KR20140096326A - Ｒｆｉｄ 태그, ｒｆｉｄ 시스템, 및 ｒｆｉｄ 태그를 포함한 패키지 - Google Patents

Ｒｆｉｄ 태그, ｒｆｉｄ 시스템, 및 ｒｆｉｄ 태그를 포함한 패키지 Download PDF

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Abstract

슬릿을 포함한 금속 부재에 부착되는 RFID 태그를 개시하며, 이 RFID 태그는 슬릿의 폭 방향에 있어서 슬릿의 대응측에서 절연체를 통해 금속 부재의 표면에 부착된 도전 부재와, 도전 부재를 통해 전력을 수신하는 IC 칩을 포함한다. 전파의 주파수를 f, 슬릿의 양측 사이에 유도된 전력을 Wa, 슬릿의 양측 사이에 유도된 전압을 V, 각 도전 부재의 면적을 S, 절연체의 두께를 d, 절연체의 유전률을 εr, 진공의 유전률을 ε0, 및 IC 칩을 작동하는데 필요한 전력의 최소치를 Wmin라 할 때에, 부등식 Wmin ≤ Wa-4πf·S·ε0·εr·V2/d가 만족한다.

Description

ＲＦＩＤ 태그, ＲＦＩＤ 시스템, 및 ＲＦＩＤ 태그를 포함한 패키지{RFID TAG, RFID SYSTEM, AND PACKAGE INCLUDING RFID TAG}
본 발명의 실시형태는 RFID 태그, RFID 시스템, 및 RFID를 포함한 패키지에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 실시형태는 금속 제품에 이용될 수 있는 RFID 태그, RFID 태그를 포함하는 RFID 시스템, 및 의약품에 적합한 RFID 태그를 포함하는 패키지에 관한 것이다.
무선으로 정보를 전송하는 비접촉 전송 시스템으로서 RFlD(Radio Frequency Identification) 시스템이 알려져 있다.
일반적으로, RFID 시스템은 RFID 태그("무선 태그"라고도 함)와, 리더/라이터(RW, reader/writer)를 포함한다. 리더/라이터는 무선 통신을 통해 RFID 태그로부터 정보를 판독하고 RFID에 정보를 기록한다.
RFID 태그는 액티브형 및 패시브형 태그로 분류된다. 액티브형 태그는 배터리를 포함하고 그 배터리로부터의 전력에 의해 동작한다. 패시브형 태그는 리더/라이터로부터 전력을 수신하여 수신된 전력에 의해 동작한다.
액티브형 태그는 배터리를 포함하고 있기 때문에, 통신 거리 및 통신의 안정도 면에서 유리한다. 한편, 액티브형 태그는 구조가 복잡하고 소형화가 곤란하며 고비용화의 경향이란 단점이 있다.
또한, 최근에는 반도체 기술의 향상으로, IC 칩이 더욱 소형화되고 IC 칩의 성능이 더욱 향상되고 있다. 따라서, 패시브형 태그의 통신 범위 및 통신의 안정도가 향상되고 있다. 그렇기 때문에, 패시브형 태그가 폭넓은 분야에 적용될 것으로 기대되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 4(일본 등록 특허 제4723447호), 특허문헌 5(일본 특허 출원 공개 2009-31893호) 및 특허문헌 6(일본 특허 출원 공개 2011-187075호)에는 패시브형 태그가 패키지에 이용되는 것을 개시하고 있다.
또, RFID 태그는 정제(tablet) 및 캡슐 등의 의약품에도 이용될 것으로 기대되고 있다. 정제 및 캡슐 등의 의약품은 가열 밀봉(heat seal) 포장의 일종인 PTP(Press Through Package)로 밀봉되어 있다. 이 PTP에서는, 패키지의 한면은 수지 시트로 덮어지고, 다른 면은 알루미늄 시트로 덮여져 있다.
예를 들어 특허문헌 7(일본 등록 특허 제4787572호)에는 알루미늄 등의 금속 박막을 시일 재료로 한 패키지에 실장될 수 있는 무선 IC 태그가 개시되어 있다.
그런데, RFID 시스템에는 다양한 주파수대가 이용되고 있다.
RFID 태그로서 패시브형 태그를 이용하는 RFID 시스템에서는, 주파수대가 저주파대 및/또는 고주파대인 경우, 리더/라이터의 송신 안테나 코일과 RFID 태그의 안테나 코일 사이의 전자기 작용에 의해서 RFID 태그에 전압이 유도된다. 이 전압에 의해 IC 칩이 기동되어 통신이 가능해진다. 즉, 통신이 전자기 유도 방식에 기초해서 행해진다.
그렇기 때문에, 이 경우에 있어서, RFID 태그는 리더/라이터에 의한 유도 전자계 내에서만 동작하고 통신 거리는 수십 ㎝ 정도이다.
한편, 주파수대가 UHF대 및/또는 마이크로파대인 경우, 전파(radio wave)에 의해 RFID 태그의 IC 칩에 전력이 공급된다. 즉, 통신이 무선 통신 방식에 기초하여 행해진다.
그렇기 때문에, 이 경우, 통신 거리가 상당히 개선된다. 통신 거리는 대략 1 m 내지 8 m 정도이다.
통신이 무선 통신 방식에 기초할 경우, 복수의 RFID 태그를 동시에 판독하고 이동하는 RFID 태그를 판독하는 것도 가능하다. 전자기 유도 방식에서는 복수의 RFID 태그의 동시 판독 및 이동하는 RFID 태그의 판독을 수행하는 것이 어려웠다. 따라서, 더 넓은 분야에서 RFID 태그가 이용될 것으로 기대된다.
그런데, 통상의 RFID 태그가 금속 물체의 표면에 부착될 경우에 또는 RFID 태그의 부근에 수분이 존재할 경우에, 그 RFID 태그와 통신을 수행하기가 곤란하다고 알려져 있다.
그래서, 금속 물체와 함께 이용할 수 있는 다양한 종류의 RFID 태그가 고안되어 있다[예컨대, 특허문헌 1(일본 특허 출원 공개 제2002-157565호) 및 특허문헌 2(일본 특허 출원 공개 제2005-309811호)], 고안된 RFID 태그는 금속 물체의 표면에 부착될 수 있다.
또한, 특허문헌 3(일본 특허 출원 공개 제2008-284967호)에는 차량 번호판이 개시되어 있다. 이 차량 번호판은, 패시브형 RFID 칩과 안테나 패턴을 포함하는 RFID 태그로서, 패시브형 RFID 칩은 절연막 상에 배치되고 전원을 필요로 하지 않으며, 안테나 패턴은 RFID 칩을 사이에 두고 배치되어 있는 것인 RFID 태그와, 도전성 평판의 표면 전체에 형성된 보호막으로서, 도전성 평판의 전체 표면에는 슬릿이 형성된 도전성 평판과, 그 슬릿에 충전된 비도전성 재료로 이루어진 충전부와, 그 충전부의 상면을 포함하는 것인 보호막을 포함하고, RFID 태그는 슬릿에 걸치도록 도전성 평판의 이면측에 배치되고, 절연막은 도전성 평판의 이면측과 마주보도록 배치되며, 슬릿의 전체 길이 L은, RFID 칩으로부터 송신되는 무선 신호의 파장을 入로 했을 때, L=λ/n(n은 1 이상의 정수)로 표현되며, 슬릿의 폭은 UHF대의 무선 신호를 송수신할 경우에는 7 ㎜ 내지 9 ㎜의 범위 내이고, 2.45 GHz대의 무선 신호를 송수신하는 경우에는 2 ㎜ 내지 3 ㎜의 범위 내이다.
일본 특허 출원 공개 제2002-157565호 일본 특허 출원 공개 제2005-309811호 일본 특허 출원 공개 제2008-284967호 일본 등록 특허 제4723447호 일본 특허 출원 공개 2009-31893호 일본 특허 출원 공개 2011-187075호 일본 등록 특허 제4787572호
종래의 RFID 태그로는, 통신 거리를 단축하지 않는다면, 소형화 및 저비용화를 실현하는 것이 어려웠다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 슬릿(slit) 또는 그루브(groove)를 포함하는 금속 부재에 부착되도록 구성된 RFID(radio frequency indentification tag)가 제공되며, 이 RFID 태그는,
상기 슬릿 또는 그루브의 폭방향에 있어서, 상기 슬릿 또는 그루브의 일측에서 제1 절연체를 통해 상기 금속 부재의 표면에 부착되도록 구성된 제1 도전 부재와,
상기 슬릿 또는 그루브의 폭방향에 있어서, 상기 슬릿 또는 그루브의 타측에서 제2 절연체를 통해 상기 금속 부재의 표면에 부착되도록 구성된 제2 도전 부재와,
상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재를 통해 전력을 수신하도록 구성된 IC 칩을 포함하고,
통신에 이용되는 전파(radio wave)의 주파수를 f로 표시하고, 상기 전파를 수신함으로써 상기 슬릿 또는 그루브의 일측과 타측 사이에 유도된 전력을 Wa로 표시하며, 상기 전파를 수신함으로써 상기 슬릿 또는 그루브의 일측과 타측 사이에 유도된 전압을 V로 표시하고, 상기 제1 도전 부재의 제1 면적을 S로 표시하며, 상기 제2 도전 부재의 제2 면적을 S로 표시하고, 상기 제1 절연체의 제1 두께를 d로 표시하며, 상기 제2 절연체의 제2 두께를 d로 표시하고, 상기 제1 절연체의 제1 유전률을 εr로 표시하며, 상기 제2 절연체의 제2 유전률을 εr로 표시하고, 진공의 유전률을 ε0로 표시하며, 상기 IC 칩이 작동하는데 필요한 전력의 최소치를 Wmin으로 표시할 때에, 부등식 Wmin≤ Wa-4πf·S·ε0·εr·V2/d가 만족된다.
본 발명의 이 양태에 따른 RFID 태그에 의하면, 통신 거리를 단축하는 일 없이 소형화 및 저비용화가 실현될 수 있다.
그러나, 특허문헌 3의 것과 유사한 슬릿이 장치의 금속 새시(chassis)에 형성되어 있으며, 전자 부품이 그 금속 새시에 수납되고 특허문헌 3에 개시된 RFID 태그가 슬릿에 부착되어 있는 경우, 그 새시에 수납된 전자 부품 중 일부에 장해가 발생할 수 있고, 그 장치의 근방에 배치된 다른 기기가 간섭될 수도 있다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 슬릿을 갖는 금속판에 부착되도록 구성되고 무선 통신을 행할 수 있도록 구성된 RFID 태그가 제공되며, 이 RFID 태그는,
상기 슬릿의 폭방향에 있어서 상기 슬릿의 일측에서 제1 절연체를 통해 상기 금속판의 표면에 부착되도록 구성된 제1 도전 부재와,
상기 슬릿의 폭방향에 있어서 상기 슬릿의 타측에서 제2 절연체를 통해 상기 금속판의 표면에 부착되도록 구성된 제2 도전 부재와,
상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재를 통해 전력을 수신하도록 구성된 IC 칩과,
상기 금속판의 표면에 부착되도록 구성되며, 상기 슬릿을 덮도록 구성된 실드 부재를 포함한다.
본 발명의 이 양태에 따른 RFID 태그는 금속 물체와 함께 이용될 수 있으며, 금속판을 갖는 어떤 기기에도 이용될 수 있다.
그러나, 특허문헌 7에 개시된 무선 IC 태그를 UHF대에 채용할 경우, 통신 거리가 단축될 수 있고, 무선 IC 태그가 대형화될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, RFID 태그를 포함하는 정제 패키지를 제공하며, 이 정제 패키지는,
금속 시트와 수지 시트를 포함하고, 상기 금속 시트와 상기 수지 시트 사이에 정제를 유지하도록 구성된 패키지 부재와,
상기 슬릿의 폭방향에 있어서 상기 슬릿의 일측에서 절연체를 통해 상기 금속 시트의 표면에 부착되도록 구성된 제1 도전 부재와,
상기 슬릿의 폭방향에 있어서 상기 슬릿의 타측에서 절연체를 통해 상기 금속 시트의 표면에 부착되도록 구성된 제2 도전 부재
를 포함하고, 상기 RFID 태그는 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재를 통해 전력을 수신하도록 구성된 IC 칩을 포함한다.
본 발명의 이 양태에 따른 RFID 태그를 포함하는 정제 패키지는 통신 거리를 단축하는 일 없이 또 RFID 태그를 대형화하는 일 없이 UHF대에서 무선 통신이 가능하다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 RFID 시스템의 개략 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 금속판의 슬릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 금속판에 부착된 RFID 태그를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 RFID 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 5는 검출 정보의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 RFID 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 7은 RFID 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면(버전 3)이다.
도 8은 RFID 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면(버전 4)이다.
도 9a 및 도 9b는 RFID 태그를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 칩 모듈을 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 11은 칩 모듈을 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 12는 칩 모듈을 설명하기 위한 도면(버전 3)이다.
도 13a 내지 도 13d는 유지 모듈을 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 14a 및 도 14b는 유지 부재를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 15는 유지 부재를 설명하기 위한 도면(버전 3)이다.
도 16a 내지 도 16c는 유지 부재의 치수를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 금속 박막의 치수를 설명하기 위한 도면이다.
도 18a 및 도 18b는 유지 부재에 칩 모듈이 부착된 상태를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 19a 및 도 19b는 유지 부재에 칩 모듈이 부착된 상태를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 20은 RFID 태그의 설치 방법을 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 21은 RFID 태그의 설치 방법을 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 22는 RFID 태그의 설치 방법을 설명하기 위한 도면(버전 3)이다.
도 23은 RFID 태그의 설치 방법을 설명하기 위한 도면(버전 4)이다.
도 24는 RFID 태그의 설치 방법을 설명하기 위한 도면(버전 5)이다.
도 25는 RFID 태그의 설치 방법을 설명하기 위한 도면(버전 6)이다.
도 26은 리더/라이터로부터 전파가 방사되었을 때의 슬릿 주변의 전계를 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 유지 부재의 제1 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 슬릿을 덮는 유전체 시트를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 유지 부재의 제2 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 30a 및 도 30b는 정제 패키지를 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 정제 패키지에 형성된 슬릿 및 정제 패키지에 부착된 칩 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 정제 패키지에 부착된 칩 모듈을 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 33은 정제 패키지에 부착된 칩 모듈을 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 34a 및 도 34b는 정제 패키지에 칩 모듈이 부착되는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 35는 정제 패키지에 부착된 칩 모듈의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 RFID 시스템의 개략 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 37은 복합기(M)를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 38은 복합기(M)를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 39는 금속판(P)의 슬릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 40은 제2 실시형태에 따른 RFID 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 41은 제2 실시형태에 따른 검출 정보의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 42는 RFID 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 43은 RFID 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면(버전 3)이다.
도 44는 RFID 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면(버전 4)이다.
