WO2022114084A1 - Ｒｆｉｄタグ、採血管、及びアンテナ - Google Patents

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WO2022114084A1
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antenna
rfid tag
opening
blood collection
collection tube
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卓朗 嶋田
エリナ 菅
太郎 井川
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大王製紙株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an RFID (Radio Frequency Identification) tag, a blood collection tube, and an antenna.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • An RFID label is a label having an RFID tag.
  • the RFID tag includes an IC chip and an antenna electrically connected to the IC chip.
  • RFID tags may also be referred to as wireless tags, IC tags, RF-ID tags, and RF tags.
  • an antenna for an RFID tag an antenna having a feeding terminal to which an IC chip is connected, a loop antenna connected to the feeding terminal, and a pipe bus conductive wire that pipes the loop of the loop antenna is known. (See, for example, Patent Documents 1 and 2).
  • Patent Documents 1 and 2 a good communication distance can be obtained in the frequency band in which the RFID tag performs wireless communication by resonating the capacitance component inside the IC chip and the inductance component of the bypass conductive wire provided in the antenna. It is shown that.
  • One embodiment of the present invention has been made in view of the above problems, and is an RFID tag attached to a container for containing a liquid, which can obtain a good communication distance regardless of the presence or absence of a liquid.
  • the purpose is to provide.
  • the RFID tag according to the embodiment of the present invention is an RFID tag attached to a container for containing a liquid, and is connected to an IC chip on which identification information is recorded and the IC chip.
  • the antenna comprises an antenna formed of a loop-shaped conductor, and the antenna has a T-shaped opening in which the conductor is not formed.
  • an RFID tag it is possible to provide an RFID tag to be attached to a container for containing a liquid, which can obtain a good communication distance regardless of the presence or absence of the liquid.
  • the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction are orthogonal to each other.
  • the XY plane, YZ plane, and ZX plane are a virtual plane parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction, a virtual plane parallel to the Y-axis direction and the Z-axis direction, and a virtual plane parallel to the Z-axis direction and the X-axis direction, respectively. including.
  • the direction indicated by the arrow is the plus X-axis direction
  • the direction opposite to the direction is the minus X-axis direction.
  • the direction indicated by the arrow is the plus Y-axis direction, and the direction opposite to the direction is the minus Y-axis direction.
  • the direction indicated by the arrow is the plus Z-axis direction, and the direction opposite to the direction is the minus Z-axis direction.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the appearance of a blood collection tube to which an RFID tag according to an embodiment is attached.
  • the appearance of the blood collection tube 10 is shown as an example of a container for containing a liquid.
  • the RFID tag 100 is attached to the blood collection tube 10 within the predetermined attachment range 12 on the outer peripheral portion.
  • a cap 11 is provided at the tip of the blood collection tube 10.
  • the blood collection tube 10 is formed of, for example, a plastic such as polyethylene terephthalate. However, the present invention is not limited to this, and the blood collection tube 10 may be formed of another material such as glass.
  • the blood collection tube 10 is an example of a container for containing a liquid, and may be a container other than the blood collection tube 10 such as a test tube, a urine collection tube, or an ampoule. Further, blood is an example of a liquid to be put in a container, and may be a liquid other than blood such as urine, drink, medicine, and water.
  • the container for containing the liquid is the blood collection tube 10.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an RFID tag according to an embodiment.
  • the RFID tag 100 includes, for example, a strip-shaped sheet 200, an IC chip 210 on which identification information is recorded, an antenna 220 formed of a loop-shaped conductor connected to the IC chip 210, and the like. Further, the shape of the inner circumference 221 of the antenna 220 is T-shaped.
  • the sheet 200 and the antenna 220 have an outer shape corresponding to the blood collection tube 10 as shown in FIG. 1, for example.
  • the depth D0 of the sheet 200 and the depth D1 of the antenna 220 are shorter than the minimum value of the outer circumference within the predetermined attachment range 12 of the blood collection tube 10.
  • the RFID tag 100 can be attached to the blood collection tube 10 so that the RFID tags 100 do not overlap with each other.
  • the width W0 of the sheet 200 and the width W1 of the antenna 220 fit within the predetermined attachment range 12 of the blood collection tube 10.
  • the width W1 and the depth D1 of the antenna 220 can be arbitrarily determined within the above range.
  • W1 can be 20.00 mm to 50.00 mm, preferably 30.00 mm to 40.00 mm.
  • D1 can be 13.000 mm to 18.00 mm, preferably 15.00 mm to 17.00 mm.
  • the sheet 200 is, for example, a film formed by laminating a plurality of synthetic resin films such as polyethylene terephthalate and polypropylene in a strip shape.
  • the present invention is not limited to this, and the sheet 200 may be paper or the like.
  • the IC chip 210 and the antenna 220 are arranged so as to be sandwiched between, for example, a plurality of synthetic resin films to be laminated.
  • the RFID tag 100 may be provided on the label attached to the blood collection tube 10.
  • the IC chip 210 is an integrated circuit for an RFID system in which identification information is recorded, and is electrically connected to an antenna 220.
  • the IC chip 210 receives radio waves transmitted at a predetermined radio frequency (for example, 920 MHz band: 860 MHz to 960 MHz) from the tag reader of the RFID system by the antenna 220, and generates electric power from the received radio waves to activate the IC chip 210. Further, the IC chip 210 uses the generated electric power to transmit a radio wave including the identification information recorded in advance on the IC chip 104 to the tag reader.
  • a predetermined radio frequency for example, 920 MHz band: 860 MHz to 960 MHz
  • the antenna 220 is formed in a loop shape by a highly conductive conductor (for example, a metal such as copper or aluminum). Further, the shape of the inner circumference 221 of the antenna 220 is T-shaped, and no conductor is formed inside the inner circumference 221. In the present embodiment, the portion of the inner circumference 221 in which the conductor is not formed is referred to as an opening 222. As described above, the antenna 220 is formed of a loop-shaped conductor connected to the IC chip 210, and has a T-shaped opening 222 in which the conductor is not formed.
  • the outer shape of the antenna 220 is a rectangle having a width W1 and a depth D1 as shown in FIG.
