WO2023136012A1 - Ｒｆｉｄ用補助アンテナ、ｒｆｉｄ通信装置及びｒｆｉｄ通信システム - Google Patents

Ｒｆｉｄ用補助アンテナ、ｒｆｉｄ通信装置及びｒｆｉｄ通信システム Download PDF

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WO2023136012A1
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conductor loop
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博美 村山
剛 末定
陽一 齋藤
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    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength

Definitions

  • the present invention relates to an RFID auxiliary antenna that improves read/write characteristics of an RFID tag by an RFID communication device, an RFID communication device including the same, and an RFID communication system using the RFID communication device.
  • each item is provided with an RFID tag.
  • the RFID communication device communicates with the RFID tag to read from and write to the RFID tag.
  • the antenna provided in the RFID tag also has to be small.
  • Patent Document 1 discloses an auxiliary antenna that enables communication between the small antenna of the RFID tag and the antenna of the reader device without the need to use a small antenna as the antenna (RFID antenna) of the reader device.
  • This auxiliary antenna has a resonance loop group in which a plurality of resonance loops having a resonance frequency corresponding to a communication frequency are arranged so as to be magnetically coupled to each other, and the antenna area of this resonance loop group is the antenna of the RFID tag antenna.
  • the area of the antenna is larger than that of the antenna of the reader device, and is configured to be equal to or larger than the antenna area of the reader device.
  • the auxiliary antenna disclosed in Patent Document 1 is interposed between the antenna of the RFID tag and the antenna of the reader device (RFID antenna) for communication between the RFID tag and the reader device.
  • RFID antenna the antenna of the reader device
  • the auxiliary antenna in the auxiliary antenna shown in Patent Document 1, the auxiliary antenna must be arranged in such a relationship that the RFID tag is coupled to the auxiliary antenna, and the directivity of the auxiliary antenna may affect the RFID tag and the reader device antenna ( The degree of freedom of the positional relationship with the RFID antenna) is limited.
  • an object of the present invention is to provide an RFID auxiliary antenna that allows an RFID tag and an RFID antenna to be arranged with a high degree of freedom in the positional relationship, an RFID communication device including the same, and an RFID communication system using the RFID communication device. That's what it is.
  • An RFID auxiliary antenna as an example of the present disclosure is an auxiliary antenna provided in an RFID tag and coupled to an RFID tag antenna having a coil antenna and an RFID antenna, and the auxiliary antenna is magnetically coupled to the coil antenna.
  • An RFID communication device as an example of the present disclosure includes the RFID auxiliary antenna, the RFID antenna, and a communication circuit connected to the RFID antenna, wherein the RFID auxiliary antenna is in a first direction with respect to the RFID tag antenna relatively conveyed, the first direction being the same as the extending direction of the dipole antenna section;
  • the RFID antenna is a dipole antenna, and the dipole antenna is arranged parallel to the first direction.
  • An RFID communication system as an example of the present disclosure includes the RFID communication device, an article attached with an RFID tag including the RFID tag antenna, and a conveying device that conveys the article in the first direction. .
  • an RFID auxiliary antenna, an RFID communication device including the same, and an RFID communication system using the RFID communication device can be obtained in which the RFID tag and the RFID antenna can be arranged with a high degree of freedom in the positional relationship.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams showing the structure of a syringe 101 with an RFID tag, which is an embodiment according to the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the RFID tag 70.
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the RFID tag 70.
  • FIG. 4 is a plan view of the RFID auxiliary antenna 201.
  • FIG. 5 is a diagram showing the coupling relationship between the conductor loop portions 21, 22, 23 and 24 and the dipole antenna portions 26 and 27.
  • FIG. 6A is a perspective view showing the positional relationship between the RFID auxiliary antenna 201 and the RFID tag 70 in a coupled state
  • FIG. 6B is a front view thereof.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the positional relationship between the RFID auxiliary antenna 201 and a plurality of RFID tags 70A, 70B, 70C, and 70D.
  • 8A, 8B, 8C, and 8D show the positional relationship between the RFID auxiliary antenna 201 and the plurality of RFID tags 70A, 70B, 70C, and 70D at a certain timing. It is a front view showing.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the positional relationship among the RFID tags 70A, 70B and 70C, the RFID auxiliary antenna 201 and the RFID antenna 301.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the positional relationship among the RFID tags 70A, 70B and 70C, the RFID auxiliary antenna 201 and the RFID antenna 302. As shown in FIG.
  • FIG. 1(A) and 1(B) are diagrams showing the structure of a syringe 101 with an RFID tag as an embodiment according to the present invention.
  • FIG. 1(A) is an exploded view of a syringe 101 with an RFID tag
  • FIG. 1(B) is a front view of the syringe 101 with an RFID tag.
  • a syringe 101 with an RFID tag is an example of an item to be managed by an RFID tag.
  • This RFID tagged syringe 101 comprises a syringe 80 , a needle 71 provided on this syringe 80 , and a cap 7 covering this needle 71 .
  • the syringe 80 is composed of a cylinder 82 , a needle holder 81 attached to the tip of the cylinder 82 , and a piston 83 . Needle holding portion 81 holds needle 71 .
  • a medicine is enclosed in the syringe 80 . More specifically, the cylinder 82 is filled with the drug, and the drug in the cylinder 82 is sealed with a rubber plug. The piston 83 pushes the drug forward of the cylinder 82 by pushing the rubber stopper.
  • the cap 7 is a molded body of insulating resin, and the RFID tag 70 is molded integrally with the cap 7 .
  • an RFID tag 70 is embedded at the tip position of the cap 7 .
