KR20150012304A - Rf태그 - Google Patents

Rf태그 Download PDF

Info

Publication number
KR20150012304A
KR20150012304A KR1020147035549A KR20147035549A KR20150012304A KR 20150012304 A KR20150012304 A KR 20150012304A KR 1020147035549 A KR1020147035549 A KR 1020147035549A KR 20147035549 A KR20147035549 A KR 20147035549A KR 20150012304 A KR20150012304 A KR 20150012304A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inlay
tag
auxiliary antenna
antenna
chip
Prior art date
Application number
KR1020147035549A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101623953B1 (ko
Inventor
신야 아카마츠
히로나가 시미즈
타카유키 키쿠치
Original Assignee
도요세이칸 그룹 홀딩스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2012143329A external-priority patent/JP5953978B2/ja
Priority claimed from JP2013070056A external-priority patent/JP6286848B2/ja
Application filed by 도요세이칸 그룹 홀딩스 가부시키가이샤 filed Critical 도요세이칸 그룹 홀딩스 가부시키가이샤
Publication of KR20150012304A publication Critical patent/KR20150012304A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101623953B1 publication Critical patent/KR101623953B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773Antenna details
    • G06K19/07794Antenna details the record carrier comprising a booster or auxiliary antenna in addition to the antenna connected directly to the integrated circuit
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/0701Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06KGRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/0772Physical layout of the record carrier
    • G06K19/07722Physical layout of the record carrier the record carrier being multilayered, e.g. laminated sheets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2225Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40Radiating elements coated with or embedded in protective material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • H01Q1/422Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome comprising two or more layers of dielectric material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/20Two collinear substantially straight active elements; Substantially straight single active elements
    • H01Q9/24Shunt feed arrangements to single active elements, e.g. for delta matching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/16Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

IC칩 (11)과 안테나 (12)를 갖춘 인레이 (10)와, 인레이 (10)와 절연 상태로 적층되는 면 형상의 보조 안테나 (20)와, 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)가 적층되는 기본 자재 (50)를 갖추고, 보조 안테나 (20)가, 장변이 인레이 (10)의 전파 주파수 파장의 약 1/4의 길이의 직사각형 모양을 이루는 면 형상으로 형성되는 동시에 한쪽의 장변을 인레이 (10)의 전파 주파수 파장의 약 1/8씩의 길이로 2분할하는 노치부 (21)를 가지고, 노치부 (21)가 한쪽의 장변의 에지부에 개구한 인레이 (10)의 IC칩 (11)이 배치 가능한 소정의 폭과 깊이를 가진 오목 형상으로 형성된 구성으로 되어있다.