  • the opening 222 is connected to the first opening 223 extending in a direction parallel to one side (X-axis direction) of the rectangle on which the IC chip 210 is mounted and the central portion of the first opening 223. It includes a second opening 224 extending in a direction orthogonal to one side of a rectangle on which the IC chip 210 is mounted (minus Y-axis direction).
  • the two-dot chain line indicating the boundary between the first opening 223 and the second opening 224 is a virtual line and does not actually exist.
  • the RFID tag 100 is attached to the blood collection tube 10 so that the longitudinal direction of the blood collection tube 10 and the direction in which the first opening 223 extends (X-axis direction) are substantially parallel to each other. Thereby, better communication characteristics can be obtained.
  • the RFID tag 100 is attached to the blood collection tube 10 the case where the RFID tag 100 shown in FIG. 2 is oriented in the X-plus direction and the case where the RFID tag 100 is directed in the X-minus direction toward the cap 11 side of the blood collection tube 10 , There was no significant difference in communication characteristics.
  • the RFID tag 100 can be attached to the blood collection tube 10 so that, for example, the longitudinal direction of the blood collection tube 10 and the direction in which the first opening 223 extends intersect with each other.
  • the width W2 and depth D2 of the first opening 223 and the width W3 and depth D3 of the second opening 224 can be arbitrarily determined.
  • W2 can be 18.00 mm to 25.00 mm, preferably 20.00 mm to 23.00 mm, and more preferably 21.10 mm to 22.10 mm. ..
  • D2 can be 1.00 mm to 7.00 mm, preferably 3.00 mm to 5.00 mm, and more preferably 3.50 mm to 4.50 mm.
  • W3 can be 1.00 mm to 7.00 mm, preferably 3.00 mm to 5.00 mm, and more preferably 3.7 mm to 4.7 mm.
  • D3 can be 3.00 mm to 9.00 mm, preferably 5.00 mm to 7.00 mm, and more preferably 5.50 mm to 6.5 mm.
  • the antenna 220 is formed of a conductor such as press working, etching processing, plating processing, or silk screen printing of a metal paste of a metal foil such as copper or aluminum.
  • the conductor is made of aluminum
  • the thickness of the conductor can be, for example, 5 ⁇ m to 40 ⁇ m, preferably 7 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the antenna 220 is hatched, but this is a hatching indicating that the antenna 220 is made of metal, and does not indicate a pattern.
  • the IC chip 210 has an internal capacitance, and a resonance circuit (matching circuit) is configured by this internal capacitance and the inductance component of the antenna 220.
  • a resonance circuit matching circuit
  • the imaginary number component becomes almost zero, so that the impedance is matched and a sufficient communication distance can be secured. ..
  • the RFID tag 100 can obtain a good communication distance at a frequency in the 920 MHz band (860 MHz to 960 MHz, preferably 915 MHz to 935 MHz) regardless of the presence or absence of liquid (for example, blood) inside the blood collection tube 10. It is configured to be.
  • FIG. 3 is a diagram showing the shape of the antenna according to the embodiment. This figure shows an example of the shape of the antenna 220 with good communication characteristics.
  • the lateral W1 of the antenna 220 is 35.00 mm
  • the depth D1 is 16.00 mm
  • the opening 222 is formed so as to be symmetrical with respect to the center line 225. It should be noted that the symmetrical shape allows an error or deviation to the extent that the effect of the present invention is not impaired.
  • the T-shaped shape of the opening 222 of the antenna 220 is changed so that a prototype and a measurement can be performed to obtain good communication characteristics regardless of the presence or absence of liquid. It was determined.
  • the width W2 of the first opening 223 is 21.60 mm
  • the depth D2 is 4.00 mm
  • the width W3 of the second opening 224 is 4.20 mm
  • the depth D3 is 6.00 mm.
  • Good communication characteristics were obtained regardless of the presence or absence of liquid inside the blood collection tube 10.
  • the width D4 of the conductor portion connecting the IC chip 210 was set to 1.00 mm. Further, aluminum (thickness: 10 ⁇ m) was used as the conductor forming the antenna 220.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the impedance characteristics of the antenna according to the embodiment.
  • FIG. 4A shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 220 when no liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • FIG. 4B shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 220 when the liquid (water) is contained in the blood collection tube 10.
  • the vertical axis shows the value of the real part R of the impedance Z and the value of the imaginary part X.
  • the horizontal axis shows the frequency.
  • the solid line graph is a plot of the real part R corresponding to each frequency
  • the alternate long and short dash line is a plot of the imaginary part X corresponding to each frequency.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 220 is about 4.4 ⁇ and the value of the imaginary part X at 920 MHz, which is the center frequency of the frequency band used by the RFID tag 100 for communication. Is shown to be about 213.0 ⁇ .
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 220 is about 305.0 ⁇ and the value of the imaginary part X is about 236.0 ⁇ at a frequency of 920 MHz. .. In this way, the impedance Z of the antenna 220 changes depending on whether or not a liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • the value of the imaginary portion X of the impedance Z of the antenna 220 is within the range of 190 ⁇ to 240 ⁇ at 920 MHz, regardless of the presence or absence of liquid inside the blood collection tube 10. In addition, it is considered that good communication characteristics can be obtained. The evaluation result of the communication characteristics of the RFID tag 100 provided with the antenna 220 will be described later.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the shape of the antenna according to the comparative example.
  • the opening 502 of the above is formed in a rectangular shape. Further, the antenna 500 is formed so that the area of the opening 502 is the same as the area of the opening 222 of the antenna 220 according to the embodiment shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the impedance characteristics of the antenna according to the comparative example.
  • FIG. 6A shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 500 when no liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 500 is about 3.8 ⁇
  • the value of the imaginary part X is about 204.7 ⁇ . It is shown that there is.
  • the impedance Z of the antenna 500 according to the comparative example has an impedance characteristic close to that of the antenna 220 according to the embodiment shown in FIG. 3 when no liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • FIG. 6B shows the simulation result of the impedance characteristic of the antenna 500 when the liquid (water) is contained in the blood collection tube 10.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 500 is about 164.8 ⁇ and the value of the imaginary part X is about 285.5 ⁇ at a frequency of 920 MHz. ..
