WO2018056363A1 - Rfidタグ付き金属製キャップおよびそれを備える容器 - Google Patents

Rfidタグ付き金属製キャップおよびそれを備える容器 Download PDF

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加藤 登
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a metal cap provided with an RFID tag and a container whose opening is covered by the metal cap.
  • an RFID (Radio Frequency Identification Device) tag is provided on a cap that covers the opening of the container.
  • the cap described in Patent Document 1 is made of a plastic material, and an RFID tag is provided on the back side of the top plate portion.
  • the RFID tag provided inside the cap is connected to a communication device outside the cap. Communication can be performed.
  • the cap is made of a metal material, if the RFID tag is arranged inside the metal cap, the RFID tag cannot communicate with a communication device outside the cap.
  • an object of the present invention is to provide an RFID tag inside the metal cap so that it can communicate with a communication device outside the metal cap.
  • a metal cap comprising a cylindrical main body, a top plate formed at one end of the cylindrical main body, and an opening formed at the other end of the cylindrical main body; RFID tag provided on the metal cap, The RFID tag is An RFIC element provided in the metal cap; A loop antenna connected to the RFIC element, A metal that extends in a circumferential direction of the metal cap in a state where at least a part of the loop opening of the loop antenna is exposed from the opening edge of the opening of the metal cap to the outside of the metal cap.
  • a cap is provided.
  • a container with an opening A metal cap that includes a cylindrical main body, a top plate formed at one end of the cylindrical main body, and an opening formed at the other end of the cylindrical main body, and covers the opening of the container; , RFID tag provided on the metal cap, The RFID tag is An RFIC element provided in the metal cap; A loop antenna connected to the RFIC element, A container in which at least a part of a loop opening of the loop antenna extends in a circumferential direction of the metal cap in a state of being exposed to the outside of the metal cap from an opening edge of the opening portion of the metal cap. Is provided.
  • the RFID tag can execute communication with a communication device outside the metal cap.
  • the fragmentary sectional view of the container concerning one embodiment of the present invention
  • the perspective view of the metal cap which concerns on one embodiment of this invention Perspective view showing the inside of a metal cap Exploded view of metal cap
  • Perspective view showing the internal structure of the RFID tag power supply module
  • Sectional view showing the internal structure of the RFID tag power supply module RFID tag circuit diagram
  • the perspective view which shows a metal cap and a loop antenna part around the opening part of a metal cap The figure which shows magnetic field distribution generated around the loop antenna part shown in FIG.
  • FIG. 17 is an exploded view of the RFID tag including the loop antenna portion shown in FIG.
  • the metal cap with an RFID tag includes a cylindrical main body, a top plate formed at one end of the cylindrical main body, and an opening formed at the other end of the cylindrical main body.
  • the RFID tag can execute communication with a communication device outside the metal cap.
  • the loop antenna extends in the circumferential direction and is opposed to a first conductor portion that is entirely located outside the metal cap, with the loop opening being sandwiched between the first conductor portion. And a second conductor portion that extends in the circumferential direction and that at least partially overlaps the cylindrical main body portion of the metal cap.
  • the width of the second conductor part is preferably larger than the width of the first conductor part.
  • the loop antenna includes a first loop antenna having a first loop opening, and a second loop antenna having a second loop opening opposite to the first loop opening, wherein the first and first loop antennas
  • the first loop antenna and the second loop antenna may be connected in series so that current flows in the same direction when the two loop openings are opposed to each other. Thereby, the magnetic field which spreads more widely can be formed, As a result, the communicable range further expands.
  • the RFIC element and the loop antenna may be connected via a magnetic shield type inductor chip having an inductor covered with a magnetic material.
  • the RFID tag can obtain a desired resonance frequency.
  • the inductor chip is a magnetic shield type inductor chip, a current flows through the metal cap by the magnetic field from the inductor of the inductor chip, and the resonance frequency of the RFID tag is suppressed from being changed by the magnetic field generated by the current. .
  • a container according to another aspect of the present invention is a container having an opening, and is formed at a cylindrical main body, a top plate formed at one end of the cylindrical main body, and the other end of the cylindrical main body.
  • a metal cap that covers the opening of the container, and an RFID tag provided on the metal cap, and the RFID tag is provided in the metal cap;
  • the metal cap extends in the circumferential direction.
  • the RFID tag can perform communication with a communication device outside the metal cap. As a result, unauthorized opening of the container and forgery of its contents can be prevented.
  • the container may be a wine bottle, and the metal cap may be a cap seal.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a container according to an embodiment of the present invention.
  • the container 10 is a wine bottle (glass bottle) that contains wine, and includes a metal cap 12.
  • still wine is accommodated in the container 10, and the spout (opening) 10 b formed at the tip of the neck portion 10 a of the container 10 is closed by the cork stopper 14.
  • a metal cap 12 is fitted to the neck portion 10a of the container 10 so as to cover the spout 10b.
  • the metal cap 12 as in the present embodiment is called a cap seal or a foil seal.
  • FIG. 2 is a perspective view of the metal cap 12.
  • the metal cap 12 has a bottomed cylindrical shape, and includes a cylindrical main body portion 12a, a top plate portion 12b formed at one end of the cylindrical main body portion 12a, and a cylindrical main body portion 12a. And an opening 12c formed at the other end.
  • the direction H indicates the height direction of the metal cap 12
  • the direction D indicates the radial direction
  • the direction R indicates the circumferential direction.
  • FIG. 3 shows the inside of the metal cap 12. As shown in FIG. 3, an RFID (Radio Frequency Identification Device) tag 18 is provided inside the metal cap 12.
  • RFID Radio Frequency Identification Device
  • the RFID tag 18 is provided in a metal cap 12 that covers the spout 10b of the container 10 in order to prevent unauthorized opening in the container 10 and counterfeiting of its contents (wine in this embodiment). ing.
  • the RFID tag 18 is configured so that it can communicate with an external communication device (for example, an RFID tag reader / writer) even if it is disposed in the metal cap 12. Details of the configuration of the RFID tag 18 will be described.
  • the RFID tag 18 includes an antenna member 20 and a power supply module 22.
  • the antenna member 20 includes a cylindrical base portion 20 a disposed inside the cylindrical main body portion 12 a of the metal cap 12 with a part thereof exposed to the outside, and the top of the metal cap 12.
  • the power supply module support part 20b which is arrange
  • the three-dimensional shape of the RFID tag 18 as shown in FIG. 3 is formed in the process of manufacturing the metal cap 12. The manufacturing process of the metal cap 12 will be described.
  • FIG. 4 is a development view of the metal cap 12. That is, the sheet-like material of the metal cap 12 before being processed into a cap shape is shown.
  • the metal cap 12 is made of a metal sheet 16 such as plastic-coated aluminum or tin.
  • the metal sheet 16 includes a rectangular portion 16 a that is formed into a cylindrical shape and is processed into the cylindrical main body portion 12 a of the metal cap 12, and a circular portion 16 b that is processed into the top plate portion 12 b of the metal cap 12. .
  • the metal cap 12 shown in FIG. 2 made from the metal sheet 16 shown in FIG. 4 is fitted to the neck portion 10a of the container 10 so that the back side surface of the top plate portion 12b faces the spout 10b of the container 10. After that, the metal cap 12 is deformed so as to adhere to the neck portion 10a so as to follow the external shape of the neck portion 10a. For example, by twisting the cylindrical main body portion 12a of the metal cap 12 while pressing the top plate portion 12b of the metal cap 12 toward the neck portion 10a, the metal cap 12 is brought into close contact with the neck portion 10a and poured. The mouth 10b is sealed.
  • the RFID tag 18 is manufactured in the form of a sheet, as shown in FIG. 4, and is attached to one surface of the metal sheet 16 (the surface that becomes the inner surface of the metal cap 12). Yes. That is, the base portion 20a and the connecting portion 20c are attached to the rectangular portion 16a of the metal sheet 16, and the power supply module support portion 20b is attached to the circular portion 16b.
  • the base portion 20a of the antenna member 20 is formed into a cylindrical shape as shown in FIG. It arrange
  • the power supply module support portion 20 b and the connection portion 20 c of the antenna member 20 are also arranged inside the metal cap 12.
  • a part of the antenna member 20 base 20 a protrudes from the opening edge 12 d of the opening 12 c of the metal cap 12 to the outside of the metal cap 12. That is, as shown in FIG. 4, the base portion 20a is pasted on the rectangular portion 16a in a state where a part of the base portion 20a protrudes from the end 16c of the rectangular portion 16a of the metal sheet 16 (the end that becomes the opening edge 12d later) It has been. The reason will be described later.
  • FIG. 5 showing the antenna member 20 in the form of a sheet.
  • the antenna member 20 includes an antenna pattern 26 formed on or inside the base film 24.
  • the base film 24 is a flexible film made of a plastic material such as PET or an insulating material such as paper material.
  • the antenna pattern 26 is a conductor pattern formed on the base film 24 by a conductive material such as aluminum or copper.
  • the antenna pattern is also flexible.
  • the wiring part 26e which connects the other end of the part 26a and the connection terminal part 26c is provided.
  • the loop antenna portion 26 a of the antenna pattern 26 is provided on the base portion 20 a of the antenna member 20.
  • the loop antenna portion 26 a is also rectangular and includes a loop opening 26 f extending in the circumferential direction R of the metal cap 12.
  • the loop opening 26f is a part of the loop antenna portion 26a and extends in the circumferential direction R with a first conductor portion 26g extending in the circumferential direction R and spaced from the first conductor portion 26g. Between the second conductor portion 26h. In the case of this embodiment, the first conductor portion 26g and the second conductor portion 26h are substantially parallel.
  • the base film 24 of the antenna member 20 is attached to the metal sheet 16 so that the entire loop opening 26 f does not overlap the metal sheet 16.
  • the first conductor portion 26 g is a rectangular portion of the metal sheet 16 in order to arrange the entire loop opening 26 f outside the metal cap 12. There is no overlap with 16a. As a result, the entire first conductor portion 26 g is disposed outside the metal cap 12.
  • the second conductor portion 26h partially overlaps the rectangular portion 16a of the metal sheet 16. As a result, the second conductor portion 26 h partially overlaps the cylindrical main body portion 12 a of the metal cap 12.
  • the width W3 of the second conductor portion 26h (the dimension in the height direction H of the metal cap 12) is larger than the width W2 of the first conductor portion 26g. large.
  • the width W2 of the first conductor portion 26g is 0.5 mm, for example, and the width W3 of the second conductor portion 26h is 2.5 mm, for example.
  • the width W1 of the loop opening 26f is, for example, 1 mm.
  • the loop antenna unit 26a can be connected to an external communication device (for example, an RFID tag reader / writer). ) Can perform signal exchange.
  • an external communication device for example, an RFID tag reader / writer.
  • connection terminal portions 26 b and 26 c of the antenna pattern 26 are provided on the power supply module support portion 20 b of the antenna member 20.
  • the wiring portions 26 d and 26 e of the antenna pattern 26 are provided in the connecting portion 20 c of the antenna member 20.
