(57)【要約】  RFID タグへの不正防止に有効なRFID タグの読み取り方法、読み取りシステム、リーダ装置、および、物品を提供する。 物品（５）のケース（５ａ）の内部に収容された、ループアンテナ（２７）を有するRFID タグ（２１）の読み取り方法であって、開放端である先端部（５１ａ）を有する線状アンテナ（５１）を備えたリーダ装置（３）を用いて、前記ケース（５ａ）に形成された孔（５ｂ）を通して前記線状アンテナ（５１）の前記先端部（５１ａ）を前記ケース（５ａ）内に挿入するステップ（Ｓ１）と、前記ケース（５ａ）内に挿入された前記線状アンテナ（５１）と前記RFID タグ（２１）の前記ループアンテナ（２７）とを磁気的に結合させるステップ（Ｓ２）と、前記リーダ装置（３）にて前記RFID タグ（２１）に保管されたタグ情報を読み取るステップ（Ｓ３）と、を備える、RFID タグ（２１）の読み取り方法である。
2019093425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品のケースの内部に収容された、ループアンテナを有するRFIDタグの読み取り方法であって、  開放端である先端部を有する線状アンテナを備えたリーダ装置を用いて、前記ケースに形成された孔を通して前記線状アンテナの前記先端部を前記ケース内に挿入するステップと、  前記ケース内に挿入された前記線状アンテナと前記RFIDタグの前記ループアンテナとを磁気的に結合させるステップと、  前記リーダ装置にて前記RFIDタグに保管されたタグ情報を読み取るステップと、を備える、  RFIDタグの読み取り方法。
【請求項２】
前記リーダ装置は、前記線状アンテナの前記先端部とは他端側の基部において前記線状アンテナに電磁気的に結合する給電ループを含み、  前記タグ情報を読み取るステップでは、前記線状アンテナおよび前記給電ループを介して、受信した前記タグ情報を読み取る、  請求項１に記載のRFIDタグの読み取り方法。
【請求項３】
前記リーダ装置は、ハンディ型リーダ装置として構成されている、  請求項１または２に記載のRFIDタグの読み取り方法。
【請求項４】
前記RFIDタグに保管されたタグ情報は、前記物品の製造情報および真贋情報の少なくともいずれかに関連付けられた固有ID情報を含む、  請求項１から３のいずれか１つに記載のRFIDタグの読み取り方法。
【請求項５】
RFIDタグが取り付けられた物品と、前記RFIDタグのリーダ装置と、を備えるRFIDタグの読み取りシステムであって、  前記物品は、外部から内部へ貫通する孔を有するケースを備え、  前記リーダ装置は、  前記孔に挿入可能な、一端側の先端部が開放端である線状アンテナを備え、  前記RFIDタグは、前記ケースの内部に収納され、ループアンテナを有し、  前記孔の貫通方向と前記ループアンテナのループ軸方向とが交差するように前記RFIDタグが配置されている、  RFIDタグ読み取りシステム。
【請求項６】
前記RFIDタグは、前記孔に挿入された前記線状アンテナと磁気結合可能に配置されている、  請求項５に記載のRFIDタグ読み取りシステム。
【請求項７】
RFIDタグのリーダ装置であって、  一端側の先端部が開放端であって、孔への挿入が可能な線状アンテナと、  前記線状アンテナの他端側の基部と電磁気的に結合する給電ループと、  を備える、リーダ装置。
【請求項８】
前記給電ループのループ軸方向と前記線状アンテナの基部とが交差する、  請求項７に記載のリーダ装置。
【請求項９】
前記線状アンテナの長さは、前記RFIDタグとの通信周波数の波長の半分より小さい、  請求項７または８に記載のリーダ装置。
【請求項１０】
前記線状アンテナの長さは、前記RFIDタグとの通信周波数の波長の半分より大きく、前記線状アンテナの前記先端部が折り返されている、  請求項７または８に記載のリーダ装置。
【請求項１１】
前記リーダ装置は、同軸ケーブルを備え、  前記同軸ケーブルは、内部導体と、前記内部導体を囲む絶縁体と、前記絶縁体を囲む外部導体と、を備え、  前記線状アンテナの一部は前記同軸ケーブルの前記内部導体であり、  前記線状アンテナの前記先端部側において、前記内部導体を囲んだ状態で前記絶縁体が露出し、  前記内部導体と前記線状アンテナの基部との間に整合回路を有する、  請求項７から１０のいずれか１つに記載のリーダ装置。
【請求項１２】
前記給電ループと前記線状アンテナとは互いに離れて配置され、互いに磁界結合されている、  請求項７から１１のいずれか１つに記載のリーダ装置。
【請求項１３】
前記給電ループと前記線状アンテナとは接触して配置され、互いに電気的に結合されている、  請求項７から１１のいずれか１つに記載のリーダ装置。
【請求項１４】
前記リーダ装置は、ハンディ型リーダ装置として構成されている、  請求項７から１３のいずれか１つに記載のリーダ装置。
【請求項１５】
外部から内部へ貫通する孔を有するケースと、  前記ケースの内部に収納され、ループアンテナを有するRFIDタグと、を備え、  前記孔の貫通方向と前記ループアンテナのループ軸の方向とが交差するように前記RFIDタグが配置されている、  物品。
【請求項１６】
前記孔の貫通方向において、前記RFIDタグは、前記孔から前記RFIDタグの通信周波数の波長の半分より短い距離内に配置されている、  請求項１５に記載の物品。
【請求項１７】
前記RFIDタグは、  前記孔の開口領域を前記貫通方向に投影した投影領域、または、  前記孔の貫通方向と直交する方向において、前記投影領域の近傍に配置されている、  請求項１５または１６に記載の物品。
【請求項１８】
前記ケースは金属製である、  請求項１５から１７のいずれか１つに記載の物品。
【請求項１９】
前記孔は、前記ケース内部との通気用、または、前記ケース内部の他の部品との接続用に空けられている、  請求項１５から１８のいずれか１つに記載の物品。
【請求項２０】
前記RFIDタグに保管されたタグ情報は、前記物品の製造情報および真贋情報の少なくともいずれかに関連付けられた固有ID情報を含む、  請求項１５から１９のいずれか１つに記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、近距離無線通信を利用して非接触で物品の情報管理等を行うために用いられる無線通信タグであるRFID（Radio frequency Identification）タグの読み取り方法、読み取りシステム、リーダ装置、および、RFIDタグが取り付けられた物品に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、物品の情報管理を行うシステムにおいて、物品に取り付けられたRFIDタグと、RFIDタグのタグ情報を読み取るリーダ装置との間で、非接触方式で電磁界を利用して通信することで、物品に関する情報が管理される。RFIDタグは、物品に取り付けられるので、軽量化および小型化が求められている。また、リーダ装置も、軽量化および小型化されたRFIDタグのタグ情報を精度よく読み取ることが求められている。【０００３】  特許文献１には、小型化されたRFIDタグのタグ情報を読み取るために、先端に小型ループアンテナを取り付けたリーダ装置が記載されている。RFIDタグにリーダ装置のアンテナを近接することで、プリント基板に貼られたRFIDタグのタグ情報を精度よく読み取ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５３７０５８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、タグ情報に、物品に関する真贋情報やトレーサビリティに関する製造履歴情報を含む場合、RFIDタグに保管された真贋情報や製造履歴情報が不正に書き換えられないことが望ましい。そこで、RFIDタグのセキュリティ性を向上する必要がある。【０００６】  特許文献１に記載のように、物品の外表面にRFIDタグを取り付けた場合、RFIDタグの配置場所が視認されやすいので、RFIDタグのタグ情報を不正に更新しやすくなる。また、物品の内部にRFIDタグを配置する場合、先端がループ状のアンテナを挿入できる程度の大きさの開口部を物品に設ける必要がある。このような大きさの開口部を物品に設けると、RFIDタグにアクセスしやすくなりセキュリティ性が低下する。