  • the impedance Z of the antenna 500 according to the comparative example changes the value of the imaginary portion X to around 285 ⁇ when the liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • the antenna 220 according to the embodiment shown in FIG. 3 has an imaginary impedance Z as compared with the antenna 500 according to the comparative example shown in FIG. 5, especially when a liquid is contained in the blood collection tube 10. It can be seen that the value of the part X, that is, the change in the resonance frequency is small.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the shape of the antenna according to the first modification.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the impedance characteristics of the antenna according to the first modification.
  • FIG. 8A shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 700 when no liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • FIG. 8B shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 700 when the liquid (water) is contained in the blood collection tube 10.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 700 is about 10.7 ⁇ , and the value of the imaginary part X is about 332.0 ⁇ . It is shown that there is.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 700 is about 442.0 ⁇ and the value of the imaginary part X is about -139.0 ⁇ at a frequency of 920MHz.
  • the frequency at which the value of the imaginary portion X of the impedance Z of the antenna 700 is around 213 ⁇ changes to a low frequency near 700MHz.
  • the resonance frequency of the antenna 220 can be changed (adjusted) in the lower direction by increasing the area inside the T-shape of the opening 222 of the antenna 220 according to the embodiment shown in FIG. can.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the shape of the antenna according to the second modification.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the impedance characteristics of the antenna according to the second modification.
  • FIG. 10A shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 900 when no liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • FIG. 10B shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 900 when the liquid (water) is contained in the blood collection tube 10.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 900 is about 2.6 ⁇ , and the value of the imaginary part X is about 141.7 ⁇ . It is shown that there is.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 900 is about 171.9 ⁇ and the value of the imaginary part X is about 205.0 ⁇ at a frequency of 920 MHz.
  • the frequency at which the value of the imaginary portion X of the impedance Z of the antenna 900 is around 213 ⁇ changes to a high frequency around 1150MHz.
  • the resonance frequency of the antenna 220 can be changed (adjusted) in a high direction.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the shape of the antenna according to the third modification.
  • the area of the opening 1104 inside the inner circumference 1101 is changed by changing the size (area) of the two rectangular portions 1102 and 1103 shown in FIG. It is formed so as to be larger than the area of the opening 222 of 220.
  • the two-dot chain line in FIG. 11 is a virtual line for explaining the position of the rectangular portions 1102 and 1103, and does not actually exist.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the impedance characteristics of the antenna according to the third modification.
  • FIG. 12A shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 1100 when no liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • FIG. 12B shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 1100 when the liquid (water) is contained in the blood collection tube 10.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 1100 is about 5.54 ⁇ , and the value of the imaginary part X is about 236.2 ⁇ . It is shown that there is.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 1100 is about 392.3 ⁇ and the value of the imaginary part X is about 181.4 ⁇ at a frequency of 920 MHz.
  • the frequency at which the value of the imaginary portion X of the impedance Z of the antenna 1100 is around 213 ⁇ is around 870MHz.
  • the impedance characteristic of the antenna 220 is reduced by reducing the size (area) of the rectangular portions 1102 and 1103. Can be fine-tuned.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the shape of the antenna according to the fourth modification.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the impedance characteristics of the antenna according to the fourth modification.
  • FIG. 14A shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 1300 when no liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • FIG. 14B shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 1300 when a liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 1300 is about 3.45 ⁇ , and the value of the imaginary part X is about 193.0 ⁇ . It is shown that there is.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 1300 is about 210.6 ⁇ and the value of the imaginary part X is about 254.2 ⁇ at a frequency of 920 MHz.
  • the impedance characteristic of the antenna 220 is increased by increasing the size (area) of the rectangular portions 1102 and 1103. Can be fine-tuned.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of the shape of the antenna according to the fifth modification.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of the impedance characteristics of the antenna according to the fifth modification.
  • FIG. 16A shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 1500 when no liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • FIG. 16B shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 1500 when the liquid (water) is contained in the blood collection tube 10.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 1500 is about 0.93 ⁇ , and the value of the imaginary part X is about 287.0 ⁇ . It is shown that there is.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 1500 is about 492.4 ⁇ and the value of the imaginary part X is about 37.7 ⁇ at a frequency of 920 MHz.
  • the frequency at which the value of the imaginary portion X of the impedance Z of the antenna 1500 is around 213 ⁇ is around 750MHz.
  • the area of the opening 222 of the antenna 220 according to the embodiment shown in FIG. 3 is increased, the area of the opening 222 is increased while maintaining the T-shaped similarity (similarity).
  • the impedance characteristic of the antenna 220 can be changed more greatly.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of the shape of the antenna according to the sixth modification.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of the impedance characteristics of the antenna according to the sixth modification.
  • FIG. 18A shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 1700 when no liquid is contained in the blood collection tube 10.
  • FIG. 18B shows a simulation result of the impedance characteristic of the antenna 1700 when the liquid (water) is contained in the blood collection tube 10.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 1700 is about 1.79 ⁇ , and the value of the imaginary part X is about 137.3 ⁇ . It is shown that there is.
  • the value of the real part R of the impedance Z of the antenna 1700 is about 66.0 ⁇ and the value of the imaginary part X is about 181.7 ⁇ at a frequency of 920 MHz.
  • the frequency at which the value of the imaginary portion X of the impedance Z of the antenna 1800 is around 213 ⁇ is 1200 MHz or more.
  • the area of the opening 222 of the antenna 220 according to the embodiment shown in FIG. 3 is reduced, the area of the opening 222 is reduced while maintaining the T-shaped similarity (similarity). By making it smaller, the impedance characteristic of the antenna 220 can be changed more greatly.
  • the antenna 220 according to the embodiment shown in FIG. 3 can adjust the resonance frequency of the antenna 220 by the area inside the T-shape of the inner circumference 221.
  • the antenna 220 can adjust the impedance of the antenna 220, particularly the impedance when the liquid is contained in the blood collection tube 10, due to the T-shaped shape of the inner circumference 221.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of an arrangement pattern of blood collection tubes according to an embodiment.
  • a total of 100 blood collection tubes 10 arranged in 10 vertical rows ⁇ 10 horizontal rows are set in a tag ID reading device, and reading is performed 100 times. The evaluation was performed to measure the number of times the tag ID was read for all 100 tags.
