(57)【要約】【課題】ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体５において、安価かつ軽量な通信補助体を提供する。【解決手段】テープ状の金属箔１をループ状に形成したインダクタと、前記金属箔１の両端をシート状の絶縁体２をはさんで重ね合わせたキャパシタとからなり、特に前記インダクタが多角形状に配置され、前記インダクタ及び前記キャパシタが略同一平面上に平面状で形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体であって、テープ状の金属箔をループ状に形成したインダクタと、前記金属箔の両端をシート状の絶縁体をはさんで重ね合わせたキャパシタとからなることを特徴とする通信補助体。
【請求項２】
前記インダクタが多角形状に配置され、前記インダクタ及び前記キャパシタが略同一平面上に平面状で形成されていることを特徴とする請求項１記載の通信補助体。
【請求項３】
前記インダクタが前記シート状の絶縁体表面に金属箔を貼り付けされた構造であることを特徴とする請求項１または２記載の通信補助体。
【請求項４】
前記シート状の絶縁体が多角形状であり、少なくともその３箇所の辺部で折り返して、前記テープ状の金属箔が絶縁体の両面に配置されることを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載の通信補助体。
【請求項５】
前記絶縁体の多角形で折り返す辺部が、奇数箇所であることを特徴とする請求項４記載の通信補助体。
【請求項６】
前記金属箔の少なくとも一方の表面に第２の絶縁体が積層されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の通信補助体。
【請求項７】
シート状の絶縁体に、テープ状の金属箔をその一端部から多角形状に貼り付けてインダクタを形成する工程と、続けて前記金属箔の他端部を前記一端部を貼りつけた絶縁体の反対面に、前記金属箔の一端部と対向して重なるように貼りつけてキャパシタを形成する工程と、を含むことを特徴とする通信補助体の製造方法。
【請求項８】
前記シート状の絶縁体が多角形であり、前記金属箔を多角形状に貼りつける際、金属箔の多角形の一辺を絶縁体に貼りつけた後、絶縁体の辺部で折り返して、次の金属箔の多角形の辺をシート状の絶縁体の反対面に貼り付けることを特徴とする請求項７記載の通信補助体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助する、通信補助体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、個体識別や物流管理の目的で、ＲＦＩＤタグが利用されつつある。ＲＦＩＤタグは、内部に個体識別情報やその他の情報を保有しており、リーダ装置は電磁界を利用して、非接触で情報の読み取りができる。ＲＦＩＤの種類によっては情報の書込みも可能である。その場合、リーダ装置は厳密にはリーダライタ装置と呼ばれるが、ここではリーダライタ装置も含めてリーダ装置と呼ぶことにする。ＲＦＩＤタグおよびリーダ装置を使用すれば、電磁界を使って遠距離から情報を読みとれるため、箱の中の商品を、箱を開梱することなく特定でき、商品の確認作業を省力化できる。
【０００３】
さて、従来のＲＦＩＤタグは、リーダ装置から発信される信号の搬送周波数とほぼ同一の共振周波数を有し、共振で得られた電力によってＩＣが動作し、情報のやりとりを行う。
【０００４】
ところが、複数の商品に付けられた各々のＲＦＩＤタグが５〜１０ｍｍ程度に近接した状態では、ＲＦＩＤタグのアンテナ同士で相互インダクタンスが形成され、各々のＲＦＩＤタグの共振周波数が低くなり、その中の一つまたは複数のＲＦＩＤタグで自己稼動用の電力が得られなくなることで、商品に付けられたＲＦＩＤタグの個体識別情報が読み取れない問題があった。
【０００５】
この解決策としてＲＦＩＤタグ自身の共振周波数を若干高めに設定する方法がある。予め共振周波数を高めに設定することで、アンテナ同士の相互インダクタンスの影響で共振周波数が低くなっても規定の電力が得られる様にするためである。
【０００６】
しかし、リーダ装置と一対一で通信した場合に最も効率良く電力が供給出来るのはリーダ装置の搬送周波数とＲＦＩＤタグ自身の共振周波数が一致した場合であって、ＲＦＩＤタグ自身の共振周波数を故意に高めにした場合では効率が下がり通信距離が短くなってしまう欠点がある。