【０００７】  従って、本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、RFIDタグへの不正防止に有効なRFIDタグの読み取り方法、読み取りシステム、リーダ装置、および、物品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、物品のケースの内部に収容された、ループアンテナを有するRFIDタグの読み取り方法であって、  開放端である先端部を有する線状アンテナを備えたリーダ装置を用いて、前記ケースに形成された孔を通して前記線状アンテナの前記先端部を前記ケース内に挿入するステップと、  前記ケース内に挿入された前記線状アンテナと前記RFIDタグの前記ループアンテナとを磁気的に結合させるステップと、  前記リーダ装置にて前記RFIDタグに保管されたタグ情報を読み取るステップと、を備える、  RFIDタグの読み取り方法である。【０００９】  また、本発明の別態様によれば、RFIDタグが取り付けられた物品と、前記RFIDタグのリーダ装置と、を備えるRFIDタグの読み取りシステムであって、  前記物品は、外部から内部へ貫通する孔を有するケースを備え、  前記リーダ装置は、  前記孔に挿入可能な、一端側の先端部が開放端である線状アンテナを備え、  前記RFIDタグは、前記ケースの内部に収納され、ループアンテナを有し、  前記孔の貫通方向と前記ループアンテナのループ軸方向とが交差するように前記RFIDタグが配置されている、  RFIDタグ読み取りシステムである。【００１０】  また、本発明の別態様によれば、RFIDタグのリーダ装置であって、  一端側の先端部が開放端であって、孔への挿入が可能な線状アンテナと、  前記線状アンテナの他端側の基部と電磁気的に結合する給電ループと、  を備える、  リーダ装置である。【００１１】  また、本発明の別態様によれば、外部から内部へ貫通する孔を有するケースと、  前記ケースの内部に収納され、ループアンテナを有するRFIDタグと、を備え、  前記孔の貫通方向と前記ループアンテナのループ軸の方向とが交差するように前記RFIDタグが配置されている、  物品である。
【発明の効果】
【００１２】  本発明に係るRFIDタグの読み取り方法、読み取りシステム、リーダ装置、および、物品によれば、RFID情報の不正防止に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１のRFID読み取りシステムを示す概略構成図である。
【図２】リーダ装置の使用状態を示す説明図である。
【図３】RFIDタグを示す斜視図である。
【図４】RFIDタグの内部構成を示す図である。
【図５】RFIDタグを幅方向に見た正面図である。
【図６】RFIDタグを長手方向に見た側面図である。
【図７ａ】RFIDタグの導体パターンを示す図である。
【図７ｂ】RFIDタグの導体パターンを示す図である。
【図７ｃ】RFIDタグの導体パターンを示す図である。
【図８】実施の形態１のリーダ装置の構成を示す図である。
【図９】線状アンテナとRFIDタグとの位置関係を示す説明図である。
【図１０】RFIDタグの回路構成を模式的に示す図である。
【図１１】線状アンテナの周辺に発生する磁界を説明する説明図である。
【図１２】RFIDタグの情報の読み取りの流れを示すフローチャートである。
【図１３】実施の形態２のリーダ装置の構成を示す図である。
【図１４】実施の形態２のリーダ装置の回路構成を模式的に示す図である。
【図１５】実施の形態３のリーダ装置の構成を示す図である。
【図１６】実施の形態４のリーダ装置の構成を示す図である。
【図１７】実施の形態４のRFIDタグの回路構成を模式的に示す図である。
【図１８】実施の形態５のリーダ装置の構成を示す図である。
【図１９】実施の形態５の線状アンテナの先端部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】  本発明の一態様のRFIDタグの読み取り方法は、物品のケースの内部に収容された、ループアンテナを有するRFIDタグの読み取り方法であって、開放端である先端部を有する線状アンテナを備えたリーダ装置を用いて、前記ケースに形成された孔を通して前記線状アンテナの前記先端部を前記ケース内に挿入するステップと、前記ケース内に挿入された前記線状アンテナと前記RFIDタグの前記ループアンテナとを磁気的に結合させるステップと、前記リーダ装置にて前記RFIDタグに保管されたタグ情報を読み取るステップと、を備える。
【００１５】  この態様によれば、先端部がループ形状ではない開放端の線状アンテナを用いるので、物品のケースに形成された小さな孔に挿入することができる。この結果、物品のデザイン性が損なわれるのを低減できる。また、物品のケースの内部にRFIDタグが収容されているので、RFIDタグは外観上視認しづらく、RFIDタグの不正防止に有効である。
【００１６】  前記リーダ装置は、前記線状アンテナの前記先端部とは他端側の基部において前記線状アンテナに電磁気的に結合する給電ループを含み、前記タグ情報を読み取るステップでは、前記線状アンテナおよび前記給電ループを介して、受信した前記タグ情報を読み取ってもよい。
【００１７】  本発明の一態様のRFIDタグ読み取りシステムは、RFIDタグが取り付けられた物品と、前記RFIDタグのリーダ装置と、を備えるRFIDタグの読み取りシステムであって、前記物品は、外部から内部へ貫通する孔を有するケースを備え、前記リーダ装置は、前記孔に挿入可能な、一端側の先端部が開放端である線状アンテナを備え、前記RFIDタグは、前記ケースの内部に収納され、ループアンテナを有し、前記孔の貫通方向と前記ループアンテナのループ軸方向とが交差するように前記RFIDタグが配置されている。
【００１８】  この態様によれば、先端部が開放端である線状アンテナを備えたリーダ装置を用いるので、物品のケースに設けられた孔に線状アンテナを挿入することで、RFIDタグのタグ情報を読み取ることができる。先端が開放端の線状アンテナは、ループ形状のアンテナよりも、先端形状を細くすることができるので、例えば、元々ケースに空けられた小さな孔の奥にRFIDタグを配置することもできる。これにより、RFIDタグの場所を見つけにくくすることができ、RFIDタグ情報の不正防止に有効である。
【００１９】  前記RFIDタグは、前記孔に挿入された前記線状アンテナと磁気結合可能に配置されていてもよい。
【００２０】  本発明の一態様のリーダ装置は、RFIDタグのリーダ装置であって、一端側の先端部が開放端であって、孔への挿入が可能な線状アンテナと、前記線状アンテナの他端側の基部と電磁気的に結合する給電ループと、を備える。
【００２１】  この態様によれば、先端部が開放端である線状アンテナを備えたリーダ装置を用いるので、ケースに設けられた孔に線状アンテナを挿入することで、RFIDタグのタグ情報を読み取ることができる。先端がループ形状のアンテナよりも、先端形状を細くすることができるので、例えば、元々ケースに空けられた通気用の小さな孔の奥にRFIDタグを配置することもできる。これにより、RFIDタグの場所を見つけにくくすることができ、RFIDタグ情報の不正防止に有効である。
【００２２】  前記給電ループのループ軸方向と前記線状アンテナの基部とが交差してもよい。これにより、給電ループと線状アンテナとの伝送効率を向上させることができる。
【００２３】  前記線状アンテナの長さは、前記RFIDタグとの通信周波数の波長の半分より小さくてもよい。これにより、線状アンテナに節が発生するのを防止することができ、RFIDタグと線状アンテナとの通信性能を向上させることができる。
【００２４】  前記線状アンテナの長さは、前記RFIDタグとの通信周波数の波長の半分より大きく、前記線状アンテナの前記先端部が折り返されてもよい。これにより、線状アンテナに節が発生しても、折り返し部分でRFIDタグと磁界結合することができる。
【００２５】  前記リーダ装置は、同軸ケーブルを備え、前記同軸ケーブルは、内部導体と、前記内部導体を囲む絶縁体と、前記絶縁体を囲む外部導体と、を備え、前記線状アンテナの一部は前記同軸ケーブルの前記内部導体であり、前記線状アンテナの前記先端部側において、前記内部導体を囲んだ状態で前記絶縁体が露出し、前記内部導体と前記線状アンテナの基部との間に整合回路を有してもよい。線状アンテナの一部に同軸ケーブルを用いることで、線状アンテナから放射される不必要な磁界を低減することができる。
