JPH1013313A - 無線用識別シート - Google Patents
無線用識別シートInfo
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Abstract
ートを提供する。 【解決手段】非導電性材料によって形成されたシート状
基材1上に、導電性材料で平面的に形成される渦巻状の
ループアンテナ2と、このループアンテナ2に接続され
る同調用コンデンサ3と、ループアンテナ2を介して所
定周波数の電磁波を受信しすることにより予め設定され
た識別信号をループアンテナ2を介して送信する送受信
用集積回路4とを配設する。
Description
行う際に適用される無線用識別シートに関する。
の物品を取り扱う場所では、物品の個体識別を行うこと
ができるように、電磁誘導方式の無線用識別装置が用い
られることがある。
受信機能を備えたリーダ装置と共に使用される。具体的
には、リーダ装置は所定の周波数の電磁波を送信し、無
線用識別装置は送信された所定周波数の電磁波を受信す
ると、予め設定された識別信号を送信する。リーダ装置
は、この識別信号を解析して無線用識別装置が取り付け
られた物品等の個体識別を行う。
示されるように、直径数百ミクロンの銅線101を巻回
したループアンテナコイル102と、このループアンテ
ナコイル102と共に同調回路を形成する同調コンデン
サ103および前述した識別信号が設定された送受信用
集積回路104とを主構成要素としている。
線101の端子105,106と、同調コンデンサ10
3の足と、送受信用集積回路104のリード線107,
108とは半田付けにより接続されている。また、ルー
プアンテナコイル102、同調コンデンサ103および
送受信用集積回路104は、底板109に接着剤で固定
され、底板109および蓋110からなるケースによっ
て構成要素全体が保護されている。
示されるように絶縁被覆された直径数百ミクロンの銅線
101をソレノイド型に複数回かつ複数段に巻回したも
のである。銅線101による巻線束は、A−A′断面図
に示されるように樹脂などの接着剤111によって固定
され、銅線101の端子105,106の絶縁被覆は除
去されている。なお、銅線101を巻回する時は、例え
ば図19に示されるような巻線機械112を用い、銅線
101を巻き枠113に所定巻き数だけ巻き付けてから
接着剤111により固定し、この後に巻き枠113から
取り外せばよい。
製造においては、直径数百ミクロンの銅線101巻回す
る必要があるが、このような作業は自動化することが困
難で、手作業による加工が中心でとなるため、作業に余
計な時間や費用がかかり、生産性を向上させることが難
しかった。
けや、それらを底板109へ接着する作業も手作業を中
心としていたため、さらに生産性が低下していた。さら
に、ループアンテナコイル102は、銅線101の巻き
数分の厚みがあり、この厚みによって無線識別装置全体
が大きくなってしまっていた。
の無線用識別装置では、製造工程の多くを手作業にたよ
っているため生産性を向上させることが困難であり、し
かもループアンテナコイルの厚みによって装置全体が大
きくなってしまうという問題があった。本発明は、生産
性が高く、しかも小型軽量の無線用識別シートを提供す
ることを目的とする。
め、本発明は、非導電性材料によって形成されたシート
状基材上に、導電性材料で平面的に形成される渦巻状の
ループアンテナと、このループアンテナに接続される同
調用コンデンサと、ループアンテナを介して所定周波数
の電磁波を受信した時、予め設定された識別信号をルー
プアンテナを介して送信する送受信用集積回路とを配設
する。
く形成するので、無線用識別シートを小型軽量にするこ
とができる。また、ループアンテナを例えば導電性イン
クによってシート状基材上に渦巻状ループを直接印刷し
たり、または、シート状基材上に接着剤を塗布してから
被覆銅線を渦巻状に置くことによって形成するようにす
れば、自動機械等によってループアンテナを連続的に大
量生産することができるので、低コストで無線用識別シ
ートを製造することができる。
と共に静電容量を形成するシート状誘電体を配設すれ
ば、個別素子としての同調コンデンサを用いることなく
同調回路が形成されるので、無線用識別シートをより小
型軽量にできる。
ナに近接するようにシート状磁性体を配設すれば、例え
ばループアンテナを複数のコイルの層として形成する場
合、同一巻き数に対するループアンテナの透磁率が高句
なるので、少ない層で効率的に送受信を行えるので、無
線用識別シートをより小型軽量にできる。
係る無線用識別シートの概略構成を示す図である。この
無線用識別シートは、シート状基材1上に、ループアン
テナ2、同調用コンデンサ3および送受信用集積回路4
を配設したものである。
数のループコイルが平面的に形成されており、このシー