  • FIG. 2 is a plan view of the RFID tag 70.
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the RFID tag 70.
  • This RFID tag 70 has an RFIC 70IC and a coil antenna 70L.
  • a coil antenna 70L is an RFID tag antenna.
  • a capacitor is formed inside the RFIC 70IC by a capacitor electrode or a parasitic capacitance.
  • a resonance circuit is formed by the capacitance of this capacitor and the inductance of the coil antenna 70L.
  • the resonance frequency of this resonance circuit is the communication frequency of the RFID tag, and is in the range of 900 MHz band (860 MHz to 920 MHz), for example. That is, this RFID tag is an RFID tag using the UHF band.
  • a two-turn coil antenna 70L is formed in the ceramic substrate 70S1.
  • the RFIC 70IC is mounted on the ceramic substrate 70S1.
  • the RFIC 70 has two terminal electrodes, one of which is connected to one end of the coil antenna 70L and the other of which is connected to the other end of the coil antenna 70L.
  • the upper surface of the ceramic substrate 70S1 is covered with a resin insulator layer 70S2, and the RFIC 70IC is protected by the resin insulator layer 70S2.
  • FIG. 4 is a plan view of the RFID auxiliary antenna 201.
  • This RFID auxiliary antenna 201 has conductor loop portions 21 , 22 , 23 , 24 magnetically coupled with the coil antenna 70 ⁇ /b>L of the RFID tag 70 .
  • the conductor loop portions 21, 22, 23, 24 form openings 25 of the conductor loop portions.
  • the RFID auxiliary antenna 201 has dipole antenna sections 26 and 27 .
  • a capacitor 28 is connected in series in the middle of the conductor loop portion 21 .
  • the capacitance of the capacitor 28 and the inductance of the conductor loop portions 21, 22, 23, 24 constitute a resonance circuit.
  • the longitudinal dimension of the conductor loop portions 21, 22, 23, 24, that is, the length of the conductor loop portions 21, 22 is represented by X2.
  • 27 is represented by X1.
  • Y2 represents the length of the conductor loop portions 21, 22, 23 and 24 in the width direction
  • Y1 represents the length of the dipole antenna portions 26 and 27 in the width direction. represent. Examples of dimensions of each part are as follows.
  • the conductor loop opening 25 is larger than the coil antenna (RFID tag antenna) 70L shown in FIGS.
  • the dimensions of the coil antenna 70L shown in FIGS. 2 and 3 are, for example, 1.2 mm ⁇ 1.2 mm. That is, the loop of the coil antenna 70L enters the opening 25 of the conductor loop portion.
  • the longitudinal dimension of the coil antenna 70L is larger than the lateral dimension of the opening 25 of the conductor loop portion, when viewed in the direction perpendicular to the plane of the opening 25 of the conductor loop portion, It is sufficient that the coil antenna 70L can be accommodated in the space. Furthermore, it is sufficient that the opening of the coil antenna 70L and the opening 25 of the conductor loop portion overlap when viewed in the direction perpendicular to the surface of the opening 25 of the conductor loop portion.
  • the coil antenna 70L even if the coil antenna 70L does not fit in the opening 25 of the conductor loop portion, it is sufficient that there is an area where the opening 25 of the conductor loop portion and the opening of the coil antenna 70L overlap, and the coil antenna 70L is located within the opening of the conductor loop portion. 25 may protrude. In order to achieve more efficient magnetic field coupling, the overlapping area of the opening 25 of the conductor loop portion and the opening of the coil antenna 70L should be increased. good.
  • the resonance frequency of the resonance circuit by the capacitor 28 and the conductor loop portions 21, 22, 23, 24 is approximately equal to the communication frequency.
  • the total length X1 of the dimension X2 of the conductor loop portions 21 and 22 and the dipole antenna portions 26 and 27 is approximately equal to the half wavelength of the communication frequency of the dipole antenna formed by the dipole antenna portions 26 and 27 and the conductor loop portions 21 and 22. . Therefore, this dipole antenna acts as a radiator at communication frequencies.
  • FIG. 5 is a diagram showing the coupling relationship between the conductor loop portions 21, 22, 23, 24 and the dipole antenna portions 26, 27.
  • FIG. 5 When a signal is transmitted from the RFID antenna to the RFID tag antenna, currents are induced in the conductor loops 23 and 24 due to resonance of the dipole antenna, and resonance current i flows through the conductor loops 21 , 22 , 23 , and 24 .
  • FIG. 6(A) is a perspective view showing the positional relationship between the RFID auxiliary antenna 201 and the RFID tag 70 in a coupled state
  • FIG. 6(B) is a front view thereof. 6A and 6B show only part of the cap 7 of the syringe 101 with an RFID tag.
  • the loop plane of the coil antenna 70L provided in the RFID tag 70 embedded in the cap 7 and the loop planes of the conductor loop portions 21, 22, 23, and 24 are parallel.
  • the RFID-tagged syringe 101 shown in FIG. 1 is conveyed in the first direction (the X direction in the figure) with respect to the RFID auxiliary antenna 201 .
  • This first direction is the same as the extending direction of the dipole antenna. Also, the first direction is the same as the longitudinal direction of the opening of the conductor loop portion.
  • the coil antenna formed in the conductor loops 21, 22, 23, 24 and the RFID tag 70 It magnetically couples with 70L.
  • a plurality of RFID tags 70 may face the opening 25 of the conductor loop portion at the same time.
  • the RFID reader/writer can communicate with a plurality of RFID tags 70 that enter the opening 25 of the conductor loop portion.
  • a single RFID tag 70 faces inside the opening 25 of the conductor loop portion.
