WO2014002437A1 - Rfタグ - Google Patents

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WO2014002437A1
WO2014002437A1 PCT/JP2013/003832 JP2013003832W WO2014002437A1 WO 2014002437 A1 WO2014002437 A1 WO 2014002437A1 JP 2013003832 W JP2013003832 W JP 2013003832W WO 2014002437 A1 WO2014002437 A1 WO 2014002437A1
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inlay
tag
auxiliary antenna
antenna
long side
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PCT/JP2013/003832
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慎也 赤松
博長 清水
隆之 菊地
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東洋製罐グループホールディングス株式会社
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an RF tag that is used by being affixed to an arbitrary article such as a plastic bottle or glass bottle used for filling beverages or various liquids, or a metal container such as a can container or a pouch container.
  • the present invention also relates to a metal container such as a heater having an aluminum container or a metal casing, and an RF tag used by being attached to a metal article.
  • a so-called RF tag having a built-in IC chip in which predetermined information related to an article or object is stored in a readable / writable manner is widely used.
  • the RF tag is also called an RFID (Radio Frequency Identification) tag, an IC tag, a non-contact tag or the like, and is a so-called inlay in which an electronic circuit including an IC chip and a wireless antenna is sealed and coated with a substrate such as a resin film ( Inlet is an ultra-compact communication terminal formed in the form of a tag (tag).
  • Predetermined information is read / written / read / written wirelessly on the IC chip in the tag by a reading / writing device (reader / writer).
  • Such an RF tag can record hundreds of bits to several kilobits of data in a memory of an IC chip, can record a sufficient amount of information as information on articles, etc. Since communication can be performed in a non-contact manner, there is no concern about contact wear, scratches, dirt, and the like. Furthermore, since the tag itself can be made non-powered, it can be processed, miniaturized, and thinned according to the object. By using such an RF tag, various information relating to the article to which the tag is attached, such as the name and identification symbol of the article, contents, components, manager, user, use status, use status, date and time, etc. Various types of information can be recorded, and a wide variety of information, which was impossible with characters and barcodes printed on the label surface, can be read and written accurately simply by attaching a small and thin tag to the article. It becomes possible to do.
  • such an RF tag is easily affected by the contents (moisture) in the container when it is attached to, for example, a plastic bottle or glass bottle filled with a liquid or the like.
  • contents moisture
  • it is attached to such a metal container / article, it is affected by the conductivity of the metal, and there is a problem that the communication distance changes or accurate wireless communication cannot be performed.
  • the tag malfunctions or wireless communication with the reader / writer cannot be performed.
  • the radio frequency type RF tag using the high frequency band of the UHF band has a longer communication distance than the electromagnetic induction type using the 135 KHz and 13.56 MHz bands, but is absorbed by water and reflected by metal. There is a problem that the communication characteristics are likely to be greatly impaired by the above.
  • the RF tag shifts from the 950 MHz band (950-958 MHz: 8 MHz width) of the UHF band used so far to the 920 MHz band (915-930 MHz: 15 MHz width).
  • the available frequency band has been expanded.
  • the above-described influence of the metal is unavoidable, and it is strongly desired to take effective measures.
  • the antenna provided in the RF tag is configured by a planar patch antenna (for example, see Patent Documents 1 and 2). Since the communication characteristics of the RF tag depend on the gain due to the antenna size, the antenna provided in the RF tag is formed in a planar shape to increase the antenna size, thereby ensuring a large communication distance and improving the communication characteristics. It becomes possible.
  • the RF tag including a planar antenna proposed in the prior art as disclosed in Patent Documents 1 and 2 simply forms the antenna in a planar shape, and there is no consideration for the communication frequency characteristics of the RF tag. It wasn't done. For this reason, there is a possibility that the communication characteristics may not be improved depending on the communication frequency of the RF tag only by forming the antenna in a planar shape.
  • Patent Document 1 describes an RF tag that is bonded to the surface of a credit card.
  • the area allocated to a tag including an antenna itself is small, and the size and shape of a planar antenna are described. It was practically impossible to design in relation to the communication frequency of the tag.
  • the RF tag provided in the credit card has a very short distance for communication between the reader / writer and the reader / writer, and the tag and the reader / writer communicate in a one-to-one relationship. There is no particular need to design and adjust the size and shape of the planar antenna in relation to the tag communication frequency.
  • Patent Document 2 only describes that a planar patch antenna is used as an antenna in order to reduce the influence of the metal surface, and the size and shape of the antenna are the same as the communication frequency of the tag. There was no such thing as to be considered.
  • the RF tag proposed in Patent Documents 1 and 2 is premised on being attached to a flat portion of a credit card, a steel product, a mold, a manufacturing device, etc.
  • a curved metal container or metal No consideration was given to mounting on a curved surface such as a housing.
  • a heater having an aluminum metal container or a metal housing has a gently curved shape, and in that case, the mounting surface to which the RF tag is attached is often a curved surface having a certain curvature. . Therefore, in the case of adopting a metal-compatible configuration, an attachment structure that can be securely attached to such a curved surface and that does not inadvertently peel off or drop off is necessary.
  • the RF tags disclosed in Patent Documents 1 and 2 have not been considered for attaching to such a curved surface portion.
  • the present invention has been proposed in order to solve the problems of the conventional techniques as described above, and by forming a planar antenna corresponding to the communication frequency of the RF tag, it is possible to respond to each communication frequency. Good communication characteristics can be obtained, the influence of moisture and metal can be effectively avoided / reduced, and multiple RF tags can be read at once, filling liquids etc.
  • An object of the present invention is to provide an RF tag suitable for plastic bottles and glass bottles.
  • an object of the present invention is to provide an RF tag suitable for being attached to a curved surface portion.
  • an RF tag includes an inlay having an IC chip and an antenna, a planar auxiliary antenna laminated in an insulated state with the inlay, and a base material on which the inlay and the auxiliary antenna are laminated.
  • the auxiliary antenna is formed in a rectangular shape whose long side is approximately 1/4 of the wavelength of the radio frequency of the inlay, and one long side of the auxiliary antenna has a wavelength of the radio frequency of the inlay.
  • the RF tag of the present invention includes an inlay including an IC chip and an antenna, a planar auxiliary antenna stacked in an insulated state from the inlay, and a stacked inlay and auxiliary antenna.
  • the auxiliary antenna has a pair of short sides facing each other and a long side adjacent to the pair of short sides is a rectangle having a length approximately half the wavelength of the radio frequency of the inlay.
  • a central cut formed in a concave shape having a predetermined width and depth at which an inlay IC chip can be placed at the edge of the long side is formed at the center of one long side. It is set as the structure provided with a notch part and a pair of right and left notch part opened to the edge part of the said long side in the both sides which inserted the center notch part in one or the other long side.
  • the planar antenna corresponding to the communication frequency of the RF tag by forming the planar antenna corresponding to the communication frequency of the RF tag, it is possible to obtain good communication characteristics corresponding to each communication frequency. As a result, the influence of moisture and metal can be effectively avoided / reduced, data can be read in batches for a plurality of RF tags, and a plurality of containers are packed and transported in a batch. It is possible to realize an RF tag suitable for a label tag to be affixed to plastic bottles and glass bottles used for filling, especially bottles for high-grade liquors such as whiskey, wine, and sake.
  • the present invention by forming a planar antenna corresponding to the communication frequency of the RF tag, it is possible to obtain good communication characteristics according to each communication frequency, effectively avoiding the influence of metal. In addition to being able to reduce, even when the mounting location is a curved surface, it can be securely mounted without causing peeling or dropping. In this way, it is possible to realize an RF tag suitable for mounting on a curved surface portion of a surface of a heater or the like provided with an aluminum metal container or a metal housing.
  • FIG. 1 It is a top view which shows the inlay and auxiliary antenna of RF tag which concern on 1st embodiment of this invention, (a) has shown the state which laminated
  • FIG. 1 is a plan view of a form using a label affixed to a container as a tag base material 50, showing the RF tag 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. (B) shows a state seen from the label surface side.
  • 2 is a perspective view of the RF tag 1 shown in FIG. 1 in which the inlay 10, the auxiliary antenna 20, and the base material 50 are disassembled, and corresponds to FIG. The state seen from.
  • a planar auxiliary antenna 20 is laminated on an inlay 10 that constitutes an RF tag that performs wireless communication, and the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are based on the inlay 10.
  • the RF tag 1 is configured by being laminated on the surface of the material 50.
  • the RF tag 1 includes an inlay 10 including an IC chip 11 and an antenna 12, and a planar auxiliary antenna 20 stacked on the inlay 10 in an insulated state. And a base material 50 on which the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are laminated.
  • the auxiliary antenna 20 is formed in a predetermined shape and size corresponding to the communication frequency of the inlay 10, and the auxiliary antenna 20 is mounted on the base material 50.
  • the inlay 10 is laminated at a predetermined position.
  • the inlay 10 constitutes an RF tag that reads, writes, and reads and writes predetermined information wirelessly with a reader / writer (reading / writing device) (not shown).
  • the inlay 10 is a read-only type or a write-once type. , Read / write type.
  • the inlay 10 includes an IC chip 11 and an antenna 12 that is electrically connected to and connected to the IC chip 11, and the IC chip 11 and the antenna 12 serve as a base material such as PET resin.
  • the other sealing film 13 is overlaid and sealed and protected in a state of being sandwiched between the two sealing films 13 Has been.
  • a rectangular inlay 10 is used in which an IC chip 11 and an antenna 12 extending on both sides of the IC chip 11 are sandwiched and sealed with a rectangular sealing film 13.
  • the IC chip 11 is made of a semiconductor chip such as a memory, and can record data of several hundred bits to several kilobits, for example.
  • a loop-shaped circuit conductor is connected to the IC chip 11 so as to surround the periphery of the chip to form a loop portion 11a.
  • the antenna 12 is connected to the left and right sides of the IC chip 11 via the loop portion 11a.
  • Data read / written (data call / registration / deletion / update, etc.) is performed by wireless communication with the reader / writer (not shown) via the antenna 12 and the auxiliary antenna 20 described later, and the data recorded in the IC chip 11 is recorded.
  • As data recorded on the IC chip 11 for example, arbitrary data such as product identification code, name, weight, content, manufacturer / seller name, manufacturing location, date of manufacture, expiration date, etc. can be recorded. Yes, it can be rewritten.
  • the antenna 12 has a predetermined shape and size (length, length, etc.) by etching a metal thin film such as a conductive ink or a conductive aluminum vapor deposition film on the surface of one sealing film 13 serving as a base material.
  • the sealing film 13 is made of a flexible film material such as polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polypropylene, polyimide, and the like, and a transparent PET resin or the like in which the IC chip 11 and the antenna 12 to be sealed are visible from the outside. It is preferable that it is comprised.
  • surface side of the sealing film 13 can be equipped with the adhesion layer and the contact bonding layer so that it can affix on a base material or an article
  • the RF tag 1 of the present embodiment targets the 860M to 960 MHz band belonging to the so-called UHF band.
  • frequency bands generally used in RF tags there are several types of frequency bands such as a band of 135 kHz or less, a 13.56 MHz band, an 860 M to 960 MHz band belonging to the UHF band, and a 2.45 GHz band.
  • the communication distance that enables wireless communication varies depending on the frequency band used, and the optimum antenna length and the wiring pattern vary depending on the frequency band.
  • the inlay 10 can be miniaturized, and the auxiliary antenna 20 described later is formed in a predetermined size, so that the UHF band whose wavelength is short and the antenna can be miniaturized is targeted, for example, 953 MHz. It is intended to obtain good communication characteristics in these frequency bands.
  • the technical idea according to the present invention can be applied to frequency bands other than the UHF band.
  • the auxiliary antenna 20 functions as an extra antenna for improving / adjusting the communication characteristics of the inlay 10 described above.
  • the auxiliary antenna 20 has a planar shape laminated on one side of the inlay 10.
  • the inlay 10 is made of an electrically conductive member and is resin-sealed with the sealing film 13. That is, the entire inlay 10 is resin-sealed by the sealing film 13 and is physically insulated from the auxiliary antenna 20 made of a conductive member. Then, such an auxiliary antenna 20 is directly laminated on the inlay 10 so that the auxiliary antenna 20 and the IC chip 11 of the inlay 10 are disposed to face each other via a sealing film 13, so-called capacitor coupling.
  • the auxiliary antenna 20 is stacked on the inlay 10 in the vertical direction (height direction), so that the antenna 12 and the auxiliary antenna 20 of the inlay 10 constitute a two-dimensional antenna, and the auxiliary antenna 20 is a booster for communication radio waves. As a result, the communication characteristics of the inlay 10 can be adjusted and improved.
  • the auxiliary antenna 20 has a predetermined shape and size (length, area) by etching a metal thin film such as a conductive ink or a conductive aluminum vapor-deposited film on the surface of a film serving as a base material such as PET resin. It can be formed by molding.
  • FIG. 3 shows a plan view of the auxiliary antenna according to the present embodiment.
  • FIG. 3A shows a state in which the auxiliary antenna is stacked on the inlay
  • FIG. 3B shows a dimensional relationship of the long side of the auxiliary antenna. Is shown.
  • the auxiliary antenna 20 is formed in a rectangular / planar shape having a short side longer than the short side of the inlay 10 and a long side slightly shorter than the long side of the inlay 10. It has become.
  • the long side of the rectangle is formed to have a length that is approximately 1 ⁇ 4 of the wavelength of the radio frequency of the inlay 10.
  • a cutout portion 21 is formed on one long side of the rectangular long side to divide the long side into two parts each having a length of about 1/8 of the wavelength of the radio frequency of the inlay 10. .
  • the cutout portion 21 is formed in a concave shape having a predetermined width and depth that can be placed on the edge of one long side of the auxiliary antenna 20 and on which the IC chip 11 of the inlay 10 can be placed.
  • the length of the long side of the auxiliary antenna 20 is set to 1/2, 1/4, and 1/8 of the wavelength of the communication radio wave.
  • the overall size of the RF tag 1 is defined by the length of the auxiliary antenna 20.
  • the length of the long side of the auxiliary antenna 20 is set to approximately 1 ⁇ 4 of the wavelength of the radio frequency of the inlay 10.