【００２６】  前記給電ループと前記線状アンテナとは互いに離れて配置され、互いに磁界結合されていてもよい。
【００２７】  前記給電ループと前記線状アンテナとは接触して配置され、互いに電気的に結合されていてもよい。
【００２８】  本発明の一態様の物品は、外部から内部へ貫通する孔を有するケースと、前記ケースの内部に収納され、ループアンテナを有するRFIDタグと、を備え、前記孔の貫通方向と前記ループアンテナのループ軸の方向とが交差するように前記RFIDタグが配置されている。
【００２９】  この態様によれば、RFIDタグをケース内に配置することができるので、RFIDタグの配置場所をわかりにくくすることができる。この結果、RFIDタグ情報の不正防止に有効である。
【００３０】  前記孔の貫通方向において、前記RFIDタグは、前記孔から前記RFIDタグの通信周波数の波長の半分より短い距離内に配置されていてもよい。
【００３１】  前記RFIDタグは、前記孔の開口領域を前記貫通方向に投影した投影領域に、または、前記孔の貫通方向と直交する方向において、前記投影領域の近傍に配置されていてもよい。
【００３２】  前記ケースは金属製であってもよい。ケースが金属製であっても、RFIDタグとアンテナ線と磁界結合することができる。
【００３３】  前記孔は、前記ケース内部との通気用、または、前記ケース内部の他の部品との接続用に空けられていてもよい。これにより、RFIDタグの読み取りのために孔を空ける必要がないので、物品のデザイン性を損なわない。
【００３４】  前記リーダ装置は、ハンディ型リーダ装置として構成されていてもよい。
【００３５】  前記RFIDタグに保管されたタグ情報は、前記物品の製造情報および真贋情報の少なくともいずれかに関連付けられた固有ID情報を含んでもよい。
【００３６】  以下、本発明に係るRFIDタグの読み取りシステムの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面において、実質的に同じ機能、構成を有する部材については同一の符号を付して、明細書においてはその説明を省略する場合がある。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。
【００３７】  なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものであり、本発明がこの構成に限定されるものではない。また、以下の実施の形態において具体的に示される数値、形状、構成、ステップ、ステップの順序などは、一例を示すものであり、本発明を限定するものではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、全ての実施の形態において、各変形例における構成も同様であり、各変形例に記載した構成をそれぞれ組み合わせてもよい。
【００３８】（実施の形態１）  以下に、本発明の実施の形態１にかかるRFIDタグの読み取りシステムおよび読み取り方法について説明する。図１は、実施の形態１のRFIDタグ読み取りシステムの概略構成図である。
【００３９】  RFIDタグの読み取りシステム１は、RFIDタグのタグ情報を読み取るリーダ装置３と、RFIDタグが内部に収納された物品５と、リーダ装置３に読み取られたタグ情報をユーザが確認するホストコンピュータ７とを備える。
【００４０】  リーダ装置３はハンディ型リーダ装置として構成されており、ユーザはリーダ装置３を持って移動することができる。リーダ装置３は、ユーザがリーダ装置３を握る筐体３ａと、筐体３ａから直線状に延出したロッド３ｂとを備える。ロッド３ｂの先端は、例えば、棒状または針状の形状を有する。ロッド３ｂの先端の直径は、例えば、０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下である。筐体３ａは金属製または樹脂製である。物品５の内部に配置されたRFIDタグのタグ情報をロッド３ｂから読み取ると、読み取られたタグ情報はリーダ装置３によりホストコンピュータ７へ送られる。
【００４１】  物品５は、その外側に物品５の内部の少なくとも一部を覆うケース５ａを有する。実施の形態１では、物品５の一例としてノートパソコンを挙げて説明する。ケース５ａには、外部から内部へ貫通した孔５ｂが形成されている。孔５ｂは、物品５が備える他の部品の特定の用途のために空けられている。例えば、孔５ｂは、ケース５ａの内部との通気用、または、ケース５ａの内部の他の部品との接続用に空けられている。孔５ｂの直径の大きさは、例えば、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。物品５が、例えば、ノートパソコンの場合、孔５ｂは、通気孔やイヤホンジャックである。ケース５ａの内部にRFIDタグ２１が収納されており、ケース５ａの外観からRFIDタグ２１（図２参照）は見えにくい。なお、実施の形態１において、ケース５ａは少なくとも一部が金属製であるが、完全に樹脂製であってもよい。また、図１において、物品５の長手方向をα方向とし、幅方向をβ方向とし、高さ方向をγ方向とする。α、β、γ方向は互いに直交する。
【００４２】  ホストコンピュータ７は、受信したタグ情報を処理する処理部７ａと、リーダ装置３と無線LANにより通信するアンテナ７ｂと、処理されたタグ情報を表示する表示部７ｃと、処理部７ａに種々の指示を入力可能な入力部７ｄと、を備える。ホストコンピュータ７は、リーダ装置３から受信したタグ情報を表示部７ｃに表示することで、ユーザは、タグ情報に含まれる物品５の真贋情報および製造情報を確認することができる。
【００４３】  処理部７ａは、複数のCPU、マイクロプロセッサ、FPGA(Field Programmable Gate Array)から構成されてもよいし、１つのCPU、マイクロプロセッサ、またはFPGAに統合されていてもよい。また、処理部７ａは、各種の情報を記憶するためにハードディスク、メモリ、SSD(Solid State Drive)の少なくとも１つを備えてもよい。表示部７ｃは、例えば、液晶ディスプレイである。入力部７ｄは、例えば、キーボードやマウスである。
【００４４】  また、RFIDタグ読み取りシステム１は、インターネット回線等の通信ネットワーク９と、通信ネットワーク９を介して読み取られたタグ情報を照会するサーバ１１とを備える。この構成によれば、タグ情報に真贋情報や製造情報を含める代わりに、物品５の製造情報および真贋情報の少なくともいずれかに関連付けられた固有ID情報を含めることができる。RFIDタグ２１から読み取られた固有ID情報をホストコンピュータ７の処理部７ａがサーバ１１に照会することで、物品５の真贋情報や製造情報を取得することができる。
【００４５】  サーバ１１は、物品５の真贋情報や製造情報に関する情報が保管されている。また、タグ情報に真贋情報や製造情報が含まれる場合でも、サーバ１１に照会することで、それらの情報が正しいものか確認することができる。サーバ１１は、例えば、ハードディスク、メモリ、およびSSD(Solid State Drive)の少なくとも１つから構成される。
【００４６】  次に、図２を参照して、リーダ装置３の使用状態を説明する。図２は、リーダ装置３の使用状態を説明する説明図である。物品５の内部において孔５ｂの近傍にRFIDタグ２１が配置されている。RFIDタグ２１は絶縁体で形成された支持部４３により支持されている。支持部４３はケース５ａに取り付けられている。RFIDタグ２１の配置場所を予め知らされているユーザは、ロッド３ｂの先端であるロッド先端部３ｂａを孔５ｂの中に挿入する。RFIDタグ２１と交差するように挿入されたロッド３ｂは、RFIDタグ２１からタグ情報を読み取る。次に、RFIDタグ２１の構造について説明する。
【００４７】  図３は、実施の形態１のRFIDタグ２１を示す斜視図である。なお、実施の形態１の構成を容易に理解できるように、図３においては、RFIDタグ２１の内部に設けられたRFIC素子２３および回路パターン等を表示している。図３においては、便宜上、互いに直交するｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を示している。実施の形態１のRFIDタグ２１の長手方向（ｘ方向）、幅方向（ｙ方向）、高さ方向（ｚ方向）をｘ軸、ｙ軸、ｚ軸を用いて説明する場合がある。
