JP2004086683A

JP2004086683A - Ｒｆタグ

Info

Publication number: JP2004086683A
Application number: JP2002248444A
Authority: JP
Inventors: Naoji Yasui; 安井　直司
Original assignee: Kobayashi Kirokushi Co Ltd
Current assignee: Kobayashi Kirokushi Co Ltd
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】ＲＦタグにおいて、全方向から送受信できるようにする。
【解決手段】基板１１上に設けられたＩＣチップ１２に接続する一対のダイポールアンテナ１３の第１アンテナ１３−１と第２アンテナ１３−２をＩＣチップ１２に対して直交する略Ｌ字状に形成する。この第１アンテナ１３−１と第２アンテナ１３−２のいずれか一方のアンテナの長手方向水平面からの捕捉できない電波が到来しても、他方のアンテナの向きがこの電波に対して長手方向垂直面となるようにして、全ての方向からの電波を漏れなく捕捉する。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リーダ／ライタ（以下、Ｒ／Ｗという）からの電波により非接触でデータの送受信を行なうＲＦタグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、商品や荷物などの物品に関わる各種データを読み書きして当該物品の識別管理を行なうためのシステムとして、Ｒ／ＷとＲＦタグを利用したデータキャリアシステムが知られている。このＲＦタグは、Ｒ／Ｗからの電波通信により、非接触で各種データの伝送と記録ができるのが特徴である。
【０００３】
この種のＲＦタグは、一般にＲ／Ｗとの間のデータの伝送方式によって、
◎静電結合方式（静電気による静電誘導作用を利用するもの）
◎電磁誘導方式（誘導電磁界による電磁誘導作用を利用するもの）
◎マイクロ波方式（放射電磁界によるマイクロ波帯の電波を利用するもの）
◎光通信方式（赤外線などの光を利用するもの）
に分類されており、このうち実用化されている主なものとしては、電磁誘導方式、マイクロ波方式が挙げられる。
【０００４】
図５および図６は、これらのＲＦタグの構成例を示すもので、それぞれ（ａ）はタグの構成を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の矢印イ方向から見たタグの通信可能エリアを示す指向特性図である。
【０００５】
まず、電磁誘導方式のＲＦタグを図５に示す。このタグは、基板１上に通信回路とメモリとが内蔵されたＩＣチップ２が設けられ、ＩＣチップ２には銀ペーストなどで印刷したループアンテナ３−１が接続されている。一方、Ｒ／Ｗ側にも同様にループアンテナ４−１が形成されている。そして、タグのループアンテナ３−１に数百ＫＨｚ〜数ＭＨｚの周波数の信号を印加すると、互いのループアンテナ３−１，４−１に電磁誘導により電流が誘起され、タグとＲ／Ｗとの間でデータの送受信が可能となる。
【０００６】
次に、マイクロ波方式のＲＦタグを図６に示す。このタグは、基板１上に同様にＩＣチップ２が設けられ、ＩＣチップ２の両側には同一直線上に延びる一対のダイポールアンテナ３−２が接続されている。一方、Ｒ／Ｗ側にも同様にダイポールアンテナ４−２が形成される。そして、タグのダイポールアンテナ３−２に２．４５ＧＨｚ（マイクロ波帯）の周波数の電波を供給すると、タグとＲ／Ｗとの間でデータの送受信が可能となる。
【０００７】
しかしながら、これら従来のＲＦタグによると、以下のような不具合があった。
【０００８】
まず、図５の電磁誘導方式によるタグの場合、同図（ｂ）に示すように、このタグの通信可能エリアＥ５は、Ｒ／Ｗとの間の距離にして通常数十ｃｍ程度であるが、矢印イ方向から見るとループアンテナ３−１の法線方向にかけて８の字に近い指向性を有しており、特にループアンテナ３−１の水平方向（矢印ロ、ハ方向）からの電波に対しては通信可能な範囲が狭い。
【０００９】