  • a plastic (polyethylene terephthalate) blood collection tube 10 was used as the blood collection tube 10. Further, in each blood collection tube 10, the X plus direction of the RFID tag 100 as shown in FIG. 2 is on the cap 11 side, and the longitudinal direction of the blood collection tube 10 and the longitudinal direction of the RFID tag 100 are substantially parallel. It was pasted so that it would be.
  • an arrangement pattern in which the four blood collection tubes 10 are arranged as a set and the RFID tags 100 are directed to the inside of the four blood collection tubes 10 is arranged. It is called “array pattern 1".
  • an arrangement pattern in which the RFID tags 100 of each blood collection tube 10 are arranged in one direction (for example, forward) is called “arrangement pattern 2".
  • the RFID tag 100 of the outermost blood collection tube 10 is arranged outward, and the other blood collection tubes 10 are arranged as shown in FIG. 19C.
  • the pattern is called “array pattern 3".
  • the RFID tags 100 of the outermost blood collection tubes 10 are arranged inward, and the other blood collection tubes 10 are arranged as shown in FIG. 19 (D).
  • the array pattern is called "array pattern 4".
  • FIG. 20 is a diagram showing the evaluation results of the RFID tag according to the embodiment.
  • the RFID tag 100 provided with the antenna 220 according to the embodiment shown in FIG. 3 is attached to the blood collection tube 10, and the tag ID is used by the reading device 100 times for each of the arrangement patterns 1 to 4. Read.
  • the transmission output level of the reading device was 19 dBm.
  • FIG. 20A when the blood collection tube 10 is empty (no liquid is contained), the tag IDs are read 100 times for each of the arrangement patterns 1 to 4, and the total number (100 pieces) is shown. The evaluation result which recorded the number of times that the reading was successful is shown.
  • the blood collection tube 10 to which the RFID tag 100 according to the present embodiment was attached succeeded in reading all 100 times in each of the arrangement patterns 1 to 4.
  • the blood collection tube to which the existing RFID tag was attached reading failures occurred in the arrangement patterns 1, 3 and 4, and in particular, in the arrangement pattern 1, the number of successful readings was 0 times. ..
  • FIG. 20B with water (an example of a liquid) contained in the blood collection tube 10, the tag IDs are read 100 times for each of the sequence patterns 1 to 4, and the total number (100) is shown. The evaluation result which recorded the number of times of successful reading is shown.
  • the blood collection tube 10 to which the RFID tag 100 according to the present embodiment was attached succeeded in reading all 100 times in each of the arrangement patterns 1 to 4.
  • the total number of readings was successful 100 times in the arrangement patterns 2 to 4, but the total number (100 pieces) was successfully read 4 times in the arrangement pattern 1. Met.
  • the RFID100 tag attached to the container for containing the liquid such as the blood collection tube 10
  • a good communication distance can be obtained regardless of the presence or absence of the liquid.
  • the antenna 220 included in the RFID tag 100 can change the resonance frequency of the antenna 220 by changing the area of the opening without changing the outer shape, so that the outer shape is limited. Suitable for certain small containers.
  • the antenna 220 is, for example, a liquid by changing the T-shaped shape of the opening (non-similar shape) while maintaining the area of the opening 222 in which the conductor is not formed. It becomes easy to adjust the impedance characteristics when the is inserted.
  • the RFID tag 100 attached to the container for containing the liquid it is possible to provide the RFID tag 100 which can obtain a good communication distance regardless of the presence or absence of the liquid.
  • the configuration shown in the above embodiments shows an example of the contents of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations as long as it does not deviate from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

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Abstract

液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグにおいて、液体の有無によらずに、良好な通信距離が得られるようにするために、ＲＦＩＤタグは、液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグであって、識別情報が記録されるＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続されるループ状の導電体で形成されるアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記導電体が形成されていないＴ字型の開口部を有する。

Description

ＲＦＩＤタグ、採血管、及びアンテナ
　本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ、採血管、及びアンテナに関する。
