(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材を有するコイン表面板と金属部材を有するコイン裏面板とを、金属部材を有する面を外側に、空間を設けて重ね、前記コイン表面板の金属部材と前記コイン裏面板の金属部材とが接続部で繋がった構造であり、
前記コイン表面板及び前記コイン裏面板の、金属部材を有する面とは反対の内側の面に、接着層を設け、前記接着層上にＲＦＩＤタグを貼付けた金属組み込みＲＦＩＤタグであって、
前記ＲＦＩＤタグが、磁性シートと、アンテナ部と、インピーダンス整合回路部と、ＩＣチップと、グラウンド部とを備えて構成されており、
前記アンテナ部及びインピーダンス整合回路部が前記磁性シートの一方の面に設けられており、前記グラウンド部が他方の面に設けられており、
前記アンテナ部とインピーダンス整合回路部が電気的に接続されており、
このインピーダンス整合回路部にＩＣチップが接続されており、
インピーダンス整合回路部とグラウンド部が電気的に接続されていることを特徴とする金属組み込みＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
前記ＲＦＩＤタグが、前記コイン表面板の金属部材と前記コイン裏面板の金属部材との接続部の辺の、反対側の辺の縁付近に貼付けられていることを特徴とする請求項１に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記コイン表面板及びコイン裏面板の金属部材面に、凹凸のデザインを施したことを特徴とする請求項１または２に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記空間が、非導電性を有する封止部で封止されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記封止部が、耐水性を有していることを特徴とする請求項４に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
前記封止部が、耐薬品性を有していることを特徴とする請求項４または５に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記磁性シート、前記アンテナ部、前記インピーダンス整合回路部、前記グラウンド部及び前記封止部が、耐熱性を有していることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
前記ＩＣチップが、データの暗号化及び復号化の機能が備えられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
請求項１〜８に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグのデータ読み取りのための導波体を備えたデータ読取装置であって、前記導波体の外面と、前記金属組み込みＲＦＩＤタグの外面とを、点または面接触させ、データ読み取りをおこなうことを特徴とするデータ読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＨＦ帯及びＳＨＦ帯で用いられ、ＲＦＩＤタグを金属部材の中に配置した金属組み込みＲＦＩＤタグ及びデータ読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＲＦＩＤタグ（非接触ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）ラベル）とリーダとの間で無線通信が行われている。しかし、このＲＦＩＤタグを金属体に取り付けた場合には通信性能が低下してしまうので、この問題点を解決するために、以下のようなＲＦＩＤタグの構成が提案、検討されている。
【０００３】
ＵＨＦ帯及びＳＨＦ帯のＲＦＩＤタグでは、アンテナ（アンテナ部）と金属体との間に誘電体また空気層を設けることで、アンテナと金属体との隙間を確保し、金属体の影響を抑える方法が一般的に用いられる。
【０００４】
ＲＦＩＤタグの取付け対象である金属物品中に、ＩＣインレットを埋め込み一体化し、金属物品の一部を放射アンテナとし、さらには金属物品の機械強度も得た金属一体化ＲＦＩＤタグもある。
【０００５】
アンテナと金属部材との間に磁性体を設ける構成も提案されている。このＲＦＩＤタグは、アンテナと金属部材との間に軟磁性体を配置しており、軟磁性体については克明な記載があるが、使用するアンテナに関してはダイポールアンテナ及びその変形アンテナといった程度の記載に留まっており、また実際の検証においてもアンテナ形状の詳細な記載はなく、磁性体の厚さも１ｍｍ（通信距離は１５ｍｍ）の例しか記載されていない。さらには被接着体である金属体に関する記述もない（特許文献１）。
【０００６】
短縮インレット（非接触ＩＣラベル）を硬化性樹脂中に封止してタグ本体部とし、さらにこのタグ本体部を金属材料で形成された金属ホルダー（金属部材）中に埋設することで、金属組み込みＲＦＩＤタグ（非接触ＩＣラベル内蔵物品）を構成した提案がある。この短縮インレットは、ＲＦＩＤチップ（ＩＣチップ）と、ＲＦＩＤチップと電気的に接続する短縮アンテナ（アンテナ部）と、ＲＦＩＤチップ及び短縮アンテナを一体的に搭載する基材とから構成されたものがある。ＲＦＩＤタグの取付け対象である金属物品の中には、薄型の金属組み込みＲＦＩＤタグ（スマートコイン、電子硬貨）などもある（特許文献２）。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたＲＦＩＤタグを金属部材の中に配置した場合、及び、上記特許文献２に記載された金属組み込みＲＦＩＤタグでは、ＲＦＩＤタグが金属部材の中に埋設されるため、データ読み取り装置との通信距離が短くなってしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３０９８１１号公報
【特許文献２】特開２００７−１３５１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、金属部材の内部にＲＦＩ
Ｄタグを設けてもデータ読み取り装置との間で、良好な通信が可能な金属組み込みＲＦＩＤタグ及びデータ読取装置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】
【００１０】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、金属部材を有するコイン表面板と金属部材を有するコイン裏面板とを、金属部材を有する面を外側に、空間を設けて重ね、前記コイン表面板の金属部材と前記コイン裏面板の金属部材とが接続部で繋がった構造であり、
前記コイン表面板及び前記コイン裏面板の、金属部材を有する面とは反対の内側の面に、接着層を設け、前記接着層上にＲＦＩＤタグを貼付けた金属組み込みＲＦＩＤタグであって、
前記ＲＦＩＤタグが、磁性シートと、アンテナ部と、インピーダンス整合回路部と、ＩＣチップと、グラウンド部とを備えて構成されており、
前記アンテナ部及びインピーダンス整合回路部が前記磁性シートの一方の面に設けられており、前記グラウンド部が他方の面に設けられており、
前記アンテナ部とインピーダンス整合回路部が電気的に接続されており、
このインピーダンス整合回路部にＩＣチップが接続されており、
