JPWO2019146237A1 - Ｒｆｉｄタグ、ｒｆｉｄタグを備えた物品、および物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
物品Ｗに取り付けて使用されるRFIDタグ１０は、RFICチップ、およびRFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュール２０と、ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状にRFICモジュール２０に一部分１２ａが巻回され、糸状導体であるアンテナ部材１２とを有する。
Description
本発明は、リネンなどの布製品に取り付け可能なRFIDタグ、そのRFIDタグを備えた物品、およびその物品の製造方法に関する。
従来より、リネンなどの布製品に取り付けて使用されるRFID（Radio-Frequency IDentification）タグが知られている。例えば、特許文献１に記載されたRFIDタグは、布製品に縫い付けられる主アンテナと、半導体デバイスに接続されて主アンテナ近傍に配置されるループアンテナとを有する。主アンテナとループアンテナとが磁界結合することにより、RFIDタグは無線通信を行う。
しかしながら、特許文献１に記載されたRFIDタグの場合、主アンテナとループアンテナとの結合度が小さく、長い通信距離を確保することができない。
そこで、本発明は、リネンなどの布製品である物品に取り付けて使用されるRFIDタグにおいて、長い通信距離を実現す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、
RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールと、
前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に前記RFICモジュールに一部分が巻回され、糸状導体であるアンテナ部材と、を有する、RFIDタグが提供される。
RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールと、
前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に前記RFICモジュールに一部分が巻回され、糸状導体であるアンテナ部材と、を有する、RFIDタグが提供される。
また、本発明の別態様によれば、
RFIDタグを備える物品であって、
前記RFIDタグが、
RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールと、
前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に前記RFICモジュールに一部分が巻回され、残りの部分が前記物品に縫い付けられた糸状導体であるアンテナ部材とを有する、物品が提供される。
RFIDタグを備える物品であって、
前記RFIDタグが、
RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールと、
前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に前記RFICモジュールに一部分が巻回され、残りの部分が前記物品に縫い付けられた糸状導体であるアンテナ部材とを有する、物品が提供される。
さらに、本発明の異なる態様によれば、
RFIDタグを有する物品の製造方法であって、
RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールに、前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に糸状導体であるアンテナ部材の一部分を巻回し、
前記アンテナ部材の残りの部分を前記物品に縫い付ける、物品の製造方法が提供される。
RFIDタグを有する物品の製造方法であって、
RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールに、前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に糸状導体であるアンテナ部材の一部分を巻回し、
前記アンテナ部材の残りの部分を前記物品に縫い付ける、物品の製造方法が提供される。
本発明によれば、リネンなどの布製品である物品に取り付けて使用されるRFIDタグにおいて、長い通信距離を実現することができる。
本発明の一態様のRFIDタグは、RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールと、前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に前記RFICモジュールに一部分が巻回され、糸状導体であるアンテナ部材と、を有する。
この態様によれば、リネンなどの布製品である物品に取り付けて使用されるRFIDタグにおいて、長い通信距離を実現することができる。
例えば、前記RFICモジュールが、絶縁素体を有し、前記絶縁素体に前記RFICチップと前記ヘリカルコイルとが内蔵され、前記絶縁素体に対して前記アンテナ部材の一部分が巻回されてもよい。絶縁素体により、RFICチップとヘリカルコイルが保護される。また、絶縁素体に、アンテナ部材の一部分を巻回することができる。