Description

RF태그 {RF TAG}
본 발명은 예를 들면 음료 용도나 각종 액체를 충전하여 사용되는 플라스틱병, 유리병, 캔 용기나 파우치 용기와 같은 금속 용기 등의 임의의 물품에 붙어 사용되는 RF태그에 관한 것이다.
또한 본 발명은 예를 들면 알루미늄제 용기나 금속제 케이스를 갖춘 히터와 같은 금속 용기, 금속 물품에 붙어 사용되는 RF태그에 관한 것이다.
일반적으로 임의의 물품이나 대상물에 대해서 해당 물품이나 대상물에 관한 소정 정보를 읽고 쓰기 가능하게 기억한 IC칩을 내장한 소위 RF태그가 널리 사용되고 있다.
RF태그는, RFID(Radio Frequency Identification)태그, IC태그, 비접촉 태그 등이라고도 불리며, IC칩과 무선 안테나를 갖춘 전자 회로가 수지 필름 등의 기본자재에 의해서 밀봉 및 코팅된 이른바 인레이(인렛)가 태그(꼬리표)모양으로 형성되는 초소형 통신 단말기이며, 판독, 기입 장치(리더라이터)에 의해서 태그 내의 IC칩에 소정의 정보가 무선으로 판독/기록/읽고 쓰기(read only/write once/read, write) 되게 되어 있다.
그리고 이러한 RF태그에 소정의 정보를 기입하고 임의의 물품, 대상물 등에 장착함으로써 RF태그에 기록된 정보가 리더·라이터에 의해서 픽업되어 태그에 기록된 정보를 해당 물품에 관한 소정 정보로서 인식, 출력, 표시, 갱신할 수 있다.
이러한 RF태그는 IC칩의 메모리에 수백 비트~수 킬로 비트의 데이터가 기록 가능하며 물품 등에 관한 정보로서는 충분한 정보량을 기록할 수 있으며, 또한, 리드·라이트 장치 측과는 비접촉으로 통신할 수 있어서 접점의 마모나 상처, 오염 등의 걱정 없이 또한, 태그 자체는 무전원으로 할 수 있어서 대상물에 맞춘 가공이나 소형화·박형화가 가능하다.
그리고 이러한 RF태그를 사용함으로써, 태그를 장착하는 물품에 관한 다양한 정보, 예를 들면 해당 물품의 명칭이나 식별 기호, 내용물, 성분, 관리자, 사용자, 사용 상태, 사용 상황, 일시 등의 다양한 정보가 기록 가능하고, 라벨 표면에 인쇄 표시되는 문자나 바코드 등에서는 불가능했던 다양한 정보를 소형화·박형화된 태그를 물품에 장착하는 것만으로 정확하게 리드·라이트가 가능하다.
그런데 이러한 RF태그는, 예를 들면 액체 등을 충전하여 사용되는 플라스틱병이나 유리병에 장착된 경우 용기 내의 내용물(수분)의 영향을 받기 쉽고 또한 캔 용기나 파우치 용기와 같은 금속제 용기·물품에 장착된 경우에는 금속의 도전성의 영향을 받게 되어 통신 거리가 변화하거나 정확한 무선 통신을 할 수 없게 된다는 문제가 있었다. 그래서 통상 범용 되고 있는 RF태그를 그대로 음료용 용기나 금속제 물품에 장착한 태그가 오동작하거나, 리더·라이터와의 무선 통신을 할 수 없다는 문제가 발생한다.
특히 UHF대의 고주파수대를 사용하는 전파 방식의 RF태그에서는 135KHz나 13.56MHz대역을 사용하는 전자 유도 방식의 경우와 비교해서 통신 거리는 길어지는 반면 물에 의한 흡수나 금속에 의한 반사 등에 의해서 통신 특성이 크게 훼손되기 쉽다는 문제가 있었다.
또한, 예를 들면 일본에서는 전파법 개정으로 RF태그에 대해서는 지금까지 사용되던 UHF대의 950MHz대(950-958MHz:8MHz폭)에서 920MHz대(915-930MHz:15MHz폭)로 옮겨감으로써 이용 가능한 주파수 대역이 확대되게 되었다.
이러한 옮겨진 후의 920MHz대를 사용하는 RF태그에 있어서도 상기 금속의 영향은 피할 수 없어서 유효한 대책이 강구될 것을 강하게 요망하고 있다.
여기서 RF태그에서의 통신 특성을 향상시키는 수단으로서 RF태그에 갖추어지는 안테나를 면 형상의 패치 안테나에 의해서 구성하는 것이 제안되고 있다(예를 들면 특허 문헌 1, 2참조).
RF태그의 통신 특성은 안테나 크기에 의한 이득에 따라 좌우되므로, RF태그에 갖추어지는 안테나를 면 형상으로 형성하여 안테나 크기를 크게 함으로써 통신 거리를 크게 확보해서 통신 특성을 향상시킬 수 있다.
[발명의 개요]
그러나 특허 문헌 1, 2에 개시되어 있는 바와 같은 기존에 제안된 면 형상 안테나를 갖춘 RF태그는 단순히 안테나를 면 형상으로 형성하는 것뿐이며, RF태그의 통신 주파수 특성에 대한 고려가 이루어지지 않았었다.
이 때문에 안테나가 면 형상으로 형성되는 것만으로 RF태그의 통신 주파수에 따라서는 통신 특성이 향상되지 않을 우려가 있었다.
예를 들면 특허 문헌 1에 기재되어 있는 것은 신용카드 표면에 접착되는 RF태그를 대상으로 하고 있으며, 안테나를 포함한 태그에 할당되는 면적 자체가 협소하며, 면 형상 안테나 크기나 형상을 태그의 통신 주파수와의 관계에서 설계하는 것은 사실상 불가능하였다. 또한 신용 카드에 갖출 수 있는 RF태그는, 리더·라이터와의 사이에서의 통신은 거의 접촉 상태에 가까운 극히 짧은 거리이고, 태그와 리더·라이터는 일대일의 관계에서 통신이 이루어지는 것이며, 면 형상 안테나 크기나 형상을 태그의 통신 주파수와의 관계에서 설계·조정하는 것 자체가 특별하게 필요하지 않았다.
마찬가지로 특허 문헌 2에 기재되어 있는 것은 금속 면의 영향을 저감하기 위해서 안테나로서 면 형상의 패치 안테나를 채용한다는 것뿐이며, 안테나 크기와 형상이 태그의 통신 주파수와의 관계에서 고려되지는 않았다.
이 때문에, 특허 문헌 1,2에 개시되어 있는 RF태그에서는 안테나가 면 형상 패치 모양으로 형성되었다고 해도 태그의 통신 주파수에 따라서는 양호한 통신 특성을 얻지 못하고 리더·라이터와의 통신 거리도 짧은 거리밖에 확보할 수 없었다.
따라서 예를 들면 액체 등을 충전하여 사용되는 플라스틱병이나 유리병에 장착된 경우의 용기 내용물(수분)의 영향이나 금속제 물품의 도전성에 의한 영향을 유효하게 회피하는 것은 어려웠다.
또한 이와 같이 통신 거리가 짧고 리더·라이터와의 사이에서 일대일의 통신밖에 할 수 없는 특허 문헌 1,2에 기재되어있는 RF태그에서는 복수의 RF태그를 리더·라이터로 일괄적으로 인식시키는 일은 불가능하고, 예를 들면 복수 물품의 각각에 RF태그를 붙여서 일괄해서 데이터 판독 등을 하지는 못했다.
또한 특허 문헌 1,2에서 제안된 RF태그는 신용 카드나 철강 제품, 금형, 제조 기기 등의 평면 부분에 장착하는 것을 전제로 하고 있으며 예를 들면 만곡 형상의 금속제 용기나 금속제 케이스 등의 곡면 부분에 장착하는 것에 대한 고려가 이루어지지 않았었다.
일반적으로 알루미늄제의 금속 용기나 금속제의 케이스를 갖춘 히터에서는 완만한 만곡 형상을 갖추고 있으며 그 경우 RF태그를 장착하는 장착 면은 일정한 곡률을 가진 곡면이 되는 것도 적지 않다. 따라서 금속 대응용 구성을 채용하는 경우에는 그와 같은 곡면에 대해서 확실하게 장착할 수 있고 또한 부주의하게 박리 탈락 등이 발생하지 않는 장착 구조가 필요하지만 상기 특허 문헌 1,2에 개시되어 있는 RF태그는 그러한 곡면 부분에 장착하는 것에 대한 고려가 이루어지지 않았었다.
[특허 문헌 1]일본특허 공개공보 2009-081689호 공보 [특허 문헌 2]일본특허 공개공보 2010-062941호 공보
본 발명은 이러한 기존의 기술이 가진 과제를 해결하기 위해서 제안된 것으로 RF태그의 통신 주파수에 대응한 면 형상의 안테나를 형성함으로써 각 통신 주파수에 맞는 양호한 통신 특성을 얻게 되고, 수분이나 금속의 영향을 효과적으로 회피·저감할 수 있고, 복수의 RF태그에 대해서도 일괄해서 데이터의 판독이 가능해지는, 액체 등을 충전하여 사용되는 플라스틱병이나 유리병에 적합한 RF태그의 제공을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 RF태그의 통신 주파수에 대응한 면 형상의 안테나를 형성함으로써 각 통신 주파수에 맞는 양호한 통신 특성을 얻을 수 있고, 금속의 영향을 유효하게 회피·저감할 수 있는 동시에 장착 부위가 곡면인 경우에도 박리나 탈락 등을 일으키지 않고 확실하게 장착할 수 있는, 특히 알루미늄제의 금속 용기나 금속제의 케이스를 갖춘 히터 등의 표면의 곡면 부분에 장착하기에 알맞은 RF태그의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 RF태그는 IC칩과 안테나를 갖춘 인레이와, 인레이와 절연 상태로 적층되는 면 형상의 보조 안테나와, 인레이 및 보조 안테나가 적층되는 기본 자재를 갖추고, 보조 안테나가, 장변(직사각형의 긴 쪽 변)이 인레이의 전파 주파수 파장의 약 1/4의 길이의 직사각형 모양을 이루는 면 형상으로 형성되는 동시에 한쪽의 장변을 인레이의 전파 주파수의 파장의 약 1/8씩의 길이로 2분할하는 노치(notch)부를 가지고, 노치부가 한쪽 장변의 에지(edge)부에 개구한, 인레이의 IC칩이 배치 가능한 소정의 폭과 깊이를 가진 오목 형상으로 형성된 구성으로 되어있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 RF태그는 IC칩과 안테나를 갖춘 인레이와, 인레이와 절연 상태로 적층되는 면 형상의 보조 안테나와, 적층된 인레이 및 보조 안테나가 탑재되는 기본 자재를 갖추고, 보조 안테나가 마주하는 한 쌍의 단변(직사각형의 짧은 쪽 변) 및 이 한 쌍의 단변과 인접하는 하나의 장변이 인레이의 전파 주파수의 파장의 약 1/2길이의 직사각형 모양으로 형성되는 동시에, 한쪽의 장변의 중앙부에 해당 장변의 에지부에 개구하는, 인레이의 IC칩이 배치 가능한 소정의 폭과 깊이를 가진 오목 형상으로 형성된 중앙 노치부와, 한쪽 또는 다른 쪽의 장변에 중앙 노치부를 사이에 양쪽에서 해당 장변의 에지부에 개구하는 한 쌍의 좌우 노치부를 갖춘 구성으로 되어있다.
본 발명에 따르면 RF태그의 통신 주파수에 대응한 면 형상의 안테나를 형성함으로써 각 통신 주파수에 따른 양호한 통신 특성을 얻을 수 있다.
이로써 수분과 금속의 영향을 효과적으로 회피·저감할 수 있고, 복수의 RF태그에 대해서도 일괄해서 데이터 판독이 가능해져서 복수의 용기가 일괄적으로 상자 포장되어 운반되는 액체 등을 충전하여 사용되는 플라스틱병이나 유리병, 특히 위스키나 와인, 정종 같은 고급 술병 등에 부착되는 라벨용 태그로 적합한 RF태그를 실현할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 RF태그의 통신 주파수에 대응한 면 형상 안테나를 형성함으로써, 각 통신 주파수에 따른 양호한 통신 특성을 얻을 수 있고, 금속의 영향을 유효하게 회피·저감할 수 있는 동시에 장착부위가 곡면인 경우에도 박리나 탈락 등을 일으키는 일 없이 확실하게 장착할 수 있게 된다.
이에 따라 특히 알루미늄제의 금속 용기나 금속제의 케이스를 갖춘 히터 등의 표면의 곡면 부분에 장착하기에 알맞은 RF태그를 실현할 수 있다.
본 발명은 음료용 용기나 캔 용기, 금속 용기 등 임의의 물품이나 대상물에 장착되어 사용되는, 예를 들면 음료 용도나 각종 액체를 충전하여 사용되는 플라스틱병, 유리병, 캔 용기, 파우치 용기 표면에 부착하는 라벨의 이면에 적층 배치되어 사용되는 RF태그로서 적합하게 이용할 수 있다.
또한 본 발명은 예를 들면 알루미늄제의 금속 용기나 히터 등의 금속제 케이스 등 임의의 물품이나 대상물에 장착되어 사용되는, 특히 소정의 곡률을 가진 곡면을 갖춘 금속제 물품·대상물에 장착되는 금속 대응형의 RF태그로서 적합하게 이용할 수 있다.
상기에 본 발명의 실시 형태 및/또는 실시 예를 몇 가지 상세하게 설명하였으나, 당업자는 본 발명의 신규 교시 및 효과로부터 실질적으로 떨어지지 않고, 이들 예시인 실시 형태 및/또는 실시 예에 많은 변경을 가하는 것이 용이하다. 따라서 이들의 많은 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 출원의 파리조약에 근거한 우선권출원인 일본 명세서의 내용을 모두 여기에 원용한다.
도 1은 본 발명의 제1실시 형태에 관한 RF태그를 나타내는, 태그의 기본 자재로서 용기에 부착되는 라벨을 사용한 RF태그의 평면도이며, (a)는 라벨 이면(첨부면)측에서 본 상태, (b)는 라벨 표면 쪽에서 본 상태를 나타내고 있다.
도 2는 도 1에 나타내는 RF태그의 인레이와 보조 안테나 및 기본 자재를 분해한 상태의 사시도이며, 도 1(a)에 대응하여 라벨 이면(부착면)측에서 본 상태를 나타내고 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시 형태에 관한 RF태그의 인레이와 보조 안테나를 나타내는 평면도이고, (a)는 보조 안테나를 인레이에 적층한 상태를 나타내고, (b)는 보조 안테나의 장변의 치수 관계를 나타내고 있다.
도 4는 본 발명의 제1실시 형태에 관한 다른 보조 안테나를 그물코 모양으로 형성한 RF태그를 나타내는, 인레이와 보조 안테나 및 기본 자재를 분해한 상태의 사시도이며, 도 1(a)에 대응하여 라벨 이면(부착면)측에서 본 상태를 나타내고 있다.