  • the planar auxiliary antenna 20 When the planar auxiliary antenna 20 is stacked on the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 is positioned so as to overlap the IC chip 11 of the inlay 10, the communication characteristics of the IC chip 11 are formed by the conductive member forming the auxiliary antenna 20. Is damaged. That is, a loop circuit is formed in the vicinity of the IC chip 11 of the inlay 10 (the loop portion 11a).
  • the loop portion 11a has a purpose of matching impedance and performs communication using a magnetic field component. It is necessary to prevent this magnetic field component from being obstructed by the conductor of the auxiliary antenna 20. Therefore, when the auxiliary antenna 20 is stacked on the inlay 10, the cutout portion 21 is formed so that the conductive member of the auxiliary antenna 20 does not exist in the portion where the IC chip 11 is located.
  • the length of the long side of the auxiliary antenna 20 is approximately 1/4 of the wavelength of the radio frequency of the inlay 10, which is approximately 1/8 of the wavelength of the frequency.
  • the cutout portion 21 is formed at a position that divides the long side into two portions each having a length of about 1/8 of the wavelength of the radio frequency of the inlay 10 so that the length is long. Note that the size (width and depth) of the cutout portion 21 may be at least large enough to overlap the IC chip 11 of the inlay 10 so that the auxiliary antenna 20 does not exist.
  • the cutout portion 21 has a size that allows at least the IC chip 11 to be disposed, and its width and depth can be adjusted and changed as appropriate within the range of the size of the auxiliary antenna 20. good.
  • the auxiliary antenna 20 is formed so that the length of the long side is about 78.7 mm, and one long side in which the cutout portion 21 is formed is about 39.4 mm. It will be divided into two.
  • the communication frequency of the inlay 10 is 920 MHz, ⁇ 326.0 mm, ⁇ / 4 ⁇ 81.5 mm, and ⁇ / 8 ⁇ 40.8 mm. Therefore, the auxiliary antenna 20 is formed so that the length of the long side is about 81.5 mm, and one long side in which the cutout portion 21 is formed is about 40.8 mm. It will be divided into two.
  • the inlay is configured as two layers (UHF tag) of the PET layer serving as an antenna and a base material, or three layers as an impedance adjustment antenna under the PET layer.
  • UHF tag UHF tag
  • the structure of the PET layer sandwiched between the auxiliary antenna 20 as a conductor and the antenna 12 of the inlay 10 has a wavelength shortening effect, and this PET layer is used.
  • the apparent wavelength will be shortened.
  • the relative dielectric constant of PET is about “4”.
  • the length of the long side of the auxiliary antenna 20 in the present embodiment is also an approximate value, and it is sufficient that the value is approximately ⁇ / 4 and approximately ⁇ / 8, and the case of the housing 50 of the RF tag 1 is sufficient.
  • the length may change depending on the change in communication characteristics depending on the material, the usage environment of the tag, the usage mode, and the like.
  • the notch 21 formed in the auxiliary antenna 20 is set based on the dimensions of the inlay 10 to be used, and the conductive member of the auxiliary antenna 20 is formed on the IC chip 11 portion of the inlay 10. Are formed in such a width and depth that they do not overlap. Specifically, first, the width of the notch portion 21 is based on the width of the loop portion 11a of the IC chip 11 of the inlay 10, and the conductor of the auxiliary antenna 20 overlaps the IC chip 11 and the loop portion 11a. Or a size that does not overlap the IC chip 11 but overlaps a part of the periphery of the loop portion 11a.
  • the width of the notch portion 21 is set to a length in the range of about 10 to 20 mm.
  • the depth of the notch 21 is set based on the width of the inlay 10 (length in the short direction) and the position of the upper portion of the loop portion 11a, and at least the antenna conductor does not overlap the IC chip 11. Like that.
  • the width of the inlay 10 is about 10 to 30 mm, the depth of the notch 21 is set to a length in the range of about 5 to 20 mm.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing a form in which the auxiliary antenna 20 is formed in a mesh (mesh) shape.
  • the function as an antenna is not impaired by the skin effect, and the area of the entire conductor portion of the auxiliary antenna 20 can be reduced.
  • Conductive materials such as conductive ink forming the antenna 20 can be saved, and the cost of the RF tag 1 can be further reduced.
  • the base material 50 is a mount on which the above-described inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are laminated, a sheet-like member serving as a base material, and a film-like member.
  • the base material 50 consists of a label sheet affixed on the surface of drink bottles, such as a bottle 100, a drink container, and the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are labels.
  • the sheet is laminated on the side where the beverage bottle is applied.
  • FIG. 5 is an external view of the bottle 100 in which a label constituting the RF tag 1 according to the present embodiment is attached to the front surface (the back surface of the bottle).
  • the base material 50 has a rectangular shape that is slightly larger than the outer shape of the stacked inlay 10 and auxiliary antenna 20 so that the stacked inlay 10 and auxiliary antenna 20 can be completely covered. It is formed in the sheet
  • the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are provided on one surface side of the base material 50, specifically, on the side of the label sheet constituting the base material 50 that faces the surface of the bottle 100 (bottle application surface, label back surface). They are arranged in layers.
  • predetermined information content name, type, place of production, ingredient, country name, price, barcode, etc.
  • the base material 50 can be formed of, for example, a flexible sheet material or film material made of resin such as paper, synthetic paper, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polypropylene, or polyimide.
  • such a base material 50 is attached to the surface of the bottle 100 so that the back side of the label on which the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are disposed is attached to the surface of the bottle 100 via an adhesive or the like and is not easily peeled off. Arranged and fixed. As a result, the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 disposed on the back surface of the label of the base material 50 are entirely covered by the base material 50 and are protected from external impacts, environmental changes, and the like. Be able to function. Further, since the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are hidden by the base material 50, they are not exposed on the surface of the bottle 100, and the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are arranged from the outside, and the label constitutes the RF tag 1. I don't know what I'm doing. Accordingly, the presence of the RF tag 1 is not known, and it is possible to effectively prevent the RF tag 1 from being peeled or broken.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the communication distance and communication range of the RF tag 1 according to the present embodiment, where (a) is an RF tag according to the present invention and (b) is a conventional RF tag.
  • the range indicated by hatching indicates the readable distance and range (angle) when the data recorded on the RF tag attached to the surface of the container is read by a reader / writer.
  • the RF tag 1 shows a case where a reader / writer having a communication frequency of 920 MHz and an output of 27 dBm is used.
  • data can be read by a reader / writer in all directions of 360 ° rotation direction with the front of the label (RF tag 1) being 0 °. It turns out that it is.
  • the communication distance at which data can be read by the reader / writer is 100 cm or more in the range of 315 ° to 45 ° in front of the label (RF tag 1), and the label (RF tag 1) It can be seen that there is a communication distance of 50 cm or more even at positions of 90 ° and 270 ° in the lateral direction and 180 ° in the rearward direction.
  • the conventional RF tag shown in FIG. 6B does not include the auxiliary antenna 20 according to the present embodiment.
  • the angle is 0 ° to 45 ° in front of the label (RF tag 1).
  • Data can be read by the reader / writer in the range, but data cannot be read in the range of 45 ° to 315 ° excluding the range.
  • the communication distance is only about 10 cm in the range of 0 ° to 45 ° in front of the label (RF tag 1) that can be read by the reader / writer. It turns out that data cannot be read.
  • FIG. 7 is an external view of a state in which a plurality of (six) bottles 100 to which labels constituting the RF tag 1 (or conventional RF tag) according to this embodiment are attached are boxed and packed at the same time.
  • the reading rate by the writer was 99.3% when the communication distance was 50 cm.
  • the reading rate was 100%. Therefore, in the RF tag 1 according to the present embodiment, even when a plurality of (six) bottles 100 are packed, the data of each RF tag 1 is read by the reader / writer and is effectively used as the RF tag. I know it works.
  • the reading rate by the reader / writer is 35% at the upper limit, and the reading distance can be read only within the range of about 3 cm. It was. From this, it can be seen that the conventional RF tag cannot function as an RF tag in a state where a plurality of (six) bottles 100 are packed. Therefore, for example, even when a plurality of, large, and many types of containers are managed and shipping processing is performed, by using the RF tag 1 of this embodiment, product management mistakes can be greatly reduced, and delivery Product management at the time becomes extremely easy, and the working time can be shortened and the value of the product (brand) can be improved.
  • the auxiliary antenna 20 that is laminated and disposed on the inlay 10 in an insulating state is formed in a rectangular planar shape, and the planar auxiliary is provided.
  • the outer shape / size of the antenna 20 is set to a predetermined size corresponding to the communication frequency band of the inlay 10. That is, the length of the long side of the rectangular surface constituting the auxiliary antenna 20 is set to be approximately 1 ⁇ 4 of the wavelength of the radio frequency of the inlay 10 and one long side of the rectangular long side is set.
  • the auxiliary antenna 20 By designing the auxiliary antenna 20 in this way, the communication characteristics of the inlay 10 can be adjusted in accordance with the communication frequency of the inlay 10 on which the auxiliary antenna 20 is laminated, and the communication characteristics of the inlay 10 are matched to the frequency band. Can be set and adjusted to the optimum state. Therefore, for example, by setting the outer shape and area of the auxiliary antenna 20 according to the type and communication characteristics of the inlay 10, it is possible to obtain the optimal communication characteristics for the inlay 10 and the communication distance to the reader / writer. Can be lengthened. Further, it becomes possible to cope with different communication frequencies only by exchanging the auxiliary antenna 20, and the versatility and expandability as an RF tag can be improved.
  • the RF tag 1 suitable for each region can be attached to the auxiliary antenna 20, for example, in the United States and other countries using a frequency different from that of Japan. It becomes possible to respond by setting and changing. Accordingly, when the communication frequency is different due to different IC chips 11 and antennas 12 constituting the inlay 10, or inlays 10 having the same IC chip 11 and antenna 12 configuration, for example, in countries where the usable communication frequency bands are different. Even when used in a region, it is possible to cope with the problem by changing / adjusting the auxiliary antenna 20, and the versatility and expandability as an RF tag can be significantly improved.
  • FIGS. 8A and 8B are external views showing an RF tag according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a perspective view of the RF tag in a completed state
  • FIG. 8B is a surface layer, an inlay, and an auxiliary antenna constituting the RF tag.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the base material in an exploded state.
  • the RF tag 1 according to the present embodiment is formed by laminating an inlay 10 and a planar auxiliary antenna 20 that constitute an RF tag that performs wireless communication, similarly to the RF tag 1 according to the first embodiment.
  • the RF tag 1 is configured by being covered and protected by the surface layer 40 in a state where the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are mounted on the surface of the substrate 50.
  • the RF tag 1 according to the present embodiment is formed on a curved surface portion of a metal article having a gently curved shape, such as a heater having a metal container made of aluminum or a metal housing, as shown in FIG. It can be used by sticking.
  • the RF tag 1 includes an inlay 10 including an IC chip 11 and an antenna 12, and the inlay 10 stacked in an insulated state.
  • a surface layer 40 serving as a cover that covers the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 that are mounted and stacked on each other.
  • the auxiliary antenna 20 is formed in a predetermined shape and size corresponding to the communication frequency of the inlay 10, and the auxiliary antenna 20 has a certain flexibility.
  • the base material 50 having flexibility and flexibility and a predetermined relative dielectric constant, they are laminated at a predetermined position with respect to the inlay 10.
  • the inlay 10 includes an IC chip 11 and an antenna 12 that is electrically connected and connected to the IC chip 11, and the IC chip 11 and the antenna 12 are formed of a base material. After mounting and forming on one sealing film 13 made of, for example, PET resin, the other sealing film 13 is overlapped and sandwiched between the two sealing films 13 Sealed and protected in a state. Also in this embodiment, as in the first embodiment, the rectangular inlay 10 is used in which the IC chip 11 and the antenna 12 extending on both sides of the IC chip 11 are sandwiched and sealed with the rectangular sealing film 13.
  • the communication frequency band used in the inlay 10 is the 920 MHz band (915-930 MHz: 15 MHz width) belonging to the so-called UHF band in the RF tag 1 of the present embodiment. It is said.
  • the frequency band used in the RF tag includes, for example, several bands such as a band of 135 kHz or less, a 13.56 MHz band, an 860 M to 960 MHz band belonging to the UHF band, and a 2.45 GHz band.
  • the communication distance that enables wireless communication varies depending on the frequency band used, and the optimum antenna length and the wiring pattern vary depending on the frequency band.
  • the inlay 10 can be reduced in size, and the auxiliary antenna 20 described later is formed in a predetermined size, so that the UHF band in which the wavelength is short and the antenna can be reduced is targeted.
  • the 920 MHz band good communication characteristics are obtained in the 920 MHz band.
  • the technical idea according to the present invention can be applied to frequency bands other than the 920 MHz band and the UHF band.
  • the auxiliary antenna 20 functions as an extra antenna for improving / adjusting the communication characteristics of the inlay 10, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b).
  • the inlay 10 is made of a sheet-like conductive member that is laminated on one side of the inlay 10 and is insulated from the inlay 10 that is resin-sealed by the sealing film 13.
  • FIG. 9 shows a plan view of the auxiliary antenna according to the present embodiment.
  • FIG. 9A shows a state in which the inlay 10 is laminated on the auxiliary antenna 20, and
  • FIGS. 9B and 9C show the auxiliary antenna.
  • the dimensional relationship of the long side is shown.
  • the auxiliary antenna 20 is formed in a rectangular shape and a planar shape whose long side and short side are longer than the long side and short side of the inlay 10 and slightly larger than the inlay 10. It is like that.
  • the auxiliary antenna 20 has a pair of rectangular short sides and a long side adjacent to the pair of short sides, so that the length of the wavelength of the radio frequency of the inlay 10 is approximately 1 ⁇ 2. It is formed. In addition, a central portion of one long side of the rectangular long side is formed in a concave shape having a predetermined width and depth at which the IC chip 11 of the inlay 10 can be disposed, which opens to the edge of the long side. A (center) notch portion 21 is formed. Further, on one or the other long side of the rectangular long side, a pair of (left and right) cutout portions 23a and 23b that open to the edge of the long side are provided on both sides of the (center) cutout portion 21 inserted. Is formed.
  • matching is achieved by setting the length of the long side of the auxiliary antenna 20 to 1/2, 1/4, and 1/8 of the wavelength of the communication radio wave according to the principle of the patch antenna. be able to.