例えば、前記RFICモジュールが、長手方向を備える形状であって、前記アンテナ部材の巻回軸が前記RFICモジュールの長手方向に対して平行に延在していてもよい。これにより、より多い巻き数でアンテナ部材をRFICモジュールに巻回することができる。
例えば、前記RFIDタグが、前記RFICモジュールを収容し、前記アンテナ部材が巻回される糸巻状部材を有し、前記糸巻状部材の両端それぞれに、前記アンテナ部材を前記糸巻状部材に固定するための糸留め部が設けられてもよい。糸巻状部材に対してアンテナ部材が巻回されるとともにその糸留め部によって固定される。また、糸巻状部材により、RFICモジュールが保護される。
本発明の別態様の物品は、RFIDタグを備える物品であって、前記RFIDタグが、RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールと、前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に前記RFICモジュールに一部分が巻回され、残りの部分が前記物品に縫い付けられた糸状導体であるアンテナ部材とを有する。
この態様によれば、リネンなどの布製品である物品に取り付けて使用されるRFIDタグにおいて、長い通信距離を実現することができる。
本発明の異なる態様の物品の製造方法は、RFIDタグを有する物品の製造方法であって、 RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールに、前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に糸状導体であるアンテナ部材の一部分を巻回し、前記アンテナ部材の残りの部分を前記物品に縫い付ける。
この態様によれば、リネンなどの布製品である物品に取り付けて使用されるRFIDタグにおいて、長い通信距離を実現することができる。
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RFID(Radio-Frequency IDentification)タグを示す斜視図である。また、図２は、RFIDタグが取り付けられた状態の物品の一部分を示している。なお、なお、図中に示すＸ−Ｙ−Ｚ座標系は、発明の理解を容易にするためのものであって、発明を限定するものではない。
図１に示すように、本実施の形態の場合、RFIDタグ１０は、例えばＵＨＦ帯の通信周波数で無線通信可能な無線通信デバイスであって、糸状のアンテナ部材１２と、アンテナ部材１２の一部が巻き付けられるRFIC（Radio-Frequency Integrated Circuit）モジュール２０とを有する。
アンテナ部材１２は、RFIDタグ１０のアンテナとして機能可能な導体であって、例えば樹脂などの絶縁材料によって被覆されて自由に変形可能な糸状の導体である。図２に示すように、アンテナ部材１２は、例えばリネンなどの布製品である物品Ｗに、任意の縫製パターンで縫い付けることができる糸状の導体である。一例として、アンテナ部材１２は、断面直径が０．０５〜０．３ｍｍの銅または銀・ステンレス製の糸状導体である。なお、物品Ｗが洗濯される場合、アンテナ部材１２が被覆されていない素線である場合には、アンテナ部材１２は、ステンレスなどの錆びにくく断線しにくい材料が好ましい。また、アンテナ部材１２は、１本の糸状導体に代わって、複数の糸状導体を撚った撚り線であってもよい。さらに、アンテナ部材１２は、スリットテープ糸、カバリング糸などであってもよい。さらにまた、アンテナ部材１２は、アラミド線などの引張り強度や耐熱性のある糸材に銅めっきや銀めっきを施したものであってもよい。
本実施の形態の場合、図２に示すように、アンテナ部材１２は、その中央部にRFICモジュール２０にヘリカル状に巻回されるヘリカル状結合部１２ａを備える。また、ヘリカル状結合部１２ａを除く部分であってアンテナとして機能するアンテナ部材１２の放射部１２ｂそれぞれが、ミアンダ状に物品Ｗに縫い付けられている。これにより、RFIDタグ１０は、ミアンダ状のアンテナを備えた無線通信デバイスとして物品Ｗに固定されている。
アンテナ部材１２の一部分（ヘリカル状結合部１２ａとなる部分）をRFICモジュール２０に巻回した後、アンテナ部材１２の残りの部分（放射部１２ｂとなる部分）が物品Ｗに縫い付けられる。これに代わって、アンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａも、RFICモジュール２０に巻回されつつ、物品Ｗに縫い付けられてもよい。例えば、RFICモジュール２０を物品Ｗに接着剤等で固定した後、ヘリカル状結合部１２ａとなるアンテナ部材１２の一部分が、RFICモジュール２０を巻回するように物品Ｗに縫い付けられる。
また、RFICモジュール２０に巻回されたアンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａを接着剤で該RFICモジュール２０に固定してもよい。これにより、ヘリカル状に巻回されたアンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａにおける該アンテナ部材１２のピッチ間隔が一定に維持され、RFIDタグ１０の通信特性が安定する。これに代わって、アンテナ部材１２が巻回されたRFICモジュール２０を、例えばポッティング樹脂によって封止しつつ物品Ｗに固定してもよい。