また、図６のマイクロ波方式によるタグの場合、同図（ｂ）に示すように、このタグの通信可能エリアＥ６は、Ｒ／Ｗとの間の距離にして通常１ｍ〜４ｍ程度と比較的広範囲に亘る。しかし、矢印イ方向から見ると、図５の電磁誘導方式のタグと同様に、ダイポールアンテナ３−２の法線方向にかけて８の字により近い指向性を有しており、特にダイポールアンテナ３−３の水平方向（矢印ロ、ハ方向）からの電波に対しては通信可能な範囲が狭い。
【００１０】
このように、いずれの伝送方式のタグにあっても、図中矢印（ロ）（ハ）で示すアンテナの水平方向、つまりタグの厚みに対して垂直方向からの電波に対しては通信可能な範囲が狭く、Ｒ／Ｗからの距離や微弱な電波によっては通信不可能となることがあり、Ｒ／Ｗによるタグへの各種データの送受信は、タグの読み取り方向に影響されるといえる。
【００１１】
したがって、例えばタグを装着した製品を段ボール箱に詰め込んで、箱を開けずにタグのデータを読み取る場合や、買い物カゴに入れられたタグの付いた商品の向きを変えずに一括読み取りをする場合などにおいては、一つのＲ／Ｗでは読み取りできないタグが発生してしまうという不具合があった。
【００１２】
また、このようなＲＦタグの欠点を補うために、Ｒ／Ｗのアンテナをタグに対して水平・垂直の２軸方向に設置するなどの方法も提案されているが、このような方法によると、Ｒ／Ｗのアンテナを複数用意しなければならず、データキャリアシステム全体の大型化と大幅なコストアップになってしまう。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、システム全体の大型化とコストアップをさせることなく、タグの読み取り方向に影響されずに全方向からの送受信を可能にしたＲＦタグを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るＲＦタグは、絶縁体からなる基板と、基板上に設けられ、外部リーダ／ライタと各種データの送受信を行なう通信回路と各種データを格納するメモリとが内蔵されたＩＣチップと、ＩＣチップに接続される導電体からなる直線状の第１アンテナと、第１アンテナと非同一直線上にあり、ＩＣチップに接続される導電体からなる直線状の第２アンテナと、を具備することを特徴とする。特に、第１アンテナと第２アンテナが、互いに直交する垂直線上に配置されていると、いずれか一方のアンテナの長手方向水平面からの捕捉できない電波が到来しても、他方のアンテナの向きが長手方向垂直面となり、この電波を確実に拾うことができる。
【００１５】
第１アンテナと第２アンテナの形成方法としては各種考えられるが、例えば、基板上に銀ペーストでパターン印刷する方法や、基板上に銅板をエッチングする方法により導電性の皮膜を形成する。
【００１６】
また、基板の裏面に粘着剤層が設けられていると、このＲＦタグを製品や荷物などの物品に貼付することができるので便利である。
【００１７】
本発明に係るＲＦタグによれば、特に、互いに直交する一対のアンテナのいずれか一方のアンテナで必ず外部Ｒ／Ｗからの電波を捕捉することができるため、外部Ｒ／ＷのアンテナとＲＦタグとの間の読み取り角度の影響がなくなり、全方向からのデータの送受信が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＲＦタグの好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明に係るＲＦタグの構成を示す平面図、図２は同ＲＦタグの構成を示す断面図、図３は同ＲＦタグの読み取り可能エリアを示す指向特性図、図４は同ＲＦタグをプライスタグに適用した実施例を示す斜視図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、このＲＦタグ１０は、平板状に成形された各種合成樹脂などの絶縁体からなる基板１１と、基板１１上に設けられるＩＣチップ１２と、ＩＣチップ１２に電気的に接続される一対のダイポールアンテナ１３（１３−１，１３−２）とを具備して構成されたマイクロ波方式のＲＦタグである。図示しないＲ／Ｗ側からこのＲＦタグ１０のダイポールアンテナ１３に対して２．４５ＧＨｚ（マイクロ波帯）の周波数の電波を供給すると、Ｒ／ＷとＲＦタグ１０との間で各種データの送受信が可能となる。
【００２１】