도 5는 본 발명의 제1실시 형태에 관한 RF태그를 구성하는 라벨을 표면(병 배면)에 부착한 용기의 외관도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시 형태에 관한 RF태그의 통신 거리 및 통신 범위를 나타내는 설명도이고, (a)는 본 발명에 관한 RF태그, (b)는 기존 RF태그의 경우이다.
도 7은 본 발명의 제1실시 형태에 관한 RF태그를 구성하는 라벨이 부착된 용기가 여러 개(6개) 동시에 포장·상자 포장된 상태의 외관도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시 형태에 관한 RF태그를 나타내는 외관 사시도이고, (a)는 RF태그의 완성 상태, (b)는 RF태그를 구성하는 표층, 인레이, 보조 안테나, 기본 자재를 분해한 상태를 나타내고 있다.
도 9는 본 발명의 제2실시 형태에 관한 RF태그의 보조 안테나를 나타내는 평면도이고, (a)는 인레이를 보조 안테나에 적층 한 상태를 보이고, (b) 및 (c)는 보조 안테나의 장변 및 단변의 치수 관계를 나타내고 있다.
도 10은 본 발명의 제2실시 형태에 관한 RF태그를 대상물의 표면(곡면)에 부착한 상태의 외관도이다.
도 11은 본 발명의 제2실시 형태에 관한 RF태그의 통신 특성(통신 가능 범위와 주파수의 관계)을 나타내는 곡선 그래프이다.
이하, 본 발명에 관한 RF태그의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
[제1실시 형태]
먼저 본 발명에 관한 RF태그의 제1실시 형태에 대해서 도 1~7를 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시 형태에 관한 RF태그 (1)을 나타내는, 태그의 기본 자재 (50)로서 용기에 부착되는 라벨을 사용한 형태의 평면도이고, (a)는 라벨 이면(부착면)측에서 본 상태, (b)는 라벨 표면 쪽에서 본 상태를 나타내고 있다.
또한 도 2는 도 1에 나타내는 RF태그 (1)의 인레이 (10)와 보조 안테나 (20)및 기본 자재 (50)를 분해한 상태의 사시도이며, 도 1(a)에 대응하여 라벨 이면(부착면)측에서 본 상태를 나타내고 있다.
이들의 도에 도시하는 바와 같이 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)는 무선 통신을 하는 RF태그를 구성하는 인레이 (10)에 면 형상의 보조 안테나 (20)가 적층 배치되고, 그 인레이 (10), 보조 안테나 (20)가 기본 자재 (50)의 표면에 적층되어서 RF태그 (1)을 구성하도록 되어 있다.
구체적으로는 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)는 도 2와 같이 IC칩 (11)과 안테나 (12)를 갖춘 인레이 (10)와, 인레이 (10)와 절연 상태로 적층되는 면 형상의 보조 안테나 (20)와, 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)가 적층되는 기본 자재 (50)를 갖춘 구성으로 되어 있다.
그리고 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)에서는 보조 안테나 (20)가 인레이 (10)의 통신 주파수에 대응해서 소정의 형상·크기로 형성되게 되어 있으며, 그 보조 안테나 (20)가 기본 자재 (50) 위에서 인레이 (10)에 대해서 소정 위치에 적층 배치되도록 되어 있다.
이하, 각 부분을 상세히 설명한다.
[인레이]
인레이 (10)는 도시하지 않은 리더·라이터(판독·기입 장치)의 사이에서 무선에 의한 소정의 정보의 판독이나 쓰기, 읽고 쓰기가 행해지는 RF태그를 구성하고 있으며, 예를 들면 판독 전용형 (read only), 재기록 불능 기록 장치형(write once), 리드 라이트형 (read write) 등의 종류가 있다.
구체적으로는 인레이 (10)는 IC칩 (11)과 IC칩 (11)에 전기적으로 도전·접속된 안테나 (12)를 가지고, 이들 IC칩 (11)및 안테나 (12)가 기본자재가 되는 예를 들면 PET수지 등으로 형성된 1장의 밀봉 필름 (13)위에 탑재, 형성된 후, 다시 1장의 밀봉 필름 (13)이 겹쳐져서, 2장의 밀봉 필름 (13)에 의해서 협지(挾持)된 상태로 밀봉·보호되고 있다.
본 실시 형태에서는 IC칩 (11)과 IC칩 (11)의 양쪽으로 뻗은 안테나 (12)를 직사각형 모양의 밀봉 필름 (13)으로 협지, 밀봉된 직사각형 모양의 인레이 (10)를 사용하고 있다.
IC칩 (11)은 메모리 등의 반도체 칩으로 구성되며, 예를 들면 수백 비트~수 킬로 비트의 데이터가 기록 가능하다.
IC칩 (11)에는 칩 주위를 감싸듯 루프 모양의 회로 도체가 접속되어 루프부 (11a)가 형성되어 있으며, 이 루프부 (11a)를 경유하여 IC칩 (11)의 양옆에 안테나 (12)가 접속되어있다.
그리고 이 안테나 (12) 및 후술하는 보조 안테나 (20)를 통해서 도시하지 않은 리더·라이터와의 사이에서 무선 통신에 의한 읽고 쓰기(데이터 검색 등록, 삭제·갱신 등)이 이루어지고, IC칩 (11)에 기록된 데이터가 인식되어 있다.
IC칩 (11)에 기록되는 데이터로서는 예를 들면 상품의 식별 코드, 명칭, 중량, 내용량, 제조, 판매자 이름, 제조 장소, 제조 연월일, 유통 기한 등 임의의 데이터가 기록 가능하며, 또한 개서도 가능하다.
안테나 (12)는 기본자재가 되는 1장의 밀봉 필름 (13)의 표면에, 예를 들면 도전성 잉크나 도전성을 가진 알루미늄 증착 필름 등의 금속 박막을 부식 가공 등에 의해서 소정의 형상·크기(길이, 면적)로 성형하여 형성된다.
밀봉 필름 (13)은 예를 들면 폴리 에틸렌, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리 프로필렌, 폴리이미드 등의 휘어지는 성질을 가진 필름 재료로 이루어지고, 밀봉하는 IC칩 (11), 안테나 (12)가 외부에서 눈으로 볼 수 있는 투명한 PET수지 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한 밀봉 필름 (13)의 한쪽 면 측의 필름 표면에는 기본 자재나 물품에 부착할 수 있도록 점착층·접착층을 갖출 수 있다.
인레이 (10)에서 사용되는 통신 주파수대로서는 본 실시 형태의 RF태그 (1)에서는 이른바 UHF대에 속하는 860M~960MHz대를 대상으로 하고 있다.
일반적으로 RF태그에서 사용되는 주파수대로서는 예를 들면 135kHz이하의 대역 13.56MHz대, UHF대에 속하는 860M~960MHz대, 2.45GHz대 등의 여러 종류의 주파수대가 있다. 그리고 사용되는 주파수대에 따라서 무선 통신이 가능한 통신 거리가 다른 동시에, 주파수대에 따라 최적의 안테나 길이 등의 배선 패턴이 달라진다.
본 실시 형태에서는 인레이 (10)가 소형화할 수 있고, 또한 후술하는 보조 안테나 (20)를 소정의 사이즈로 형성하는 관계상, 파장이 짧고 안테나가 소형화할 수 있는 UHF대를 대상으로 하도록 되어있고, 예를 들면 953MHz대나 920MHz대를 대상으로 하며, 이들의 주파수대에서 양호한 통신 특성을 얻을 수 있도록 하는 것이다.
단, 인레이 (10)나 보조 안테나 (20)의 크기의 제약이 없으면 본 발명에 관한 기술 사상 자체는 UHF대 이외의 주파수 대역에 대해서도 적용 가능하다 함은 물론이다.
[보조 안테나]
보조 안테나 (20)는 상기 인레이 (10)의 통신 특성을 향상·조정하기 위한 엑스트라 안테나로서 기능하는 것이며, 도 2 및 도 3에서 도시하는 바와 같이 인레이 (10)의 한쪽 면 측에 적층 배치되는 면 형상의 도전성 부재로 이루어지고, 밀봉 필름 (13)에 의해서 수지 밀봉된 인레이 (10)와는 절연 상태이다.
즉, 인레이 (10)는 밀봉 필름 (13)에 의해서 전체가 수지 밀봉되어 있으며, 도전성 부재로 구성된 보조 안테나 (20)와는 물리적으로 절연 상태이다. 그리고 이러한 보조 안테나 (20)가 인레이 (10)에 직접 적층됨으로써 보조 안테나 (20)와 인레이 (10)의 IC칩 (11)은 밀봉 필름 (13)을 통해서 마주하여 배치되고, 이른바 콘덴서 커플링에 의해서 전기적 접속이 이루어지게 된다.
이에 따라 인레이 (10)에는 보조 안테나 (20)가 세로 방향(높이 방향)으로 적층됨으로써 인레이 (10)의 안테나 (12)와 보조 안테나 (20)에 의해서 2차원 안테나가 구성되고, 보조 안테나 (20)가 통신 전파의 부스터로서 작동하게 되고, 인레이 (10)의 통신 특성의 조정·향상이 도모된다.
보조 안테나 (20)는 예를 들면 PET수지 등의 기본자재가 되는 필름 표면에 전도성 잉크나 전도성을 가진 알루미늄 증착 필름 등의 금속 박막을 부식 가공(에칭 가공) 등에 의해서 소정의 형상·크기(길이, 면적)로 성형함으로써 형성할 수 있다.
도 3에 본 실시 형태에 관한 보조 안테나의 평면도를 나타내고 있고, 이 도(a)는 보조 안테나를 인레이에 적층 한 상태를, 또한 이 도(b)는 보조 안테나의 장변의 치수 관계를 도시하고 있다.
이 도면에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는 보조 안테나 (20)는 단변이 인레이 (10)의 단변보다 길고, 장변이 인레이 (10)의 장변보다 약간 짧은 장방형·면 형상으로 형성되도록 되어있다.
그리고 특히 장방형의 장변이 인레이 (10)의 전파 주파수 파장의 약 1/4의 길이가 되게 형성된다.
또한, 직사각형 장변의 한쪽 장변에는 해당 장변을 인레이 (10)의 전파 주파수 파장의 약 1/8씩의 길이로 2분할하는 노치부 (21)가 형성되도록 되어있다.
노치부 (21)는 보조 안테나 (20)의 한쪽 장변의 에지부에 개구한, 인레이 (10)의 IC칩 (11)이 배치 가능한 소정의 폭과 깊이를 가진 오목 형상으로 형성되어 있다.
먼저 패치 안테나의 원리에 따라 보조 안테나 (20)의 장변 길이는 통신 전파의 파장의 1/2, 1/4, 1/8로 함으로써 조화를 취할 수 있다. 한편 보조 안테나 (20)의 길이에 따라 RF태그 (1)의 전체 크기가 규정되고, 예를 들면 1/2파장으로 한 경우에 치수가 너무 길어지는(너무 큰) 것은 소형화가 요청되는 RF태그의 성질상 좋지 않다.
그래서 본 실시 형태에서는 보조 안테나 (20)의 장변의 길이를 인레이 (10)의 전파 주파수 파장의 약 1/4의 길이로 되어있다.
또한, 면 형상의 보조 안테나 (20)가 인레이 (10)에 적층되는 경우에, 인레이 (10)의 IC칩 (11)에 보조 안테나 (20)가 겹쳐서 위치하면 보조 안테나 (20)를 형성하는 도전성 부재에 의해서 IC칩 (11)의 통신 특성이 손상된다.
즉, 인레이 (10)의 IC칩 (11)근방에는 루프 회로가 형성되어 있으며(루프부 (11a)), 이 루프부 (11a)는 임피던스의 조화를 도모하는 목적이 있고, 또한 자계 성분에서의 통신을 하기 위해서 설치되어 있으며, 이 자계 성분을 보조 안테나 (20)의 도체에 의해서 저해하지 않도록 해야 한다.
그래서 보조 안테나 (20)를 인레이 (10)에 겹쳐서 적층 하는 데 있어서, IC칩 (11)이 위치하는 부분에는 보조 안테나 (20)의 도전성 부재가 존재하지 않도록 노치부 (21)를 형성하도록 하고 있다.
또한, 이 노치부 (21)를 형성하는 데 있어서 보조 안테나 (20)의 장변의 길이인 인레이 (10)의 전파 주파수 파장의 약 1/4의 길이가 해당 주파수 파장의 약 1/8의 길이가 되도록 노치부 (21)를 해당 장변을 인레이 (10)의 전파 주파수의 파장의 약 1/8씩의 길이로 2분할하는 위치에 형성하도록 한다.
또한, 노치부 (21)의 크기(폭 및 깊이)는 적어도 인레이 (10)의 IC칩 (11)에 겹쳐서 보조 안테나 (20)가 존재하지 않는 크기이면 되고, 또한 이 노치부 (21)의 폭과 깊이를 적절히 조정함으로써 IC칩 (11)의 전파 주파수나 후술하는 케이스 (50)의 재질, RF태그 (1)를 장착하는 물품으로부터의 영향 등에 따라 임피던스 정합을 도모할 수 있게 된다.
따라서 노치부 (21)는 최소한 IC칩 (11)이 배치 가능한 크기이며, 그 폭과 깊이는 보조 안테나 (20)크기의 범위 내에서 적절히 조정·변경할 수 있는 것이면 된다.
보다 구체적으로는 예를 들면 인레이 (10)의 통신 주파수가 953MHz인 경우에는 λ ≒ 314.8mm, λ/4≒ 78.7mm, λ/8≒ 39.4mm이다.
따라서 보조 안테나 (20)는 장변의 길이가 78.7mm전후가 되게 형성하고 이에 따라 노치부 (21)가 형성되는 한쪽의 장변은 각각 39.4mm 전후의 길이로 2분할된다.
또한, 예를 들면 인레이 (10)의 통신 주파수가 920MHz인 경우에는 λ ≒ 326.0mm, λ/4≒ 81.5mm, λ/8≒ 40.8mm이다.
따라서 보조 안테나 (20)는 장변의 길이가 81.5mm전후가 되게 형성하고 이에 따라 노치부 (21)가 형성되는 한쪽의 장변은 각각 40.8mm 전후의 길이로 2분할된다.
또한 통상 인레이는 안테나+기본자재가 되는 PET층의 2층(UHF태그)또는 다시 PET층 아래에 임피이던스 조정 안테나로서 3층으로 구성되어 있다.