なお、本実施の形態の場合、アンテナ部材１２においてヘリカル状結合部１２ａに対して両側の放射部１２ｂそれぞれの長さは、RFIDタグ１０が使用する通信周波数の波長の略１／４の長さである。すなわち、ヘリカル状結合部１２ａを除くアンテナ部材１２の部分の長さが、波長の略１／２である。これにより、アンテナ部材１２は、半波長ダイポールアンテナとして機能する。
図１に示すように、RFICモジュール２０は、本実施の形態の場合、長手方向（Ｘ軸方向）を備える略直方体形状のブロック体であって、糸状のアンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａがヘリカル状に巻き付けられる。具体的には、RFICモジュール２０の長手方向（Ｘ軸方向）に対して実質的に平行に延在する巻回軸を中心にして、アンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａがRFICモジュール２０にヘリカル状に巻回される。すなわち、アンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａは、RFICモジュール２０によってヘリカルコイル状に維持されている。RFICモジュール２０の短手方向に延在する巻回軸を中心にして巻回される場合に比べて、巻き数をより多くすることができ、それによりヘリカル状結合部１２ａはより強い磁界を発生することができる（後述するRFICモジュール２０のヘリカルコイルと大きい結合度で磁界結合することができる）。
ここからは、そのRFICモジュール２０の詳細について、図面を参照しながら説明する。
図３はRFICモジュールの内部構成を示す斜視図であって、図４はRFICモジュールの内部構成を示す上面図である。また、図５は、RFICモジュールの断面図である。
図３に示すように、RFICモジュール２０は、例えば約１．０ｍｍ角で約５．０〜６．０ｍｍの長さ（Ｘ軸方向長さ）を有する略直方体形状である。また、RFICモジュール２０は、RFICチップ２２と、RFICチップ２２に接続されたヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂとを含んでいる。
本実施の形態の場合、RFICモジュール２０は、絶縁材料から作製されたプリント配線基板２６を有し、そのプリント配線基板２６の主面２６ａ上に、RFICチップ２２と、ヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂとが設けられている。また、プリント配線基板２６の主面２６ａ上のRFICチップ２２とヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂは、その主面２６ａ上に形成されたエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂から作製された硬質な樹脂ブロック体２８内に埋設され、それにより保護されている。すなわち、プリント配線基板２６と樹脂ブロック体２８とがRFICモジュール２０の絶縁材料から作製された本体（絶縁素体）を構成し、その本体に、RFICチップ２２とヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂとが内蔵されるとともにアンテナ部材１２が巻回される。
RFICチップ２２は、ＩＣチップであって、アンテナ部材１２を介して、外部の通信装置（例えば、RFIDタグ１０のリーダ／ライタ装置）と通信するように構成されている。本実施の形態の場合、RFICチップ２２は、プリント配線基板２６の主面２６ａにおける長手方向（Ｘ軸方向）の中央に配置されている。
本実施の形態の場合、ヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂは、RFICチップ２２に接続され、そのRFICチップ２２に対してRFICモジュール２０の長手方向（Ｘ軸方向）の両側に配置されている。また、本実施の形態の場合、ヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂは、複数の導体パターン３０、複数の導体パターン３２、および複数の金属ピン３４から構成されている。
複数の導体パターン３０は、ヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂの一部を構成する導体であって、図６Ａに示すように、樹脂ブロック体２８の頂面２８ａ（プリント配線基板２６から最も遠い表面）に形成されている。なお、複数の導体パターン３０は、樹脂ブロック体２８の頂面２８ａ上に形成された保護層３６によって覆われて保護されている。
複数の導体パターン３２は、ヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂの一部を構成する導体であって、図６Ｂに示すように、プリント配線基板２６の主面２６ａ上に形成されている。
