JPWO2006100742A1

JPWO2006100742A1 - Ｒｆｉｄタグ

Info

Publication number: JPWO2006100742A1
Application number: JP2007509096A
Authority: JP
Inventors: 長久古谷
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2008-08-28
Also published as: WO2006100742A1; EP1863126A1; EP1863126A4; US20080012714A1; CN101142714A

Abstract

ＲＦＩＤタグ（１１）では樹脂製の薄板（１２）内にアンテナ線（１４ａ、１４ｂ）が埋め込まれる。アンテナ線（１４ａ、１４ｂ）は例えばダイポールアンテナを構成する。薄板（１２）には、アンテナ線（１４ａ、１４ｂ）に平行に延びる金属製の電波反射材（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）がさらに埋め込まれる。薄板（１２）に向かって進入する電波は電波反射材（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）で反射する。反射した電波はアンテナ線（１４ａ、１４ｂ）に向かって導かれる。アンテナ線（１４ａ、１４ｂ）で電波の受信量は増大する。ＲＦＩＤタグは通信距離の増大に大いに貢献する。電波反射材（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ）は薄板（１２）内に埋め込まれることから、これまで通りの用途は確保されることができる。ＲＦＩＤタグの外側に反射板が付加されると、ＲＦＩＤタグの用途は著しく制限されてしまう。

Description

本発明はＲＦＩＤタグに関する。

ＲＦＩＤタグは広く知られる。一般に、ＲＦＩＤタグはダイポールアンテナを備える。ダイポールアンテナはλ／２で特定される長さに対応したアンテナ線で構成される。こういったアンテナ線に基づきＲＦＩＤタグは所要の無線信号を送受信することができる。

無線信号の送信電力が強められれば、無線信号の発信源からＲＦＩＤタグが遠ざかっても十分にＲＦＩＤタグは無線通信を確立することができる。しかしながら、送信電力の最大値は例えば法律的に規制される。したがって、例えば米国特許第６４４１７４０号に開示されるように、無線信号の送信電力を強めることなく発信源からＲＦＩＤタグまで通信距離を広げる術が模索される。
米国特許第６４４１７４０号明細書米国特許第６５３５１７５号明細書

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、無線信号の送信電力を強めることなく通信距離を広げることができるＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、樹脂製の薄板と、薄板に埋め込まれるアンテナ線と、薄板に埋め込まれて、アンテナ線に平行に延びる金属製の電波反射材とを備えることを特徴とするＲＦＩＤタグが提供される。

かかるＲＦＩＤタグによれば、薄板に向かって進入する電波は電波反射材で反射する。反射した電波はアンテナ線に向かって導かれることができる。電波反射材はアンテナ線で電波の受信量を増大させる。ＲＦＩＤタグは通信距離の増大に大いに貢献する。しかも、電波反射材は薄板内に埋め込まれることから、これまで通りの用途は確保されることができる。ＲＦＩＤタグの外側に反射板が付加されると、ＲＦＩＤタグの用途は著しく制限されてしまう。

アンテナ線はダイポールアンテナあるいはホールデッドダイポールアンテナを構成すればよい。アンテナはλ／２で特定される長さに対応したアンテナ線で構成される。こういったアンテナ線に基づきＲＦＩＤタグは所要の無線信号を送受信することができる。

電波反射材は、相互に離れて配置され、アンテナ線に平行な軸線回りで任意の傾斜角で傾斜する平坦面を規定する複数の長尺部材から構成されればよい。こういった長尺部材では平坦面で電波の反射は実現されることができる。平坦面の働きで電波はアンテナ線に向かって誘導されることができる。

このとき、複数の長尺部材には、薄板の表面に沿って配置され、アンテナ線から遠い外端を薄板の裏面に向かって近づける第１長尺部材群と、薄板の裏面に沿って配置され、アンテナ線から遠い外端を薄板の表面に向かって近づける第２長尺部材群とが含まれることができる。こういったＲＦＩＤタグによれば、表面から薄板に進入する電波は第２長尺部材群の平坦面で反射する。反射した電波はアンテナ線に向かって導かれる。同様に、裏面から薄板に進入する電波は第１長尺部材群の平坦面で反射する。反射した電波はアンテナ線に向かって導かれる。電波反射材は、アンテナ線で、２方向から入射する電波の受信量を増大させることができる。

