(57)【要約】【課題】複数個の小型ＲＦＩＤタグを近接させて設置している場合であっても、読み出し／書き込みの対象とするＲＦＩＤタグ以外のＲＦＩＤタグの情報を同時に読み出し／書き込みしてしまうことによるＲＦＩＤタグの誤認識を低減する。【解決手段】ＲＦＩＤリーダ／ライタにおいて、断面がＥ字型のコアの中心部にアンテナコイルを巻きつけ、そこに高周波電流を流すことで中心に磁界を集中させ、かつ対向させるＲＦＩＤタグの裏面に磁性体シートを取り付ける。ここでＥ字型コアの中心部の径を対向するＲＦＩＤタグのアンテナコイルの径と同程度にし、かつ、周辺部の厚みを厚くすることにより、周辺部の面積が中心部の面積に比べ大きくなるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤタグ、およびリードライトヘッドを用いて前記ＲＦＩＤタグとデータ通信を行うＲＦＩＤリーダ／ライタを備えているＲＦＩＤシステムにおいて、
前記リードライトヘッドは、断面がＥ字型で、前記ＲＦＩＤタグに対向する面が周辺部と中心部とに分かれ、前記中心部にアンテナコイルが巻かれており、前記周辺部の面積が前記中心部の面積より大きく、
前記ＲＦＩＤタグは、前記リードライトヘッドと反対方向である裏面側に磁性体シートが設けられていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項２】
前記周辺部の厚さが前記中心部の径より大きく、かつ、前記中心部の径が前記ＲＦＩＤタグのアンテナコイルの径と同じであることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項３】
前記中心部は、前記周辺部よりも、前記ＲＦＩＤタグに対向する側に突出していることを特徴とする請求項１または２に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項４】
ＲＦＩＤタグ、およびリードライトヘッドを用いて前記ＲＦＩＤタグとデータ通信を行うＲＦＩＤリーダ／ライタを備えているＲＦＩＤシステムにおいて、
前記リードライトヘッドは、断面がコの字型で、前記ＲＦＩＤタグに対向する面が第１の部分と第２の部分とに分かれ、前記第１の部分にアンテナコイルが巻かれており、前記第２の部分の面積が前記第１の部分の面積より大きく、
前記ＲＦＩＤタグは、前記リードライトヘッドと反対方向である裏面側に磁性体シートが設けられていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項５】
前記第２の部分の厚さが前記第１の部分の径より大きく、かつ、前記第１の部分の径が前記ＲＦＩＤタグのアンテナコイルの径と同じであることを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項６】
前記第１の部分は、前記第２の部分よりも、前記ＲＦＩＤタグに対向する側に突出していることを特徴とする請求項４または５に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項７】
ＲＦＩＤタグとデータ通信を行うＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドにおいて、
前記リードライトヘッドは、断面がＥ字型で、前記ＲＦＩＤタグに対向する面が周辺部と中心部とに分かれ、前記中心部にアンテナコイルが巻かれており、前記周辺部の面積が前記中心部の面積より大きい、
ことを特徴とするリードライトヘッド。
【請求項８】
ＲＦＩＤタグとデータ通信を行うＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドにおいて、
前記リードライトヘッドは、断面がコの字型で、前記ＲＦＩＤタグに対向する面が第１の部分と第２の部分とに分かれ、前記第１の部分にアンテナコイルが巻かれており、前記第２の部分の面積が前記第１の部分の面積より大きい、