ト状基材1が折り曲げられることにより、複数のループ
コイルが積層されたループアンテナ2を形成している。
子5a,5dには、リード線等を介して同調用コンデン
サ3および送受信用集積回路4が並列に接続される。同
調用コンデンサ3および送受信用集積回路4は、接着剤
等によってシート状基材1上に固定される。
と共に同調回路を形成している。送受信用集積回路4
は、ループアンテナ2および同調用コンデンサ3を介し
て所定周波数の電磁波を受信すると、予め設定されてい
る識別信号をループアンテナ2を介して所定周波数の電
磁波で送信する。
に形成されたループアンテナ2の構造について具体的に
説明する。なお、(a)はシート状基材1を折り曲げる
前の平面図、(b)はその断面図、(c)はシート状基
材1を折り曲げたときの断面図である。
つのループコイルを積層するため、シート状基材1上の
4つの部分1a〜1dにそれぞれループコイルを形成す
る。まず、図3(a)に示されるように、紙、樹脂など
の非導電性材料を用いて形成されたシート状基材1にお
ける部分1a,1cの表面および部分1b,1dの裏面
に導電性インクによってそれぞれ渦巻状のループコイル
6a〜6dを印刷する。この時、ループコイル6aと6
c、ループコイル6bと6dは、それぞれ一括して印刷
を行うようにする。
熱硬化性アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂
などの合成樹脂からなるバインダ中に、導電性フィラー
として銀、カーボンブラック、グラファイト、ニッケル
もしくは銅等の微粉末や銀メッキされた銅粉等を分散さ
せたものである。この場合、導電性インク8の体積固有
抵抗値は原料金属の5〜20倍程度に大きくなることか
ら、ループコイル1a〜1dの断面積を通常の導線の断
面積に比べて大きくする必要があり、さらにループアン
テナとして動作させる有効面積を同等とする場合は、巻
数の最大値が限定されるために、平面的なループコイル
を多層に分割する必要がある。
境目付近、すなわちループコイル6a〜6dが裏と表で
隣接する箇所には、ループコイル6a〜6dが直列に接
続されるようにランド7が予め形成されるものとする。
ランド7は、図3に示されるようにシート状基材1上に
複数の点状孔8を設けたものであり、導電性インク9で
印刷を行った場合、この点状孔8を通して導電性インク
9がシート状基材1の裏表に浸透する。これにより、ル
ープコイル6a,6b間、ループコイル6b,6c間お
よびループコイル6c,6d間がそれぞれ接続され、ル
ープコイル6a〜6が直列接続される。なお、(a)は
ランド7を表面から見た図であり、(b)はその断面図
である。
部分1a〜1dの裏表に交互にループコイル6a〜6d
を印刷した後、図3(b)に示されるように部分1a,
1bの境目を谷折りに、部分1b,1cの境目を山折り
に、そして部分1c,1dの境目を谷折りにして、それ
ぞれの接触面を接着する。このようにすると、図3
(c)に示されるように、シート状基材1によって絶縁
された積層構造のループアンテナ2が形成される。この
場合、ルールコイル6a〜6bのインダクタンスをそれ
ぞれLa〜Ldと表すと、本実施形態の無線用識別シー
トは、図4に示されるような等価回路で表される。
識別の例について説明する。ここでは、図5に示される
ように、無線用識別シート11と、送信アンテナ12を
介して所定周波数f1の電磁波を送信する送信器13お
よび受信アンテナ14を介して所定周波数f2の電磁波
を受信して解析する受信器15からなるシステムを考え
る。ここで、無線用識別シート11は、ループアンテナ
2および同調用コンデンサ3によって同調周波数f1の
同調回路が形成され、送受信用集積回路4は、識別信号
として2進数の”1101”が予め設定されて周波数f
2(f2=f1/2)の電磁波をループアンテナ2を介
して送信できるものとする。
周波数f1(長中波、特に数百ヘルツが望ましい)の電
磁波を常時送信する。この電磁波の受信可能範囲に無線
用識別シート12が進入すると、無線用識別シート12
の送受信用集積回路4は、ループアンテナ2および同調
用コンデンサ3を介してこの電磁波を受信し、例えば図
6に示されるようにデータの始まりおよび識別信号”1
101”を示す情報を周波数f2の電磁波で変調して、
ループアンテナ2を介して送信する。
介して周波数f2の電波を常時受信している。無線用識
別シート12から送信された周波数f2の電磁波を受信
アンテナ14を介して受信すると、この電磁波から識別
信号”1101”を復調し、この識別信号”1101”
を予め設定されている識別信号のデータと比較すること
で無線用識別シート11を識別する。
ても、ループアンテナ2と送信アンテナ12および受信
アンテナ14とが一定角度の範囲内であれば通信が行え
るため、平面状に薄膜化された無線用識別シート11で
あっても個人識別を行うことができる。しかも、電磁波