こういった構成に代えて、複数の長尺部材には、薄板の裏面に沿って配置され、アンテナ線から遠い外端を薄板の表面に向かって近づける長尺部材群が含まれてもよい。こういったＲＦＩＤタグでは薄板の裏面に例えば金属製のシールド板が貼り付けられればよい。こういったＲＦＩＤタグによれば、薄板の裏面に接触する素材の種類に拘わらず常に良好にアンテナ線に電波は集められることができる。

電波反射材は、相互に離れて配置され、アンテナ線に平行な母線で構成される半円筒面を規定する複数の長尺部材から構成されてもよい。こういった長尺部材では半円筒面で電波の反射は実現されることができる。半円筒面の働きで電波はアンテナ線に向かって誘導されることができる。

このとき、複数の長尺部材には、薄板の表面に沿って配置され、薄板の裏面に半円筒面を向き合わせる第１長尺部材群と、薄板の裏面に沿って配置され、薄板の表面に半円筒面を向き合わせる第２長尺部材群とが含まれることができる。こういったＲＦＩＤタグによれば、表面から薄板に進入する電波は第２長尺部材群の半円筒面で反射する。反射した電波はアンテナ線に向かって導かれる。同様に、裏面から薄板に進入する電波は第１長尺部材群の半円筒面で反射する。反射した電波はアンテナ線に向かって導かれる。電波反射材は、アンテナ線で、２方向から入射する電波の受信量を増大させることができる。

こういった構成に代えて、複数の長尺部材には、薄板の表面に沿って配置され、薄板の裏面に半円筒面を向き合わせる長尺部材群が含まれてもよい。こういったＲＦＩＤタグでは薄板の裏面に例えば金属製のシールド板が貼り付けられればよい。こういったＲＦＩＤタグによれば、薄板の裏面に接触する素材の種類に拘わらず常に良好にアンテナ線に電波は集められることができる。

その他、電波反射材は、相互に離れて配置され、アンテナ線に平行な母線で構成される円筒面を規定する複数の長尺部材から構成されてもよい。電波反射材は、アンテナ線に平行に配列される複数の半球面を規定する複数の長尺部材から構成されてもよい。

本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグの平面図である。図１の２−２線に沿ったＲＦＩＤタグの拡大部分断面図である。図１の３−３線に沿ったＲＦＩＤタグの拡大断面図である。ＲＦＩＤタグの製造工程を概略的に示す金属薄膜の平面図である。図３に対応し、第１実施形態の変形例に係るＲＦＩＤタグの拡大断面図である。図３に対応し、第１実施形態の他の変形例に係るＲＦＩＤタグの拡大断面図である。長尺部材に規定される半球面を概略的に示す拡大部分斜視図である。図３に対応し、第１実施形態のさらに他の変形例に係るＲＦＩＤタグの拡大断面図である。図３に対応し、本発明の第２実施形態に係るＲＦＩＤタグの拡大断面図である。図３に対応し、第２実施形態の変形例に係るＲＦＩＤタグの拡大断面図である。図３に対応し、第２実施形態の他の変形例に係るＲＦＩＤタグの拡大断面図である。図３に対応し、本発明の第３実施形態に係るＲＦＩＤタグの拡大断面図である。図３に対応し、第３実施形態の変形例に係るＲＦＩＤタグの拡大断面図である。図３に対応し、第３実施形態の他の変形例に係るＲＦＩＤタグの拡大断面図である。図３に対応し、第３実施形態のさらに他の変形例に係るＲＦＩＤタグの拡大断面図である。本発明の第４実施形態に係る電波反射材の斜視図である。第４実施形態の変形例に係る電波反射材の斜視図である。第４実施形態の他の変形例に係る電波反射材の斜視図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係るＲＦＩＤタグ１１を示す。このＲＦＩＤタグ１１は樹脂製の薄板１２を備える。薄板１２には半導体チップ１３が埋め込まれる。半導体チップ１３には例えば無線用の送受信回路や論理回路、メモリが組み込まれる。メモリには例えば所定の情報が記憶される。

薄板１２には同様にアンテナ装置１４が埋め込まれる。このアンテナ装置１４は、いわゆるダイポールアンテナを構成する１対のアンテナ線１４ａ、１４ｂを備える。アンテナ装置１４は半導体チップ１３に連結される。アンテナ装置１４で受信される電波に応じて半導体チップ１３では電力が生成される。この電力に基づき半導体チップ１３は所定の動作を実行する。例えばメモリ内の情報はアンテナ装置１４から発信されることができる。