インピーダンス整合回路部とグラウンド部が電気的に接続されていることを特徴とする金属組み込みＲＦＩＤタグである。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記ＲＦＩＤタグが、前記コイン表面板の金属部材と前記コイン裏面板の金属部材との接続部の辺の、反対側の辺の縁付近に貼付けられていることを特徴とする請求項１に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグである。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記コイン表面板及びコイン裏面板の金属部材面に、凹凸のデザインを施したことを特徴とする請求項１または２に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグである。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、前記空間が、非導電性を有する封止部で封止されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグである。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、前記封止部が、耐水性を有していることを特徴とする請求項４に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグである。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、前記封止部が、耐薬品性を有していることを特徴とする請求項４または５に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグである。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、前記磁性シート、前記アンテナ部、前記インピーダンス整合回路部、前記グラウンド部及び前記封止部が、耐熱性を有していることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグである。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明は、前記ＩＣチップが、データの暗号化及び復号化の機能が備えられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグである。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１〜８に記載の金属組み込みＲＦＩＤタグのデータ読み取りのための導波体を備えたデータ読取装置であって、前記導波体の外面と、前記金属組み込みＲＦＩＤタグの外面とを、点または面接触させ、データ読み取りをおこなうことを特徴とするデータ読取装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の金属組み込みＲＦＩＤタグ及びデータ読取装置によれば、金属部材の内部にＲＦＩＤタグを設けてもデータ読み取り装置との間で通信を良好におこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態の金属組み込みＲＦＩＤタグ１の平面図である。
【図２】第１の実施形態の金属組み込みＲＦＩＤタグ１の平面透視図である。
【図３】第１の実施形態の金属組み込みＲＦＩＤタグ１の断面図である。
【図４】ＲＦＩＤタグ３を模式的に示す側面の断面図である。
【図５】ＲＦＩＤタグ３の平面図である。
【図６】ＲＦＩＤタグ３の底面図である。
【図７】導波体３０の平面図である。
【図８】導波体３０の側面図である。
【図９】データ読取装置５０を模式的に示す断面図である。
【図１０】第２の実施形態の金属組み込みＲＦＩＤタグ２の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明に係る金属組み込みＲＦＩＤタグ（スマートコイン、電子硬貨）の第１の実施形態を、図１から図６により説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率は適宜上違えてある。
【００２２】
図１から図３に示すように、本実施形態の金属組み込みＲＦＩＤタグ１はその内部にＲＦＩＤタグ３を備えている。金属組み込みＲＦＩＤタグ１の本体部８は、上面から見て同形状の金属製の表面板４と裏面板５を有し、この表面板４と裏面板５は、空間６の間隔を有して重なっており、双方の辺の一部、接続部１２で繋がった構造になっている。側面から見ると「コ」の字の形状になっている。表面板４は通常の硬貨（コイン）の表面に相当し、他方の裏面板５は硬貨の裏面に相当する。
【００２３】
第１の実施形態の本体部８は、１ｍｍ厚のアルミの平面板を機械加工によって展開形状に成形し、空間６が形成されるように、アルミ平面板の中心部を折り曲げて本体部８が作られている。なお表面板４と裏面板の寸法は約３０ｍｍ×３０ｍｍである。本体部８の金属をアルミとしたが、導電性を有する金属であればどのようなものであってもよい。例えば、金、銀、銅、真鍮、チタンの他、複数の原材料を含んだ特殊金属合金などであってもよい。
【００２４】
ＲＦＩＤタグ３は、発砲スチロール製のスペーサー７の弾力（広がり方向の力）で、表面板４の他方の面４ｂに押し付けられる形で、図２に示す位置に密着固定されている。なお、ＲＦＩＤタグ３を密着固定する場所は、裏面板の他方の面５ｂ、の同位置であってもかまわない。
【００２５】
次に、ＲＦＩＤタグ３を図４から図６を参照しながら説明する。図４から図６に示すように、ＲＦＩＤタグ３は、磁性シート１０と、磁性シート１０の一方の面１０ａ上に配置されたアンテナ部２１及びインピーダンス整合回路部２２と、インピーダンス整合回路部２２に設けられたＩＣチップ２３と、磁性シート１０の他方の面１０ｂ上に配置されたグラウンド部２４とを備えている。磁性シート１０の他方の面１０ｂ及びグラウンド部２４が、金属組み込みＲＦＩＤタグ１の他方の面４ｂに接する面となる。なお、図５及び図６では、後述する基材２６は説明の便宜のため示していない。
【００２６】
磁性シート１０の厚さは、例えば２５０μｍであり、磁性シート１０には、磁性シート１０の厚さ方向に貫通する孔部１１が形成されている。磁性シート１０としては、磁性粒子、又は磁性フレークとプラスチック又はゴムとの複合材からなる柔軟性に富んだ公知の材料を用いることができる。なお試作した金属組み込みＲＦＩＤタグ１では、大同特殊鋼社製  の磁性シート（型式：ＮＲＣ０２５）を用いた。
【００２７】
アンテナ部２１、インピーダンス整合回路部２２、及びグラウンド部２４は、図４に示すように、ＰＥＴなどの樹脂でフィルム状に形成された基材２６の一方の面２６ａに銀ペーストインキを印刷することで一体に形成されている。基材２６の厚さは、例えば５０μｍである。そして、磁性シート１０に基材２６を巻付け、不図示の磁性シート用接着層により貼り付けることで、磁性シート１０の面１０ａ、１０ｂ上にアンテナ部２１、インピーダンス整合回路部２２、及びグラウンド部２４が配置されている。
【００２８】