　物流管理や商品管理のために、被着体に貼付されるＲＦＩＤラベルが普及している。ＲＦＩＤラベルは、ＲＦＩＤタグを有するラベルである。ＲＦＩＤタグは、ＩＣチップとＩＣチップに電気的に接続されるアンテナとを備える。ＲＦＩＤタグは、無線タグ、ＩＣタグ、ＲＦ－ＩＤタグ、ＲＦタグと呼ばれることもある。
　また、ＲＦＩＤタグ用のアンテナとして、ＩＣチップが接続された給電端子と、給電端子に接続されたループアンテナと、ループアンテナのループをパイバスするパイバス導電線を有して構成されるアンテナが知られている（たとえば、特許文献１、２参照）。
特開２００７－１９９０５号公報 国際公開第２００６／０７７６４５号
　特許文献１、２には、ＩＣチップの内部のキャパシタンス成分と、アンテナが備えるバイパス導電線のインダクタンス成分とを共振させることにより、ＲＦＩＤタグが無線通信を行う周波数帯で良好な通信距離が得られることが示されている。
　しかし、例えば、血液検査の際等に用いられる採血管等の液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグでは、容器に液体を入れるとアンテナのインピーダンス特性が変化してしまい、通信距離が短くなってしまうという問題がある。
　本発明の一実施形態は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグにおいて、液体の有無によらずに、良好な通信距離が得られるＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。
　上記の課題を解決するため、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグは、液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグであって、識別情報が記録されるＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続されるループ状の導電体で形成されるアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記導電体が形成されていないＴ字型の開口部を有する。
　本発明の一実施形態によれば、液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグにおいて、液体の有無によらずに、良好な通信距離が得られるＲＦＩＤタグを提供することができる。
一実施形態に係るＲＦＩＤタグが貼付される採血管の外観の例を示す図である。 一実施形態に係るＲＦＩＤタグのアンテナの構成例を示す図である。 一実施形態に係るアンテナの形状を示す図である。 一実施形態に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 比較例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 比較例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第１の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第１の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第２の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第２の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第３の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第３の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第４の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第４の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第５の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第５の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第６の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第６の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 一実施形態に係る採血管の配列パターンの例を示す図である。 一実施形態に係るＲＦＩＤタグの評価結果の例を示す図である。
　本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す説明では、各図において共通する部分について、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするため、各図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。なお、各形態において、平行、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を含む。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を含む。Ｘ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＸ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＸ軸方向とする。Ｙ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＹ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＹ軸方向とする。Ｚ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＺ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＺ軸方向とする。
　＜採血管の外観＞
　図１は、一実施形態に係るＲＦＩＤタグが貼付される採血管の外観の例を示す図である。図１の例では、液体を入れる容器の一例として採血管１０の外観を示している。採血管１０は、外周部の所定の貼付範囲１２内にＲＦＩＤタグ１００が貼付される。好ましくは、採血管１０の先端部にはキャップ１１が設けられる。
　採血管１０は、例えば、ポリエチレンテレフタラート等のプラスチックによって形成される。ただし、これに限られず、採血管１０は、ガラス等の他の素材によって形成されるものであっても良い。
　なお、採血管１０は、液体を入れる容器の一例であり、例えば、試験管、採尿管、アンプル等の採血管１０以外の容器であっても良い。また、血液は、容器に入れる液体の一例であり、例えば、尿、飲み物、薬品、水等の血液以外の液体であっても良い。ここでは、一例として、液体を入れる容器が採血管１０であるものとして以下の説明を行う。
　＜ＲＦＩＤタグの構成＞　
　図２は、一実施形態に係るＲＦＩＤタグの構成例を示す図である。ＲＦＩＤタグ１００は、例えば、帯状のシート２００、識別情報が記録されるＩＣチップ２１０、及びＩＣチップ２１０に接続されるループ状の導電体で形成されるアンテナ２２０等を含む。また、アンテナ２２０の内周２２１の形状がＴ字型になっている。
　シート２００、及びアンテナ２２０は、例えば、図１に示すような採血管１０に対応する外形を有している。例えば、シート２００の奥行Ｄ０、及びアンテナ２２０の奥行Ｄ１は、採血管１０の所定の貼付範囲１２内の外周の最小値より短いことが望ましい。これにより、例えば、図１に示すように、ＲＦＩＤタグ１００が重なり合わないように、採血管１０にＲＦＩＤタグ１００を貼付することができる。また、シート２００の横幅Ｗ０、及びアンテナ２２０の横幅Ｗ１は、採血管１０の所定の貼付範囲１２内に収まることが望ましい。
　なお、アンテナ２２０の横幅Ｗ１、及び奥行Ｄ１は、上記の範囲内で任意に定めることができる。例えば、ＲＦＩＤタグ１００の使用周波数を９２０ＭＨｚとした場合、Ｗ１は、２０．００ｍｍ～５０．００ｍｍ、好ましくは、３０．００ｍｍ～４０．００ｍｍとすることができる。また、Ｄ１は、１３．００ｍｍ～１８．００ｍｍ、好ましくは、１５．００ｍｍ～１７．００ｍｍとすることができる。
　シート２００は、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン等の合成樹脂製フィルムを、複数枚積層して帯状に形成されるフィルム等である。ただし、これに限られず、シート２００は紙等であっても良い。
ＩＣチップ２１０、及びアンテナ２２０は、例えば積層される複数の合成樹脂製フィルム等の間に、挟み込まれるように配置される。なお、ＲＦＩＤタグ１００は、採血管１０に貼付するラベルに設けられていても良い。
　ＩＣチップ２１０は、識別情報が記録されたＲＦＩＤシステム用の集積回路であり、アンテナ２２０と電気的に接続される。ＩＣチップ２１０は、ＲＦＩＤシステムのタグリーダから、所定の無線周波数（例えば、９２０ＭＨｚ帯：８６０ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ）で送信される電波をアンテナ２２０で受信し、受信した電波により電力を生成して起動する。また、ＩＣチップ２１０は、生成した電力で、ＩＣチップ１０４に予め記録された識別情報を含む電波を、タグリーダに送信する。
　アンテナ２２０は、導電性の高い導電体（例えば、銅、アルミニウム等の金属）によってループ状に形成される。また、アンテナ２２０の内周２２１の形状はＴ字型になっており、この内周２２１の内側には導電体が形成されていない。本実施形態では、この内周２２１の内側の導電体が形成されていない部分を、開口部２２２と呼ぶ。このように、アンテナ２２０は、ＩＣチップ２１０に接続されるループ状の導電体で形成され、導電体が形成されていないＴ字型の開口部２２２を有している。
　好ましくは、アンテナ２２０の外形は、図２に示すように、横幅Ｗ１、奥行Ｄ１の矩形である。また、開口部２２２は、ＩＣチップ２１０が搭載される矩形の一辺と平行な方向（Ｘ軸方向）に延伸する第１の開口部２２３と、第１の開口部２２３の中央部分に連結され、ＩＣチップ２１０が搭載される矩形の一辺と直交する方向（マイナスＹ軸方向）に延伸する第２の開口部２２４とを含む。なお、図２において、第１の開口部２２３と第２の開口部２２４との境界を示す２点鎖線は仮想線であり、実際には存在しない。