薄板１２には同様に電波反射材１５が埋め込まれる。この電波反射材１５は例えば鉄やアルミニウム、銅といった金属材から構成される。電波反射材１５は、アンテナ線１４ａ、１４ｂに平行に延びる複数の長尺部材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄから構成される。長尺部材１５ａ〜１５ｄは例えば相互に離れて配置される。長尺部材１５ａ〜１５ｄの詳細は後述される。

図２に示されるように、薄板１２は、例えばポリエステルやポリイミドといった樹脂材料から構成される基板１６を備える。基板１６の窓孔に前述の半導体チップ１３は配置される。半導体チップ１３には１対の導電性コンタクト１７が形成される。個々の導電性コンタクト１７には個々のアンテナ線１４ａ、１４ｂの一端が受け止められる。アンテナ線１４ａ、１４ｂの一端は例えばバンプ１８で導電性コンタクト１７に接合される。こうしてアンテナ線１４ａ、１４ｂと半導体チップ１３とは電気的に接続される。

基板１６上で半導体チップ１３は封止材１９に覆われる。封止材１９は例えば樹脂材料から構成されればよい。基板１６は１対の薄膜材２１、２１に挟み込まれる。薄膜材２１は内側の接着材２２と外側の被覆材２３とから構成される。接着材２２は例えばエチルビニルアセテートやブチラール樹脂、シリコーン樹脂接着剤で構成されればよい。被覆材２３は例えばポリエステルやポリイミド、ポリエチレンといった高強度のポリマー材から構成されればよい。例えば図１から明らかなように、薄膜材２１同士が接着されると、半導体チップ１３やアンテナ装置１４、電波反射材１５は薄膜材２１同士に挟み込まれる。こうして半導体チップ１３やアンテナ装置１４、電波反射材１５は薄板１２に埋め込まれる。

図３は本発明の第１実施形態に係る電波反射材１５を示す。個々の長尺部材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、アンテナ線１４ａ、１４ｂに平行な軸線回りに任意の傾斜角αで傾斜する平坦面２４を規定する。こういった傾斜角αに基づき、平坦面２４は、アンテナ線１４ａ、１４ｂから遠い外端を薄板１２の表面に向かって近づける。平坦面２４は長尺部材１５ａ〜１５ｄの全長にわたって広がる。個々の長尺部材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは均一断面を備えればよい。平坦面２４の傾斜角αは、想定される電波２５の入射方向と長尺部材１５ａ〜１５ｄおよびアンテナ線１４ａ、１４ｂの相対位置とに基づき決定されればよい。こういったＲＦＩＤタグ１１によれば、図３から明らかなように、表面から薄板１２に進入する電波２５は平坦面２４で反射する。反射した電波はアンテナ線１４ａ、１４ｂに向かって導かれる。電波反射材１５はアンテナ線１４ａ、１４ｂで電波の受信量を増大させる。ＲＦＩＤタグ１１は通信距離の増大に大いに貢献する。

次にＲＦＩＤタグ１１の製造方法を簡単に説明する。ここでは、例えば図４に示されるように、長尺の金属薄板２７が用意される。この金属薄板２７では長手方向に１対の支持部材２７ａ、２７ａが延びる。支持部材２７ａ同士の間隔Ｗは長尺部材１５ａ、１５ｂの全長よりも大きく確保される。支持部材２７ａ、２７ａ同士の間では金属薄板の長手方向に複数列の薄板片２７ｂ、２７ｃ、…が配列される。こういった薄板片２７ｂ、２７ｃ、…の配列はＲＦＩＤタグ１１内の長尺部材１５ａ〜１５ｄの配列を反映する。支持部材２７ａは薄板片２７ｂ同士の間で対応の長尺部材１５ａ〜１５ｄの傾斜角αに基づき折り曲げられる。

例えば基板１２の成型にあたって金属薄板２７は利用される。折り曲げられた金属薄板２７は金型（図示されず）のキャビティ内に設置される。射出成型が実施されると、キャビティ内で金属薄板２７は樹脂材料に包み込まれる。冷却後、成型された樹脂板は金型から取り出される。こういった樹脂板から基板１２は切り出される。基板１２には規定の薄板片２７ｂ、２７ｃ、…が含まれればよい。こうした基板１２に基づき前述のＲＦＩＤタグ１１は製造されることができる。ただし、他の方法に基づきＲＦＩＤタグ１１は製造されてもよい。