を媒体としてデータを伝送しているため、これらを使用
する環境、すなわち雨、氷、塵埃等の影響が少ない。ま
た、アンテナの指向性を緩やかにすることで通信範囲を
広げることができ、アンテナを大きくすれば通信距離を
のばすことができる。
信アンテナ14および受信器15は、リーダ装置として
一体に構成することができる。この場合、リーダ装置と
無線用識別シート11との通信のやりとりを両方向とし
て、例えば半二重方式によって伝送を片側ずつ行うよう
にすることができる。
ナを平面的に薄く形成するので、無線用識別シートを小
型軽量にすることができ、用途の拡大が期待できる。ま
た、このループアンテナは導電性インクによる印刷によ
って形成されるので、無線用識別シートの製造工程の数
を従来に比べて例えば1/3にすることができる。特
に、自動印刷機械等によってループアンテナを連続的に
生産すれば、従来に比べてコストを大きく低減させるこ
とができる以下、図7〜図16を参照して本発明の他の
実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては
図1〜図6と相対応する部分に同一符号を付して、第1
の実施形態との相違点を中心に述べる。
の実施形態に係る無線用識別シートの概略構成を示す図
である。本実施形態は、短冊状に形成された複数のシー
ト状基材21a〜21dのそれぞれにループコイルを印
刷して、これらのシート状基材21a〜21dを積み重
ねることで、ループアンテナ2を形成するものである。
ここで、ループアンテナ2の端子5aおよび5dはシー
ト状基材21a〜21dを積み重ねたときの底面および
天面であるシート状基材21aおよび21dに設けられ
ており、シート状基材21b,21bおよび21dに
は、底面となるシート状基材21a上の端子5aからリ
ード線等を引き出すための穴22b〜22dが設けられ
ている。
す図であり、(a)は正面図、(b)は断面図、(c)
はシート状基材21a〜21dを積み重ねた時の断面図
である。(a)に示されるように、シート状基材21a
〜21dには、それぞれループコイル6a〜6dが印刷
され、さらに、これらを直列接続するためのランド7が
設けられている。なお、ループコイル6a〜6dのパタ
ーンは、積み重ねた状態で直列的に接続されるように終
端部において異なる形状で印刷される。シート状基材2
1b,21cおよび21dには、上述したようにシート
状基材1上の端子5aからリード線を引き出すための穴
22b,22cおよび22dが設けられている。なお、
穴22b〜22dのかわりに、シート状基材21aに積
み重ねたとき端子5aの真上となるシート状基材21b
〜21dのそれぞれの位置にランドを設けるようにして
もよい。
の実施形態に係る無線用識別シートの概略構成を示す図
である。本実施形態は、ループアンテナ2を設けたシー
ト状基材31aと高透磁率特性のシート状基材31bと
を重ねるようにしたものである。以下、本実施形態の構
成について図10を参照して具体的に説明する。なお、
図10において、(a)は正面図、(b)はシート状基
材31aと31bとを積み重ねた時の断面図である。
基材31aのみでループアンテナ2が形成されるように
ループコイルを印刷する。一方、シート状基材31bを
紙、樹脂等の非導電性材料によって形成し、その上にフ
ェライト材などの高透磁率材料の粉体とエポキシ樹脂な
どのバインダを混合したペーストを塗布した高透磁率部
32を形成する。高透磁率部32は、シート状基材31
aと31bとを重ね合わせたとき、ループアンテナ2の
コイル内側に位置するように形成される。
材31aと31bとを重ね合わせて接着し、ループアン
テナの端子5a,5bに同調用コンデンサ3、送受信用
集積回路4をそれぞれ接続する。なお、ループアンテナ
2および高透磁率部32によるインダクタンスをLxと
すると、本実施形態の無線用識別シートは図11に示さ
れるような等価回路で示される。
ナ2を設けたシート状基材31aと高透磁率のシート状
基材31bとを重ねたことで、ループアンテナのインダ
クタンスを保ったまま巻数を少なくすることができるの
で、例えば多層化による仕上り厚さが制約を受けるよう
な場合に有効である。
4の実施形態に係る無線用識別シートを説明するための
図であり、(a)は正面図、(b)は断面図を示してい
る。
を用いてループアンテナを形成したものである。まず、
シート状基材41a上に適当な接着剤を塗布して接着層
42を作り、この接着層42上に、自動機械等によって
被覆銅線43を渦巻状に配置し、ループアンテナ2を形
成する。一方、シート状基材41b上に第3の実施形態
と同様に高透磁率部44を形成する。
ープアンテナ2に同調用コンデンサ3および送受信用集
積回路4を接続した後、ループアンテナ2が形成されて
いる面と高透磁性部44が形成されている面とが対向す