【０００７】
そこで、このＲＦＩＤタグ自身の共振周波数が若干高めに設定されたＲＦＩＤタグが複数近接しアンテナ面同士が５〜１０ｍｍ程度の間隔で重なり合う状態でその個体識別情報を読み取ろうとする場合、ＲＦＩＤタグ周辺には、従来の（搬送周波数に合わせた共振周波数を有するＲＦＩＤタグを単独で用いる）場合に比べて、強い電磁界と電磁結合が必要となる。
【０００８】
そこで有力な方法は、ＲＦＩＤタグ近傍に通信補助体を設置し、通信補助体が通信周波数に共振して電磁界を強めることである。通信補助体が電磁界を強めることにより、近接したＲＦＩＤタグであっても自己稼動用の電力が得られ、通信が可能になる。特に、１対の通信補助体ではさまれた領域において、効果が顕著である。
【０００９】
しかしながら、従来の通信補助体は、プリント基板の銅配線でインダクタを形成し、両面の銅電極でキャパシタを形成しているため、配線の形成にフォトリソグラフィやエッチングを用いるので高額の費用がかかるという問題があった。エッチングを用いているため、電極材料の使用効率が数％程度と悪い。また、プリント基板は重いという問題があった。絶縁層にガラスが含まれているからである。例えばＡ４サイズ、厚さ１ｍｍでは約１２
０ｇであった。
【００１０】
以下に先行出願の文献を示す。
【特許文献１】特願２００４−２３７１０８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、係る従来技術の状況に鑑みてなされたもので、安価かつ軽量な通信補助体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を達成するために、まず請求項１の発明は、ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体であって、テープ状の金属箔をループ状に形成したインダクタと、前記金属箔の両端をシート状の絶縁体をはさんで重ね合わせたキャパシタとからなることを特徴とする通信補助体である。
【００１３】
請求項２の発明は、前記インダクタが多角形状に配置され、前記インダクタ及び前記キャパシタが略同一平面上に平面状で形成されていることを特徴とする請求項１記載の通信補助体である。
【００１４】
請求項３の発明は、前記インダクタが前記シート状の絶縁体表面に金属箔を貼り付けされた構造であることを特徴とする請求項１または２記載の通信補助体である。
【００１５】
請求項４の発明は、前記シート状の絶縁体が多角形状であり、少なくともその３箇所の辺部で折り返して、前記テープ状の金属箔が絶縁体の両面に配置されることを特徴とする請求項１〜３いずれか１記載の通信補助体である。
【００１６】
請求項５の発明は、前記絶縁体の多角形で折り返す辺部が、奇数箇所であることを特徴とする請求項４記載の通信補助体である。
【００１７】
請求項６の発明は、前記金属箔の少なくとも一方の表面に第２の絶縁体が積層されていることを特徴とする請求項１〜５いずれか１項記載の通信補助体である。
【００１８】
請求項７の発明は、シート状の絶縁体に、テープ状の金属箔をその一端部から多角形状に貼り付けてインダクタを形成する工程と、続けて前記金属箔の他端部を前記一端部を貼りつけた絶縁体の反対面に、前記金属箔の一端部と対向して重なるように貼りつけてキャパシタを形成する工程と、を含むことを特徴とする通信補助体の製造方法である。
【００１９】
請求項８の発明は、前記シート状の絶縁体が多角形であり、前記金属箔を多角形状に貼りつける際、金属箔の多角形の一辺を絶縁体に貼りつけた後、絶縁体の辺部で折り返して、次の金属箔の多角形の辺をシート状の絶縁体の反対面に貼り付けることを特徴とする請求項７記載の通信補助体の製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
以上の構成から、本発明には、以下の効果がある。
【００２１】
テープ状の金属箔１と、シート状の絶縁体２を用いることにより、安価で軽量な通信補助体５が得られた。また、多角形状の絶縁体２の辺部４で折り返すことにより、インダクタの配置を容易に行えるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について、以下詳細に説明する。