  • FIG. 7 is a perspective view of an RFID communication system. This figure also shows the positional relationship between the RFID auxiliary antenna 201 and the plurality of RFID tags 70A, 70B, 70C, and 70D.
  • the RFID communication system includes a carrier device that carries a plurality of RFID tagged syringes 101 .
  • FIG. 7 shows only part of the cap 7 of the syringe 101 with an RFID tag. It also shows that a plurality of RFID-tagged syringes 101 are equipped with RFID tags 70A, 70B, 70C, and 70D.
  • the transport device of the RFID communication system transports many syringes 101 with RFID tags in the first direction (X direction in the figure) with respect to the RFID auxiliary antenna 201 while maintaining the interval D.
  • the longitudinal dimension X2 of the opening of the conductor loop portion is shorter than the arrangement interval D of the syringes 101 with RFID tags (that is, the arrangement interval of the coil antennas of the RFID tags 70A, 70B, 70C, and 70D). Therefore, a plurality of RFID tags among the RFID tags 70A, 70B, 70C, and 70D do not face each other in the opening 25 of the conductor loop when viewed in the direction perpendicular to the plane of the opening 25 of the conductor loop.
  • the RFID tag adjacent to the opposing RFID tag in the opening 25 of the conductor loop faces one of the dipole antennas 26 and 27 or does not face the RFID auxiliary antenna 201 .
  • FIG. 8A, 8B, 8C, and 8D show the positional relationship between the RFID auxiliary antenna 201 and the plurality of RFID tags 70A, 70B, 70C, and 70D at a certain timing. It is a front view showing.
  • FIG. 8A shows a state in which the RFID tag 70B is beginning to face the opening 25 of the conductor loop portion. At this time, the RFID tag 70A faces the dipole antenna section 26. As shown in FIG. The RFID tag 70C and the RFID auxiliary antenna 201 do not yet face each other.
  • the RFID tags 70A, 70B, 70C, 70D, etc. move to the state shown in FIG. 8(D)
  • the RFID tag 70C begins to face the opening 25 of the conductor loop portion.
  • the RFID tag 70B faces the dipole antenna section 26.
  • the conductor loop of the RFID auxiliary antenna 201 and the RFID tag 70B are magnetically coupled.
  • the conductor loop 201 and the RFID tags 70A and 70C are not magnetically coupled.
  • the RFID tag 70B faces the inside of the opening 25 of the conductor loop portion of the RFID auxiliary antenna 201. Magnetic field coupling with the RFID tag 70B is established. At this time, since the RFID tag 70C faces the dipole antenna section 27, the RFID tag 70C is shielded by the dipole antenna section 27. FIG. Therefore, the magnetic field coupling between the conductor loop of the RFID auxiliary antenna 201 and the RFID tag 70C is cut off.
  • the RFID tag to be communicated faces the inside of the opening 25 of the conductor loop portion of the RFID auxiliary antenna 201, communication with the RFID tag becomes possible, and the RFID tag adjacent to the RFID tag becomes a dipole antenna.
  • the RFID reader/writer By facing the parts 26 and 27 or deviating from the position of the RFID auxiliary antenna 201, magnetic field coupling with the conductor loop of the RFID auxiliary antenna 201 is avoided, and unnecessary communication with an RFID tag that should not be communicated with is avoided. This allows the RFID reader/writer to configure its software to communicate with only a single RFID tag.
  • the RFID reader/writer When the RFID reader/writer has to communicate with a plurality of RFID tags, it takes time to communicate with the plurality of RFID tags and process data, so the movement speed (conveyance speed) of the syringe 101 with the RFID tag is limited. .
  • the software if the software is configured so that the RFID reader/writer communicates with only a single RFID tag as described above, the software configuration can be simplified. Moreover, since communication with a single RFID tag is assumed, the time required for communication with the RFID tag and data processing can be shortened. As a result, the movement speed (conveyance speed) of the RFID tagged syringe 101 can be increased, and the throughput of the RFID communication system can be increased.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the positional relationship between the RFID communication device consisting of the RFID auxiliary antenna 201 and the RFID antenna 301 and the RFID tags 70A, 70B and 70C attached to the articles.
  • the RFID communication device also includes communication circuitry connected to the RFID antenna 301 .
  • a radiation conductor such as a patch antenna or a dipole antenna is provided inside the RFID antenna 301 .
  • An RFID reader/writer is connected to the RFID antenna 301 .
  • the RFID antenna 301 and its radiation conductor are arranged parallel to the first direction (X direction). Therefore, by using the dipole antenna portions 26 and 27 of the RFID auxiliary antenna 201 and the RFID antenna 301, it is possible to perform communication using electromagnetic waves in the far field. That is, in the state shown in FIG. 9, the RFID tag 70B and the RFID reader/writer can communicate with each other via the RFID auxiliary antenna 201.
  • FIG. 9 the RFID tag 70B and the RFID reader/writer can communicate with each other via the RFID auxiliary antenna 201.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the positional relationship between the RFID communication device consisting of the RFID auxiliary antenna 201 and the RFID antenna 302 and the RFID tags 70A, 70B, and 70C attached to the article. It is a modification of the device.
  • the RFID communication device also includes communication circuitry coupled to the RFID antenna 302 .
  • a planar antenna or a dipole antenna is provided in the RFID antenna 302 .
  • An RFID reader/writer is connected to the RFID antenna 302 .
  • the RFID antenna 302 is arranged parallel to the first direction (X direction). Therefore, by using the dipole antenna part of the RFID auxiliary antenna and the RFID antenna 302, communication by electromagnetic waves in the far field becomes possible. That is, in the state shown in FIG. 10, the RFID tag 70B and the RFID reader/writer can communicate with each other via the RFID auxiliary antenna 201.