　好ましくは、ＲＦＩＤタグ１００は、採血管１０の長手方向と、第１の開口部２２３が延伸する方向（Ｘ軸方向）とが略平行になるように採血管１０に貼付する。これにより、より良好な通信特性を得ることができる。なお、ＲＦＩＤタグ１００を採血管１０に貼付するときに、採血管１０のキャップ１１側に、図２に示すＲＦＩＤタグ１００のＸプラス方向を向けた場合と、Ｘマイナス方向を向けた場合とでは、通信特性に大きな違いは見られなかった。
　なお、ＲＦＩＤタグ１００は、例えば、採血管１０の長手方向と、第１の開口部２２３が延伸する方向とが交差するように採血管１０に貼付することも可能である。
　なお、第１の開口部２２３の幅Ｗ２、奥行Ｄ２、及び第２の開口部２２４の幅Ｗ３、奥行Ｄ３は、任意に定めることができる。例えば、ＲＦＩＤタグ１００の使用周波数を９２０ＭＨｚとした場合、Ｗ２は、１８．００ｍｍ～２５．００ｍｍ、好ましくは２０．００ｍｍ～２３．００ｍｍ、さらに好ましくは２１．１０ｍｍ～２２．１０ｍｍとすることができる。Ｄ２は、１．００ｍｍ～７．００ｍｍ、好ましくは３．００ｍｍ～５．００ｍｍ、さらに好ましくは３．５０ｍｍ～４．５０ｍｍとすることができる。Ｗ３は、１．００ｍｍ～７．００ｍｍ、好ましくは３．００ｍｍ～５．００ｍｍ、さらに好ましくは３．７ｍｍ～４．７ｍｍとすることができる。Ｄ３は、３．００ｍｍ～９．００ｍｍ、好ましくは５．００ｍｍ～７．００ｍｍ、さらに好ましくは５．５０ｍｍ～６．５ｍｍとすることができる。
　アンテナ２２０は、例えば、銅、アルミ等の金属箔のプレス加工、エッチング加工、めっき加工、又は金属ペーストのシルクスクリーン印刷等の導電体によって形成される。なお、導電体をアルミニウムにする場合、導電体の厚さは、例えば、５μｍ～４０μｍ、好ましくは７μｍ～３０μｍとすることができる。また、図２等において、アンテナ２２０にハッチングがかかっているが、これは、アンテナ２２０が金属であることを示すハッチングであり、模様を示すものではない。
　上記の構成において、ＩＣチップ２１０は内部容量を有しており、この内部容量と、アンテナ２２０が有するインダクタンス成分とにより共振回路（整合回路）が構成される。この共振回路において、ＩＣチップ２１０の内部容量と、アンテナ２２０のインダクタンス成分とが共振する共振周波数において、虚数成分がほぼゼロになることによりインピーダンスが整合し、十分な通信距離を確保することができる。
　ＲＦＩＤタグ１００は、例えば、９２０ＭＨｚ帯（８６０ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ、好ましくは、９１５ＭＨｚ～９３５ＭＨｚ）の周波数において、採血管１０の内部の液体（例えば、血液）の有無によらずに、良好な通信距離が得られるように構成されている。
　＜アンテナの形状、及びインピーダンス特性について＞
　図３は、一実施形態に係るアンテナの形状を示す図である。この図は、良好な通信特性が得られたアンテナ２２０の形状の例を示している。図３において、アンテナ２２０の横Ｗ１を３５．００ｍｍ、奥行Ｄ１を１６．００ｍｍとし、中心線２２５に対して対称形となるように開口部２２２を形成した。なお、対称形には、本発明の効果を損なわない程度の誤差やずれが許容される。また、アンテナ２２０の開口部２２２のＴ字型の形状を変えて、試作及び測定を行い、液体の有無によらずに良好な通信特性が得られるように、開口部２２２のＴ字型の形状を決定した。
　その結果、第１の開口部２２３の幅Ｗ２を２１．６０ｍｍ、奥行Ｄ２を４．００ｍｍとし、第２の開口部２２４の幅Ｗ３を４．２０ｍｍ、奥行Ｄ３を６．００ｍｍとしたときに、採血管１０の内部の液体の有無によらずに、良好な通信特性が得られた。なお、ＩＣチップ２１０を接続する導体部の幅Ｄ４は、１．００ｍｍとした。また、アンテナ２２０を形成する導体として、アルミニウム（厚さ：１０μｍ）を使用した。
　図４は、一実施形態に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図４（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ２２０のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図４（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ２２０のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
　図４（Ａ）、（Ｂ）において、アンテナ２２０のインピーダンスＺを「Ｚ＝Ｒ＋ｊＸ」とし、縦軸はインピーダンスＺの実部Ｒの値、及び虚部Ｘの値を示している。また、横軸は周波数を示している。なお、実線のグラフは各周波数に対応する実部Ｒをプロットしたものであり、一点鎖線は各周波数に対応する虚部Ｘをプロットしたものである。
　図４（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数帯の中心周波数である９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ２２０のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約４．４Ωであり、虚部Ｘの値が約２１３．０Ωであることが示されている。図４（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ２２０のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約３０５．０Ωであり、虚部Ｘの値が約２３６．０Ωであることが示されている。このように、アンテナ２２０のインピーダンスＺは、採血管１０に液体が入っているか否かによって変化する。
　また、複数のアンテナの試作結果より、周波数９２０ＭＨｚにおける虚部Ｘの値が２１３Ω前後（例えば、１９０Ω～２４０Ω程度）であるときに、良好な通信特性が得られることが分かった。これより、アンテナのインピーダンスＺの虚部Ｘの値が２１３Ω前後であるときに、９２０ＭＨｚ帯において、ＩＣチップ２１０の内部容量と、アンテナ２２０のインダクタンス成分とが共振し、インピーダンスが整合すると考えられる。
　図４（Ａ）、（Ｂ）より、アンテナ２２０は、９２０ＭＨｚにおいて、インピーダンスＺの虚部Ｘの値が、１９０Ω～２４０Ωの間に収まっており、採血管１０の内部の液体の有無によらずに、良好な通信特性が得られると考えられる。なお、アンテナ２２０を備えるＲＦＩＤタグ１００の通信特性の評価結果については後述する。
　（比較例）
　図５は、比較例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図５に示すアンテナ５００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有しており、アンテナ５００の内周５０１の内側の開口部５０２が矩形に形成されている。また、アンテナ５００は、開口部５０２の面積が、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積と同じ面積になるように形成されている。
　図６は、比較例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図６（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ５００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。図６（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ５００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約３．８Ωであり、虚部Ｘの値が約２０４．７Ωであることが示されている。このように、比較例に係るアンテナ５００のインピーダンスＺは、採血管１０に液体が入っていない場合、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０に近いインピーダンス特性になる。
　一方、図６（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ５００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。図６（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ５００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約１６４．８Ωであり、虚部Ｘの値が約２８５．５Ωであることが示されている。このように、比較例に係るアンテナ５００のインピーダンスＺは、採血管１０に液体が入っている場合、虚部Ｘの値が、２８５Ω前後まで変化してしまうことが分かる。
　このように、図３に示す一実施形態に係るアンテナ２２０は、図５に示す比較例に係るアンテナ５００と比較して、特に、採血管１０に液体が入っている場合における、インピーダンスＺの虚部Ｘの値、すなわち、共振周波数の変化が少ないことが分かる。
　＜変形例＞
　続いて、アンテナ２２０の開口部２２２のＴ字型の形状を変化させたときのインピーダンス特性の変化について、複数の変形例を例示して説明する。
　（第１の変形例）
　図７は、第１の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図７に示す第１の変形例に係るアンテナ７００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外径（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、アンテナ７００は、内周７０１の内側の開口部７０２の面積が、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積より大きく形成されている。
　図８は、第１の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図８（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ７００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図８（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ７００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