도 45는 제2 실시형태에 따른 RFID 태그를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 46은 RFID 태그를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 47은 제2 실시형태에 따른 칩 모듈을 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 48은 칩 모듈을 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 49a 및 도 49b는 제2 실시형태에 따른 유지 부재를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 50a 및 도 50b는 유지 부재를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 51은 도 49a의 A-A 단면을 도시하는 도면이다.
도 52는 유지 부재를 설명하기 위한 도면(버전 3)이다.
도 53a 내지 도 53c는 제2 실시형태에 따른 유지 부재의 치수를 설명하기 위한 도면이다.
도 54는 제2 실시형태에 따른 금속 박막의 치수를 설명하기 위한 도면이다.
도 55a 및 도 55b는 유지 부재에 칩 모듈이 부착된 상태를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 56은 유지 부재에 칩 모듈이 부착된 상태를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 57a 및 도 57b는 실드 부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 58a는 도 57a의 A-A 단면을 도시하는 도면이다.
도 58b는 도 57a의 B-B 단면을 도시하는 도면이다.
도 59a 및 도 59b는 유지 부재에 실드 부재가 부착된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 60은 RFID 태그가 금속판(P)에 부착된 상태를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 61은 RFID 태그가 금속판(P)에 부착된 상태를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 62는 리더/라이터로부터 전파가 방사되었을 때의 슬릿 주변의 전계를 설명하기 위한 도면이다.
도 63은 금속판(P)의 슬릿의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 64는 유지 부재의 제1 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 65는 유지 부재의 제2 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 66은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 정제 시트를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 67은 정제 시트를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 68은 도 67의 A-A 단면을 도시하는 도면이다.
도 69는 제3 실시형태에 따른 정제 패키지를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 70은 정제 패키지를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 71은 제3 실시형태에 따른 수지 시트와 금속 시트를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 72는 수지 시트와 금속 시트를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 73은 제3 실시형태에 따른 슬릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 74는 제3 실시형태에 따른 RFID 태그를 설명하기 위한 도면이다.
도 75는 제3 실시형태에 따른 단자 부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 76은 RFID 태그가 금속 시트에 부착된 상태를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 77은 RFID 태그가 금속 시트에 부착된 상태를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 78은 슬릿의 치수를 설명하기 위한 도면이다.
도 79는 정제 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 80은 금속 시트롤을 설명하기 위한 도면이다.
도 81은 수지 시트에 금속 시트가 접착된 상태를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 82는 수지 시트에 금속 시트가 접착된 상태를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 83은 금속 시트에 RFID가 부착된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 84는 복수의 정제 시트를 종이 상자에 담은 상태를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 85는 복수의 정제 시트를 종이 상자에 담은 상태를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 86은 정제 시트의 변형예를 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 87은 정제 시트의 변형예를 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 88은 변형예에 따른 정제 시트의 제조 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 89는 슬릿의 제1 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 90은 슬릿의 제2 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 91은 절취선(perforation)을 설명하기 위한 도면(버전 1)이다.
도 92는 절취선을 설명하기 위한 도면(버전 2)이다.
도 93은 금속판의 그루브를 설명하기 위한 도면이다.
도 94는 도 93의 금속판에, 제1 실시형태에 따른 RFID가 부착된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 95는 프레스 가공에 의해 형성된 그루브를 설명하기 위한 도면이다.
도 96은 슬릿을 변형해서 형성된 그루브를 설명하기 위한 도면이다.
도 97a 내지 도 97d는 유지 부재의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 98은 금속판에, 변형예에 따른 유지 부재를 포함한 RFID가 부착된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
<제1 실시형태>
이하, 본 발명의 제1 실시형태에 대해, 도 1-도 26을 참조하여 설명한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 RFID 시스템(10)의 개략 구성을 도시하고 있다.
RFID 시스템(10)는 패시브형 태그를 이용하는 RFID 시스템으로서, UHF대(860 ㎒-960 ㎒)에 적합하다.
이 RFID 시스템(10)은 제품(M)을 제조하기 위한 조립 라인에 적합하다. 조립 라인은 반송 시스템(T)과, 대응하는 제1 내지 제5 조립 단계가 수행되는 5개의 스테이션(ST1-ST5)을 포함한다.
이하에서는, 편의상, 스테이션 ST1에서 조립된 제품을 "조립품 M1"이라 하고, 스테이션 ST2에서 조립된 제품을 "조립품 M2"라 하며, 스테이션 ST3에서 조립된 제품을 "조립품 M3"이라 하고, 스테이션 ST4에서 조립된 제품을 "조립품 M4"라 하며, 스테이션 ST5에서 조립된 제품을 "조립품 M5"라 한다.
RFID 시스템(10)은 제어 장치(100), 9개의 리더/라이터(200a-200i), 복수의 RFID 태그[RFID 태그(500)라고 함], 및 데이터 전송로를 포함한다.
복수의 RFID 태그의 구성은 동일하지만, 각 RFID 태그는 고유의 식별(ID) 번호를 저장한다. 여기서는, 복수의 RFID 태그를 구별할 필요가 없기 때문에, 각 RFID 태그를 RFID 태그(500)라고 총칭한다. RFID 태그(500)의 상세에 관해서는 후술한다.
RFID 태그(500)는 스테이션 ST1에서 조립품 M1의 금속판(P)에 부착된다. 예를 들어, 도 2에 도시하는 바와 같이, 금속판(P)은 길이 Ly, 폭 Lx를 갖는 슬릿(SLT)과, RFID 태그(500)를 부착하기 위한 2개의 나사 구멍을 포함한다. 슬릿(SLT)과 2개의 나사 구멍은 미리 형성된 것이다.
슬릿(SLT)의 길이(길이 방향의 치수) Ly가, RFID 시스템에서 사용되는 전파의 파장 λ의 1/2배와 같을 경우에, 슬릿(SLT)의 X축 방향의 양단 사이에 유도되는 전압이 최대가 된다. 그 전압은 전파를 수신할 때 유도된다. 예를 들어, 전파의 주파수가 950 ㎒이면, 길이 Ly는 160 ㎜이다.
슬릿(SLT)의 폭(짧은 방향의 치수) Lx는, 슬릿(SLT)가 안테나로서 원하는 이득(좋은 안테나 성능)을 얻을 수 있는 주파수 대역폭에 관련된다. 즉, 폭 Lx이 좁아질수록, 주파수 대역폭은 좁아진다. 반대로, 폭 Lx이 넓어질수록, 주파수 대역폭은 커진다. 그러나. 폭 Lx이 넓어질수록 임피던스도 커진다. 따라서, 안테나의 효율이 저하한다.
일반적으로, 슬릿(SLT)은 금형을 이용한 펀칭 가공에 의해서 형성된다. 슬릿(SLT)은 필요에 따라서 2차 가공에 의해 성형된다. 이 경우, 폭 Lx이 너무 좁으면, 원하는 폭을 미리 정해진 정밀도로 갖는 슬릿(SLT)을 형성하는 것이 곤란하다. 그래서, 슬릿(SLT)이 레이저 가공에 의해 형성될 수도 있다. 그러나, 이 경우에 비용이 높아질 수 있다. 또한, 폭 Lx이 너무 좁으면, 슬릿(SLT)에 금속편 등의 이물이 붙을 수 있는데, 이에 안테나 성능이 열화될 수 있다. 그래서, 전파의 주파수가 950 ㎒인 경우에, 폭 Lx은 2 ㎜-3 ㎜로 설정된다. 제1 실시형태에 있어서, 전파의 주파수가 950 ㎒인 경우, 길이 Ly=160 ㎜, 폭 Lx=2 ㎜의 슬릿이 형성된다.
이하, XYZ 3차원 직교 좌표계에 있어서, 슬릿(SLT)의 길이 방향을 Y축 방향으로, 슬릿(SLT)의 짧은 방향을 X축 방향으로 설정하여 제1 실시형태를 설명한다. 그래서, 금속판(P)의 표면에 직교하는 방향이 Z축 방향이 된다.
2개의 나사 구멍에 관해, 나사 구멍 중 한쪽이 슬릿(SLT)의 -X측에 형성되고, 나사 구멍 중 다른 하나는 슬릿(SLT)의 +X측에 형성되어 있다. 또한, 이 2개의 나사 구멍은 Y축 방향에 관해서도 동일한 위치에 형성되어 있다.
금속판(P)은 제품(M)의 새시일 수도 있고, 또는 제품(M)의 내부에 사용되는 금속판일 수도 있다.
도 3은 금속판(P)에 RFID(500)가 부착된 상태를 도시하고 있다. RFID(500)의 Y축 방향에서의 위치는 임피던스 매칭이 달성되는 위치이다. 이 위치는 슬릿(SLT)의 중심에서 벗어나 있다.
도 1에 있어서, 리더/라이터(200a)는 스테이션 ST1의 출구 근방에 배치되어 있다. 리더/라이터(200b)는 스테이션 ST2의 입구 근방에 배치되고, 리더/라이터(200c)는 스테이션 ST2의 출구 근방에 배치되어 있다.
리더/라이터(200d)는 스테이션 ST3의 입구 근방에 배치되고, 리더/라이터(200e)는 스테이션 ST3의 출구 근방에 배치되어 있다.
리더/라이터(200f)는 스테이션 ST4의 입구 근방에 배치되고, 리더/라이터(200g)는 스테이션 ST4의 출구 근방에 배치되어 있다.
리더/라이터(200h)는 스테이션 ST5의 입구 근방에 배치되고, 리더/라이터(200i)는 스테이션 ST5의 출구 근방에 배치되어 있다.
각 리더/라이터(200a-200i)는 대응하는 고유 장치 번호를 포함한다. 이하에서는, 리더/라이터(200a-200i) 각각의 고유 장치 번호를, "장치의 자체 번호"라고 한다.
각 리더/라이터(200a-200i)가 RFID 태그(500)로부터 ID 번호를 판독하면, 리더/라이터는 ID 번호를 그 판독 일시 및 장치의 자체 번호와 함께, 검출 정보로서 데이터 전송로를 통해 제어 장치(100)에 통지한다. 이하, 판독 일시를 검출 일시라고 한다.
각 리더/라이터(200a-200i)는 검출 일시 및 장치의 자체 번호를 이력 정보로서 RFID 태그(500)에 기록한다.
즉, 각 리더/라이터(200a-200i)는 RFID 태그(500)에 저장된 정보를 판독하는 판독 장치로서 역할하고, RFID 태그(500)에 정보를 기록하는 기록 장치로서 역할한다. 각 리더/라이터(200a-200i)가 RFID 태그(500)와 통신할 수 있는 공간은 "유효 통신 영역"이라고 한다.
제어 장치(100)는 CPU, ROM, RAM, 하드 디스크 드라이브, 입력 장치, 및 표시 장치를 포함한다.
하드 디스크 드라이브는 정보를 저장하는 하드 디스크와, CPU로부터의 지시에 따라 하드 디스크에 정보를 기록하고 하드 디스크에 저장된 정보를 판독하는 디스크 드라이브를 포함한다.
입력 장치는 키보드, 마우스, 태블릿, 라이트 펜, 및 터치 패널 등의 적어도 하나의 입력 매체를 포함한다. 입력 장치는 입력 매체를 통해 작업자로부터 입력된 각종 정보를 CPU에 통지한다. 또, 입력 매체로부터의 정보가 무선으로 입력 장치에 입력될 수도 있다.
표시 장치는, 예컨대 CRT, 액정 디스플레이(LCD) 및/또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)을 이용하는 표시 유닛을 포함한다. 표시 장치는 CPU에 의해 지시된 각종 정보를 표시한다. 표시 장치와 입력 장치가 일체화된 장치의 예가, 터치 패널을 구비한 LCD이다.
ROM은 복수의 데이터 등을 저장하는 메모리이다. 복수의 데이터 등은 프로그램에 그리고 복수의 프로그램을 실행하는데 이용된다. 프로그램은 CPU에 의해 해독 가능한 코드로 기술되어 있다. RAM은 데이터를 처리하기 위한 메모리이다.
제어 장치(100)는 리더/라이터(200a-200i) 중 대응하는 것으로부터 통지가 수신되면, 인터럽트를 일으키는 구성을 갖는다.
제어 장치(100)로서, 퍼스널 컴퓨터를 이용할 수 있다.
제어 장치(100)는 상위 장치(예컨대, 호스트 컴퓨터)에 접속되어 있다. 상위 장치로부터의 요구에 응답하여, 제어 장치(100)는 각종의 정보를 그 상위 장치에 송신한다.
이하, RFID 시스템(10)의 동작에 관해서 설명한다. 또, 각 리더/라이터(200a-200i)는 미리 정해진 타이밍마다 커맨드 신호를 전송한다. 각 리더/라이터(200a-200i)가 RFID 태그(500)로부터 커맨드 신호에 대한 응답을 수신하면, 각 리더/라이터(200a-200i)는 RFID 태그(500)와 통신하기 위한 통신 모드로 전환한다.
우선, 스테이션 ST1에서 1차 조립 공정이 행해진다. 스테이션 ST1에서의 조립 공정의 완료에 후속하여, 조립품 M1은 반송 시스템(T)에 의해 스테이션 ST2를 향해 반송된다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 조립품 M1의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200a)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 그 RFID 태그(500)의 ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200a)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보(도 5 참조)를 제어 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200a)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다.
제어 장치(100)는 수신된 정보를 하드 디스크에 기록하고, 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시한다(도 6 참조). 이에 따라, ID 번호가 "21584486"인 제품(M)에 대해 1차 조립 공정이 완료된 것을 알 수 있다.
여기서, 스테이션 ST1에서는 다음의 제품(M)에 대한 1차 조립 공정이 계속된다. 그러나, 설명의 편의상, 스테이션 ST1에서는 다음 제품(M)의 1차 조립이 행해지지 않는 것으로 하고 설명을 계속한다.
조립품 M1의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200b)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200b)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함되는 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 제어 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200b)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 여기서, 검출 정보에 포함된 시간은 스테이션 ST2에서의 조립 공정의 개시 시간을 나타낸다.
제어 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록하고, 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다(도 7 참조). 이에 따라, ID 번호가 "21584486"인 제품(M)이 스테이션 ST2에 있는 것을 알 수 있다.
다음에, 스테이션 ST2에서 2차 조립 공정이 수행된다. 스테이션 ST2에서의 2차 조립 공정이 완료되면, 조립품 M2는 반송 시스템(T)에 의해 스테이션 ST3을 향해 반송된다.
조립품 M2의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200c)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200c)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하고, 검출 정보를 제어 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200c)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST2에서의 조립 공정이 완료된 시간을 나타낸다. 그래서, 리더/라이터(200c)에 의한 검출 시간과 리더/라이터(200b)에 의한 검출 시간으로부터 스테이션 ST2에서의 조립 시간을 구할 수 있다.
제어 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 제어 장치는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다(도 8 참조). 이에 따라, ID 번호가 "21584486"인 제품(M)에 대해 2차 조립 공정이 완료된 것을 알 수 있다.