  • FIG. 10 shows that the RFID tag 70B and the RFID reader/writer can communicate with each other via the RFID auxiliary antenna 201.
  • the distance from the RFID tag 70B to be read to the RFID antennas 301 and 302 can be increased.
  • the RFID antennas 301 and 302 may be arranged in parallel to the moving direction of the syringe 101 with the RFID tag, and can be installed in a range of 360 degrees around the extension direction of the inspection line for applying read/write to the RFID tag. It is possible, and the process design is not limited. It also facilitates addition (retrofitting) to an existing inspection line.
  • RFID antennas may be arranged to separate processes such as reading and writing.
  • the reading and writing of information on the RFID tag may be performed sequentially during the time the RFID tag faces the opening of the single conductor loop.
  • an RFID communication system may be configured using a plurality of RFID auxiliary antennas 201 and a single RFID antenna.
  • an RFID auxiliary antenna 201 for reading information from an RFID tag and an RFID auxiliary antenna 201 for writing predetermined information to the RFID tag are provided, and communication via these RFID auxiliary antennas 201 is performed by a single RFID tag. You can go with an antenna.
  • a syringe was taken as an example of an article to be managed, but the present invention can be similarly applied to various other articles.
  • the present invention can also be applied to a mode in which the RFID tag attached auxiliary antenna moves while the article is stationary.

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Abstract

ＲＦＩＤ用補助アンテナ（２０１）は、物品に付与されたＲＦＩＤタグ（７０Ｂ）に設けられたＲＦＩＤタグアンテナとＲＦＩＤアンテナとにそれぞれ結合する。ＲＦＩＤ用補助アンテナ（２０１）は、コイルアンテナと磁界結合する導体ループ部、ダイポールアンテナ部（２６，２７）及び導体ループ部のインダクタンスと共に共振するキャパシタンスを有するキャパシタを備える。この構成により、ＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０ＣとＲＦＩＤアンテナとを高い位置関係の自由度の下で配置できるＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１、それを備えるＲＦＩＤ通信装置及びＲＦＩＤ通信装置を用いたＲＦＩＤ通信システムを得る。

Description

ＲＦＩＤ用補助アンテナ、ＲＦＩＤ通信装置及びＲＦＩＤ通信システム
　本発明は、ＲＦＩＤ通信装置によるＲＦＩＤタグのリードライト特性を改善するＲＦＩＤ用補助アンテナ、それを備えるＲＦＩＤ通信装置及びＲＦＩＤ通信装置を用いたＲＦＩＤ通信システムに関する。
　多数の物品の製造履歴などの個品情報を管理してトレーサビリティを高めるために、それぞれの物品にＲＦＩＤタグが設けられる。ＲＦＩＤ通信装置は、ＲＦＩＤタグと通信を行ってＲＦＩＤタグに対して読み取りや書き込みを行う。
　物品に埋め込まれるＲＦＩＤタグには小型化が求められる。このため、ＲＦＩＤタグが備えるアンテナも小型にならざるを得ない。
　しかしながら、ＲＦＩＤタグに例えばコイルアンテナなどの小型の磁界アンテナが形成されている場合、工場などで使用される一般的なリーダ装置が備える電界放射型のアンテナ（例えばパッチアンテナやダイポールアンテナなど）では、磁界アンテナと通信することは困難である。そのため、ＲＦＩＤタグのコイルアンテナと磁界結合するように磁界結合型のＲＦＩＤアンテナを近接配置するが、通信距離が短く、指向性も限られる。この場合、既存の製造ラインにＲＦＩＤ通信システムを追加することは困難である。
　そこで、例えば特許文献１には、リーダ装置のアンテナ（ＲＦＩＤアンテナ）として小型のアンテナを用いる必要がなく、ＲＦＩＤタグの小型のアンテナとリーダ装置のアンテナとを通信可能にする補助アンテナが示されている。この補助アンテナは、通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、この共振ループ群のアンテナ面積を、ＲＦＩＤタグアンテナのアンテナ面積よりも大きくし、リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きくなるように構成されている。
特許第６３９０８２４号明細書
　特許文献１に示される補助アンテナは、ＲＦＩＤタグのアンテナとリーダ装置のアンテナ（ＲＦＩＤアンテナ）との間に介在してＲＦＩＤタグとリーダ装置とが通信するので、リーダ装置のアンテナとして小型のアンテナを用いることなく、ＲＦＩＤタグの小型のアンテナとリーダ装置のアンテナとの通信を可能とする。
　しかし、特許文献１に示される補助アンテナでは、ＲＦＩＤタグが補助アンテナに結合するような関係で補助アンテナを配置しなければならず、また補助アンテナの指向性により、ＲＦＩＤタグとリーダ装置のアンテナ（ＲＦＩＤアンテナ）との位置関係の自由度は制限される。