  • the wiring portions 26d and 26e extend in parallel to each other from the loop antenna portion 26a toward the connection terminal portions 26b and 26c.
  • the wiring portions 26d and 26e are bent by approximately 90 degrees at the transition portion S between the connecting portion 20c of the antenna member 20 and the power feeding module support portion 20b. Therefore, the portions 26j and 26k of the wiring portions 26d and 26e bent at 90 degrees have higher stretchability than other portions as shown in FIG. 5 in order to suppress disconnection due to bending, for example, silver ( Ag) It is preferable to produce with paste.
  • the entire antenna pattern 26 may be made of silver paste.
  • FIG. 6 shows the power supply module 22 attached to the antenna member 20.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the internal structure of the power supply module 22
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the internal structure of the power supply module 22.
  • FIG. 9 is a circuit diagram of the RFID tag 18. 6 to 8, the X-axis direction indicates the longitudinal direction of the power supply module 22, the Y-axis direction indicates the width direction, and the Z-axis direction indicates the thickness direction.
  • the height direction H and the Z-axis direction of the metal cap 12 are the same direction.
  • the power supply module 22 includes a printed wiring board 30 on which a circuit is formed, and a resin block 32 that holds the printed wiring board 30.
  • the printed wiring board 30 is a rigid substrate such as an epoxy resin, and has a radio frequency (RF) IC element 34, capacitor chips 36 and 38, and an inductor chip 40 on its main surface 30 a. And are installed. Conductor patterns 42, 44, and 46 that electrically connect the RFIC element 34, the capacitor chips 36 and 38, and the inductor chip 40 are formed on the printed wiring board 30.
  • RF radio frequency
  • Conductor patterns 42, 44, and 46 that electrically connect the RFIC element 34, the capacitor chips 36 and 38, and the inductor chip 40 are formed on the printed wiring board 30.
  • the parallel circuit of the inductor and the capacitor shown in FIG. 9, that is, a resonance circuit is configured.
  • the RFIC element 34 can communicate with an external communication device (for example, a reader / writer of an RFID tag) at a predetermined frequency (resonance frequency) in the HF band, for example.
  • an external communication device for example, a reader / writer of an RFID tag
  • the RFIC element 34 receives a signal of a predetermined frequency via the antenna pattern 26 (the loop antenna unit 26a)
  • the information stored in the storage unit such as a memory therein is transmitted via the antenna pattern 26. Send to the outside.
  • the printed wiring board 30 is provided in the resin block 32 with a part thereof exposed to the outside. Specifically, the printed wiring board 30 is provided in the resin block 32 so as to cover the entire main surface 30a of the printed wiring board 30 and to expose the back surface 30b.
  • a conductor pattern 48 extending in the longitudinal direction (X-axis direction) of the power supply module 22 is formed on one surface 32 a of the resin block 32 from which the back surface 30 b of the printed wiring board 30 is exposed. 50 is formed.
  • One end of the conductor pattern 48 is connected to the conductor pattern 42 of the printed wiring board 30 via a conductor 52 that penetrates the printed wiring board 30 in the thickness direction (Z-axis direction).
  • One end of the conductor pattern 50 is connected to the conductor pattern 46 of the printed wiring board 30 via a conductor 54 that penetrates the printed wiring board 30 in the thickness direction.
  • the conductors 52 and 54 are, for example, interlayer connection conductors such as via-hole conductors and through-hole conductors.
  • the other end of the conductor pattern 48 is connected to an external connection terminal 58 formed on the other surface 32b of the resin block 32 through a metal pin 56 that penetrates the resin block 32 in the thickness direction (Z-axis direction). ing.
  • the other end of the conductor pattern 50 is connected to the external connection terminal 62 via a metal pin 60 that penetrates the resin block 32 in the thickness direction.
  • the external connection terminal 58 of the power feeding module 22 (resin block 32) is connected to the connection terminal portion 26c of the antenna member 20 (antenna pattern 26).
  • the external connection terminal 62 is connected to the connection terminal portion 26 b of the antenna member 20.
  • the RFID tag 18 is configured by connecting the antenna member 20 and the power supply module 22.
  • the RFID tag 18 having such a configuration can communicate with a communication device outside the metal cap 12, for example, an RFID tag reader / writer, even if the RFID tag 18 is arranged inside the metal cap 12.
  • the RFID tag 18 receives a signal from the RFID tag reader / writer by the loop antenna unit 26 a in which at least a part of the loop opening 26 f is exposed to the outside of the metal cap 12.
  • the loop antenna unit 26a receives a signal
  • a current flows through the antenna pattern 26, and the RFIC element 34 of the power feeding module 22 is driven.
  • the RFIC element 34 transmits information data stored in its internal storage unit to the RFID tag reader / writer via the loop antenna unit 26a.
  • the information transmitted by the RFID tag 18 is information relating to the contents of the container, and in the case of the present embodiment, information such as wine brand, year of manufacture, and distribution history.
  • a magnetic field for performing wireless communication is formed around the opening 12 c of the metal cap 12. The magnetic field will be described.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the periphery of the opening 12 c of the metal cap 12, and shows a part of the metal cap 12 and a part of the antenna pattern 26 of the antenna member 20 of the RFID tag 18.
  • the base film 24 of the antenna member 20 is omitted.
  • the first conductor portion 26 g in the loop antenna portion 26 a of the antenna pattern 26 is not in the cylindrical main body portion 12 a of the metal cap 12, and is entirely located outside the metal cap 12. To do.
  • the first conductor portion 26 g extends in the circumferential direction R of the metal cap 12 over substantially the entire circumference of the metal cap 12.
  • a part of the second conductor portion 26 h in the loop antenna portion 26 a of the antenna pattern 26 is located outside the metal cap 12, and the rest is located in the cylindrical main body portion 12 a of the metal cap 12.
  • the second conductor portion 26 h extends in the circumferential direction R of the metal cap 12 over substantially the entire circumference of the metal cap 12.
  • the loop opening 26f between the first conductor portion 26g and the second conductor portion 26h in the loop antenna portion 26a is not in the cylindrical main body portion 12a of the metal cap 12, and the entirety thereof is a metal cap. 12 outside. Further, the loop opening 26 f extends over the entire circumference of the metal cap 12 in the circumferential direction R of the metal cap 12.
  • FIG. 11 shows a magnetic field distribution in the metal cap 12.
  • a dotted line indicates a magnetic field line.
  • a magnetic field is generated in the first conductor portion 26g of the loop antenna portion 26a so as to generate magnetic lines that circulate around the first conductor portion 26g and pass through the loop opening 26f.
  • the second conductor portion 26h partially overlaps the cylindrical main body portion 12a of the metal cap 12. Therefore, a magnetic field is formed in the cylindrical main body portion 12a portion of the metal cap 12 facing the second conductor portion 26h and in the vicinity thereof.
  • a part of the second conductor portion 26h and a portion of the cylindrical main body portion 12a of the metal cap 12 opposed thereto are applied to the base film 24 (in addition to the metal cap 12). Capacitively coupled through a plastic coating layer). Due to the capacitive coupling, a current flowing in the circumferential direction R having a strength corresponding to the strength of the current flowing through the second conductor portion 26 h is provided in a portion of the cylindrical cap 12 a of the metal cap 12 near the opening 12 c. appear. Due to the current, a magnetic field is formed in a portion of the cylindrical main body portion 12a of the metal cap 12 facing the second conductor portion 26h and in the vicinity thereof.
  • the height direction H extends so as to extend in all radial directions D of the metal cap 12 and to part of the cylindrical main body portion 12a of the metal cap 12 as compared with the case where the metal cap 12 is not provided. Is generated by the loop antenna portion 26a.
  • the metal cap 12 functions as a booster that reinforces the magnetic field generated by the loop antenna portion 26a.
  • the reason is that the loop opening 26f exists outside the metal cap 12 as shown in FIG. That is, a magnetic force line is generated from the outer surface or the inner surface of the cylindrical main body portion 12a of the metal cap 12 to the other through the loop opening 26f.
  • a magnetic field is also generated around the power supply module 22 arranged on the back side of the top plate portion 12 b of the metal cap 12.
  • the magnetic field since the magnetic field is far from the opening 12 c of the metal cap 12, the magnetic field does not reach the outside of the metal cap 12. That is, the magnetic field around the power supply module 22 is magnetically shielded by the metal cap 12.
  • the RFID tag 18 can communicate with an external communication device even if it is provided in the metal cap 12.
  • the RFID tag 18 it is preferable to configure the RFID tag 18 so that its communication capability (that is, its resonance frequency) can be stably maintained.
  • the power supply module 22 is disposed in the metal cap 12.
  • the power supply module 22 is attached to the back side of the top plate portion 12b via the base film 24.
  • the inductor chip 40 on the printed wiring board 30 of the power supply module 22 is disposed in the vicinity of the metal cap 12.
  • the inductor chip 40 has suppressed the release of magnetism to the outside, that is, the inductor is covered with a magnetic material (magnetically shielded). It is preferable to use a magnetic shield type inductor chip.
  • the inductor chip 40 is not a magnetic shield type. Therefore, when the magnet chip 40 emits magnetism to the outside, the resonance frequency of the RFID tag 18 may change and may not be stable.
  • the inductor chip when the magnetic shield type is not used, a countercurrent (eddy current) is generated in the opposing metal cap portion by the magnetic field generated from the inductor chip (the inductor).
  • the Q value of the inductor chip is lowered as compared with the case where the inductor chip is not disposed opposite to the metal cap, and the resonance frequency of the RFID tag changes.
  • this countercurrent increases, the inductance value of the inductor chip decreases. Since the countercurrent varies depending on the distance between the metal cap and the inductor chip, the variation in the resonance frequency of the RFID tag increases due to the variation in the distance.
  • the metal cap is a cap seal used for wine or the like, that is, when the metal cap is easily deformed, the deterioration of the Q value of the inductor chip and the amount of change in the inductance value are large.
  • the resonance frequency of the RFID tag can vary greatly.
  • a situation can occur in which communication with a RFID tag of a certain wine can be made satisfactorily, but communication with a RFID tag of another wine cannot be made well (a reading error occurs).
  • an inductor chip that is not a magnetic shield type can be used as long as the resonance frequency is stably maintained.
  • the conductor patterns 42 to 46 on the printed wiring board 30 and the metal cap 12 are separated by a resin block 32 as shown in FIG. Open up and away.
  • a countercurrent eddy current
  • the electrical characteristics of the RFIC element 34, the capacitor chips 36 and 38, and the inductor chip 40 are changed due to the influence of the magnetic field generated from the metal cap 12 due to the countercurrent. Is suppressed.
  • the back surface 30b is directed to the antenna member 20 (base film 24) side, and the conductors 54 and 52 of the printed wiring board 30 are connected to the connection terminal portions of the antenna pattern 26. It is also possible to connect to 26b and 26c.
  • the antenna member 20, that is, the antenna pattern 26, is configured such that the inductance thereof becomes small.
