２の近傍に
鉄製部材などの磁性体が存在すると磁束分布が大きく乱
れ、伝送特性が悪くなるという問題点があった。

【００１２】本発明は、上記の問題点を解決するために
成されたもので、その目的とするところは、伝送距離の
拡大が図れるとともに、鉄骨材などの磁性体が近傍に存
在したとしても悪影響を受けること無く安定した伝送特
性の得られる、優れた電磁結合型ＩＤシステムの送受信
タグを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、請求項１記載の発明にあっては、送受信
コイルと該送受信コイルに接続する送受信回路とを樹脂
外皮体で一体に覆った電磁結合型ＩＤシステムの送受信
タグにおいて、送受信コイルの内方部に高透磁率部を形
成したことを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明にあっては、送受信コ
イルと該送受信コイルに接続する送受信回路とを樹脂外
皮体で一体に覆った電磁結合型ＩＤシステムの送受信タ
グにおいて、送受信コイルの外方部に良導電部を形成し
たことを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明にあっては、送受信コ
イルと該送受信コイルに接続する送受信回路とを樹脂外
皮体で一体に覆った電磁結合型ＩＤシステムの送受信タ
グにおいて、送受信コイルの内方部に高透磁率部を形成
するとともに、送受信コイルの外方に良導電部を形成し
たことを特徴とする。

【００１６】請求項４記載の発明にあっては、前記良導
電部は良導電性外皮体で形成したことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電磁結合型Ｉ
Ｄシステムの送受信タグの第１の実施の形態を図１に基
づいて、第２の実施の形態を図２に基づいて、第３の実
施の形態を図３に基づいて、第４の実施の形態を図４に
基づいてそれぞれ詳細に説明する。

【００１８】〔第１の実施の形態〕図１は電磁結合型Ｉ
Ｄシステムの送受信タグを示す図であり、図１（ａ）は
正面図、図１（ｂ）は断面図である。なお、図１におい
て、図５および図６とを用いて説明した従来の送受信タ
グと同じ箇所には同じ符号を付してあるので、同じ符号
の箇所の詳細な説明は省略する。

【００１９】この図１に示す電磁結合型ＩＤシステムの
送受信タグ２が、従来のものと異なり特徴となるのは、
送受信コイル２５の内方部に高透磁率部２６を形成した
構成である。この高透磁率部２６は、薄く楕円環状に巻
装した送受信コイル２５の内方中空部に、例えば楕円に
打ち抜き加工した珪素鋼板またはフェライト鋼板あるい
はパーマロイ薄板などを配設し、この配設位置関係を保
った状態で送受信回路３０とともに、ＡＢＳ樹脂などの
絶縁性樹脂に埋め込んで縦６０mm×横９０mm×厚さ３mm
程度のタグ状に一体化することにより形成する。

【００２０】ところで、高透磁率の物質は、近傍に到来
する磁束を吸引集束する性質を有する。従って、この図
１に示す電磁結合型ＩＤシステムの送受信タグ２にあっ
ては、送信ヘッド（図示せず）から放出されて送受信タ
グ２の近傍に到来する電磁誘導波の磁束は、高透磁率部
２６に吸引集束される。つまり、送信ヘッド（図示せ
ず）から放出されて送受信タグ２の近傍に到来する電磁
誘導波の磁束は、送受信コイル２５の内方に吸引集束し
て楕円環状の送受信コイル２５の内方を貫通することに
なる。

【００２１】よって、高透磁率部２６を備える送受信タ
グ２は、高透磁率部２６を備えない従来の送受信タグに
比べて、送信ヘッド（図示せず）の放出する電磁誘導波
に強く電磁結合することが可能となり、送信ヘッド（図
示せず）との距離に対する電磁結合の減衰を改善するこ
とができ、伝送距離の拡大が図れ且つ鉄骨材などの磁性
体が近傍に存在したとしても悪影響を受けること無く安
定した伝送特性の得られる優れたものになる。

【００２２】なお、高透磁率部２６の形成は、前記方法
に限らず、高透磁率部２６の部分を高透磁率性の樹脂
（高透磁率材の粉末を混入した樹脂など）にて形成する
とともに、他の部分を通常の絶縁性樹脂にて形成し一体
成形するようにしても良い。