그러므로 본 실시 형태에 관한 인레이 (10)에서도 도체인 보조 안테나 (20)와 인레이 (10)의 안테나 (12)에 낀, PET층과의 구조가 파장 단축 효과를 내고, 이 PET층을 이용하는 것으로 외관상의 파장이 단축된다. PET의 비유전율은 대략 "4"이다.
그러므로 본 실시 형태의 보조 안테나 (20)의 장변의 길이도 대략의 값이며, 약 λ/4, 약 λ/8의 값이 되면 충분하고, RF태그 (1)의 케이스 (50)의 재질, 태그의 사용 환경, 사용 형태 등에 의한 통신 특성의 변화에 따라 길이가 가감되는 일은 있다.
또한 보조 안테나 (20)에 형성되는 노치부 (21)는 사용하는 인레이 (10)의 치수를 기준으로 설정되게 되어있고, 인레이 (10)의 IC칩 (11)부분에 보조 안테나 (20)의 도전성 부재가 겹치지 않는 폭과 깊이로 형성된다.
구체적으로는 먼저 노치부 (21)의 폭에 대해서는 인레이 (10)의 IC칩 (11)의 루프부 (11a)의 폭을 기준으로 하고 있고, 보조 안테나 (20)의 도체가 IC칩 (11) 및 루프부 (11a)에 ?치지 않고 또는 IC칩 (11)에는 겹치지 않고 루프부 (11a) 주변의 일부에 겹치는 크기로 형성된다. 예를 들면 루프부 (11a)의 폭의 사이즈가 15~18mm정도인 경우에는 노치부 (21)의 폭은 약 10~20mm의 범위의 길이로 한다.
또한 노치부 (21)의 깊이에 대해서는 인레이 (10)의 폭(짧은 방향의 길이)과 루프부 (11a)의 상부 위치를 기준으로 하여 설정하고, 최소한 IC칩 (11)에 안테나 도체가 겹치지 않도록 한다. 예를 들면 인레이 (10)의 폭이 10~30mm정도인 경우 노치부 (21)의 깊이는 약 5~20mm의 범위의 길이로 한다.
또한 인레이 (10)에 대해서 데이터의 리드·라이트가 행해진 때 보조 안테나 (20)에 흐르는 전류는 면 형상의 보조 안테나 (20)의 주변 부분에만 흐른다(표피 효과).
그래서 보조 안테나 (20)는 상기 노치부 (21)를 가진 오목 형상의 주변 외형을 가지고 있으면, 면 형상 부분을 예를 들면 메쉬(그물코)형상, 격자 모양 등으로 형성할 수 있다.
도 4는 보조 안테나 (20)를 메쉬(그물코)모양으로 형성한 형태를 도시하는 분해 사시도이다.
이 도에 나타내는 바와 같이 보조 안테나 (20)를 메쉬 형상으로 형성함으로써 표피 효과에 의해서 안테나로서의 기능은 손상되지 않고, 또한 보조 안테나 (20) 전체의 도체 부분의 면적을 줄일 수 있고, 보조 안테나 (20)를 형성하는 도전성 잉크 등의 도체 재료를 절감하고, RF태그 (1)의 거듭되는 저비용화를 도모할 수 있게 된다.
[기본 자재]
기본 자재 (50)는 상기 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)가 적층 되는 대지(台紙), 기본 자재인 시트 형상, 필름 형상의 부재이다.
본 실시 형태에서는 도 1과 도 5와 같이 기본 자재 (50)가 병 (100)등의 음료 병, 음료 용기 등의 표면에 부착되는 라벨 시트로 구성되고, 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)가 라벨 시트의 음료 병 첨부 면 측에 적층되게 되어 있다.
도 5는 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)를 구성하는 라벨을 표면(병의 배면)에 부착한 병 (100)의 외관도이다.
도 1과 도 5와 같이 기본 자재 (50)는 적층 배치되는 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)를 완전히 뒤덮을 수 있도록, 적층된 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)의 외형보다 한층 더 큰 직사각형 모양으로 형성된 시트 모양으로 형성되어있다.
그리고 이 기본 자재 (50)의 일면 측, 구체적으로는 기본 자재 (50)를 구성하는 라벨 시트의 병 (100)의 표면과 마주하는 면(병 접착면, 라벨 이면) 측에, 인레이 (10)와 보조 안테나 (20)가 적층 배치되도록 되어 있다.
한편 기본 자재 (50)의 다른 한쪽 면(라벨 표면)측에는 병 (100)에 충전되는 내용물에 관한 소정의 정보(내용물 이름, 종류, 산지, 성분, 국명, 가격, 바코드 등)이 인쇄 등에 의해서 표시되도록 되어 있다(도 1(b)참조).
여기서, 기본 자재 (50)는 예를 들면 종이나 합성지, 폴리 에틸렌, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리 프로필렌, 폴리이미드 등의 수지로 구성된 휘어지는 성질을 가진 시트재, 필름 재료에 의해서 형성할 수 있다.
그리고 이러한 기본 자재 (50)는 인레이 (10)와 보조 안테나 (20)가 설치된 라벨 이면 측을 병 (100)의 표면에 접착제 등을 통해서 첨부되어 쉽게 박리 되지 않도록 병 (100)의 표면에 배치·고착된다.
이에 따라 기본 자재 (50)의 라벨 이면에 설치된 인레이 (10)나 보조 안테나 (20)는 기본 자재 (50)에 의해서 전체가 덮여서 외부 충격이나 환경 변화 등으로부터 보호되어, RF태그로서 기능할 수 있게 된다.
또한 인레이 (10)와 보조 안테나 (20)는 기본 자재 (50)에 의해서 숨겨진 상태가 되므로 병 (100)의 표면에 노출되지 않으며, 외부로부터는 인레이 (10)와 보조 안테나 (20)가 배치되어 라벨이 RF태그 (1)을 구성하고 있는 것은 모르게 된다.
따라서 RF태그 (1)의 존재가 알수 없게 되어 RF태그 (1)에 대한 박리 파괴 등이 이루어지는 것도 유효하게 방지할 수 있게 된다.
[통신 특성]
이러한 구성으로 된 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)의 통신 특성에 대해서 도 6, 도 7을 참조하면서 아래와 같이 설명한다.
도 6은 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)의 통신 거리 및 통신 범위를 나타내는 설명도이고, (a)는 본 발명에 관한 RF태그, (b)는 기존 RF태그의 경우이다.
이 도에서 사선(해치)으로 표시하는 범위는 용기 표면에 부착한 RF태그에 기록된 데이터를 리더·라이터에서 읽은 경우의 판독 가능한 거리와 범위(각도)를 나타내고, 리더·라이터가 라벨(RF태그)의 정면에 마주하는 위치를 0°로 하고, 리더·라이터와 라벨(RF태그)의 대향 위치를 360°회전 방향으로 회전시킨 경우의 판독 가능한 거리와 범위(각도)를 모식적으로 나타낸 것이다.
또한 여기서는 RF태그 (1)는 통신 주파수 920MHz, 출력 27dBm의 리더·라이터를 사용한 경우를 나타내고 있다.
도 6(a)의 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)의 경우에는 라벨(RF태그 (1))의 정면을 0°로 하여 360°회전 방향의 전체 방향에서, 리더·라이터에 의해서 데이터 판독이 가능한 것임을 알 수 있다.
또한 리더·라이터에서 데이터 판독이 가능한 통신 거리도 라벨(RF태그 (1))정면 쪽 전방 315°~45°의 범위에서는 100cm이상의 통신 거리가 있고, 라벨(RF태그 (1)) 바로 옆 쪽 90°, 270°에서 바로 뒤 방향 180°의 위치에서도 50cm이상의 통신 거리가 있음을 알 수 있다.
또한 통신 거리가 가장 짧아지는 라벨(RF태그 (1))의 비스듬한 후방 135°의 위치에서도 10cm안팎의 통신 거리가 있고, 용기의 360° 전체 둘레 방향에서, 리더·라이터에 의한 판독이 가능한 것을 알 수 있다.
한편, 도 6(b)에 나타낸 기존 RF태그는, 본 실시 형태에 관한 보조 안테나 (20)를 갖추지 않은 것으로, 이 경우에는 라벨(RF태그 (1))의 정면 앞쪽의 0°~45°의 범위에서 리더·라이터에 의한 데이터 판독이 가능하지만, 그 범위를 제외한 45°~315°의 범위에서는 데이터의 판독이 이루어지지 않음을 알 수 있다.
또한 통신 거리도 리더·라이터에 의한 데이터 판독 가능한 라벨(RF태그 (1))의 정면 앞쪽 0°~45°의 범위에서 10cm안팎의 통신 거리가 얻어질 뿐이며, 기타 범위에서는 전혀 데이터의 판독이 이루어지지 않음을 알 수 있다.
다음에, 상기한 바와 같은 본 실시 형태의 RF태그 (1)와 기존의 RF태그를 비교하기 위해서 RF태그를 부착한 병 (100)을 6개 포장 상자에 포장·수납시킨 상태에서 리더·라이터에 의한 판독을 했다.
또한 도 7은 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)(또는 기존 RF태그)를 구성하는 라벨이 부착된 병 (100)을 여러 개(6개) 동시에 상자에 채워, 포장된 상태의 외관도이다.
이 도와 같은 병 (100)의 상자에 채운 상태에 대해서 리더·라이터에 의한 판독을 한 결과, 도 6(a)으로 나타낸 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)을 각각 첩부한 상자에 채운 병에서는 리더·라이터에 의한 판독률은 통신 거리 50cm의 범위에서 판독률 99.3%로 상자 내에서의 병 (100)의 방향을 바꾸어 여러 차례 실시한바, 판독률은 100%로 나타났다.
이로써 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)에서는 병 (100)을 여러 개(6개) 상자로 포장한 상태에서도 각각의 RF태그 (1)의 데이터가 리더·라이터에 의해서 판독되어 RF태그로서 유효하게 기능하는 것을 알 수 있다.
한편, 도 6(b)로 나타낸 기존 RF태그를 부착한 상자 포장 병에서는 리더·라이터에 의한 판독률은 35%가 상한이고, 또한 통신 거리도 3cm정도의 범위에서만 판독이 가능했다.
이로써 기존 RF태그에서는 병 (100)을 여러 개(6개)상자에 포장한 상태에서는, RF태그로서는 기능하지 못한다는 것을 알 수 있다.
따라서 예를 들면 복수·대량·여러 종류의 용기를 관리하여 출하 처리 등을 할 경우에도 본 실시 형태의 RF태그 (1)를 사용함으로써 제품 관리 실수를 크게 저감할 수 있고, 출고시의 제품 관리가 매우 용이해져서, 근로 시간 단축이나, 상품(브랜드)의 가치 향상 등을 도모할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1실시 형태의 RF태그 (1)에 의하면 인레이 (10)에 절연 상태로 적층 배치되는 보조 안테나 (20)가 직사각형의 면 형상으로 형성되는 동시에, 그 면 형상의 보조 안테나 (20)의 외형·크기를 인레이 (10)의 통신 주파수 대역에 대응시켜서 소정의 크기로 설정되어 있다. 즉, 보조 안테나 (20)를 구성하는 직사각형 면의 장변의 길이를 인레이 (10)의 전파 주파수 파장의 약 1/4의 길이가 되도록 설정하고, 또한 그 직사각형 장변의 한쪽 장변에는 해당 장변을 인레이 (10)의 전파 주파수의 파장의 약 1/8씩의 길이로 2분할하는 노치부 (21)를 형성하고, 그 노치부 (21)는 인레이 (10)의 IC칩 (11)이 배치 가능하도록 소정의 폭과 깊이를 가진 오목 형상으로 형성되어 있다.
이와 같이 보조 안테나 (20)를 설계함으로써 보조 안테나 (20)를 적층 하는 인레이 (10)의 통신 주파수에 대응시켜서 인레이 (10)의 통신 특성을 조절할 수 있고, 인레이 (10)의 통신 특성을 주파수 대역에 맞춰서 최적의 상태로 설정·조정할 수 있다.
따라서 예를 들면 인레이 (10)의 종류나 통신 특성에 따라 보조 안테나 (20)의 외형·면적을 설정함으로써 그 인레이 (10)에 최적의 통신 특성을 얻을 수 있게 되고, 리더·라이터와의 사이의 통신 거리를 길게 할 수 있다. 또한 보조 안테나 (20)를 교환하는 것만으로 다른 통신 주파수에 대응시킬 수 있게 되고 RF태그의 범용성이나 확장성을 향상시킬 수 있게 된다.
이에 따라 RF태그 (1)에 사용하는 인레이 (10)를 변경하더라도 각 통신 주파수에 따른 양호한 통신 특성을 얻게 되고, 충분한 통신 거리를 확보할 수 있고, 수분과 금속의 영향을 유효하게 회피·저감할 수 있다. 또한 긴 통신 거리가 확보할 수 있어서 복수의 물품에 각각 RF태그 (1)를 첨부한 경우에도 복수의 RF태그 (1)에 대해서 일괄해서 데이터의 판독이 가능하다.
따라서 예를 들면 복수의 용기가 일괄적으로 상자 포장되는 경우에도 개개의 용기에 첨부된 RF태그 (1)을 각각 판독이 가능하며, 내용물 용기의 출하와 수출입에서의 상품 관리 등에 적합한 RF태그를 실현할 수 있다.
또한 인레이 (10)의 통신 주파수에 따라 보조 안테나 (20)를 설정함으로써, 예를 들면 현재 일본과 다른 주파수를 사용하고 있는 미국 등 해외에서도 각 지역에 적합한 RF태그 (1)를 보조 안테나 (20)를 설정·변경함으로써 대응할 수 있게 된다.
따라서 인레이 (10)를 구성하는 IC칩 (11)이나 안테나 (12)가 다름으로써 통신 주파수가 다른 경우나 동일한 IC칩 (11)및 안테나 (12)구성으로 된 인레이 (10)가, 예를 들면 사용 가능한 통신 주파수 대역이 다른 나라나 지역에서 사용되는 경우에도 보조 안테나 (20)를 변경·조정함으로써 대응할 수 있게 되고 RF태그로서의 범용성, 확장성을 현격하게 향상시킬 수 있다.