  • the overall size (length) of the RF tag 1 is substantially defined by the length of the auxiliary antenna 20. For example, if the length of the auxiliary antenna 20 is 1 ⁇ 2 wavelength, the RF tag 1 The overall size (length) is approximately 1 ⁇ 2 wavelength or slightly longer (longer). In this respect, it is not preferable that the total length of the tag is too long (too large) due to the nature of the RF tag that is required to be downsized.
  • the length of the adjacent short side, long side, and short side of the auxiliary antenna 20 is set to a length that is approximately half the wavelength of the radio frequency of the inlay 10, and one or the other.
  • a pair of left and right (left and right) cutout portions 23a and 23b are formed on the long side.
  • the auxiliary antenna 20 is formed so that the length of the three sides including the short side adjacent to the long side is about 163.0 mm.
  • the (left and right) cutouts 23a and 23b may be formed to have a size that exposes a part of the antenna 12 of the inlay 10, and the width and depth thereof are predetermined according to the inlay 10 to be used. The range can be set and adjusted.
  • the planar auxiliary antenna 20 when the planar auxiliary antenna 20 is stacked on the inlay 10, if the auxiliary antenna 20 overlaps the IC chip 11 of the inlay 10, the conductive that forms the auxiliary antenna 20 is formed.
  • the communication characteristics of the IC chip 11 are impaired by the conductive member. That is, a loop circuit is formed in the vicinity of the IC chip 11 of the inlay 10 (the loop portion 11a).
  • the loop portion 11a has a purpose of matching impedance and performs communication using a magnetic field component. It is necessary to prevent this magnetic field component from being obstructed by the conductor of the auxiliary antenna 20. Therefore, when the auxiliary antenna 20 is stacked on the inlay 10, the (center) notch portion 21 is formed so that the conductive member of the auxiliary antenna 20 does not exist in the portion where the IC chip 11 is located. Yes.
  • This (center) notch portion 21 is formed at substantially the center of one long side of the auxiliary antenna 20 so that the IC chip 11 of the inlay 10 does not overlap the conductor portion of the auxiliary antenna 20 and the loop of the inlay 10
  • the conductor portion of the auxiliary antenna 20 does not overlap a part (or all) of the portion 11a.
  • the effective area of the loop part 11a of the inlay 10 can be adjusted (changed) by setting the width (frontage) and depth (depth) of this (center) notch part 21 to an appropriate one. Impedance matching of the loop portion 11a can be achieved.
  • the size (width and depth) of the (center) notch portion 21 may be at least large enough to overlap the IC chip 11 of the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 does not exist.
  • impedance matching can be achieved according to the radio frequency of the IC chip 11, the material of the base material 50 described later, the influence from the article to which the RF tag 1 is attached, and the like. become able to.
  • the (center) notch portion 21 has a size that allows at least the IC chip 11 to be arranged, and its width and depth can be adjusted and changed as appropriate within the range of the size of the auxiliary antenna 20. If it is good.
  • Such (center) cutout portion 21 and (left and right) cutout portions 23a and 23b may be formed on any one of the long sides of the auxiliary antenna 20, and FIGS. 9B and 9C. As shown in FIG. 9, three notches 21, 23a, and 23b can be formed on the same long side of the auxiliary antenna 20 (see FIG. 9B), and (center) the notch 21 and , (Left and right) cutouts 23a and 23b can be formed on different long sides (see FIG. 9C).
  • the structure of the PET layer sandwiched between the auxiliary antenna 20 that is a conductor and the antenna 12 of the inlay 10 produces a wavelength shortening effect as in the case of the first embodiment.
  • the apparent wavelength is shortened by using this PET layer.
  • the relative dielectric constant of PET is about “4”.
  • the length of the long side of the auxiliary antenna 20 in this embodiment and the length of the three adjacent short sides are also approximate values, and it is sufficient that the value is approximately ⁇ / 2.
  • the length may vary depending on the change in communication characteristics depending on the material and dielectric constant of the base material 50, the usage environment and usage mode of the tag. Therefore, for example, the auxiliary antenna 20 can be formed to have a long side length of 82 mm, a short side length of 25 mm, and a long side and three adjacent short sides of 132 mm in length.
  • the notches 21, 23a, 23b formed in the auxiliary antenna 20 are set based on the dimensions of the inlay 10 to be used, like the notches 21 in the first embodiment.
  • the width and depth are such that the conductive member of the auxiliary antenna 20 does not overlap the portion of the IC chip 11 of the inlay 10.
  • the width of the (center) notch portion 21 is based on the width of the loop portion 11a of the IC chip 11 of the inlay 10, and the conductor of the auxiliary antenna 20 is connected to the IC chip 11 and the loop portion 11a. It is formed in such a size that it does not overlap with the IC chip 11 but does not overlap with the IC chip 11 and overlaps a part of the periphery of the loop portion 11a.
  • the width of the notch portion 21 is set to a length in the range of about 8 to 10 mm (for example, 9 mm described above).
  • the depth of the (center) notch portion 21 is set based on the width of the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 (length in the short direction) and the position of the upper portion of the loop portion 11a, and at least an IC chip. 11 so that the antenna conductor does not overlap.
  • the width of the inlay 10 is about 10 to 15 mm
  • the depth of the (center) notch 21 is set to a length in the range of about 15 to 20 mm.
  • the width and depth of the (left and right) cutout portions 23a and 23b can be set within a predetermined range, and the width is about 8 to 10 mm (for example, 6 mm) almost the same as the (center) cutout portion 21.
  • the depth can be in the range of about 15-20 mm.
  • the auxiliary antenna 20 can be formed in a mesh shape or the like, the function as an antenna is not impaired by the skin effect, and the auxiliary antenna 20 It is possible to reduce the area of the entire conductor portion.
  • the base material 50 is a member functioning as a dielectric constant adjusting layer for the mounted inlay 10 as well as a base material layer on which the above-described laminated inlay 10 and auxiliary antenna 20 are mounted.
  • the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are formed in a band shape that is slightly larger than the outer shape of the stacked inlay 10 and the auxiliary antenna 20 so that the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 can be mounted and stacked without protruding.
  • this base material 50 has fixed flexibility and softness
  • the auxiliary antenna 20 and the inlay 10 are laminated on one surface side (the upper surface side in FIG. 8) of the substrate 50. Then, one surface (upper surface) of the base material 50 on which the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are mounted and laminated is covered and coated with a surface layer 40 serving as a cover member. As a result, the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are sealed while being sandwiched between the base material 50 and the surface layer 40 in a stacked state, and are protected from the outside.
  • the surface layer 40 is a sheet-like member that is adhered and adhered to one surface of the base material 50 on which the inlay 10 and the auxiliary antenna 20 are mounted.
  • the other surface side (the lower surface side in FIG. 8) of the base material 50 is provided with an adhesive material made of double-sided tape (adhesive tape) or the like, although not particularly shown. It is affixed to the surface of a metal article. Thereby, the RF tag 1 is placed and fixed on the surface of the metal article so that the base material 50 is stuck to the surface to be attached via the adhesive material and is not easily peeled off.
  • FIG. 10 shows a state in which the RF tag 1 according to the present embodiment is disposed and attached in a surface contact state along a curved surface portion of a metal article 200 having a gently curved shape.
  • the base material 50 as described above is formed so as to have a predetermined dielectric constant that adjusts the communication characteristics of the inlay 10 laminated together with the auxiliary antenna 20.
  • it functions as a dielectric constant adjusting layer for the inlay 10 mounted and laminated.
  • the base material 50 can be formed as a dielectric constant adjusting layer having a relative dielectric constant suitable for communication specification of the inlay 10 by being formed with a predetermined thickness by a predetermined member.
  • an appropriate material and thickness are selected as the base material 50 in consideration of various conditions such as the type and communication characteristics of the inlay 10 to be used, the article using the RF tag 1, the use environment, and the use frequency band. By selecting and exchanging only the material 50, it becomes possible to use the RF tag 1 for different articles or to correspond to different communication frequencies.
  • the base material 50 has a relative dielectric constant of 1.6 or more and 2.0 or less, and more preferably 1.5 or more and 1.9 or less. Moreover, as thickness of the base material 50, they are 1.5 mm or more and 2.5 mm or less, More preferably, they are 1.6 mm or more and 2.4 mm or less. Generally, when the relative dielectric constant of the member constituting the substrate 50 is increased, the hardness of the member is increased and the flexibility and flexibility tend to be decreased. Moreover, even if the thickness of the base material 50 is increased, the flexibility and flexibility are similarly deteriorated.
  • the base material 50 when the base material 50 is attached to a curved surface portion of a metal article 200 having a curved shape, such as a heater having an aluminum metal container or a metal housing, the base material 50 is deformed along the curved surface. It becomes difficult to curve, and the edge of the base material floats or the base material itself is bent, making it impossible to make surface contact with the curved surface.
  • the relative dielectric constant of the base material 50 is too low or the thickness is too small, the influence from the metal to be attached cannot be avoided, and the base material 50 functions as a dielectric constant adjusting layer for the inlay 10. Therefore, it is difficult to improve the communication characteristics of the RF tag 1.
  • the relative permittivity is set as an optimal range in which the influence of the metal can be avoided and the communication characteristics of the RF tag 1 can be improved while ensuring the flexibility and flexibility of the base material 50.
  • the base material 50 is formed.
  • the base material 50 By forming the base material 50 so as to have a relative dielectric constant and thickness in such a range, the base material 50 can be provided with a certain degree of flexibility and flexibility, and can be made of an aluminum metal container or metal It becomes possible to attach and affix in a surface contact state to a curved surface portion of a metal article 200 such as a heater provided with a housing (see FIG. 10). In addition, since the base material 50 has a relative dielectric constant and thickness in this range, the base material 50 can avoid and absorb the influence from the metal to which the RF tag 1 is attached. As a result, a good communication distance as described later can be obtained (see FIG. 11).
  • the attachment target of the RF tag 1 of the present embodiment is a metal article 200 such as a metal container or a metal housing, and the inside is hollow. Due to such a hollow cylindrical shape, an electric circuit passing through the inside of the metal article is formed, and since the cross section of the electric circuit is enlarged, the impedance is reduced, and the metal of the RF tag 1 disposed on the surface of the article is reduced. The effect is low compared to non-hollow (solid) metals. In the case of a non-hollow (solid) metal, for example, a metal rod-like member or a metal object having a thickness of several centimeters or more, the impedance reduction does not occur as in the hollow cylindrical member as described above.
  • the relative dielectric constant provided as the dielectric constant adjusting layer is required to be 2 to 3 or more.
  • a member having such a relative dielectric constant generally has high hardness, and when a base material is formed from such a member, there is no flexibility and flexibility, and it is difficult to form a thin base material. It becomes.
  • a base material that can ensure the communication characteristics of the RF tag 1 in a good state by specializing in hollow metal hollow members such as metal containers and metal housings as attachment targets. 50 the base material 50 having the above-mentioned specific dielectric constant and thickness is employed.
  • good communication can be performed in the range of 4.5 m or more and 5.0 m or less (see FIG. 11), and the RF tag 1 has the surface of the metal article 200 because the base material 50 is bent in a curved shape. It becomes possible to dispose and stick to the surface contact state (see FIG. 10).
  • a cross-linked polyolefin foam such as foamed polyethylene or foamed polypropylene can be formed.
  • the base material 50 can also be comprised by the single strip
  • the RF tag 1 according to the present embodiment can obtain a communication distance of approximately 4.5 m to 5.0 m with a peak at 920 MHz.
  • the auxiliary antenna 20 that is laminated and disposed on the inlay 10 in an insulating state is formed in a rectangular planar shape, and the planar auxiliary is provided.
  • the outer shape / size of the antenna 20 is set to a predetermined size corresponding to the communication frequency band of the inlay 10. That is, a pair of opposing short sides of the rectangular surface constituting the auxiliary antenna 20 and one long side adjacent to the pair of short sides are set to be approximately 1 ⁇ 2 of the wavelength of the radio frequency of the inlay 10.
  • the long side of the rectangular long side is set to a concave (center) notch portion 21 having a predetermined width and depth opening at the central portion of the long side, and one or the other A pair of (left and right) cutout portions 23a and 23b are formed on both sides of the long side where the (center) cutout portion 21 is inserted.
  • the base member 50 constituting the RF tag 1 used by being attached to a metal has a predetermined flexibility and flexibility and a predetermined relative dielectric.
  • a curvature By forming so as to have a curvature, it is possible to obtain a good communication characteristic by arranging and sticking the metal article 200 having a curved surface having a predetermined curvature along the curved surface. .
  • communication is performed in a long and wide range at a specific communication frequency (920 MHz band) without requiring a large and excessive cover, case, holder or the like.
  • Even if the attachment location is a curved surface, it can be attached in a surface contact state without causing peeling or dropping. Therefore, it is possible to realize an RF tag suitable for being attached to the curved surface portion of the surface of a metal article that constitutes a metal casing such as an aluminum metal container or a heater.
  • RF tag which concerns on this invention is not limited only to embodiment mentioned above, Various in the range of this invention It goes without saying that changes can be made.
  • a beverage container is used, and in the second embodiment, a metal housing such as an aluminum metal container or a heater is taken as an example.
  • articles and objects that can use the RF tag of the present invention include whiskey, wine, high-grade liquor bottles such as sake, beverage containers, or aluminum metal containers and heaters. It is not limited to.
  • the RF tag according to the present invention is applied to any article / object as long as it is an article / object in which an RF tag is used and predetermined information / data is read / written via a reader / writer. can do.
  • the RF tag according to the second embodiment is preferably a metal article / object having a curved surface having a predetermined curvature, for example, other than a metal housing such as an aluminum metal container or a heater. Then, it can be suitably used for metal tableware, cooking utensils, furniture, furniture, automobiles and the like.
  • the present invention is used by being attached to an arbitrary article or object such as a beverage container, a can container, or a metal container, for example, a plastic bottle, a glass bottle, a can container, or a pouch used for filling a beverage or various liquids. It can be suitably used as an RF tag that is used by being laminated on the back surface of a label attached to the surface of the container.
  • the present invention also relates to a metal article having a curved surface having a predetermined curvature, which is used by being attached to an arbitrary article or object such as a metal casing such as an aluminum metal container or a heater. -It can utilize suitably as a metal corresponding