【００４８】  RFIDタグ２１は、細長い略直方体形状を有する。ICチップであるRFIC素子２３およびループアンテナ２７等を有するRFIDタグ２１は、エポキシ樹脂材で代表される熱硬化性樹脂等の硬質な樹脂材によりブロック化されている。
【００４９】  図４から図７ｃは、実施の形態１におけるRFIDタグ２１の内部構成を説明する図である。また、図４から図６においては、理解を容易なものとするために、RFIDタグ２１の樹脂材を透視して、内部構成のみを示している。図４は、RFIDタグ２１を平面視したときのRFIDタグ２１の内部構成を示す図である。図５はRFIDタグ２１を幅方向（ｙ方向）に見た正面図であり、図６はRFIDタグ２１を長手方向（ｘ方向）に見た側面図である。
【００５０】  図４に示すように、RFIDタグ２１の内部には、ＩＣチップであるRFIC素子２３、ループアンテナ２７を構成する第１給電コイル２７ａ、第２給電コイル２７ｂおよびこれらを電気的に接続する複数の接続導体３１，３２，３３等が設けられている。
【００５１】  図５の正面図に示すように、RFIDタグ２１は、プリント配線板３４の上に樹脂ブロック３５が形成され、樹脂ブロック３５の上に保護層（カバーレイ）４１が形成され、三層構造を有している。最下層となるプリント配線板３４における上下の各面（第１主面および第２主面）には導体パターン３６，３７が形成されている。また、樹脂ブロック３５の天面においても導体パターン４０が形成されている。これらの導体パターン３６，３７，４０は、例えばＣｕ等のめっきによるめっき膜により形成され、Ｃｕ膜等の導体膜を形成し、フォトレジストおよびエッチング等によりパターニングして形成される。なお導体パターンとしては、導電性ペーストをスクリーン印刷することにより形成することも可能である。
【００５２】  また、それぞれの導体パターンは、所望の配線パターン２４となるようにビアホール導体３８、金属ピン３９、および後述する接続導体３１，３２，３３により電気的に接続されている。プリント配線板３４に形成されたビアホール導体３８は、上面側導線パターン（第１主面側導体パターン：第２導体パターン）３６と下面側導線パターン（第２主面側導体パターン：第３導体パターン）３７とを電気的に接続する。また、樹脂ブロック３５を上下に貫通するように設けられた金属ピン３９は、プリント配線板３４の上面側導線パターン（第２導体パターン）３６と、樹脂ブロック３５の天面に形成された天面側導体パターン（第１導体パターン）４０とを電気的に接続する。樹脂ブロック３５の天面側導体パターン（第１導体パターン）４０は、保護層（カバーレイ）４１により保護されている。
【００５３】  金属ピン３９は、柱状の金属塊であり、例えば柱状のＣｕ製のピンである。実施の形態１においては断面円形のＣｕワイヤーを所定長の単位で切断して用いている。但し、金属ピン３９としては断面形状が円形である必要はない。
【００５４】  上記のように３つの導体パターン３６，３７，４０がビアホール導体３８および金属ピン３９に接続されて、実施の形態１におけるRFIDタグ２１のＩＣチップであるRFIC素子２３に対する配線パターン２４が形成される。図７は、実施の形態１におけるRFIDタグ２１の３つの導体パターン３６，３７，４０を示す図である。
【００５５】  図７ａは、樹脂ブロック３５の天面に形成された天面側導体パターン（第１導体パターン）４０を示す平面図である。図７ｂは、プリント配線板３４の上面側導線パターン（第２導体パターン）３６を示す平面図であり、図７ｃは、プリント配線板３４の下面側導線パターン（第３導体パターン）３７を示す裏面図である。
【００５６】  図７ａに示す第１導体パターン４０は、樹脂ブロック３５を貫通する金属ピン３９における天面側端部と電気的に接続されて所望の配線パターン４０ａを形成する。図７ｂに示す第２導体パターン３６は、樹脂ブロック３５を貫通する金属ピン３９における底面側端部と電気的に接続された配線パターン３６ａを有する。また、第２導体パターン３６は、ＩＣチップであるRFIC素子２３の２つの入出力端子を、ビアホール導体３８を介して、プリント配線板３４の下面側に形成された第３導体パターン３７に接続する配線パターン３６ｂと、第３導体パターン３７からビアホール導体３８を介して金属ピン３９に接続するための配線パターン３６ｃと、第１給電コイル２７ａと第２給電コイル２７ｂとを電気的に接続する接続導体（第３接続導体３３）となる配線パターン３６ｄと、を有している。
【００５７】  図７ｃに示す第３導体パターン３７は、RFIC素子２３が実装されたプリント配線板３４の第１主面に対する反対の面となる第２主面における配線パターン３７ａ、３７ｂである。第３導体パターン３７においては、細長いプリント配線板３４の略中央に実装されたRFIC素子２３の入出力端子からその直下に形成されたビアホール導体３８を介して当該プリント配線板３４の長手方向の両側端部近傍にある遠位端の位置まで延びる配線パターン３７ａ、３７ｂである。図７ｃにおいて、左側の配線パターン３７ａが第１接続導体３１となり、右側の配線パターン３７ｂが第２接続導体３２となる。第１接続導体３１および第２接続導体３２は、実質的に直線的に左右方向（ｘ方向）に延びる電流経路を形成している。
【００５８】  上記のようにRFIDタグ２１の内部には、ＩＣチップであるRFIC素子２３が設けられており、上記のように形成された第１給電コイル２７ａおよび第２給電コイル２７ｂが３つの接続導体３１，３２，３３を介してRFIC素子２３に接続される配線パターン２４が形成されている。
【００５９】  図３に示すように、ＩＣチップであるRFIC素子２３の両側に第１給電コイル２７ａおよび第２給電コイル２７ｂが配設されており、第１給電コイル２７ａと第２給電コイル２７ｂのコイル中心軸は略同一に形成されている。即ち、第１給電コイル２７ａと第２給電コイル２７ｂの巻回軸は、実質的に同一軸上に設けられている。
【００６０】  RFIC素子２３の一方の入出力端子である第１入出力端子に接続されて導出する第１接続導体３１は、第１給電コイル２７ａの下側を通って延設され、第１給電コイル２７ａにおけるRFIC素子２３から遠位端に接続されている。同様に、RFIC素子２３の他方の入出力端子である第２入出力端子に接続されて導出する第２接続導体３２は、第２給電コイル２７ｂの下側を通って延設され、第２給電コイル２７ｂにおけるRFIC素子２３から遠位端に接続されている。また、第１給電コイル２７ａにおける近位端は、第２給電コイル２７ｂにおける近位端に第３接続導体３３を介して接続されている。即ち第３接続導体３３は、第１接続導体３１および第２接続導体３２より短い線路であり、ＩＣチップであるRFIC素子２３を実質的に迂回できる短い直線的な電流経路である。
【００６１】  実施の形態１におけるRFIDタグ２１の具体的の構成としては、例えば約１．０ｍｍ角で約５．０〜６．０ｍｍの長さを有する略直方体形状である。第１給電コイル２７ａおよび第２給電コイル２７ｂは実質的に同じ構成および同じ形状であり、同じターン数で構成されている。
【００６２】  次に、図８を参照してリーダ装置３の構成を説明する。図８は、リーダ装置の構成を示す図である。リーダ装置３は、直線状の線状アンテナ５１と、線状アンテナ５１の基部５１ｂと磁界結合する給電ループ５３と、給電ループ５３と接続するリーダIC５５と、リーダIC５５および無線LAN用IC５９に電力を供給するバッテリ５７と、リーダIC５５と接続する無線LAN用IC５９と、無線LAN用IC５９と接続される無線LAN用アンテナ６１とを備える。
【００６３】  線状アンテナ５１は直線状の導体であり、例えば、金属導線である。線状アンテナ５１の一端側の先端部５１ａは、開放端である。また、線状アンテナ５１の他端側の基部５１ｂは、給電ループ５３と間隔を置いて対向して配置されている。基部５１ｂは給電ループ５３と電磁気的に結合しており、実施の形態１においては、磁界結合している。線状アンテナ５１は、平板状の導線でもよく、また、線状アンテナ５１の基部５１ｂ側は、配線パターンにより形成されてもよい。
【００６４】  線状アンテナ５１の基部５１ｂ、給電ループ５３、リーダIC５５、バッテリ５７、無線LAN用IC５９、および、無線LAN用アンテナ６１は筐体３ａ内に収容されている。無線LAN用アンテナ６１は、筐体３ａの後端側、すなわち、筐体３ａにおけるロッド３ｂの反対側に配置されている。また、線状アンテナ５１の先端部５１ａを含む残りの部分はロッド３ｂ内に配置されている。