  • the metal cap 12 is a cap seal that is easily deformed, the variation in the deformation of the metal cap 12 causes a variation in the distance between the metal cap 12 and the antenna pattern 26. Therefore, the inductance of the antenna pattern 26 is likely to vary. Further, when the inductance of the antenna pattern 26 is large, the amount of change is large. If the inductance changes greatly, the resonance frequency of the RFID tag 18 may deviate greatly from the operating frequency, and communication may not be possible. Therefore, in order to reduce the variation width of the inductance caused by the deformation of the metal cap 12, and to reduce the change in the resonance frequency, the antenna pattern 26 is configured so that the inductance becomes as small as possible. .
  • the width W1 of the loop opening 26f of the loop antenna portion 26a is made as small as possible so that the inductance is reduced.
  • the distance G1 between the wiring portions 26d and 26e extending in parallel with each other is made as small as possible.
  • the power supply module 22 has increased rigidity against deformation.
  • a large pressure is applied to the cylindrical main body 12a of the metal cap seal so that the metal cap is deformed. It arrange
  • the power supply module 22 is attached to the back side of the top plate portion 12b of the metal cap 12 (cap seal) that is easily deformed.
  • the top plate portion 12b of the metal cap 12 may be stamped.
  • the power supply module 22 attached to the back side of the top plate portion 12b is compressed.
  • the resin block 32 of the power supply module 22 uses a rigid resin such as an epoxy resin and further extends in the thickness direction of the resin block 32 as shown in FIG.
  • a plurality of metal pins 56 and 60 are incorporated.
  • the metal pins 56 and 60 are interlayer connection conductors as described above.
  • the deformation of the resin block 32 is suppressed by the metal pins 56 and 60, thereby suppressing the deformation of the printed wiring board 30.
  • the deformation of the conductor patterns 42 to 50 formed thereon is also suppressed.
  • changes in these electrical characteristics are also suppressed.
  • the resonance frequency of the RFID tag 18 is stably maintained.
  • the RFID tag 18 can execute communication with a communication device outside the metal cap 12.
  • the loop antenna portion 26 a of the antenna pattern 26 extends in the circumferential direction R of the metal cap 12 over substantially the entire circumference of the metal cap 12.
  • the loop opening 12f extends in the circumferential direction R over substantially the entire circumference of the metal cap 12.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this.
  • FIG. 12 is a perspective view showing the periphery of the opening 112c of the metal cap 112 according to another embodiment, and a part of the metal cap 112 and the antenna pattern 126 of the antenna member of the RFID tag. Some are shown.
  • the first conductor portion 126 g in the loop antenna portion 126 a of the antenna pattern 126 is not in the cylindrical main body portion 112 a of the metal cap 112, and is entirely located outside the metal cap 112. To do.
  • the first conductor portion 26 g extends in the circumferential direction R of the metal cap 112 over substantially a half circumference of the metal cap 112.
  • a part of the second conductor portion 126 h in the loop antenna portion 126 a of the antenna pattern 126 is located outside the metal cap 112, and the rest is located in the cylindrical main body portion 112 a of the metal cap 112. Further, the second conductor portion 126 h extends in the circumferential direction R of the metal cap 112 over substantially a half circumference of the metal cap 112.
  • the loop opening 126f between the first conductor portion 126g and the second conductor portion 126h in the loop antenna portion 126a is not in the cylindrical main body portion 112a of the metal cap 12, and the entirety thereof is a metal cap. Located outside of 112. Further, the loop opening 126 f extends in the circumferential direction R of the metal cap 112 over substantially a half circumference of the metal cap 112.
  • FIG. 13 shows a magnetic field distribution in the metal cap 112 shown in FIG. A dotted line indicates a magnetic field line.
  • a magnetic field is generated in the first conductor portion 126g of the loop antenna portion 126a so as to generate a magnetic force line that circulates around the first conductor portion 126g and passes through the loop opening 126f.
  • the second conductor portion 126h partially overlaps the cylindrical main body portion 112a of the metal cap 112. Therefore, similarly to the above-described embodiment, the metal cap 112 functions as a booster, and a magnetic field is formed in and near the cylindrical main body 112a portion of the metal cap 112 facing the second conductor portion 126h.
  • a magnetic field extending to the opposite side of the radial direction D with respect to the loop antenna portion 126a is formed as shown in FIG.
  • FIG. 14 shows a comparative example.
  • the magnetic field spreads in all radial directions D of the metal cap 112 and extends in a height direction H so as to reach a part of the cylindrical main body 112a of the metal cap 112. spread.
  • the RFID tag 118 in this case communicates with an external communication device in substantially the same manner as the RFID tag 18 in which the loop antenna portion 26a extends over the entire circumference of the metal cap 12 as shown in FIG. Can be executed.
  • a part of the second conductor portion 26 h of the loop antenna portion 26 a overlaps the cylindrical main body portion 12 a of the metal cap 12 and is capacitively coupled.
  • the metal cap 12 is made to function as a booster that enhances the magnetic field.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the metal cap may be difficult to make the metal cap function as a booster.
  • the metal cap when the metal cap is thick, the electric resistance of the metal cap is high, or the current flowing through the loop antenna portion is low, it is difficult to make the metal cap function as a booster.
  • the metal cap When the metal cap cannot function as a booster, the metal cap functions as a magnetic shield and shields the magnetic field generated from the loop antenna portion 26a. As a result, the RFID tag can only communicate over a short communication distance.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the periphery of the opening 212c of the metal cap 212 according to still another embodiment capable of coping with the problem, and a part of the metal cap 212 and the RFID tag 218. A part of the antenna pattern 226 of the antenna member is shown.
  • the first conductor portion 226 g in the loop antenna portion 226 a of the antenna pattern 226 is not in the cylindrical main body portion 212 a of the metal cap 212, and is entirely located outside the metal cap 212. To do. Further, the first conductor portion 226g extends in the circumferential direction R of the metal cap 212 over substantially the entire circumference of the metal cap 212.
  • the second conductor portion 226 h in the loop antenna portion 226 a of the antenna pattern 226 is not in the cylindrical main body portion 212 a of the metal cap 212, and is entirely located outside the metal cap 212.
  • the second conductor portion 226 h extends in the circumferential direction R of the metal cap 212 over substantially the entire circumference of the metal cap 212.
  • the second conductor portion 226h extends away from the opening edge 212d of the opening portion 212c of the metal cap 212 in the height direction H, whereby the second conductor portion 226h is connected to the cylindrical body portion 222a of the metal cap 212. A gap A is formed between them.
  • FIG. 16 shows the magnetic field distribution in the metal cap 212 shown in FIG. A dotted line indicates a magnetic field line.
  • a magnetic field is generated in the first conductor portion 226g of the loop antenna portion 226a so as to generate a magnetic force line that circulates around the first conductor portion 226g and passes through the loop opening 226f.
  • a magnetic field that circulates around the second conductor portion 226h and passes through the loop opening 226f and the gap A is formed in the second conductor portion 226h.
  • the magnetic field does not spread in the height direction H so as to reach a part of the cylindrical main body 212 a of the metal cap 212, but the magnetic field spreads in all radial directions D of the metal cap 212.
  • the RFID tag 218 in this case is substantially the same as the RFID tag 18 in which a part of the second conductor portion 26h of the loop antenna portion 26a overlaps the cylindrical main body portion 12a of the metal cap 12 as shown in FIG.
  • communication with an external communication device can be executed.
  • the RFID tag can communicate even when the entire second conductor portion of the loop antenna portion overlaps the cylindrical main body portion of the metal cap. That is, the shape of the loop antenna portion is not limited as long as at least a part of the loop opening is located outside the metal cap.
  • the loop opening of the loop antenna portion extends in the circumferential direction of the metal cap. If the metal cap extends in the height direction, the size of the entire metal cap including the RFID tag increases in size, which may impair the design of the entire container including the metal cap. Moreover, when extending in the height direction, the possibility that the loop antenna is disconnected is higher than in the case of extending in the circumferential direction.
  • the shape of the loop opening is a rectangular shape that extends in the circumferential direction R of the metal cap 12 outside the metal cap 12, for example, as in the loop opening 26f shown in FIG.
  • the shape of the entire loop opening does not matter.
  • FIG. 17 is a perspective view showing the periphery of the opening 312c of the metal cap 312 according to still another embodiment, and a part of the metal cap 312 and the antenna of the antenna member of the RFID tag 318. A part of the pattern is shown.
  • FIG. 18 shows an exploded view of the RFID tag 318.
  • the RFID tag 318 includes first and second antenna patterns 326 and 328 as two different antenna patterns.
  • the first antenna pattern 326 is provided with a first loop antenna portion 326a.
  • the second antenna pattern 328 is provided with a second loop antenna portion 328a.
  • the first loop antenna unit 326a and the second loop antenna unit 328a are two-turn loop antennas.
  • the first loop antenna portion 326a and the second loop antenna portion 328a are arranged so that the respective loop openings 326f and 328f face each other. Further, the first loop antenna portion 326a and the second loop antenna portion 328a are connected in series so that current flows in the same direction when the loop openings 326f and 328f are viewed in the opposite direction.
  • the structure of the RFID tag 318 that realizes the positional relationship between the first loop antenna unit 326a and the second loop antenna unit 328a will be described with reference to FIG.
  • the first antenna pattern 326 is formed on a first base film 324 made from an insulating material.
  • the second antenna pattern 328 is formed on a second base film 325 that is different from the first base film 324.
  • the antenna member 320 is configured by bonding the first base film 324 on which the first antenna pattern 326 is formed and the second base film 325 on which the second antenna pattern 328 is formed.
  • the first antenna pattern 326 includes connection terminal portions 326 b and 326 c for connecting to the power supply module 22. Moreover, the wiring part 326m which connects the connection terminal part 326b and the end of the 1st loop antenna part 326a is provided.
  • the other end 326n of the first loop antenna portion 326a of the first antenna pattern 326 is connected to the connection terminal portion 328m of the second antenna pattern 328.
  • the other end 326n of the first loop antenna portion 326a and the connection terminal portion 328m of the second antenna pattern 328 are, for example, a via-hole conductor or a through-hole conductor that penetrates the first base film 324. They are connected by interlayer connection conductors.
  • the second antenna pattern 328 includes a wiring portion 328n that connects one end of the connection terminal portion 328m and the second loop antenna portion 328a.
  • the other end 328p of the second loop antenna portion 328a of the second antenna pattern 328 is connected to the connection terminal portion 326p of the first antenna pattern 326.
  • the other end 328p of the second loop antenna portion 328a and the connection terminal portion 326p of the first antenna pattern 326 are, for example, a via-hole conductor or a through-hole conductor that penetrates the first base film 324. They are connected by interlayer connection conductors.
  • connection terminal portion 326p of the first antenna pattern 326 is connected to the connection terminal portion 326c by the wiring portion 326q.
  • the current I that flows from the power supply module 22 to the connection terminal portion 326b of the first antenna pattern 326 is the wiring portion 326m.