図４から図６に示すように、アンテナ部２１及びグラウンド部２４は、平面視で矩形状に形成されている。アンテナ部２１及びグラウンド部２４は、それぞれがインピーダンス整合回路部２２と電気的に接続されている。グラウンド部２４は、磁性シート１０の他方の面１０ｂ及び側面１０ｃ上に、磁性シート１０の縁部１０ｄに沿って配されるように折り曲げられている。
【００２９】
なお、グラウンド部２４の面と、それに対面する表面板４の他方の面４ｂ、の面間で、基材２６の誘電率を用いて形成された静電容量結合によって、グラウンド部２４と表面板４とは電気的に接続されることになる。
【００３０】
インピーダンス整合回路部２２は、図５に示すように所定の形状に蛇行させた配線により形成されている。インピーダンス整合回路部２２は、ＩＣチップ２３の不図示の電気接点によって電気的に接続され、ＩＣチップ２３とアンテナ部２１との間、及びＩＣチップ２３とグラウンド部２４との間に、互いに等しい所定のインピーダンス及び抵抗値が生じるように構成されている。
【００３１】
ＩＣチップ２３は公知の構成のもの（ＮＸＰ社製  ＵＣＯＤＥ  Ｇ２ｉＬ）が用いられ、ＩＣチップ２３内には所定の情報が記憶されている。そして、ＩＣチップ２３に設けられた不図示の電気接点から電波方式により電波のエネルギーを供給することで、記憶された情報をこの電気接点から外部に電波として伝達させることができる。ＩＣチップ２３は、磁性シート１０の孔部１１に収容されている。
【００３２】
表面板４の一方の面４ａ及び裏面板５の一方の面５ａには、従来硬貨と同様のデザインが設けられ、さらには、製造年月、製造番号又は管理番号を、刻印又はレーザーなどで彫り込んでもよい。
【００３３】
第１の実施形態では、ＲＦＩＤタグ３をスペーサー７の弾力で密着固定したが、ＲＦＩＤタグ３が取付け面に確実に密着固定されていればどのような固定方法であってもかまわない。例えば、ＲＦＩＤタグ３と取付け面の間に接着層を設けて固定してもかまわない。
【００３４】
作製した金属組み込みＲＦＩＤタグ１の読み取り実験をおこなった内容を以下に示す。読み取り装置は、ＳＡＭＳＵＮＧ社製（型式ＶＬＡＣＧ１）の最大出力が１Ｗまで出せる、ＵＨＦ帯高出力ハンディリーダーを用いた。金属組み込みＲＦＩＤタグ１に、ハンディリーダーが備えるパッチアンテナをかざして読み取りをおこなったが、ハンディリーダーの出力を最大の３０ｄＢｍ（１Ｗ）に設定しても読み取ることはできなかった。
【００３５】
次に、不図示の５０×５ｍｍのアルミ板を用意して、そのアルミ板の先端を本体部８の
丸く成形された角に接触させて、再びハンディリーダーで読み込みをおこなったところ良好な読み取りができるようになった。この実験に際し、ＲＦＩＤタグ３の表面板４の面上における固定位置の検討もおこなった。その結果、図２に示す位置より中心方向にＲＦＩＤタグ３を移動すると読み取りができなくなり、その逆方向の表面板４の縁付近において良好な読み取りができることが分かった。
【００３６】
このことから、金属組み込みＲＦＩＤタグ１の本体部８は放射アンテナとして機能はしているが、そのサイズが小さいため、共振周波数が高くなり、そのままでは読み取ることはできなかったが、アルミ板を接触させることで、本体部８に加えアルミ板も含めた形状の放射アンテナになることから、その結果共振周波数が下がり、良好な通信ができるようになったと考えられる。上記の実験結果から、金属組み込みＲＦＩＤタグ１は単体の状態では読み取りはできないが、本体部８が放射アンテナとして機能していることが確認された。
【００３７】
金属組み込みＲＦＩＤタグ１の本体部８が放射アンテナとして機能しているということは、本体部８の外面は、アンテナそのものが露出していることになる。発明者が着目したのは、このアンテナそのものが露出している点である。非接触でデータを読み取るのではなく、本体部８の外面に、直接接触させてデータを読み取ることに至った。
【００３８】
従来の一般的なＲＦＩＤタグでは、外観の問題、酸化、腐食、静電気破壊防止等の理由から、アンテナエレメントは保護層よって保護されており、さらには、有色の保護層であればアンテナエレメントを隠蔽する効果も兼ね備える。よって、従来のＲＦＩＤタグでは、アンテナエレメント（導体面）は、その外観から見ることもできず、露出もしていない。他方、従来の金属対応ＲＦＩＤタグにおいても同様であり、金属面の影響を軽減するために、金属面から誘電体等を介し遠ざけて配置されたＲＦＩＤインレットは、前述と同様に外観の問題、酸化、腐食、静電気破壊防止等の他、外部応力、衝撃を吸収するために、ＩＣチップを含めそのアンテナエレメントは保護層又は保護構造よって保護されており、アンテナエレメントは、その外観から見ることもできず、露出もしていない。
【００３９】
本発明では、ハンディリーダーおよび以下に説明する導波体を含めてデータ読み取り装置と定義している。次に、本発明の導波体３０について図７から図９を参照しながら説明する。導波体３０は、図７に示すように、一方の端部が解放状態のリード線を、この端部を中心に渦巻き形状になるように巻かれた結合部３２を備え、この結合部３２から引き出されたリード線のもう一方の端部は、棒状の接触部３１（接触針）に電気的に接続されている。導波体３０は、これら結合部３２と接触部３１とで構成されている。
【００４０】
前述の結合部３２は、ハンディリーダー４０が備える小型パッチアンテナ部４１（円偏波）と対向（面）させることで、磁界優位の電磁誘導作用によって、両者を電気的に結合させることを目的とした機能要素であり、その一例が、図７に示す渦巻き形状の結合部３２である。渦巻きの巻き方向はハンディリーダーの円偏波の方向と同じになっており、実験に使用したハンディリーダー４０の小型パッチアンテナ４１は右旋円偏波であったので、渦巻きの巻き方向も右巻きにした。なお結合部３２は、前述の電磁誘導結合の他、静電容量（電界）結合など、読み取り装置のアンテナから放射される電磁波を効率よく導波体３０に取り込めれば、どのような結合方法であってもかまわない。
【００４１】
接触部３１は、例えば、棒状の接触針であって、金属製の本体部８そのものが放射アンテナとして機能している金属組み込みＲＦＩＤタグ１の外面とを、点又は面接触させるための機能要素である。電磁誘導結合によって生じた高周波電流は、結合部３２からリード線で引き出され電気的に接続されている接触部３１にも流れる。さらには、接触部３１に接触している金属組み込みＲＦＩＤタグ１の外面から前述の高周波電流が流れ込み、その
結果金属組み込みＲＦＩＤタグ１に内蔵されたＩＣチップ２３が活性化され、データ読み取りが可能となる。
【００４２】
前述の一般的なＲＦＩＤタグにおいても評価実験をおこなった。ＲＦＩＤタグのアンテナ面を露出させ、そのアンテナエレメントの一部を接触部３１に接触させたところ、良好なデータ読み取りができることが確認された。
【００４３】
図９に示すように、結合部３２にハンディリーダー４０のパッチアンテナ４１を対向（面）させ、さらには、接触部３１の先端に金属組み込みＲＦＩＤタグ１を接触（図中の破線円Ａ）させて、読み取りをおこなった結果、良好な読み取りが確認された。ハンディリーダー４０の出力は２７ｄＢｍ（０．５Ｗ）に設定した。
【００４４】
前述のとおり金属組み込みＲＦＩＤタグ１は、通常の読み取り方法では読み取りはできないが、図９に示すように、接触部３１の先端に金属組み込みＲＦＩＤタグ１を接触させることで良好な読み取りができるようになった。
【００４５】