조립품 M2의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200d)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200d)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 제어 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200d)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST3에서의 조립 공정의 개시 시간을 나타낸다.
제어 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 제어 장치는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 따라, ID 번호가 "21584486"인 제품(M)이 스테이션 ST3에 있는 것을 알 수 있다.
스테이션 ST3에서 3차 조립 공정이 수행된다. 스테이션 ST3에서의 조립 공정이 완료되면, 조립품 M3은 반송 시스템(T)에 의해 스테이션 ST4를 향해 반송된다.
조립품 M3의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200e)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200e)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 제어 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200e)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST3에서의 조립 공정의 종료 시간을 나타낸다. 그래서, 리더/라이터(200e)에 의한 검출 시간과 리더/라이터(200d)에 의한 검출 시간으로부터 스테이션 ST3에서의 조립 시간을 구할 수 있다.
제어 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 제어 장치(100)는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 따라, ID 번호가 "21584486"인 제품(M)에 대해 3차 조립 공정이 완료되었음을 알 수 있다.
조립품 M3의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200f)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200f)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 제어 장치(100)에 통지한다 동시에, 리더/라이터(200f)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST4에서의 조립 공정의 개시 시간을 나타낸다.
제어 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 제어 장치(100)는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 의해, ID 번호가 "21584486"인 제품(M)이 스테이션 ST4에 있는 것을 알 수 있다.
스테이션 ST4에서 4차 조립 공정이 수행된다. 스테이션 ST4에서의 조립 공정이 완료되면, 조립품 M4는 반송 시스템(T)에 의해 스테이션 ST5를 향해 반송된다.
조립품 M4의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200g)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200g)는 RFlD 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 제어 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200g)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST4에서의 조립 공정의 종료 시간을 나타낸다. 그래서, 리더/라이터(200g)에 의한 검출 시간과 리더/라이터(200f)에 의한 검출 시간으로부터 스테이션 ST4에서의 조립 시간을 구할 수 있다.
제어 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 제어 장치(100)는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 따라, ID 번호가 "21584486"인 제품(M)에 대해 4차 조립 공정이 완료된 것을 알 수 있다.
조립품 M4의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200h)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 lD 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200h)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 제어 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200h)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST5에서의 조립 공정의 개시 시간을 나타낸다.
제어 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 제어 장치(100)는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 따라, ID 번호가 "21584486"인 제품(M)이 스테이션 ST5에 있는 것을 알 수 있다.
스테이션 ST5에서 5차 조립 공정이 행해진다. 스테이션 ST5에서의 조립 공정이 완료되면, 조립품 M5는 반송 시스템(T)에 의해 다음 라인을 향해 반송된다.
조립품 M5의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200i)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200i)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 제어 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200i)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST5에서의 조립 공정의 종료 시간을 나타낸다. 그래서, 리더/라이터(200i)에 의한 검출 시간과 리더/라이터(200h)에 의한 검출 시간으로부터, 스테이션 ST5에서의 조립 시간을 구할 수 있다.
제어 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 제어 장치(100)는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 따라, ID 번호가 "21584486"인 제품(M)에 대해 5차 조립 공정이 종료된 것을 알 수 있다.
RFlD 시스템(10)에서는, 제품(M)의 처리 상태를 실시간으로 알 수 있다. 또한, RFID 시스템(10)에서는 각 스테이션(ST1-ST5)에서의 조립 시간을 실시간으로 알 수 있다.
이 경우, 각 스테이션(ST1-ST5)에서의 조립 시간이 거의 같아지도록 는 노동력을 할당함으로써, 처리중인 제품의 체류를 방지할 수 있다. 이에, 제품(M)을 효율적으로 조립할 수 있다.
다음으로, RFID 태그(500)에 대해 상세하게 설명한다.
도 9a 및 도 9b에 도시하는 바와 같이, 예컨대 RFID 태그(500)는 칩 모듈(510) 및 유지 부재(550)를 포함한다.
칩 모듈(510)은, 예컨대 도 10에 도시하는 바와 같이, IC 칩(511)과 2개의 단자 부재(520)를 포함한다.
각 단자 부재(520)는 금속 박막(여기서는, 알루미늄박)(521)과, 그 금속 박막(521)의 대응 면을 라미네이트하는 수지막(522)을 포함한다. 수지막(522)은 금속판(P)과 금속 박막(521)을 전기적으로 절연시키는 절연체로서 역할한다. 수지막(522)은 금속 박막(521)을 오염 및 파손으로부터 보호하는 보호막으로서의 역할도 한다.
대응 단자 부재(520)의 각 금속 박막(521)은 예컨대 도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, IC 칩(511)의 전극(512)에 접속되어 있다.
유지 부재(550)는, 예컨대 도 13a-도 13d에 도시하는 바와 같이, 세라믹 재료 또는 수지 재료로 형성된 판형 부재이다. 유지 부재(550)는 실질적으로 직사각형이다.
유지 부재(550)는 대응하는 나사가 삽입되는 2개의 관통 구멍(553)을 포함한다. 한쪽 관통 구멍(553)은 유지 부재(550)의 X축 방향의 한쪽 가장자리 근방에 형성되고, 다른쪽 관통 구멍(553)은 X축 방향의 다른쪽 가장자리 근방에 형성된다. 예컨대 도 14b에 도시하는 바와 같이, -Z측의 관통 구멍의 단부에는, 나사의 해당 머리부가 매립되도록 카운터 보링이 행해져 있다. 여기서, 도 14b는 도 14a의 A-A 단면도이다.
유지 부재(550)는 +Z측에서 유지 부재(550)의 면의 중앙부에 평탄부(551)를 포함한다. 칩 모듈(510)이 평탄부(551)에 부착된다. 평탄부(551)는, 예컨대 도 15에 도시하는 바와 같이, 주위 부분보다 약 0.2 ㎜만큼 돌출해 있다.
평탄부(551)의 +Y측과 평탄부(551)의 -Y측에는 각각 돌기(552)가 마련되어 있다. 돌기(552)는 RFID 태그(500)를 금속판(P)에 부착할 때에 RFID 태그(500)를 위치 결정하는 역할을 포함한다. 또한, 돌기(552)는 RFID 태그(500)를 금속판(P)에 부착할 때에 금속판(P)의 비틀림을 방지하는 역할을 한다. 특히, 셀프 태핑 나사(self tapping screw)를 이용하여 RFlD 태그(500)를 금속판(P)에 부착하는 경우에, 돌기(552)는 비틀림을 방지하는데 상당히 효과적이다. 또한, 돌기(552)는 IC 칩(511)에 물체가 충돌하여, IC 칩(511)이 파손되는 것을 보호하는 보호막으로서의 역할도 한다.
유지 부재(550)의 -Z측의 면의 중앙부에는 시일이 접착된다. 예컨대, 이 시일에는 품명이 인쇄되어 있다.
이하, 유지 부재(550)의 치수의 특정예에 대해, 도 16a-도 16c를 참조하여 설명한다. 여기서, 통신에 이용되는 전파의 파장은 950 ㎒로 한다.
유지 부재(550)는 X축 방향의 길이 L1이 55 ㎜이고 Y축 방향의 길이 L2가 20 ㎜이다. X축 방향으로 2개의 관통 구멍(553)의 중심 사이 거리 L3은 40 ㎜이다. 평탄부(551)는 X축 방향의 길이 L4가 35 ㎜이고 Y축 방향의 길이 L5가 14 ㎜이다.
유지 부재(550)는 Z축 방향의 길이 L6이 5 ㎜이다. 각 돌기(552)는 X축 방향의 길이 L7이 1.8 ㎜이고, Z축 방향의 길이 L8이 2 ㎜이며, Y축 방향의 길이 L9가 2 ㎜이다. 각 돌기(552)는 X축 방향의 길이 L7이 슬릿(SLT)의 폭 Lx보다 약간 작게 규정되어 있다. 이러한 구성으로, RFID 태그(500)를 금속판(P)에 부착할 때에, X축 방향의 위치 결정이 용이해진다. 각 돌기(552)의 Y축 방향의 길이 L9 값은 엄밀하게 규정되지 않는다. 그러나, 이 값이 너무 작으면, 돌기(552)가 파손될 우려가 있다.
또한, 각 관통 구멍(553)의 직경은 3.5 ㎜이다.
전송 가능 거리는 대응하는 단자 부재(520)의 금속 박막(521)의 크기와, 금속 박막(521)과 금속판(P) 사이에 개재되는 보호층과 접착층 등의 절연체의 두께에 종속된다. 즉, 전송 가능 거리는 정전 결합 임피던스(Z)를 저하시킴으로써 확장될 수 있다. 정전 결합 임피던스(Z)는 절연체의 두께에 따라서 금속 박막(521)의 크기를 조정함으로써 저하될 수 있다.
임피던스(Z)는 다음 식 (1)로 표현될 수 있다.
Z = 1/(ω·C) … (1)
식 (1)에 있어서, ω는 각주파수이며, C는 커패시턴스이다. 각주파수 ω는 다음 식 (2)로 표현되고, 커패시턴스 C는 다음 식 (3)으로 표현된다.
ω = 2πf … (2)
C = S·ε0·εr/d … (3)
여기서, f는 통신에 이용되는 전파의 주파수이고, S는 금속 박막(521)의 면적이며, ε0는 진공의 유전률이고, εr은 절연체의 유전률이며, d는 절연체의 두께이다.
식 (1)은 다음 식 (4)와 같이 다시 작성될 수 있다.
Z = d/(2πf·S·ε0·εr) … (4)
단자 부재(520)로부터 IC 칩(511)에 공급되는 전력 W는 다음 식 (5)로 표현될 수 있다.
W = Wa-2·V·A
= Wa-2·V2/Z … (5)
식 (5)에 있어서, Wa는 통신중에 슬릿(SLT)의 X축 방향의 가장자리 사이에 유도되는 전력이며, V는 통신중에 슬릿(SLT)의 X축 방향의 가장자리 사이에 유도되는 전압이며, A는 2개의 단자 부재(520)로부터 IC 칩(511)에 공급되는 전류이다. 즉, IC 칩(511)에 공급되는 전력은 소위 안테나에서 유도된 전력으로부터 접속 부분(절연체의 부분)에서 소비되는 전력을 뺀 것이다.
원하는 통신 거리를 달성하는데 필요한 전력의 최소치를 Wmin이라고 하면, 각 금속 박막(521)의 면적(S)은 다음 식 (6)의 관계가 만족하도록 조정된다.
Wmin ≤ Wa-2·V2/Z
= Wa-4πf·S·ε0·εr·V2/d … (6)
여기서, Wmin은 사용되는 IC 칩의 종류 및 원하는 통신 거리가 결정되면, 고유하게 결정되는 값이다.
예컨대, f=950 ㎒, 절연체가 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), d=20 ㎛인 경우에는, S=100 ㎟이면 식 (6)이 만족한다.
그래서, 제1 실시형태에서는, 수지막(522)으로서 두께가 20 ㎛인 PET 막을 이용한다. 예컨대 도 17에 도시하는 바와 같이, 각 금속 박막(521)은 변 길이 L10이 10 ㎜인 실질적으로 정사각형이다. 금속판(P)의 표면에 절연성의 보호재가 도포 또는 라미네이트되어 있는 경우에, 보호재의 재질 및 두께에 따라서, 수지막(522)의 두께가 결정된다. 예컨대, 보호재가 PET막인 경우, 보호재의 두께와 수지막(522)의 두께의 합계는 20 ㎛이다.
도 18a, 도 18b, 도 19a 및 도 19b에는, 유지 부재(550)에 칩 모듈(510)이 부착된 상태가 표시되고 있다. 여기서, 도 19b는 도 19a의 A-A 단면도이다.
다음에, 스테이션 ST1에서, 작업자가 RFID 태그(500)를 금속판(P)에 부착하는 부착 방법에 관하여 설명한다.
(1) RFID 태그(500)의 길이 방향이 금속판(P)의 슬릿(SLT)의 길이 방향에 직교하도록, RFID 태그(500)를 유지한다.
(2) RFID 태그(500)의 2개의 돌기(552)가 슬릿(SLT)에 삽입되도록 RFID 태그(500)를 금속판(P)에 가깝게 배치한다(도 20 참조).
(3) RFID 태그(500)의 2개의 돌기(552)가 슬릿(SLT)에 삽입된 후에, 유지 부재(550)의 관통 구멍(553)이 금속판(P)의 대응 나사 구멍의 -Z측에 위치하도록, RFID 태그(500)를 Y축 방향을 따라서 이동시킨다(도 21 및 도 22 참조).
(4) 나사를 RFlD 태그(500)의 대응 관통 구멍(553)에 삽입한다(도 23 참조).
(5) 도구(나사 드라이버)를 이용해, 나사를 금속판(P)의 대응 나사 구멍에 압입한다(도 24 참조). 이 때, 관통 구멍(553)의 주위 부분이 금속판(P)에 접촉하도록 나사를 금속판(P)의 대응 나사 구멍에 강하게 압입한다(도 25 참조). 이에 따라, 단자 부재(520)와 금속판(P) 사이의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 도 25에는, 이해를 돕기 위해 RFID 태그(500)의 변형을 과장하여 도시하고 있다.
직선 편파 또는 원편파의 전파가 리더/라이터[리더/라이터(200a-200i) 중 어느 하나]로부터 슬릿(SLT) 주변에 방사되면, 슬릿(SLT)의 주위에 전계가 발생한다(도 26 참조). 전계는 슬릿(SLT)에 걸쳐 역전압(교류)을 일으킨다. 그래서, 슬릿(SLT)을 걸치게 RFID 태그(500)가 부착될 경우, 전류가 흐르고, RFID 태그(500)의 IC 칩(511)이 기동된다.
리더/라이터[리더/라이터(200a-200i) 중 어느 하나]와 RFID 태그(500) 사이에 3 m의 통신 거리를 확보할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 실시형태에 따른 RFID 태그(500)는 칩 모듈(510) 및 유지 부재(550)를 포함한다.
칩 모듈(510)은 IC 칩(511) 및 2개의 단자 부재(520)를 포함한다. 각 단자 부재(520)는, 양면이 수지막(522)으로 라미네이트되어 있는 금속 박막(521)을 포함한다. 대응 단자 부재(520)에 포함된 금속 박막(521)은 IC 칩(511)의 대응 전극(512)에 접속되어 있다.
칩 모듈(510)에 있어서, 부등식 (6)이 만족하도록 수지막(522)의 각각의 두께(d) 및 금속 박막(521)의 각각의 면적(S)이 조정된다.
이 경우에, 사용 조건에 따라서, 각 금속 박막(521)의 면적(S)의 최소치를 알 수 있다. 그렇기 때문에, 칩 모듈(510)을 필요 이상으로 크게 하는 일이 없고, 칩 모듈(510)의 소형화 및 저비용화를 도모할 수 있다.