【００２３】〔第２の実施の形態〕図２は電磁結合型Ｉ
Ｄシステムの送受信タグを示す図であり、図２（ａ）は
正面図、図２（ｂ）は断面図である。なお、図２におい
て、図１を用いて説明した第１の実施の形態の電磁結合
型ＩＤシステムの送受信タグと同じ箇所には同じ符号を
付してあるので、同じ符号の箇所の詳細な説明は省略す
る。

【００２４】この図２に示す電磁結合型ＩＤシステムの
送受信タグ２が、前述した第１の実施の形態の電磁結合
型ＩＤシステムの送受信タグと異なり特徴となるのは、
送受信タグ２において、送信ヘッドの方に向ける側とは
反対側の面の方に、薄く楕円環状に巻装した送受信コイ
ル２５の外周縁が略内接する大きさの矩形状の高透磁率
部２７を形成した構成である。この高透磁率部２７は、
前記矩形形状に打ち抜き加工された珪素鋼板またはフェ
ライト鋼板あるいはパーマロイ薄板などを送受信コイル
２５の背面に配設し、この配設位置関係を保った状態で
送受信回路３０とともに、ＡＢＳ樹脂などの絶縁性樹脂
に埋め込んで縦６０mm×横９０mm×厚さ３mm程度のタグ
状に一体化することにより形成する。

【００２５】ところで、高透磁率の物質は、近傍に到来
する磁束を吸引集束する性質を有する。従って、この図
２に示す電磁結合型ＩＤシステムの送受信タグ２にあっ
ても、送信ヘッド（図示せず）から放出されて送受信タ
グ２の近傍に到来する電磁誘導波の磁束は、高透磁率部
２７に吸引集束される。つまり、送信ヘッド（図示せ
ず）から放出されて送受信タグ２の近傍に到来する電磁
誘導波の磁束は、送受信コイル２５の内方に吸引され集
束して楕円環状の送受信コイル２５の内方を貫通するこ
とになる。

【００２６】よって、高透磁率部２７を備える送受信タ
グ２は、高透磁率部２７を備えない従来の送受信タグに
比べて、送信ヘッド（図示せず）の放出する電磁誘導波
に強く電磁結合することが可能となり、送信ヘッド（図
示せず）との距離に対する電磁結合の減衰を改善するこ
とができ、伝送距離の拡大が図れ且つ鉄骨材などの磁性
体が近傍に存在したとしても悪影響を受けること無く安
定した伝送特性の得られる優れたものになる。また、高
透磁率部２７の形状は矩形であるので成形加工が簡単で
ある。

【００２７】なお、高透磁率部２７の形成は、前記方法
に限らず、高透磁率部２７の部分を高透磁率性の樹脂
（高透磁率材の粉末を混入した樹脂など）にて形成する
とともに、他の部分を通常の絶縁性樹脂にて形成し一体
成形するようにしても良い。

【００２８】〔第３の実施の形態〕図３は電磁結合型Ｉ
Ｄシステムの送受信タグを示す図であり、図３（ａ）は
正面図、図３（ｂ）は断面図である。なお、図３におい
て、図５および図６とを用いて説明した従来の送受信タ
グと同じ箇所には同じ符号を付してあるので、同じ符号
の箇所の詳細な説明は省略する。

【００２９】この図３に示す電磁結合型ＩＤシステムの
送受信タグ２が、従来のものと異なり特徴となるのは、
送受信コイル２５の外方部に良導電部２８を形成した構
成である。この良導電部２８は、例えば、正面視で送受
信タグ２と略等しい形状の銅薄板あるいはアルミニウム
薄板から送受信コイル２５の外周と略等しい形状の楕円
を打ち抜いて取り去った部分に、薄く楕円環状に巻装し
た送受信コイル２５を配設し、この配設位置関係を保っ
た状態で送受信回路３０とともに、ＡＢＳ樹脂などの絶
縁性樹脂に埋め込んで縦６０mm×横９０mm×厚さ３mm程
度のタグ状に一体化することにより形成する。