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Abstract

 ICチップ11とアンテナ12を備えたインレイ10と、インレイ10と絶縁状態で積層される面状の補助アンテナ20と、インレイ10及び補助アンテナ20が積層される基材50とを備え、補助アンテナ20が、長辺がインレイ10の電波周波数の波長の略1/4の長さの矩形状をなす面状に形成されるとともに、一方の長辺をインレイ10の電波周波数の波長の略1/8ずつの長さに二分割する切り欠き部21を有し、切り欠き部21が、一方の長辺の縁部に開口した、インレイ10のICチップ11が配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成された構成としてある。

Description

RFタグ
 本発明は、例えば飲料用途や各種液体を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶、缶容器やパウチ容器のような金属容器等の任意の物品に貼り付けられて使用されるRFタグに関する。
 また、本発明は、例えばアルミ製の容器や金属製の筐体を備えたヒーターのような金属容器,金属物品に貼り付けられて使用されるRFタグに関する。
 一般に、任意の物品や対象物に対して、当該物品や対象物に関する所定情報を読み書き可能に記憶したICチップを内蔵した所謂RFタグが広く使用されている。
 RFタグは、RFID(Radio Frequency Identification)タグ,ICタグ,非接触タグ等とも呼ばれ、ICチップと無線アンテナを備えた電子回路が樹脂フィルム等の基材によって封止・コーティングされた所謂インレイ(インレット)が、タグ(荷札)状に形成されてなる超小型の通信端末であり、読取・書込装置(リーダ・ライタ)によってタグ内のICチップに所定の情報が無線で読み取り/書き込み/読み書き(リードオンリー/ライトワンス/リード・ライト)されるようになっている。
 そして、このようなRFタグに所定の情報を書き込んで任意の物品,対象物等に取り付けることにより、RFタグに記録された情報がリーダ・ライタによりピックアップされ、タグに記録された情報を当該物品に関する所定情報として認識,出力,表示,更新等させることができる。
 このようなRFタグは、ICチップのメモリに数百ビット~数キロビットのデータが記録可能であり、物品等に関する情報としては十分な情報量を記録でき、また、読取・書込装置側とは非接触で通信が行えるため接点の磨耗や傷、汚れ等の心配もなく、さらに、タグ自体は無電源にすることができるため対象物に合わせた加工や小型化・薄型化が可能となる。
 そして、このようなRFタグを用いることで、タグを取り付ける物品に関する種々の情報、例えば当該物品の名称や識別記号,内容物,成分,管理者,使用者,使用状態,使用状況,日時などの種々の情報が記録可能となり、ラベル表面に印刷表示される文字やバーコード等では不可能であった多種多様な情報を、小型化・薄型化されたタグを物品に装着するだけで正確に読み書きすることが可能となる。
 ところで、このようなRFタグは、例えば液体等を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶に取り付けた場合、容器内の内容物(水分)の影響を受けやすく、また、缶容器やパウチ容器のような金属製の容器・物品に取り付けた場合には、金属の導電性の影響を受けてしまい、通信距離が変化したり正確な無線通信が行えなくなるといった問題があった。このため、通常の汎用されているRFタグをそのまま飲料用容器や金属製の物品に取り付けると、タグが誤動作したり、リーダ・ライタとの無線通信が行えないという問題が発生する。
 特に、UHF帯の高周波数帯を使用する電波方式のRFタグでは、135KHzや13.56MHz帯域を使用する電磁誘導方式の場合と比べて、通信距離は長くなる反面、水による吸収や金属による反射等によって通信特性が大きく損なわれやすいという問題があった。
 また、例えば日本では、電波法の改正により、RFタグについては、これまで使用されていたUHF帯の950MHz帯(950-958MHz:8MHz幅)から、920MHz帯(915-930MHz:15MHz幅)へ移行されることになり、利用可能な周波数帯が拡大されるようになった。
 このような移行後の920MHz帯を使用するRFタグにおいても、上述した金属の影響は避けられず、有効な対策が講じられることが強く望まれている。
 ここで、RFタグにおける通信特性を向上させる手段として、RFタグに備えられるアンテナを面状のパッチアンテナによって構成することが提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。
 RFタグの通信特性はアンテナサイズによる利得によって左右されることから、RFタグに備えられるアンテナを面状に形成してアンテナサイズを大きくすることで、通信距離を大きく確保して通信特性を向上させることが可能となる。
特開2009-081689号公報 特開2010-062941号公報
 しかしながら、特許文献1,2に開示されているような従来提案されている面状アンテナを備えるRFタグは、単にアンテナを面状に形成するというのみであり、RFタグの通信周波数特性に対する考慮がなされていなかった。
 このため、アンテナが面状に形成されるだけで、RFタグの通信周波数によっては通信特性が向上しないおそれがあった。
 例えば、特許文献1に記載されているのは、クレジットカードの表面に接着されるRFタグを対象としており、アンテナを含めたタグに割り当てられる面積自体が狭小であり、面状アンテナの大きさや形状をタグの通信周波数との関係で設計することは事実上不可能であった。また、クレジットカードに備えられるRFタグは、リーダ・ライタとの間での通信はほぼ接触状態に近い極めて短い距離で、しかも、タグとリーダ・ライタは一対一の関係で通信が行われるものであり、面状アンテナの大きさや形状をタグの通信周波数との関係で設計・調整すること自体が特に必要とされていなかった。
 同様に、特許文献2に記載されているのは、金属面の影響を低減するためにアンテナとして面状のパッチアンテナを採用するということだけであり、アンテナの大きさや形状がタグの通信周波数との関係で考慮されるようなことはなかった。
 このため、特許文献1,2に開示されているRFタグでは、アンテナが面状・パッチ状に形成されたとしても、タグの通信周波数によっては良好な通信特性が得られず、リーダ・ライタとの通信距離も短い距離しか確保できなかった。
 従って、例えば液体等を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶に取り付けた場合の容器内容物(水分)の影響や、金属製物品の導電性による影響を有効に回避することは困難であった。
 また、このように通信距離が短く、リーダ・ライタとの間で一対一の通信しか行えない特許文献1,2に記載されているようなRFタグでは、複数のRFタグをリーダ・ライタで一括して認識させるようなことは不可能であり、例えば複数物品のそれぞれにRFタグを貼付して一括してデータの読み取り等を行うことはできなかった。
 さらに、特許文献1,2で提案されているRFタグは、クレジットカードや鉄鋼製品,金型,製造機器などの平面部分に取り付けられることを前提としており、例えば湾曲形状の金属製容器や金属製筐体などの曲面部分に取り付けることへの考慮がなされていなかった。
 一般に、アルミ製の金属容器や金属製の筐体を備えたヒーターでは、緩やかな湾曲形状を備えており、その場合、RFタグを取り付ける取り付け面は一定の曲率を有する曲面となることも少なくない。従って、金属対応用の構成を採用する場合には、そのような曲面に対して確実に取り付けることができ、かつ、不用意に剥離・脱落等が発生しない取付構造が必要となるが、上述した特許文献1,2に開示されているRFタグでは、そのような曲面部分へ取り付けることに対する考慮がなされていなかった。
 本発明は、以上のような従来の技術が有する課題を解決するために提案されたものであり、RFタグの通信周波数に対応した面状のアンテナを形成することで、各通信周波数に応じた良好な通信特性を得ることができ、水分や金属の影響を有効に回避・低減することができ、複数のRFタグについても一括してデータの読み取りが可能となる、液体等を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶に好適なRFタグの提供を目的とする。
 また、本発明は、RFタグの通信周波数に対応した面状のアンテナを形成することで、各通信周波数に応じた良好な通信特性を得ることができ、金属の影響を有効に回避・低減することができるとともに、取付箇所が曲面の場合にも、剥離や脱落等を生じさせることなく確実に取り付けることができる、特にアルミ製の金属容器や金属製の筐体を備えたヒーター等の表面の曲面部分に取り付けるのに好適なRFタグの提供を目的とする。
 上記目的を達成するため、本発明のRFタグは、ICチップとアンテナを備えたインレイと、インレイと絶縁状態で積層される面状の補助アンテナと、インレイ及び補助アンテナが積層される基材と、を備え、補助アンテナが、長辺がインレイの電波周波数の波長の略1/4の長さの矩形状をなす面状に形成されるとともに、一方の長辺をインレイの電波周波数の波長の略1/8ずつの長さに二分割する切り欠き部を有し、切り欠き部が、一方の長辺の縁部に開口した、インレイのICチップが配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成された構成としてある。
 また、上記目的を達成するため、本発明のRFタグは、ICチップとアンテナを備えたインレイと、インレイと絶縁状態で積層される面状の補助アンテナと、積層されたインレイ及び補助アンテナが搭載される基材と、を備え、補助アンテナが、対向する一対の短辺及びこの一対の短辺と隣接する一つの長辺が、インレイの電波周波数の波長の略1/2の長さの矩形状に形成されるとともに、一方の長辺の中央部に、当該長辺の縁部に開口する、インレイのICチップが配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成された中央切り欠き部と、一方又は他方の長辺に、中央切り欠き部を挿んだ両側において、当該長辺の縁部に開口する一対の左右切り欠き部と、を備える構成としてある。
 本発明によれば、RFタグの通信周波数に対応した面状のアンテナを形成することで、各通信周波数に応じた良好な通信特性を得ることができる。
 これによって、水分や金属の影響を有効に回避・低減することができ、複数のRFタグについても一括してデータの読み取りが可能となり、複数の容器が一括して箱詰めされて搬送される液体等を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶,特にウイスキーやワイン、日本酒といった高級酒用のボトルなどに貼付されるラベル用タグに好適なRFタグを実現することができる。
 また、本発明によれば、RFタグの通信周波数に対応した面状のアンテナを形成することで、各通信周波数に応じた良好な通信特性を得ることができ、金属の影響を有効に回避・低減することができるとともに、取付箇所が曲面の場合にも、剥離や脱落等を生じさせることなく確実に取り付けることが可能となる。
 これによって、特にアルミ製の金属容器や金属製の筐体を備えたヒーター等の表面の曲面部分に取り付けるのに好適なRFタグを実現することができる。
本発明の第一実施形態に係るRFタグを示す、タグの基材として容器に貼付されるラベルを使用したRFタグの平面図であり、(a)はラベル裏面(貼付面)側から見た状態、(b)はラベル表面側から見た状態を示している。 図1に示すRFタグのインレイと補助アンテナ及び基材を分解した状態の斜視図であり、図1(a)に対応してラベル裏面(貼付面)側から見た状態を示している。 本発明の第一実施形態に係るRFタグのインレイと補助アンテナを示す平面図であり、(a)は補助アンテナをインレイに積層した状態を示しており、(b)は補助アンテナの長辺の寸法関係を示している。 本発明の第一実施形態に係る他の補助アンテナをメッシュ状に形成したRFタグを示す、インレイと補助アンテナ及び基材を分解した状態の斜視図であり、図1(a)に対応してラベル裏面(貼付面)側から見た状態を示している。 本発明の第一実施形態に係るRFタグを構成するラベルを表面(ボトル背面)に貼付した容器の外観図である。 本発明の第一実施形態に係るRFタグの通信距離及び通信範囲を示す説明図であり、(a)は本発明に係るRFタグ、(b)は従来のRFタグの場合である。 本発明の第一実施形態に係るRFタグを構成するラベルが貼付された容器が複数本(6本)同時に梱包・箱詰めされた状態の外観図である。 本発明の第二実施形態に係るRFタグを示す外観斜視図であり、(a)はRFタグの完成状態、(b)はRFタグを構成する表層,インレイ,補助アンテナ,基材を分解した状態を示している。 本発明の第二実施形態に係るRFタグの補助アンテナを示す平面図であり、(a)はインレイを補助アンテナに積層した状態を示しており、(b)及び(c)は補助アンテナの長辺及び短辺の寸法関係を示している。 本発明の第二実施形態に係るRFタグを対象物の表面(曲面)に貼付した状態の外観図である。 本発明の第二実施形態に係るRFタグの通信特性(通信可能範囲と周波数の関係)を示す折れ線グラフである。
 以下、本発明に係るRFタグの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
[第一実施形態]
 まず、本発明に係るRFタグの第一実施形態について、図1~7を参照して説明する。
 図1は、本発明の第一実施形態に係るRFタグ1を示す、タグの基材50として容器に貼付されるラベルを使用した形態の平面図であり、(a)はラベル裏面(貼付面)側から見た状態、(b)はラベル表面側から見た状態を示している。
 また、図2は、図1に示すRFタグ1のインレイ10と補助アンテナ20及び基材50を分解した状態の斜視図であり、図1(a)に対応してラベル裏面(貼付面)側から見た状態を示している。
 これらの図に示すように、本実施形態に係るRFタグ1は、無線通信を行うRFタグを構成するインレイ10に面状の補助アンテナ20が積層配置され、それらインレイ10,補助アンテナ20が基材50の表面に積層されてRFタグ1を構成するようになっている。
 具体的には、本実施形態に係るRFタグ1は、図2に示すように、ICチップ11とアンテナ12を備えたインレイ10と、インレイ10と絶縁状態で積層される面状の補助アンテナ20と、インレイ10及び補助アンテナ20が積層される基材50とを備えた構成となっている。