ことを特徴とするリードライトヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触型ＩＤ認識システムに用いるＲＦＩＤシステムに関し、ＲＦＩＤリーダ／ライタのリードライトヘッドの中心部に磁界を集中させるとともに、中心部と比較して周辺部の磁界を低減させるＲＦＩＤシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤタグと呼ばれる電子式データキャリアを用いた高周波認識（ＲＦＩＤ：Radio Frequency Identification）システム（以下「ＲＦＩＤシステム」という）が注目されている。ＲＦＩＤシステムとは、電子式データキャリアであるＲＦＩＤタグと、その読取／書込装置であるＲＦＩＤリーダ／ライタの双方にアンテナコイルを設け、その各アンテナコイルによって発生する高周波（無線周波数）の磁界または電磁界を用いてデータ通信を行う非接触型の認識システムである。
【０００３】
近年では、最新のハイブリッド技術を用いてＣＭＯＳウエハ上のチップにコイルを結合するコイル・オン・チップ方式により、ＲＦＩＤタグの形状を直径５ｍｍ程度にまで小型化することが可能となり、複数個の小型ＲＦＩＤタグを近接させて設置する用途も想定されるようになった。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３５０４９５号公報
【特許文献２】特許３２６２９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に、タグの読み取りは、ＲＦＩＤタグに対してＲＦＩＤリーダ／ライタを近接させた際に、ＲＦＩＤリーダ／ライタのアンテナコイルに高周波電流を流すことにより交流磁界を発生させて、ＲＦＩＤタグのアンテナコイルに対する電磁誘導現象を得て、タグに電力を供給させると同時に、タグ内の情報を読み書きし、その結果をＲＦＩＤリーダ／ライタ側に戻し、出力装置に結果を出力するものである。
【０００６】
しかしながら、従来のＲＦＩＤリーダ／ライタは、リードライトヘッドの周辺部にも強い磁界が発生するため、複数個の小型ＲＦＩＤタグを近接させて設置した場合には、読み出し／書き込みの対象とするＲＦＩＤタグ以外のＲＦＩＤタグの情報を同時に読み出し／書き込みしてしまう可能性がある。そのため、このような用途には不向きである。
【０００７】
したがって、本発明は、複数個の小型ＲＦＩＤタグを近接させて設置している場合であっても、読み出し／書き込みの対象とするＲＦＩＤタグ以外のＲＦＩＤタグの情報を同時に読み出し／書き込みしてしまうことによるＲＦＩＤタグの誤認識を低減するＲＦＩＤシステムおよびＲＦＩＤリーダ／ライタ用リードライトヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を実現するため本発明によるＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤタグ、およびリードライトヘッドを用いて前記ＲＦＩＤタグとデータ通信を行うＲＦＩＤリーダ／ライタを備えており、前記リードライトヘッドは、断面がＥ字型で、前記ＲＦＩＤタグに対向する面が周辺部と中心部とに分かれ、前記中心部にアンテナコイルが巻かれており、前記周辺部の面積が前記中心部の面積より大きく、前記ＲＦＩＤタグは、前記リードライトヘッドと反対方向である裏面側に磁性体シートが設けられている。
【０００９】
また、前記周辺部の厚さが前記中心部の径より大きく、かつ、前記中心部の径が前記ＲＦＩＤタグのアンテナコイルの径と同じであることも好ましい。
【００１０】
また、前記中心部は、前記周辺部よりも、前記ＲＦＩＤタグに対向する側に突出していることも好ましい。
【００１１】
上記目的を実現するため本発明によるＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤタグ、およびリードライトヘッドを用いて前記ＲＦＩＤタグとデータ通信を行うＲＦＩＤリーダ／ライタを備えており、前記リードライトヘッドは、断面がコの字型で、前記ＲＦＩＤタグに対向する面が第１の部分と第２の部分とに分かれ、前記第１の部分にアンテナコイルが巻かれており、前記第２の部分の面積が前記第１の部分の面積より大きく、前記ＲＦＩＤタグは、前記リードライトヘッドと反対方向である裏面側に磁性体シートが設けられている。
【００１２】
また、前記第２の部分の厚さが前記第１の部分の径より大きく、かつ、前記第１の部分の径が前記ＲＦＩＤタグのアンテナコイルの径と同じであることも好ましい。
【００１３】
また、前記第１の部分は、前記第２の部分よりも、前記ＲＦＩＤタグに対向する側に突出していることも好ましい。