【００６５】  筐体３ａから延在した線状アンテナ５１と、延在した線状アンテナ５１を被覆する絶縁保護材６２によりロッド３ｂが構成される。ロッド３ｂは剛性を有してもよいし、可撓性を有してもよい。また、線状アンテナ５１の全長の長さＬａは、RFIDタグ２１との通信周波数の波長λの半波長（λ／２）の長さより短い。実施の形態１では、例えば、UHF帯の通信周波数帯が採用されているので、長さＬａは１５ｃｍ以下である。
【００６６】  線状アンテナ５１の長さＬａが、通信周波数の波長の半波長（λ／２）の長さよりも長いと、線状アンテナ５１上の半波長（λ／２）の長さの箇所に、電流値が常に０となる節が発生する。線状アンテナ５１上において、この節の近傍には磁界が発生しない。したがって、ロッド３ｂの挿入時の位置関係によっては、磁界の発生しない箇所の線状アンテナ５１とRFIDタグ２１とが近接することになり、タグ情報の読み取りができない場合がある。線状アンテナ５１の長さＬａが半波長（λ／２）よりも短ければ、このような現象は発生しないので、RFIDタグ２１からタグ情報を精度よく読み取ることができる。
【００６７】  なお、図８では、説明を簡易にするために、給電ループ５３は１回巻のコイルとして示している。給電ループ５３は１回巻のコイルであってもよいし、複数回巻きのコイルでもよい。給電ループ５３は、線状アンテナ５１からタグ情報を受信する。
【００６８】  リーダ用IC５５は、RFIDタグに保管されているタグ情報の読み取り用のICチップである。リーダ用IC５５は、線状アンテナ５１が受信したタグ情報を読み取る。
【００６９】  無線LAN用IC５９は、読み取られたタグ情報を無線LAN用の通信信号に変換するICチップである。変換された無線LAN用の通信信号は、無線LAN用アンテナ６１からホストコンピュータ７のアンテナ７ｂへ送信される。無線LANの通信規格として、例えば、Wi-Fi（登録商標）、Bluetooth（登録商標）、BLE（Bluetooth Low Energy）等が用いられる。なお、無線LAN用アンテナ６１およびアンテナ７ｂによる無線接続の代わりに、同軸ケーブル等により有線にてリーダ装置３とホストコンピュータ７とを接続してもよい。
【００７０】  次に、図９を参照して線状アンテナとRFIDタグとの位置関係を説明する。図９は、線状アンテナとRFIDタグとの位置関係を示す説明図である。なお、図９は、α−β平面において、上方から見た図であり、ケース５ａは断面形状を示している。図９において、説明に必要な主要な構成要素を示している。
【００７１】  リーダ装置３の線状アンテナ５１の基部５１ｂは、リーダ装置３の給電ループ５３のループ軸５３ａの方向と交差するように配置されているが、給電ループ５３に流れる電流と並行になるように線状アンテナ５１は配置されている。したがって、例えば、給電ループ５３が１ターンのコイルで構成されている場合でも、給電ループ５３と線状アンテナ５１の基部５１ｂと給電ループ５３のループ軸５３ａの方向とは直交に配置される。この給電ループ５３と線状アンテナ５１の基部５１ｂは直結又は電磁界結合されていてもよい。また、RFIDタグ２１のループアンテナ２７のループ軸２７ｃ（コイル軸）の方向とケース５ａに形成された孔５ｂの貫通方向（深さ方向）５ｃと交差するようにRFIDタグ２１が配置されており、例えば、RFIDタグ２１のループアンテナ２７のループ軸２７ｃの方向とケース５ａに形成された孔５ｂの貫通方向５ｃとは直交する。また、孔５ｂが形成されたケース５ａの壁面に対してRFIDタグ２１のループアンテナ２７のループ軸２７ｃの方向は直角ではなく、交差するようにまたは平行に位置している。これにより線状アンテナ５１に流れる電流とRFIDタグ２１のループアンテナ２７に流れる電流の方向が一致するので、線状アンテナ５１とRFIDタグ２１のループアンテナ２７は磁界結合する事ができる。
【００７２】  孔５ｂの開口部の領域を孔５ｂの貫通方向（深さ方向）に投影した領域を投影領域Ｐａとする。投影領域Ｐａの貫通方向の長さをＬｂとする。長さＬｂは、リーダ装置３のロッド３ｂの長さよりも短い。例えば、長さＬｂは、通信周波数の波長λの半分の長さ（λ／２）よりも短く、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内であってもよい。上面視または側面視において、RFIDタグ２１と投影領域Ｐａとが重なるように、RFIDタグ２１が配置されている。リーダ装置３の線状アンテナ５１の先端部５１ａは、RFIDタグ２１のループアンテナ２７よりも孔５ｂの貫通方向内側に位置するまで挿入される。
【００７３】  図１０は、RFIDタグ２１の回路構成を模式的に示す図である。ループアンテナ２７のインダクタンス値はＬｘである。ICチップであるRFIC素子２３の両側にループアンテナ２７が接続されている。また、RFIC素子２３の両側には、コンデンサＣ１が接続される。また、ループアンテナ２７の両側にも、コンデンサＣ２が接続される。コンデンサＣ２は、RFIC素子２３の種類に応じて省略してもよい。
【００７４】  なお、RFIDタグ２１の構成は、図示された構成に限定されない。RFIDタグ２１は、線状アンテナ５１と磁界結合するループアンテナ２７を備えていればよく、ループアンテナの巻き数やサイズ、寸法比は本願で図示された構成と異なってもよい。
【００７５】  次に、図１１を参照して線状アンテナ５１とRFIDタグ２１との磁界結合を説明する。図１１は、線状アンテナの周辺に発生する磁界を説明する説明図である。なお、図１１は、α−γ平面において、側方から見た図であり、それぞれの部材の縦断面を示している。図１１において、説明に必要な主要な構成要素を示している。
【００７６】  給電ループ５３に、例えば約２５０ｍＷの電力を印加すると、給電ループ５３内に図１１に示される矢印の方向に電流が流れる。ループ形状の配線内を電流が流れることで、給電ループ５３の周囲に磁界が発生する。この磁界は線状アンテナ５１を励振して、線状アンテナ５１に高周波電流を発生させる。線状アンテナ５１内では、対向する給電ループ５３の配線内と同じ向きの高周波電流が流れるので、線状アンテナ５１の全長にわたって、線状アンテナ５１を中心軸として磁界Ｂ１が発生する。すなわち、線状アンテナ５１は磁界アンテナとして機能する。線状アンテナ５１の先端部５１ａと、RFIDタグ２１とを、例えば約１０ｍｍ以内に近接させると、線状アンテナ５１から発生する磁界Ｂ１がRFIDタグ２１のループアンテナ２７内を通るので、ループアンテナ２７に電流が流れる。このように、線状アンテナ５１とループアンテナ２７とが磁界結合することで、RFIDタグ２１に電流を流すことができ、そのタグ情報を読みとることができる。
【００７７】  ケース５ａには、線状アンテナ５１から発生する磁界Ｂ１とは逆向きの磁界Ｂ２が発生する。この結果、線状アンテナ５１をケース５ａ内に挿入しない場合、ケース５ａの外部の線状アンテナ５１からの磁界Ｂ１は、ケース５ａのシールド効果によりケース５ａの内部に入らない。したがって、線状アンテナ５１をケース５ａの中に入れないと、RFIDタグ２１と磁界結合をすることができない。
【００７８】  ケース５ａの孔５ｂからRFIDタグ２１までの距離は、RFIDタグ２１との通信周波数の波長λの半分（λ／２）より短い。さらには、投影領域Ｐａの長さＬｂは、リーダ装置３の筐体３ａから延出する線状アンテナ５１の長さよりも短い。これにより、リーダ装置３のロッド３ｂを孔５ｂに挿入した際に、線状アンテナ５１の先端部５１ａがRFIDタグ２１のループアンテナ２７のループ軸２７ｃよりも物品５の孔５ｂの貫通方向５ｃの内側に位置するので、線状アンテナ５１から放射される磁界がループアンテナ２７内を通ることができる。このように、線状アンテナ５１は磁界アンテナとして機能する。
【００７９】  RFIDタグ２１は、投影領域Ｐａに配置されてもよいし、RFIDタグ２１の少なくとも一部が投影領域Ｐａに配置されてもよい。また、RFIDタグ２１は、投影領域Ｐａから離れて配置されてもよい。この場合、投影領域Ｐａの近傍にRFIDタグ２１が配置されるのが望ましく、投影領域Ｐａから距離Ｌｈ内に配置される。距離Ｌｈは、線状アンテナ５１が発生する磁界Ｂ１が届く距離である。