  • the current I that has passed through the first loop antenna portion 326a travels from the other end 326n to the connection terminal portion 328m of the second antenna pattern 328 via the interlayer connection conductor.
  • the current I flowing into the second antenna pattern 328 goes to the second loop antenna part 328a via the wiring part 328n.
  • the current I that has passed through the second loop antenna portion 328a travels from the other end 328p toward the connection terminal portion 326p of the first antenna pattern 326 via the interlayer connection conductor. Then, the current I that has flowed into the first antenna pattern 326 flows into the power supply module 22 via the wiring portion 326q and the connection terminal portion 326c.
  • the current I in the same direction is supplied to the first loop antenna portion 326a and the second loop antenna portion 328a when viewed in the opposite direction of the loop openings 326f and 328f. Flows. As a result, magnetic field lines MF that pass through both the loop openings 326f and 328f in the same direction are generated.
  • FIG. 19 shows the distribution of the magnetic field in the metal cap 312 shown in FIG. A dotted line indicates a magnetic field line.
  • the magnetic field lines MF that pass through both the loop opening 326f of the first loop antenna portion 326a and the loop opening 328f of the second loop antenna portion 328a in the same direction are generated in FIG.
  • a strong magnetic field (a magnetic field having a high magnetic flux density) is formed around the first loop antenna portion 326a and the second loop antenna portion 328a.
  • the metal cap capacitively coupled to the first loop antenna portion 326a and the second loop antenna portion 328a functions more strongly as a booster.
  • the distribution of the magnetic field spreads in the height direction H of the metal cap 312 and reaches the top plate portion 312b.
  • the first and second loop antenna units 326a and 328a are two-turn loop antennas. However, the smaller the number of turns, the more the magnetic field expands in the height direction.
  • the first antenna pattern 326 has a portion 326r that does not contribute to the generation of a magnetic field
  • the second antenna pattern 328 has a similar portion 328q.
  • the portion 326r of the first antenna pattern 326 functions as a reinforcing portion that reinforces the wiring portion 328n by overlapping with the wiring portion 328n of the second antenna pattern 328.
  • the portion 328q of the second antenna pattern 328 also functions as a reinforcing portion that reinforces the wiring portion 326m by overlapping the wiring portion 326m of the first antenna pattern 326.
  • the wiring portion 326m of the first antenna pattern 326 and the second antenna pattern 328 are obtained. Disconnection of the wiring portion 328n is suppressed.
  • first loop antenna unit 326a and the second loop antenna unit 328a can be briefly described as follows.
  • the combination of the first loop antenna unit 326a and the second loop antenna unit a forms two loops by forming one loop antenna into an “8” shape.
  • This is equivalent to a two-folded “8” shaped loop antenna.
  • the magnetic flux density passing through the two overlapping loop openings is approximately twice the magnetic flux density passing through the original one loop opening.
  • the folded “8” -shaped loop antenna can form a greatly expanded magnetic field.
  • the power supply module 22 that is, the RFIC element 34 of the RFID tag 18 is disposed on the back side of the top plate portion 12 b of the metal cap 12. Yes.
  • the metal cap according to the embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the RFIC element can be provided on the back side of the cylindrical main body portion of the metal cap.
  • the metal cap according to the present invention broadly has a cylindrical main body, a top plate formed at one end of the cylindrical main body, and an opening formed at the other end of the cylindrical main body.
  • a metal cap comprising: an RFID tag provided on the metal cap, wherein the RFID tag is provided in the metal cap, and the RFID tag is provided partially in the metal cap.
  • a loop antenna connected to the RFIC element, wherein at least a part of the loop opening of the loop antenna is exposed from the opening edge of the opening of the metal cap to the outside of the metal cap And extends in the circumferential direction of the metal cap.
  • a tab for tearing may be provided on the base film of the RFID tag. That is, when the tear tab is pulled toward the opening of the container, the cap seal is torn by the edge of the substrate film lifted thereby.
  • the size and shape are affixed to a part of the metal sheet 16, but are affixed to substantially the entire metal sheet 16. It may be size and shape. Thereby, it is suppressed that the boundary between the part which the base film 24 is affixed, and the part which is not affixed on the outer surface of the metal cap 12 appears as a level
  • the base film itself can be omitted.
  • the antenna pattern of the RFID tag can be formed on the coating layer.
  • the metal cap is a cap seal that is easily deformed and used for wine or the like, but the embodiment of the present invention is not limited thereto.
  • the screw cap used for wine etc. may be sufficient.
  • the container is not limited to a wine bottle, and may be a container having an opening covered with a metal cap, including expensive alcoholic beverage bottles such as whiskey bottles.
  • the RFID tag is waterproofed so that the RFID tag provided inside the metal cap (for example, the back side of the top plate) does not get wet with the contents of the container.
  • an RFID tag may be configured by sandwiching a power feeding module and an antenna pattern between two plastic sheets.
  • the RFID tag according to the embodiment of the present invention is not limited to be configured to transmit and receive signals of HF band frequencies, but to transmit and receive signals of various band frequencies. It is configurable.