RFID 태그(500)는 제품(M)의 일부인 금속판(P)의 슬릿(SLT)을 걸치면서 금속판(9)에 부착되어 있다. 또한, RFID 태그(500)는 금속판(P)을 안테나로서 이용한다. 그래서, RFID 태그(500)에 안테나를 도입할 필요가 없기 때문에, 소형화 및 저비용화가 가능하다. 또한, RFlD 태그(500)의 근방에 금속 물체가 존재하더라도 원하는 통신 거리를 확보할 수 있다.
따라서, 제1 실시형태에 따른 RFID 태그(500)는 통신 거리를 단축하지 않고서 금속 물체와 함께 이용될 수 있고, 소형화 및 저비용화가 가능하다.
또한, RFID 태그(500)가 금속판(P)에 나사로 부착되기 때문에, RFID 태그(500)를 재이용할 수 있다.
또한, RFID 태그(500)가 금속판(P)에 나사로 부착되기 때문에, 금속판(P)의 표면에 오일이 점착된 경우에도, RFID 태그(500)를 금속판(P)에 확실하게 부착할 수 있다.
그리고, 제1 실시형태에 따른 RFID 시스템(10)에 의하면, RFID 시스템(10)이 RFID 태그(500)를 포함하기 때문에, ID 번호를 정확하고 안정적으로 판독할 수 있어, RFID 시스템(10)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
전술한 제1 실시형태에 있어서, 예컨대 도 27에 도시하는 바와 같이, 관통 구멍(553) 대신에, 긴 구멍(554)을 형성할 수도 있다. 각각의 긴 구멍(554)의 길이 방향은 Y축 방향을 따른다. 이 경우에, RFID 태그(500)가 금속판(P)에 부착될 때에, Y축 방향에 있어서, RFID 태그(500)의 부착 위치는 길이 L20(예컨대, L20 = 10 ㎜)의 범위 내에서 조정될 수 있다. 구체적으로, 네트워크 애널라이저로 저항치를 계측하면서 RFID 태그(500)의 위치를 Y축 방향으로 이동시켜, 저항치가 IC 칩(511)에 대해 지정되어 있는 저항치와 같아지는 위치를 임피던스 매칭이 달성되는 위치로서 탐색한다. 그리고, 임피던스 매칭이 달성되는 위치가 발견되면, 그 위치에 RFID 태그(500)가 나사로 고정된다. 이에 따라, 가장 적절한 위치에 RFID 태그(500)를 부착할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, RFID 태그(500)가 금속판(P)에 나사로 고정되는 경우에 관하여 설명하였다. 그러나, 제1 실시형태는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, RFID 태그(500)가 재이용될 필요가 없다면 RFID 태그(500)를 금속판(P)에 접착할 수도 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 각각의 금속 박막(521)이 실질적으로 정사각형인 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 제1 실시형태는 이것에 한정되지 않는다. 각 금속 박막(521)의 면적(S)이 100 ㎟이면 충분하다.
또한, 제1 실시형태에서는, RFID 태그(500)가 제품(M)에 포함된 금속판(P)에 부착되는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 제1 실시형태는 이것에 한정되지 않는다.
또한, 제1 실시형태에 있어서, RFlD 태그(500)는, 예컨대 도 28에 도시하는 바와 같이, 슬릿(SLT)을 덮는 유전체 시트(560)를 포함할 수 있다. 진공(실질적으로 공기와 같음) 속에서, 전파의 진행 속도를 c라고 하면, 파장 λ은 c/f로서 표현된다. 한편, 전파가 유전체 재료를 통과하는 경우에, 전파의 진행 속도 c는 1/(ε0·εr)1/2이고, 여기서 εr은 유전체 재료의 유전률이다. 이에, 전파의 피장 λ은 (c/(ε0·εr)1/2)/f이다. 이 경우, 슬릿(SLT)의 길이 방향의 길이를 제1 실시형태에서보다 짧게 할 수 있다.
유전체 시트(560)를 이용하는 것의 대안으로, 예컨대 도 29에 도시하는 바와 같이, 유지 부재(550)는 슬릿(SLT)을 덮는 형상일 수도 있다.
제1 실시형태에 있어서, RFID 태그(500)가 칩 모듈(510)과 유지 부재(550)를 포함하는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, RFID 태그(500)는 이 구성에 한정되지 않고, 칩 모듈(51O)만 포함하는 RFID 태그를 이용할 수도 있다.
예컨대, 도 30a와 도 30b에 도시하는 바와 같이, 칩 모듈(510)이 정제 패키지에 부착될 수도 있다. 정제 패키지에 있어서, 정제는 수지 시트로 형성된 대응하는 복수의 오목부에 배치되고, 복수의 오목부는 알루미늄 시트에 의해 밀봉된다. 여기서, 도 30b는 도 30a의 A-A 단면도이다.
도 31은 칩 모듈(510)이 정제 패키지에 형성된 슬릿(SLT)을 걸치면서정제 패키지에 부착된 경우의 예를 도시하고 있다.
여기서, 수지 시트의 표면에 칩 모듈(510)이 부착되기 때문에, 칩 모듈(510)에 포함된 각 금속 박막(521)은, 예컨대 도 32에 도시하는 바와 같이, 수지 시트의 오목부를 피하는 형상을 갖는다. 각 금속 박막(521)의 면적은 100 ㎟이다.
칩 모듈(510)은, 예컨대 도 33에 도시하는 바와 같이, 접착층을 포함하고, 칩 모듈(510)은 접착층을 통해 수지 시트에 접착된다(도 34a 및 도 34b 참조). 여기서는, 각 금속 박막(521)의 대응면을 라미네이트하기 위해 가능한 한 얇은 수지막(522)이 이용된다.
그래서, 정제 패키지의 알루미늄 시트와 칩 모듈(510)의 각 금속 박막(521) 사이에, 수지 시트와 접착층과 수지막(522)이 배치된다. 이 경우에, 수지 시트와 접착층과 수지막(522)으로 이루어지는 층이 절연체로서 역할하고, 대응하는 재질 및 두께에 따라서, 각 금속 박막(521)의 면적이 결정된다.
이 경우, 정제를 정제 패키지로부터 추출하기 위해서, 오목부를 누르고 알루미늄 시트의 대응하는 부분을 찢더라도, 칩 모듈(510)은 어떤 영향도 받지 않는다.
정제 패키지로부터 정제를 추출할 때에, 칩 모듈(510)이 정제 패키지로부터 분리되어도 되는 경우에는, 칩 모듈(510)을 알루미늄막에 접착할 수도 있다. 이 경우에, 각 금속 박막(521)의 형상은 제1 실시형태와 마찬가지로 실질적으로 정사각형일 수 있다. 이 경우에, 정제 패키지의 알루미늄막과 칩 모듈(510)의 각 금속 박막(521) 사이에는, 접착층과 수지막(522)이 배치된다.
또, 이 경우에, 예컨대 도 35에 도시하는 바와 같이, 칩 모듈(510)은 슬릿(SLT)을 덮는 유전체 시트(560)를 포함할 수 있다. 유전체 시트(560)를 이용하면, 슬릿(SLT)의 길이 방향의 길이를 도 31과 비교해서 짧게 할 수 있다.
또한, 제1 실시형태에서는, 슬릿(SLT)의 대안으로, 예컨대 도 93과 도 94에 도시하는 바와 같이 금속판(P)에 그루브(Gr)를 형성할 수도 있다. 이 경우, RFID 태그(500) 역시 통신 거리를 단축하는 일 없이 금속 물체와 함께 이용될 수 있고, 소형화 및 저비용화가 가능하다.
여기서, 예컨대 도 95에 도시하는 바와 같이, 그루브(Gr)는 금속판(P)을 프레스 가공하여 형성된 그루브일 수 있다.
또한, 예컨대 도 96에 도시하는 바와 같이, 슬릿(SLT)은 나사 구멍을 갖는 금속 박판(P2)을 금속판(P)의 +Z측에 부착함으로써 그루브로 변형될 수 있다.
또한, 제1 실시형태에 있어서, 도 97a-도 97c에 도시하는 바와 같이, 돌기(552)의 대안으로서, 나사 돌기(552')가 형성될 수도 있다. 이 경우, 유지 부재(550)의 관통 구멍(553)은 불필요하다(도 97a와 도 97d 참조).
예컨대, 도 98에 도시하는 바와 같이, 슬릿(SLT)을 통과하는 나사 돌기(552)의 선단에 대응하는 너트(Nt)를 끼움으로써, RFID 태그(500)가 금속판(P)에 고정될 수 있다. 이 경우, 금속판(P)의 나사 구멍은 불필요하다.
또한, 제1 실시형태에서는 RFID 태그(500)에 정보를 기록하는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 제1 실시형태는 이것에 한정되지 않는다. RFID 태그(500)에 정보를 기록하지 않는 경우에는, IC 칩(511)에 있어서, 정보가 기록되는 메모리 영역이 불필요하다. 또한, 리더/라이터(200a-200i)의 대안으로, ID 번호의 판독만 수행하는 판독 전용 장치(리더)를 이용할 수 있다.
제1 실시형태에서는, 조립 라인이 5개의 스테이션을 포함하는 경우에 관하여 설명하였다. 그러나, 스테이션의 수는 이것에 한정되지 않는다.
또한, 제1 실시형태에서의 검출 정보 및 이력 정보의 내용은 일례일 뿐이며, 그 내용은 이것에 한정되지 않는다. 마찬가지로, 장치 번호 및 식별 정보의 자릿수도 제1 실시형태에 한정되지 않는다.
또한, 제1 실시형태에서의 표시 유닛에 표시되는 내용은 일례일 뿐이며, 그 내용은 이것에 한정되지 않는다.
또한, 제1 실시형태에서는, RFID 시스템(10)이 조립 라인에서 이용되는 경우에 관하여 설명하였다. 그러나, RFID 시스템(10)의 활용이 이것에 한정되지는 않는다. 현재 RFID 시스템(10)이 사용되고 있는 용도에 맞게 RFID 시스템(10)을 조정할 수 있다. 이 경우에, 고비용화를 초래하는 일 없이 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 금속판(P)으로서 역할하는 금속판을 별도로 준비함으로써, 어떤 금속 부재도 포함하지 않는 물체에도 RFID 시스템(10)을 적용할 수 있다.
제1 실시형태에서는, 주파수대가 UHF대인 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 주파수대는 이것에 한정되지 않는다.
<제2 실시형태>
이하, 본 발명의 제2 실시형태에 대해 도 36-도 62를 참조하여 설명한다. 도 36은 제2 실시형태에 따른 RFID 시스템(10)의 개략 구성을 도시하고 있다.
이 RFID 시스템(10)은 패시브형 태그를 이용한 RFID 시스템으로서, UHF대(860 ㎒∼960 ㎒)에 대응하는 것이다.
RFID 시스템(10)은 복합기(M)(도 37 참조)를 제조하기 위한 조립 라인에 이용되는 것이다.
복합기(M)는 복사기, 프린터, 및 팩시밀리의 기능을 포함한다. 예를 들어, 도 38에 도시하는 바와 같이, 복합기(M)는 본체 장치(1001), 판독 장치(1002), 및 자동 원고 급지 장치(1003)를 포함한다.
본체 장치(1001)는 블랙 화상, 시안 화상, 마젠타 화상, 옐로우 화상의 4색 화상을 중합하여 풀컬러의 화상을 형성하는 탠덤 방식(tandem-type)의 다색 컬러 프린트이다. 본체 장치(1001)는 광주사 장치, 4개의 감광체 드럼, 4개의 클리닝 유닛, 4개의 대전 장치, 4개의 현상 롤러, 중간 전사 벨트, 전사 롤러, 정착 롤러, 급지 트레이, 배지(排紙) 트레이, 통신 제어 장치(2080), 및 전술한 구성요소를 총괄적으로 제어하는 주제어 장치(2090)를 포함한다.
판독 장치(1002)는 본체 장치(1001)의 상측에 배치된 것으로서, 원고을 판독한다. 즉, 판독 장치(1002)는 스캐너이다. 여기서, 판독된 원고의 화상 정보는 주제어 장치(2090)에 송신된다.
자동 원고 급지 장치(1003)는 판독 장치(1002)의 상측에 배치된 것으로서, 세트된 원고를 판독 장치를 향해 반송한다. 이 자동 원고 급지 장치(1003)는 대개 "ADF"(Auto Document Feeder)로서 불려진다.
통신 제어 장치(2080)는 네트워크를 통한 복합기(M)와 상위 장치(퍼스널 컴퓨터 등) 간의 양방향 통신을 제어한다.
주제어 장치(2090)는 CPU, ROM, RAM 및 A/D 변환 회로를 포함한다. ROM은 CPU에 의해 해독 가능한 코드로 기술되어 있는 프로그램 및 그 프로그램을 실행하는데 이용되는 각종 데이터를 저장한다. RAM은 데이터를 처리하기 위한 메모리이다. A/D 변환 회로는 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변환한다. 주제어 장치(2090)는 판독 장치(1002)로부터 또는 통신 제어 장치(2080)로부터의 화상 정보를 광주사 장치에 송신한다.
도 36을 참조하면, 조립 라인은 반송 시스템(T), 및 1차 내지 5차 조립 단계가 행해지는 5개의 스테이션(ST1∼ST5)을 포함한다. 이하에서는, 편의상, 스테이션 ST1에서 조립한 제품을 "조립품 M1", 스테이션 ST2에서 조립한 제품을 "조립품 M2", 스테이션 ST3에서 조립한 제품을 "조립품 M3", 스테이션 ST4에서 조립한 제품을 "조립품 M4", 스테이션 ST5에서 조립한 제품을 "조립품 M5"라고 한다.
RFID 시스템(10)은 관리 장치(100), 9개의 리더/라이터(200a∼200i), 복수의 RFID 태그(500), 및 데이터 전송로를 포함한다. 관리 장치(100)와 9개의 리더/라이터(200a∼200i)는 데이터 전송로를 통해 접속되어 있다.
복수의 RFID 태그의 구성은 동일하지만, 각 RFID 태그는 고유의 식별(ID) 번호를 저장한다. 여기서는, 복수의 RFID 태그를 구별할 필요가 없기 때문에, 이하에서는, 각 RFID 태그를 "RFID 태그(500)"라고 총칭한다. RFID 태그(500)의 상세에 관해서는 후술한다.
스테이션 ST1에서, RFID 태그(500)가 조립품 M1의 금속판(P)에 부착된다. 금속판(P)은 복합기(M)의 주제어 장치(2090)가 수용되는 새시의 일부이다.
이하, XYZ 3차원 직교 좌표계에 있어서, 금속판(P)의 판면에 직교하는 방향을 Z축 방향이라 하여 제2 실시형태에 대해 설명한다. 그리고, 금속판(P)의 -Z측의 면은 새시의 내측면의 일부이고, 금속판(P)의 -Z측에 주제어 장치(2090)가 배치되는 것으로 한다.