【００８０】  線状アンテナ５１をケース５ａの中に入れることで、通信用の電磁波が線状アンテナ５１を伝導してケース５ａの内部に伝えることができ、ケース５ａの内部から通信用の電磁波を発生させることができる。これにより、金属製のケース５ａによってシールドされたケース５ａ内部にまで通信用の電磁波を供給することができる。
【００８１】  なお、リーダ装置３は、RFIDタグ２１にタグ情報を書き込む機能を有するリーダライタでもよく、この場合、リーダ装置３により、製造情報等をタグ情報に追加することができる。
【００８２】  次に、物品５のケース５ａの内部に収容されたRFIDタグ２１の読み取り方法について図１２を参照して説明する。図１２は、RFIDタグの読み取り手順を示すフローチャートである。
【００８３】  ステップＳ１において、開放端である先端部５１ａを有する線状アンテナ５１を備えたリーダ装置３を用いて、線状アンテナ５１の先端部５１ａをケース５ａに形成された孔５ｂを通してケース５ａ内に挿入する。ステップＳ２では、ケース５ａ内の線状アンテナ５１とRFIDタグ２１とを磁気的に結合させる。これは、ユーザがケース５ａ内にロッド３ｂを予め定められた深さまで挿入することで結合される。ステップＳ３では、リーダ装置３にてRFIDタグ２１に保管されたタグ情報を読み取る。その後、タグ情報はホストコンピュータ７に送信される。送信されたタグ情報に含まれる真贋情報または製造情報は表示部７ｃに表示され、ユーザは、これらの情報を確認することができる。また、タグ情報に固有ID情報が含まれる場合、ホストコンピュータ７からサーバ１１に固有ID情報を照会することで、物品５の真贋情報または製造情報を確認することができる。
【００８４】  以上より、実施の形態１における、物品５のケース５ａの内部に収容されたRFIDタグ２１の読み取り方法であって、開放端である先端部５１ａを有する線状アンテナ５１を備えたリーダ装置３を用いて、ケース５ａに形成された孔５ｂを通して線状アンテナ５１の先端部５１ａをケース５ａ内に挿入するステップＳ１と、ケース５ａ内の線状アンテナ５１とRFIDタグ２１とを磁気的に結合させるステップＳ２と、リーダ装置３にてRFIDタグ２１に保管されたタグ情報を読み取るステップＳ３とを備える。線状アンテナ５１の先端部がループ形状ではないので、物品５に形成された小さな孔に挿入することができる。物品５のケース５ａの内部にRFIDタグ２１が収容されているので、外観上、孔５ｂを通してRFIDタグ２１を視認しづらく、RFIDタグ２１の不正防止に有効である。また、孔５ｂの大きさは、開放端のアンテナが挿入できる程度でよいので、物品５のデザイン性が損なわれるのを低減できる。
【００８５】  また、実施の形態１のリーダ装置３は、RFIDタグ２１に保管されているタグ情報のリーダ用IC５５と、一端側の先端部５１ａが開放端である線状アンテナ５１と、リーダ用IC５５に接続され、線状アンテナ５１の他端側の基部５１ｂと電磁気的に結合する給電ループ５３とを備える。線状アンテナの先端部が開放端であるので、ループ形状ではない。したがって、線状アンテナの先端部の大きさを大幅に細くすることができ、物品５に形成された小さな孔５ｂにも挿入することができる。これにより、物品５の内部に収納されたRFIDタグ２１であっても、物品５の孔５ｂに磁界アンテナのように利用する線状アンテナ５１を挿入することで、リーダ装置３の給電ループ５３から線状アンテナ５１を介して物品５の内部に通信用無線信号を送ることができる。物品５の内部に配置されたRFIDタグ２１は、孔を通して外観上視認しづらく、RFIDタグ２１の不正防止に有効である。また、孔５ｂの大きさは、開放端のアンテナが挿入できる程度でよいので、物品５のデザイン性が損なわれるのを低減できる。
【００８６】  また、実施の形態１の物品５は、外部から内部へ貫通する孔５ｂを有するケース５ａと、ケース５ａの内部に収納され、ループアンテナ２７を有するRFIDタグ２１と、を備え、孔５ｂの貫通方向５ｃとループアンテナ２７のループ軸２７ｃの方向とが交差するようにRFIDタグ２１が配置されている。これにより、孔５ｂから挿入される線状アンテナ５１と磁界結合を効率よく行うことができる。また、物品５のケース５ａの内部にRFIDタグ２１が配置されているので、RFIDタグ２１を孔を通して外観上視認しづらく、RFIDタグ２１の不正防止に有効である。
【００８７】  また、実施の形態１のRFIDタグ２１の読み取りシステム１は、RFIDタグ２１が取り付けられた物品５と、RFIDタグ２１のリーダ装置３と、を備え、物品５は、外部から内部へ貫通する孔５ｂを有するケース５ａを備え、リーダ装置３は、RFIDタグ２１に保管されているタグ情報のリーダ用IC５５と、孔５ｂに挿入可能な、一端側の先端部が開放端である線状アンテナ５１と、リーダ用IC５５に接続され、線状アンテナ５１の他端側の基部５１ｂと電磁気的に結合する給電ループ５３と、を備え、RFIDタグ２１は、ケース５ａの内部に収納され、ループアンテナ２７を有し、孔５ｂの貫通方向とループアンテナ２７のループ軸２７ｃの方向とが交差するようにRFIDタグ２１が配置されている。物品５のケース５ａの内部にRFIDタグ２１が収容されているので、外観上、孔５ｂを通してRFIDタグ２１を視認しづらく、RFIDタグ２１の不正防止に有効である。
【００８８】（実施の形態２）  次に、本発明の実施形態２に係るリーダ装置について図１３を参照して説明する。図１３は、実施の形態２のリーダ装置の構成を示す図である。
【００８９】  実施の形態１のリーダ装置３は筐体３ａから線状アンテナ５１が延在していたのに対して、実施の形態２のリーダ装置３Ａは筐体３ａから同軸ケーブル３ｃが延在している。実施の形態２のリーダ装置３Ａは線状アンテナ５１の一部が同軸ケーブル３ｃの内部導体５１ｃである。なお、実施の形態２におけるリーダ装置３Ａは、以下に記載した事項以外の構成は、実施の形態１のリーダ装置３と共通である。
【００９０】  実施の形態２におけるリーダ装置３Ａは、実施の形態１におけるリーダ装置３に、筐体３ａから延在する同軸ケーブル３ｃと、同軸ケーブル３ｃと線状アンテナ５１の基部５１ｂとの間に整合回路６３をさらに備える。
【００９１】  同軸ケーブル３ｃは、内部導体５１ｃと、内部導体５１ｃを囲む絶縁体５１ｄと、絶縁体５１ｄを囲む外部導体５１ｅと、を備える。絶縁体５１ｄは、内部導体５１ｃと外部導体５１ｅとの間に配置されている。線状アンテナ５１の一部は同軸ケーブル３ｃの内部導体５１ｃであり、線状アンテナ５１の先端部５１ａ側は、内部導体５１ｃを囲んだ状態で絶縁体５１ｄが露出された同軸ケーブル３ｃである。つまり、線状アンテナ５１の先端部５１ａ側は、外部導体５１ｅが取り除かれている。
【００９２】  図１４を参照して、実施の形態２のリーダ装置３Ａの回路を説明する。図１４は、実施の形態２のリーダ装置の回路構成を模式的に示す図である。
【００９３】  同軸ケーブル３ｃには、内部導体５１ｃと外部導体５１ｅとの間に静電容量Ｃ３，Ｃ４が存在する。整合回路６３は、この静電容量Ｃ３，Ｃ４と整合するために、インダクタＬ１，Ｌ２およびコンデンサＣ５、Ｃ６を備える。インダクタＬ１の一方端は同軸ケーブル３ｃの内部導体５１ｃと接続される。また、インダクタＬ１の他方端は、コンデンサＣ６の一方端と接続される。インダクタＬ２の一方端はインダクタＬ１の他方端と接続され、インダクタＬ２の他方端は筐体３ａに接触することで接地される。コンデンサＣ５の一方端はインダクタＬ１の他方端と接続され、コンデンサＣ５の他方端は接地される。コンデンサＣ６の他方端は線状アンテナ５１の基部５１ｂと接続される。静電容量Ｃ３，Ｃ４を相殺するためにインダクタＬ１が作用し、インピーダンスを下げるためにコンデンサＣ６が作用する。
【００９４】  以上のように、実施形態２によれば、線状アンテナ５１の一部に同軸ケーブル３ｃを用いることで、磁界を発生させる線状アンテナ５１の領域を同軸ケーブル３ｃの外部導体５１ｅが除去された領域に限定することができ、物品５の電子部品に対して線状アンテナ５１から不必要な磁界の発生を低減することができる。外部導体５１ｅが除去される同軸ケーブル３ｃの長さは、ケース５ａの中に入れられる内部導体５１ｃの長さ以上である。