  • the RFID tag provided on the metal cap according to the embodiment of the present invention may be configured to transmit and receive a signal having a frequency in the UHF band, for example.
  • the present invention is not limited for any reason and can be applied to any metal cap that needs to be provided with an RFID tag.

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Abstract

RFIDタグ付き金属製キャップは、筒状本体部12a、筒状本体部12aの一端に形成された天板部12b、および筒状本体部12aの他端に形成された開口部12cを備える金属製キャップ12と、金属製キャップ12に設けられたRFIDタグ18とを有する。RFIDタグ18が、金属製キャップ12内に設けられるRFIC素子34と、RFIC素子34に接続されているループアンテナ26aとを備える。ループアンテナ26aのループ開口26fの少なくとも一部が、金属製キャップ12の開口部12cの開口縁12dから該金属製キャップ12の外部に露出した状態で、金属製キャップ12の周方向Rに延在している。

Description

RFIDタグ付き金属製キャップおよびそれを備える容器
 本発明は、RFIDタグを備えた金属製キャップと、その金属製キャップによって開口が覆われる容器とに関する。
 従来より、容器の不正な開封やその内容物の偽造を防止するために、容器の開口を覆うキャップに、RFID(Radio Frequency Identification Device)タグを設けることが行われている。
 例えば、特許文献1に記載されたキャップは、プラスチック材料から作製され、その天板部の裏側にRFIDタグが設けられている。
特表2009-525930号公報
 特許文献1に記載されたキャップのように、キャップがプラスチック材料などの非金属材料から作製されている場合、そのキャップに内部に設けられたRFIDタグは、キャップの外部の通信装置との間で通信を行うことができる。しかしながら、キャップが金属材料から作製されている場合、その金属製キャップの内部にRFIDタグを配置すると、RFIDタグはキャップの外部の通信装置と通信することができない。
 この対処として、金属製キャップの外側にRFIDタグを設けると、そのRFIDタグが容易に取り除かれ、容器の不正な開封やその内容物の偽造を防止できない可能性がある。
 そこで、本発明は、金属製キャップの外部の通信装置と通信可能に、RFIDタグを金属製キャップの内部に設けることを課題とする。
 上記技術的課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
 筒状本体部、前記筒状本体部の一端に形成された天板部、および前記筒状本体部の他端に形成された開口部を備える金属製キャップと、
 前記金属製キャップに設けられたRFIDタグと、を有し、
 前記RFIDタグが、
 前記金属製キャップ内に設けられるRFIC素子と、
 前記RFIC素子に接続されているループアンテナと、を備え、
 前記ループアンテナのループ開口の少なくとも一部が、前記金属製キャップの開口部の開口縁から該金属製キャップの外部に露出した状態で、前記金属製キャップの周方向に延在している、金属製キャップが提供される。
 また、本発明の別の態様によれば、
 開口を備える容器であって、
 筒状本体部と、前記筒状本体部の一端に形成された天板部と、前記筒状本体部の他端に形成された開口部とを備え、前記容器の開口を覆う金属製キャップと、
 前記金属製キャップに設けられたRFIDタグと、を有し、
 前記RFIDタグが、
 前記金属製キャップ内に設けられるRFIC素子と、
 前記RFIC素子に接続されているループアンテナと、を備え、
 前記ループアンテナのループ開口の少なくとも一部が、前記金属製キャップの開口部の開口縁から該金属製キャップの外部に露出した状態で、前記金属製キャップの周方向に延在している、容器が提供される。
 本発明によれば、金属製キャップの内部に設けても、RFIDタグは、金属製キャップの外部の通信装置との通信を実行することができる。
本発明の一実施の形態に係る容器の部分断面図 本発明の一実施の形態に係る金属製キャップの斜視図 金属製キャップの内部を示す斜視図 金属製キャップの展開図 RFIDタグのシート状態のアンテナ部材を示す図 RFIDタグの給電モジュールを示す斜視図 RFIDタグの給電モジュールの内部構造を示す斜視図 RFIDタグの給電モジュールの内部構造を示す断面図 RFIDタグの回路図 金属製キャップの開口部周辺における、金属製キャップとループアンテナ部とを示す斜視図 図10に示すループアンテナ部周辺に発生する磁界分布を示す図 別の実施の形態に係る、金属製キャップの開口部周辺における、金属製キャップとループアンテナ部とを示す斜視図 図12に示すループアンテナ部周辺に発生する磁界分布を示す図 比較例に係る、ループアンテナ部に発生する磁界分布を示す図 さらに別の実施の形態に係る、金属製キャップの開口部周辺における、金属製キャップとループアンテナ部とを示す斜視図 図15に示すループアンテナ部周辺に発生する磁界分布を示す図 さらに異なる別の実施の形態に係る、金属製キャップの開口部周辺における、金属製キャップとループアンテナ部とを示す斜視図 図17に示すループアンテナ部を含むRFIDタグの分解図 図17に示すループアンテナ部周辺に発生する磁界分布を示す図
 本発明の一態様のRFIDタグ付き金属製キャップは、筒状本体部、前記筒状本体部の一端に形成された天板部、および前記筒状本体部の他端に形成された開口部を備える金属製キャップと、前記金属製キャップに設けられたRFIDタグと、を有し、前記RFIDタグが、前記金属製キャップ内に設けられるRFIC素子と、前記RFIC素子に接続されているループアンテナと、を備え、前記ループアンテナのループ開口の少なくとも一部が、前記金属製キャップの開口部の開口縁から該金属製キャップの外部に露出した状態で、前記金属製キャップの周方向に延在している。
 この態様によれば、金属製キャップの内部に設けても、RFIDタグは、金属製キャップの外部の通信装置との通信を実行することができる。
 例えば、前記ループアンテナが、前記周方向に延在して全体が前記金属製キャップの外部に位置する第1の導体部と、前記第1の導体部に対して前記ループ開口を挟んで対向して前記周方向に延在し、少なくとも一部分が前記金属製キャップの筒状本体部に重なる第2の導体部とを備えてもよい。
 前記第2の導体部の幅は、前記第1の導体部の幅に比べて大きいのが好ましい。これにより、第2の導体部が金属製キャップの筒状本体部により確実に重なることができ、金属製キャップを、ループアンテナが発生する磁界を増強するブースタとして機能させることができる。
 前記ループアンテナが、第1のループ開口を備える第1のループアンテナと、前記第1のループ開口に対向する第2のループ開口を備える第2のループアンテナとであって、前記第1および第2のループ開口の対向方向視で同一方向に電流が流れるように、前記第1のループアンテナと前記第2のループアンテナとが直列に接続されてもよい。これにより、より広範囲に拡がる磁界を形成することができ、その結果、通信可能範囲がより拡がる。
 前記RFIC素子と前記ループアンテナとが、磁性体に覆われたインダクタを備える磁気シールド型インダクタチップを介して接続されてもよい。これにより、RFIDタグは、所望の共振周波数を得ることができる。また、インダクタチップが磁気シールド型インダクタチップであるため、インダクタチップのインダクタからの磁界によって金属製キャップに電流が流れ、その電流によって発生する磁界によってRFIDタグの共振周波数が変化することが抑制される。
 本発明の別態様の容器は、開口を備える容器であって、筒状本体部と、前記筒状本体部の一端に形成された天板部と、前記筒状本体部の他端に形成された開口部とを備え、前記容器の開口を覆う金属製キャップと、前記金属製キャップに設けられたRFIDタグと、を有し、前記RFIDタグが、前記金属製キャップ内に設けられるRFIC素子と、前記RFIC素子に接続されているループアンテナと、を備え、前記ループアンテナのループ開口が、少なくとも一部が前記金属製キャップの開口部を介して該金属製キャップの外部に露出した状態で、前記金属製キャップの周方向に延在している。
 この態様によれば、容器に取り付けられた金属製キャップの内部に設けても、RFIDタグは、金属製キャップの外部の通信装置との通信を実行することができる。その結果、容器の不正な開封やその内容物の偽造を防止することができる。
 前記容器はワインボトルであって、前記金属製キャップがキャップシールであってもよい。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
 図1は、本発明の一実施の形態に係る容器の部分断面図である。本実施の形態の場合、容器10は、ワインを収容するワインボトル(ガラス瓶)であって、金属製キャップ12を備える。
 本実施の形態の場合、容器10内にはスティルワインが収容され、容器10のネック部10aの先端に形成された注ぎ口(開口)10bがコルク栓14によって閉塞されている。その注ぎ口10bを覆うように金属製キャップ12が容器10のネック部10aに嵌められている。なお、本実施の形態のような金属製キャップ12は、キャップシールやホイルシールと呼ばれている。
 図2は、金属製キャップ12の斜視図である。図2に示すように、金属製キャップ12は、有底筒状であって、筒状本体部12aと、筒状本体部12aの一端に形成された天板部12bと、筒状本体部12aの他端に形成された開口部12cとを備える。なお、図2において、方向Hは金属製キャップ12の高さ方向を示しており、方向Dは径方向を示し、方向Rは周方向を示している。
 図3は、金属製キャップ12の内部を示している。図3に示すように、金属製キャップ12の内部には、RFID(Radio Frequency Identification Device)タグ18が設けられている。
 RFIDタグ18は、容器10内の不正な開封やその内容物(本実施の形態の場合はワイン)の偽造を防止するために、容器10の注ぎ口10bを覆う金属製キャップ12内に設けられている。金属製キャップ12内に配置されてもその外部の通信装置(例えばRFIDタグリーダ/ライタ)と通信できるように、RFIDタグ18は構成されている。そのRFIDタグ18の構成の詳細について説明する。
 RFIDタグ18は、図3に示すように、アンテナ部材20と、給電モジュール22とを有する。
 アンテナ部材20は、図2に示すように、一部が外部に露出した状態で金属製キャップ12の筒状本体部12a内に配置される筒状のベース部20aと、金属製キャップ12の天板部12bの裏側に配置され、給電モジュール22が取り付けられる給電モジュール支持部20bと、ベース部20aとモジュール支持部20bとを連結する連結部20cとを備える。
 なお、図3に示すようなRFIDタグ18の立体形状は、金属製キャップ12の作製過程で形成される。その金属製キャップ12の作製過程について説明する。
 図4は、金属製キャップ12の展開図である。すなわち、キャップ形状に加工される前の金属製キャップ12のシート状の材料を示している。図4に示すように、金属製キャップ12は、プラスチックコーティングされたアルミニウムや錫などの金属シート16から作製されている。金属シート16は、筒状にされて金属製キャップ12の筒状本体部12aに加工される矩形状部16aと、金属製キャップ12の天板部12bに加工される円形状部16bとを備える。
 図4に示す金属シート16から作製された図2に示す金属製キャップ12は、天板部12bの裏側面が容器10の注ぎ口10bに対向するように該容器10のネック部10aに嵌められた後、ネック部10aの外部形状にならうように、すなわち金属製キャップ12がネック部10aに密着するように変形される。例えば、金属製キャップ12の天板部12bをネック部10aに向かって押圧しつつ、金属製キャップ12の筒状本体部12aをねじることにより、金属製キャップ12がネック部10aに密着して注ぎ口10bをシールする。
 本実施の形態の場合、RFIDタグ18は、図4に示すように、シートの形態で作製され、金属シート16の一方の表面(金属製キャップ12の内側面になる表面)に貼り付けられている。すなわち、ベース部20aと連結部20cとが金属シート16の矩形状部16aに貼り付けられ、給電モジュール支持部20bが円形状部16bに貼り付けられている。
 このようにシート状のRFIDタグ18が貼り付けられた金属シート16を金属製キャップ12に加工することにより、図2に示すように、アンテナ部材20のベース部20aが筒状にされ、金属製キャップ12の筒状本体部12a内に配置される。また、アンテナ部材20の給電モジュール支持部20bと連結部20cも、金属製キャップ12の内部に配置される。