[ 제2실시 형태]
다음에 본 발명에 관한 RF태그의 제2실시 형태에 대해서 도 8~11을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 제2실시 형태에 관한 RF태그를 나타내는 외형도이고, (a)는 RF태그의 완성 상태의 사시도, (b)는 RF태그를 구성하는 표층, 인레이, 보조 안테나, 기본 자재를 분해한 상태의 사시도를 나타내고 있다.
이 도와 같이 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)는 제1실시 형태에 관한 RF태그 (1)와 마찬가지로, 무선 통신을 하는 RF태그를 구성하는 인레이 (10)와 면 형상의 보조 안테나 (20)가 적층 상태로 배치되고, 그들 인레이 (10), 보조 안테나 (20)가 기본 자재 (50)의 표면에 탑재된 상태에서, 표층 (40)에 의해서 피복·보호되어 RF태그 (1)를 구성하도록 되어 있다.
그리고 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)는 도 10과 같은 예를 들면 알루미늄제의 금속 용기나 금속제의 케이스를 갖춘 히터 등, 완만한 만곡 형상을 갖춘 금속 물품의 곡면 부분에 붙여서 사용할 수 있게 되어있다.
구체적으로는 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)는 도 8(a) 및 (b)와 같이 IC칩 (11)과 안테나 (12)를 갖춘 인레이 (10)와, 인레이 (10)가 절연 상태로 적층되는 면 형상의 보조 안테나 (20)와, 적층된 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)가 탑재되는 기본 자재층이 되는 동시에 탑재된 인레이 (10)에 대한 유전율조정층으로서 기능하는 기본 자재 (50)와, 기본 자재 (50)에 탑재·적층된 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)를 덮는 커버가 되는 표층 (40)을 갖춘 구성으로 되어 있다.
그리고 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)에서는 보조 안테나 (20)가 인레이 (10)의 통신 주파수에 대응해서 소정의 형상·크기로 형성되게 되어 있으며, 그 보조 안테나 (20)가 일정한 유연성· 휘어지는 성질과 소정의 비유전율을 갖춘 기본 자재 (50)에서 인레이 (10)에 대해서 소정위치에 적층 배치되도록 되어 있다.
이하, 각 부분을 상세히 설명한다.
[인레이]
인레이 (10)는 상기 제1실시 형태에서 설명한 바와 같이, IC칩 (11)과 IC칩 (11)에 전기적으로 도전·접속된 안테나 (12)를 가지고, 이들 IC칩 (11) 및 안테나 (12)가 기본 자재가 되는, 예를 들면 PET수지 등으로 형성된 1장의 밀봉 필름 (13)위에 탑재, 형성된 후, 다시 1장의 밀봉 필름 (13)이 겹쳐져서, 2장의 밀봉 필름 (13)에 의해서 협지된 상태에서 밀봉·보호되고 있다.
본 실시 형태에서도 제1실시 형태와 마찬가지로 IC칩 (11)과 IC칩 (11)의 양쪽에 뻗은 안테나 (12)를 직사각형 모양의 밀봉 필름 (13)으로 협지, 밀봉된 직사각형 모양의 인레이 (10)를 사용하고 있다.
여기서 본 실시 형태의 RF태그 (1)에서는 인레이 (10)에서 사용되는 통신 주파수대로서는 본 실시 형태의 RF태그 (1)에서는 이른바 UHF대에 속하는 920MHz대(915-930MHz:15MHz폭)을 대상으로 하고 있다.
제1실시 형태에서도 설명한 바와 같이 RF태그에서 사용되는 주파수대로서는 예를 들어 135kHz이하의 대역, 13.56MHz대, UHF대에 속하는 860M~960MHz대, 2.45GHz대 등의 여러 종류의 주파수대가 있다. 그리고 사용되는 주파수대에 의해서 무선 통신이 가능한 통신 거리가 달라지는 동시에, 주파수대에 따라 최적의 안테나 길이 등이나 배선 패턴이 달라진다.
또한 예를 들면 일본에서는 전파 법 개정으로 RF태그에 대해서는 지금까지 사용되던 950MHz대 (950-958MHz:8MHz폭)에서 920MHz대(915-930MHz:15MHz폭)로 옮겨짐으로써 이용 가능한 주파수 대역이 확대되게 되었다.
그래서 본 실시 형태에서는 인레이 (10)를 소형화할 수 있고, 또한 후술하는 보조 안테나 (20)를 소정의 사이즈로 형성하는 관계상, 파장이 짧은 안테나를 소형화할 수 있는 UHF대를 대상으로 하도록 하였고 구체적으로는 920MHz대를 대상으로 하고, 이 920MHz대역에서의 양호한 통신 특성을 얻을 수 있도록 하고 있다.
단, 인레이 (10)및 보조 안테나 (20)크기의 제약이 없으면 본 발명에 관한 기술 사상 자체는 920MHz대, UHF대 이외의 주파수 대역에 대해서도 적용 가능하다 함은 물론이다.
[보조 안테나]
보조 안테나 (20)는 상기 제1실시 형태에서 설명한 바와 같이 인레이 (10)의 통신 특성을 향상·조정하기 위한 엑스트라 안테나로서 기능하는 것이며, 도 8(a), (b)와 같이 인레이 (10)의 한쪽 면 측에 적층 배치되는 면 형상의 도전성 부재로 이루어지고, 밀봉 필름 (13)에 의해서 수지로 밀봉된 인레이 (10)와는 절연 상태이다.
도 9에 본 실시 형태에 관한 보조 안테나의 평면도를 나타내고 있고, 이 도(a)는 보조 안테나 (20)에 인레이 (10)를 적층 한 상태를, 또한 이 도(b), (c)는 보조 안테나의 장변의 치수 관계를 나타내고 있다.
이 도와 같이 본 실시 형태에서는 보조 안테나 (20)는 장변 및 단변이 인레이 (10)의 장변 및 단변보다 길고, 인레이 (10)보다 한층 더 큰 직사각형·면 형상으로 형성되도록 되어있다.
그리고 이 보조 안테나 (20)는 특히 장방형의 마주하는 한 쌍의 단변 및 이 한 쌍의 단변과 인접하는 하나의 장변이 인레이 (10)의 전파 주파수 파장의 약 1/2길이가 되게 형성된다.
또한, 직사각형 장변의 한쪽 장변의 중앙부에는 해당 장변의 에지부에 개구하는 인레이 (10)의 IC칩 (11)이 배치 가능한 소정의 폭과 깊이를 가진 오목 형상으로 형성된 (중앙) 노치부 (21)가 형성되어 있다.
또한, 직사각형 장변의 한쪽 또는 다른 쪽의 장변에는 (중앙) 노치부 (21)를 사이에 둔 양쪽에서 해당 장변의 에지부에 개구하는 한 쌍의 (좌우) 노치부 (23a), (23b)가 형성되어 있다.
먼저 제1실시 형태에서 설명한 바와 같이 패치 안테나의 원리에 따라 보조 안테나 (20)의 장변 길이는 통신 전파의 파장의 1/2, 1/4, 1/8로 함으로써 조화를 이룰 수 있다.
그리고 RF태그 (1)의 전체 크기(길이)는 보조 안테나 (20)의 길이에 의해서 거의 규정되고, 예를 들면 보조 안테나 (20)의 길이를 1/2파장으로 하면 RF태그 (1)의 전체 크기(길이)도 거의 1/2파장이거나 그보다 조금 큰 (긴) 것이 된다.
이 점, 태그의 전체 길이가 너무 길어지는 (너무 큰) 것은 소형화가 요청되는 RF태그의 성질상 바람직하지 않다.
그래서 본 실시 형태에서는 보조 안테나 (20)의 인접하는 단변·장변·단변의 3변의 길이를 인레이 (10)의 전파 주파수 파장의 약 1/2의 길이로 함과 동시에 한쪽 또는 다른 쪽의 장변에 좌우 한쌍의 (좌우) 노치부 (23a), (23b)를 형성하도록 되어있다.
이러한 구성에 의해서 보조 안테나 (20)는 인레이 (10)의 전파 주파수 파장의 약 1/2길이의 안테나의 양끝을 구부린 것과 동등해지고, 양호한 통신 특성을 얻게 된다.
구체적으로는 본 실시 형태가 대상으로 하는 인레이 (10)의 통신 주파수 920MHz의 경우에는 λ ≒ 326.0mm, λ/2≒ 163.0mm이다. 따라서 보조 안테나 (20)는 장변과 인접하는 두 단변을 합친 3변의 길이가 163.0mm전후가 되게 형성된다.
또한 (좌우) 노치부 (23a), (23b)는 인레이 (10)의 안테나 (12)의 일부를 노출시키는 크기로 형성되어 있으면 되고, 그 폭과 깊이는 사용하는 인레이 (10)에 맞추어 소정의 범위로 설정 조정할 수 있다.
또한 제1실시 형태에서 설명한 바와 같이 면 형상의 보조 안테나 (20)가 인레이 (10)에 적층되는 경우에, 인레이 (10)의 IC칩 (11)에 보조 안테나 (20)가 겹쳐서 위치하면 보조 안테나 (20)를 형성하는 도전성 부재에 의해서 IC칩 (11)의 통신 특성이 손상된다. 즉 인레이 (10)의 IC칩 (11)근방에는 루프 회로가 형성되고 있으며(루프부 (11a)), 이 루프부 (11a)는 임피던스의 조화를 도모하는 목적이 있고, 또한 자계 성분에서의 통신을 하기 위해서 설치되어 있으며, 이 자계 성분을 보조 안테나 (20)의 도체에 의해서 저해하지 않도록 해야 한다.
그래서 보조 안테나 (20)를 인레이 (10)에 겹쳐서 적층 할 때, IC칩 (11)이 위치하는 부분에는 보조 안테나 (20)의 도전성 부재가 존재하지 않도록 (중앙) 노치부 (21)를 형성하도록 하고 있다.
이 (중앙) 노치부 (21)는 보조 안테나 (20)의 한쪽 장변의 거의 중앙에 형성되고 인레이 (10)의 IC칩 (11)이 보조 안테나 (20)의 도체 부분에 겹치지 않게 하고, 혹은 인레이 (10)의 루프부 (11a)의 일부(또는 전부)에 보조 안테나 (20)의 도체 부분이 겹치지 않게 되어 있다.
그리고 이 (중앙) 노치부 (21)의 폭(정면의 폭, 개구)과 깊이(안쪽 깊이)를 적절하게 설정함으로써 인레이 (10)의 루프부 (11a)의 유효 면적을 조정(변경) 할 수 있어서 루프부 (11a)의 임피던스 정합을 도모할 수 있다.
또한 (중앙)노치부 (21)의 크기(폭 및 깊이)는 적어도 인레이 (10)의 IC칩 (11)에 겹쳐서 보조 안테나 (20)가 존재하지 않는 크기이면 되고, 또한 이 (중앙)노치부 (21)의 폭과 깊이를 적절히 조정함으로써 IC칩 (11)의 전파 주파수나 후술하는 기본 자재 (50)의 재질, RF태그 (1)을 장착하는 물품으로부터 영향 등에 따라 임피던스 정합을 도모할 수 있게 된다.
따라서 (중앙) 노치부 (21)는 최소한 IC칩 (11)이 배치 가능한 크기이며, 그 폭과 깊이는 보조 안테나 (20)크기의 범위 내에서 적절하게 조정·변경할 수 있는 것이면 된다.
그리고 이와 같은 (중앙) 노치부 (21)와 (좌우) 노치부 (23a), (23b)는 보조 안테나 (20) 중 하나의 장변에 형성되어 있으면 되고, 도 9(b), (c)와 같이 보조 안테나 (20)의 동일한 장변 측에 3개의 노치부 (21), (23a), (23b)를 형성할 수도 있고(도 9(b)참조), 또한 (중앙) 노치부 (21)와 (좌우) 노치부 (23a), (23b)를 각각 다른 장변 측에 형성할 수도 있다(도 9(c)참조).
여기서 본 실시 형태에 관한 인레이 (10)에서도 제1실시 형태의 경우와 같이, 도체인 보조 안테나 (20)와 인레이 (10)의 안테나 (12)에 낀, PET층과의 구조가 파장 단축 효과를 내면서 이 PET층을 이용함으로써 외관상의 파장이 단축된다. PET의 비유전율은 대략 "4"이다.
그러므로 본 실시 형태에서의 보조 안테나 (20)의 장변 및 인접하는 두 단변의 3변의 길이도 대략의 값이며, 약 λ/2의 값이 되면 충분하고, RF태그 (1)의 기본 자재 (50)의 재질이나 유전율, 태그의 사용 환경, 사용 양태 등에 의한 통신 특성 변화에 따라 길이가 가감하는 일은 있다.
따라서 보조 안테나 (20)는 예를 들면 장변의 길이를 82mm, 단변의 길이를 25mm, 장변 및 인접하는 두 단변의 3변의 길이를 132mm치수로 형성할 수 있다.
또한 보조 안테나 (20)에 형성되는 노치부 (21), (23a), (23b)는 제1실시 형태의 노치부 (21)와 마찬가지로 사용하는 인레이 (10)의 치수를 기준으로 설정되게 되어있고, 인레이 (10)의 IC칩 (11)부분에 보조 안테나 (20)의 도전성 부재가 겹치지 않는 폭과 깊이로 형성된다.
구체적으로는 먼저 (중앙) 노치부 (21)의 폭에 대해서는 인레이 (10)의 IC칩 (11)의 루프부 (11a)의 폭을 기준으로 하고 있어서, 보조 안테나 (20)의 도체가 IC칩 (11) 및 루프부 (11a)에 겹치지 않고, 또는 IC칩 (11)에는 겹치지 않고, 루프부 (11a) 주변의 일부에 겹치는 크기로 형성한다. 예를 들면 루프부 (11a)의 폭의 사이즈가 10~15mm정도인 경우에는 노치부 (21)의 폭은 약 8~10mm의 범위의 길이(예를 들면 상술한 9mm)로 한다.
또한 (중앙) 노치부 (21)의 깊이에 대해서는 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)의 폭 (짧은 방향의 길이)과 루프부 (11a)의 상부 위치를 기준으로 설정하고, 최소한 IC칩 (11)에 안테나 도체가 겹치지 않도록 한다. 예를 들면 인레이 (10)의 폭이 10~15mm정도인 경우 (중앙) 노치부 (21)의 깊이는 약 15~20mm의 범위의 길이로 한다.
마찬가지로 (좌우) 노치부 (23a), (23b)의 폭, 깊이는 소정의 범위로 설정할 수 있고, (중앙) 노치부 (21)와 비슷하게, 폭 약 8~10mm(예를 들면 6mm), 깊이 약 15~20mm의 범위로 할 수 있다.