【００９５】（実施の形態３）  次に、本発明の実施の形態３のリーダ装置３Ｂについて図１５を参照して説明する。図１５は、実施の形態３のリーダ装置の構成を示す図である。実施の形態３のリーダ装置３Ｂは、線状アンテナ５１Ａの先端部５１Ａａが折り曲げられている。なお、実施の形態３のリーダ装置３Ｂは、以下に記載した事項以外の構成は、実施の形態１のリーダ装置３と共通である。
【００９６】  実施の形態３のリーダ装置３Ｂは、線状アンテナ５１Ａの全長が通信周波数の波長λの半波長よりも長い。この場合、線状アンテナ５１Ａには、励起された高周波電流値が０となる節が発生する。図１５では、線状アンテナ５１Ａ上において節５１Ａｃが示されている。この節５１Ａｃでは磁界が発生しないので、線状アンテナ５１Ａの先端部５１Ａａを、基部５１Ａｂ側から通信周波数の波長λの半波長（λ／２）の長さを越えた部分をＵ字形状に折り返す。線状アンテナ５１Ａの基部５１Ａｂ側からの端部から折り返し部分までの長さをＬｃとする。長さＬｃは、通信周波数の波長λの半波長（λ／２）よりも長いので、節５１Ａｃは折り返される前の線状アンテナ５１Ａ上にある。節５１Ａｃの発生する箇所と折り返された部分とが重なるようにアンテナ５１Ａを配置する。これにより、線状アンテナ５１Ａの節５１Ａｃの部分からは磁界は発生しないが、節５１Ａｃと重なる線状アンテナ５１Ａの折り返し部分から磁界が発生するので、RFIDタグ２１と磁界結合することができる。
【００９７】  以上より、線状アンテナ５１Ａの全長が通信周波数の波長λの半波長よりも長くなる場合であっても、線状アンテナ５１Ａにおいて通信周波数の波長λの半波長よりも長くなる部分を折り返すことで、線状アンテナ５１Ａの節５１Ａｃの近傍においてもRFIDタグ２１と磁界結合することができる。
【００９８】（実施の形態４）  次に、本発明の実施の形態４のリーダ装置３Ｃについて図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は、実施の形態４のリーダ装置３Ｃの構成を示す図である。図１７は、実施の形態４のリーダ装置３Ｃは、線状アンテナ５１Ｂが平板形状を有し、棒状のロッド３ｂ内に収容される線状アンテナ５１Ｂの先端部５１Ｂａが折り曲げられている。なお、実施の形態４のリーダ装置３Ｃは、以下に記載した事項以外の構成は、実施の形態３のリーダ装置３Ｂと共通である。
【００９９】  線状アンテナ５１Ｂは、基部５１ｂから直線状に延出する本体部５１Ｂｄと、本体部５１Ｂｄと交差する方向に折り曲げられた折り曲げ部５１Ｂｅと、折り曲げ部５１Ｂｅからさらに折り曲げられて、本体部５１Ｂｄと対向する先端部５１Ｂａとを有する。
【０１００】  線状アンテナ５１Ｂは、先端部５１Ｂａのコイル成分であるインダクタＬ３と、折り曲げ部５１Ｂｅのコイル成分であるインダクタＬ４と、本体部５１Ｂｄにおける先端部５１Ｂａの対向領域のコイル成分であるインダクタＬ５とを有する。また、線状アンテナ５１Ｂは、本体部５１Ｂｄにおける先端部５１Ｂａの対向領域と先端部５１Ｂａとの間に発生する静電容量Ｃ７を有する。インダクタＬ３〜Ｌ５と、静電容量Ｃ７とでＬＣ並列共振回路が構成されている。これにより、本体部５１Ｂｄにおいて先端部５１Ｂａの先端と対向する部分が節５１Ｂｃとなる。このように、線状アンテナ５１Ｂの長さに関係無く、節５１Ｂｃの位置を決定することができるので、線状アンテナ５１Ｂの設計が容易になる。なお、静電容量Ｃ７として、本体部５１Ｂｄにおける先端部５１Ｂａの対向領域と先端部５１Ｂａとの間にコンデンサを接続してもよい。
【０１０１】  先端部５１Ｂａの長さＬｇは、通信周波数の１／４波長以下である。線状アンテナ５１Ｂの幅は、例えば、１ｍｍであり、折り曲げ部５１Ｂｅの折り曲げ高さは１ｍｍである。このように、物品５の内部にＬＣ共振回路を有する線状アンテナ５１Ｂを挿入することで、磁界の放射性能をさらに向上させることができる。
【０１０２】（実施の形態５）  次に、本発明の実施の形態５のリーダ装置３Ｄについて図１８及び図１９を参照して説明する。図１８は、実施の形態５のリーダ装置３Ｄの構成を示す図である。図１９は、実施の形態５の線状アンテナ５１Ｃの先端部の構成を示す図である。なお、実施の形態４のリーダ装置３Ｄは、以下に記載した事項以外の構成は、実施の形態３のリーダ装置３Ｃと共通である。
【０１０３】  実施の形態５のリーダ装置３Ｄにおいて、棒状のロッド３ｂ内に収容される線状アンテナ５１Ｃは平板形状の長細い基板５１Ｃｆを有する。基板５１Ｃｆは、絶縁性のプリント基板であり、例えば、ＦＲ４である。基板５１Ｃｆは、リーダ装置３Ｄの筐体３ａの内部から外方へ直線状に延出している。基板５１Ｃｆの先端部には、ＬＣ並列共振回路６５が構成されている。
【０１０４】  基板５１Ｃｆの第１主面５１Ｃｇ上には、第１導体パターン５１Ｃａ及び第２導体パターン５１Ｃｂが形成されている。第１導体パターン５１Ｃａと第２導体パターン５１Ｃｂはそれぞれ離れて配置されている。基板５１Ｃｆの第１主面５１Ｃｇと対向する第２主面５１Ｃｈ上には第３導体パターン５１Ｃｄが形成されている。第１導体パターン５１Ｃａ、第２導体パターン５１Ｃｂ、及び、第３導体パターン５１Ｃｄは、それぞれ矩形を有し、例えば、銅メッキで形成された導体パターンである。
【０１０５】  第１導体パターン５１Ｃａと第３導体パターン５１Ｃｄとは、基板５１Ｃｆに形成されたビアホール５１Ｃｋにより接続されている。また、第２導体パターン５１Ｃｂと第３導体パターン５１Ｃｄとは、ビアホール５１Ｃｍにより接続されている。第１導体パターン５１Ｃａと第２導体パターン５１Ｃｂとは、チップ型コンデンサ５２により接続されている。したがって、コンデンサ５２の容量と、第１導体パターン５１Ｃａ、第２導体パターン５１Ｃｂ、及び、第３導体パターン５１Ｃｄのそれぞれのコイル成分であるインダクタとによりＬＣ並列共振回路が構成されている。
【０１０６】  実施の形態５のRFIDタグ２１のリーダ装置３Ｄによれば、孔への挿入が可能な線状アンテナ５１Ｃと、線状アンテナ５１Ｃの他端側の基部と電磁気的に結合する給電ループ５３と、を備え、線状アンテナ５１Ｃは、基板５１Ｃｆと、基板５１Ｃｆの第１主面５１Ｃｇ上に形成された第１導体パターン５１Ｃａと、基板５１Ｃｆの第１主面５１Ｃｇ上に、第１導体パターン５１Ｃａと離れて形成された第２導体パターン５１Ｃｂと、第１導体パターン５１Ｃａと第２導体パターン５１Ｃｂとを接続するコンデンサ５２と、第１主面５１Ｃｇと対向する第２主面５１Ｃｈ上に形成された第３導体パターン５１Ｃｄと、を備え、基板５１Ｃｆに形成されたビアホール５１Ｃｋ、５１Ｃｍを介して、第３導体パターン５１Ｃｄは、第１導体パターン５１Ｃａ及び第２導体パターン５１Ｃｂとそれぞれ接続され、第３導体パターン５１Ｃｄの他端側の基部は給電ループ５３と電磁気的に結合する、リーダ装置３Ｄである。これにより、線状アンテナ５１Ｃの先端部にＬＣ共振回路を含むので、このように、物品５の内部にＬＣ共振回路を有する線状アンテナ５１Ｂを挿入することで、磁界の放射性能をさらに向上させることができる。磁界の放射特性を向上させることができる。
【０１０７】  本発明は、上記実施形態のものに限らず、次のように変形実施することができる。
【０１０８】  （１）上記実施の形態において、RFIDタグ２１が取り付けられた物品５はノートパソコンであったが、これに限られない。物品５は、例えば、生産機械、モータ、時計、電話であってもよい。また、ケース５ａは電子機器や生産機械の外面の少なくとも一部を形成するものであって、例えば、生産機械の外面を構成する鉄板も含まれる。
【０１０９】  また、孔５ｂは常時、空いている孔でなくてもよく、例えば、ボルト孔のように、ボルトのような部品を外した際に空く孔でもよい。この場合、ボルト孔に近接して配置されたRFIDタグ２１を、ボルトを外して空いたボルト孔にリーダ装置３のロッド３ｂを挿入することでRFIDタグ２１のタグ情報を読み取ることができる。
【０１１０】  （２）上記実施の形態において、リーダ装置３のロッド先端部３ｂａの形状は、棒状または針状であったがこれに限られない。ロッド先端部３ｂａは、曲線形状、または、球状であってもよい。ロッド先端部３ｂａが曲線形状や、球状であれば、物品５内の他の部品に接触した場合でも、他の部品を傷つけることを防止することができる。ロッド先端部３ｂａが折れ曲がり形状や曲線形状の場合、線状アンテナ５１も折れ曲がり形状や曲線形状であってもよいし、そうでなくてもよい。なお、ロッド先端部３ｂａが球形状の場合は、線状アンテナ５１の先端部５１ａが球形状である必要はない。