 また、図2に示すように、アンテナ部材20ベース部20aの一部は、金属製キャップ12の開口部12cの開口縁12dから、金属製キャップ12の外部に突出している。すなわち、図4に示すように、ベース部20aは、金属シート16の矩形状部16aの端16c(後に開口縁12dになる端)から一部がはみ出た状態で、矩形状部16aに貼り付けられている。その理由については後述する。
 RFIDタグ18のアンテナ部材20のさらなる詳細を、シート形態のアンテナ部材20を示す図5を参照しながら説明する。
 図5に示すように、アンテナ部材20は、基材フィルム24上またはその内部に形成されたアンテナパターン26で構成される。
 図5に示すように、基材フィルム24は、PETなどのプラスチック材料または紙材料などの絶縁材料から作製された可撓性を備えるフィルムである。
 アンテナパターン26は、アルミニウムや銅などの導電性材料によって基材フィルム24に形成された導体パターンである。アンテナパターンも可撓性である。信号を送受信するためのループアンテナ部26aと、給電モジュール22と接続するための接続端子部26b、26cと、ループアンテナ部26aの一端と接続端子部26bとを接続する配線部26dと、ループアンテナ部26aの他端と接続端子部26cとを接続する配線部26eとを備える。
 アンテナパターン26のループアンテナ部26aは、アンテナ部材20のベース部20aに設けられている。ループアンテナ部26aはまた、矩形状であって、金属製キャップ12の周方向Rに延在するループ開口26fを備える。ループ開口26fは、ループアンテナ部26aの一部であって、周方向Rに延在する第1の導体部26gと、第1の導体部26gに対して間隔をあけて周方向Rに延在する第2の導体部26hとの間に挟まれている。本実施の形態の場合、第1の導体部26gと第2の導体部26hは、実質的に平行である。
 アンテナパターン26のループアンテナ部26aのループ開口26fは、図2に示すように、その少なくとも一部が金属製キャップ12の外部に位置する。本実施の形態の場合、図4に示すように、ループ開口26f全体が金属シート16に重ならないように、アンテナ部材20の基材フィルム24が金属シート16に貼り付けられている。
 具体的には、図4に示すように、本実施の形態の場合、ループ開口26f全体を金属製キャップ12の外部に配置するために、第1の導体部26gは金属シート16の矩形状部16aに対してオーバーラップしていない。その結果、第1の導体部26gは、その全体が金属製キャップ12の外部に配置されている。
 一方、第2の導体部26hは、理由は後述するが、その一部が金属シート16の矩形状部16aに対してオーバーラップしている。その結果として、第2の導体部26hは、その一部が金属製キャップ12の筒状本体部12aに重なっている。
 本実施の形態の場合、図5に示すように、第2の導体部26hの幅W3(金属製キャップ12の高さ方向Hの寸法)は、第1の導体部26gの幅W2に比べて大きい。例えば、第1の導体部26gの幅W2は、例えば0.5mmであり、第2の導体部26hの幅W3は、例えば2.5mmである。これにより、金属シート16に対するアンテナ部材20(基材フィルム24)の貼り付け精度にバラツキが生じても、第2の導体部26hの一部が金属シート16に確実にオーバーラップする。なお、ループ開口26fの幅W1は、例えば1mmである。
 このように、図2に示すように、ループ開口26fの少なくとも一部が金属製キャップ12の外部に露出することにより、ループアンテナ部26aは、外部の通信装置(例えば、RFIDタグのリーダ/ライタ)に対して信号のやりとりを実行することができる。
 図5に示すように、アンテナパターン26の接続端子部26b、26cは、アンテナ部材20の給電モジュール支持部20bに設けられている。
 図5に示すように、アンテナパターン26の配線部26d、26eは、アンテナ部材20の連結部20cに設けられている。配線部26d、26eは、互いに平行に、ループアンテナ部26aから接続端子部26b、26cに向かって延在している。
 なお、図3に示すように、配線部26d、26eは、アンテナ部材20の連結部20cと給電モジュール支持部20bとの間の移行部Sにおいて、概ね90度曲げられている。そこで、90度に曲げられる配線部26d、26eの部分26j、26kは、曲げによる断線を抑制するために、図5に示すように、他の部分に比べて高い延伸性を備える、例えば銀(Ag)ペーストで作製されるのが好ましい。なお、アンテナパターン26全体を銀ペーストで作製してもよい。
 図6は、アンテナ部材20に取り付けられる給電モジュール22を示している。また、図7は、給電モジュール22の内部構造を示す斜視図であり、図8は給電モジュール22の内部構造を示す断面図である。さらに、図9は、RFIDタグ18の回路図である。なお、図6~図8において、X軸方向は給電モジュール22の長手方向を示し、Y軸方向は幅方向を示し、Z軸方向は厚さ方向を示している。なお、金属製キャップ12の高さ方向HとZ軸方向は、同一方向である。
 給電モジュール22は、回路が形成されたプリント配線板30と、プリント配線板30を保持する樹脂ブロック32とを有する。
 図7に示すように、プリント配線板30は、エポキシ樹脂等のリジッドな基板であって、その主面30aに、RF(Radio Frequency)IC素子34と、コンデンサチップ36、38と、インダクタチップ40とが搭載されている。また、これらのRFIC素子34、コンデンサチップ36、38、およびインダクタチップ40を電気的に接続する導体パターン42、44、46が、プリント配線板30上に形成されている。これらにより、図9に示すインダクタとコンデンサの並列回路、すなわち共振回路が構成されている。具体的に言えば、図9に示す回路図におけるインダクタL1はインダクタチップ40に対応し、インダクタL2はアンテナパターン26に対応し、コンデンサC1はコンデンサチップ36に対応し、コンデンサC2はコンデンサチップ38に対応する。これにより、RFIC素子34は、例えばHF帯の所定の周波数(共振周波数)で、外部の通信装置(例えば、RFIDタグのリーダ/ライタ)と通信のやりとりをすることができる。例えば、RFIC素子34は、所定の周波数の信号をアンテナパターン26(そのループアンテナ部26a)を介して受信すると、その内部のメモリなどの記憶部に記憶されている情報をアンテナパターン26を介して外部に送信する。
 図6および図8に示すように、プリント配線板30は、一部が外部に露出した状態で樹脂ブロック32内に設けられている。具体的には、プリント配線板30の主面30a全体を覆う一方で、裏面30bは露出するように、プリント配線板30は樹脂ブロック32内に設けられている。
 図6および図8に示すように、プリント配線板30の裏面30bが露出する樹脂ブロック32の一方の表面32aには、給電モジュール22の長手方向(X軸方向)に延在する導体パターン48、50が形成されている。導体パターン48の一端は、プリント配線板30を厚さ方向(Z軸方向)に貫通する導体52を介して、プリント配線板30の導体パターン42に接続されている。また、導体パターン50の一端は、プリント配線板30を厚さ方向に貫通する導体54を介して、プリント配線板30の導体パターン46に接続されている。導体52、54は、例えば、ビアホール導体やスルーホール導体などの層間接続導体である。
 導体パターン48の他端は、樹脂ブロック32を厚さ方向(Z軸方向)に貫通する金属ピン56を介して、樹脂ブロック32の他方の表面32b上に形成された外部接続端子58に接続されている。導体パターン50の他端は、樹脂ブロック32を厚さ方向に貫通する金属ピン60を介して、外部接続端子62に接続されている。
 給電モジュール22(樹脂ブロック32)の外部接続端子58は、アンテナ部材20(アンテナパターン26)の接続端子部26cに接続される。また、外部接続端子62は、アンテナ部材20の接続端子部26bに接続される。これにより、アンテナ部材20と給電モジュール22が接続されてRFIDタグ18が構成される。
 このような構成のRFIDタグ18によれば、金属製キャップ12の内部に配置されても、金属製キャップ12の外部の通信装置、例えばRFIDタグリーダ/ライタと通信することができる。
 例えば、RFIDタグリーダ/ライタからの信号を、RFIDタグ18は、ループ開口26fの少なくとも一部が金属製キャップ12の外部に露出しているループアンテナ部26aによって受信する。ループアンテナ部26aが信号を受信すると、アンテナパターン26に電流が流れ、給電モジュール22のRFIC素子34が駆動する。駆動後、RFIC素子34は、その内部の記憶部に記憶されている情報データを、ループアンテナ部26aを介して、RFIDタグリーダ/ライタに送信する。なお、RFIDタグ18が送信する情報は、容器の内容物に関する情報であって、本実施の形態の場合、ワインの銘柄、製造年、流通履歴などの情報である。
 このような構成の金属製キャップ12によれば、金属製キャップ12の開口部12cの周辺に、無線通信を行うための磁界が形成される。その磁界について説明する。
 図10は、金属製キャップ12の開口部12c周辺を示す斜視図であって、金属製キャップ12の一部と、RFIDタグ18のアンテナ部材20のアンテナパターン26の一部を示している。なお、アンテナ部材20の基材フィルム24は省略されている。
 図10に示すように、アンテナパターン26のループアンテナ部26aにおける第1の導体部26gは、金属製キャップ12の筒状本体部12a内にはなく、その全体が金属製キャップ12の外部に位置する。また、第1の導体部26gは、金属製キャップ12の周方向Rに、金属製キャップ12の概ね全周にわたって延在している。
 一方、アンテナパターン26のループアンテナ部26aにおける第2の導体部26hは、一部が金属製キャップ12の外部に位置し、残りが金属製キャップ12の筒状本体部12a内に位置する。また、第2の導体部26hは、金属製キャップ12の周方向Rに、金属製キャップ12の概ね全周にわたって延在している。
 したがって、ループアンテナ部26aにおける第1の導体部26gと第2の導体部26hとの間のループ開口26fは、金属製キャップ12の筒状本体部12a内にはなく、その全体が金属製キャップ12の外部に位置する。また、ループ開口26fは、金属製キャップ12の周方向Rに、金属製キャップ12の概ね全周にわたって延在している。
 図11は、金属製キャップ12における磁界の分布を示している。点線は、磁力線を示している。
 図11に示すように、ループアンテナ部26aの第1の導体部26gには、その周りを周回するとともにループ開口26fを通過する磁力線が発生するような磁界が形成される。
 一方、第2の導体部26hは、第1の導体部26gと異なり、一部分が金属製キャップ12の筒状本体部12aに重なる。そのため、第2の導体部26hと対向する金属製キャップ12の筒状本体部12aの部分およびその近傍に磁界が形成される。
 具体的に説明すると、第2の導体部26hの一部とそれに対向する金属製キャップ12の筒状本体部12aの部分とが、基材フィルム24(それに加えて金属製キャップ12に施されているプラスチックコーティング層)を介して容量結合する。その容量結合により、金属製キャップ12の筒状本体部12aにおける開口部12cの近傍の部分に、第2の導体部26hを流れる電流の強度に対応する強度を備えて周方向Rに流れる電流が発生する。その電流により、第2の導体部26hと対向する金属製キャップ12の筒状本体部12aの部分およびその近傍に磁界が形成される。その結果、金属製キャップ12がない場合に比べて、金属製キャップ12のあらゆる径方向Dにより広がり、且つ、金属製キャップ12の筒状本体部12aの一部にまでおよぶように高さ方向Hにより広がる磁界が、ループアンテナ部26aによって発生する。
 このように、金属製キャップ12は、あたかも、ループアンテナ部26aによって発生する磁界を増強するブースタとして機能する。その理由は、図11に示すように、ループ開口26fが金属製キャップ12の外部に存在するからである。すなわち、ループ開口26fを通過して金属製キャップ12の筒状本体部12aの外側面または内側面の一方から他方に至る磁力線が発生するからである。
 なお、図11に示すように、金属製キャップ12の天板部12bの裏側に配置された給電モジュール22周辺にも磁界は発生する。しかしながら、その磁界は、金属製キャップ12の開口部12cから遠いために、金属製キャップ12の外部にまではいたらない。すなわち、給電モジュール22周辺の磁界は、金属製キャップ12によって磁気シールドされている。
 このように、金属製キャップ12の開口部12cの周辺に磁界が形成されることにより、RFIDタグ18は、金属製キャップ12内に設けられても、外部の通信装置と通信することができる。
 RFIDタグ18の通信に関して言えば、その通信能力(すなわち、その共振周波数)を安定に維持することができるように、RFIDタグ18を構成するのが好ましい。
 上述したように、例えば図2に示すように、給電モジュール22は、金属製キャップ12内に配置されている。本実施の形態の場合、天板部12bの裏側に給電モジュール22に基材フィルム24を介して取り付けられている。
 その結果として、図8に示すように、給電モジュール22のプリント配線板30上のインダクタチップ40が金属製キャップ12の近傍に対向配置される。
 金属製キャップ12の近傍に配置されることによる影響を考慮して、インダクタチップ40として、外部への磁気の放出が抑制された、すなわち、そのインダクタが磁性体に覆われている(磁気シールドされている)、磁気シールド型インダクタチップを使用するのが好ましい。
 磁気シールド型インダクタチップを使用する理由を説明する。これとは異なり、インダクタチップ40が、磁気シールド型ではなく、そのために、外部に磁気を放出する場合、RFIDタグ18の共振周波数が変化するとともに、安定しない場合がある。