ＩＣチップ１２としては、外部Ｒ／Ｗとの間で各種データの送受信を行なう通信回路と、この各種データを格納するメモリと、が内蔵された薄型チップを使用することができ、メモリとしてＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリを用いることで、電池レスタイプのタグとすることができる。
【００２２】
ダイポールアンテナ１３は、導電性を有する材質からなるものとされ、例えば紙やポリイミドからなるインレット基材上に銀ペーストでパターン印刷する方法や、銅板などの金属板をエッチングする方法により、基板１１上に導電性の皮膜が形成されている。
【００２３】
また、このダイポールアンテナ１３は、ＲＦタグ１０がいかなる方向を向いていてもＲ／Ｗからの電波を捕捉できるような形状を有していることが特徴であり、直線状の第１アンテナ１３−１と直線状の第２アンテナ１３−２とは、少なくとも互いに同一直線上とならない位置（望ましくは両者の角度が４５〜１３５度となるような位置）に配置することが必要である。
【００２４】
本実施形態では、図１に示すように、第１アンテナ１３−１が基板１１の長さ方向に対して平行となるようにＩＣチップ１２に接続され、第２アンテナ１３−２が基板１１の幅方向に対して平行となるようにＩＣチップ１２に接続されている。すなわち、全体としてダイポールアンテナ１３は、基板１１上で、第１アンテナ１３−１と第２アンテナ１３−２とがＩＣチップ１２に対し、互いに直交する垂直線上で略Ｌ字状となるように形成されている。
【００２５】
なお、ＲＦタグ１０を構成するＩＣチップ１２、ダイポールアンテナ１３からなる内装部品を水分や熱などの外部環境から厳重に保護するために、これらの表面に、とりわけ耐水性、耐熱性を有する合成樹脂をモールドして外装パッケージ１４を設けても良い。また、図示しないが、基板１１の裏面に粘着剤層を設けることで、製品や荷物などの物品にこのＲＦタグ１０を貼付することができるので便利である。
【００２６】
次に、このように構成されたＲＦタグの指向特性について図３に基づき説明する。
【００２７】
このＲＦタグ１０は、上述したように、ダイポールアンテナ１３が平板状の基板１１上でＩＣチップ１２に対して直交するＬ字状に形成されていることにより、第１アンテナ１３−１と第２アンテナ１３−２とが互いに直交した状態となっている。よって、第１アンテナ１３−１と第２アンテナ１３−２のいずれか一方のアンテナの長手方向水平面からの捕捉できない電波が到来しても、他方のアンテナの向きがこの電波に対して長手方向垂直面となるため、この電波を確実に拾うことができる。
【００２８】
すなわち、図３に示すように、このＲＦタグ１０を互いに直交するＸ軸とＹ軸からなるＸ−Ｙ平面上に置いて、このＸ−Ｙ平面と垂直なＺ軸により画成される平面をそれぞれＸ−Ｚ平面、Ｙ−Ｚ平面とし、Ｘ、Ｙ、Ｚ全ての軸において、これらの軸に平行な互いに逆向き方向の電波を想定して、それぞれＸ１、Ｘ２電波、Ｙ１、Ｙ２電波、Ｚ１、Ｚ２電波と呼ぶこととする。
【００２９】
このとき、まず、Ｘ１電波、Ｘ２電波は、ともに第１アンテナ１３−１の長手方向水平面からの電波であるから、第１アンテナ１３−１では捕捉することができないが、第２アンテナ１３−２の長手方向垂直面からの電波であるため、Ｘ１電波、Ｘ２電波は、ともに第２アンテナ１３−２で捕捉することができる。
【００３０】
次に、Ｙ１電波、Ｙ２電波は、ともに第２アンテナ１３−２の長手方向水平面からの電波であるから、第２アンテナ１３−２では捕捉することができないが、第１アンテナ１３−１の長手方向垂直面からの電波であるため、Ｙ１電波、Ｙ２電波は、ともに第１アンテナ１３−１で捕捉することができる。
【００３１】
さらに、Ｚ１電波、Ｚ２電波は、ともに第１アンテナ１３−１と第２アンテナ１３−２の双方に対して長手方向垂直面からの電波であるため、第１アンテナ１３−１と第２アンテナ１３−２のどちらでも捕捉することができる。
【００３２】
このように、このＲＦタグ１０のダイポールアンテナ１３は、第１アンテナ１３−１と第２アンテナ１３−２のいずれか一方のアンテナの長手方向水平面からの捕捉できない電波が到来しても、他方のアンテナの向きがこの電波に対して長手方向垂直面となるような位置に配置されているため、全ての方向からの電波を漏れなく拾うことができる。
【００３３】