　図８（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ７００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約１０．７Ωであり、虚部Ｘの値が約３３２．０Ωであることが示されている。図８（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ７００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約４４２．０Ω、虚部Ｘの値が約－１３９．０Ωであることが示されている。
　また、図８（Ａ）において、アンテナ７００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、７００ＭＨｚ付近の低い周波数まで変化している。
　このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２のＴ字型の内側の面積を大きくすることにより、アンテナ２２０の共振周波数を低い方向に変更（調整）することができる。
　（第２の変形例）
　図９は、第２の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図９に示す第２の変形例に係るアンテナ９００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、アンテナ９００は、内周９０１の内側の開口部９０２の面積が、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積より小さく形成されている。
　図１０は、第２の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図１０（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ９００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図１０（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ９００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
　図１０（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ９００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約２．６Ωであり、虚部Ｘの値が約１４１．７Ωであることが示されている。図１０（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ９００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約１７１．９Ω、虚部Ｘの値が約２０５．０Ωであることが示されている。
　また、図１０（Ａ）において、アンテナ９００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、１１５０ＭＨｚ付近の高い周波数まで変化している。
　このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を小さくすることにより、アンテナ２２０の共振周波数を高い方向に変更（調整）することができる。
　（第３の変形例）
　図１１は、第３の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図１１に示す第３の変形例に係るアンテナ１１００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、第３の変形例に係るアンテナ１１００は、図１１に示す２つの矩形部１１０２、１１０３の大きさ（面積）を変更することにより、内周１１０１の内側の開口部１１０４の面積が、アンテナ２２０の開口部２２２の面積より大きくなるように形成されている。なお、図１１の２点鎖線は、矩形部１１０２、１１０３の位置を説明するための仮想線であり、実際には存在しない。
　図１２は、第３の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図１２（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ１１００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図１２（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ１１００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
　図１２（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約５．５４Ωであり、虚部Ｘの値が約２３６．２Ωであることが示されている。図１２（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約３９２．３Ω、虚部Ｘの値が約１８１．４Ωであることが示されている。
　また、図１２（Ａ）において、アンテナ１１００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、８７０ＭＨｚ付近になっていることが分かる。
　このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を大きくするときに、矩形部１１０２、１１０３の大きさ（面積）を小さくすることにより、アンテナ２２０のインピーダンス特性を微調整することができる。
　（第４の変形例）
　図１３は、第４の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図１３に示す第４の変形例に係るアンテナ１３００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、第４の変形例に係るアンテナ１３００は、２つの矩形部１１０２、１１０３の大きさ（面積）を変更することにより、内周１３０１の内側の開口部１３０２の面積が、アンテナ２２０の開口部２２２の面積より小さくなるように形成されている。
　図１４は、第４の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図１４（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ１３００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図１４（Ｂ）は、採血管１０に液体が入っている場合における、アンテナ１３００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
　図１４（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１３００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約３．４５Ωであり、虚部Ｘの値が約１９３．０Ωであることが示されている。図１４（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１３００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約２１０．６Ω、虚部Ｘの値が約２５４．２Ωであることが示されている。
　また、図１４（Ａ）において、アンテナ１３００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、９５０ＭＨｚ付近になっていることが分かる。
　このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を小さくするときに、矩形部１１０２、１１０３の大きさ（面積）を大きくすることにより、アンテナ２２０のインピーダンス特性を微調整することができる。
　（第５の変形例）
　図１５は、第５の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図１５に示す第５の変形例に係るアンテナ１５００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、第５の変形例に係るアンテナ１５００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を大きくするときに、Ｔ字型の相似形（相似性）を維持したままで、内周１５０１の内側の開口部１５０２の面積を大きくする。
　図１６は、第５の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図１６（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ１５００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図１６（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ１５００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
　図１６（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１５００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約０．９３Ωであり、虚部Ｘの値が約２８７．０Ωであることが示されている。図１６（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１５００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約４９２．４Ω、虚部Ｘの値が約３７．７Ωであることが示されている。
　また、図１６（Ａ）において、アンテナ１５００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、７５０ＭＨｚ付近になっていることが分かる。
　このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を大きくするときに、Ｔ字型の相似形（相似性）を維持したままで、開口部２２２の面積を大きくすることにより、アンテナ２２０のインピーダンス特性をより大きく変化させることができる。
　（第６の変形例）