　そこで、本発明の目的は、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤアンテナとを高い位置関係の自由度の下で配置できるＲＦＩＤ用補助アンテナ、それを備えるＲＦＩＤ通信装置及びＲＦＩＤ通信装置を用いたＲＦＩＤ通信システムを提供することにある。
　本開示の一例としてのＲＦＩＤ用補助アンテナは、ＲＦＩＤタグに設けられ、コイルアンテナを有するＲＦＩＤタグアンテナとＲＦＩＤアンテナとにそれぞれ結合する補助アンテナであり、前記補助アンテナは、前記コイルアンテナと磁界結合する導体ループ部及びダイポールアンテナ部と、前記導体ループ部のインダクタンスと共に共振回路を形成するキャパシタと、を備える。
　本開示の一例としてのＲＦＩＤ通信装置は、前記ＲＦＩＤ用補助アンテナ、前記ＲＦＩＤアンテナ及び前記ＲＦＩＤアンテナに接続された通信回路を備え、前記ＲＦＩＤ用補助アンテナは前記ＲＦＩＤタグアンテナに対して第１方向に相対的に搬送され、前記第１方向は前記ダイポールアンテナ部の延伸方向と同じであり、
　前記ＲＦＩＤアンテナはダイポールアンテナであり、当該ダイポールアンテナは前記第１方向に対して平行に配置される。
　本開示の一例としてのＲＦＩＤ通信システムは、前記ＲＦＩＤ通信装置と、前記ＲＦＩＤタグアンテナを含むＲＦＩＤタグが付与された物品と、当該物品を前記第１方向に搬送する搬送装置と、で構成される。
　本発明によれば、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤアンテナとを高い位置関係の自由度の下で配置できるＲＦＩＤ用補助アンテナ、それを備えるＲＦＩＤ通信装置及びＲＦＩＤ通信装置を用いたＲＦＩＤ通信システムが得られる。
図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本発明に係る一実施形態として挙げるＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１の構造を示す図である。 図２はＲＦＩＤタグ７０の平面図である。 図３はＲＦＩＤタグ７０の断面図である。 図４はＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１の平面図である。 図５は導体ループ部２１，２２，２３，２４とダイポールアンテナ部２６，２７との結合関係を示す図である。 図６（Ａ）はＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１とＲＦＩＤタグ７０との結合状態での、両者の位置関係を示す斜視図であり、図６（Ｂ）はその正面図である。 図７はＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１と複数のＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄとの位置関係を示す斜視図である。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）は、或るタイミングにおけるＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１と複数のＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄとの位置関係を示す正面図である。 図９は、ＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１及びＲＦＩＤアンテナ３０１の位置関係を示す斜視図である。 図１０は、ＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１及びＲＦＩＤアンテナ３０２の位置関係を示す斜視図である。
　図１（Ａ）、図１（Ｂ）は、本発明に係る一実施形態として挙げるＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１の構造を示す図である。図１（Ａ）はＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１の分解図であり、図１（Ｂ）はＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１の正面図である。
　ＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１は、ＲＦＩＤタグによる管理対象としての物品の例である。このＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１は、シリンジ８０と、このシリンジ８０に設けられた針７１と、この針７１を覆うキャップ７とを備える。シリンジ８０は、シリンダ８２、シリンダ８２の先端に取り付けられる針保持部８１及びピストン８３で構成されている。針保持部８１は針７１を保持する。シリンジ８０内には薬剤が封入されている。より具体的には、シリンダ８２内に薬剤が充填されていて、シリンダ８２内の薬剤がゴム栓で封止されている。ピストン８３はゴム栓を押し込むことによって、薬剤をシリンダ８２の前方へ押し出す。
　キャップ７は絶縁性樹脂の成型体であり、ＲＦＩＤタグ７０はキャップ７に一体成型されている。この例ではキャップ７の先端位置にＲＦＩＤタグ７０が埋設されている。
　図２はＲＦＩＤタグ７０の平面図である。図３はＲＦＩＤタグ７０の断面図である。このＲＦＩＤタグ７０はＲＦＩＣ７０ＩＣとコイルアンテナ７０Ｌとを有する。コイルアンテナ７０ＬがＲＦＩＤタグアンテナである。ＲＦＩＣ７０ＩＣの内部にはキャパシタ用電極又は寄生容量によるキャパシタが形成されている。このキャパシタのキャパシタンスとコイルアンテナ７０Ｌのインダクタンスとで共振回路が構成されている、この共振回路の共振周波数はＲＦＩＤタグの通信周波数であり、例えば９００ＭＨｚ帯（８６０ＭＨｚから９２０ＭＨｚ）の範囲である。つまり、このＲＦＩＤタグはＵＨＦ帯を用いるＲＦＩＤタグである。
　図３において、セラミック基板７０Ｓ１内に２ターン分のコイルアンテナ７０Ｌが形成されている。ＲＦＩＣ７０ＩＣはセラミック基板７０Ｓ１上に実装されている。ＲＦＩＣ７０は２つの端子電極を有し、その一方がコイルアンテナ７０Ｌの一端に接続されていて、他方がコイルアンテナ７０Ｌの他端に接続されている。セラミック基板７０Ｓ１の上面には樹脂絶縁体層７０Ｓ２が被覆されていて、この樹脂絶縁体層７０Ｓ２によってＲＦＩＣ７０ＩＣが保護されている。
　図４はＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１の平面図である。このＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１は、ＲＦＩＤタグ７０のコイルアンテナ７０Ｌと磁界結合する導体ループ部２１，２２，２３，２４を有する。この導体ループ部２１，２２，２３，２４は導体ループ部の開口２５を形成している。また、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１はダイポールアンテナ部２６，２７を有する。導体ループ部２１の途中にはキャパシタ２８が直列接続されている。このキャパシタ２８のキャパシタンスと、導体ループ部２１，２２，２３，２４のインダクタンスとによって共振回路が構成されている。