【００１４】
上記目的を実現するため本発明による、ＲＦＩＤタグとデータ通信を行うＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドは、断面がＥ字型で、前記ＲＦＩＤタグに対向する面が周辺部と中心部とに分かれ、前記中心部にアンテナコイルが巻かれており、前記周辺部の面積が前記中心部の面積より大きい。
【００１５】
上記目的を実現するため本発明による、ＲＦＩＤタグとデータ通信を行うＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドは、断面がコの字型で、前記ＲＦＩＤタグに対向する面が第１の部分と第２の部分とに分かれ、前記第１の部分にアンテナコイルが巻かれており、前記第２の部分の面積が前記第１の部分の面積より大きい。
【発明の効果】
【００１６】
ＲＦＩＤリーダ／ライタのリードライトヘッドから発生する磁界をＲＦＩＤタグのアンテナコイルと同程度のサイズに集中させ、かつ集中した磁界を広げることなく効率よくＲＦＩＤタグのアンテナコイルに印加するとともに、当該ＲＦＩＤタグのアンテナコイル以外の部分に印加される磁界を小さく抑えることができ、複数個の小型ＲＦＩＤタグが近接して設置されている場合であっても、読み出し／書き込みの対象とするＲＦＩＤタグ以外のＲＦＩＤタグの情報を同時に読み出し／書き込みしてしまうことによるＲＦＩＤタグの誤認識を低減することが可能となる。このため、複数個のＲＦＩＤタグを管理する必要のある用途にも使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドの断面図および対向面図である。図１Ａは断面図であり、図１Ｂは交信面（対向面）の方向から見た対向面図である。
【００１９】
第１の実施形態のリードライトヘッドは、Ｅ字型コアおよびコイルから構成されている。図１Ａより、Ｅ字型コアは、周辺部１０および中心部１１から構成され、断面がＥ字型をしている。また、中心部１１にコイルが巻き付けられている。本実施形態では、周辺部１０の厚みＲは、中心部１１の径ｒよりも大きい（Ｒ＞ｒ）。中心部１１の径は対向するＲＦＩＤタグのアンテナコイルの径と同程度の大きさである。また、中心部１１の長さは、周辺部１０の長さと同じであってもよいが、段差を設けるほうが好ましい。第１の実施形態では、中心部１１の長さは周辺部１０の長さより長く、中心部１１が突出している。なお、中心部１１および周辺部１０の長さとは対向面に垂直な方向の長さである。
【００２０】
図１Ｂより、Ｅ字型コアは、対向面から見た場合同心円型をしている。第１の実施形態では、中心部１１の径が対向するＲＦＩＤタグのアンテナコイルの径と同程度の大きさであり、かつ、周辺部１０の厚みＲは、中心部１１の径ｒよりも大きいことにより、周辺部１０の面積が中心部１１の面積よりも大きくなっている。なお、周辺部１０の面積とは、対向面からみた周辺部１０の面積であり、中心部１１の面積とは、対向面からみた中心部１１の面積である。
【００２１】
なお、第１の実施形態では、Ｒ＞ｒとなっているが、周辺部１０の面積が中心部１１の面積に比べて大きければ、Ｒ≦ｒの関係になってもよい。
【００２２】
また、第１の実施形態では、対向面から見た場合、同心円型をしているが、形状は同心円に限定されず、断面がＥ字型である任意の形状で構わない。
【００２３】
図２は、本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドと対向するＲＦＩＤタグおよび磁性体シートの関係を示す。
【００２４】
Ｅ字型コアの対向面方向に、ＲＦＩＤタグ１２がおかれることにより、リードライトヘッドはＲＦＩＤタグ１２から情報を読み出し／書き込みする。ＲＦＩＤタグ１２には、リードライトヘッドと反対の方向の裏面側に磁性体シート１３が設けられている。
【００２５】
この磁性体シート１３は、例えば、アモルファス合金をシート状に形成したものである。主な特徴として、透磁率が高い、保磁力が小さい、鉄損が小さく、ヒステリシス損失、過電流損失が少ない、磁歪を広い範囲で制御できる、電気抵抗率が高く温度変化が小さい、熱膨脹係数や剛性率の温度係数が小さいことなどが挙げられる。
【００２６】
図３は、本発明の第２の実施形態におけるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドの断面図および対向面図である。図３Ａは断面図であり、図３Ｂは交信面（対向面）の方向から見た対向面図である。