　図１７は、第６の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図１７に示す第６の変形例に係るアンテナ１７００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、第６の変形例に係るアンテナ１７００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を小さくするときに、Ｔ字型の相似形（相似性）を維持したままで、内周１７０１の内側の開口部１７０２の面積を小さくする。
　図１８は、第６の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図１８（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ１７００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図１８（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ１７００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
　図１８（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１７００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約１．７９Ωであり、虚部Ｘの値が約１３７．３Ωであることが示されている。図１８（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１７００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約６６．０Ω、虚部Ｘの値が約１８１．７Ωであることが示されている。
　また、図１８（Ａ）において、アンテナ１８００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、１２００ＭＨｚ以上になっていると推定される。
　このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を小さくするときに、Ｔ字型の相似形（相似性）を維持したままで、開口部２２２の面積を小さくすることにより、アンテナ２２０のインピーダンス特性をより大きく変化させることができる。
　以上より、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０は、内周２２１のＴ字型の内側の面積によって、アンテナ２２０の共振周波数を調整することができると考えられる。
　また、アンテナ２２０は、内周２２１のＴ字型の形状により、アンテナ２２０のインピーダンス、特に、採血管１０に液体が入っているときのインピーダンスを調整することができると考えられる。
　＜ＲＦＩＤタグの評価結果＞
　続いて、図３に示す一実施形態に係るアンテナ２２０を有するＲＦＩＤタグ１００を採血管１０に貼付し、識別情報（タグＩＤ）の読み取り特性を評価した評価結果について説明する。
　図１９は、一実施形態に係る採血管の配列パターンの例を示す図である。ここでは、図１９（Ａ）～（Ｄ）に示すように、縦１０列×横１０列に並べられた計１００本の採血管１０をタグＩＤの読み取り装置にセットして、１００回読み取りを行い、１００本ともタグＩＤが読み取れた回数を測定する評価を行った。
　なお、採血管１０は、プラスチック（ポリエチレンテレフタラート）製の採血管１０を用いた。また、各採血管１０には、図２に示すようなＲＦＩＤタグ１００のＸプラス方向がキャップ１１側になるように、また、採血管１０の長手方向とＲＦＩＤタグ１００の長手方向とが略平行となるように貼付した。
　ここでは、図１９（Ａ）に示すように、４本の採血管１０を一組として、４本の採血管１０の内側にＲＦＩＤタグ１００を向けて各採血管１０を配列した配列パターンを、「配列パターン１」と呼ぶ。また、図１９（Ｂ）に示すように、各採血管１０のＲＦＩＤタグ１００を、一つの方向（例えば、前向き）に向けて配列した配列パターンを、「配列パターン２」と呼ぶ。さらに、図１９（Ｃ）に示すように、最外列の採血管１０のＲＦＩＤタグ１００を外向きに向けて配列し、他の採血管１０を図１９（Ｃ）に示すように配列した配列パターンを、「配列パターン３」と呼ぶ。さらにまた、図１９（Ｄ）に示すように、最外列の採血管１０のＲＦＩＤタグ１００を内向きに向けて配列し、他の採血管１０を図１９（Ｄ）に示すように配列した配列パターンを、「配列パターン４」と呼ぶ。
　図２０は、一実施形態に係るＲＦＩＤタグの評価結果を示す図である。評価内容としては、図３に示す一実施形態に係るアンテナ２２０を備えたＲＦＩＤタグ１００を採血管１０に貼付し、配列パターン１～４の各配列パターンで１００回ずつ、読み取り装置でタグＩＤの読み取りを行った。なお、読み取り装置の送信出力レベルは、１９ｄＢｍとした。
　また、参考として、既存のＲＦＩＤタグを貼付した採血管についても同様の読み取りを行った。
　図２０（Ａ）、は、採血管１０が空の状態（液体が入っていない状態）で、配列パターン１～４の各配列パターンで１００回ずつタグＩＤの読み取りを行い、全数（１００個）の読み取りに成功した回数を記録した評価結果を示している。
　図２０（Ａ）に示すように、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００を貼付した採血管１０は、配列パターン１～４の各配列パターンで、１００回とも全数の読み取りに成功した。一方、既存のＲＦＩＤタグを貼付した採血管では、配列パターン１、３、４で、読み取りの失敗が発生しており、特に配列パターン１では、全数の読み取りに成功した回数は０回であった。
　図２０（Ｂ）、は、採血管１０に水（液体の一例）が入った状態で、配列パターン１～４の各配列パターンで１００回ずつタグＩＤの読み取りを行い、全数（１００個）の読み取りに成功した回数を記録した評価結果を示している。
　図２０（Ｂ）に示すように、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００を貼付した採血管１０は、配列パターン１～４の各配列パターンで、１００回とも全数の読み取りに成功した。一方、既存のＲＦＩＤタグを貼付した採血管では、配列パターン２～４で、１００回とも全数の読み取りに成功したものの、配列パターン１では、全数（１００個）の読み取りに成功した回数は４回であった。
　このように、本実施形態によれば、採血管１０等の液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤ１００タグにおいて、液体の有無によらずに、良好な通信距離が得られるようになる。
　また、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００が備えるアンテナ２２０は、外形を変えなくても、開口部の面積を変更することにより、アンテナ２２０の共振周波数を変更することができるので、外形に制限がある小型の容器に好適である。
　さらに、本実施形態に係るアンテナ２２０は、例えば、導電体が形成されていない開口部２２２の面積を維持したまま、開口部のＴ字型の形状を変更（非相似形）することにより、液体を入れたときのインピーダンス特性を調整することが容易になる。
　以上、本発明の実施形態によれば、液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグ１００において、液体の有無によらずに、良好な通信距離が得られるＲＦＩＤタグ１００を提供することができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　本願は、日本特許庁に２０２０年１１月２７日に出願された基礎出願２０２０－１９７０５７号の優先権を主張するものであり、その全内容を参照によりここに援用する。
　１０　　　　採血管（容器の一例）
　１００　　　ＲＦＩＤタグ
　２１０　　　ＩＣチップ
　２２０　　　アンテナ
　２２１　　　アンテナの内周
　２２２　　　開口部
　２２３　　　第１の開口部
　２２４　　　第２の開口部

Claims (10)

  1. 　液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグであって、
    　識別情報が記録されるＩＣチップと、
    　前記ＩＣチップに接続されるループ状の導電体で形成されるアンテナと、を備え、
    　前記アンテナは、前記導電体が形成されていないＴ字型の開口部を有する、ＲＦＩＤタグ。
  2. 　前記アンテナの外形は矩形であり、
    　前記開口部は、
    　前記矩形の一辺と平行な方向に延伸する第１の開口部と、
    　前記第１の開口部の中央部分に連結され、前記矩形の一辺と直交する方向に延伸する第２の開口部と、
    　を含む、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
  3. 　前記ＩＣチップは、前記一辺の中央部分に電気的に接続される、請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
  4. 　前記開口部の面積によって、前記アンテナの共振周波数を調整する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
  5. 　前記開口部のＴ字型の形状により、前記アンテナのインピーダンスを調整する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
  6. 　前記開口部のＴ字型の形状により、前記容器に液体が入っているときの前記アンテナのインピーダンスを調整する、請求項５に記載のＲＦＩＤタグ。
  7. 　前記ＲＦＩＤタグが通信に使用する周波数は、９２０ＭＨｚ帯（８６０ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ）を含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
  8. 　前記容器は、血液を入れる採血管である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
  9. 　請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグを貼付した、採血管。
  10. 　液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグに用いられるアンテナであって、
    　ループ状の導電体で形成され、
    　前記ループ状の導電体は、前記導電体が形成されていないＴ字型の開口部を有する、アンテナ。
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