금속판(P)은, 예컨대 도 39에 도시하는 바와 같이, 슬릿(SLT)과 2개의 나사 구멍을 포함한다. 슬릿(SLT)의 길이 방향은 Y축 방향에 대응하고 슬릿(SLT)의 짧은 방향은 X축 방향에 대응한다. RFID 태그(500)를 금속판(P)에 부착하기 위한 2개의 나사 구멍이 미리 형성되어 있다.
슬릿(SLT)의 길이(길이 방향의 치수) Ly가 RFID 시스템에서 사용되는 전파의 파장 λ의 1/2배와 같을 때에, 슬릿(SLT)의 X축 방향의 양단 사이에 유도되는 전압이 최대가 된다. 그 전압은 전파를 수신함으로써 유도된다. 예컨대, 전파의 주파수가 950 ㎒인 경우, 길이 Ly는 160 ㎜이다.
슬릿(SLT)의 폭(짧은 방향의 치수) Lx는 안테나로서 원하는 이득(좋은 안테나 성능)을 얻을 수 있는 주파수의 폭에 관계된다. 즉, 폭 Lx가 좁아질수록, 원하는 이득을 얻을 수 있는 주파수 대역폭이 좁아진다. 반대로, 폭 Lx가 넓어질수록, 원하는 이득을 얻을 수 있는 주파수의 대역폭이 넓어진다. 그러나, 폭 Lx가 넓어질수록 임피던스도 커진다. 따라서, 안테나의 효율이 저하된다.
일반적으로, 슬릿(SLT)은 금형을 이용한 펀칭 가공에 의해서 형성된다. 슬릿(SLT)은 필요에 따라서 2차 가공에 의해 성형된다. 이 경우, 폭 Lx이 너무 좁으면, 원하는 폭을 미리 정해진 정밀도로 갖는 슬릿(SLT)을 형성하는 것이 곤란하다. 그래서, 슬릿(SLT)이 레이저 가공에 의해 형성될 수도 있다. 그러나, 이 경우에 비용이 높아질 수 있다. 또한, 폭 Lx이 너무 좁으면, 슬릿(SLT)에 금속편 등의 이물이 붙을 수 있는데, 이에 안테나 성능이 열화될 수 있다. 그래서, 전파의 주파수가 950 ㎒인 경우에, 폭 Lx은 2 ㎜-3 ㎜로 설정되는 것이 바람직하다. 제2 실시형태에 있어서, 전파의 주파수가 950 ㎒인 경우, 길이 Ly=160 ㎜, 폭 Lx=2 ㎜의 슬릿이 형성된다.
2개의 나사 구멍에 관해, 나사 구멍 중 한쪽이 슬릿(SLT)의 -X측에 형성되고, 나사 구멍 중 다른 하나는 슬릿(SLT)의 +X측에 형성되어 있다. 또한, 이 2개의 나사 구멍은 Y축 방향에 관해서도 동일한 위치에 형성되어 있다. 또, RFID 태그(500)의 Y축 방향에 있어서 나사 구멍의 위치는 임피던스 매칭이 달성되는 위치이다. 그 위치는 슬릿(SLT)의 중심에서 벗어나 있다.
도 36을 참조하면, 리더/라이터(200a)는 스테이션 ST1의 출구 근방에 배치되어 있다. 리더/라이터(200b)는 스테이션 ST2의 입구 근방에 배치되고, 리더/라이터(200c)는 스테이션 ST2의 출구 근방에 배치되어 있다.
리더/라이터(200d)는 스테이션 ST3의 입구 근방에 배치되고, 리더/라이터(200e)는 스테이션 ST3의 출구 근방에 배치되어 있다.
리더/라이터(200f)는 스테이션 ST4의 입구 근방에 배치되고, 리더/라이터(200g)는 스테이션 ST4의 출구 근방에 배치되어 있다.
리더/라이터(200h)는 스테이션 ST5의 입구 근방에 배치되고, 리더/라이터(200i)는 스테이션 ST5의 출구 근방에 배치되어 있다.
각 리더/라이터(200a-200i)는 RFID 태그(500)에 저장된 정보를 판독하는 판독 장치로서 역할하고, RFID 태그(500)에 정보를 기록하는 기록 장치로서 역할한다. 각 리더/라이터(200a-200i)가 RFID 태그(500)와 통신할 수 있는 공간은 "유효 통신 영역"이라고 한다.
각 리더/라이터(200a-200i)는 대응하는 고유 장치 번호를 포함한다. 이하에서는, 리더/라이터(200a-200i) 각각의 고유 장치 번호를, "장치의 자체 번호"라고 한다.
각 리더/라이터(200a-200i)가 RFID 태그(500)로부터 ID 번호를 판독하면, 리더/라이터는 ID 번호를 그 판독 일시 및 장치의 자체 번호와 함께, 검출 정보로서 데이터 전송로를 통해 제어 장치(100)에 통지한다. 이하, 판독 일시를 검출 일시라고 한다.
각 리더/라이터(200a-200i)는 검출 일시 및 장치의 자체 번호를 이력 정보로서 RFID 태그(500)에 기록한다.
관리 장치(100)는 CPU, ROM, RAM, 및 하드 디스크 드라이브, 입력 장치 및 표시 장치를 포함한다. ROM은 CPU에 의해 해독 가능한 코드로 기술되어 있는 프로그램 및 그 프로그램을 실행하는데 이용되는 각종 데이터를 저장한다. RAM은 데이터를 처리하기 위한 메모리이다. 관리 장치(100)로서는 퍼스널 컴퓨터를 이용할 수 있다.
하드 디스크 드라이브는 정보를 저장하는 하드 디스크, 및 CPU로부터의 지시에 따라, 하드 디스크에 저장된 정보를 판독하고 정보를 하드 디스크에 저장하는 드라이브 장치를 포함한다.
입력 장치는 키보드, 마우스, 태블릿, 라이트 펜, 및 터치 패널 등의 적어도 하나의 입력 매체를 포함한다. 입력 장치는 입력 매체를 통해 작업자로부터 입력된 각종 정보를 CPU에 통지한다. 또, 입력 매체로부터의 정보가 무선으로 입력 장치에 입력될 수도 있다.
표시 장치는, 예컨대 CRT, 액정 디스플레이(LCD) 및/또는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)을 이용하는 표시 유닛을 포함한다. 표시 장치는 CPU에 의해 지시된 각종 정보를 표시한다. 터치 패널을 구비한 LCD가 표시 장치와 입력 장치가 일체화된 장치의 예이다.
관리 장치(100)는 리더/라이터(200a-200i) 중 대응하는 것으로부터 통지를 받으면 인터럽트가 발생하는 구성을 갖는다. 관리 장치(100)는 상위 장치(예컨대, 호스트 컴퓨터)에 접속되어 있다. 상위 장치로부터의 요구에 따라, 관리 장치(100)는 각종 정보를 상위 장치에 송신한다.
이하, RFID 시스템(10)의 동작에 관해 설명한다. 대기 모드시에, 각 리더/라이터(200a-200i)는 미리 정해진 타이밍마다 커맨드 신호를 송출한다. 리더/라이터(200a-200i) 중 하나가 RFID 태그(500)로부터 커맨드 신호에 대한 응답을 수신하면, 리더/라이터(200a-200i) 중 하나의 동작 모드가 RFID 태그(500)와의 통신 모드로 전환된다. 리더/라이터(200a-200i) 중 하나가 RFID 태그(500)로부터 어떤 응답도 수신하지 못하면, 리더/라이터(200a-200i) 중 하나의 동작 모드가 대기 모드로 전환된다.
우선, 스테이션 ST1에서 1차 조립 공정이 수행된다. 스테이션 ST1에서의 조립 공정의 완료에 이어, 조립품 M1은 반송 시스템(T)에 의해서 스테이션 ST2를 향해 반송된다.
도 40에 도시하는 바와 같이, 조립품 M1의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200a)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 리더/라이터(200a)로부터의 커맨드 신호에 응답하여, ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200a)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보(도 41 참조)를 관리 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200a)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다.
관리 장치(100)는 수신된 정보를 하드 디스크에 기록하고, 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시하게 한다(도 42 참조). 이에 따라, 작업자는 ID 번호가 "21584486"인 복합기(M)에 관해, 1차 조립 공정이 완료되었음을 알 수 있다.
여기서, 스테이션 ST1에서는, 다음 복합기(M)의 1차 조립 공정이 계속된다. 그러나, 설명의 편의상, 스테이션 ST1에서는 다음 복합기(M)의 1차 조립 공정이 행해지지 않는 것으로 하고 설명을 계속한다.
조립품 M1의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200b)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 리더/라이터(200b)로부터의 커맨드 신호에 응답하여, ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200b)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 관리 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200b)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 여기서 검출 시간에 포함된 시간은 스테이션 ST2에서의 조립 공정의 개시 시간을 나타낸다.
관리 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록하고, 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시하게 한다(도 43 참조). 이에 따라, 작업자는 ID 번호가 "21584486"인 복합기(M)가 스테이션 ST2에 있는 것을 알 수 있다.
다음에, 스테이션 ST2에서 2차 조립 공정이 행해진다. 스테이션 ST2에서의 조립 공정이 완료되면, 조립품 M2는 반송 시스템(T)에 의해서 스테이션 ST3을 향해 반송된다.
조립품 M2의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200c)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 리더/라이터(200c)로부터의 커맨드 신호에 응답하여, ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200c)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 관리 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200c)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST2에서의 조립 공정의 종료 시간을 나타낸다. 그래서, 리더/라이터(200c)에 의한 검출 시간과 리더/라이터(200b)에 의한 검출 시간으로부터, 스테이션 ST2에서의 조립 공정에 걸리는 시간(조립 시간)을 구할 수 있다.
관리 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 관리 장치(100)는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다(도 44 참조). 이에 따라, 작업자는 ID 번호가 "21584486"인 복합기(M)에 관해 2차 조립 공정이 완료된 것을 알 수 있다.
조립품 M2의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200d)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 리더/라이터(200d)로부터의 커맨드 신호에 응답하여, ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200d)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 관리 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200d)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST3에서의 조립 공정의 개시 시간을 나타낸다.
관리 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 관리 장치(100)는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 따라, 작업자는 ID 번호가 "21584486"인 복합기(M)가 스테이션 ST3에 있는 것을 알 수 있다.
스테이션 ST3에서 3차 조립 공정이 행해진다. 스테이션 ST3에서의 3차 조립 공정이 완료되면, 조립품 M3은 반송 시스템(T)에 의해서 스테이션 ST4를 향해 반송된다.
조립품 M3의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200e)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 리더/라이터(200e)로부터의 커맨드 신호에 응답하여, ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200e)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 관리 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200e)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST3에서의 조립 공정의 종료 시간을 나타낸다. 그래서, 리더/라이터(200e)에 의한 검출 시간과 리더/라이터(200d)에 의한 검출 시간으로부터 스테이션 ST3에서의 조립 시간을 구할 수 있다.
관리 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 관리 장치(100)는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 따라, 작업자는 ID 번호가 "21584486"인 복합기(M)에 관해 3차 조립 공정이 완료된 것을 알 수 있다.
조립품 M3의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200f)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 리더/라이터(200f)로부터의 커맨드 신호에 응답하여, ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200f)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 관리 장치(100)에 통지한다. 동시에, RFID 태그(500)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST4에서의 조립 공정의 개시 시간을 나타낸다.
관리 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 관리 장치는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 따라, 작업자는 ID 번호가 "21584486"인 복합기(M)가 스테이션 ST4에 있는 것을 알 수 있다.
스테이션 ST4에서 4차 조립 공정이 행해진다. 스테이션 ST4에서의 4차 조립 공정이 완료되면, 조립품 M4는 반송 시스템(T)에 의해서 스테이션 ST5를 향해 반송된다.
조립품 M4의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200g)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 리더/라이터(200g)로부터의 커맨드 신호에 응답하여, ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200g)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 관리 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200g)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST4에서의 조립 공정의 종료 시간을 나타낸다. 그래서, 리더/라이터(200g)에 의한 검출 시간과 리더/라이터(200f)에 의한 검출 시간으로부터 스테이션 ST4에서의 조립 시간을 구할 수 있다.
관리 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 관리 장치는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 따라, 작업자는 ID 번호가 "21584486"의 복합기(M)에 관해, 4차 조립 공정이 완료된 것을 알 수 있다.
조립품 M4의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200h)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 리더/라이터(200h)로부터의 커맨드 신호에 응답하여, ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200h)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 관리 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200h)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST5에서의 조립 공정의 개시 시간을 나타낸다.
관리 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 관리 장치(100)는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 따라, 작업자는 ID 번호가 "21584486"인 복합기(M)가 스테이션 ST5에 있는 것을 알 수 있다.
스테이션 ST5에서 5차 조립 공정이 행해진다. 스테이션 ST5에서의 조립 공정이 완료되면, 조립품 M5는 반송 시스템(T)에 의해서 다음 라인을 향해 반송된다.
조립품 M5의 RFID 태그(500)가 리더/라이터(200i)의 유효 통신 영역 내에 진입하면, RFID 태그(500)는 리더/라이터(200i)로부터의 커맨드 신호에 응답하여, ID 번호를 포함하는 신호를 송신한다.
리더/라이터(200i)는 RFID 태그(500)로부터의 신호를 수신하면, 그 신호에 포함된 ID 번호를 추출하여, 검출 정보를 관리 장치(100)에 통지한다. 동시에, 리더/라이터(200i)는 이력 정보를 RFID 태그(500)에 기록한다. 이 때의 검출 시간은 스테이션 ST5에서의 조립 공정의 종료 시간을 나타낸다. 그래서, 리더/라이터(200i)에 의한 검출 시간과 리더/라이터(200h)에 의한 검출 시간으로부터 스테이션 ST5에서의 조립 시간을 구할 수 있다.
관리 장치(100)는 수신된 검출 정보를 하드 디스크에 기록한다. 동시에, 관리 장치는 표시 장치의 표시 유닛에 상황을 표시시킨다. 이에 따라, 작업자는 ID 번호가 "21584486"인 복합기(M)에 관해, 5차 조립 공정이 완료된 것을 알 수 있다.
이와 같이, RFID 시스템(10)에서는, 작업자가 복합기(M)의 처리 상황을 실시간으로 알 수 있다. 또한, RFID 시스템(10)에서는, 작업자가 각 스테이션(ST1-ST5)에서의 조립 시간을 실시간으로 알 수 있다.
이 경우, 각 스테이션(ST1-ST5)에서의 조립 시간이 거의 같아지도록 노동력을 할당함으로써 처리중인 제품의 혼잡을 피할 수 있다. 이에, 복합기(M)를 효율적으로 조립할 수 있다.
다음에, RFID 태그(500)에 대해 상세하게 설명한다. 도 45 및 도 46에 도시하는 바와 같이, 칩 모듈(510)은 유지 부재(550) 및 실드 부재(560)를 포함한다.
도 47에 도시하는 바와 같이, 예컨대 칩 모듈(510)은 IC 칩(511) 및 2개의 단자 부재(520)를 포함한다.