 そして、本実施形態に係るRFタグ1では、補助アンテナ20がインレイ10の通信周波数に対応して所定の形状・大きさに形成されるようになっており、その補助アンテナ20が基材50上においてインレイ10に対して所定位置に積層配置されるようになっている。
 以下、各部を詳細に説明する。
[インレイ]
 インレイ10は、図示しないリーダ・ライタ(読取・書込装置)との間で無線による所定の情報の読み取りや書き込み,読み書きが行われるRFタグを構成しており、例えばリードオンリー型,ライトワンス型,リード・ライト型等の種類がある。
 具体的には、インレイ10は、ICチップ11と、ICチップ11に電気的に導通・接続されたアンテナ12とを有し、これらICチップ11及びアンテナ12が、基材となる例えばPET樹脂等で形成された1枚の封止フィルム13上に搭載,形成された後、もう1枚の封止フィルム13が重ね合わされて、2枚の封止フィルム13によって挟持された状態で封止・保護されている。
 本実施形態では、ICチップ11とICチップ11の両側に伸びるアンテナ12を長方形状の封止フィルム13で挟持・封止した矩形状のインレイ10を用いている。
 ICチップ11は、メモリ等の半導体チップからなり、例えば数百ビット~数キロビットのデータが記録可能となっている。
 ICチップ11には、チップ周囲を囲むようにループ状の回路導体が接続されてループ部11aが形成されており、このループ部11aを経由して、ICチップ11の左右両側にアンテナ12が接続されている。
 そして、このアンテナ12及び後述する補助アンテナ20を介して図示しないリーダ・ライタとの間で無線通信による読み書き(データ呼び出し・登録・削除・更新など)が行われ、ICチップ11に記録されたデータが認識されるようになっている。
 ICチップ11に記録されるデータとしては、例えば、商品の識別コード、名称、重量、内容量、製造・販売者名、製造場所、製造年月日、使用期限等、任意のデータが記録可能であり、また、書換も可能である。
 アンテナ12は、基材となる1枚の封止フィルム13の表面に、例えば導電性インクや導電性を有するアルミ蒸着膜等の金属薄膜をエッチング加工等により所定の形状・大きさ(長さ,面積)に成形することで形成される。
 封止フィルム13は、例えばポリエチレン,ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリプロピレン,ポリイミド等の可撓性を有するフィルム材からなり、封止するICチップ11・アンテナ12が外部から視認可能な透明のPET樹脂等で構成されることが好ましい。また、封止フィルム13の片面側のフィルム表面には、基材や物品への貼り付けができるように粘着層・接着層を備えることができる。
 インレイ10で使用される通信周波数帯としては、本実施形態のRFタグ1では、所謂UHF帯に属する860M~960MHz帯を対象としている。
 一般にRFタグで使用される周波数帯としては、例えば、135kHz以下の帯域、13.56MHz帯、UHF帯に属する860M~960MHz帯、2.45GHz帯等の数種類の周波数帯がある。そして、使用される周波数帯によって無線通信が可能な通信距離が異なるとともに、周波数帯によって最適なアンテナ長などや配線パターンが異なってくる。
 本実施形態では、インレイ10が小型化でき、また、後述する補助アンテナ20を所定のサイズに形成する関係上、波長が短くアンテナが小型化できるUHF帯を対象とするようにしてあり、例えば953MHz帯や920MHz帯を対象としており、これらの周波数帯において良好な通信特性が得られるようにするものである。
 但し、インレイ10や補助アンテナ20の大きさの制約がなければ、本発明に係る技術思想自体は、UHF帯以外の周波数帯域についても適用できることは勿論である。
[補助アンテナ]
 補助アンテナ20は、上述したインレイ10の通信特性を向上・調整するためのエクストラアンテナとして機能するものであり、図2及び図3に示すように、インレイ10の片面側に積層配置される面状の導電性部材からなり、封止フィルム13によって樹脂封止されたインレイ10とは絶縁状態となっている。
 すなわち、インレイ10は、封止フィルム13によって全体が樹脂封止されており、導電性部材からなる補助アンテナ20とは物理的には絶縁状態となっている。そして、このような補助アンテナ20がインレイ10に直接積層されることで、補助アンテナ20とインレイ10のICチップ11は、封止フィルム13を介して対向配置されるようになり、所謂コンデンサカップリングによって電気的接続がなされるようになる。
 これによって、インレイ10には補助アンテナ20が縦方向(高さ方向)に積層されることで、インレイ10のアンテナ12と補助アンテナ20により二次元アンテナが構成され、補助アンテナ20が通信電波のブースターとして機能することになり、インレイ10の通信特性の調整・向上が図られることになる。
 補助アンテナ20は、例えばPET樹脂等の基材となるフィルムの表面に導電性インクや導電性を有するアルミ蒸着膜等の金属薄膜をエッチング加工等により所定の形状・大きさ(長さ,面積)に成形することで形成することができる。
 図3に本実施形態に係る補助アンテナの平面図を示してあり、同図(a)は補助アンテナをインレイに積層した状態を、また、同図(b)は補助アンテナの長辺の寸法関係を示している。
 同図に示すように、本実施形態では、補助アンテナ20は、短辺がインレイ10の短辺よりも長く、長辺がインレイ10の長辺よりやや短い矩形・面状に形成されるようになっている。
 そして、特に矩形の長辺がインレイ10の電波周波数の波長の略1/4の長さとなるように形成される。
 さらに、矩形長辺の一方の長辺には、当該長辺をインレイ10の電波周波数の波長の略1/8ずつの長さに二分割する切り欠き部21が形成されるようになっている。
 切り欠き部21は、補助アンテナ20の一方の長辺の縁部に開口した、インレイ10のICチップ11が配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成されている。
 まず、パッチアンテナの原理により、補助アンテナ20の長辺の長さは通信電波の波長の1/2,1/4,1/8とすることにより整合を取ることができる。一方、補助アンテナ20の長さによってRFタグ1の全体の大きさが規定されることになり、例えば1/2波長とした場合に、寸法が長くなり過ぎる(大き過ぎる)ことは小型化が要請されるRFタグの性質上好ましくない。
 そこで、本実施形態では、補助アンテナ20の長辺の長さを、インレイ10の電波周波数の波長の略1/4の長さとしてある。
 また、面状の補助アンテナ20がインレイ10に積層される場合に、インレイ10のICチップ11に補助アンテナ20が重なって位置すると、補助アンテナ20を形成する導電性部材によりICチップ11の通信特性が損なわれる。
 すなわち、インレイ10のICチップ11近傍にはループ回路が形成されており(ループ部11a)、このループ部11aは、インピーダンスの整合を図る目的があり、かつ、磁界成分での通信を行うために設けられており、この磁界成分を補助アンテナ20の導体により阻害しないようにする必要がある。
 そこで、補助アンテナ20をインレイ10に重ねて積層するにあたり、ICチップ11が位置する部分には補助アンテナ20の導電性部材が存在しないように、切り欠き部21を形成するようにしている。
 さらに、この切り欠き部21を形成するにあたり、補助アンテナ20の長辺の長さであるインレイ10の電波周波数の波長の略1/4の長さが、当該周波数の波長の略1/8の長さとなるように、切り欠き部21を、当該長辺をインレイ10の電波周波数の波長の略1/8ずつの長さに二分割する位置に形成するようにする。
 なお、切り欠き部21の大きさ(幅及び深さ)は、少なくともインレイ10のICチップ11に重ねて補助アンテナ20が存在しない大きさであれば良く、また、この切り欠き部21の幅及び深さを適宜調整することで、ICチップ11の電波周波数や後述する筐体50の材質、RFタグ1を取り付ける物品からの影響等に応じて、インピーダンス整合を図ることができるようになる。
 従って、切り欠き部21は、少なくともICチップ11が配置可能な大きさであって、その幅及び深さは補助アンテナ20の大きさの範囲内で適宜調整・変更することができるものであれば良い。
 より具体的には、例えばインレイ10の通信周波数が953MHzの場合には、λ≒314.8mm,λ/4≒78.7mm,λ/8≒39.4mmとなる。
 従って、補助アンテナ20は、長辺の長さが78.7mm前後となるように形成し、これによって切り欠き部21が形成される一方の長辺は、それぞれが39.4mm前後の長さに2分割されることになる。
 また、例えばインレイ10の通信周波数が920MHzの場合には、λ≒326.0mm,λ/4≒81.5mm,λ/8≒40.8mmとなる。
 従って、補助アンテナ20は、長辺の長さが81.5mm前後となるように形成し、これによって切り欠き部21が形成される一方の長辺は、それぞれが40.8mm前後の長さに2分割されることになる。
 なお、通常インレイは、アンテナ+基材となるPET層の2層(UHFタグ)あるいは、更にPET層の下にインピーダンス調整アンテナとして3層として構成されている。
 このため、本実施形態に係るインレイ10においても、導体である補助アンテナ20とインレイ10のアンテナ12に挟まれた、PET層との構造が波長短縮効果を生み、このPET層を利用することで、見かけの波長が短縮されることになる。PETの比誘電率はおよそ「4」である。
 このため、本実施形態における補助アンテナ20の長辺の長さもおよその値であり、略λ/4,略λ/8の値となっていれば十分であり、RFタグ1の筐体50の材質、タグの使用環境,使用態様等による通信特性の変化に応じて長さが前後することはある。
 また、補助アンテナ20に形成される切り欠き部21は、使用するインレイ10の寸法を基準にして設定されるようになっており、インレイ10のICチップ11の部分に補助アンテナ20の導電性部材が重ならないような幅及び深さに形成される。
 具体的には、まず切り欠き部21の幅については、インレイ10のICチップ11のループ部11aの幅を基準にしており、補助アンテナ20の導体が、ICチップ11及びループ部11aに重ならず、又はICチップ11には重ならずループ部11aの周縁の一部に重なるような大きさに形成する。例えばループ部11aの幅のサイズが15~18mm程度である場合には、切り欠き部21の幅は約10~20mmの範囲の長さとする。
 また、切り欠き部21の深さについては、インレイ10の幅(短手方向の長さ)と、ループ部11aの上部の位置を基準にして設定し、少なくともICチップ11にアンテナ導体が重ならないようにする。例えばインレイ10の幅が10~30mm程度である場合、切り欠き部21の深さは約5~20mmの範囲の長さとする。
 なお、インレイ10に対してデータの読み書きが行われる際に補助アンテナ20に流れる電流は、面状の補助アンテナ20の周縁部分にしか流れない(表皮効果)。
 そこで、補助アンテナ20は、上述した切り欠き部21を有する凹形状の周縁外形を有していれば、面状部分を例えばメッシュ(網目)状,格子状等に形成することができる。
 図4は、補助アンテナ20をメッシュ(網目)状に形成した形態を示す分解斜視図である。
 同図に示すように補助アンテナ20をメッシュ状等に形成することで、表皮効果によりアンテナとしての機能は損なわれず、かつ、補助アンテナ20の全体の導体部分の面積を少なくすることができ、補助アンテナ20を形成する導電性インク等の導体材料を節減でき、RFタグ1の更なる低コスト化を図ることができるようになる。
[基材]
 基材50は、上述したインレイ10及び補助アンテナ20が積層される台紙,基材となるシート状,フィルム状の部材である。
 本実施形態では、図1及び図5に示すように、基材50が、ボトル100などの飲料ボトル,飲料容器等の表面に貼付されるラベルシートからなり、インレイ10及び補助アンテナ20が、ラベルシートの飲料ボトル貼付面側に積層されるようになっている。
 図5は、本実施形態に係るRFタグ1を構成するラベルを表面(ボトル背面)に貼付したボトル100の外観図である。
 図1及び図5に示すように、基材50は、積層配置されるインレイ10及び補助アンテナ20を完全に覆い隠せるように、積層されたインレイ10及び補助アンテナ20の外形より一回り大きい矩形状に形成されたシート状に形成されている。
 そして、この基材50の一面側、具体的には、基材50を構成するラベルシートのボトル100の表面と対向する面(ボトル貼付面,ラベル裏面)側に、インレイ10と補助アンテナ20が積層配置されるようになっている。
 一方、基材50のもう一方の面(ラベル表面)側には、ボトル100に充填される内容物に関する所定の情報(内容物名,種類,産地,成分,国名,価格,バーコード等)が印刷等によって表示されるようになっている(図1(b)参照)。
 ここで、基材50は、例えば、紙や合成紙、ポリエチレン,ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリプロピレン,ポリイミド等の樹脂からなる可撓性を有するシート材,フィルム材によって形成することがでる。
 そして、このような基材50は、インレイ10と補助アンテナ20が配設されたラベル裏面側をボトル100の表面に接着剤等を介して貼付され、容易に剥離されないようにボトル100の表面に配置・固着される。
 これによって、基材50のラベル裏面に配設されたインレイ10及び補助アンテナ20は、基材50によって全体が覆われ、外部からの衝撃や環境変化等から保護されることになり、RFタグとして機能できるようになる。
 また、インレイ10と補助アンテナ20は、基材50によって隠された状態となるためボトル100の表面に露出せず、外部からはインレイ10と補助アンテナ20が配置されてラベルがRFタグ1を構成していることは分からないようになる。
 従って、RFタグ1の存在が分からなくなり、RFタグ1に対する剥離・破壊等が行われることも有効に防止できるようになる。
[通信特性]
 以上のような構成からなる本実施形態に係るRFタグ1の通信特性について、図6,図7を参照しつつ以下に説明する。
 図6は、本実施形態に係るRFタグ1の通信距離及び通信範囲を示す説明図であり、(a)は本発明に係るRFタグ、(b)は従来のRFタグの場合である。
 同図において、斜線(ハッチ)で示す範囲は、容器の表面に貼付したRFタグに記録されたデータをリーダ・ライタで読み取った場合の読み取り可能な距離と範囲(角度)を示しており、リーダ・ライタがラベル(RFタグ)の正面に対向する位置を0°として、リーダ・ライタとラベル(RFタグ)の対向位置を360°回転方向に回転させた場合の読み取り可能な距離と範囲(角度)を模式的に示したものである。
 なお、ここでは、RFタグ1は、通信周波数920MHz,出力27dBmのリーダ・ライタを使用した場合を示している。