こういったＲＦＩＤタグ１１では、例えば図５に示されるように、平坦面２４に代えて個々の長尺部材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに半円筒面２８が規定されてもよい。この半円筒面２８はアンテナ線１４ａ、１４ｂに平行な母線で構成される。半円筒面２８は長尺部材１５ａ〜１５ｄの全長にわたって延びればよい。個々の長尺部材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは均一断面を備えればよい。

ここでは、半円筒面２８は、薄板１２の表面を含む１平面に向き合わせられる。したがって、表面から薄板１２に進入する電波２５は半円筒面２８で反射する。反射した電波はアンテナ線１４ａ、１４ｂに向かって導かれる。電波反射材１５はアンテナ線１４ａ、１４ｂで電波の受信量を増大させる。ＲＦＩＤタグ１１は通信距離の増大に大いに貢献する。なお、半円筒面２８の断面形状は円に基づき規定されることができるだけでなく例えば楕円に基づき規定されてもよい。

その他、こういったＲＦＩＤタグ１１では、例えば図６に示されるように、平坦面２４や半円筒面２８に代えて個々の長尺部材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに円筒面２９が規定されてもよい。この円筒面２９はアンテナ線１４ａ、１４ｂに平行な母線で構成される。円筒面２９は長尺部材１５ａ〜１５ｄの全長にわたって延びればよい。個々の長尺部材１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは均一断面を備えればよい。こういったＲＦＩＤタグ１１によれば、前述のＲＦＩＤタグ１１と同様な効果は得られる。なお、円筒面２９の断面形状は円に基づき規定されることができるだけでなく例えば楕円に基づき規定されてもよい。

その他、こういったＲＦＩＤタグ１１では、例えば図７に示されるように、長尺部材１５ａ〜１５ｄ上に複数個の半球面３１が規定されてもよい。半球面３１は長尺部材１５ａ〜１５ｄの全長にわたって配列されればよい。こういったＲＦＩＤタグ１１によれば、例えば図８から明らかなように、前述のＲＦＩＤタグ１１と同様な効果は得られる。

図９は本発明の第２実施形態に係る電波反射材１５を示す。この第２実施形態では、電波反射材１５は、薄板１２の表面に沿って配置される第１長尺部材群３２と、薄板１２の裏面に沿って配置される第２長尺部材群３３とを備える。第１長尺部材群３２および第２長尺部材群３３に含まれる個々の長尺部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは前述の長尺部材１５ａ〜１５ｄと同様に構成されればよい。ここでは、例えば第１長尺部材群３２では、個々の長尺部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに、アンテナ線１４ａ、１４ｂから遠い外端を薄板１２の裏面に向かって近づける平坦面２４が規定される。一方で、第２長尺部材群３３では、個々の長尺部材３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄに、アンテナ線１４ａ、１４ｂから遠い外端を薄板１２の表面に向かって近づける平坦面２４が規定される。こういったＲＦＩＤタグ１１によれば、表面から薄板１２に進入する電波２５は第２長尺部材３３ａ〜３３ｄの平坦面２４で反射する。反射した電波はアンテナ線１４ａ、１４ｂに向かって導かれる。同様に、裏面から薄板１２に進入する電波３４は第１長尺部材３２ａ〜３２ｄの平坦面２４で反射する。反射した電波はアンテナ線１４ａ、１４ｂに向かって導かれる。電波反射材１５は、アンテナ線１４ａ、１４ｂで、２方向から入射する電波の受信量を増大させることができる。

その他、こういったＲＦＩＤタグ１１では、例えば図１０および図１１に示されるように、前述の長尺部材１５ａ〜１５ｄと同様に、個々の長尺部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄに平坦面２４に代えて半円筒面２６や半円球面３１が規定されてもよい。こういった場合には、第１長尺部材群３２では、半円筒面２６や半円球面３１は薄板１２の裏面を含む１平面に向き合わせられればよい。一方で、第２長尺部材群３３では、半円筒面２６や半円球面３１は薄板１２の表面を含む１平面に向き合わせられればよい。

図１２は本発明の第３実施形態に係る電波反射材１５を示す。この第３実施形態では、電波反射材１５は、薄板１２の裏面に沿って配置される長尺部材群３５を備える。薄板１２の裏面には金属製のシールド板３６が張り付けられる。長尺部材群３５の個々の長尺部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは前述の長尺部材１５ａ〜１５ｄと同様に構成されればよい。ここでは、個々の長尺部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄに、アンテナ線１４ａ、１４ｂから遠い外端を薄板１２の表面に向かって近づける平坦面２４が規定される。こういったＲＦＩＤタグ１１によれば、薄板１２の裏面にシールド板３６が貼り付けられることから、薄板１２の裏面に接触する素材の種類に拘わらず常に良好にアンテナ線１４ａ、１４ｂに電波は集められることができる。その他、個々の長尺部材３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄでは、前述と同様に平坦面２４に代えて、図１３に示されるように半円筒面２８が規定されてもよく、図１４に示されるように円筒面２９が規定されてもよく、図１５に示されるように半球面３１が規定されてもよい。