以上、説明したように、本発明の導波体３０は、結合部３２にハンディリーダー４０の小型パッチアンテナ４１を対向（面）の状態にすることで、小型パッチアンテナ４１と結合部３２との間で、電磁誘導作用による結合状態が生成され、この作用により導波体内に高周波電流が誘起される。
【００４６】
一方の接触部３１に、金属製の本体部８そのものが放射アンテナとして機能している金属組み込みＲＦＩＤタグ１の外面を接触させることで、前述の誘起した高周波電流が接触部３１を介して金属組み込みＲＦＩＤタグ１に流れ込み、その結果金属組み込みＲＦＩＤタグ１に内蔵されたＩＣチップ２３が活性化され、データ読み取りが可能となる。
【００４７】
前述のとおり、本発明では、ハンディリーダー４０及び導波体３０を含めてデータ読み取り装置５０と定義している。これに対してデータ読み取り装置５０のデータ読み取り対象は、金属製の本体そのものが放射アンテナとして機能している金属組み込みＲＦＩＤタグ１となる。データ読み取り装置５０と金属組み込みＲＦＩＤタグ１とのデータ通信は、双方を接触させてデータ通信をおこなう方法であることから、データ通信の方式は接触通信方式といえる。
【００４８】
通常、データ読み取り装置とＲＦＩＤタグとの間のデータ通信は、データ読み取り装置が備えるアンテナ部から電磁波を空間上に放射して、データの読み取り対象となるＲＦＩＤタグとの間で、非接触でデータ通信をおこなう非接触通信方式である。この非接触でおこなう通常の通信方式に対して、本発明の接触通信方式は、空間上に電磁波を放射する仕組みとは全く異なり、データ読み取り装置５０が備える接触部３１と金属組み込みＲＦＩＤタグ１の外面とを接触させておこなう通信方式である。
【００４９】
通常の非接触通信方式では、空間上に電磁波を放射する仕組みから、非対象のＲＦＩＤタグのデータを誤って読んでしまう可能性がある。特に、読み取り対象のＲＦＩＤタグが密集状態で置かれている場合、さらには読み取り対象の近傍に金属体（金属物品等）がある場合などで、前者は読み取り対象を特定することが困難であり、後者はデータ読み取り装置から放射された電磁波が近傍の金属体に反射してマルチパスが生じ、この結果、思いも寄らない場所に置かれたＲＦＩＤタグのデータを読み取ってしまうことがある。この問題に対しては、データ読み取り装置の送信出力を下げ、データ読み取り後にデータ処理するなどして対処している。
【００５０】
これに対して本発明の接触通信方式では、データの読み取り対象である金属組み込みＲ
ＦＩＤタグ１を特定し、接触させておこなう通信方式であることから、前述のような原因で非対象のス金属組み込みＲＦＩＤタグ１のデータを誤って読んでしまうことはない。
【００５１】
第１の実施形態のデータ読み取り装置５０は、実験評価のために市販のハンディリーダー４０を用いて、渦巻形状の結合部３２と接触部３１という構成にしたが、データ読み取り装置５０としての形態は、接触部３１を有し、その接触部３１と金属組み込みＲＦＩＤタグ１とが接触した状態で、交信周波数によるデータ通信がおこなわれれば、どのような形態であってもかまわない。例えば、小型パッチアンテナ４１及び渦巻形状の結合部３２の結合関係を、同等の機能要素に変えて、データ読み取り装置の回路基板上に設け、データ読み取り装置内にユニット化して配置してもよい。このようにすることで、データ読み取り装置５０の装置サイズを小型化することができる。
【００５２】
なお、接触部３１と金属組み込みＲＦＩＤタグ１との接触であるが、直流的な電気結合の他、交信周波数による電磁誘導結合で電気結合されていてもよい。ただし、この電磁誘導結合の場合、接触部３１と金属組み込みＲＦＩＤタグ１との間の距離は概ね０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５３】
読み取り装置の送信アンテナとＲＦＩＤタグの受信アンテナを対向させて空間伝搬で通信をおこなう従来の方式に対して、接触通信方式では、データ読み取り装置５０の接触部３１と金属組み込みＲＦＩＤタグ１の金属性の本体部８を直接接触させて通信をおこなうので、前述の空間伝搬のスペースが不要となることから、データ読み取り装置５０を小型化することができる。さらには、データ読み取り装置５０の外装面全体をシールド化することで、装置内部で発生した電磁波の漏洩を抑えることもできる。このようにした接触通信方式のデータ読み取り装置５０は、小型でかつ電磁波漏洩も抑えられているので、既存のＡＴＭ、ＰＯＳレジスターなどの入出金装置の内部に機能ユニットとして組み込むことができる。
【００５４】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明に係る金属組み込みＲＦＩＤタグの第２の実施形態を、図１０を参照しながら説明する。第１の実施形態の金属組み込みＲＦＩＤタグ１では、本体部８の内部は空間６になっているだけなので、このままでは埃、液体、粉塵、ガスなどが入り込み、ＲＦＩＤタグとしての性能を維持することはできない。さらには、通常の貨幣としての外観にもなっていない。
【００５５】
図１０に示すように、本体部８の内部の空間６を封止部９で封止することで、埃、液体、粉塵、ガスなどが入るのを防止することができる。封止部９としては、耐水性、耐薬品性、及び絶縁性（非導電性）を有していることが好ましく、具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などの材料を好適に用いることができる。また、封止部９に用いられる封止材料の色を、本体部８と同色にすることで、封止部９の存在を視覚的に隠蔽することができ、金属組み込みＲＦＩＤタグ２の外観を通常の貨幣と変わらないようにすることもできる。
【００５６】
第１の実施形態の金属組み込みＲＦＩＤタグ１では、公知のＲＦＩＤ用ＩＣチップ（ＮＸＰ社製  ＵＣＯＤＥ  Ｇ２ｉＬ）を用いたが、このＩＣチップ２３は、暗号化及び複合化の機能がＩＣチップ２３の内部に備わっていない。このままではセキュリティ性がないことから、簡単に偽造され、成りすましが成立してしまうなどの理由により、電子通貨としては使えない。ＩＣチップの内部に、ＲＦＩＤとしての通信機能に加え、ＩＣカード、電子パスポートなどで採用されている、暗号化及び複合化の機能を備えた不図示のＩＣチップ２５にすることで、耐偽造性が飛躍的に向上し、電子通貨として使うことが可能になる。
【００５７】
本発明の金属組み込みＲＦＩＤタグ２は、その主たる本体部８が金属で形成されていることから電気的には１つの導体である。このため、本体部８に静電気など外部から電気的な衝撃を受けた場合、そのサージ電流は、通常の電線と同様で本体部８の内部を流れるだけなので、内蔵されたＲＦＩＤタグ３へのダメージはない。
【００５８】
次に、金属組み込みＲＦＩＤタグ２に対する破壊行為及び対応策について以下に詳しく説明する。金属組み込みＲＦＩＤタグ２とデータ読み取り装置５０の間で使われている交信周波数と同じ周波数の電磁波を、例えば、マグネトロンなどを用いて金属組み込みＲＦＩＤタグ２に対して強力に加えてＩＣチップ２５を破壊する破壊行為も考えられる。この破壊行為に対する対応策としては、ＩＣチップ内で損傷を受けやすい、例えば、整流素子、及び定電圧素子などの破壊強度アップ、ＥＳＤ保護回路のような保護回路の付加などによって、このような破壊行為に対してＩＣチップ２５の破壊を防ぐことができる。
【００５９】