【００３０】ところで、良導電体の物質は、近傍に到来
する磁束を遠方に追いやるシールド作用を有する。従っ
て、上述の図３に示すような電磁結合型ＩＤシステムの
送受信タグ２にあっては、送信ヘッド（図示せず）から
放出されて送受信タグ２の良導電部２８の近傍に到来す
る電磁誘導波の磁束は、良導電部２８のシールド作用に
よって良導電部２８の内周縁および外周縁に追いやら
れ、良導電部２８の内周縁に追いやられる磁束は必然的
に送受信コイル２５の内方を集束して貫通することにな
る。

【００３１】よって、上述の図３に示すような電磁結合
型ＩＤシステムの送受信タグ２にあっては、良導電部２
８を備えない従来の送受信タグに比べて、送信ヘッド
（図示せず）の放出する電磁誘導波に強く電磁結合する
ことが可能となり、送信ヘッド（図示せず）との距離に
対する電磁結合の減衰を改善することができ、伝送距離
の拡大が図れ且つ鉄骨材などの磁性体が近傍に存在した
としても悪影響を受けること無く安定した伝送特性の得
られる優れたものになる。

【００３２】なお、良導電部２８は、前記方法に限ら
ず、良導電部の部分を導電性樹脂などの良導電性外皮体
にて形成するとともに、他の部分を通常の絶縁性樹脂に
て形成し一体成形するようにしても良い。また、良導電
部２８の形成は、送受信タグ２の全体を通常の絶縁性樹
脂にて形成した後に、良導電部２８を形成する部分にの
み導電性塗料を塗布することによって形成しても良い。

【００３３】〔第４の実施の形態〕図４は電磁結合型Ｉ
Ｄシステムの送受信タグを示す図であり、図４（ａ）は
正面図、図４（ｂ）は断面図である。なお、図４におい
て、図２を用いて説明した第２の実施の形態の電磁結合
型ＩＤシステムの送受信タグ、あるいは、図２を用いて
説明した第２の実施の形態の電磁結合型ＩＤシステムの
送受信タグと同じ箇所には同じ符号を付してあるので、
同じ符号の箇所の詳細な説明は省略する。

【００３４】この図４に示す電磁結合型ＩＤシステムの
送受信タグ２が、前述の第３の実施の形態の電磁結合型
ＩＤシステムの送受信タグと異なり特徴となるのは、前
述の第３の実施の形態の電磁結合型ＩＤシステムの送受
信タグに、前述の第２の実施の形態の電磁結合型ＩＤシ
ステムの送受信タグの特徴であるところの高透磁率部２
７を組み合わせた構成である。

【００３５】従って、上述の図４に示すような電磁結合
型ＩＤシステムの送受信タグ２にあっては、第２の実施
の形態の電磁結合型ＩＤシステムの送受信タグの高透磁
率部２７は、送信ヘッド（図示せず）から放出されて送
受信タグ２の近傍に到来する電磁誘導波の磁束を吸引集
束して楕円環状の送受信コイル２５の内方に貫通させ、
また、第３の実施の形態の電磁結合型ＩＤシステムの送
受信タグの良導電部２８は、送信ヘッド（図示せず）か
ら放出されて送受信タグ２の近傍に到来する電磁誘導波
の磁束をシールド作用によって良導電部２８の内周縁お
よび外周縁に追いやり、良導電部２８の内周縁に追いや
った磁束を楕円環状の送受信コイル２５の内方に貫通さ
せる。

【００３６】つまり、上述の図４に示すような電磁結合
型ＩＤシステムの送受信タグ２にあっては、送信ヘッド
（図示せず）から放出されて送受信タグ２の近傍に到来
する電磁誘導波の磁束を、高透磁率部２７の磁束に対す
る吸引集束作用と良導電部２８の磁束に対するシールド
作用との両作用によって、より多くの磁束を送受信コイ
ル２５の内方に集束し貫通するので、送信ヘッド（図示
せず）の放出する電磁誘導波に更に強く電磁結合するこ
とが可能となる。

【００３７】従って、上述の図４に示すような電磁結合
型ＩＤシステムの送受信タグ２にあっては、送信ヘッド
（図示せず）との距離に対する電磁結合の減衰を更にい
っそう改善することができ、伝送距離の拡大が図れ且つ
鉄骨材などの磁性体が近傍に存在したとしても更に悪影
響を受けることが無くなり、更に安定した伝送特性の得
られる優れたものになる。