【０１１１】  （３）上記実施の形態において、給電ループ５３と線状アンテナ５１とは離れて配置されており、互いに磁界結合により結合されていたが、これに限られない。給電ループ５３と線状アンテナ５１とを接触させて、互いに電気的に結合してもよい。この場合、給電ループ５３と線状アンテナ５１とに流れる電流の向きは同じとなる。また、このように、線状アンテナ５１と給電ループ５３を直結した場合も、線状アンテナ５１の長さＬａが半波長を越えると、線状アンテナ５１上に電流値が０となる節は発生する。
【０１１２】  （４）上記実施の形態において、孔５ｂは、物品５が備える他の部品の特定の用途のために空けられていたが、これに限られない。孔５ｂが、RFIDタグ２１の読み取り用に空けられたものであっても、リーダ装置３のロッド３ｂが挿入できる程度の大きさでよいので、物品５のデザイン性が損なわれるのを抑制することができる。
【０１１３】  （５）上記実施の形態において、RFIDタグ２１のループアンテナ２７において、樹脂ブロック３５を上下に貫通するように設けられた金属ピン３９と、樹脂ブロック３５の天面に形成された天面側導体パターン（第１導体パターン）４０とを別部材で構成されていたが、これに限られない。金属ピン３９と天面側導体パターン４０とを一体化した門型の部材であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】  本発明にかかるRFIDタグリーダ装置、物品、システムおよびRFIDタグ読み取り方法は、RFIDタグの位置を隠すことができ、RFIDタグ情報の不正を防止するのに有用である。
【符号の説明】
【０１１５】  １      RFIDタグ読み取りシステム  ３、３Ａ、３Ｂ  リーダ装置  ３ａ    筐体  ３ｂ    ロッド  ３ｂａ  ロッド先端部  ３ｃ  同軸ケーブル  ５      物品  ５ａ    ケース  ５ｂ    孔  ５ｃ    深さ方向  ７      ホストコンピュータ  ７ａ    処理部  ７ｂ    アンテナ  ７ｃ    表示部  ７ｄ    入力部  ９      通信ネットワーク  １１    サーバ  ２１    RFIDタグ  ２３    RFIC素子  ２４    配線パターン  ２７    ループアンテナ  ２７ａ  第１給電コイル  ２７ｂ  第２給電コイル  ２７ｃ  ループ軸  ３１，３２，３３  接続導体  ３４    プリント配線板  ３５    樹脂ブロック  ３６    上面側導線パターン  ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ  配線パターン  ３７    下面側導線パターン  ３７ａ，３７ｂ  配線パターン  ３８    ビアホール導体  ３９    金属ピン  ４０    天面側導体パターン  ４０ａ  配線パターン  ４１    保護層  ４３    支持部  ５１、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ  線状アンテナ  ５１ａ、５１Ａａ、５１Ｂａ  先端部  ５１ｂ、５１Ａｂ  基部  ５１ｃ  内部導体  ５１ｄ  絶縁体  ５１ｅ  外部導体  ５１Ａｃ、５１Ｂｃ  節  ５１Ｂｄ  本体部  ５１Ｂｅ  折り曲げ部  ５１Ｃａ  第１導体パターン  ５１Ｃｂ  第２導体パターン  ５１Ｃｄ  第３導体パターン  ５１Ｃｆ  基板  ５１Ｃｇ  第１主面  ５１Ｃｈ  第２主面  ５１Ｃｋ  ビアホール  ５１Ｃｍ  ビアホール  ５２    コンデンサ  ５３    給電ループ  ５３ａ  ループ軸  ５５    リーダ用IC  ５７    電源部（バッテリ）  ５９    無線LAN用IC  ６１    無線LAN用アンテナ  ６２    絶縁保護材  ６３    整合回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月30日(2019.8.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
RFIDタグが取り付けられた物品と、前記RFIDタグのリーダ装置と、を備えるRFIDタグの読み取りシステムであって、
前記物品は、外部から内部へ貫通する孔を有するケースを備え、
前記リーダ装置は、
前記孔に挿入可能な、一端側の先端部が開放端である線状アンテナを備え、
前記RFIDタグは、前記ケースの内部に収納され、ループアンテナを有し、
前記孔の貫通方向と前記ループアンテナのループ軸方向とが交差するように前記RFIDタグが配置されている、
RFIDタグ読み取りシステム。
【請求項２】
前記RFIDタグは、前記孔に挿入された前記線状アンテナと磁気結合可能に配置されている、
請求項１に記載のRFIDタグ読み取りシステム。
【請求項３】
RFIDタグのリーダ装置であって、
一端側の先端部が開放端であって、孔への挿入が可能な線状アンテナと、
前記線状アンテナの他端側の基部と電磁気的に結合する給電ループと、
を備え、
前記給電ループのループ軸方向と前記線状アンテナの基部とが交差する、
リーダ装置。
【請求項４】
前記線状アンテナの長さは、前記RFIDタグとの通信周波数の波長の半分より小さい、
請求項３に記載のリーダ装置。
【請求項５】
前記線状アンテナの長さは、前記RFIDタグとの通信周波数の波長の半分より大きく、前記線状アンテナの前記先端部が折り返されている、
請求項３に記載のリーダ装置。
【請求項６】
RFIDタグのリーダ装置であって、
一端側の先端部が開放端であって、孔への挿入が可能な線状アンテナと、
前記線状アンテナの他端側の基部と電磁気的に結合する給電ループと、
を備え、
前記線状アンテナの長さは、前記RFIDタグとの通信周波数の波長の半分より大きく、前記線状アンテナの前記先端部が折り返されている、
リーダ装置。
【請求項７】
前記リーダ装置は、同軸ケーブルを備え、
前記同軸ケーブルは、内部導体と、前記内部導体を囲む絶縁体と、前記絶縁体を囲む外部導体と、を備え、
前記線状アンテナの一部は前記同軸ケーブルの前記内部導体であり、
前記線状アンテナの前記先端部側において、前記内部導体を囲んだ状態で前記絶縁体が露出し、
前記内部導体と前記線状アンテナの基部との間に整合回路を有する、
請求項３から６のいずれか１つに記載のリーダ装置。
【請求項８】
前記給電ループと前記線状アンテナとは互いに離れて配置され、互いに磁界結合されている、
請求項３から７のいずれか１つに記載のリーダ装置。
【請求項９】
前記給電ループと前記線状アンテナとは接触して配置され、互いに電気的に結合されている、
請求項３から７のいずれか１つに記載のリーダ装置。
【請求項１０】
前記リーダ装置は、ハンディ型リーダ装置として構成されている、
請求項３から９のいずれか１つに記載のリーダ装置。
【請求項１１】
外部から内部へ貫通する孔を有するケースと、
前記ケースの内部に収納され、ループアンテナを有するRFIDタグと、を備え、
前記孔の貫通方向と前記ループアンテナのループ軸の方向とが交差するように前記RFIDタグが配置されている、
物品。
【請求項１２】
前記孔の貫通方向において、前記RFIDタグは、前記孔から前記RFIDタグの通信周波数の波長の半分より短い距離内に配置されている、
請求項１１に記載の物品。
【請求項１３】
前記RFIDタグは、
前記孔の開口領域を前記貫通方向に投影した投影領域、または、
前記孔の貫通方向と直交する方向において、前記投影領域の近傍に配置されている、
請求項１１または１２に記載の物品。
【請求項１４】
前記ケースは金属製である、
請求項１１から１３のいずれか１つに記載の物品。
【請求項１５】
前記孔は、前記ケース内部との通気用、または、前記ケース内部の他の部品との接続用に空けられている、
請求項１１から１４のいずれか１つに記載の物品。
【請求項１６】
前記RFIDタグに保管されたタグ情報は、前記物品の製造情報および真贋情報の少なくともいずれかに関連付けられた固有ID情報を含む、
請求項１１から１５のいずれか１つに記載の物品。
【国際調査報告】
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2019093425.tif 000025
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