内部のＩＣチップ２５に金属針などを近づけて、その金属針に高電圧を加えることで、金属針とＩＣチップ２５の間で火花放電が起き、その放電によってＩＣチップ２５を破壊するといった破壊行為も考えられる。この破壊行為に対する対応策としては、封止部９の開口長の最も長い部分の長さに対して、外面からその長さの１／２以上の奥の位置にＩＣチップ２５を配置することで、封止部９に金属針を近づけ、その金属針に高電圧が加えられたとしても、放電は金属針と金属性の本体部８の間で起きるだけなので、ＩＣチップ２５への放電を回避することができる。
【００６０】
放電によるＩＣチップ２５の破壊行為は、下記の方法も考えられる。空間６に設けられた封止部９に、金属針を通すための穴を開けることで、その穴に金属針を挿入し、金属針をＩＣチップ２５に近づけることができる。このような状態にして金属針に高電圧を加えることで、金属針とＩＣチップ２５との間で放電が起き、ＩＣチップ２５を破壊するといった破壊行為も考えられる。なお、封止部９に開けられた穴は、封止部９と同色の封止材を用いて、痕跡が残らないように穴は塞がれてしまい、外観からは、破壊行為の有無が判断できない。
【００６１】
上記の破壊行為に対して、以下に示す対応策が考えられる。部分修復が困難となるように、封止部９の表面に、超微細な凹凸を施したり、ホログラム機能層を設けたりしてもよい。封止材の中に、長さ、太さ、色などが異なる数種類の繊維などを含ませておいてもよい。外面から中心方向に向けて、封止材の色を変えた積層構造などであってもよい。さらには、後述する金属組み込みＲＦＩＤタグ検査で判定可能な特殊な物質を微量に混ぜ、破壊行為により塞がれた部分がないかをチェックする方法がある。
【００６２】
次に、本発明の金属組み込みＲＦＩＤタグ２の耐偽造性について説明する。ＩＣのシリコンチップを特殊な装置で厚さ方向に薄くスライスするか、特殊な薬品で構成層を一層々溶かして、それぞれの面上のパターンを画像として撮影し、蓄積された複数枚の画像から回路パターンを抽出することで、製造用の原盤を作ることができる。よって、この原盤からコピー品（偽造チップ）を大量に作り出すことが可能になる。
【００６３】
偽造チップは、製造時の品質管理がされていないことから正規品に対して短寿命、性能不安定といった問題を有しており、例えば、偽造チップが医療機器に用いられた場合、生死に関わる可能性が考えられるので、世界的に大きな問題になっている。将来、電子通貨が発行された場合、電子通貨に内蔵されたＩＣチップが、前述の偽造チップを生み出している偽造組織の標的となる可能性は非常に高い。
【００６４】
一方で、前述のスライス手法、薬品融解手法などを用いても回路パターンの抽出が困難
なＩＣチップの製造方法を開発している会社もあり、さらには、その耐偽造性を客観的に評価する会社もある。将来、ＩＣチップが内蔵された電子通貨の発行の方針が国、中央銀行などから打ち出されれば、双方の技術レベルは格段に向上することになるので、ＩＣチップ２５の偽造はさらに厳しいものとなる。
【００６５】
本発明の金属組み込みＲＦＩＤタグ２は、後述するネットワークを介して金属組み込みＲＦＩＤタグ２と管理サーバーとが情報交換をする仕組みになっている。金属組み込みＲＦＩＤタグ２と管理サーバーとの間では、ソフトウェア的に変更可能な非公開の暗号鍵、複合鍵を用いた高度な暗号化通信を行っており、仮にハードウェア的に完全な偽造チップが作り出せたとしても、前述の暗号鍵、複合鍵を入手することができなければ、後述する管理サーバーの認証が得られず、正規の金属組み込みＲＦＩＤタグ２と同様な決済処理はできない。
【００６６】
電子マネーなどに代表されるデジタル化決済の波及とともに、それにともなう暗号化技術の研究開発も盛んであることから、完全な偽造チップが作り出せたとしても、前述の暗号鍵、複合鍵に加え、例えば、新たな非公開情報及び仕組みなどを付加することで、管理サーバーとの情報交換時における、正規の金属組み込みＲＦＩＤタグ２と同様な成りすましは、非常に困難になると考えられる。
【００６７】
以上説明したように、第２の実施形態の金属組み込みＲＦＩＤタグ２では、ハードウェア面及びソフトウェア面の両面において、偽造品に対する様々な対策が講じられることから、金属組み込みＲＦＩＤタグ２の耐偽造性の強度を高くすることができる。また、その強度をさらに高めるために、将来開発される技術が付加できるように、予め仕組みに中に設けてもよい。
【００６８】
金属組み込みＲＦＩＤタグ２が通貨として実際に使われた場合、本体部８に内蔵されたＩＣチップ２５は、不正行為による機能不全の他に、設計及び製造品質上の問題で機能不全に陥ることが考えられる。このことは想定される不可抗力に当たるので、貨幣価値を有する金属組み込みＲＦＩＤタグ２として、その救済方法を事前に定めておく必要がある。
【００６９】
その一つの方法として、対象となる金属組み込みＲＦＩＤタグ２に内蔵されたＩＣチップ２５が、設計寿命より短い期間で、かつ設計及び製造品質上の問題で機能不全に陥ったのか、それ以外の要因で機能不全に陥ったのかを、判断するために金属組み込みＲＦＩＤタグ検査を実施することである。金属組み込みＲＦＩＤタグ検査の検査結果が合格であれば、同等の価値を有する新たな金属組み込みＲＦＩＤタグが所有者に発行され、不合格となった場合は、金属組み込みＲＦＩＤタグ２の所有者には新たな金属組み込みＲＦＩＤタグは発行されないという仕組みである。
【００７０】
金属組み込みＲＦＩＤタグ検査は、金属組み込みＲＦＩＤタグ２の本体部８、ＩＣチップ２５及び封止部９に開けられた穴を埋めるために用いられた材料の定性分析や、本来の封止材と穴を埋めるために用いられた材料の境界面の状態などが検査のポイントになる。最新科学を用いて、破壊又は非破壊による厳重な検査がおこなわれることで、例えば、痕跡を残さずにＩＣチップ２５を破壊することは非常に困難である。
【００７１】
次に、本発明の金属組み込みＲＦＩＤタグ２が実用化された場合、小型化されたデータ読み取り装置、ネットワーク、管理サーバーなどの設備環境及び運用形態など金属組み込みＲＦＩＤタグ２のシステムとして想定される内容について述べる。
【００７２】
本発明の金属組み込みＲＦＩＤタグ２はデジタル化された電子通貨であることから、金属組み込みＲＦＩＤタグン２を管理する不図示の管理サーバーがネットワーク上に存在す
る。管理サーバーは、銀行などの金融機関の入出金装置、市中のＡＴＭ、販売店舗のＰＯＳレジスターなど、金属組み込みＲＦＩＤタグが使われる場所に設置された入出金装置とネットワークを介して繋がっているものとする。管理サーバーは、後述する金属組み込みＲＦＩＤタグ及び所有者の認証機能及び盗難リストという新しい概念の管理機能も備えている。
【００７３】
金属組み込みＲＦＩＤタグ２に搭載されているＩＣチップ２５のメモリー領域内には、金属組み込みＲＦＩＤタグ２の金属外面に刻み込まれた製造番号（情報）がコインＩＤとして格納され、さらには自身の貨幣価値を決定するチップステータスという情報も格納されている。チップステータスが示す情報は、有効状態か無効状態の２種類のみである。
【００７４】
チップステータスが有効状態にある時は、この金属組み込みＲＦＩＤタグ２が通貨としての価値を有する状態と定義している。チップステータスが有効状態であれば、金属組み込みＲＦＩＤタグ２そのものを譲渡先の相手に譲渡することも可能であり、また、金属組み込みＲＦＩＤタグ２を譲渡された側では、チップステータスを有効状態のままにしておけば、その金属組み込みＲＦＩＤタグ２をさらに第三者に譲渡することも可能である。