IC 칩(511)은 소위 "듀얼 인터페이스 IC 칩"으로서, 6개의 단자를 포함한다.
4개의 외부 단자(515)는 유선 접속(직렬 전송)을 통해 데이터를 판독 및 기록하기 위한 I/O 단자이다.
각 단자 부재(520)는, 예컨대 도 48에 도시하는 바와 같이, 금속 박막(여기서는, 알루미늄박)(521)과, 이 금속 박막(521)의 양면에 라미네이트되는 수지막(522)을 포함한다. 수지막(522)은 금속판(P)과 금속 박막(521) 사이에 배치되는 절연체로서 역할한다. 또한, 수지막(522)은 금속 박막(521)을 오염 및 파손으로부터 보호하는 보호막으로서의 역할을 한다.
IC 칩(511), 배선 부재(516), 4개의 외부 단자(515), 및 2개의 단자 부재(520)가 플렉시블한 절연 시트(517)(도 47 참조)에 고정되어 있다.
유지 부재(550)는, 예컨대 도 49a, 도 49b, 도 50a 및 도 50b에 도시하는 바와 같이, 세라믹 재료 또는 수지 재료로 형성된 판형 부재이다. 유지 부재(550)는 실질적으로 사각형이다.
유지 부재(550)는 대응하는 나사가 삽입되는 2개의 관통 구멍(553)을 포함한다. 한쪽 관통 구멍(553)은 유지 부재(550)의 X축 방향의 한쪽 가장자리 근방에 형성되고, 다른쪽 관통 구멍(553)은 X축 방향의 다른쪽 가장자리 근방에 형성된다. 예컨대 도 51에 도시하는 바와 같이, -Z측의 관통 구멍의 단부에는, 나사의 해당 머리부가 매립되도록 카운터 보링이 행해져 있다. 여기서, 도 51은 도 49a의 A-A 단면도이다.
유지 부재(550)는 +Z측에서 유지 부재(550)의 면의 중앙부에 평탄부(551)를 포함한다. 칩 모듈(510)이 평탄부(551)에 부착된다. 평탄부(551)는, 예컨대 도 52에 도시하는 바와 같이, 주위 부분보다 약 0.2 ㎜만큼 돌출해 있다.
도 49a를 참조하면, 평탄부(551)의 +Y측과 평탄부(551)의 -Y측에는 각각 돌기(552)가 마련되어 있다. 돌기(552)는 RFID 태그(500)를 금속판(P)에 부착할 때에 RFID 태그(500)의 위치를 결정하는 역할을 한다. 또한, 돌기(552)는 RFID 태그(500)를 금속판(P)에 부착할 때에 금속판(P)의 비틀림을 방지하는 역할을 한다. 특히, 돌기(552)는 셀프 태핑 나사를 이용하여 RFlD 태그(500)를 금속판(P)에 부착하는 경우에, 비틀림을 방지하는데 상당히 효과적이다. 또한, 돌기(552)는 IC 칩(511)에 물체가 충돌하여, IC 칩(511)이 파손되는 것을 보호하는 보호막으로서의 역할도 한다.
또한, 평탄부(551)의 +Y측에는, 칩 모듈(510)의 4개의 외부 단자(515)를 절연 시트(517)와 함께 유지 부재(550)의 -Z측으로 인출하기 위한 창(554)이 형성되어 있다(도 45 참조).
유지 부재(550)의 -Z측의 면의 중앙부에는 시일이 접착된다. 예컨대, 이 시일에는 품명이 인쇄되어 있다.
이하, 유지 부재(550)의 치수의 특정예에 대해, 도 53a-도 53c를 참조하여 설명한다. 여기서, 통신에 이용되는 전파의 파장은 950 ㎒로 한다.
유지 부재(550)는 X축 방향의 길이 L1이 55 ㎜이고 Y축 방향의 길이 L2가 20 ㎜이다. X축 방향으로 2개의 관통 구멍(553)의 중심 사이 거리 L3은 40 ㎜이다. 평탄부(551)는 X축 방향의 길이 L4가 35 ㎜이고 Y축 방향의 길이 L5가 14 ㎜이다.
유지 부재(550)는 Z축 방향의 길이 L6이 5 ㎜이다. 각 돌기(552)는 X축 방향의 길이 L7이 1.8 ㎜이고, Z축 방향의 길이 L8이 2 ㎜이며, Y축 방향의 길이 L9가 2 ㎜이다. 각 돌기(552)는 X축 방향의 길이 L7이 슬릿(SLT)의 폭 Lx보다 약간 작게 규정되어 있다. 이러한 구성으로, RFID 태그(500)를 금속판(P)에 부착할 때에, X축 방향의 위치 결정이 용이해진다. 각 돌기(552)의 Y축 방향의 길이 L9 값은 엄밀하게 규정되지 않는다. 그러나, 이 값이 너무 작으면, 돌기(552)가 파손될 우려가 있다. 또한, 각 관통 구멍(553)의 직경은 3.5 ㎜이다.
그런데, 전송 가능 거리는 대응하는 단자 부재(520)의 금속 박막(521)의 크기와, 금속 박막(521)과 금속판(P) 사이에 개재되는 보호층과 접착층 등의 절연체의 두께에 종속된다. 즉, 전송 가능 거리는 정전 결합 임피던스(Z)를 저하시킴으로써 확장될 수 있다. 정전 결합 임피던스(Z)는 절연체의 두께에 따라서 금속 박막(521)의 크기를 조정함으로써 저하될 수 있다.
임피던스(Z)는 다음 식 (1)로 표현될 수 있다.
Z = 1/(ω·C) … (1)
식 (1)에 있어서, ω는 각주파수이며, C는 커패시턴스이다. 각주파수 ω는 다음 식 (2)로 표현되고, 커패시턴스 C는 다음 식 (3)으로 표현된다.
ω = 2πf … (2)
C = S·ε0·εr/d … (3)
여기서, f는 통신에 이용되는 전파의 주파수이고, S는 금속 박막(521)의 면적이며, ε0는 진공의 유전률이고, εr은 절연체의 유전률이며, d는 절연체의 두께이다.
식 (1)은 다음 식 (4)와 같이 다시 작성될 수 있다.
Z = d/(2πf·S·ε0·εr) … (4)
단자 부재(520)로부터 IC 칩(511)에 공급되는 전력 W는 다음 식 (5)로 표현될 수 있다.
W = Wa-2·V·A
= Wa-2·V2/Z … (5)
식 (5)에 있어서, Wa는 통신중에 슬릿(SLT)의 X축 방향의 가장자리 사이에 유도되는 전력이며, V는 통신중에 슬릿(SLT)의 X축 방향의 가장자리 사이에 유도되는 전압이며, A는 2개의 단자 부재(520)로부터 IC 칩(511)에 공급되는 전류이다. 즉, IC 칩(511)에 공급되는 전력은 소위 안테나에서 유도된 전력으로부터 접속 부분(절연체의 부분)에서 소비되는 전력을 뺀 것이다.
원하는 통신 거리를 달성하는데 필요한 전력의 최소치를 Wmin이라고 하면, 각 금속 박막(521)의 면적(S)은 다음 식 (6)의 관계가 만족하도록 조정된다.
Wmin ≤ Wa-2·V2/Z
= Wa-4πf·S·ε0·εr·V2/d … (6)
여기서, Wmin은 사용되는 IC 칩의 종류 및 원하는 통신 거리가 결정되면, 고유하게 결정되는 값이다.
예컨대, f=950 ㎒, 절연체가 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), d=20 ㎛인 경우에는, S=100 ㎟이면 식 (6)이 만족한다.
그래서, 제2 실시형태에서는, 수지막(522)으로서 두께가 20 ㎛인 PET 막을 이용한다. 예컨대, 도 54에 도시하는 바와 같이, 각 금속 박막(521)은 변 길이 L10이 10 ㎜인 실질적으로 정사각형이다. 금속판(P)의 표면에 절연성의 보호재가 도포 또는 라미네이트되어 있는 경우에, 보호재의 재질 및 두께에 따라서, 수지막(522)의 두께가 결정된다. 예컨대, 보호재가 PET막인 경, 보호재의 두께와 수지막(522)의 두께의 합계는 20 ㎛이다.
예컨대, 도 55a와 도 55b에 도시하는 바와 같이, 칩 모듈(510)은 스폰지(570)를 사이에 두고 유지 부재(550)에 부착된다.
도 56은 칩 모듈(500)이 유지 부재(550)에 부착된 상태를 도시하고 있다.
도 45를 참조하면, 실드 부재(560)는 유지 부재(550)의 -Z측 면에 부착되어 있다. 여기서, 실드 부재(560)로서, 알루미늄판이 이용된다.
실드 부재(560)는, 예컨대 도 57a 도시하는 바와 같이, Y축 방향이 길이 방향에 대응하고, X축 방향이 짧은 방향에 대응하는 직사각형이다. 실드 부재(560)의 단부는 +Z 방향으로 절곡되어 있다. 그러나, 예컨대 도 57b에 도시하는 바와 같이, 유지 부재(550)에 대향하는 절곡부는 절취되고 있다. 또한, 실드 부재(560)는 4개의 외부 단자(515)를 절연 시트(517)와 함께 인출하기 위해 형성된 개구(562)를 포함한다.
도 58a는 도 57의 A-A 단면의 형상을 도시하고 있다. 도 56b는 도 57a의 B-B 단면의 형상을 도시하고 있다. 실드 부재(560)의 Y축 방향의 길이 L21은 Ly에 2 ㎝을 가산하여 얻은 값이다. 또한, 실드 부재(560)의 X축 방향의 길이 L22는 35 ㎜이다.
도 59a 및 도 59b는 실드 부재(560)가 유지 부재(550)에 부착된 상태를 도시하고 있다.
다음에, 스테이션 ST1에서, 작업자가 RFID 태그(500)를 금속판(P)에 부착하는 부착 방법에 관하여 설명한다.
(1) RFID 태그(500)의 길이 방향이 금속판(P)의 슬릿(SLT)의 길이 방향에 직교하도록, RFID 태그(500)를 유지한다.
(2) RFID 태그(500)가 금속판(P)의 -Z측 면에 부착되도록, 금속판(P)의 -Z측에 RFID 태그(500)를 가까이 둔다.
(3) 유지 부재(550)의 2개의 돌기(552)를 슬릿(SLT)에 삽입한다.
(4) 2개의 돌기(552)가 슬릿(SLT)에 삽입된 후에, 유지 부재(550)의 각 관통 구멍이 금속판(P)의 대응 나사 구멍의 -Z측에 위치하도록, RFID 태그(500)를 Y축 방향을 따라서 이동시킨다.
(5) 나사를 유지 부재(550)의 대응 관통 구멍(553)에 삽입한다.
(6) 도구(나사 드라이버)를 이용해, 나사를 금속판(P)의 대응 나사 구멍에 압입한다.
도 60 및 도 61은 RFID 태그(500)가 금속판(P)에 부착된 상태를 도시하고 있다. 금속판(P)의 슬릿(SLT)은 실드 부재(560)로 덮어진다.
이 경우, RFID 태그(500)의 통신 거리를 저하시키는 일없이, 주제어 장치(2090)에 의해 발생하는 전파(노이즈)가 새시 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 외부의 전파(노이즈)가 새시 내부로 침입하는 것을 방지할 수 있다.
직선 편파 또는 원편파의 전파가 리더/라이터[리더/라이터(200a-200i) 중 어느 하나]로부터 슬릿(SLT)을 향해 방사되면, 슬릿(SLT)의 주위에 전계가 발생한다(도 62 참조). 전계는 슬릿(SLT)에 걸쳐 역전압(교류)을 일으킨다. 그래서, 단자 부재(520)가 슬릿(SLT)의 +X측 및 -X측의 대응 부분과 접촉하면, 전류가 흐르고 RFID 태그(500)의 IC 칩(511)이 기동한다.
리더/라이터[리더/라이터(200a-200i) 중 어느 하나]와 RFID 태그(500) 사이에서 3 m의 통신 거리를 확보할 수 있다. 복합기(M)는 금속판(P)에 RFID 태그(500)가 부착된 상태로 소비자에 출하된다.
복합기(M)가 소비자의 건물(premise)에 설치되면, 작업자는 RFID 태그(500)의 외부 단자(515)가 접속될 수 있는 단자를 갖는 메인터넌스용 기기를 이용하여, 복합기(M)의 장치명과 IP 어드레스를 설정한다. 설정 작업은 복합기(M)를 기동시킨 후에 행해질 수도 있다. 이 설정 작업이 완료되면, 작업자는 주제어 장치(2090)의 회로 기판에 외부 단자(515)를 접속한다.
복합기(M)가 작동하면, 주제어 장치(2090)는 프린트 매수를 나타내는 카운터의 값을 IC 칩(511)의 메모리에 저장한다. IC 칩(511)의 메모리에 저장되어 있는 데이터는 리더/라이터 또는 메인터넌스용 기기를 이용하여 판독되어 출력될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 RFID 태그(500)는 칩 모듈(510), 유지 부재(550), 및 실드 부재(560)를 포함한다.
칩 모듈(510)은 IC 칩(511) 및 2개의 단자 부재(520)를 포함한다. 각 단자 부재(520)는 금속 박막(521)을 포함하며, 그 금속 박막(521)의 양면은 대응 수지막(522)으로 피복되어 있다. 대응 단자 부재(520)의 금속 박막(521)은 IC 칩(511)의 대응 전극에 접속되어 있다.
새시 내부에서, 실드 부재(560)는 슬릿(SLT)을 덮고 있다. 이 경우, 주제어 장치(2090)에 의해 생성된 전파(노이즈)가 새시 밖으로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 외부의 전파(노이즈)가 새시 내에 침입하는 것을 방지할 수 있다.
RFID 태그(500)는 통신 거리를 저하시키는 일없이, 금속 물체에 이용될 수 있다. RFID 태그(500)는 금속판을 갖는 어떤 기기에도 이용될 수 있다.
또한, 칩 모듈(510)은 부등식 (6)이 만족하도록 수지막(522)의 두께 d와 금속 박막(521)의 면적(S)이 설정되어 있다.
이 경우, 사용 조건에 따라서, 각 금속 박막(521)의 면적의 최소치를 알 수 있다. 그렇기 때문에, 칩 모듈(510)을 필요 이상으로 크게 하는 일이 방지되고, 칩 모듈(510)은 소형화되고 비용을 줄일 수 있다.
또한, RFID 태그(500)는 금속판(P)을 안테나로서 이용한다. 그래서, RFID 태그(500)에 안테나를 도입할 필요가 없고, 소형화 및 저비용화가 가능하다.
또, RFID 태그(500)가 금속판(P)에 나사로 고정되어 있기 때문에, RFID 태그(500)를 재이용할 수 있다.