【００３８】なお、前述の第３の実施の形態の電磁結合
型ＩＤシステムの送受信タグに、前述の第１の実施の形
態の電磁結合型ＩＤシステムの送受信タグの特徴である
ところの高透磁率部２６を組み合わせた構成にしても、
同様の効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、送受信コ
イルの内方部に高透磁率部を形成したので、到来する電
磁誘導波の磁束の多くが送受信コイルの内方を貫通する
ことになり、送信ヘッドとの距離に対する電磁結合の減
衰を改善することができ、伝送距離の拡大が図れ且つ鉄
骨材などの磁性体が近傍に存在したとしても悪影響を受
け難く、安定した伝送特性の得られる優れた電磁結合型
ＩＤシステムの送受信タグを提供できるという効果を奏
する。

【００４０】請求項２記載の発明にあっては、送受信コ
イルの外方部に良導電部を形成したので、到来する電磁
誘導波の磁束の多くが送受信コイルの内方を貫通するこ
とになり、送信ヘッドとの距離に対する電磁結合の減衰
を改善することができ、伝送距離の拡大が図れ且つ鉄骨
材などの磁性体が近傍に存在したとしても悪影響を受け
難く、安定した伝送特性の得られる優れた電磁結合型Ｉ
Ｄシステムの送受信タグを提供できるという効果を奏す
る。

【００４１】請求項３記載の発明にあっては、送受信コ
イルの内方部に高透磁率部を形成するとともに、送受信
コイルの外方に良導電部を形成したので、到来する電磁
誘導波の磁束のより多くが送受信コイルの内方を貫通す
ることになり、送信ヘッドとの距離に対する電磁結合の
減衰を改善することができ、伝送距離の拡大が図れ且つ
鉄骨材などの磁性体が近傍に存在したとしても悪影響を
受け難く、安定した伝送特性の得られる優れた電磁結合
型ＩＤシステムの送受信タグを提供できるという効果を
奏する。

【００４２】請求項４記載の発明にあっては、前記良導
電部は良導電性外皮体で形成するので、良導電部を形成
するために絶縁性樹脂に、わざわざ銅板やアルミニウム
板などを埋め込んだり導電性塗料を塗布したりする手間
のかからない、生産性に優れる電磁結合型ＩＤシステム
の送受信タグを提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態の電磁結合型Ｉ
Ｄシステムの送受信タグを示す図である。

【図２】本発明に係る第２の実施の形態の電磁結合型Ｉ
Ｄシステムの送受信タグを示す図である。

【図３】本発明に係る第３の実施の形態の電磁結合型Ｉ
Ｄシステムの送受信タグを示す図である。

【図４】本発明に係る第４の実施の形態の電磁結合型Ｉ
Ｄシステムの送受信タグを示す図である。

【図５】電磁結合型ＩＤシステムを説明する構成図であ
る。

【図６】従来の送受信タグを示す図である。

【符号の説明】

２ 送受信タグ ２５ 送受信コイル ２６ 高透磁率部 ２７ 良導電部 ２８ 良導電部 ３０ 送受信回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送受信コイルと該送受信コイルに接続す
   る送受信回路とを樹脂外皮体で一体に覆った電磁結合型
   ＩＤシステムの送受信タグにおいて、送受信コイルの内
   方部に高透磁率部を形成したことを特徴とする電磁結合
   型ＩＤシステムの送受信タグ。
2. 【請求項２】 送受信コイルと該送受信コイルに接続す
   る送受信回路とを樹脂外皮体で一体に覆った電磁結合型
   ＩＤシステムの送受信タグにおいて、送受信コイルの外
   方部に良導電部を形成したことを特徴とする電磁結合型
   ＩＤシステムの送受信タグ。
3. 【請求項３】 送受信コイルと該送受信コイルに接続す
   る送受信回路とを樹脂外皮体で一体に覆った電磁結合型
   ＩＤシステムの送受信タグにおいて、送受信コイルの内
   方部に高透磁率部を形成するとともに、送受信コイルの
   外方に良導電部を形成したことを特徴とする電磁結合型
   ＩＤシステムの送受信タグ。
4. 【請求項４】 前記良導電部は良導電性外皮体で形成し
   たことを特徴とする請求項２または３記載の電磁結合型
   ＩＤシステムの送受信タグ。