　図４において、導体ループ部２１，２２，２３，２４の長手方向の寸法、つまり導体ループ部２１，２２の長さをＸ２で表し、導体ループ部２１，２２の寸法Ｘ２とダイポールアンテナ部２６，２７とを合わせた長さをＸ１で表している。また、導体ループ部２１，２２，２３，２４の短手方向の寸法、つまり導体ループ部２３，２４の長さをＹ２で表し、ダイポールアンテナ部２６，２７の短手方向の長さをＹ１で表している。各部の寸法例は次のとおりである。
　Ｘ１＝１５０ｍｍ
　Ｘ２＝６０ｍｍ
　Ｙ１＝１０ｍｍ
　Ｙ２＝８ｍｍ
　導体ループ部の開口２５の面に対する垂直方向に視て、導体ループ部の開口２５は、図２、図３に示したコイルアンテナ（ＲＦＩＤタグアンテナ）７０Ｌより大きい。図２、図３に示したコイルアンテナ７０Ｌの寸法は例えば１．２ｍｍ×１．２ｍｍである。つまり、導体ループ部の開口２５内にコイルアンテナ７０Ｌのループが入る。なお、コイルアンテナ７０Ｌの長手方向の寸法が導体ループ部の開口２５の短手方向の寸法より大きくても、導体ループ部の開口２５の面に対する垂直方向に視て、導体ループ部の開口２５内にコイルアンテナ７０Ｌが収まる関係であればよい。さらには、コイルアンテナ７０Ｌの開口と導体ループ部の開口２５が導体ループ部の開口２５の面に対する垂直方向に視て、重なっていればよい。換言すれば、コイルアンテナ７０Ｌは導体ループ部の開口２５に収まっていなくとも、導体ループ部の開口２５とコイルアンテナ７０Ｌの開口とが重なる領域があればよく、コイルアンテナ７０Ｌが導体ループ部の開口２５からはみ出ていてもよい。より効率的に磁界結合させるには、導体ループ部の開口２５とコイルアンテナ７０Ｌの開口の重なる領域を大きくすればよく、導体ループ部の開口２５の中にコイルアンテナ７０Ｌが収まる関係が最も効率がよい。
　キャパシタ２８と導体ループ部２１，２２，２３，２４とによる共振回路の共振周波数は通信周波数にほぼ等しい。
　導体ループ部２１，２２の寸法Ｘ２とダイポールアンテナ部２６，２７とを合わせた長さＸ１は、ダイポールアンテナ部２６，２７と導体ループ部２１，２２によるダイポールアンテナの通信周波数の半波長にほぼ等しい。したがって、このダイポールアンテナは通信周波数における放射器として作用する。
　図５は導体ループ部２１，２２，２３，２４とダイポールアンテナ部２６，２７との結合関係を示す図である。ＲＦＩＤアンテナからＲＦＩＤタグアンテナに信号が送信されるとき、ダイポールアンテナの共振により、導体ループ部２３，２４に電流が誘起され、導体ループ部２１，２２，２３，２４に共振電流ｉが流れる。
　図６（Ａ）はＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１とＲＦＩＤタグ７０との結合状態での、両者の位置関係を示す斜視図であり、図６（Ｂ）はその正面図である。図６（Ａ）、図６（Ｂ）においては、ＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１のうちキャップ７の一部のみを表している。
　この例では、キャップ７に埋め込まれたＲＦＩＤタグ７０に設けられているコイルアンテナ７０Ｌのループ面と導体ループ部２１，２２，２３，２４のループ面とは平行である。
　後に示すように、図１に示したＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１はＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１に対して第１方向（図中のＸ方向）に搬送される。この第１方向はダイポールアンテナの延伸方向と同じである。また、第１方向は導体ループ部の開口の長手方向と同じである。
　導体ループ部の開口２５の面に対する垂直方向に視て、ＲＦＩＤタグ７０が導体ループ部の開口２５内にあるとき、導体ループ部２１，２２，２３，２４とＲＦＩＤタグ７０に形成されたコイルアンテナ７０Ｌとは磁界結合する。
　ＲＦＩＤシステムが、複数のＲＦＩＤタグ７０について実質的に同時に通信可能なようにソフトウェアが構成されている場合は、導体ループ部の開口２５内に同時に複数のＲＦＩＤタグ７０が対向してもよい。そのことにより、ＲＦＩＤリーダライタは導体ループ部の開口２５内に入る複数のＲＦＩＤタグ７０と通信可能である。ただし、以降に述べる例では導体ループ部の開口２５内に単一のＲＦＩＤタグ７０が対向する。
　図７はＲＦＩＤ通信システムの斜視図である。また、この図はＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１と複数のＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄとの位置関係を示す。ＲＦＩＤ通信システムは、複数のＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１を搬送する搬送装置を備える。
　図７においては、ＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１のうちキャップ７の一部のみを表している。また、複数のＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１がＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄを備えていることを表している。
　ＲＦＩＤ通信システムの搬送装置は、多数のＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１を間隔Ｄを保ったまま、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１に対して第１方向（図中のＸ方向）に搬送する。
　導体ループ部の開口の長手方向の寸法Ｘ２は、ＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１の配置間隔Ｄ（つまり、ＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄのコイルアンテナの配置間隔）より短い。したがって、導体ループ部の開口２５の面に対する垂直方向に視て、導体ループ部の開口２５内にＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ等のうち複数のＲＦＩＤタグが対向することはない。導体ループ部の開口２５内に対向するＲＦＩＤタグに隣接するＲＦＩＤタグはダイポールアンテナ部２６，２７の一方に対向するか、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１とは対向しない。