 具体的に説明すると、磁気シールド型ではない場合、インダクタチップ(そのインダクタ)から発生した磁界によって対向する金属製キャップの部分に反電流(渦電流)が発生する。その結果、インダクタチップのQ値が、金属製キャップに対向配置されていない場合に比べて低下し、RFIDタグの共振周波数が変化する。またこの反電流が大きくなるとインダクタチップのインダクタンス値が小さくなる。反電流は金属製キャップとインダクタチップ間の距離により変化するので、この距離バラツキにより、RFIDタグの共振周波数のバラツキが大きくなってしまう。特に、本実施の形態のように、金属製キャップがワインなどに使用されるキャップシールの場合、すなわち金属製キャップが変形しやすい場合、インダクタチップのQ値の劣化およびインダクタンス値の変化量に大きなバラツキが生じ、その結果、RFIDタグの共振周波数に大きなバラツキが生じうる。それにより、例えば、あるワインのRFIDタグとは良好に通信できるが、別のワインのRFIDタグとは良好に通信できない(読取エラーが生じる)という状況が生じうる。このような状況が生じないように、インダクタチップ40として、外部への磁気放出が抑制された磁気シールド型インダクタチップが使用するのが好ましい。
 なお、共振周波数が安定に維持されるのであれば、磁気シールド型ではないインダクタチップも使用可能である。
 また、金属製キャップ12と給電モジュール22との間の位置関係で言えば、図8に示すように、プリント配線板30上の導体パターン42~46と金属製キャップ12は、樹脂ブロック32によって距離をあけて離れている。これにより、導体パターン42、44、46に流れる電流によって金属製キャップ12に反電流(渦電流)が発生することが抑制される。その結果、その反電流によって金属製キャップ12から発生する磁界の影響を受けて、導体パターン42~46、これに加えてRFIC素子34、コンデンサチップ36、38、インダクタチップ40の電気的特性が変化することが抑制される。なお、プリント配線板30の厚さが十分である場合、その裏面30bをアンテナ部材20(基材フィルム24)側に向けて、プリント配線板30の導体54、52をアンテナパターン26の接続端子部26b、26cに接続することも可能である。
 また、RFIDタグ18の共振周波数を安定に維持させるために、本実施の形態の場合、アンテナ部材20は、すなわちアンテナパターン26は、そのインダクタンスが小さくなるように構成されている。
 本実施の形態の場合、金属製キャップ12が変形しやすいキャップシールであるため、その金属製キャップ12の変形のバラツキによって金属製キャップ12とアンテナパターン26との間の距離にバラツキが生じ、それによりアンテナパターン26のインダクタンスにバラツキが生じやすい。また、アンテナパターン26のインダクタンスが大きい場合、その変化量は大きくなる。インダクタンスが大きく変化すると、RFIDタグ18の共振周波数が使用周波数から大きくはずれ、通信ができなくなる可能性がある。したがって、金属製キャップ12の変形を原因とするインダクタンスのバラツキ幅を低減するために、また共振周波数の変化を小さくするために、アンテナパターン26は、そのインダクタンスが極力小さくなるように構成されている。
 インダクタンスが小さくなるように、図3に示すように、アンテナパターン26において、例えば、ループアンテナ部26aのループ開口26fの幅W1が極力小さくされている。また例えば、互いに平行に延在する配線部26d、26eの間の距離G1が極力小さくされている。
 さらに、RFIDタグ18の共振周波数を安定に維持させるために、本実施の形態の場合、給電モジュール22は、変形に対する剛性が高められている。また、金属製キャップシールを図1のようなワインボトルに取り付ける場合、金属性キャップシールの筒状本体部12aには金属性キャップを変形させる大きな圧力がかかるので、給電モジュール22は直接の圧力がかかりにくい筒状本体の天板部12bに配置する。
 本実施の形態の場合、給電モジュール22は、変形しやすい金属製キャップ12(キャップシール)の天板部12bの裏側に取り付けられている。ワインの場合、その金属製キャップ12の天板部12bに刻印が打たれる場合がある。刻印が打たれると、天板部12bとともに、その裏側に取り付けられた給電モジュール22は圧縮を受ける。その圧縮による変形量を小さく抑制するために、図8に示すように、給電モジュール22の樹脂ブロック32はエポキシ樹脂等のリジッドな樹脂を用いており、さらには、樹脂ブロック32の厚み方向に延びる複数の金属ピン56、60が内蔵されている。なお、この金属ピン56、60は、上述したように、層間接続導体である。この金属ピン56、60によって樹脂ブロック32の変形が抑制され、それによりプリント配線板30の変形も抑制され、その結果として、これらに形成された導体パターン42~50の変形も抑制される。導体パターン42~50の変形が抑制されることにより、これらの電気的特性の変化も抑制される。その結果、RFIDタグ18の共振周波数が安定に維持される。
 このような本実施の形態によれば、金属製キャップ12の内部に設けても、RFIDタグ18は、金属製キャップ12の外部の通信装置との通信を実行することができる。
 以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明の実施の形態はこれに限らない。
 例えば、上述の実施の形態の場合、図4および図10に示すように、アンテナパターン26のループアンテナ部26aは、金属製キャップ12の周方向Rに、金属製キャップ12の概ね全周にわたって延在している。すなわち、ループ開口12fが、周方向Rに金属製キャップ12の概ね全周にわたって延在している。しかしながら、本発明の実施の形態はこれに限らない。
 例えば、図12は、別の実施の形態に係る、金属製キャップ112の開口部112c周辺を示す斜視図であって、金属製キャップ112の一部と、RFIDタグのアンテナ部材のアンテナパターン126の一部を示している。
 図12に示すように、アンテナパターン126のループアンテナ部126aにおける第1の導体部126gは、金属製キャップ112の筒状本体部112a内にはなく、その全体が金属製キャップ112の外部に位置する。また、第1の導体部26gは、金属製キャップ112の周方向Rに、金属製キャップ112の概ね半周にわたって延在している。
 一方、アンテナパターン126のループアンテナ部126aにおける第2の導体部126hは、一部が金属製キャップ112の外部に位置し、残りが金属製キャップ112の筒状本体部112a内に位置する。また、第2の導体部126hは、金属製キャップ112の周方向Rに、金属製キャップ112の概ね半周にわたって延在している。
 したがって、ループアンテナ部126aにおける第1の導体部126gと第2の導体部126hとの間のループ開口126fは、金属製キャップ12の筒状本体部112a内にはなく、その全体が金属製キャップ112の外部に位置する。また、ループ開口126fは、金属製キャップ112の周方向Rに、金属製キャップ112の概ね半周にわたって延在している。
 図13は、図12に示す金属製キャップ112における磁界の分布を示している。点線は、磁力線を示している。
 図13に示すように、ループアンテナ部126aの第1の導体部126gには、その周りを周回するとともにループ開口126fを通過する磁力線が発生するような磁界が形成される。
 一方、第2の導体部126hは、第1の導体部126gと異なり、一部分が金属製キャップ112の筒状本体部112aに重なる。そのため、上述の実施の形態と同様に、金属製キャップ112がブースタとして機能し、第2の導体部126hと対向する金属製キャップ112の筒状本体部112aの部分およびその近傍に磁界が形成される。
 金属製キャップ112がブースタとして機能することにより、図13に示すように、ループアンテナ部126aに対して径方向Dの反対側にまでおよぶ磁界が形成される。なお、参考までに、金属製キャップ112が存在しない場合、比較例を示す図14に示すように、ループアンテナ部126aの径方向Dの反対側には磁界が形成されない。これは、図13に示すように、第2の導体部126hとの容量結合によって金属製キャップ112の筒状本体部112aに電流が流れ、その電流が開口部112cの縁に沿ってループアンテナ部126aと対向していない筒状本体部112aの部分にまで流れるからである。その結果、方向によって強度は異なるものの、磁界が、金属製キャップ112のあらゆる径方向Dにより広がり、且つ、金属製キャップ112の筒状本体部112aの一部にまでおよぶように高さ方向Hにより広がる。その結果、この場合のRFIDタグ118は、図10に示すようにループアンテナ部26aが金属製キャップ12の概ね全周にわたって延在するRFIDタグ18とほぼ同様に、外部の通信装置との通信を実行することができる。
 また例えば、上述の実施の形態の場合、図10に示すように、ループアンテナ部26aの第2の導体部26hの一部が金属製キャップ12の筒状本体部12aに重なって容量結合することにより、金属製キャップ12を磁界を増強させるブースタとして機能させている。しかしながら、本発明の実施の形態は、これに限らない。
 説明すると、金属製キャップをブースタとして機能させることが困難である場合がある。例えば、金属製キャップが肉厚である、金属製キャップの電気抵抗が高い、ループアンテナ部に流れる電流が低いなどの場合、金属製キャップをブースタとして機能させることが困難である。金属製キャップがブースタとして機能できない場合、金属製キャップは、磁気シールドとして機能し、ループアンテナ部26aから発生する磁界をシールドする。その結果、RFIDタグは、短い通信距離でしか通信ができなくなる。
 図15は、その問題に対処することができる、さらに別の実施の形態に係る金属製キャップ212の開口部212c周辺を示す斜視図であって、金属製キャップ212の一部と、RFIDタグ218のアンテナ部材のアンテナパターン226の一部を示している。
 図15に示すように、アンテナパターン226のループアンテナ部226aにおける第1の導体部226gは、金属製キャップ212の筒状本体部212a内にはなく、その全体が金属製キャップ212の外部に位置する。また、第1の導体部226gは、金属製キャップ212の周方向Rに、金属製キャップ212の概ね全周にわたって延在している。
 同様に、アンテナパターン226のループアンテナ部226aにおける第2の導体部226hも、金属製キャップ212の筒状本体部212a内にはなく、その全体が金属製キャップ212の外部に位置する。また、第2の導体部226hは、金属製キャップ212の周方向Rに、金属製キャップ212の概ね全周にわたって延在している。
 特に、第2の導体部226hは、金属製キャップ212の開口部212cの開口縁212dから高さ方向Hに離れるように延在し、それにより、金属製キャップ212の筒状本体部222aとの間に隙間Aを形成している。
 図16は、図15に示す金属製キャップ212における磁界の分布を示している。点線は、磁力線を示している。
 図16に示すように、ループアンテナ部226aの第1の導体部226gには、その周りを周回するとともにループ開口部226fを通過する磁力線が発生するような磁界が形成される。
 一方、第2の導体部226hには、その周りを周回するとともにループ開口部226fと隙間Aとを通過する磁界が形成される。
 その結果、金属製キャップ212の筒状本体部212aの一部までおよぶように高さ方向Hに広がることはないが、磁界が、金属製キャップ212のあらゆる径方向Dに広がる。その結果、この場合のRFIDタグ218は、図10に示すようにループアンテナ部26aの第2の導体部26hの一部が金属製キャップ12の筒状本体部12aに重なるRFIDタグ18とほぼ同様に、外部の通信装置との通信を実行することができる。
 このように、ループアンテナ部の第2の導体部が、その一部が金属製キャップの筒状本体部に重なる場合にも、また、その全体が金属製キャップの外部に位置する場合にも、RFIDタグは通信可能である。同様に、ループアンテナ部の第2の導体部全体が金属製キャップの筒状本体部に重なる場合にも、RFIDタグは通信可能である。すなわち、ループ開口の少なくとも一部が金属製キャップの外部に位置すれば、ループアンテナ部の形状は問わない。
 ただし、ループアンテナ部のループ開口は、金属製キャップの周方向に延在するのが好ましい。金属製キャップの高さ方向に延在すると、RFIDタグを備える金属製キャップ全体の高さ方向のサイズが大きくなり、金属製キャップを含む容器全体の意匠性を損なう可能性がある。また、高さ方向に延在する場合、ループアンテナが断線する可能性が、周方向に延在する場合に比べて高くなる。
 なお、ループ開口の形状は、上述の実施の形態の場合、例えば図3に示すループ開口26fのように、金属製キャップ12の外部で該金属製キャップの周方向Rに延在する矩形状であるが、これに限らない。すなわち、金属製キャップから露出しているループ開口の部分が、周方向に延在するのであれば、ループ開口全体の形状は問わない。
 さらに例えば、上述の実施の形態の場合、図10に示すように、アンテナパターン26のループアンテナ部26aは1つであるが、本発明の実施の形態はこれに限らない。
 例えば、図17は、さらに異なる別の実施の形態に係る、金属製キャップ312の開口部312c周辺を示す斜視図であって、金属製キャップ312の一部と、RFIDタグ318のアンテナ部材のアンテナパターンの一部を示している。また、図18は、RFIDタグ318の分解図を示している。