【００２３】
本願の通信補助体は、ＲＦＩＤタグとリーダ装置間の通信を補助するインダクタとキャパシタからなる通信補助体であって、テープ状の金属箔をループ状に形成したインダクタと、前記金属箔の両端をシート状の絶縁体をはさんで重ね合わせたキャパシタとからなる。このインダクタＬとキャパシタＣでＬＣ共振回路を構成する。図１は、本願の通信補助体の一実施の形態例を斜視で見た説明図である。通信補助体としては、通信周波数付近に共振するＬＣ回路が使用される。本発明の通信補助体５は、基本的には、幅が一定なテープ状の金属箔１と、シート状の絶縁体２の計２部品からなる（図１（ａ）、（ｂ））。テープ状の金属箔１を用いることで、金属材料の使用効率を１００％にできる。テープ状の金属箔１をループのように形成することでインダクタとし、金属箔１の両端部同士を絶縁体２をはさんで重ね合わせることでキャパシタを形成する。また、他の絶縁層１０がコーティングされた金属箔１を用いて、絶縁層２を挟んで重ねてもよい（図１（ｃ））。あるいは、コーティングされた絶縁層１０を挟んで重ねて、重ねた部分をキャパシタとしても良い（図１（ｄ））。
【００２４】
本願の通信補助体の他の実施の形態例は、前記インダクタが多角形状に配置され、前記インダクタ及び前記キャパシタが略同一平面上に平面状で形成されている。なお、ここで略同一平面上とは、同一平面の表裏両面を含む。
【００２５】
図２は、本例の通信補助体を平面でみた説明図である。通信補助体はＲＦＩＤタグに近接するのが望ましいので、商品の箱に同梱するなどして、商品に近接して配置するのが適当である。その場合、通信補助体は軽量かつ薄型が望ましい。薄型にするには、テープ状の金属箔１を折って多角形状にするのがよい。これなら、テープ状の金属箔１を用いながら、通信補助体５を平面内に納めることができる。端部間に絶縁体２をはさんだ状態でキャパシタ３を形成し、全体を第２の絶縁体１１でラミネート加工すれば、形状を固定できる。
【００２６】
本願の第三の実施の形態例は、前記インダクタが前記シート状の絶縁体表面に金属箔を貼り付けされた構造である。図３は、本例の通信補助体を平面で見た説明図である。すなわち、シート状の絶縁体２を、キャパシタ部分のみでなくインダクタの支持体として用いる。シート状の絶縁体２の表面に金属箔１を貼り付けた構造のインダクタと、該シート状の絶縁体２の両面側に金属箔１を貼り付けた構造のキャパシタからなる通信補助体５である。この場合、金属箔の両端部は絶縁体を介し、対向して貼り付けられ、キャパシタを形成する。
【００２７】
図４は、本例の通信補助体の製造方法の例を平面で示した説明図である。まず、シート状の絶縁体に、テープ状の金属箔をその一端部から多角形状に貼り付けてインダクタを形成する。そのため、シート状の絶縁体２上に金属箔１の一端部を多角形の一辺として貼りつけ（図４（ａ））、折り返し（図４（ｂ））、次ぎの一辺を貼り付ける（図４（ｃ））。同様にして第三、第四の辺を貼りつけ（図４（ｄ）、（ｅ））、最後に絶縁シートの外側に向け折り返す（図４（ｆ））。続けて前記金属箔の他端部を前記一端部を貼りつけた絶縁体の反対面に、前記金属箔の一端部と対向して重なるように貼りつけてキャパシタを形成する。すなわち、金属箔１を裏側に回し、先に貼り付けた金属箔１の一端部と残りの他の端部を重ね合わせて、キャパシタを形成する（図４（ｇ））。
【００２８】
図３の例の場合、折れ部の形成が少し複雑になるという問題があった。もっと簡単に折れ部を形成する構造を図５に示す。
【００２９】
本願の第四の実施の形態例は、前記シート状の絶縁体が多角形状であり、少なくともその３箇所の辺部を経由して、前記テープ状の金属箔が絶縁体の両面に配置される通信補助体である。図５に示した例では、多角形のシート状絶縁体２の辺部４で折り返してテープ状の金属箔１が絶縁体２の反対面に配置される。折り返し部の辺４は、金属箔１が延伸する２方向のなす角の中線に垂直とするのが好ましい。この結果、金属箔１の両端部は、絶縁体２を介し、簡単に対向して形成される。これにより、金属箔１を辺部４に合わせて折り返すだけで、正確に金属箔１の貼り付けを行うことができ、折れ部の形成が簡単になる。また、多角形インダクタとして奇数角形を採用することにより、折り返した金属箔１の両端が反対面に配置され、キャパシタを形成し易い。
【００３０】