또한 본 실시 형태에서도 제1실시 형태에서 설명한 바와 같이 보조 안테나 (20)를 메쉬 형상 등으로 형성할 수 있고, 표피 효과에 의해서 안테나로서의 기능이 손상되지 않고, 혹은 보조 안테나 (20)전체의 도체 부분의 면적을 줄일 수 있다.
[기본 자재]
기본 자재 (50)는 상기 적층된 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)가 탑재되는 기본 자재층이 되는 동시에, 탑재된 인레이 (10)에 대한 유전율조정층으로서 기능하는 부재이다. 본 실시 형태에서는 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)가 밀려나오지 않고 탑재·적층 할 수 있도록 적층된 상태의 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)의 외형보다 한 층 큰 띠 모양으로 형성되어 있다.
그리고 이 기본 자재 (50)가 일정한 가요성·유연성을 가지며, 도 10에 나타낸 바와 같이 예를 들면 알루미늄제의 금속 용기나 금속제의 케이스를 갖춘 히터 등, 완만한 만곡 형상을 갖춘 금속 물품 (200)의 곡면 부분에 따라 면 접촉 상태에서 배설(配設)·점착(貼着)할 수 있다.
기본 자재 (50)의 일면 측(도 8의 상면측)에는 보조 안테나 (20) 및 인레이 (10)가 적층 배치된다. 그리고 인레이 (10)·보조 안테나 (20)가 탑재·적층된 기본 자재 (50)의 일면 (상면(上面))은 커버 부재가 된 표층 (40)에 의해서 피복 및 코팅된다. 이로써 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)는 적층 상태에서 기본 자재 (50)와 표층 (40)에 의해서 협지된 상태에서 밀봉되고 외부로부터 보호된다.
표층 (40)은 인레이 (10) 및 보조 안테나 (20)를 탑재한 기본 자재 (50)의 일면에 점착·접착되는 시트 형상 부재이며, 예를 들면 종이나 합성지, 폴리 에틸렌, 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리 프로필렌, 폴리이미드 등의 수지로 구성된 가요성을 가진 시트재, 필름 재료에 의해서 형성할 수 있다.
한편 기본 자재 (50)의 다른 한쪽 면 측(도 8의 하면(下面) 측)에는 특히 도시하지 않았지만, 양면테이프 (점착 테이프)등으로 이루어진 점착제가 갖추어지고 점착제의 점착력에 의해서 장착 대상이 되는 금속 물품의 표면에 점착되게 되어있다. 이에 따라 RF태그 (1)는 기본 자재 (50)가 장착 대상 표면에 점착제를 통해서 붙게 되어, 쉽게 박리되지 않도록 금속 물품의 표면에 배치·고착된다.
도 10에 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)를 완만한 만곡 형상을 갖춘 금속 물품 (200)의 곡면 부분에 따라 면 접촉 상태로 배설·부착된 상태를 나타낸다.
이상과 같은 기본 자재 (50)는 본 실시 형태에서는 보조 안테나 (20)와 함께 적층된 인레이 (10)의 통신 특성을 조정하는 소정의 비유전율을 갖도록 형성되어 있으며, 이에 따라 기본 자재 (50)에 대해서 탑재·적층된 인레이 (10)에 대한 유전율조정층으로서 기능하게 되어 있다.
예를 들면, 기본 자재 (50)는 소정의 부재에 의해서 소정의 두께로 형성됨으로써 인레이 (10)의 통신 특정에 대해서 알맞은 비유전율을 가진 유전율조정층으로서 형성할 수 있다.
이에 따라 사용하는 인레이 (10)의 종류와 통신 특성, RF태그 (1)를 사용하는 물품·사용 환경/사용 주파수 대역 등의 제반 조건을 고려하여 기본 자재 (50)로서 적절한 재질과 두께를 선정해서 기본 자재 (50)만을 선택·교환함으로써 RF태그 (1)를 다른 물품에 사용하거나 다른 통신 주파수에 대응시킬 수 있게 된다.
여기서, 기본 자재 (50)는 비유전율로서는 1.6이상 2.0이하, 더욱 바람직하게는 1.5이상 1.9이하로 한다.
또한 기본 자재 (50)의 두께로서는 1.5mm이상 2.5mm이하, 더욱 바람직하게는 1.6mm이상 2.4mm이하로 한다.
일반적으로 기본 자재 (50)를 구성하는 부재의 비유전율이 높아지면 부재의 경도도 높아져서, 유연성·가요성이 낮아지는 경향이 있다. 또한 기본 자재 (50)의 두께가 두꺼워져도 역시 유연성·가요성이 떨어진다. 그 결과, 기본 자재 (50)를 알루미늄제의 금속 용기나 금속제의 케이스를 갖춘 히터 등 만곡 형상을 갖춘 금속 물품 (200)의 곡면 부분에 장착한 경우, 기본 자재 (50)를 곡면에 따라 변형 만곡시키는 것이 어려워져서 기본 자재 에지부가 떠버리거나 기본 자재 자체가 꺾여져서 곡면에 대해서 면을 접촉시킬 수 없게 된다.
한편 기본 자재 (50)의 비유전율이 너무 낮거나, 두께가 너무 작으면, 장착 대상이 되는 금속으로부터의 영향을 회피할 수 없게 되어 기본 자재 (50)를 인레이 (10)에 대한 유전율조정층으로서 기능시킬 수 없고, RF태그 (1)의 통신 특성을 향상시키는 것이 어려워진다.
그래서 본 실시 형태에서는 기본 자재 (50)의 유연성·가요성을 확보하면서 금속의 영향을 회피하고 RF태그 (1)의 통신 특성을 향상시킬 수 있는 최적의 범위로서, 비유전율이 1.5이상 2.0이하, 더욱 바람직하게는 1.6이상 1.9이하, 두께가 1.5mm이상 2.5mm이하, 보다 바람직하게는 1.6mm이상 2.4mm이하가 되도록 기본 자재 (50)를 형성하도록 되어있다.
기본 자재 (50)를 이러한 범위의 비유전율과 두께를 갖도록 형성함으로써 기본 자재 (50)에 일정한 유연성·가요성을 부여할 수 있고, 알루미늄제의 금속 용기나 금속제의 케이스를 갖춘 히터 등의 금속 물품 (200)의 곡면 부분에 대해서 면 접촉 상태로 장착·점착할 수 있게 된다(도 10참조).
또한 기본 자재 (50)가 이 범위의 비유전율·두께를 가짐으로써 RF태그 (1)의 장착 대상이 되는 금속으로부터의 영향을 기본 자재 (50)에 의해서 회피·흡수할 수 있으며 RF태그 (1)의 통신 특성으로서, 후술하는 바와 같은 양호한 통신 거리를 얻을 수 있게 된다(도 11참조).
여기서 본 실시 형태의 RF태그 (1)의 장착 대상은 금속 용기, 금속 케이스 등의 금속 물품 (200)이며, 내부가 중공 형상이다. 이러한 중공 통모양으로 인해서 금속 물품 내를 경유한 전로(電路)가 구성됨으로써 전로 단면이 커지기 때문에 임피던스가 작아지고, 물품의 표면에 배치된 RF태그 (1)에 대한 금속의 영향은 비중공 형상(속이 채워진 상태)의 금속과 비교해서 낮아진다.
비중공의(속이 채워진) 금속, 예를 들면 금속제의 막대 형상 부재와 두께가 수 cm이상의 금속 물체 등의 경우, 상기와 같은 중공 통모양 부재에서와 같은 임피던스의 감소는 발생하지 않고, 따라서 RF태그 (1)의 통신 특성을 확보하려면, 유전율조정층으로서 갖추는 비유전율은 2~3이상이 필요하다. 이와 같은 비유전율을 가진 부재는 일반적으로 경도가 높아져서, 그와 같은 부재에 의해서 기본 자재를 형성하면 유연성·가요성이 없고, 또한 기본 자재의 두께를 얇게 형성하는 것도 어려워진다.
또한 알루미늄제의 금속 용기나 히터 등의 금속제의 케이스는 일반적으로 완만한 곡면을 갖추고 있으며, 그런 금속 물품의 표면은 통상, 곡률이 12.5이상(r=80mm이하)의 곡면을 갖추고 있다.
그래서 본 실시 형태에서는 장착 대상으로서 금속 용기, 금속 케이스 등의 중공 형상의 금속제 중공 부재에 특화함으로써, RF태그 (1)의 통신 특성을 양호한 상태로 확보할 수 있는 기본 자재 (50)로서, 상기 소정 범위의 비유전율과 두께를 갖춘 기본 자재 (50)를 채용하게 된 것이다.
이러한 기본 자재 (50)를 채용함으로써 920MHz대의 통신 주파수가 사용되는 RF태그 (1)를, 곡률 12.5이상(r=80mm이하)의 곡면을 갖춘 금속 용기, 금속 케이스에 장착함으로써, 4.5m이상 5.0m이하의 범위에서 양호한 통신이 이루어지게 되고(도 11참조), 또한 RF태그 (1)는 기본 자재 (50)가 만곡 형상으로 휘어져 금속 물품 (200)의 표면에 면 접촉 상태로 배설·점착할 수 있게 된다(도 10참조).
상기한 바와 같은 본 실시 형태에 관한 기본 자재 (50)로서는 발포 폴리 에틸렌, 발포 폴리 프로필렌 등의 가교 폴리올레핀 발포체에 의해서 형성할 수가 있다.
또한 기본 자재 (50)는 상기한 바와 같은 가교 폴리올레핀 발포체로 형성한 단일의 띠 형상 부재에 의해서 구성할 수도 있고 또한 복수(예를 들면 2층)의 띠 형상 부재를 포개서 하나의 기본 자재 (50)를 구성할 수도 있다.
[통신 특성]
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)의 통신 특성에 대해서 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11은 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)를 알루미늄제의 금속 용기나 금속제의 케이스를 갖춘 히터 등 만곡 형상을 갖춘 금속 물품 (200)의 곡면 부분(곡률 12.5이상(r=80mm이하))의 표면에 곡면 방향에 따라 붙여서 교신 거리 평가를 한 결과를 나타내고 있다.
이 도에서 밝혀진 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 RF태그 (1)는 920MHz를 정점으로 거의 4.5m이상 5.0m이하의 통신 거리를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제2실시 형태의 RF태그 (1)에 의하면 인레이 (10)에 절연 상태로 적층 배치되는 보조 안테나 (20)가 직사각형의 면 형상으로 형성되는 동시에, 그 면 형상의 보조 안테나 (20)의 외형·크기를 인레이 (10)의 통신 주파수 대역에 대응시켜서 소정의 크기로 설정되어 있다. 즉, 보조 안테나 (20)를 구성하는 직사각형 면의 마주하는 한 쌍의 단변 및 이 한 쌍의 단변과 인접하는 하나의 장변을 인레이 (10)의 전파 주파수의 파장의 약 1/2길이가 되도록 설정하고, 또한 그 직사각형 장변의 한쪽 장변에는 해당 장변의 중앙부에 개구하는 소정의 폭과 깊이를 가진 오목 형상의 (중앙) 노치부 (21)와, 한쪽 또는 다른 쪽의 장변에 (중앙) 노치부 (21)를 사이에 둔 양쪽에서 해당 장변의 에지부에 개구하는 한 쌍의 (좌우) 노치부 (23a), (23b)를 형성하고 있다.
이와 같이 보조 안테나 (20)를 설계함으로써 보조 안테나 (20)를 적층 하는 인레이 (10)의 통신 주파수에 대응시켜서 인레이 (10)의 통신 특성을 조절할 수 있어서 인레이 (10)의 통신 특성을 주파수 대역에 맞추어서 최적인 상태로 설정·조정할 수 있게 된다.
또한 본 실시 형태의 RF태그 (1)에 의하면 금속에 장착되어 사용되는 RF태그 (1)를 구성하는 기본 자재 (50)를 소정의 유연성·가요성을 가지면서, 혹은 소정의 비유전율을 갖추게 형성함으로써 소정의 곡률을 가진 만곡면을 가진 금속 물품 (200)에 대해서 그 만곡면에 따라 배치·점착시켜서 양호한 통신 특성을 얻는 것이 가능하다.
이에 따라 금속 물품 (200)의 영향을 회피하면서, 예를 들면 대형이고 과잉인 커버나 케이스, 홀더 등을 필요로 하지 않고 특정 통신 주파수(920MHz대)에서 길고 넓은 범위에서 통신을 하게 할 수 있고, 장착 부위가 곡면이라도 박리나 탈락 등이 생기지 않고 면 접촉 상태로 장착할 수 있게 된다.
따라서 특히 알루미늄제의 금속 용기나 히터 등의 금속제의 케이스를 구성하는 금속 물품의 표면의 곡면 부분에 장착하기에 알맞은 RF태그를 실현할 수 있다.
이상 본 발명의 RF태그 및 금속 용기에 대해서 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하였으나, 본 발명에 관한 RF태그는 상기 실시 형태에만 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위에서 다양한 변경 실시가 가능하다는 것은 말할 필요도 없다.
예를 들면 본 발명에 관한 RF태그를 사용하는 물품으로서 상술한 제1실시 형태에서는 음료용 용기를, 또한 제2실시 형태에서는 알루미늄제의 금속 용기나 히터 등의 금속제의 케이스를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 RF태그를 사용할 수 있는 물품, 대상물로서는 위스키나 와인, 정종 같은 고급 술병, 음료용 용기, 또는 알루미늄제의 금속 용기나 히터 등의 금속제 케이스에 한정되는 것은 아니다.
즉, RF태그가 사용되어 리더·라이터를 통해서 소정의 정보·데이터의 읽고 쓰기가 되는 물품, 대상물이라면 어떤 물품·대상물이라도 본 발명에 관한 RF태그를 적용할 수 있다. 예를 들면 제2실시 형태에 관한 RF태그에서는 소정의 곡률을 갖는 곡면을 갖춘 금속제 물품·대상물인 것이 바람직하고, 예를 들면 알루미늄제의 금속 용기나 히터 등의 금속제 케이스 외에서는 금속제 식기, 조리 도구, 가구, 집기, 자동차 등에 알맞게 사용할 수 있다.