これらの導体パターン３０、３２は、例えば銅などの導電材料から作成されている。例えば、銅膜を形成し、その銅膜をフォトレジストおよびエッチング等によってパターニングすることにより、導体パターン３０、３２は形成される。なお、これに代わって、導電性ペーストをスクリーン印刷することにより、導体パターン３０、３２を形成してもよい。
複数の金属ピン３４は、ヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂの一部を構成する導体であって、図５に示すように、樹脂ブロック体２８を貫通し、樹脂ブロック体２８の頂面２８ａ上の導体パターン３０と、プリント配線基板２６の主面２６ａ上の導体パターン３２とを接続する。金属ピン３４は、柱状の導体であり、例えば柱状の銅製のピンである。なお、金属ピン３４は、断面形状が円形である必要はない。
すなわち、１つの導体パターン３０と、１つの導体パターン３２と、２つの金属ピン３４とが、ヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂにおける１つのループを構成している。
また、このように構成されるヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂそれぞれは、その開口がRFICモジュール２０の長手方向（Ｘ軸方向）に向くように、言い換えるとその長手方向に対して実質的に平行にコイル軸が延在するように、RFICモジュール２０に設けられている。
さらに、ヘリカルコイル２４Ａの他方の端（RFICモジュール２０の長手方向（Ｘ軸方向）中央側の金属ピン３４（３４Ａ））と、ヘリカルコイル２４Ｂの一方の端（長手方向中央側の金属ピン３４（３４Ｂ）は、導体パターン３８によって接続されている。導体パターン３８は、複数の導体パターン３２と同様に、プリント配線基板２６の主面２６ａに形成されている。
さらにまた、ヘリカルコイル２４Ａの一方の端（RFICモジュール２０の長手方向（Ｘ軸方向）外側の金属ピン３４（３４Ｃ）は、図６Ｂに示すRFICチップ２２の第１の入出力端子２２ａに接続されている。具体的には、図３および図４に示すように、ヘリカルコイル２４Ａの一方の端である金属ピン３４（３４Ｃ）は、プリント配線基板２６の主面２６ａ上の導体パターン（ランド）４０に接続されている。そのランド４０は、プリント配線基板２６を貫通するスルーホール導体などの層間接続導体４２を介して、プリント配線基板２６の裏面２６ｂ上に形成された導体パターン４４の一端に接続されている（図６Ｃ参照）。導体パターン４４の他端は、層間接続導体４６を介して、プリント配線基板２６の主面２６ａ上に形成された導体パターン（ランド）４８に接続されている。そして、図６Ｂに示すように、そのランド４８に、RFICチップ２２の第１の入出力端子２２ａが、はんだ等によって接続されている。
一方、ヘリカルコイル２４Ｂの他方の端（RFICモジュール２０の長手方向（Ｘ軸方向）外側の金属ピン３４（３４Ｄ）は、図６Ｂに示すRFICチップ２２の第２の入出力端子２２ｂに接続されている。具体的には、図３および図４に示すように、ヘリカルコイル２４Ｂの他方の端である金属ピン３４（３４Ｄ）は、プリント配線基板２６の主面２６ａ上の導体パターン（ランド）５０に接続されている。そのランド５０は、層間接続導体５２を介して、プリント配線基板２６の裏面２６ｂ上に形成された導体パターン５４の一端に接続されている（図６Ｃ参照）。導体パターン５４の他端は、層間接続導体５６を介して、プリント配線基板２６の主面２６ａ上に形成された導体パターン（ランド）５８に接続されている。そして、図６Ｂに示すように、そのランド５８に、RFICチップ２２の第２の入出力端子２２ｂがはんだ等によって接続されている。
なお、図３および図５に示すように、プリント配線基板２６の裏面２６ｂ上に設けられた導体パターン４４、５４も、主面２６ａ上に設けられた導体パターン３２と同様の方法で形成されている。また、導体パターン４４、５４は、プリント配線基板２６の裏面２６ｂ上に形成された保護層６０によって覆われて保護されている。
図７は、RFIDタグ１０の等価回路図である。
上述したように、RFICモジュール２０にはヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂが内蔵され、そのRFICモジュール２０に対してアンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａがヘリカル状に巻回されている。すなわち、図７に示すように、アンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａ内に、RFICモジュール２０のヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂが配置されている。また、アンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａの巻回軸とヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂのコイル軸の両方がRFICモジュール２０の長手方向（Ｘ軸方向）に対して実質的に平行である。すなわち、巻回軸とコイル軸とが実質的に平行である。このような配置であるため、アンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａとヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂとが大きい結合度で磁界結合することができる。