또한, RFID 태그(500)가 금속판(P)에 나사로 고정되어 있기 때문에, 금속판(P)의 표면에 오일이 점착되어 있더라도 금속판(P)에의 RFID 태그(500)의 부착을 확실하게 할 수 있다.
부가적으로, 제2 실시형태에 따른 RFID 시스템(10)이 RFID 태그(500)를 포함하기 때문에, 정확하고 안정적으로 ID 번호를 판독할 수 있어, RFID 시스템(10)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제2 실시형태에서는, 실드 부재(560)로서, 알루미늄판이 이용되는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 실드 부재(560)는 알루미늄판에 한정되지 않는다. 실드 부재(560)는 슬릿(SLT)을 통해 전파(노이즈)가 새시 외부로 누출되는 것을 방지하고 외부의 전파(노이즈)가 새시 내부에 침입하는 것을 방지할 수 있으면 충분하다.
또한, 제2 실시형태에서는 슬릿(SLT)이 직선형인 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 제2 실시형태는 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 슬릿(SLT)의 일부가 구부려질 수도 있다(도 63 참조).
또한, 제2 실시형태에서는, IC 칩(511)이 듀얼 인터페이스 IC 칩인 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, IC 칩은 이것에 한정되지 않고, 통상의 RFID용 IC 칩을 이용할 수도 있다. 이 경우에, 유지 부재(550)는 창(554)을 포함하지 않아도 되고, 실드 부재(560)는 개구(562)를 포함하지 않아도 된다.
또한, 제2 실시형태에 따른 유지 부재(550)의 형상은 설명을 위한 일례일 뿐이며, 그 형상은 이것에 한정되지 않는다(도 64 및 도 65 참조).
또한, 제2 실시형태에서는 RFID 태그(500)에 정보를 기록하는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 제2 실시형태는 이것에 한정되지 않는다. RFID 태그(500)에 정보가 기록되지 않는 경우라면, 정보가 기록되는 메모리 영역은 IC 칩(511)에 포함되지 않아도 된다. 또한, 리더/라이터(200a-200i) 대신에, ID 번호를 판독만 하는 판독 전용 장치(리더)를 이용할 수도 있다.
제2 실시형태에서는, 조립 라인이 5개의 스테이션(ST1-ST5)을 포함하는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 스테이션의 수는 이것에 한정되지 않는다.
또한, 제2 실시형태에서의 검출 정보 및 이력 정보의 내용은 설명을 위한 일례일 뿐이며, 그 내용은 이것에 한정되지 않는다. 마찬가지로, 장치번호 및 ID 번호의 자릿수도 제2 실시형태로 한정되지 않는다.
또한, 제2 실시형태에 있어서의 표시 유닛에 표시되는 내용은 일례 이며, 이것에 한정되지 않는다.
또한, 제2 실시형태에서는, RFID 시스템(10)이 조립 라인에 이용되는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, RFID 시스템(10)의 활용은 이것에 한정되지 않는다. RFID 시스템(10)은 현재 RFID 시스템이 사용되고 있는 용도에 맞게 조정될 수 있다. 이 경우에, 고비용화를 초래하는 일 없이, 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제2 실시형태에서는, 주파수대가 UHF대인 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 주파수대가 UHF대에 한정되는 것은 아니다.
<제3 실시형태>
이하, 본 발명의 제3 실시형태에 대해 도 66-도 85를 참조하여 설명한다. 도 66-도 68은 제3 실시형태에 따른 정제 시트(3010)를 도시하고 있다. 도 68은 도 66의 A-A 단면도이다.
정제 시트(3010)에는, 복수의 정제(3200)가 정제 패키지(3100)에 개별로 수용되어 있다.
이하, XYZ 3차원 직교 좌표계에 있어서, 정제 시트(3010)의 시트면에 직교하는 방향을 Z축 방향으로 설정하여 제3 실시형태에 대해 설명한다. 시트면은 실질적으로 직사각형이다. 시트면의 길이 방향을 Y축 방향으로 정의하고, 시트면의 짧은 방향을 X축 방향으로 정의한다.
정제 패키지(3100)는 도 69와 도 70에 도시하는 바와 같이, 패키지 부재(3110) 및 RFID 태그(500)를 포함한다.
패키지 부재(3110)는, 도 71과 도 72에 도시하는 바와 같이, 수지 시트(3111)와 금속 시트(3112)를 포함한다. 패키지 부재(3110)는 소위 PTP(Press Through Package)용의 패키지 부재이다.
수지 시트(3111)는 복수의 정제 수용부를 포함한다. 각 정제 수용부는 정제(3200)를 수용하기 위한 형상을 갖는다. 여기서, 수지 시트(3111)의 재료로서, 폴리염화비닐(PVC)이 이용되고 있다.
금속 시트(3112)는 수지 시트(3111)의 대응 정제 수용부 내에 정제(3200)를 밀봉하기 위한 부재이다. 여기서, 금속 시트(3112)로서, 알루미늄시트가 이용되고 있다.
이 경우, 정제(3200)가 수용되어 있는 정제 수용부를 손가락으로 누르면, 금속 시트(3112)의 정제 수용부에 대향하는 부분이 정제(3200)에 의해 찢겨서, 정제(3200)가 추출될 수 있다.
금속 시트(3112)는 예컨대 도 73에 도시하는 바와 같이, 슬릿(SLT)을 포함한다. 여기서, 슬릿(SLT)은 제1 슬릿부(S1)와, 제2 슬릿부(S2)와, 제3 슬릿부(S3)를 포함한다. 제1 슬릿부(S1)는 Y축 방향으로 연장된다. 제2 슬릿부(S2)는 X 방향으로 연장되고 제2 슬릿부(S2)는 제1 슬릿부(S1)의 +Y측의 일단부에 연결된다. 제3 슬릿부(S3)는 X축 방향으로 연장되고, 제3 슬릿부(S3)는 제1 슬릿부(S1)의 -Y측의 타단부에 연결된다.
RFID 태그(500)는 패시브형 태그이다. 예컨대 도 74에 도시하는 바와 같이, RFID 태그(500)는 IC 칩(511) 및 2개의 단자 부재(520)를 포함한다.
IC 칩(511)은 고유 식별(ID) 번호를 저장한다. 이 ID 번호는 리더/라이터를 이용하여 판독될 수 있다.
각 단자 부재(520)는, 예컨대 도 75에 도시하는 바와 같이, 금속 박막(521)과, 금속 박막(521)의 대응면을 덮는 수지막(522)을 포함한다. 여기서, 금속 박막(521)으로서, 알루미늄박이 이용되고 있다.
대응 단자 부재(520)의 금속 박막(521)은 IC 칩(511)의 대응 전극(512)에 접속되어 있다.
도 76에 도시하는 바와 같이, 한쪽의 단자 부재(520)는 금속 시트(3112)에 있어서의 제1 슬릿부(S1)의 +X측에 부착되고, 다른 쪽의 단자 부재(520)는 금속 시트(3112)에 있어서의 제1 슬릿부(S1)의 -X측에 부착된다.
대응 단자 부재(520)의 금속 박막(521)은 수지막(522)을 통해 금속 시트(3112)에 부착된다(도 77 참조). 수지막(522)은 접착제 또는 점착재(예컨대, 양면 테이프)로 금속 시트에 접착된다.
수지막(522)은 금속 시트(3112)와 금속 박막(521) 사이에 배치된 절연체로서 역할한다. 수지막(522)은 또한 금속 박막(521)을 오염과 파손으로부터 보호하는 보호막으로서 역할한다.
리더/라이터와 RFID 태그(500)가 서로 통신할 수 있는, 리더/라이터와 RFID 태그(500) 사이의 거리는 대응 단자 부재(520)에 있어서의 금속 박막(521)의 크기(면적), 및 금속 박막(521)과 금속 시트(3112) 사이에 배치된 수지막(522) 및 접착층 등의 절연체의 두께에 종속된다. 즉, 전송 가능 거리는 정전 결합 임피던스(Z)를 저하시킴으로써 확장될 수 있다. 정전 결합 임피던스(Z)는 절연체의 두께에 따라서 금속 박막(521)의 크기를 조정함으로써 저하될 수 있다.
임피던스(Z)는 다음 식 (1)로 표현될 수 있다.
Z = 1/(ω·C) … (1)
식 (1)에 있어서, ω는 각주파수이며, C는 커패시턴스이다. 각주파수 ω는 다음 식 (2)로 표현되고, 커패시턴스 C는 다음 식 (3)으로 표현된다.
ω = 2πf … (2)
C = S·ε0·εr/d … (3)
여기서, f는 통신에 이용되는 전파의 주파수이고, S는 금속 박막(521)의 면적이며, ε0는 진공의 유전률이고, εr은 절연체의 유전률이며, d는 절연체의 두께이다.
식 (1)은 다음 식 (4)와 같이 다시 작성될 수 있다.
Z = d/(2πf·S·ε0·εr) … (4)
단자 부재(520)로부터 IC 칩(511)에 공급되는 전력 W는 다음 식 (5)로 표현될 수 있다.
W = Wa-2·V·A
= Wa-2·V2/Z … (5)
식 (5)에 있어서, Wa는 통신중에 슬릿(SLT)의 X축 방향의 가장자리 사이에 유도되는 전력이며, V는 통신중에 슬릿(SLT)의 X축 방향의 가장자리 사이에 유도되는 전압이며, A는 2개의 단자 부재(520)로부터 IC 칩(511)에 공급되는 전류이다. 즉, IC 칩(511)에 공급되는 전력은 소위 안테나에서 유도된 전력으로부터 접속 부분(절연체의 부분)에서 소비되는 전력을 뺀 것이다.
원하는 통신 거리를 달성하는데 필요한 전력 W의 최소치를 Wmin이라고 하면, 금속 박막(521)의 면적(S)은 다음 식 (6)의 관계가 만족하도록 조정된다.
Wmin ≤ Wa-2·V2/Z
= Wa-4πf·S·ε0·εr·V2/d … (6)
여기서, Wmin은 사용되는 IC 칩의 종류 및 원하는 통신 거리가 결정되면, 고유하게 결정되는 값이다.
예컨대, f=950 ㎒, 절연체가 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), d=20 ㎛인 경우에는, S=100 ㎟이면 식 (6)이 만족한다.
제3 실시형태에서는, 수지막(522)으로서 두께가 20 ㎛인 PET막을 이용하여, 각 금속 박막(521)의 면적을 실질적으로 100 ㎟으로 한다. 즉, 각 금속 박막(521)의 면적은 리더/라이터와 RFID 태그(500) 사이의 거리가 3 m이더라도 제1 슬릿부(S1)를 통과해 UHF대의 주파수를 갖는 교류 전류가 흐를 수 있도록 조정된다.
각 단자 부재(520)는, 대응하는 정제 수용부를 피하기 위해 대응 정제 수용부에 대향하는 부분의 금속 시트(3112)가 제거된 형상을 갖는다. 그렇기 때문에, 정제(3200)를 패키지 부재(3110)로부터 추출하기 위해서 수지 시트(3111)의 정제 수용부를 손가락으로 누르더라도, RFID 태그(500)는 아무런 영향을 받지 않는다.
또한, 도 78에 도시하는 바와 같이, 제1 슬릿부(S1)의 길이를 L1, 제2 슬릿부(S2)의 길이를 L2, 제3 슬릿부(S3)의 길이를 L3이라고 하면, 슬릿(SLT)은 다음의 식 (7)을 만족하도록 정의된다.
L1 + L2 + L3 = λ/√εr … (7)
여기서, λ는 통신에 이용되는 전파의 파장이다.
또한, 슬릿(SLT)의 폭 Lw는 안테나로서 원하는 이득(좋은 안테나 성능)을 얻을 수 있는 주파수의 폭에 관계된다. 즉, 폭(Lw)이 좁아질수록, 원하는 이득을 얻을 수 있는 주파수 대역폭이 좁아진다. 반대로, 폭(Lw)이 넓어질수록, 주파수 대역폭이 넓어진다. 그러나, 폭(Lw)이 넓어질수록 임피던스도 커진다. 따라서, 안테나의 효율이 저하된다.
일반적으로, 슬릿(SLT)은 금형을 이용한 펀칭 가공에 의해서 형성된다. 슬릿(SLT)은 필요에 따라서 2차 가공에 의해 성형된다. 이 경우, 폭(Lw)이 너무 좁으면, 원하는 폭을 미리 정해진 정밀도로 갖는 슬릿(SLT)을 형성하는 것이 곤란하다. 그래서, 슬릿(SLT)이 레이저 가공에 의해 형성될 수도 있다. 그러나, 이 경우에 비용이 높아질 수 있다. 또한, 폭(Lw)이 너무 좁으면, 슬릿(SLT)에 금속편 등의 이물이 붙을 수 있는데, 이에 안테나 성능이 열화될 수 있다. 그래서, 전파의 주파수가 920 ㎒ 내지 930 ㎒인 경우에, 폭(Lw)은 2 ㎜ 내지 3 ㎜로 설정된다. 제3 실시형태에 있어서, 무선 통신에 이용되는 전파의 주파수는 950 ㎒이다. L1+L2+L3이 160 ㎜가 되도록 길이 L1, L2, L3이 규정된다. 폭(Lw)은 3 ㎜이다.
Y축 방향에 있어서, RFID 태그(500)는 임피던스 매칭이 달성되는 위치에 배치된다.
이 경우, 리더/라이터로부터 직선 편파 또는 원편파의 전파가 슬릿(SLT)을 향해 방사되면, 슬릿(SLT)의 주위에 전계가 발생한다. 그 전계는 금속 시트(3112)에 있어서의 슬릿(SLT)의 +X측의 부분에 그리고 금속 시트(3112)에 있어서의 슬릿(SLT)의 -X측의 부분에 전압을 발생시킨다. +X측과 -X측에 발생한 전압(교류 전압)은 상호 역전압이다. 그래서, 슬릿(SLT)을 걸치도록 RFID 태그(500)가 부착될 경우, 전류가 흘러 RFID 태그(500)의 IC 칩(511)이 기동된다.
다음에, 정제 시트(3010)의 제조 방법에 관해서, 도 79를 이용하여 간단히 설명한다.
(1) 수지 시트의 긴 롤로부터 수지 시트를 인출한다, 그런 다음, 수지 시트를 가열 장치로 가열하고 수지 시트를 연화시킨다. 그 다음에, 수지 시트 성형 장치로 정제 수용부를 형성함으로써, 수지 시트(3111)를 형성한다.
(2) 정제 패키징 장치를 이용하여, 수지 시트의 대응 정제 수용부에 정제를 삽입한다.
(3) 정제 검사 장치를 이용하여, 수지 시트의 대응 정제 수용부에 정제가 제대로 삽입되어 있는지를 확인한다.
(4) 금속 시트의 긴 롤로부터 금속 시트를 인출한다. 금속 시트 접착 장치를 이용하여, 금속 시트를 대응 수지 시트에 접착하여, 정제 수용부를 밀폐한다. 금속 시트에는, 예컨대 도 80에 도시하는 바와 같이, 미리 슬릿(SLT)이 형성되어 있다. 도 81과 도 82는 대응 수지 시트에 금속 시트가 접착된 상태를 도시하고 있다.
(5) 태그 부착 장치를 이용하여, RFID 태그(500)를 금속 시트에 부착한다. 도 83은 대응 금속 시트에 RFID 태그(500)가 부착된 상태를 도시하고 있다.
(6) 검사 장치로, RFID 태그(500)가 대응 금속 시트에 제대로 부착된 것을 확인한 후에, 정보 기록 장치를 이용하여, 대응 RFID 태그(500)에 ID 번호 등을 기록한다.
(7) 정제 시트(3010)를 개별 정제 시트(3010)로 절단한 후에, 미리 정해진 매수의 정제 시트(3010)를 종이 상자에 담는다(도 84 및 도 85 참조). 여기서, 예컨대 10장의 정제 시트(3010)를 종이 상자에 담는다.
(8) 리더/라이터를 이용하여, 종이 상자 내의 대응 정제 시트(3010)의 ID 번호를 판독한다. ID 번호는 제조일, 제조 공장, 제조 라인을 식별하는 데이터와 함께, 이력 정보로서 데이터베이스에 등록된다. 리더/라이터는 거치형 리더/라이터, 휴대형 리더/라이터, 또는 고정형 리더/라이터일 수 있다.
이렇게 제조된 정제 시트(3010)에 있어서, 복수의 정제 시트(3010)가 쌓여져 있더라도, 대응 정제 시트(3010)의 ID 번호를 개별로 판독할 수 있다. 또한, 정제 시트(3010)와 리더/라이터가 약 3 m 거리로 떨어져 있더라도, 정제 시트(3010)의 ID 번호를 판독하여 출력할 수 있다. 그래서, 예컨대 제조사, 도매상, 약국, 또는 병원에서, 정제 시트(3010)의 재고 관리를 정확히, 단시간에, 간편히 수행할 수 있다.
또한, ID 번호를 의약품 데이터베이스와 연관시킴으로써, 틀리거나 잘못된 의약품을 환자에게 투여하는 것을 막을 수 있다.
전술한 바와 같이, 제3 실시형태에 따른 정제 패키지(3100)는 패키지 부재(3110) 및 RFID 태그(500)를 포함한다.
패키지 부재(3110)의 금속 시트(3112)에는, UHF대의 전파의 파장에 대응하는 슬릿(SLT)이 형성되어 있다.
RFID 태그(500)는 IC 칩(511) 및 2개의 단자 부재(520)를 포함한다. 각 단자 부재(520)는 금속 박막(521)과, 이 금속 박막(521)의 대응면을 덮는 수지막(522)을 포함한다. 각 금속 박막(521)의 면적은, 리더/라이터와 RFID 태그(500) 사이의 거리가 3 m이더라도, 슬릿(SLT)을 통과해 UHF대의 주파수를 갖는 교류 전류가 흐를 수 있도록 조정된다. 금속 박막(521)은 IC 칩(511)의 대응 전극(512)에 접속되어 있다.
한쪽 단자 부재(520)는 제1 슬릿부(S1)의 +X측에서 금속 시트(3112)의 부분에 부착되고, 다른쪽 단자 부재(520)는 제1 슬릿부(S1)의 -X측에서 금속 시트(3112)의 다른 부분에 부착된다. 이 경우에, 통신 거리의 저하 및 대형화를 초래하는 일없이, UHF대에서의 무선 통신을 확보할 수 있다.
제3 실시형태에서는 RFID 태그(500)가 금속 시트(3112)에 부착되는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 제3 실시형태는 이것에 한정되지 않고, RFID 태그(500)는 수지 시트(3111)에 부착될 수도 있다(도 86과 도 87 참조). 이 경우에, 태그 부착 장치는 수지 시트측에 배치된다(도 88 참조). 또한, 이 경우에, 절연체의 두께 d에, 수지 시트(3111)의 두께가 포함된다. 또, 이 경우에, 금속 박막(521)과 수지 시트(3111) 사이에는 수지막(522)이 개재되지 않아도 된다.
제3 실시형태에서는, 수지 시트(3111)의 재료로서, 폴리염화비닐(PVC)이 이용되는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 수지 시트(3111)의 재료는 PVC에 한정되지 않는다.
제3 실시형태에서는, 금속 시트(3112)로서, 알루미늄 시트가 이용되는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 금속 시트(3112)는 알루미늄 시트에 한정되지 않는다.
또한, 제3 실시형태에서는, 단자 부재(520)의 금속 박막(521)으로서, 알루미늄박이 이용되는 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 금속 박막(521)은 알루미늄박에 한정되지 않는다.
또한, 제3 실시형태에 따른 슬릿(SLT)의 형상은 설명을 위한 일례일 뿐이며, 슬릿(SLT)의 형상은 이것에 한정되지 않는다.
예컨대, 슬릿(SLT)의 형상은 도 89에 도시한 형상일 수도 있다. 이 경우에, 식 (7) 대신에, 다음의 식 (8)이 이용된다.
L4 + L5 + L6 = λ/√εr … (8)
이와 달리, 예컨대, 슬릿(SLT)의 형상은 도 90에 도시한 형상일 수도 있다. 이 경우에, 식 (7) 대신에, 다음의 식 (9)가 이용된다.
L7=λ/√εr … (9)
또한, 제3 실시형태에 있어서, 패키지 부재(3110)로부터 제2 슬릿부(S2)와 제3 슬릿부(S3) 중 적어도 한쪽을 분리하기 위한 절취선(perforation)이 패키지 부재(3110)에 형성될 수도 있다(도 91과 도 92 참조). 이 경우, 제2 슬릿부(S2)와 제3 슬릿부(S3) 중 적어도 한쪽이 절취선을 따라 패키지 부재(3110)로부터 분리되면, RFID 태그(500)와 리더/라이터 사이의 무선 통신은 불가능하다. 즉, RFID 태그(500)의 통신 기능이 불필요해질 때, RFID 태그(500)의 통신 기능을 쉽게 없앨 수 있다.
또한, 제3 실시형태에 있어서, 정제가 의약품인 경우에 관해 설명하였다. 그러나, 정제는 의약품에 한정되지 않는다. 예컨대, 정제는 식품일 수도 있다.
또한, 제3 실시형태로서는, 패키지 부재(3110)가 PTP(Press Through Package)인 경우에 관해서 설명하였다. 그러나, 패키지 부재(3110)는 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 패키지 부재(3110)가 소위 블리스터 팩(blister pack)일 수도 있다. 그런데, 이 경우에, 금속 시트(3112)는 카드보드에 접착될 수 있다.
이상, RFID 태그, RFID 시스템, 및 RFID 태그를 포함한 정제 패키지에 관하여 실시형태들로 설명하였다. 그러나, 본 발명은 전술한 실시형태들에 한정되지 않고, 다양한 변형 및 개선이 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있다.
본 출원은 2011년 12월 9일에 출원한 일본 우선권 출원 2011-269506호, 2012년 8월 16일에 출원한 일본 우선권 출원 2012-180367호, 및 2012년 8월 29일 일본 우선권 출원 2012-188144호에 기초하며, 이들 우선권 출원의 전체 내용은 참조로 여기에 포함된다.
10: RFID 시스템
100: 제어 장치(관리 장치)
200a-200i: 리더/라이터(통신 장치)
500: RFID 태그
510: 칩 모듈
511: IC 칩
512: 전극
520: 단자 부재
521: 금속 박막(도전 부재)
522: 수지막
550: 유지 부재
551: 평탄부
552: 돌기
553: 관통 구멍
554: 긴 구멍(창)
560: 유전체 시트(실드 부재)
562: 개구
3010: 정제 시트
3100: 정제 패키지(RFID 태그를 포함한 정제 패키지)
3110: 패키지 부재
3111: 수지 시트
3112: 금속 시트
3200: 정제
P: 금속판
SLT: 슬릿
ST1-ST5: 스테이션

Claims (18)

  1. 슬릿(slit) 또는 그루브(groove)를 포함하는 금속 부재에 부착되도록 구성된 RFID(radio frequency indentification) 태그에 있어서,
    상기 슬릿 또는 그루브의 폭방향에 있어서, 상기 슬릿 또는 그루브의 일측에서 제1 절연체를 통해 상기 금속 부재의 표면에 부착되도록 구성된 제1 도전 부재와,
    상기 슬릿 또는 그루브의 폭방향에 있어서, 상기 슬릿 또는 그루브의 타측에서 제2 절연체를 통해 상기 금속 부재의 표면에 부착되도록 구성된 제2 도전 부재와,
    상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재를 통해 전력을 수신하도록 구성된 IC 칩
    을 포함하고,
    통신에 이용되는 전파(radio wave)의 주파수를 f로 표시하고, 상기 전파를 수신함으로써 상기 슬릿 또는 그루브의 일측과 타측 사이에 유도된 전력을 Wa로 표시하며, 상기 전파를 수신함으로써 상기 슬릿 또는 그루브의 일측과 타측 사이에 유도된 전압을 V로 표시하고, 상기 제1 도전 부재의 제1 면적을 S로 표시하며, 상기 제2 도전 부재의 제2 면적을 S로 표시하고, 상기 제1 절연체의 제1 두께를 d로 표시하며, 상기 제2 절연체의 제2 두께를 d로 표시하고, 상기 제1 절연체의 제1 유전률을 εr로 표시하며, 상기 제2 절연체의 제2 유전률을 εr로 표시하고, 진공의 유전률을 ε0로 표시하며, 상기 IC 칩이 작동하는데 필요한 전력의 최소치를 Wmin으로 표시할 때에, 부등식 Wmin≤ Wa-4πf·S·ε0·εr·V2/d가 만족하는 것인 RFID 태그.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재를 유지하도록 구성되며 상기 금속 부재에 고정되도록 구성되는 유지 부재를 더 포함하고,
    상기 유지 부재는, 상기 유지 부재를 상기 금속 부재에 고정하기 위한 대응하는 나사를 수용하도록 구성된 복수의 관통 구멍을 포함하는 것인 RFID 태그.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유지 부재는, 상기 슬릿 또는 그루브에 상기 유지 부재를 위치 결정하기 위한 돌기를 포함하는 것인 RFID 태그.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 유지 부재는 상기 슬릿 또는 그루브를 덮도록 구성되는 것인 RFID 태그.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬릿 또는 그루브를 덮는 유전체 시트를 더 포함하는 RFID 태그.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 RFID 태그와,
    무선 통신을 통해 상기 RFID 태그로부터 정보를 판독하는 것과, 무선 통신을 통해 상기 RFID에 정보를 기록하는 것 중 적어도 하나를 수행하도록 구성된 통신 장치
    를 포함하는 RFID 시스템.
  7. 슬릿을 갖는 금속판에 부착되도록 구성되고 무선 통신을 수행할 수 있도록 구성된 RFID 태그에 있어서,
    상기 슬릿의 폭방향에 있어서 상기 슬릿의 일측에서 상기 금속판의 표면에 부착되도록 구성된 제1 도전 부재와,
    상기 슬릿의 폭방향에 있어서 상기 슬릿의 타측에서 상기 금속판의 표면에 부착되도록 구성된 제2 도전 부재와,
    상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재를 통해 전력을 수신하도록 구성된 IC 칩과,
    상기 금속판의 표면에 부착되도록 구성되며, 상기 슬릿을 덮도록 구성된 실드 부재
    를 포함하는 RFID 태그.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 도전 부재, 상기 제2 도전 부재, 상기 IC 칩, 및 상기 실드 부재를 유지하도록 구성된 유지 부재를 더 포함하는 RFID 태그.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유지 부재는 탄성 부재를 통해, 상기 제1 도전 부재, 상기 제2 도전 부재, 및 상기 IC 칩을 유지하는 것인 RFID 태그.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유지 부재는 상기 유지 부재를 상기 슬릿에 위치 결정하기 위한 돌기를 포함하는 것인 RFID 태그.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 RFID 태그와,
    무선 통신을 통해 상기 RFID 태그로부터 정보를 판독하는 것과, 무선 통신을 통해 상기 RFID 태그에 정보를 기록하는 것 중 적어도 하나를 수행하도록 구성된 통신 장치와,
    RFID 태그가 부착되는 슬릿을 갖는 금속판을 포함하는 대상물과,
    상기 통신 장치에 의해 판독된 정보에 기초하여, 상기 대상물을 관리하도록 구성된 관리 장치
    를 포함하는 RFID 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 대상물은 상기 금속판을 새시(chassis)의 일부로서 포함하는 기기이며,
    상기 RFID 태그는 상기 새시의 내부에서 상기 금속판에 부착되는 것인 RFID 시스템.
  13. RFID 태그를 포함하는 패키지에 있어서,
    슬릿을 포함하는 금속 시트와 수지 시트를 포함하고, 상기 금속 시트와 상기 수지 시트 사이에 정제(tablet)를 유지하도록 구성된 패키지 부재와,
    상기 슬릿의 폭방향에 있어서 상기 슬릿의 일측에서 상기 금속 시트의 표면에 부착되도록 구성된 제1 도전 부재와,
    상기 슬릿의 폭방향에 있어서 상기 슬릿의 타측에서 상기 금속 시트의 표면에 부착되도록 구성된 제2 도전 부재
    를 포함하고,
    상기 RFID 태그는 상기 제1 도전 부재와 상기 제2 도전 부재를 통해 전력을 수신하도록 구성된 IC 칩을 포함하는 것인 RFID 태그를 포함한 패키지.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 도전 부재의 크기와 상기 제2 도전 부재의 크기는, UHF(Ultra High Frequency)대의 주파수를 갖는 교류 전류가 상기 슬릿을 통과하도록 조정되는 것인 RFID 태그를 포함한 패키지.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 패키지 부재는 상기 슬릿의 일부를 분리하기 위한 절취선(perforation)을 포함하는 것인 RFID 태그를 포함한 패키지.
  16. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 도전 부재 상에는 제1 절연막이 라미네이트되고, 상기 제2 도전 부재 상에는 제2 절연막이 라미네이트되며,
    상기 RFID 태그는 상기 금속 시트에 부착되는 것인 RFID 태그를 포함한 패키지.
  17. 제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 RFID 태그는 상기 수지 시트에 부착되는 것인 RFID 태그를 포함한 패키지.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지 시트는 대응하는 정제를 수용하도록 구성된 수용부를 포함하며,
    상기 제1 도전 부재는 상기 수용부와의 중첩을 피하도록 구성된 제1 형상을 갖고, 상기 제2 도전 부재는 상기 수용부와의 중첩을 피하도록 구성된 제2 형상을 갖는 것인 RFID 태그를 포함한 패키지.
KR1020147014537A 2011-12-09 2012-12-07 Ｒｆｉｄ 태그, ｒｆｉｄ 시스템, 및 ｒｆｉｄ 태그를 포함한 패키지 KR20140096326A (ko)

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