　図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）は、或るタイミングにおけるＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１と複数のＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄとの位置関係を示す正面図である。図８（Ａ）は、ＲＦＩＤタグ７０Ｂが導体ループ部の開口２５内に対向し始めている状態を示している。このとき、ＲＦＩＤタグ７０Ａはダイポールアンテナ部２６に対向する。そしてＲＦＩＤタグ７０ＣとＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１とは未だ対向しない。
　その後、ＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ等が移動して図８（Ｂ）に示す状態になると、ＲＦＩＤタグ７０Ｂが導体ループ部の開口２５内に対向したまま、ＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０ＢはＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１とは対向しない。
　その後、ＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ等が移動して図８（Ｃ）に示す状態になると、ＲＦＩＤタグ７０Ｂはまだ導体ループ部の開口２５内に対向したまま、ＲＦＩＤタグ７０Ｃはダイポールアンテナ部２７に対向する。
　その後、ＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ等が移動して図８（Ｄ）に示す状態になると、ＲＦＩＤタグ７０Ｃが導体ループ部の開口２５内に対向し始める。このとき、ＲＦＩＤタグ７０Ｂはダイポールアンテナ部２６に対向する。
　以降、ＲＦＩＤタグ７０Ｃ，７０Ｄ等についても、図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）、図８（Ｄ）に示す状態を繰り返す。
　図８（Ａ）に示す状態では、ＲＦＩＤタグ７０ＢがＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１の導体ループ部の開口２５内に対向するため、導体ループ部２１，２２，２３，２４による導体ループとＲＦＩＤタグ７０Ｂとが磁界結合する。このとき、ＲＦＩＤタグ７０Ａはダイポールアンテナ部２６に対向するため、ＲＦＩＤタグ７０Ａはダイポールアンテナ部２６でシールドされる。そのため、導体ループ部２１，２２，２３，２４による導体ループとＲＦＩＤタグ７０Ａとの磁界結合が遮断される。
　図８（Ｂ）に示す状態では、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１の導体ループとＲＦＩＤタグ７０Ｂとが磁界結合するが、ＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０ＣはＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１とは対向しないので、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１の導体ループとＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｃとは磁界結合しない。
　図８（Ｃ）に示す状態では、ＲＦＩＤタグ７０ＢがＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１の導体ループ部の開口２５内に対向するため、導体ループ部２１，２２，２３，２４による導体ループ部の開口２５とＲＦＩＤタグ７０Ｂとが磁界結合する。このとき、ＲＦＩＤタグ７０Ｃはダイポールアンテナ部２７に対向するため、ＲＦＩＤタグ７０Ｃはダイポールアンテナ部２７でシールドされる。そのため、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１の導体ループとＲＦＩＤタグ７０Ｃとの磁界結合が遮断される。
　このように、通信すべきＲＦＩＤタグがＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１の導体ループ部の開口２５内に対向するとき、そのＲＦＩＤタグとの通信が可能となり、そのＲＦＩＤタグに隣接するＲＦＩＤタグは、ダイポールアンテナ部２６、２７に対向するか、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１の位置から外れることで、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１の導体ループと磁界結合しないため、通信すべきでないＲＦＩＤタグとの不要な通信が避けられる。このことにより、ＲＦＩＤリーダライタは単一のＲＦＩＤタグのみと通信するようにソフトウェアを構成すればよい。
　ＲＦＩＤリーダライタが複数のＲＦＩＤタグと通信しなければならない場合は、それら複数のＲＦＩＤタグとの通信及びデータ処理に時間が掛かるので、ＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１の移動速度（搬送速度）が制限される。これに対し、上述のように、ＲＦＩＤリーダライタが単一のＲＦＩＤタグのみと通信するようにソフトウェアを構成する場合、ソフトウェアの構成を簡略化できる。また、単一のＲＦＩＤタグとの通信が前提となるので、ＲＦＩＤタグとの通信及びデータ処理に要する時間を短縮化できる。そのことにより、ＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１の移動速度（搬送速度）を高めることができ、ＲＦＩＤ通信システムの処理能力を高めることができる。
　図９は、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１及びＲＦＩＤアンテナ３０１からなるＲＦＩＤ通信装置と、物品に付与されたＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃとの位置関係を示す斜視図である。この図には含まれないが、ＲＦＩＤ通信装置にはＲＦＩＤアンテナ３０１に接続される通信回路も含まれる。ＲＦＩＤアンテナ３０１内にはパッチアンテナやダイポールアンテナ等の放射導体が設けられている。ＲＦＩＤアンテナ３０１にはＲＦＩＤリーダライタが接続されている。
　ＲＦＩＤアンテナ３０１及び、その放射導体は第１方向（Ｘ方向）に対して平行に配置されている。そのため、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１のダイポールアンテナ部２６，２７とＲＦＩＤアンテナ３０１とを用いて、遠方界での電磁波による通信が可能となる。つまり、図９に示した状態で、ＲＦＩＤタグ７０ＢとＲＦＩＤリーダライタとはＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１を介して通信が可能となる。