具体的に説明すると、外部（例えば、RFIDタグ１０のリーダ／ライタ装置）からの電波（信号）をアンテナ部材１２の放射部１２ｂが受信すると、アンテナ部材１２に電流が発生（誘起）し、それによりヘリカル状結合部１２ａが磁界を発生する。そのヘリカル状結合部１２ａ内の磁束は、RFICモジュール２０に内蔵されたヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂ内を通過する。それにより、ヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂ内に電流が発生（誘起）し、その電流によってRFICチップ２２が駆動する。
駆動したRFICチップ２２は、その内部の記憶部（メモリ）に記憶されている情報に対応する信号（電流）をヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂに供給し、それによりヘリカルコイル２４、２４Ｂが磁界を発生する。そのヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂ内の磁束は、アンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａ内を通過する。それにより、アンテナ部材１２に電流が発生（誘起）し、それによりアンテナ部材１２の放射部１２ｂから電波が放射される。
アンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａ内にRFICモジュール２０のヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂが配置されているために、またヘリカル状結合部１２ａの巻回軸とヘリカルコイル２４Ａ，２４Ｂのコイル軸とが実質的に平行であるために、ヘリカル状結合部１２ａおよびヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂの一方の内部に発生した磁束が他方の内部を通過する。それにより、ヘリカル状結合部１２ａとヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂは大きい結合度で磁界結合することができる。例えば、ヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂに代わってループが用いられる場合に比べて、大きい結合度の磁界結合を実現することができる。大きい結合度で磁界結合することにより、RFIDタグ１０は、長い通信距離を実現することができる。
以上のような本実施の形態によれば、リネンなどの布製品である物品に取り付けて使用されるRFIDタグにおいて、長い通信距離を実現することができる。
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３に示すように、RFICモジュール２０は、略直方体形状のブロック体であるが、本発明の実施の形態はこれに限らない。例えば、図８に示すように、アンテナ部材が巻回される４つの側面２０ａにおいて、隣接し合う側面２０ａの間に面取り部２０ｂを形成してもよい。面取り部２０ｂがない場合、例えば、RFIDタグが取り付けられているリネンが繰り返し洗濯されると、側面２０ａ間のエッジによってアンテナ部材が切断される可能性がある。面取り部２０ｂを設けることにより、アンテナ部材の切断を抑制することができる。
なお、図８に示す改良例のRFICモジュール２０では、面取り部２０ｂは、RFICモジュール２０の長手方向（Ｘ軸方向）に連続した平面で構成されている。これに代わって、図９に示すように、複数の切欠き２０ｃによって側面２０ａ間に断続的に面取り部を形成してもよい。複数の切欠き２０ｃを等間隔で形成し、それらの切欠き２０ｃ内にアンテナ部材を配置することにより、アンテナ部材を一定のピッチ間隔で、RFICモジュール２０に巻回することができる。その結果、複数のRFIDタグにおける通信特性のバラツキを抑制することができる（ピッチ間隔や巻き数の違いによって生じる通信特性のバラツキを抑制することできる）。
さらに代わって、図１０に示すように、RFICモジュール２０の隣接し合う側面２０ａの間にRFICモジュール２０の長手方向（Ｘ軸方向）に連続した平面で構成される面取り部２０ｂを形成しつつ、アンテナ部材が配置される周回溝２０ｄを形成してもよい。
また例えば、図１１は、別の実施の形態に係るRFIDタグを示している。
図１１に示すように、別の実施の形態に係るRFIDタグ１１０は、RFICモジュール２０を収容し、アンテナ部材１２が巻回される糸巻状部材７０を有する。
図１２に示すように、RFIDタグ１１０の糸巻状部材７０は、例えば、樹脂材料から作製され、アンテナ部材１２が巻回される中央部７０ａと、その中央部７０ａの両端それぞれに設けられた端壁部７０ｂとを備える。また、糸巻状部材７０の中央部７０ａには、RFICモジュール２０を収容可能な凹部状の収容部７０ｃが形成されている。さらに、糸巻状部材７０の端壁部７０ｂそれぞれには、アンテナ部材１２と係合して保持する溝状の糸留め部７０ｄが形成されている。