【００７５】
他方、チップステータスが無効状態にある時は、この金属組み込みＲＦＩＤタグ２が通貨としての価値を有しない状態と定義している。よって、この金属組み込みＲＦＩＤタグ２の外観は正規のコインであるが、通貨としての価値はないものとなり、今までにない概念となる。
【００７６】
金属組み込みＲＦＩＤタグ２の所有者（所有の権利を有する者）は、その所有者であることからチップステータス情報を書き換える権利を有していると定めている。よって、所有者自身がチップステータス情報を書き換えることで、所有する金属組み込みＲＦＩＤタグ２の価値を、有効状態又は無効状態と制御することができる。ここでいう書換えとは、チップステータスを有効状態から無効状態にすること、又は無効状態から有効状態にすること、という行為に当たる。
【００７７】
造幣局から発行され市中に流通された状態における、本発明の金属組み込みＲＦＩＤタグ２と従来通貨の違いは、金属組み込みＲＦＩＤタグ２内のＩＣチップ２５に設けられたチップステータスという一つの単位系情報（ステータスデータ）によって、シンプルに通貨としてのその価値を有効、無効に制御ができることである。この機能は、従来通貨にはない次世代電子通貨の機能の一つである。
【００７８】
チップステータス情報であるが、金属組み込みＲＦＩＤタグ２は管理サーバーとの認証が必要であり、認証が得られない限りチップステータス情報は読み出すことも書き換えることもできない。読み出すこともできない理由としては、チップステータス情報を有効状態にした偽造金属組み込みＲＦＩＤタグの出現の可能性であり、簡単に読み出すことできてしまうと、成りすましが可能となってしまう。
【００７９】
チップステータス情報の有効状態、無効状態の設定は、例えば、銀行などの金融機関の他、市中に設置されたＡＴＭなどによっておこなう。以下にその操作について説明する。金属組み込みＲＦＩＤタグ２が第三者より自分（所有者）に譲渡された場合、譲渡された金属組み込みＲＦＩＤタグ２内のチップステータスの状態は必ず有効状態にある。このことから新たな所有者が始めにおこなう行為は、チップステータスを有効状態から無効状態にする行為となる。
【００８０】
ＡＴＭにおいて、対象となる金属組み込みＲＦＩＤタグ２のチップステータスを有効状態から無効状態にする操作について説明する。ＡＴＭに金属組み込みＲＦＩＤタグ２を投
入し、続けて指紋などの生体認証にて、金属組み込みＲＦＩＤタグ２の所有者である個人を特定する情報が管理サーバーに登録される。登録の後、金属組み込みＲＦＩＤタグ２のチップステータスを有効状態から無効状態にすることができる。この操作によって、投入した金属組み込みＲＦＩＤタグ２を通貨としての価値を有しない状態とすることができる。
【００８１】
次に、ＡＴＭにおいて、対象となる金属組み込みＲＦＩＤタグ２のチップステータスを無効状態から有効状態にする操作について説明する。ＡＴＭに金属組み込みＲＦＩＤタグ２を投入し、その後前述のチップステータスを有効状態から無効状態にした際におこなった、指紋などの生体認証によって、管理サーバーに登録された情報と一致するかどうかが調べられる。一致すれば同一の個人であると判定され、金属組み込みＲＦＩＤタグ２の所有者として、金属組み込みＲＦＩＤタグ２のチップステータスを無効状態から有効状態にすることができる。この操作によって、投入した金属組み込みＲＦＩＤタグ２を通貨としての価値を有する状態に戻すことができる。
【００８２】
それぞれの操作の際に、金属組み込みＲＦＩＤタグ２が有する固有のコインＩＤ（製造番号）の情報を保管することで、この後金属組み込みＲＦＩＤタグ２が盗難にあった場合、このコインＩＤを使って取締り機関に対して盗難届を出すことができる。なお届出の際、チップステータス情報は有効状態であっても無効状態であってもかまわない。
【００８３】
盗難届を受理した取締り機関は、管理サーバーの運営機関と連携して、管理サーバーに記録された交信記録から届出者が最終アクセス者であることを確認した後、そのコインＩＤの情報を管理サーバーの盗難リストに書き加える。コインＩＤの情報は、盗難された後、対象となる金属組み込みＲＦＩＤタグ２が戻ってきた場合に金属組み込みＲＦＩＤタグ２を特定する情報としても利用できる。
【００８４】
金属組み込みＲＦＩＤタグ２とデータ読み取り装置、データ読み取り装置とネットワーク（専用回線、インターネット回線など）を介して繋がれた管理サーバーとの間の暗号化通信（認証処理時間）であるが、それぞれの間のデータ通信速度の高速化、頻繁に繰り返される暗号化、復号化に要する処理時間の高速化、ＭＰＵ及びキャッシュメモリーの高速化、受付制御、優先制御、公平制御といったＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）技術を利用したネットワークの帯域保証の高度化、人口密度に比例した管理サーバー（管理サーバーのミラーサーバー）の多数設置など、これらの総合的な向上により、将来においては金属組み込みＲＦＩＤタグ２の認証処理時間は劇的に短縮されると考えられる。具体的な目標処理時間としては数百ｍｓ以内が望まれる。
【００８５】
次に、金属組み込みＲＦＩＤタグ２の決済処理について、例えば、店舗に導入されたＰＯＳレジスターにおける入金処理時に、金属組み込みＲＦＩＤタグ２で購入物品の支払をおこなうケースで、上記の内容を踏まえて説明する。
【００８６】
ＰＯＳレジスターの入金機構部に金属組み込みＲＦＩＤタグ２が投入されると、入金機構部内に設けられた物理的な真贋判定装置により、硬貨としての真贋判定が実行され、本物と判断された後は、同部内に設けられたデータ読み取り装置、ＰＯＳレジスターの本体制御部、通信部に繋がれたネットワークを介して金属組み込みＲＦＩＤタグ２と外部の管理サーバー間において、即座に認証処理がおこなわれる。前述のとおり認証処理は瞬時に完了するので、金属組み込みＲＦＩＤタグ２であっても通常の紙幣、硬貨などと同様にスムーズな入金が可能である。
【００８７】
この入金処理時に、投入された金属組み込みＲＦＩＤタグ２のチップステータスが無効状態であった場合は、そのコインをその場で所有者に戻すか、若しくはＰＯＳレジスター
に備えられた指紋読み取り部に、所有者が指を押し付け、指紋認証をおこなうことで、その場でチップステータスを無効状態から有効状態に変更して、入金することもできる。
【００８８】
さらには、この入金処理時に、投入された金属組み込みＲＦＩＤタグ２のコインＩＤが管理サーバー上の盗難リストに登録されたコインＩＤであった場合は、認証処理行程の中では盗難リスト照合もおこなわれているので、対象となるコインＩＤは確実に検出される。その検出されたコインはその場で回収され、盗難アラートが発せられ、取締り機関への通報もおこなわれる。
【００８９】
以上説明したように、金属組み込みＲＦＩＤタグ２の決済処理は、金属組み込みＲＦＩＤタグ２のチップステータスが有効状態であれば通常の紙幣、硬貨などと同様にスムーズな入金が可能であり、無効状態であっても、指紋読み取り部に指を押し付けることで即座に指紋認証がおこなわれ、認証完了後に入金することもできる。
【００９０】
店舗のＰＯＳレジスターにおける入金処理は、見方を変えると管理サーバー上の盗難リストに登録された金属組み込みＲＦＩＤタグの探索の機会となる。不正に入手した金属組み込みＲＦＩＤタグでは購入物品の対価決済に用いることはもちろんできず、さらには取締り機関への通報もおこなわれることで、盗難リストに登録された金属組み込みＲＦＩＤタグが発見される場でもある。ただし、この仕組みが公開されていれば、不正に入手した金属組み込みＲＦＩＤタグが持ち込まれることはないと思われる。