 図18に示すように、RFIDタグ318は、2つの異なるアンテナパターンとして、第1および第2のアンテナパターン326、328を備える。第1のアンテナパターン326には、第1のループアンテナ部326aが設けられている。第2のアンテナパターン328には、第2のループアンテナ部328aが設けられている。ここでは、これらの第1のループアンテナ部326aと第2のループアンテナ部328aは、2ターンループアンテナである。
 図17に示すように、第1のループアンテナ部326aと第2のループアンテナ部328aは、それぞれのループ開口326f、328fが互いに対向するように配置される。また、ループ開口326f、328fの対向方向視で同一方向に電流が流れるように、第1のループアンテナ部326aと第2のループアンテナ部328aとが直列に接続されている。この第1のループアンテナ部326aと第2のループアンテナ部328aの位置関係を実現するRFIDタグ318の構造について、図18を参照しながら説明する。
 図18に示すように、第1のアンテナパターン326は、絶縁材料から作製された第1の基材フィルム324上に形成されている。第2のアンテナパターン328は、第1の基材フィルム324と異なる第2の基材フィルム325上に形成されている。第1のアンテナパターン326が形成された第1の基材フィルム324と第2のアンテナパターン328が形成された第2の基材フィルム325とを貼り合わせることにより、アンテナ部材320が構成される。
 第1のアンテナパターン326は、給電モジュール22と接続するための接続端子部326b、326cを備える。また、接続端子部326bと第1のループアンテナ部326aの一端とを接続する配線部326mを備える。
 第1のアンテナパターン326の第1のループアンテナ部326aの他端326nは、第2のアンテナパターン328の接続端子部328mに接続されている。具体的には、第1のループアンテナ部326aの他端326nと第2のアンテナパターン328の接続端子部328mは、例えば、第1の基材フィルム324を貫通するビアホール導体やスルーホール導体などの層間接続導体によって接続されている。
 第2のアンテナパターン328は、接続端子部328mと第2のループアンテナ部328aの一端を接続する配線部328nを備える。
 第2のアンテナパターン328の第2のループアンテナ部328aの他端328pは、第1のアンテナパターン326の接続端子部326pに接続されている。具体的には、第2のループアンテナ部328aの他端328pと第1のアンテナパターン326の接続端子部326pは、例えば、第1の基材フィルム324を貫通するビアホール導体やスルーホール導体などの層間接続導体によって接続されている。
 第1のアンテナパターン326の接続端子部326pは、配線部326qによって接続端子部326cに接続されている。
 このようなRFIDタグ318(アンテナ部材320)によれば、図17および図18に示すように、給電モジュール22から第1のアンテナパターン326の接続端子部326bに流れた電流Iは、配線部326mを介して第1のループアンテナ部326aに向かう。第1のループアンテナ部326aを通過した電流Iは、その他端326nから層間接続導体を介して第2のアンテナパターン328の接続端子部328mに向かう。第2のアンテナパターン328に流入した電流Iは、配線部328nを介して第2のループアンテナ部328aに向かう。第2のループアンテナ部328aを通過した電流Iは、その他端328pから層間接続導体を介して第1のアンテナパターン326の接続端子部326pに向かう。そして、第1のアンテナパターン326に流入した電流Iは、配線部326qと接続端子部326cとを介して給電モジュール22に流入する。
 このような電流Iの流れによれば、図17に示すように、ループ開口326f、328fの対向方向視で、第1のループアンテナ部326aと第2のループアンテナ部328aに同一方向の電流Iが流れる。その結果、ループ開口326f、328fの両方を同一方向に通過する磁力線MFが発生する。
 図19は、図17に示す金属製キャップ312における磁界の分布を示している。点線は、磁力線を示している。
 図17に示すように、第1のループアンテナ部326aのループ開口326fと第2のループアンテナ部328aのループ開口328fとの両方を同一方向に通過する磁力線MFが発生することにより、図19に示すように、第1のループアンテナ部326aと第2のループアンテナ部328aの周りに強力な磁界(磁束密度が高い磁界)が形成される。それにより、第1のループアンテナ部326aと第2のループアンテナ部328aとに容量結合している金属製キャップがより強くブースタとして機能する。その結果、磁界の分布は、金属製キャップ312の高さ方向Hに拡がり、その天板部312bまで及ぶ。本実施の形態の場合、ループ開口326f、328fの高さ方向のサイズが大きいほど、磁界はその高さ方向により大きく拡がる。それより、RFIDタグ318は、より広範囲な通信可能範囲を備えることができる。また、本実施の形態の場合、第1および第2のループアンテナ部326a、328aは2ターンループアンテナであるが、ターン数が少ないほど、磁界は高さ方向により拡がる。
 なお、図18に示すように、第1のアンテナパターン326には磁界の発生に寄与しない部分326rが存在し、第2のアンテナパターン328にも同様の部分328qが存在する。第1のアンテナパターン326の部分326rは、第2のアンテナパターン328の配線部328nと重なることによって該配線部328nを補強する補強部として機能する。同様に、第2のアンテナパターン328の部分328qも、第1のアンテナパターン326の配線部326mに重なることによって該配線部326mを補強する補強部として機能する。これにより、上述したように、容器10のネック部10aの外部形状にならうように金属製キャップ312を変形させたときに、第1のアンテナパターン326の配線部326mと第2のアンテナパターン328の配線部328nとが断線することが抑制される。
 また、第1のループアンテナ部326aと第2のループアンテナ部328aによって広範囲に拡がる磁界が形成される原理は、以下のように簡単に説明することができる。
 原理的に言えば、第1のループアンテナ部326aと第2のループアンテナ部aの組み合わせは、1つのループアンテナを「8」の字状にして2つのループを形成し、その2つのループが重なるように「8」の字状のループアンテナを2つ折りしたものに相当する。このような2つ折りされた「8」の字状のループアンテナによれば、重なる2つのループ開口を通過する磁束密度は、元の1つのループ開口を通過する磁束密度に比べて略2倍になる。その結果、元のループアンテナに比べて、2つ折りされた「8」の字状のループアンテナは大きく拡大した磁界を形成することができる。
 加えてまた、上述の実施の形態の場合、例えば図2に示すように、RFIDタグ18の給電モジュール22(すなわちRFIC素子34)は、金属製キャップ12の天板部12bの裏側に配置されている。しかしながら、本発明に係る実施の形態の金属製キャップは、これに限らない。例えば、RFIC素子は、金属製キャップの筒状本体部の裏側に設けることも可能である。
 すなわち、本発明に係る金属製キャップは、広義には、筒状本体部、前記筒状本体部の一端に形成された天板部、および前記筒状本体部の他端に形成された開口部を備える金属製キャップと、前記金属製キャップに設けられたRFIDタグと、を有し、前記RFIDタグが、前記金属製キャップ内に設けられるRFIC素子と、前記金属製キャップ内に部分的に設けられ、前記RFIC素子に接続されているループアンテナと、を備え、前記ループアンテナのループ開口の少なくとも一部が、前記金属製キャップの開口部の開口縁から該金属製キャップの外部に露出した状態で、前記金属製キャップの周方向に延在している。
 なお、金属製キャップが、上述の実施の形態のように、ワインのように使用時に裂開されるキャップシールの場合、RFIDタグの基材フィルムに裂開用タブを設けてもよい。すなわち裂開用タブを容器の開口に向かって引くと、それによって持ち上がる基材フィルムのエッジによってキャップシールが裂開される。
 また、基材フィルムに関して言えば、上述の実施の形態の場合、図4に示すように、金属シート16の一部分に貼り付けられるサイズおよび形状であるが、金属シート16の略全体に貼り付けられるサイズおよび形状であってもよい。これにより、金属製キャップ12の外側面に、基材フィルム24が貼り付けられている部分と貼り付けられていない部分との間の境界が段差として出現することが抑制される。その結果、金属製キャップ12の意匠性が損なわれることが抑制される。
 さらに、基材フィルムに関して言えば、基材フィルム自体を省略することも可能である。例えば、上述の実施の形態のように金属製キャップがプラスチックコーティングされている場合、そのコーティング層上にRFIDタグのアンテナパターンを形成することも可能である。
 さらに例えば、上述の実施の形態の場合、金属製キャップは、ワインなどに使用される変形しやすいキャップシールであるが、本発明の実施の形態はこれに限らない。例えば、ワインなどに使用されるスクリューキャップであってもよい。さらに言えば、容器はワインボトルに限らず、ウイスキーボトル等の高価なアルコール飲料用ボトルを含め、金属製キャップによって覆われる開口を備える容器であればよい。
 なお、金属製キャップがスクリューキャップの場合、金属製キャップの内部(例えば天板部の裏側)に設けられたRFIDタグが容器の内容物で濡れないように、RFIDタグに防水処理を施すのが好ましい。例えば、給電モジュールとアンテナパターンとを2枚のプラスチックシートに挟んでRFIDタグを構成してもよい。
 加えて、本発明の実施の形態に係るRFIDタグは、HF帯の周波数の信号を送受信するように構成されることに限定されるものではなく、様々な帯域の周波数の信号を送受信するように構成可能である。本発明の実施の形態に係る金属製キャップに設けられるRFIDタグは、例えば、UHF帯の周波数の信号を送受信するように構成されてもよい。
 以上、複数の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、ある実施の形態に対して少なくとも1つの実施の形態を全体としてまたは部分的に組み合わせて本発明に係るさらなる実施の形態とすることが可能であることは、当業者にとって明らかである。
 本発明は、理由は限らず、RFIDタグを設ける必要がある金属製キャップであれば適用可能である。
   10   容器
   12   金属製キャップ
   12a  筒状本体部
   12b  天板部
   12c  開口部
   12d  開口縁
   18   RFIDタグ
   26a  ループアンテナ(ループアンテナ部)
   26f  ループ開口
   34   RFIC素子
   R    周方向

Claims (7)

  1.  筒状本体部、前記筒状本体部の一端に形成された天板部、および前記筒状本体部の他端に形成された開口部を備える金属製キャップと、
     前記金属製キャップに設けられたRFIDタグと、を有し、
     前記RFIDタグが、
     前記金属製キャップ内に設けられるRFIC素子と、
     前記RFIC素子に接続されているループアンテナと、を備え、
     前記ループアンテナのループ開口の少なくとも一部が、前記金属製キャップの開口部の開口縁から該金属製キャップの外部に露出した状態で、前記金属製キャップの周方向に延在している、RFIDタグ付き金属製キャップ。
  2.  前記ループアンテナが、前記周方向に延在して全体が前記金属製キャップの外部に位置する第1の導体部と、前記第1の導体部に対して前記ループ開口を挟んで対向して前記周方向に延在し、少なくとも一部分が前記金属製キャップの筒状本体部に重なる第2の導体部とを備える、請求項1に記載のRFIDタグ付き金属製キャップ。
  3.  前記第2の導体部の幅が、前記第1の導体部の幅に比べて大きい、請求項2に記載のRFIDタグ付き金属製キャップ。
  4.  前記ループアンテナが、第1のループ開口を備える第1のループアンテナと、前記第1のループ開口に対向する第2のループ開口を備える第2のループアンテナとであって、
     前記第1および第2のループ開口の対向方向視で同一方向に電流が流れるように、前記第1のループアンテナと前記第2のループアンテナとが直列に接続されている、請求項1から3のいずれか一項に記載のRFIDタグ付き金属製キャップ。
  5.  前記RFIC素子と前記ループアンテナとが、磁性体に覆われたインダクタを備える磁気シールド型インダクタチップを介して接続されている、請求項1から4のいずれか一項に記載のRFIDタグ付き金属製キャップ。
  6.  開口を備える容器であって、
     筒状本体部と、前記筒状本体部の一端に形成された天板部と、前記筒状本体部の他端に形成された開口部とを備え、前記容器の開口を覆う金属製キャップと、
     前記金属製キャップに設けられたRFIDタグと、を有し、
     前記RFIDタグが、
     前記金属製キャップ内に設けられるRFIC素子と、
     前記RFIC素子に接続されているループアンテナと、を備え、
     前記ループアンテナのループ開口の少なくとも一部が、前記金属製キャップの開口部の開口縁から該金属製キャップの外部に露出した状態で、前記金属製キャップの周方向に延在している、容器。
  7.  前記容器はワインボトルであって、
     前記金属製キャップはキャップシールである、請求項6に記載の容器。
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