【００２７】
第２の実施形態のリードライトヘッドは、コの字型コアおよびコイルから構成されている。図３Ａより、コの字型コアは、第１の部分２０および第２の部分２１から構成され、断面がコの字型をしている。また、第１の部分２０にコイルが巻き付けられている。本実施形態では、第２の部分２１の厚みＲ’は、第１の部分２０の径ｒ’よりも大きい（Ｒ’＞ｒ’）。第１の部分２０の径は対向するＲＦＩＤタグのアンテナコイルの径と同程度の大きさである。また、第１の部分２０の長さは、第２の部分２１の長さと同じであってもよいが、段差を設けるほうが好ましい。第２の実施形態では、第１の部分２０の長さが第２の部分２１の長さより長く、第１の部分２０が突出している。なお、第１の部分２０および第２の部分２１の長さとは対向面に垂直な方向の長さである。
【００２８】
図３Ｂより、コの字型コアは、対向面から見た場合扇状型をしている。第２の実施形態では、第１の部分２０の径が対向するＲＦＩＤタグのアンテナコイルの径と同程度の大きさであり、かつ、第２の部分２１の厚みＲ’は、第１の部分２０の径ｒ’よりも大きいことにより、第２の部分２１の面積が第１の部分２０の面積よりも大きくなっている。なお、第２の部分２１の面積とは、対向面からみた第２の部分２１の面積であり、第１の部分２０の面積とは、対向面からみた第１の部分２０の面積である。
【００２９】
なお、第２の実施形態では、Ｒ’＞ｒ’となっているが、第２の部分２１の面積が第１の部分２０の面積に比べて大きければ、Ｒ’≦ｒ’の関係になってもよい。
【００３０】
また、第２の実施形態では、対向面から見た場合、扇状型をしているが、形状は扇形に限定されず、断面がコの字型である任意の形状で構わない。
【００３１】
なお、第２の実施形態は、第２の部分２１が片側にしかないため、第１の部分２０の位置を目視で確認できるため、ＲＦＩＤタグ１２との位置合わせが容易になるという利点を有している。
【００３２】
図４は、本発明の第２の実施形態におけるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドと対向するＲＦＩＤタグおよび磁性体シートの関係を示す。
【００３３】
コの字型コアの対向面方向に、ＲＦＩＤタグ１２がおかれることにより、リードライトヘッドはＲＦＩＤタグ１２から情報を読み出し／書き込みする。ＲＦＩＤタグ１２は、第１の実施形態の場合と同様に、リードライトヘッドと反対の方向の裏面側に磁性体シート１３が設けられている。磁性体シート１３は、第１の実施形態の場合と同じものである。
【００３４】
図５は、本発明によるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドの動作を説明する概略図である。図５Ａは、本発明の第１の実施形態におけるリードライトヘッドから発生する磁力線の概要を示す。図５Ｂは、本発明の第１の実施形態において、中心部の長さと周辺部の長さを同じにした場合におけるリードライトヘッドから発生する磁力線の概要を示す。
【００３５】
図５Ａによると、チップ基板３４上に、３つのＲＦＩＤタグが近接して配置されている。それぞれのＲＦＩＤタグのアンテナコイル３１〜３３が図示されている。ＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドの中心部１１は、ＲＦＩＤタグのアンテナコイル３２に近接しており、該ＲＦＩＤタグが、リードライトヘッドの読み出し／書き込み対象である。また、ＲＦＩＤタグの裏面側に、磁性体シート１３が設けられている。
【００３６】
リードライトヘッドのＥ字型コアの中心部１１に巻き付けられたアンテナコイルに高周波電流を流すことで磁界を発生させる。この場合、Ｅ字型コアの周辺部１０の面積が中心部１１の面積に比べて大きいことより、磁界は中心部１１の対向面方向に集中する。つまり、磁界（磁束密度）の向きは、ほとんど対向面方向に向いている。
【００３７】
この磁界が対象のＲＦＩＤタグに付帯する磁性体シートに流入した場合、磁性体シートの透磁率が大きいため、磁性体シートがない場合より、流入した磁界は磁性体シートの中で広がっていき、磁界の大きさが急速に減少する。このため、対象とするＲＦＩＤタグのアンテナコイル３２以外に印加させる磁界の大きさが小さくなる。