図１６は本発明の第４実施形態に係る電波反射材１５を示す。この第４実施形態では、電波反射材１５は、ＲＦＩＤタグ１１の外側で仮想半円筒面を囲む反射板４１を備える。仮想半円筒面の軸線に沿ってＲＦＩＤタグ１１のアンテナ線１４ａ、１４ｂは配置される。こういった配置にあたってＲＦＩＤタグ１１は支持部材４２に固着される。支持部材４２は反射板４１に固定される。

反射板４１の内側には、半円筒面の軸線に平行に延びる複数の長尺部材４３が固定される。長尺部材４３は、半円筒面の軸線に平行な母線で構成される半円筒面４４を規定する。半円筒面４４は長尺部材４３の全長にわたって延びればよい。個々の長尺部材４３は均一断面を備えればよい。

こういった反射板４１によれば、電波はアンテナ線１４ａ、１４ｂに集められる。したがって、アンテナ線１４ａ、１４ｂでは電波の受信量は増大する。しかも、半円筒面４４の働きでいずれの方向から電波が入射しても電波はアンテナ線１４ａ、１４ｂに確実に集められることができる。こういった反射板４１は通信距離の増大に大いに貢献する。なお、こういった反射板４１では、長尺部材４３に代えて半球面３１、３１…の配列が利用されてもよい。

こういった電波反射材１５では、仮想半円筒面を囲む反射板４１に代えて、例えば図１７に示されるように、２枚の平板で構成される反射板４５が利用されてもよい。この場合には、前述と同様に、半円筒面４４、４４…はアンテナ線１４ａ、１４ｂに平行に配置されればよい。ただし、半円筒面４４に代えて前述と同様に半円球面３１、３１…の配列が利用されてもよい。その他、例えば図１８に示されるように、電波反射材１５では半球面を囲む反射板４６が利用されてもよい。この場合には、反射板の内側に半球面３１、３１…が敷き詰められればよい。

Claims

樹脂製の薄板と、薄板に埋め込まれるアンテナ線と、薄板に埋め込まれて、アンテナ線に平行に延びる金属製の電波反射材とを備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
請求の範囲第１項に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記アンテナ線はダイポールアンテナあるいはホールデッドダイポールアンテナを構成することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
請求の範囲第１項に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記電波反射材は、相互に離れて配置され、アンテナ線に平行な軸線回りで任意の傾斜角で傾斜する平坦面を規定する複数の長尺部材から構成されることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
請求の範囲第３項に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記複数の長尺部材には、薄板の表面に沿って配置され、アンテナ線から遠い外端を薄板の裏面に向かって近づける第１長尺部材群と、薄板の裏面に沿って配置され、アンテナ線から遠い外端を薄板の表面に向かって近づける第２長尺部材群とが含まれることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
請求の範囲第３項に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記複数の長尺部材には、薄板の裏面に沿って配置され、アンテナ線から遠い外端を薄板の表面に向かって近づける長尺部材群が含まれることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
請求の範囲第１項に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記電波反射材は、相互に離れて配置され、アンテナ線に平行な母線で構成される半円筒面を規定する複数の長尺部材から構成されることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
請求の範囲第６項に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記複数の長尺部材には、薄板の表面に沿って配置され、薄板の裏面に半円筒面を向き合わせる第１長尺部材群と、薄板の裏面に沿って配置され、薄板の表面に半円筒面を向き合わせる第２長尺部材群とが含まれることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
請求の範囲第６項に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記複数の長尺部材には、薄板の表面に沿って配置され、薄板の裏面に半円筒面を向き合わせる長尺部材群が含まれることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
請求の範囲第１項に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記電波反射材は、相互に離れて配置され、前記アンテナ線に平行な母線で構成される円筒面を規定する複数の長尺部材から構成されることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
請求の範囲第１項に記載のＲＦＩＤタグにおいて、前記電波反射材は、前記アンテナ線に平行に配列される複数の半球面を規定する複数の長尺部材から構成されることを特徴とするＲＦＩＤタグ。