　図１０は、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１及びＲＦＩＤアンテナ３０２からなるＲＦＩＤ通信装置と、物品に付与されたＲＦＩＤタグ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃとの位置関係を示す斜視図であり、図９に示したＲＦＩＤ通信装置の変形例である。この図には含まれないが、ＲＦＩＤ通信装置にはＲＦＩＤアンテナ３０２に接続される通信回路も含まれる。ＲＦＩＤアンテナ３０２内には平面アンテナやダイポールアンテナが設けられている。ＲＦＩＤアンテナ３０２にはＲＦＩＤリーダライタが接続されている。
　ＲＦＩＤアンテナ３０２は第１方向（Ｘ方向）に対して平行に配置されている。そのため、ＲＦＩＤ用補助アンテナのダイポールアンテナ部とＲＦＩＤアンテナ３０２とを用いて、遠方界での電磁波による通信が可能となる。つまり、図１０に示した状態で、ＲＦＩＤタグ７０ＢとＲＦＩＤリーダライタとはＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１を介して通信が可能となる。
　図９、図１０に示した例のように、ＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１を用いることで読み取るべきＲＦＩＤタグ７０ＢからＲＦＩＤアンテナ３０１，３０２までの距離を大きくできる。また、ＲＦＩＤアンテナ３０１，３０２はＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１の移動方向に対して平行に配置すればよく、ＲＦＩＤタグに対するリードライトを適用する検査ラインに対して延伸方向の周囲３６０度の範囲に設置が可能となり、工程設計が限定されない。また、既存の検査ラインへの追加（後付け）も容易となる。
　また、図９、図１０では、単一のＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１と単一のＲＦＩＤアンテナ３０１，３０２との組を示したが、この組をＲＦＩＤタグ付きシリンジ１０１の移動経路に沿って複数のＲＦＩＤアンテナを配置して、読み取り・書き込みなどの工程を分けてもよい。
　また、単一の導体ループの開口部にＲＦＩＤタグが対向している時間内で、ＲＦＩＤタグの情報の読み取り・書き込みなどを順次行ってもよい。
　また、複数のＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１と単一のＲＦＩＤアンテナを用いて、ＲＦＩＤ通信システムを構成してもよい。例えば、ＲＦＩＤタグの情報読み取り用のＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１と、ＲＦＩＤタグへの所定の情報書き込み用のＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１と、を設け、それらＲＦＩＤ用補助アンテナ２０１を介する通信を単一のＲＦＩＤアンテナで行ってもよい。
　最後に、本発明は上述した実施形態に限られるものではない。当業者によって適宜変形及び変更が可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変形及び変更が含まれる。
　例えば、以上に示した例ではシリンジを管理対象の物品の例としたが、本発明は他の様々な物品に同様に適用できる。
　また、本発明は、物品が静止している状態でＲＦＩＤタグ付き補助アンテナが移動するような形態に適用することもできる。
Ｄ…ＲＦＩＤタグアンテナの配置間隔
ｉ…共振電流
７…キャップ
２１，２２，２３，２４…導体ループ部
２５…導体ループ部の開口
２６，２７…ダイポールアンテナ部
２８…キャパシタ
７０…ＲＦＩＤタグ
７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ…ＲＦＩＤタグ
７０ＩＣ…ＲＦＩＣ
７０Ｌ…コイルアンテナ（ＲＦＩＤタグアンテナ）
７０Ｓ１…セラミック基板
７０Ｓ２…樹脂絶縁体層
７１…針
８０…シリンジ
８１…針保持部
８２…シリンダ
８３…ピストン
１０１…ＲＦＩＤタグ付きシリンジ
２０１…ＲＦＩＤ用補助アンテナ
３０１，３０２…ＲＦＩＤアンテナ

Claims (9)

  1. 　ＲＦＩＤタグに設けられコイルアンテナを有するＲＦＩＤタグアンテナとＲＦＩＤアンテナとにそれぞれ結合する補助アンテナであり、
    　前記補助アンテナは、前記コイルアンテナと磁界結合する導体ループ部、ダイポールアンテナ部及び前記導体ループ部のインダクタンスと共に共振回路を形成するキャパシタを備える、
    　ＲＦＩＤ用補助アンテナ。
  2. 　前記導体ループ部のループ面に対する垂直方向に視て、前記導体ループ部の開口は前記ＲＦＩＤタグアンテナより大きい、
    　請求項１に記載のＲＦＩＤ用補助アンテナ。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載のＲＦＩＤ用補助アンテナ、前記ＲＦＩＤアンテナ及び前記ＲＦＩＤアンテナに接続された通信回路を備え、
    　前記ＲＦＩＤ用補助アンテナは前記ＲＦＩＤタグアンテナに対して第１方向に相対的に搬送され、
    　前記第１方向は前記ダイポールアンテナ部の延伸方向と同じであり、
    　前記ＲＦＩＤアンテナは平面アンテナ又はダイポールアンテナであり、当該平面アンテナ又はダイポールアンテナは前記第１方向に対して平行に配置された、
    　ＲＦＩＤ通信装置。
  4. 　前記導体ループ部の開口の前記導体ループ部面内の前記第１方向の長さは前記ＲＦＩＤタグアンテナの配置間隔より短い、請求項３に記載のＲＦＩＤ通信装置。
  5. 　前記導体ループ部の開口の、前記導体ループ部面内の前記第１方向に垂直な第２方向の長さは前記第１方向の長さよりも短い、
    　請求項４に記載のＲＦＩＤ通信装置。
  6. 　前記ＲＦＩＤアンテナの延伸方向と前記ＲＦＩＤ用補助アンテナの延伸方向とが略平行に配置されている、請求項３から請求項５のいずれかに記載のＲＦＩＤ通信装置。
  7. 　請求項３から請求項５のいずれかに記載のＲＦＩＤ通信装置と、前記ＲＦＩＤタグアンテナを含む前記ＲＦＩＤタグが付与された物品と、当該物品を前記第１方向に搬送する搬送装置と、で構成される、
    　ＲＦＩＤ通信システム。
  8. 　前記物品は、シリンジと、当該シリンジに取り付けられる針と、当該針を被覆するために前記シリンジに取り付けられるキャップと、を含み、
    　前記ＲＦＩＤタグは前記キャップに設けられた、
    　請求項７に記載の、ＲＦＩＤ通信システム。
  9. 　前記ＲＦＩＤタグは前記シリンジの前記キャップの先端に設けられ、前記ＲＦＩＤタグの前記コイルアンテナの開口が前記ＲＦＩＤ用補助アンテナの開口と略平行になるように配置されている、
    　請求項８に記載の、ＲＦＩＤ通信システム。
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