一方、多角形で偶数回折り返した場合、金属箔１の両端が同じ面側にきてしまうので、インダクタの支持体としての絶縁体２とキャパシタ用絶縁体を共用できない。キャパシタには別の絶縁体１１を用意する必要がある。図７は、偶数回折り返した例を平面で示した説明図である。偶数回折り返した結果、テープ状の金属箔１の一端１（１）と他端１（２）が同一面側に形成されている。このため、キャパシタを形成する絶縁体１１は、多角形の支持体としての絶縁体２とは別に用意したものである。
【００３１】
図６は、図５に示した本実施例の通信補助体の製造方法の例を平面で示した説明図である。
【００３２】
多角形のシート状絶縁体を用意し、テープ状の金属箔をその一端部から多角形状に貼り付けてインダクタを形成する。このとき、金属箔の多角形の一辺部を貼り付けた後、金属箔のテープを絶縁体の辺部で折り返して、次の金属箔の多角形の辺をシート状の絶縁体の反対面に貼り付ける。これを繰り返した後、前記金属箔の他端部を前記一端部を貼りつけた絶縁体の反対面に、前記金属箔の一端部と対向して重なるように貼りつけてキャパシタを形成する。
【００３３】
以下具体的に図６を用いて説明する。多角形のシート状絶縁体２を用意し、テープ状の金属箔１を、絶縁体の一表面に一端部１（１）から一辺部４（１）まで貼りつける（図６（ａ））。次に辺部４（１）で折り返し他表面に他の辺部４（２）まで貼りつける（図６（ｂ））。この時、折り返し部の辺４（１）が、金属箔１が延伸する２方向のなす角の中線に垂直となるようにする。同様にして辺部４（２）で折り返し、一表面に他辺部４（３）まで貼りつける（図６（ｃ））。この折り返し回数を総計奇数回繰り返し（図６（ｄ）、（ｅ））、テープの終端部１（２）が、絶縁体２を介し一端部１（１）に対向するように貼りつける（図６（ｆ））。
【００３４】
金属箔１としては、アルミニウムや銅が好適に用いられる。絶縁体２としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン等、各種の樹脂を使用できる。金属箔１は、接着剤で絶縁体に固定されることが望ましい。接着剤付きの金属テープを用いることもできる。ただし、通信補助体５全体を第２の絶縁体１０でラミネートする等の方法で外側から固定すれば、金属箔１と絶縁体２の間の接着を省略することも可能である。
【００３５】
また、図１（ｃ）のように、金属箔１に第２の絶縁層１０がコーティングされていてもよい。あるいは、図１（ｄ）のように、金属箔１のコーティングが絶縁層２となってもよい。さらには図３、図５についても、外部との電気的接触を防止するため、ラミネート処理等によって全体を第２の絶縁体１０で覆うことが望ましい。これらにより、外部との電気的絶縁が図れるので、例えば商品８の一部に金属が使われていても、金属との接触によ
る短絡や共振周波数の変化を抑えることができる。なお、通信補助体５を箱９の両側に入れる場合、絶縁体１０は少なくとも商品側のみにあれば良く、両面になくてもよい。ただし、両面にあれば、入れる際に向きを気にしなくてよい。
【実施例１】
【００３６】
［金属箔と絶縁体からなる通信補助体］
本発明の実施例について、図１（ａ）を用いて説明する。金属箔１として幅２５ｍｍ厚さ０．２ｍｍのアルミ箔と、絶縁体２として厚さ２．５μｍのＰＥＴフィルムを用意し、アルミ箔を円状に丸め、端部間にＰＥＴフィルムをはさんだ。はさんだ部分の両側を、接着剤を付けた絶縁板（図示せず）ではさみ、固定した。円の直径は８ｃｍ程度、キャパシタ形成部の面積は２ｃｍ2程度である。こうして作製した本例の通信補助体５の重さは約１０ｇであり、共振周波数は約１４ＭＨｚであった。また、同様にもう一つの通信補助体５を作製し、発泡スチロールの枠に入れて２つの通信補助体５を商品箱９の両側に挿入した（図８）。図８（ａ）は、実施例の通信補助体５を利用し、商品８とリーダとで通信した例を斜視で見た部分説明図である。また、図８（ｂ）、（ｃ）は通信補助体５の例である。ＲＦＩＤタグ７を備えた商品８を並べ、ダンボール箱９に梱包した。商品８の両端に本実施例の通信補助体５を挿入した。このダンボール箱９の通信補助体５を挿入した側面に面してリーダ装置６のコイル６ｃを設置した。このリーダ６のコイル６ｃはリーダ本体と電気的に接続されており、商品８のＲＦＩＤタグ７とリーダとで通信した。この場合、１ｃｍ間隔で並んだ３０個のＲＦＩＤタグ７の全てが読み取れた。図１（ｂ）〜（ｄ）の構造でも同様の効果があった。