 図6(a)に示す本実施形態に係るRFタグ1の場合には、ラベル(RFタグ1)の正面を0°として360°回転方向の全方向において、リーダ・ライタによりデータの読み取りが可能であることが分かる。
 また、リーダ・ライタでデータの読み取りが可能となる通信距離も、ラベル(RFタグ1)の正面側前方315°~45°の範囲では100cm以上の通信距離があり、ラベル(RFタグ1)の真横方向90°・270°から真後ろ方向180°の位置においても50cm以上の通信距離があることが分かる。
 さらに、通信距離が最も短くなるラベル(RFタグ1)の斜め後方135°の位置においても10cm前後の通信距離があり、容器の360°全周方向において、リーダ・ライタによる読み取りが可能であることが分かる。
 一方、図6(b)に示す従来のRFタグは、本実施形態に係る補助アンテナ20を備えないもので、この場合には、ラベル(RFタグ1)の正面前方の0°~45°の範囲でリーダ・ライタによるデータの読み取りが可能であるが、その範囲を除く45°~315°の範囲ではデータの読み取りが行えないことが分かる。
 また、通信距離も、リーダ・ライタによるデータ読み取り可能なラベル(RFタグ1)の正面前方の0°~45°の範囲において、10cm前後の通信距離が得られるのみであり、その他の範囲ではまったくデータの読み取りが行えないことが分かる。
 次に、以上のような本実施形態のRFタグ1と従来のRFタグとを比較するために、RFタグを貼付したボトル100を6本詰めの箱に梱包・収納させた状態で、リーダ・ライタによる読み取りを行った。
 また、図7は、本実施形態に係るRFタグ1(又は従来のRFタグ)を構成するラベルが貼付されたボトル100を複数本(6本)同時に箱詰め・梱包した状態の外観図である。
 同図に示すようなボトル100の箱詰め状態に対してリーダ・ライタによる読み取りを行ったところ、図6(a)で示した本実施形態に係るRFタグ1をそれぞれ貼付した箱詰めボトルでは、リーダ・ライタによる読み取り率は、通信距離50cmの範囲において読み取り率99.3%となり、箱内でのボトル100の向きを変えて複数回行ったところ、読み取り率は100%となった。
 このことから、本実施形態に係るRFタグ1では、ボトル100を複数本(6本)箱詰めにした状態においても、個々のRFタグ1のデータがリーダ・ライタによって読み取られてRFタグとして有効に機能することが分かる。
 一方、図6(b)で示した従来のRFタグを貼付した箱詰めボトルでは、リーダ・ライタによる読み取り率は35%が上限であり、かつ、通信距離も3cm程度の範囲においてしか読み取りが行えなかった。
 このことから、従来のRFタグでは、ボトル100を複数本(6本)箱詰めにした状態では、RFタグとしては機能し得ないことが分かる。
 従って、例えば複数・大量・多種類の容器を管理して出荷処理等を行う場合にも、本実施形態のRFタグ1を使用することにより、製品管理ミスを大幅に低減することができ、出庫時の製品管理が極めて容易となり、労働時間の短縮や商品(ブランド)の価値向上等を図ることができるようになる。
 以上説明したように、本発明の第一実施形態のRFタグ1によれば、インレイ10に絶縁状態で積層配置される補助アンテナ20が矩形の面状に形成されるとともに、その面状の補助アンテナ20の外形・大きさを、インレイ10の通信周波数帯域に対応させて、所定の大きさに設定してある。すなわち、補助アンテナ20を構成する矩形面の長辺の長さを、インレイ10の電波周波数の波長の略1/4の長さとなるように設定し、かつ、その矩形長辺の一方の長辺には、当該長辺をインレイ10の電波周波数の波長の略1/8ずつの長さに二分割する切り欠き部21を形成し、その切り欠き部21は、インレイ10のICチップ11が配置可能となるよう所定の幅と深さを有する凹形状に形成してある。
 このように補助アンテナ20を設計することで、補助アンテナ20を積層させるインレイ10の通信周波数に対応させて、インレイ10の通信特性を調整することができ、インレイ10の通信特性を周波数帯域に合わせて最適な状態に設定・調整することが可能となる。
 従って、例えばインレイ10の種類や通信特性に応じて、補助アンテナ20の外形・面積を設定することで、そのインレイ10に最適な通信特性を得ることができ、リーダ・ライタとの間の通信距離を長くすることができる。また、補助アンテナ20を交換するのみで異なる通信周波数に対応させることができるようになり、RFタグとしての汎用性や拡張性を向上させることもできるようになる。
 これにより、RFタグ1に使用するインレイ10を変更しても、各通信周波数に応じた良好な通信特性を得ることができ、十分な通信距離を確保でき、水分や金属の影響を有効に回避・低減することができる。また、長い通信距離が確保できることから、複数の物品にそれぞれRFタグ1を貼付した場合にも、複数のRFタグ1について一括してデータの読み取りが可能となる。
 従って、例えば複数の容器が一括して箱詰めされて搬送されるような場合にも、個々の容器に貼付されたRFタグ1をそれぞれ読み取ることが可能となり、内容物入り容器の出荷や輸出入における商品管理等に好適なRFタグを実現することができる。
 また、インレイ10の通信周波数に応じて補助アンテナ20を設定することにより、例えば現在日本と異なる周波数を用いている米国等の海外においても、各地域に適合したRFタグ1を、補助アンテナ20を設定・変更することにより対応することができるようになる。
 従って、インレイ10を構成するICチップ11やアンテナ12が異なることで通信周波数が異なる場合や、同一のICチップ11及びアンテナ12構成からなるインレイ10が、例えば使用可能な通信周波数帯域が異なる国や地域で使用される場合にも、補助アンテナ20を変更・調整することにより対応することができるようになり、RFタグとしての汎用性・拡張性を格段に向上させることができる。
[第二実施形態]
 次に、本発明に係るRFタグの第二実施形態について、図8~11を参照して説明する。
 図8は、本発明の第二実施形態に係るRFタグを示す外観図であり、(a)はRFタグの完成状態の斜視図、(b)はRFタグを構成する表層,インレイ,補助アンテナ,基材を分解した状態の斜視図を示している。
 同図に示すように、本実施形態に係るRFタグ1は、第一実施形態に係るRFタグ1と同様、無線通信を行うRFタグを構成するインレイ10と面状の補助アンテナ20とが積層状態で配置され、それらインレイ10,補助アンテナ20が基材50の表面に搭載された状態で、表層40により被覆・保護されてRFタグ1を構成するようになっている。
 そして、本実施形態に係るRFタグ1は、図10に示すような、例えばアルミ製の金属容器や金属製の筐体を備えたヒーター等、緩やかな湾曲形状を備えた金属物品の曲面部分に貼着して使用できるようになっている。
 具体的には、本実施形態に係るRFタグ1は、図8(a)及び(b)に示すように、ICチップ11とアンテナ12を備えたインレイ10と、インレイ10が絶縁状態で積層される面状の補助アンテナ20と、積層されたインレイ10及び補助アンテナ20が搭載される基材層となるとともに、搭載されたインレイ10に対する誘電率調整層として機能する基材50と、基材50に搭載・積層されたインレイ10及び補助アンテナ20を覆うカバーとなる表層40とを備えた構成となっている。
 そして、本実施形態に係るRFタグ1では、補助アンテナ20がインレイ10の通信周波数に対応して所定の形状・大きさに形成されるようになっており、その補助アンテナ20が、一定の柔軟性・可撓性と所定の比誘電率を備えた基材50上においてインレイ10に対して所定位置に積層配置されるようになっている。
 以下、各部を詳細に説明する。
[インレイ]
 インレイ10は、上述した第一実施形態で説明した通り、ICチップ11と、ICチップ11に電気的に導通・接続されたアンテナ12とを有し、これらICチップ11及びアンテナ12が、基材となる例えばPET樹脂等で形成された1枚の封止フィルム13上に搭載,形成された後、もう1枚の封止フィルム13が重ね合わされて、2枚の封止フィルム13によって挟持された状態で封止・保護されている。
 本実施形態においても、第一実施形態と同様、ICチップ11とICチップ11の両側に伸びるアンテナ12を長方形状の封止フィルム13で挟持・封止した矩形状のインレイ10を用いている。
 ここで、本実施形態のRFタグ1では、インレイ10で使用される通信周波数帯としては、本実施形態のRFタグ1では、所謂UHF帯に属する920MHz帯(915-930MHz:15MHz幅)を対象としている。
 第一実施形態においても説明した通り、RFタグで使用される周波数帯としては、例えば、135kHz以下の帯域、13.56MHz帯、UHF帯に属する860M~960MHz帯、2.45GHz帯等の数種類の周波数帯がある。そして、使用される周波数帯によって無線通信が可能な通信距離が異なるとともに、周波数帯によって最適なアンテナ長などや配線パターンが異なってくる。
 また、例えば日本では、電波法の改正により、RFタグについては、これまで使用されていた950MHz帯(950-958MHz:8MHz幅)から920MHz帯(915-930MHz:15MHz幅)へ移行されることになり、利用可能な周波数帯が拡大されるようになった。
 そこで、本実施形態では、インレイ10が小型化でき、また、後述する補助アンテナ20を所定のサイズに形成する関係上、波長が短くアンテナが小型化できるUHF帯を対象とするようにしてあり、具体的には920MHz帯を対象として、この920MHz帯において良好な通信特性が得られるようにしている。
 但し、インレイ10や補助アンテナ20の大きさの制約がなければ、本発明に係る技術思想自体は、920MHz帯、UHF帯以外の周波数帯域についても適用できることは勿論である。
[補助アンテナ]
 補助アンテナ20は、上述した第一実施形態で説明した通り、インレイ10の通信特性を向上・調整するためのエクストラアンテナとして機能するものであり、図8(a),(b)に示すように、インレイ10の片面側に積層配置される面状の導電性部材からなり、封止フィルム13によって樹脂封止されたインレイ10とは絶縁状態となっている。
 図9に本実施形態に係る補助アンテナの平面図を示してあり、同図(a)は補助アンテナ20にインレイ10を積層した状態を、また、同図(b),(c)は補助アンテナの長辺の寸法関係を示している。
 同図に示すように、本実施形態では、補助アンテナ20は、長辺及び短辺がインレイ10の長辺及び短辺よりも長い、インレイ10よりも一回り大きい矩形・面状に形成されるようになっている。
 そして、この補助アンテナ20は、特に矩形の対向する一対の短辺及びこの一対の短辺と隣接する一つの長辺が、インレイ10の電波周波数の波長の略1/2の長さとなるように形成される。
 また、矩形長辺の一方の長辺の中央部には、当該長辺の縁部に開口する、インレイ10のICチップ11が配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成された(中央)切り欠き部21が形成されるようになっている。
 さらに、矩形長辺の一方又は他方の長辺には、(中央)切り欠き部21を挿んだ両側において、当該長辺の縁部に開口する一対の(左右)切り欠き部23a,23bが形成されている。
 まず、第一実施形態において説明した通り、パッチアンテナの原理により、補助アンテナ20の長辺の長さは通信電波の波長の1/2,1/4,1/8とすることにより整合を取ることができる。
 そして、RFタグ1の全体の大きさ(長さ)は、補助アンテナ20の長さによってほぼ規定されることになり、例えば補助アンテナ20の長さを1/2波長とすれば、RFタグ1の全体の大きさ(長さ)もほぼ1/2波長かそれよりやや大きい(長い)ものとなる。
 この点、タグの全長が長くなり過ぎる(大き過ぎる)ことは小型化が要請されるRFタグの性質上好ましくない。
 そこで、本実施形態では、補助アンテナ20の隣接する短辺・長辺・短辺の3辺の長さを、インレイ10の電波周波数の波長の略1/2の長さとするとともに、一方又は他方の長辺に左右一対の(左右)切り欠き部23a,23bを形成するようにしてある。
 このような構成により、補助アンテナ20は、インレイ10の電波周波数の波長の略1/2の長さのアンテナの両端を折り曲げたのと同等となり、良好な通信特性が得られるようになる。
 具体的には、本実施形態が対象とするインレイ10の通信周波数920MHzの場合には、λ≒326.0mm,λ/2≒163.0mmとなる。従って、補助アンテナ20は、長辺と隣接する両短辺を合わせた3辺の長さが163.0mm前後となるように形成されることになる。
 なお、(左右)切り欠き部23a,23bは、インレイ10のアンテナ12の一部を露出させる大きさに形成されていればよく、その幅及び深さは、使用するインレイ10に合わせて所定の範囲に設定・調整することができる。
 また、第一実施形態において説明した通り、面状の補助アンテナ20がインレイ10に積層される場合に、インレイ10のICチップ11に補助アンテナ20が重なって位置すると、補助アンテナ20を形成する導電性部材によりICチップ11の通信特性が損なわれる。すなわち、インレイ10のICチップ11近傍にはループ回路が形成されており(ループ部11a)、このループ部11aは、インピーダンスの整合を図る目的があり、かつ、磁界成分での通信を行うために設けられており、この磁界成分を補助アンテナ20の導体により阻害しないようにする必要がある。
 そこで、補助アンテナ20をインレイ10に重ねて積層するにあたり、ICチップ11が位置する部分には補助アンテナ20の導電性部材が存在しないように、(中央)切り欠き部21を形成するようにしている。
 この(中央)切り欠き部21は、補助アンテナ20の一方の長辺のほぼ中央に形成され、インレイ10のICチップ11が補助アンテナ20の導体部分に重ならないようにし、かつ、インレイ10のループ部11aの一部(又は全部)に補助アンテナ20の導体部分が重ならないようになっている。
 そして、この(中央)切り欠き部21の幅(間口)と深さ(奥行き)を適切なものに設定することで、インレイ10のループ部11aの有効面積を調整(変更)することができ、ループ部11aのインピーダンス整合を図ることができる。
 なお、(中央)切り欠き部21の大きさ(幅及び深さ)は、少なくともインレイ10のICチップ11に重ねて補助アンテナ20が存在しない大きさであれば良く、また、この(中央)切り欠き部21の幅及び深さを適宜調整することで、ICチップ11の電波周波数や後述する基材50の材質、RFタグ1を取り付ける物品からの影響等に応じて、インピーダンス整合を図ることができるようになる。
 従って、(中央)切り欠き部21は、少なくともICチップ11が配置可能な大きさであって、その幅及び深さは補助アンテナ20の大きさの範囲内で適宜調整・変更することができるものであれば良い。