【００９１】
金属組み込みＲＦＩＤタグ２のチップステータスを無効状態に設定することで、以下の効果を得ることができる。金属組み込みＲＦＩＤタグ２が銀行、企業および個人などの金庫に保管された状態で、その金属組み込みＲＦＩＤタグ２が不正に持ち出された場合であっても、管理サーバーに登録された個人を特定する情報が一致しない限り、チップステータスを無効状態から有効状態にすることはできない。よって、持ち出された金属組み込みＲＦＩＤタグ２は無効状態のままであることから通貨としての価値を有しない。このことから、不正に持ち出す行為そのものが無意味なものとすることができる。
【００９２】
万が一、金属組み込みＲＦＩＤタグ２が不正に持ち出された場合であっても、持ち出されたコインＩＤが分かれば、そのコインＩＤで取締り機関へ盗難届を出すこともできる。この盗難届の内容は、管理サーバーが備える盗難リストに即座に反映される。盗難リスト照合機能により、商品販売店舗のＰＯＳレジスターにおいて、盗難届が出された金属組み込みＲＦＩＤタグ２が使われた場合、取締り機関へ即座に通報される仕組みになっている。
【００９３】
金属組み込みＲＦＩＤタグ２が有する固有のコインＩＤが分かっていれば、金属組み込みＲＦＩＤタグ２が特定でき、所有者の指紋認証をおこなうことで、再度有効状態とすることができる。例えば、不正に持ち出された金属組み込みＲＦＩＤタグ２が、その後所有者の元に戻ってきた場合、通貨としての価値を復活させることができる。
【００９４】
以上説明したように、チップステータスが無効状態の金属組み込みＲＦＩＤタグ２は、通貨としての価値を有しておらず、さらには店舗で使われた場合、取締り機関へ通報という仕組みを有する。そこには金属組み込みＲＦＩＤタグ２を不正に持ち出すメリットは存在せず、かつ取締り機関へ通報というリスクもあることから、不正行為そのものが無意味になり盗難を強力に抑止することができる。
【００９５】
この抑止効果は、太古の昔から続く盗難というリスクから開放されることを意味する。例えば、金属組み込みＲＦＩＤタグ２の自宅保管の場合であれば、チップステータスを無効状態にしておけば、盗まれることがないことから金庫などに入れる必要もなくなる。
【００９６】
またその他の例として、金融機関における現金移送においても、現行の強盗からの襲撃を前提とした現金輸送車を含む現金輸送のスタイルから大きく変わり、同様にチップステータスを無効状態にしておけば、強盗から襲撃される可能性がない現金輸送のスタイルとすることもでき、省人化を含め経費の節減にもなる。
【００９７】
よって、本発明の金属組み込みＲＦＩＤタグ２及びデータ読取装置は、優れた耐偽造性を有し、通常の紙幣、硬貨などと同様の利便性を有し、さらには強力な盗難抑止効果も有する、次世代に向けた新しい電子通貨の一つであると考える。なお発明者としては、１万円札より高額の５万円、１０万円といった高額の通貨として発行することで、新しい電子通貨の機能が発揮されると考える。
【００９８】
前述の説明では、個人を特定するための認証方法を、生体読み取り部が小型にできるメリットから指紋認証としたが、認証機能を有していればどのような形態であってもよく、例えば、住民基本台帳カード、ＩＣ運転免許証、電子パスポート、電子マネーカード、ＩＣ付きクレジットカードなどのＩＣカードであってもかまわない。この場合、管理サーバーの運用機関とＩＣカードの発行機関、会社とは事前に提携されていることは言うまでもない。
【００９９】
前述に示したように決済処理時の認証処理時間を保持するために、管理サーバーがこれらＩＣカードと直接認証おこなうことになるので、ＩＣカードに付帯するカードＩＤ、暗号鍵、復号鍵などの情報を共有することになるが、その際、個人情報を切り離した形態とすることで、管理サーバー内には個人情報が存在しないようにすることができる。この仕組みは、金属組み込みＲＦＩＤタグ２を管理する管理サーバーも広い意味で通貨の一部と見なした場合、通貨（法貨）の要件の一つである匿名性が保たれているといえる。
【０１００】
所有者（個人）を特定するための認証をおこなわない方法も考えられる。チップステータス情報を変更する際に、その場で４桁程度のパスワードを設定する方法である。そのパスワードが所有者を特定するための情報になり、管理サーバーに保管される。ただし、この方法はパスワードを忘れると、チップステータス情報を有効状態に戻すことできず、通貨としての価値を復活さることはできなくなる。第２の実施形態では、チップステータスをＩＣチップ２５内に設けたが、管理サーバー上に設けてもよい。
【０１０１】
金属組み込みＲＦＩＤタグ２が火事などによって焼失してしまうことも考えられる。この場合、ＩＣチップ２５の機能が保持され、本体部８からＩＣチップ２５を取り出し、管理サーバーとの認証が得られれば、通貨の価値は失われず、新たな金属組み込みＲＦＩＤタグ２を発行することもできる。従来の紙紙幣のように、焼失によって通貨価値が失われることを防ぐことが可能になる。
【０１０２】
このことから金属組み込みＲＦＩＤタグ２の価値は、管理サーバーとの認証が可能なＩＣチップ２５であるといえる。よって、ＩＣチップ２５から見ると本体部８は、金属製のＩＣチップ保護容器と見ることもできる。
【０１０３】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。現状、次世代電子通貨における耐熱温度の規定はないが、造幣局から発行され市中に流通された状態では、様々な温度環境にさらされることが予想される。本実施形態の金属組み込みＲＦＩＤタグ３では、目標上限温度を２００℃とした。この上限温度下において、変形、変質、剥がれ、通信性能の劣化がないことなどを目的としている。ただし、この上限温度下における通信性
能については本実施形態では対象外とし、上限温度下でデータ読み取り装置などとの間の通信は行わないものとする。基本構造は変えずに、各構成部材の耐熱温度の引き上げをおこなうことで、金属組み込みＲＦＩＤタグ１の耐熱性を高めることとした。その内容を以下に詳しく説明する。
前記第１実施形態の金属組み込みＲＦＩＤタグ１では、インピーダンス整合回路部２２、アンテナ部２１およびグラウンド部２４を基材２６上に銀ペーストインキでパターン印刷して形成している。しかし、前述の使用温度の上限である２００℃の環境下においては、インピーダンス整合回路部２２、アンテナ部２１およびグラウンド部２４を構成する部材の耐熱温度が低すぎるためにこの構成では全く使えない。このことより、下記に示すインピーダンス整合回路部２２、アンテナ部２１およびグラウンド部２４の構成部材の耐熱温度の引き上げを行った。
前記第１実施形態では、基材２６をＰＥＴフィルムで形成していたが、基材２６を、ポリイミド、ポリエーテルイミドなどの耐熱温度が２００℃を超えるフィルム材料とすることで、基材２６の耐熱温度を引き上げることができる。ただし、基材２６の材料が変わることで材料が持つ誘電率の値が変わるので、インピーダンス整合回路部２２の最適化をおこなう必要が生じる。
前記第１実施形態では、インピーダンス整合回路部２２、アンテナ部２１およびグラウンド部２４を銀ペーストインキでパターン印刷して形成していたが、これらをアルミニウムの薄膜または銅の薄膜をエッチングにより形成することで、インピーダンス整合回路部２２、アンテナ部２１およびグラウンド部２４の使用温度の上限を２００℃まで引き上げることができる。