るように、すなわちシート状基材41bの高透磁率部4
4を内側にして、シート状基材41bでシート状基材4
1aを覆うように貼り合わせ、シート状基材41aおよ
び41bを接着層42を介して接着する。この場合、無
線用識別シートは図13(b)に示されるような積層構
造となる。
5の実施形態に係る無線用識別シートを説明するための
図であり、(a)は正面図、(b)は断面図を示してい
る。本実施形態は、同調コンデンサのかわりにシート状
誘電体を用いるようにしたものである。
第4の実施形態と同様に接着層52を形成し、被覆銅線
53を用いてそれぞれループコイル54を形成する。一
方、適当な誘電体材料、例えばマイカやマイラーフィル
ム等を用いて誘電体シート55を形成し、この誘電体シ
ートに55に被覆銅線53が通るような二つの穴56を
設ける。
つのシート状基材51の被覆銅線53を誘電体シートの
穴56を通して接続することで積層的にループアンテナ
2を形成し、このループアンテナ2を送受信用集積回路
4に接続する。なお、二つのシート状基材51のループ
コイル54は加極性で直列接続される。
誘電体シート54を覆うような形で挟み、接着層52を
介してこれらを接着することで無線用識別シートが形成
される。
ト54によって各層間に自己コンデンサCxと称される
静電容量が自己形成されるため、図16に示されるよう
に個別素子としての同調用コンデンサを用いることなく
同調回路が形成される。この同調回路の同調周波数は、
誘電体シートの厚さ等によって調節することができるの
で、予め所定周波数f1に同調するように設定すればよ
い。このように本実施形態では、同調用コンデンサを接
続する必要がなくなるので、無線用識別シートを更に薄
膜化することができる。
導電性のシート状基材上に平面的にループアンテナを形
成するので、生産性が高く、しかも小型軽量の無線用識
別シートを提供することができる
トの概略構成を示す図
するための図
図
トの概略構成を示す図
するための図
トの概略構成を示す図
明するための図
ートにおけるシート状基材の構造を説明するための図
工程を説明するための図
ートにおけるシート状基材の構造を説明するための図
工程を説明するための図
ルを説明するための図
ルの製造方法を説明するための図
b,51…シート状基材 1a〜1d…部分 2…ループアンテナ 3…同調用コンデンサ 4…送受信用集積回路 5a,5b,5d…端子 6a〜6d…ループコイル 7…ランド 8…点状孔 9…導電性インク 11…無線用識別シート 12…送信アンテナ 13…送信器 14…受信アンテナ 15…受信器 22b〜22d…穴 32…高透磁率部 42…接着層 43…被覆銅線 44…高透磁率部 52…接着層 53…被覆銅線 54…ループコイル 55…誘電体シート 56…穴 La〜Ld,Lx…インダクタンス Cx…自己コンデンサ 101…銅線 102…ループアンテナコイル 103…同調コンデンサ 104…送受信用集積回路 105,106…端子 107,108…リード線 109…底板 110…蓋 111…接着剤 112…巻線機械 113…巻き枠
Claims (3)
- 【請求項1】非導電性材料によって形成されたシート状
基材上に、導電性材料で平面的に形成された渦巻状のル
ープアンテナと、このループアンテナに接続される同調
用コンデンサと、該ループアンテナを介して所定周波数
の電磁波を受信することにより、予め設定された識別信
号を該ループアンテナを介して送信する送受信用集積回
路とを配設したことを特徴とする無線用識別シート。 - 【請求項2】非導電性材料によって形成されたシート状
基材上に、導電性材料で平面的に形成された渦巻状のル
ープアンテナと、このループアンテナと共に静電容量を
形成するシート状誘電体と、該ループアンテナを介して
所定周波数の電磁波を受信することにより、予め設定さ
れた識別信号を該ループアンテナを介して送信する送受
信用集積回路とを配設したことを特徴とする無線用識別
シート。 - 【請求項3】非導電性材料によって形成されたシート状
基材上に、導電性材料で平面的に形成された渦巻状のル
ープアンテナと、このループアンテナに接続される同調
用コンデンサと、該ループアンテナに近接するシート状
磁性体と、該ループアンテナを介して所定周波数の電磁
波を受信することにより、予め設定された識別信号を該
ループアンテナを介して送信する送受信用集積回路とを
配設したことを特徴とする無線用識別シート。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15970696A JP3831452B2 (ja) | 1996-06-20 | 1996-06-20 | 無線用識別シート |
Applications Claiming Priority (1)
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