【実施例２】
【００３７】
［多角形通信補助体］
本発明の実施例について、図２を用いて説明する。金属箔１として幅１０ｍｍ厚さ２０μｍのアルミ箔と、絶縁体２として厚さ２．５μｍのＰＥＴフィルムを用意し、アルミ箔を多角形（ここでは八角形）状に折り曲げ、端部間にＰＥＴフィルムをはさんだ。八角形の大きさは、対向辺の間隔が約１５ｃｍである。また、キャパシタ形成部の面積は４ｃｍ2程度である。この状態で、全体をラミネートフィルムに挟み込み、通常のラミネート装置でラミネートした。こうして作製した通信補助体５の重さは約１０ｇであり、共振周波数は約１４ＭＨｚであった。また、同様にもう一つの通信補助体５を作製し、２つの通信補助体５を商品箱９の両側に挿入した場合（図８）、１ｃｍ間隔で並んだ３０個のＲＦＩＤタグ７の全てが読み取れた。
【実施例３】
【００３８】
［キャパシタ誘電体兼支持体］
本発明の実施例について、図４を用いて説明する。金属箔１として幅１２．７ｍｍ厚さ３５μｍの接着剤付き銅テープと、絶縁体２として厚さ２００μｍのＰＥＴ板を用意し、銅テープをほぼ四角形に貼り付け（図４（ａ）〜（ｅ））、さらに裏側に回してキャパシタ部を形成した（図４（ｆ）〜（ｇ））。四角形の大きさは１８０ｍｍ×２７０ｍｍ、キャパシタ形成部の面積は１２．７ｍｍ×１２０ｍｍである。こうして作製した通信補助体５の重さは約１８ｇであり、共振周波数は約１４ＭＨｚであった。また、同様にもう一つの通信補助体５を作製し、２つの通信補助体５を商品箱９の両側に挿入した場合（図８）、１ｃｍ間隔で並んだ３０個のＲＦＩＤタグ７の全てが読み取れた。
【実施例４】
【００３９】
［面取り、ラミネート］
本発明の実施例について、図６を用いて説明する。金属箔１として幅１２．７ｍｍ厚さ３５μｍの接着剤付き銅テープと、絶縁体２として厚さ２００μｍのＰＥＴ板を用意し、ＰＥＴ板にあらかじめ面取りを行った。次に銅テープを、面取り部を含むＰＥＴの縁で反
対面に折り返すようにして五角形に貼り付け（図６（ａ）〜（ｅ））、最後にキャパシタ部を形成した（図６（ｆ））。五角形の幅は１８０ｍｍ、高さが２８０ｍｍ、キャパシタ形成部の面積は１２．７ｍｍ×１２０ｍｍである。こうして作製した通信補助体５の全体を、ラミネートフィルムにはさんで通常のラミネータ装置でラミネートした。全体の重さは約３３ｇであり、共振周波数は約１４ＭＨｚであった。また、同様にもう一つの通信補助体５を作製し、２つの通信補助体５を商品箱９の両側に挿入した場合（図８）、１ｃｍ間隔で並んだ３０個のＲＦＩＤタグ７の全てが読み取れた。
【実施例５】
【００４０】
本実施例は、比較のための例である。通信補助体５を商品箱９の両側に挿入せずにリーダ装置を通した場合、１ｃｍ間隔で並んだ３０個のＲＦＩＤタグ７のうち４〜５個しか読み取ることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の通信補助体の一例を斜視で見た説明図である。
【図２】本発明の通信補助体の他の一例を平面で見た説明図である。
【図３】本発明の通信補助体のその他の一例を平面で見た説明図である。
【図４】本発明の通信補助体の製造方法の一例を平面で見た説明図。
【図５】本発明の通信補助体のその他の一例を平面で見た説明図である。
【図６】本発明の通信補助体の製造方法のその他の例を平面で見た説明図である。
【図７】本発明の通信補助体のその他の一例を平面で見た説明図である。
【図８】本発明の通信補助体の使用例を斜視で見た部分説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１・・・テープ状の金属箔
２・・・シート状の絶縁体
３・・・キャパシタ部
４・・・辺部
５・・・通信補助体
６・・・リーダ装置
６ｃ・・・リーダ装置内部のコイル
７・・・ＲＦＩＤタグ
８・・・商品
９・・・  ダンボール
１０・・・  絶縁体
１１・・・  別の絶縁体
【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７】
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【図８】
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