前記第１実施形態では、ＩＣチップ２３のバンプとインピーダンス整合回路部２２との接続は、接合材料であるＡＣＰによるフリップチップ実装接合法を用いて、そのＡＣＰ材料の接着効果により、バンプとインピーダンス整合回路部２２とを電気的に接続していた。しかしながらこの実装方法では、使用温度の上限である２００℃の環境下においては、ＡＣＰの耐熱温度が低すぎるためＩＣチップ２３とインピーダンス整合回路部２２との電気的な接続が保証できない。
ＡＣＰなどの耐熱温度の低い接合材料などを全く使用しない超音波溶接法（超音波接合による金属溶接法）を用いることで、ＩＣチップ２３のバンプとインピーダンス整合回路部２２とを、超音波によりこれら異種金属同士が溶接できる。よって、この接合法を用いることで、使用温度の上限である２００℃の環境での電気的な接続信頼性を得ることができる。
磁性シート１０は、磁性粒子または磁性フレークとプラスチックまたはゴムとの複合材で形成されている。前記第１実施形態で使用した磁性シート１０の使用温度の上限は８５℃（メーカー推奨値）である。磁性シート１０が持つ固有の物性値の中で、アンテナ特性（アンテナ感度）に大きく影響するパラメーターとしては透磁率、磁性損失の値であり、一方の誘電率、誘電損失の値はそれに比べると小さいことがわかっている。磁性シート１０の透磁率、磁性損失の値は、使用している磁性粒子または磁性フレークの造形、方向、密度などによって決まる。一方の誘電率、誘電損失の値は、磁性粒子または磁性フレークの造形、方向、密度に加え、バインダー（結合剤）自身の誘電率、誘電損失によって決まる。
磁性シート１０の磁性粒子または磁性フレークはそのままで、バインダーのみをシリコーン系、フッ素系、エポキシ硬化系、ポリエーテルサルホン系、ポリイミド（ポリアミド）系などの耐熱温度が２００℃を超える耐熱バインダーに変更することで、磁性シート１０そのものを耐熱性の磁性シートとすることができる。ただし、使用しているバインダーを変更することで、磁性シート１０としての誘電率、誘電損失の値も変わってしまう。しかし、この二つのパラメーターはアンテナ特性への影響は前述のとおり少ないことと、インピーダンス整合回路部２２の最適化をおこなうことで、耐熱バインダーへの変更に伴う通信性能の低下はほとんどないと考えられる。不図示の接着層は、耐熱温度が２００℃を超えるアクリル系またはシリコーン系のものを好適に用いることができる。
以上のように熱対策を施した金属組み込みＲＦＩＤタグ３は、読み取り装置との通信実験は行わないが、前述の実施例の金属組み込みＲＦＩＤタグ１とほぼ同じ通信距離の結果が得られると考える。よって、金属組み込みＲＦＩＤタグ３を構成する部材、特に、インピーダンス整合回路部２２、アンテナ部２１およびグラウンド部２４の耐熱温度を高めることで、使用温度の上限である２００℃の環境でも耐えられる金属組み込みＲＦＩＤタグ３を作ることができる。
【０１０４】
以上、本発明の第１の実施形態から第３の実施形態について詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更なども含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
【０１０５】
例えば、前記実施形態では、アンテナ部２１の形状を矩形状としたが、アンテナ形状はこれに限定されず、形状は、円形、楕円形、多角形状、メアンダ形状、アレーアンテナ形状などであってもよい。同様に、グラウンド部２４の形状も前記実施形態の形状に限定されず、円形、楕円形、多角形状などであってもよい。
【０１０６】
実施形態のＲＦＩＤタグ３では、ＩＣチップはインピーダンス整合回路部に設けられ、インピーダンス整合回路部から、一方はアンテナ部２１に、もう一方をグラウンド部２４に接続されている。グラウンド部２４と表面板４とが静電容量結合で電気的に接続された形態であるが、ＲＦＩＤタグの形態はこれに限らず、金属組み込みＲＦＩＤタグの本体部が放射アンテナとなればどのような形態であってもよい。例えば、通常のダイポールアンテナであってもかまわない。
【０１０７】
従来のＲＦＩＤタグでは、通信距離の値が性能を表す最も重要な数値であったが、本発明の接触通信方式では、データ読み取り装置と金属組み込みＲＦＩＤタグとを接触させて通信をおこなうことから、従来のような通信距離という概念はない。発明者が考える金属組み込みＲＦＩＤタグの通信性能を表す新しい概念を以下に示す。
【０１０８】
データ読み取り装置と金属組み込みＲＦＩＤタグの接触通信において、金属組み込みＲＦＩＤタグに内蔵されたＩＣチップの情報の読み書きが保証される、送信出力の最小値が新しい数値になると考える。当然のことながら、事前に規定された計測環境において測定をおこなうものとする。通信性能を表す具体的な数値は、何ｍＷ（何ｄＢｍ）という表記になる。
【０１０９】
磁性シート１０の電気的な物性値（透磁率、磁性損失、誘電率、誘電損失など）を好適なものにすることと、磁性シート１０の厚さ、インピーダンス整合回路部２２、アンテナ部２１の形状を最適化することで、前述の通信性能はさらに向上する。
【０１１０】
実施形態では、本発明の使用用途を金属組み込みＲＦＩＤタグとしているが、本発明の使用用途はこれに限らず汎用的な有線通信機器、ＲＦＩＤタグ等として利用してもかまわない。例えば、スマートキー（ＲＦＩＤタグ付き鍵）、有線データ収集装置、金属対応ＲＦＩＤタグ、金属アクティブＲＦＩＤタグなどであってもよい。また、使用する周波数帯であるが、ＵＨＦ帯、ＳＨＦ帯に限らず他の周波数帯であってもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１・・・金属組み込みＲＦＩＤタグ（実施形態１）
２・・・金属組み込みＲＦＩＤタグ（実施形態２）
３・・・ＲＦＩＤタグ
４・・・表面板
４ａ・・・表面板の一方の面
４ｂ・・・表面板の他方の面
５・・・裏面板
５ａ・・・裏面板の一方の面
５ｂ・・・裏面板の他方の面
６・・・空間
７・・・スペーサー
８・・・本体部
９・・・封止部
１０・・・磁性シート
１０ａ・・・磁性シートの一方の面
１０ｂ・・・磁性シートの他方の面
１０ｃ・・・磁性シートの側面
１０ｄ・・・磁性シートの縁部
１１・・・孔部
１２・・・接続部
２１・・・アンテナ部
２２・・・インピーダンス整合回路部
２３・・・ＩＣチップ
２４・・・グラウンド部
２５・・・ＩＣチップ
２６・・・基材
２６ａ・・・基材２６の一方の面
３０・・・導波体
３１・・・接触部
３２・・・結合部
４０・・・ハンディリーダー
４１・・・小型パッチアンテナ部
５０・・・データ読み取り装置
【図１】
0005929513.tif 000002
【図２】
0005929513.tif 000003
【図３】
0005929513.tif 000004
【図４】
0005929513.tif 000005
【図５】
0005929513.tif 000006
【図６】
0005929513.tif 000007
【図７】
0005929513.tif 000008
【図８】
0005929513.tif 000009
【図９】
0005929513.tif 000010
【図１０】
0005929513.tif 000011