 そして、このような(中央)切り欠き部21と(左右)切り欠き部23a,23bは、補助アンテナ20のいずれかの長辺に形成されていればよく、図9(b),(c)に示すように、補助アンテナ20の同一の長辺側に3つの切り欠き部21,23a,23bを形成することもでき(図9(b)参照)、また、(中央)切り欠き部21と、(左右)切り欠き部23a,23bとを、それぞれ異なる長辺側に形成することもできる(図9(c)参照)。
 ここで、本実施形態に係るインレイ10においても、第一実施形態の場合と同様、導体である補助アンテナ20とインレイ10のアンテナ12に挟まれた、PET層との構造が波長短縮効果を生み、このPET層を利用することで、見かけの波長が短縮されることになる。PETの比誘電率はおよそ「4」である。
 このため、本実施形態における補助アンテナ20の長辺及び隣接する両短辺の3辺の長さもおよその値であり、略λ/2の値となっていれば十分であり、RFタグ1の基材50の材質や誘電率,タグの使用環境,使用態様等による通信特性の変化に応じて長さが前後することはある。
 従って、補助アンテナ20は、例えば長辺の長さを82mm、短辺の長さを25mm、長辺及び隣接する両短辺の3辺の長さを132mmの寸法に形成することができる。
 また、補助アンテナ20に形成される切り欠き部21,23a,23bは、第一実施形態における切り欠き部21と同様に、使用するインレイ10の寸法を基準にして設定されるようになっており、インレイ10のICチップ11の部分に補助アンテナ20の導電性部材が重ならないような幅及び深さに形成される。
 具体的には、まず(中央)切り欠き部21の幅については、インレイ10のICチップ11のループ部11aの幅を基準にしており、補助アンテナ20の導体が、ICチップ11及びループ部11aに重ならず、又はICチップ11には重ならずループ部11aの周縁の一部に重なるような大きさに形成する。例えばループ部11aの幅のサイズが10~15mm程度である場合には、切り欠き部21の幅は約8~10mmの範囲の長さ(例えば上記した9mm)とする。
 また、(中央)切り欠き部21の深さについては、インレイ10及び補助アンテナ20の幅(短手方向の長さ)と、ループ部11aの上部の位置を基準にして設定し、少なくともICチップ11にアンテナ導体が重ならないようにする。例えばインレイ10の幅が10~15mm程度である場合、(中央)切り欠き部21の深さは約15~20mmの範囲の長さとする。
 同様に、(左右)切り欠き部23a,23bの幅・深さは、所定の範囲に設定することができ、(中央)切り欠き部21とほぼ同様に、幅約8~10mm(例えば6mm),深さ約15~20mmの範囲とすることができる。
 なお、本実施形態においても、第一実施形態で説明したのと同様に、補助アンテナ20をメッシュ状等に形成することができ、表皮効果によりアンテナとしての機能は損なわれず、かつ、補助アンテナ20の全体の導体部分の面積を少なくすることができる。
[基材]
 基材50は、上述した積層されたインレイ10及び補助アンテナ20が搭載される基材層となるとともに、搭載されたインレイ10に対する誘電率調整層として機能する部材である。本実施形態では、インレイ10及び補助アンテナ20がはみ出さずに搭載・積層できるように、積層された状態のインレイ10及び補助アンテナ20の外形よりも一回り大きな帯状に形成されている。
 そして、この基材50が、一定の可撓性・柔軟性を有しており、図10に示すように、例えばアルミ製の金属容器や金属製の筐体を備えたヒーター等、緩やかな湾曲形状を備えた金属物品200の曲面部分に沿って面接触状態で配設・貼着できるようになっている。
 基材50の一面側(図8の上面側)には、補助アンテナ20及びインレイ10が積層配置される。そして、インレイ10・補助アンテナ20が搭載・積層された基材50の一面(上面)は、カバー部材となる表層40によって被覆・コーティングされる。これによって、インレイ10及び補助アンテナ20は、積層状態で基材50と表層40によって挟持された状態で封止され、外部から保護されるようになる。
 表層40は、インレイ10及び補助アンテナ20を搭載した基材50の一面に貼着・接着されるシート状部材であり、例えば、紙や合成紙、ポリエチレン,ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリプロピレン,ポリイミド等の樹脂からなる可撓性を有するシート材,フィルム材によって形成することがでる。
 一方、基材50のもう一方の面側(図8の下面側)には、特に図示しないが両面テープ(粘着テープ)等からなる粘着材が備えられ、粘着材の粘着力によって、取付対象となる金属物品の表面に貼着されるようになっている。これによって、RFタグ1は、基材50が取付対象の表面に粘着材を介して貼付されて、容易に剥離されないように金属物品の表面に配置・固着される。
 図10に、本実施形態に係るRFタグ1を緩やかな湾曲形状を備えた金属物品200の曲面部分に沿って面接触状態で配設・貼付した状態を示す。
 以上のような基材50は、本実施形態では、補助アンテナ20とともに積層されたインレイ10の通信特性を調整する所定の比誘電率を有するように形成されており、これによって、基材50に対して搭載・積層されたインレイ10に対する誘電率調整層として機能するようになっている。
 例えば、基材50は、所定の部材によって、所定の厚みで形成されることにより、インレイ10の通信特定に対して好適な比誘電率を有する誘電率調整層として形成することができる。
 これによって、使用するインレイ10の種類や通信特性,RFタグ1を使用する物品・使用環境・使用周波数帯域などの諸条件を考慮して、基材50として適切な材質と厚みを選定し、基材50のみを選択・交換することで、RFタグ1を異なる物品に使用したり、異なる通信周波数に対応させることが可能となる。
 ここで、基材50は、比誘電率としては、1.6以上2.0以下、より好ましくは、1.5以上1.9以下とする。
 また、基材50の厚みとしては、1.5mm以上2.5mm以下、より好ましくは、1.6mm以上2.4mm以下とする。
 一般に、基材50を構成する部材の比誘電率が高くなると、部材の硬度も高くなり、柔軟性・可撓性が低くなる傾向にある。また、基材50の厚みが大きくなっても、同様に柔軟性・可撓性が劣化する。その結果、基材50をアルミ製の金属容器や金属製の筐体を備えたヒーター等、湾曲形状を備えた金属物品200の曲面部分に取り付けた場合、基材50を曲面に沿って変形・湾曲させることが困難となり、基材縁部が浮いてしまったり、基材自体が折れ曲がってしまい、曲面に対して面接触させることができなくなる。
 一方、基材50の比誘電率が低過ぎたり、厚みが小さ過ぎると、取付対象となる金属からの影響を回避することができなくなり、基材50をインレイ10に対する誘電率調整層として機能させることができず、RFタグ1の通信特性を向上させることが困難となる。
 そこで、本実施形態では、基材50の柔軟性・可撓性を確保しつつ、金属の影響を回避してRFタグ1の通信特性を向上させることができる最適な範囲として、比誘電率が1.5以上2.0以下、より好ましくは、1.6以上1.9以下、厚みが1.5mm以上2.5mm以下、より好ましくは、1.6mm以上2.4mm以下となるように、基材50を形成するようにしてある。
 基材50をこのような範囲の比誘電率と厚みを有するように形成することで、基材50に一定の柔軟性・可撓性を付与することができ、アルミ製の金属容器や金属製の筐体を備えたヒーター等の金属物品200の曲面部分に対して、面接触状態で取付・貼着させることができるようになる(図10参照)。
 また、基材50がこの範囲の比誘電率・厚みを有することにより、RFタグ1の取付対象となる金属からの影響を基材50によって回避・吸収することができ、RFタグ1の通信特性として、後述するような良好な通信距離を得ることができるようになる(図11参照)。
 ここで、本実施形態のRFタグ1の取付対象は、金属容器・金属筐体等の金属物品200であり、内部が中空状となっている。このような中空筒状のために、金属物品内を経由した電路が構成されることになり、電路断面が大きくなるためにインピーダンスが小さくなり、物品の表面に配置されたRFタグ1に対する金属の影響は、非中空状(中実状)の金属と比較して低くなる。
 非中空(中実)の金属、例えば金属製の棒状部材や厚みが数cm以上の金属物体などの場合、上記のような中空筒状部材におけるようなインピーダンスの減少は発生せず、従って、RFタグ1の通信特性を確保するためには、誘電率調整層として備える比誘電率は2~3以上が必要となる。このような比誘電率を有する部材は、一般に硬度が高くなり、そのような部材により基材を形成すると、柔軟性・可撓性がなく、また、基材の厚みを薄く形成することも困難となる。
 また、アルミ製の金属容器やヒーター等の金属製の筐体は、一般に緩やかな曲面を備えており、そのような金属物品の表面は、通常、曲率が12.5以上(r=80mm以下)の曲面を備えている。
 そこで、本実施形態では、取付対象として金属容器や金属筐体などの中空状の金属製中空部材に特化することで、RFタグ1の通信特性を良好な状態に確保することができる基材50として、上記所定範囲の比誘電率と厚みを備えた基材50を採用するに至ったものである。
 このような基材50を採用することにより、920MHz帯の通信周波数が使用されるRFタグ1を、曲率12.5以上(r=80mm以下)の曲面を備えた金属容器・金属筐体に取り付けることで、4.5m以上5.0m以下の範囲で良好な通信が行えるようになり(図11参照)、かつ、RFタグ1は、基材50が湾曲状に撓んで、金属物品200の表面に面接触状態で配設・貼着できるようになる(図10参照)。
 以上のような本実施形態に係る基材50としては、例えば、発泡ポリエチレン,発泡ポリプロピレン等の架橋ポリオレフィン発泡体によって形成することがでる。
 また、基材50は、上記のような架橋ポリオレフィン発泡体により形成した単一の帯状部材によって構成することもでき、また、複数(例えば二層)の帯状部材を重ね合わせて一つの基材50を構成することもできる。
[通信特性]
 以上のような構成からなる本実施形態に係るRFタグ1の通信特性について、図11を参照しつつ説明する。
 図11は、本実施形態に係るRFタグ1を、アルミ製の金属容器や金属製の筐体を備えたヒーター等、湾曲形状を備えた金属物品200の曲面部分(曲率12.5以上(r=80mm以下))の表面に、曲面方向に沿って貼付して交信距離評価を行った結果を示している。
 同図から明らかなように、本実施形態に係るRFタグ1は、920MHzをピークとしてほぼ4.5m以上5.0m以下の通信距離が得られることが分かる。
 以上説明したように、本発明の第二実施形態のRFタグ1によれば、インレイ10に絶縁状態で積層配置される補助アンテナ20が矩形の面状に形成されるとともに、その面状の補助アンテナ20の外形・大きさを、インレイ10の通信周波数帯域に対応させて、所定の大きさに設定してある。すなわち、補助アンテナ20を構成する矩形面の対向する一対の短辺及びこの一対の短辺と隣接する一つの長辺を、インレイ10の電波周波数の波長の略1/2の長さとなるように設定し、かつ、その矩形長辺の一方の長辺には、当該長辺の中央部に開口する所定の幅と深さを有する凹形状の(中央)切り欠き部21と、一方又は他方の長辺に、(中央)切り欠き部21を挿んだ両側において、当該長辺の縁部に開口する一対の(左右)切り欠き部23a,23bを形成してある。
 このように補助アンテナ20を設計することで、補助アンテナ20を積層させるインレイ10の通信周波数に対応させて、インレイ10の通信特性を調整することができ、インレイ10の通信特性を周波数帯域に合わせて最適な状態に設定・調整することが可能となる。
 また、本実施形態のRFタグ1によれば、金属に取り付けられて使用されるRFタグ1を構成する基材50を、所定の柔軟性・可撓性を有し、かつ、所定の比誘電率を備えるように形成することで、所定の曲率を有する湾曲面を有する金属物品200に対して、その湾曲面に沿って配置・貼着させて、良好な通信特性を得ることが可能となる。
 これによって、金属物品200からの影響を回避しつつ、例えば大型で過剰なカバーやケース,ホルダー等を必要とすることなく、特定の通信周波数(920MHz帯)において、長く広い範囲で通信を行わせることができ、取付箇所が曲面であっても、剥離や脱落等が生じることなく面接触状態で取り付けることができるようになる。
 従って、特にアルミ製の金属容器やヒーター等の金属製の筐体を構成する金属物品の表面の曲面部分に取り付けるのに好適なRFタグを実現することができる。
 以上、本発明のRFタグ及び金属容器について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係るRFタグは、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
 例えば、本発明に係るRFタグを使用する物品として、上述した第一実施形態では飲料用容器を、また、第二実施形態ではアルミ製の金属容器やヒーター等の金属製の筐体を例にとって説明したが、本発明のRFタグを使用できる物品,対象物としては、ウイスキーやワイン、日本酒といった高級酒用のボトル,飲料用容器、あるいはアルミ製の金属容器やヒーター等の金属製の筐体に限定されるものではない。
 すなわち、RFタグが使用され、リーダ・ライタを介して所定の情報・データが読み書きされる物品,対象物であれば、どのような物品・対象物であっても本発明に係るRFタグを適用することができる。例えば、第二実施形態に係るRFタグでは、所定の曲率を有する曲面を備えた金属製の物品・対象物であることが好ましく、例えばアルミ製の金属容器やヒーター等の金属製の筐体以外では、金属製の食器,調理器具,家具,什器,自動車などに好適に用いることができる。
 本発明は、飲料用容器や缶容器,金属容器など任意の物品や対象物に取り付けられて使用される、例えば飲料用途や各種液体を充填して使用されるプラスチックボトルやガラス瓶、缶容器,パウチ容器の表面に貼付されるラベルの裏面に積層配置されて使用されるRFタグとして好適に利用することができる。
 また、本発明は、例えばアルミ製の金属容器やヒーター等の金属製の筐体など任意の物品や対象物に取り付けられて使用される、特に所定の曲率を有する曲面を備えた金属製の物品・対象物に取り付けられる金属対応型のRFタグとして好適に利用することができる。
 上記に本発明の実施形態及び/又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び/又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
 本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
 