【００３８】
図５Ａでは、中心部１１から発生した磁力線を概略的に記載している。アンテナコイル３２の近傍で、磁力線の密度が高くなっており、磁界（磁束密度）の大きさが大きい。一方、アンテナコイル３１および３３の近傍では、磁力線の密度が低くなっており、磁界（磁束密度）の大きさが小さい。
【００３９】
以上のように、ＲＦＩＤタグのアンテナコイル３１および３３の近傍での磁界の大きさが小さいため、磁界はＲＦＩＤタグのアンテナコイル３１および３３に影響を与えない。
【００４０】
図５Ｂでは、中心部１１の長さは、周辺部１０の長さと同じである。このため、中心部１１から発生した磁力線は、ＲＦＩＤタグのアンテナコイル３２までの距離が長いことにより、磁性体シートに拡散した状態で流入する。その結果、磁性体シート流入した磁界は、図５Ａの場合より広がりが少なくなる。このため、対象とするＲＦＩＤタグのアンテナコイル３２以外に印加させる磁界の大きさは、図５Ａの場合より大きくなる。
【００４１】
以上のように、中心部１１を周辺部１０よりＲＦＩＤタグに対向する側に突出することにより、ＲＦＩＤタグ３１および３３の近傍での磁界の大きさをより小さくし、ＲＦＩＤタグ３１および３３での磁界の影響をより少なくすることが可能になる。
【００４２】
このように、本発明は、磁界を集中させることにより、近接するＲＦＩＤタグの誤認識を低減することを可能とし、複数個のＲＦＩＤタグを管理する必要のある用途にも使用できる。
【００４３】
図６は、第１の実施形態におけるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドの一利用形態を示す。
【００４４】
図６では、第１の実施形態におけるヘッドをペン型のリーダ／ライタのヘッドとして利用している。先細りしたペン型の形状とすることで操作性がよくなる。ペン型のリーダ／ライタは、ペン型の先端にＥ字型コアを有するリードライトヘッドと、制御部６０と、送信回路６１と、受信回路６２とを有している。
【００４５】
ここで送信回路６１は、リードライトヘッドにデータを送信して、ＲＦＩＤタグにデータを書き込むための回路である。受信回路６２は、ＲＦＩＤタグからデータを読み出し、リードライトヘッドからデータを受信するための回路である。また、制御部６０は、送信回路６１および受信回路６２を制御し、一般にＣＰＵ、周辺ＬＳＩ、メモリその他の論理回路で構成される。
【００４６】
また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドの断面図および対向面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドと対向するＲＦＩＤタグおよび磁性体シートの関係を示す。
【図３】本発明の第２の実施形態におけるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドの断面図および対向面図である。。
【図４】本発明の第２の実施形態におけるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドと対向するＲＦＩＤタグおよび磁性体シートの関係を示す。
【図５】本発明によるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドの動作を説明する概略図である。
【図６】第１の実施形態におけるＲＦＩＤリーダ／ライタ用のリードライトヘッドの一利用形態を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１０  周辺部
１１  中心部
１２  ＲＦＩＤタグ
１３  磁性体シート
２０  第１の部分
２１  第２の部分
３１、３２、３３  ＲＦＩＤタグのアンテナコイル
３４  チップ基板
６０  制御部
６１  送信回路
６２  受信回路
【図１】
2010004429.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010004429.tif 000006
【図５】
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【図６】
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