したがって、図４に示すように、例えばこのＲＦタグ１０を装着した製品３０を任意の向きに段ボール箱４０に詰め込んだ場合であっても、この段ボール箱４０を開けて製品３０の向きを変えなくても一つのＲ／Ｗ２０によってＲＦタグ１０のデータを読み書きすることが可能となる。
【００３４】
すなわち、この実施例では、ＲＦタグ１０がプライスタグとして利用されており、ＲＦタグ１０表面に製品３０の金額が印刷され、この金額データや、その他製品３０に関するデータ、例えば製品品目名、製品品番、シリアル番号、製造者名称などの各種データがＩＣチップ１２に内蔵されたメモリに格納されている。一方、複数の製品３０，３０，…を収容した段ボール箱４０がＲ／Ｗ２０を通過する際には、製品３０に貼付されたＲＦタグ１０は様々な方向を向いていることが想定される。
【００３５】
ところが、ＲＦタグ１０が段ボール箱４０の中でいかなる方向を向いていたとしても、同図に示すようにＲ／Ｗ２０からの電波は、ＲＦタグ１０の第１アンテナ１３−１または第２アンテナ１３−２のいずれか一方または双方によって捕捉することができる。このため、段ボール箱４０を開けて個々の製品３０を取り出したり、あるいは段ボール箱４０の向きを変えたりする必要がなく、一つのＲ／Ｗ２０によって一括して全ての製品３０に関する必要データの読み書きを漏れなく確実に行なうことができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係るＲＦタグによれば、直交する一対のアンテナの少なくともいずれか一方のアンテナで外部Ｒ／Ｗからの電波を漏れなく捕捉することができる。このため、外部Ｒ／ＷのアンテナとＲＦタグとの間の読み取り角度の影響がなくなり、全方向からのデータの送受信が可能となる。したがって、例えばこのＲＦタグを装着した製品を段ボール箱に詰め込んで、箱を開けずにＲＦタグのデータを読み取る場合や、買い物カゴに入れられたＲＦタグの付いた商品の向きを変えずに一括読み取りをする場合にも、固定された一つのＲ／Ｗで読み取りや書き込みが可能となり、システム全体の大型化とコストアップをさせることなく、ＲＦタグの利便性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＲＦタグの構成を示す平面図。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】本発明に係るＲＦタグの読み取り可能エリアを示す指向特性図。
【図４】本発明に係るＲＦタグをプライスタグに適用した実施例を示す斜視図。
【図５】従来の電磁誘導方式のＲＦタグの（ａ）構成を示す平面図、（ｂ）イ方向から見た通信可能エリアを示す指向特性図。
【図６】従来のマイクロ波方式のＲＦタグの（ａ）構成を示す平面図、（ｂ）イ方向から見た通信可能エリアを示す指向特性図。
【符号の説明】
１０　ＲＦタグ
１１　基板
１２　ＩＣチップ
１３　ダイポールアンテナ
１３−１　第１アンテナ
１３−２　第２アンテナ
１４　外装パッケージ
２０　リーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）
３０　製品
４０　段ボール箱

Claims

絶縁体からなる基板と、
上記基板上に設けられ、外部リーダ／ライタと各種データの送受信を行なう通信回路と各種データを格納するメモリとが内蔵されたＩＣチップと、
上記ＩＣチップに接続される導電体からなる直線状の第１アンテナと、
上記第１アンテナと非同一直線上にあり、ＩＣチップに接続される導電体からなる直線状の第２アンテナと、を具備する
ことを特徴とするＲＦタグ。
上記第１アンテナと第２アンテナが、互いに直交する垂直線上に配置されていることを特徴とする請求項１記載のＲＦタグ。
上記第１アンテナと第２アンテナが、基板上に銀ペーストでパターン印刷することにより形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＲＦタグ。
上記第１アンテナと第２アンテナが、基板上に銅板をエッチングすることにより形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＲＦタグ。
上記基板の裏面に粘着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のＲＦタグ。