糸巻状部材７０の収容部７０ｃにRFICモジュール２０を収容した後、アンテナ部材１２の一部分が中央部７０ａに巻回される。そして、糸留め部７０ｄにアンテナ部材１２が固定される。それにより、RFICモジュール２０は、糸巻状部材７０から脱落することが抑制される。また、RFICモジュール２０は、糸巻状部材７０によって保護される。例えば、RFIDタグ１１０が取り付けられたリネンの洗濯中に、RFICモジュール２０が欠損することが糸巻状部材７０によって抑制される。
また、上述の実施の形態の場合、図２に示すように、ヘリカル状結合部１２ａを除くアンテナ部材１２の部分（放射部）１２ｂは、物品Ｗに対してミアンダ状に縫い付けられている。しかしながら、物品に対するアンテナ部材の縫製パターンは、ミアンダ状に限定されない。
例えば、図１３に示すように、アンテナ部材１２をＵ字状にして放射部の長さを通信周波数の波長にする形状に物品Ｗに対して縫い付けてもよい、これにより、アンテナ部材１２は折り返しダイポールアンテナとして機能することができる。また折り返しダイポールアンテナの周波数を所定の周波数より少し高周波側にズラして設計することで、折り返しダイポールアンテナは、磁界と電界の両方が放射するアンテナとなり、アンテナの周りが水で濡れているときでもRFIDタグが動作するようになる。
また例えば、図１４に示すように、アンテナ部材１２をスパイラル（渦巻き）状に、物品Ｗに対して縫い付けてもよい。この場合、アンテナ部材１２の両端が、接続点１２ｃで接続される。
さらに例えば、RFIDタグ１０をUHF帯の磁界アンテナにする場合、図１５に示すように、アンテナ部材１２をループ状に、物品Ｗに対して縫い付けてもよい。これにより、アンテナ部材１２のアンテナの先端部付近がお互いに静電容量結合するので、アンテナ部材１２は磁界ループアンテナとして機能する。この場合、ヘリカル状結合部１２ａを除くアンテナ部材１２の部分の長さは、RFIDタグ１０が使用する通信周波数の波長に略等しくされる。なお、図１６に示すように、アンテナ部材１２の両端を接続点１２ｃで接続してループを形成してもよい。RFIDタグは例えば衣服に取り付けられる。この衣類が洗濯などによりが水を含んだ状態でもアンテナとして動作する必要がある。磁界アンテナは衣類がぬれた状態でも動作可能であるので、衣類などの管理に向いている。
さらに、上述の実施の形態の場合、図７に示すように、アンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａとRFICモジュール２０（そのヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂ）は、磁界結合するが、直流的には接続していない。より長い通信距離を実現するために、アンテナ部材のヘリカル状結合部とRFICモジュール２０のヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂとが直流的に接続されてもよい。
図１７は、さらに別の実施の形態に係るRFIDタグを示している。
図１７に示すように、さらに別の実施の形態に係るRFIDタグ２１０において、RFICモジュール２２０は、アンテナ部材１２と直流的に接続するための外部端子８０を備える。なお、外部端子８０と直流的に接続するために、被覆材料が剥離されて導体が露出している露出部分１２ｅをアンテナ部材１２は備える。
図１８Ａおよび図１８Ｂは、RFICモジュール２２０におけるプリント配線基板２６の主面２６ａ上の導体パターンと裏面２６ｂ上の導体パターンを示している。なお、RFICモジュール２２０において、上述の実施の形態のRFICモジュール２０の構成要素と実質的に同一の構成要素には、同一の符号が付されている。
RFICモジュール２２０の外部端子８０は、プリント配線基板２６の裏面２６ｂ上に設けられたランド８２に接続されている。そのランド８２は、層間接続導体８４を介して、プリント配線基板２６の主面２６ａ上の導体パターン３８、すなわちヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂを接続する導体パターン３８に接続されている。これらの外部端子８０、ランド８２、および層間接続導体８４により、アンテナ部材１２の露出部分１２ｅは、RFICモジュール２２０のヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂに直流的に接続することができる。それにより、アンテナ部材１２のヘリカル状結合部１２ａはRFICモジュール２２０のヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂに対して磁界結合するとともに直流的に接続され、その結果、RFIDタグ２１０の通信距離が、磁界結合のみの場合に比べて、長くなる。
なお、アンテナ部材のヘリカル状結合部とRFICモジュールのヘリカルコイルとの直流的な接続は、複数箇所で行われてもよい。
例えば、図１９は、アンテナ部材のヘリカル状結合部とRFICモジュールとが複数箇所で直流的に接続されている、異なる実施の形態に係るRFIDタグを示している。
図１９に示すように、異なる実施の形態に係るRFIDタグ３１０のRFICモジュール３２０は、アンテナ部材１２と直流的に接続するための２つの外部端子９０を備える。なお、２つの外部端子９０と直流的に接続するために、被覆材料が剥離されて導体が露出している露出部分１２ｅをアンテナ部材１２は２つ備える。