Claims (10)

  1. IC칩과 안테나를 갖춘 인레이와,
    상기 인레이와 절연 상태로 적층되는 면 형상의 보조 안테나와,
    상기 인레이 및 보조 안테나가 적층되는 기본 자재를 갖추고
    상기 보조 안테나가
    장변이 상기 인레이의 전파 주파수의 파장의 약 1/4의 길이의 직사각형 모양을 이루는 면 형상으로 형성되는 동시에,
    한쪽 장변을 상기 인레이의 전파 주파수의 파장의 약 1/8씩의 길이로 2분할하는 노치부를 가지고,
    상기 노치부가
    상기 한쪽의 장변의 에지부에 개구한, 상기 인레이의 IC칩이 배치 가능한 소정의 폭과 깊이를 가진 오목 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 RF태그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인레이가 밀봉 필름에 의해서 전체가 수지 밀봉되고
    상기 보조 안테나가 상기 인레이의 표면에 직접 적층됨으로써 상기 보조 안테나와 상기 인레이가 콘덴서 커플링 (capacitor coupling)에 의해서 전기적으로 접속되는 RF태그.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보조 안테나가 상기 노치부를 가지는 오목 형상의 주연 (에지, 周) 외형을 갖는 동시에 주연 안쪽의 면 형상 부분이 그물코 모양으로 형성된 RF태그.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기본 자재가,
    음료 병 표면에 부착되는 라벨 시트로 이루어지고,
    상기 인레이 및 보조 안테나가 상기 라벨 시트의 음료 병 부착 면 측에 적층 되는 RF태그.
  5. IC칩과 안테나를 갖춘 인레이와,
    상기 인레이와 절연 상태로 적층되는 면 형상의 보조 안테나와,
    적층된 상기 인레이 및 보조 안테나가 탑재되는 기본 자재를 갖추고
    상기 보조 안테나가
    마주하는 한 쌍의 단변 및 이 한 쌍의 단변과 인접하는 하나의 장변이 상기 인레이의 전파 주파수의 파장의 약 1/2길이의 직사각형 모양으로 형성되는 동시에,
    한쪽 장변의 중앙부에 해당 장변의 에지부에 개구하는, 상기 인레이의 IC칩이 배치 가능한 소정의 폭과 깊이를 가진 오목 형상으로 형성된 중앙 노치부와,
    한쪽 또는 다른 쪽의 장변에 상기 중앙 노치부를 사이에 둔 양쪽에서 해당 장변의 에지부에 개구하는 한 쌍의 좌우 노치부를 갖추는 것을 특징으로 하는 RF태그.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 중앙 노치부가
    상기 인레이의 IC칩을 노출시키는 동시에 해당 IC칩의 주위에 형성되는 루프 회로의 일부를 덮는 크기로 형성되는 RF태그.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 한 쌍의 좌우 노치부가
    상기 인레이의 안테나의 일부를 노출시키는 크기로 형성되는 RF태그.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기본 자재가 소정의 곡률을 가진 곡면에 면 접촉 상태로 점착 가능한 가요성을 가지는 RF태그.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 곡면이 곡률 12.5이상(r=80mm이하)인 RF태그.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기본 자재가, 탑재된 인레이에 대한 유전율조정층으로서 기능하고 금속 면에 점착 가능한 RF태그.
KR1020147035549A 2012-06-26 2013-06-20 Rf태그 KR101623953B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2012-143329 2012-06-26
JP2012143329A JP5953978B2 (ja) 2012-06-26 2012-06-26 Rfタグ
JPJP-P-2013-070056 2013-03-28
JP2013070056A JP6286848B2 (ja) 2013-03-28 2013-03-28 Rfタグ
PCT/JP2013/003832 WO2014002437A1 (ja) 2012-06-26 2013-06-20 Rfタグ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150012304A true KR20150012304A (ko) 2015-02-03
KR101623953B1 KR101623953B1 (ko) 2016-05-24