Claims (10)

  1.  ICチップとアンテナを備えたインレイと、
     前記インレイと絶縁状態で積層される面状の補助アンテナと、
     前記インレイ及び補助アンテナが積層される基材と、を備え、
     前記補助アンテナが、
     長辺が前記インレイの電波周波数の波長の略1/4の長さの矩形状をなす面状に形成されるとともに、
     一方の長辺を前記インレイの電波周波数の波長の略1/8ずつの長さに二分割する切り欠き部を有し、
     前記切り欠き部が、
     前記一方の長辺の縁部に開口した、前記インレイのICチップが配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成されたことを特徴とするRFタグ。
  2.  前記インレイが、封止フィルムによって全体が樹脂封止され、
     前記補助アンテナが前記インレイの表面に直接積層されることで、前記補助アンテナと前記インレイとがコンデンサカップリングによって電気的に接続される請求項1記載のRFタグ。
  3.  前記補助アンテナが、前記切り欠き部を有する凹形状の周縁外形を有するとともに、周縁内側の面状部分がメッシュ状に形成された請求項1又は2記載のRFタグ。
  4.  前記基材が、
     飲料ボトルの表面に貼付されるラベルシートからなり、
     前記インレイ及び補助アンテナが、前記ラベルシートの飲料ボトル貼付面側に積層される請求項1乃至3のいずれか一項記載のRFタグ。
  5.  ICチップとアンテナを備えたインレイと、
     前記インレイと絶縁状態で積層される面状の補助アンテナと、
     積層された前記インレイ及び補助アンテナが搭載される基材と、を備え、
     前記補助アンテナが、
     対向する一対の短辺及びこの一対の短辺と隣接する一つの長辺が、前記インレイの電波周波数の波長の略1/2の長さの矩形状に形成されるとともに、
     一方の長辺の中央部に、当該長辺の縁部に開口する、前記インレイのICチップが配置可能な所定の幅と深さを有する凹形状に形成された中央切り欠き部と、
     一方又は他方の長辺に、前記中央切り欠き部を挿んだ両側において、当該長辺の縁部に開口する一対の左右切り欠き部と、を備えることを特徴とするRFタグ。
  6.  前記中央切り欠き部が、
     前記インレイのICチップを露出させるとともに、当該ICチップの周囲に形成されるループ回路の一部を覆う大きさに形成される請求項5記載のRFタグ。
  7.  前記一対の左右切り欠き部が、
     前記インレイのアンテナの一部を露出させる大きさに形成される請求項5又は6記載のRFタグ。
  8.  前記基材が、所定の曲率を有する曲面に面接触状態で貼着可能な可撓性を有してなる請求項5乃至7のいずれか一項記載のRFタグ。
  9.  前記曲面が、曲率12.5以上(r=80mm以下)である請求項8記載のRFタグ。
  10.  前記基材が、搭載されたインレイに対する誘電率調整層として機能し、金属面に貼着可能な請求項5乃至9のいずれか一項記載のRFタグ。
     
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016059285A1 (en) * 2014-10-14 2016-04-21 Confidex Oy Rfid transponder and rfid transponder web
JP2018207387A (ja) * 2017-06-08 2018-12-27 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Rfタグ

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP6809451B2 (ja) * 2015-04-21 2021-01-06 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Rfタグ
JP6673344B2 (ja) * 2015-04-22 2020-03-25 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Rfタグ
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
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
US20240062033A1 (en) * 2020-12-18 2024-02-22 Confidex Oy RFID tag

Citations (5)

* 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
JP2003256798A (ja) * 2001-12-28 2003-09-12 Dainippon Printing Co Ltd 非接触式データキャリア及びその製造方法
JP2009081689A (ja) 2007-09-26 2009-04-16 Toppan Printing Co Ltd 非接触icラベル
JP2010062941A (ja) 2008-09-04 2010-03-18 Omron Corp Rfidタグ、rfidシステム及びrfidタグ製造方法
WO2010038813A1 (ja) * 2008-09-30 2010-04-08 ニッタ株式会社 無線通信改善シート体、無線通信用icタグ、無線通信用icタグの製造方法、情報伝達媒体および無線通信システム

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6774470B2 (en) 2001-12-28 2004-08-10 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Non-contact data carrier and method of fabricating the same
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
US8743006B2 (en) * 2007-10-31 2014-06-03 Nitta Corporation Wireless communication-improving sheet member, wireless IC tag, antenna, and wireless communication system using the same
JP5113727B2 (ja) * 2008-11-20 2013-01-09 株式会社日立製作所 無線icタグ

Patent Citations (5)

* 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
JP2003256798A (ja) * 2001-12-28 2003-09-12 Dainippon Printing Co Ltd 非接触式データキャリア及びその製造方法
JP2009081689A (ja) 2007-09-26 2009-04-16 Toppan Printing Co Ltd 非接触icラベル
JP2010062941A (ja) 2008-09-04 2010-03-18 Omron Corp Rfidタグ、rfidシステム及びrfidタグ製造方法
WO2010038813A1 (ja) * 2008-09-30 2010-04-08 ニッタ株式会社 無線通信改善シート体、無線通信用icタグ、無線通信用icタグの製造方法、情報伝達媒体および無線通信システム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016059285A1 (en) * 2014-10-14 2016-04-21 Confidex Oy Rfid transponder and rfid transponder web
US9858521B2 (en) 2014-10-14 2018-01-02 Confidex Oy RFID transponder and RFID transponder web
JP2018207387A (ja) * 2017-06-08 2018-12-27 東洋製罐グループホールディングス株式会社 Rfタグ
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

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Publication number Publication date
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