図２０は、RFICモジュール３２０におけるプリント配線基板２６の裏面２６ｂ上の導体パターンを示している。なお、RFICモジュール３２０において、上述の実施の形態のRFICモジュール２０の構成要素と実質的に同一の構成要素には、同一の符号が付されている。
RFICモジュール３２０の２つの外部端子９０それぞれは、プリント配線基板２６の裏面２６ｂ上に設けられた導体パターン４４、５４の外側端、すなわちヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂに接続している外側端に形成されたランド９２に接続されている。これらの外部端子９０とランド９２とにより、アンテナ部材１２の２つの露出部分１２ｅは、RFICモジュール３２０のヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂに直流的に接続することができる。
さらにまた、上述の実施の形態の場合、RFICモジュール２０のヘリカルコイル２４Ａ、２４Ｂは、樹脂ブロック体２８の頂面２８ａに設けられた複数の導体パターン３０、プリント配線基板２６の主面２６ａに設けられた複数の導体パターン３２、および樹脂ブロック体２８を貫通する複数の金属ピン３４から構成されている。しかしながら、本発明の実施の形態に係るヘリカルコイルは、これに限定されない。例えば、プリント配線基板の主面上に複数の導体パターンを形成し、導体パターンの一端とそれに隣接する導体パターンの他端とを接続する門型（「コ」字形状）の複数の導体部材をプリント配線基板の主面に立設してもよい（すなわち、導体パターン３０と金属ピン３４とが一部材として一体化されている）。
加えて、上述の実施の形態の場合、図２に示すように、RFIDタグ１０のアンテナ部材１２は、リネンなどの布製品である物品Ｗに縫い付けられている。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、樹脂シートにアンテナ部材が縫い付けられてもよい。
すなわち、広義には、本発明の実施の形態に係るRFIDタグは、RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールと、前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に前記RFICモジュールに一部分が巻回され、糸状導体であるアンテナ部材と、を有するものである。
以上、本発明に係る複数の実施の形態を説明してきたが、ある実施の形態に対して別の少なくとも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、アンテナ部材がリネンなどの布部材に縫い付けられるRFIDタグに適用可能である。
１０ RFIDタグ
１２ アンテナ部材
２０ RFIDモジュール
２２ RFICチップ
２４Ａ ヘリカルコイル
２４Ｂ ヘリカルコイル
１２ アンテナ部材
２０ RFIDモジュール
２２ RFICチップ
２４Ａ ヘリカルコイル
２４Ｂ ヘリカルコイル
Claims (6)
- RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールと、
前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に前記RFICモジュールに一部分が巻回され、糸状導体であるアンテナ部材と、を有するRFIDタグ。 - 前記RFICモジュールが、絶縁素体を有し、
前記絶縁素体に前記RFICチップと前記ヘリカルコイルとが内蔵され、
前記絶縁素体に対して前記アンテナ部材の一部分が巻回される、請求項１に記載のRFIDタグ。 - 前記RFICモジュールが、長手方向を備える形状であって、
前記アンテナ部材の巻回軸が、前記RFICモジュールの長手方向に対して平行に延在している、請求項１または２に記載のRFIDタグ。 - 前記RFICモジュールを収容し、前記アンテナ部材が巻回される糸巻状部材を有し、
前記糸巻状部材の両端それぞれに、前記アンテナ部材を前記糸巻状部材に固定するための糸留め部が設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載のRFIDタグ。 - RFIDタグを備える物品であって、
前記RFIDタグが、
RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールと、
前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に前記RFICモジュールに一部分が巻回され、残りの部分が前記物品に縫い付けられた糸状導体であるアンテナ部材とを有する、物品。 - RFIDタグを有する物品の製造方法であって、
RFICチップ、および前記RFICチップに接続されたヘリカルコイルを含むRFICモジュールに、前記ヘリカルコイルのコイル軸の延在方向に対して平行に延在する巻回軸を中心にしてヘリカル状に糸状導体であるアンテナ部材の一部分を巻回し、
前記アンテナ部材の残りの部分を前記物品に縫い付ける、物品の製造方法。
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