Family

ID=49782636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147035549A KR101623953B1 (ko) 2012-06-26 2013-06-20 Rf태그

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9547817B2 (ko)
EP (1) EP2866298B1 (ko)
KR (1) KR101623953B1 (ko)
CN (1) CN104428946B (ko)
WO (1) WO2014002437A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170132317A (ko) * 2015-04-21 2017-12-01 도요세이칸 그룹 홀딩스 가부시키가이샤 Rf 태그

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3207504A4 (en) * 2014-10-14 2018-10-31 Confidex Oy Rfid transponder and rfid transponder web
JP2016201082A (ja) * 2015-04-10 2016-12-01 アイ・スマートソリューションズ株式会社 無線タグユニット
KR102018904B1 (ko) * 2015-04-22 2019-09-05 도요세이칸 그룹 홀딩스 가부시키가이샤 Rf 태그
WO2018102630A1 (en) * 2016-12-01 2018-06-07 Avery Dennison Retail Information Services, Llc Systems and methods for improving performance of rfid tags
FR3062502B1 (fr) 2017-02-01 2019-04-05 Wid Group Etiquette a puce electronique et procede de fabrication associe
JP7027705B2 (ja) * 2017-06-08 2022-03-02 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Rfタグ
US20190012498A1 (en) * 2017-07-07 2019-01-10 Instream Water, Inc. Beverage kiosk apparatus, system, and method
JP7102701B2 (ja) * 2017-09-29 2022-07-20 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Rfタグ
JP6941069B2 (ja) * 2018-02-21 2021-09-29 サトーホールディングス株式会社 アンテナパターン、rfidインレイ、rfidラベル及びrfid媒体
CN110110833A (zh) * 2019-03-21 2019-08-09 泰芯智能科技(昆山)有限公司 一种四分之一波的弯折柔性超高频rfid电子标签
JP7314626B2 (ja) * 2019-05-31 2023-07-26 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Rfタグ
JP7157970B2 (ja) * 2019-07-19 2022-10-21 大王製紙株式会社 Rfidタグ及びアンテナ
CN112163663A (zh) * 2020-10-23 2021-01-01 北京爱笔科技有限公司 Rfid标签、具有状态切换功能的产品及相关监控方法
CN116762079A (zh) * 2020-12-18 2023-09-15 康菲德斯合股公司 Rfid标签

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001111328A (ja) * 1999-10-06 2001-04-20 Mitsubishi Electric Corp マイクロストリップアンテナ及びその設計方法
US6774470B2 (en) 2001-12-28 2004-08-10 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Non-contact data carrier and method of fabricating the same
JP3979873B2 (ja) * 2001-12-28 2007-09-19 大日本印刷株式会社 非接触式データキャリアの製造方法
JP4541246B2 (ja) * 2004-12-24 2010-09-08 トッパン・フォームズ株式会社 非接触icモジュール
EP2019425A1 (en) * 2007-07-27 2009-01-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP5061820B2 (ja) 2007-09-26 2012-10-31 凸版印刷株式会社 非接触icラベル
CN101842936A (zh) 2007-10-31 2010-09-22 新田株式会社 无线通信改善薄片体、无线ic标签、天线以及使用这些的无线通信系统
JP5187083B2 (ja) * 2008-09-04 2013-04-24 オムロン株式会社 Rfidタグ、rfidシステム及びrfidタグ製造方法
TWI495285B (zh) * 2008-09-30 2015-08-01 Nitta Corp IC tag for wireless communication and manufacturing method thereof
JP5113727B2 (ja) 2008-11-20 2013-01-09 株式会社日立製作所 無線icタグ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170132317A (ko) * 2015-04-21 2017-12-01 도요세이칸 그룹 홀딩스 가부시키가이샤 Rf 태그

Also Published As

Publication number Publication date
EP2866298A4 (en) 2016-01-20
US9547817B2 (en) 2017-01-17
US20150108221A1 (en) 2015-04-23
CN104428946B (zh) 2018-04-06
CN104428946A (zh) 2015-03-18
WO2014002437A1 (ja) 2014-01-03
EP2866298A1 (en) 2015-04-29
EP2866298B1 (en) 2020-05-06
KR101623953B1 (ko) 2016-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101623953B1 (ko) Rf태그
EP1687762B1 (en) Rfid tag with enhanced readability
US9477923B2 (en) RF tag
US20100265041A1 (en) Rfid transponder
JP6186803B2 (ja) Rfタグ
JP6809451B2 (ja) Rfタグ
US20180060718A1 (en) Rf tag
WO2005045755A9 (en) Rfid tag with enhanced readability
JP5929549B2 (ja) Rfタグ
JP5953978B2 (ja) Rfタグ
JP2011521582A (ja) Rfidタグ
JP6286848B2 (ja) Rfタグ
KR101605191B1 (ko) 이중 루프를 가지는 uhf 대역 다중 부착 알에프아이디 태그
JP6942954B2 (ja) Rfタグ
WO2020241044A1 (ja) Rfタグ
JP2022146618A (ja) Rfタグ
JP7027705B2 (ja) Rfタグ
JP2022083726A (ja) Rfタグ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant