(57)【要約】【課題】金属上に設置可能な、ＵＨＦ帯やＵＨＦ帯等の高周波数帯で作動するＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤシステムの提供。【解決手段】ＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯で作動するダイポールアンテナなどのアンテナ３の取り付け面に、軟磁性材９、又は軟磁性材９とスペーサ１１、又は、スペーサ１１と軟磁性材９とスペーサ１１とを備え、軟磁性材９（好ましくは軟磁性粉末又は軟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軟磁性材）を介在させることにより金属の影響を抑えることができ、また、アンテナ３と軟磁性材９との間、軟磁性材９と金属物品１０との間、又は軟磁性材９に代えて、スペーサ１１（好ましくは多孔質プラスチックや枠部材などの誘電率の小さいスペーサ）を配置することにより、金属及び軟磁性材双方の影響を抑えることができ、タグ２を金属物品１０上でも作動させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグであって、
前記ダイポールアンテナの金属含有物品への取り付け面に軟磁性材を備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグであって、
前記ダイポールアンテナの金属含有物品への取り付け面に、前記金属含有物品側から、軟磁性材とスペーサとを備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグであって、
前記ダイポールアンテナの金属含有物品への取り付け面に、前記金属含有物品側から、スペーサと軟磁性材とスペーサとを備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記スペーサは、多孔質プラスチック又は多孔質ゴム又は内部に中空領域を含む枠部材からなることを特徴とする請求項２又は３に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記軟磁性材は、軟磁性粒子又は軟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ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグであって、
前記ダイポールアンテナの金属含有物品への取り付け面に、多孔質プラスチック又は多孔質ゴム又は内部に中空領域を含む枠部材からなるスペーサを備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記ＲＦＩＤタグは、ＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯で作動するものであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグとリーダ又はリーダ／ライタとを含むＲＦＩＤシステムであって、
前記ＲＦＩＤタグの金属含有物品への取り付け面に軟磁性材が配設されていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項９】
ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグとリーダ又はリーダ／ライタとを含むＲＦＩＤシステムであって、
前記ＲＦＩＤタグの金属含有物品への取り付け面に、前記金属含有物品側から、軟磁性材とスペーサとが配設されていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項１０】
ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグとリーダ又はリーダ／ライタとを含むＲＦＩＤシステムであって、
前記ＲＦＩＤタグの金属含有物品への取り付け面に、前記金属含有物品側から、スペーサと軟磁性材とスペーサとが配設されていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項１１】
前記スペーサは、多孔質プラスチック又は多孔質ゴム又は内部に中空領域を含む枠部材からなることを特徴とする請求項９又は１０に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１２】
前記軟磁性材は、軟磁性粒子又は軟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ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１３】
ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグとリーダ又はリーダ／ライタとを含むＲＦＩＤシステムであって、
前記ＲＦＩＤタグの金属含有物品への取り付け面に、多孔質プラスチック又は多孔質ゴム又は内部に中空領域を含む枠部材からなるスペーサが配設されていることを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【請求項１４】
前記ＲＦＩＤタグは、ＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯で作動するものであることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか一に記載のＲＦＩＤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤシステムに関し、特に、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯等の高周波帯で使用されるＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣチップを備えたタグとリーダ、ライタ又はリーダ／ライタ（以下、総称してリーダ／ライタと呼ぶ。）との間でデータの交信を行うＲＦＩＤシステムが普及している。このＲＦＩＤシステムは、タグ及びリーダ／ライタの各々に備えたアンテナを用いてデータの交信を行うため、タグをリーダ／ライタから離しても通信可能であり、また、汚れなどに強いという長所から、工場の生産管理、物流の管理、入退室管理等の様々な用途に利用されるようになってきている。
【０００３】
ＲＦＩＤシステムでは、使用する周波数帯に応じて通信可能な距離が異なる。例えば、１３．５６ＭＨｚ程度の短波帯では通信距離は数ｃｍから数十ｃｍであり、このシステムを入退室管理などの用途に用いる場合はタグをリーダ／ライタに近接して使用するため、この程度の通信距離で実用上問題はないが、物流管理などの用途では通信距離が長い方が有利である。そこでこのような用途ではＵＨＦ帯やＳＨＦ帯などのより周波数の高い帯域が用いられる。
【０００４】
タグ用アンテナとして、短波帯では通常ループ状のアンテナが用いられるが、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯などの高周波帯では、ダイポールアンテナ（例えば、特開２００３−２４９８２０号公報など）や、基板の一方の面にマイクロストリップ導体を形成し、物品側の面に裏面接地導体を形成したマイクロストリップ線路型のアンテナなどが用いられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４９８２０号公報（第４−８頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したダイポールアンテナを備えるＵＨＦ帯やＳＨＦ帯で作動するタグは金属物品上に直接配置するなど金属に近接させると作動しない。そのため、上記タグを金属に取り付ける場合は、図８に示すように、タグ２と金属物品１０との間にプラスチックやゴムなどからなるスペーサ１２を配置することによって金属物品１０とアンテナ３との間に一定の距離を設けて金属の影響を抑える方法が用いられる。
【０００７】
しかしながら、スペーサ１２を薄くして金属物品１０とアンテナ３との間隔を小さくすると作動しなくなり、または作動距離が小さくなってしまい、一方、スペーサ１２を厚くして金属物品１０とアンテナ３との間隔を大きくすると、作動距離は大きくなるが、タグ２が物品から突出してしまい、取り扱い中に周辺の物品に接触して破損してしまう恐れが増すという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、金属上に設置可能な、ＵＨＦ帯やＵＨＦ帯等の高周波帯で作動するＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のＲＦＩＤタグは、ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグであって、前記ダイポールアンテナの金属含有物品への取り付け面に軟磁性材を備え、又は、前記ダイポールアンテナの金属含有物品への取り付け面に、前記金属含有物品側から、軟磁性材とスペーサとを備え、又は、前記ダイポールアンテナの金属含有物品への取り付け面に、前記金属含有物品側から、スペーサと軟磁性材とスペーサとを備えるものである。
【００１０】
また、本発明のＲＦＩＤタグは、ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグであって、前記ダイポールアンテナの金属含有物品への取り付け面に、多孔質プラスチック又は多孔質ゴム又は内部に中空領域を含む枠部材からなるスペーサを備えるものである。
【００１１】
また、本発明のＲＦＩＤシステムは、ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグとリーダ又はリーダ／ライタとを含むＲＦＩＤシステムであって、前記ＲＦＩＤタグの金属含有物品への取り付け面に軟磁性材が配設され、又は、前記ＲＦＩＤタグの金属含有物品への取り付け面に、前記金属含有物品側から、軟磁性材とスペーサとが配設され、又は、前記ＲＦＩＤタグの金属含有物品への取り付け面に、前記金属含有物品側から、スペーサと軟磁性材とスペーサとが配設されているものである。
【００１２】
また、本発明のＲＦＩＤシステムは、ダイポールアンテナを備えるＲＦＩＤタグとリーダ又はリーダ／ライタとを含むＲＦＩＤシステムであって、前記ＲＦＩＤタグの金属含有物品への取り付け面に、多孔質プラスチック又は多孔質ゴム又は内部に中空領域を含む枠部材からなるスペーサが配設されているものである。
【００１３】
本発明においては、前記スペーサは、多孔質プラスチック又は多孔質ゴム又は内部に中空領域を含む枠部材からなる構成とすることができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記軟磁性材は、軟磁性粒子又は軟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構成とすることもできる。
【００１５】
また、本発明においては、前記ＲＦＩＤタグは、ＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯等で作動するものであることが好ましい。
【００１６】
このように、本発明では、ダイポールアンテナなどの高周波用アンテナと金属を含有する部材との間に、軟磁性材（好ましくは軟磁性粉末又は軟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軟磁性材）を介在させているため、金属の影響を軟磁性材によって抑えて作動距離を大きくすることができ、ＲＦＩＤタグを金属含有物品上に貼り付けて使用することができる。また、ダイポールアンテナと上記軟磁性材との間や、軟磁性材と金属含有物品との間、又は軟磁性材に代えて、スペーサ（好ましくは発泡ウレタンなどの多孔質プラスチックや多孔質ゴム、内部に中空領域を含む枠部材などの誘電率の小さいスペーサ）を配置することにより、金属及び軟磁性材双方の影響を抑えることができるため、更に作動距離を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明のＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤシステムによれば、ＵＨＦ帯やＵＨＦ帯等の高周波帯で使用されるＲＦＩＤタグを金属物品上に貼り付けて使用することができるということである。
【００１８】
その理由は、金属物品（金属からなる物品又は金属を含む物品）の上にタグを構成するアンテナ（ダイポールアンテナ）を直接設置するのではなく、金属物品とダイポールアンテナとの間に、軟磁性材（好ましくは軟磁性粉末又は軟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軟磁性材）を配置しているため、この軟磁性材により金属物品の影響を抑えることができるからである。
【００１９】
また、ダイポールアンテナと上記軟磁性材との間や、軟磁性材と金属物品との間、又は軟磁性材に代えて、スペーサ（好ましくは発泡ウレタンなどの多孔質プラスチックや多孔質ゴム、内部に中空領域を含む枠部材などの誘電率の小さいスペーサ）を配置することにより、金属及び軟磁性材双方の影響を抑えることができるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
従来技術で示したように、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯などの高周波帯で使用されるタグのアンテナを金属物品上に設置すると、金属に流れる渦電流により作動しなくなり、または作動距離が小さくなってしまうという問題があった。そこで、従来はアンテナと金属物品との間にプラスチックやゴムなどのスペーサを挿入してアンテナを金属物品から遠ざける方法が用いられていたが、スペーサが薄ければ作動距離が小さくなり、スペーサが厚ければアンテナが金属物品表面から突出して破損してしまう恐れがあった。
【００２１】
一方、本願発明者は、特開２００２−２１５３２１号公報において、金属物品の影響を抑制するために、アンテナと金属物品との間に、軟磁性合金の粉末またはフレークとプラスチックとの複合材からなる軟磁性材を配置する技術を開示しており、該公報記載の方法を用いることにより、金属物品上でも作動するＲＦＩＤタグやＲＦＩＤリーダ／ライタ用のアンテナを形成することができる。
【００２２】
しかしながら、上記公報記載の技術は、ＨＦ帯やＶＨＦ帯（例えば、１３．５６ＭＨｚ）の周波数帯で使用されるアンテナに関するものであり、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯などの高周波帯で作動させるアンテナを利用する分野ではそもそも軟磁性材を配置するという着想はない。また、軟磁性材を配置するにしても、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯などの周波数の高い帯域では損失が増加してしまい、上記高周波帯で使用可能とするためには、軟磁性粉末を微細化する必要があるが、上記軟磁性材の製造に際し、アトライターで長時間粉砕してもフレークが再結合してしまうため、粉末の微細化には限界がある。
【００２３】
そこで本発明では、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯などの高周波帯域で作動させるアンテナに対して、軟磁性材を配置したり、スペーサの構造に特徴を持たせることにより、金属や軟磁性材による影響を抑制している。この軟磁性材として任意の構造（例えば、上記公報記載の構造）の軟磁性材を用いることができるが、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯などの高周波帯における損失を低減させるために、下記に示すような極めて微細な軟磁性金属の粉末を使用し、この軟磁性金属の粉末をプラスチックまたはゴムと複合化し、押出し、圧延、押出し後圧延、押出し後引抜き、又は、射出後圧延等、材料を一方向に延ばす加工を施して製作したり、プラスチックを溶解した溶媒に軟磁性金属粉末を懸濁させたインクをフィルムに塗布後、乾燥前に、直流磁場を印加して製作することができる。また、スペーサとして任意の構造のスペーサを用いることが可能であるが、スペーサ自身によるロスを抑えるために、内部に気泡が形成された多孔質プラスチックや多孔質ゴム、内部に中空領域を含む枠部材を用いることができる。以下、その具体的構造について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２４】
まず、本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤシステムについて、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、ＲＦＩＤシステムの一般的な構成を模式的に示す図である。また、図２は本実施例のタグの構成を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ方向から見た側面図、（ｃ）はＢ方向から見た側面図である。また、図３は、本実施例のタグに利用する軟磁性材の製造方法及び断面構造を模式的に示す図である。なお、以下では、本発明の構造をタグに適用する場合について示すが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の構造をリーダ又はリーダ／ライタ用アンテナに適用することもできる。
【００２５】
図１に示すように、本実施例のＲＦＩＤシステム１は、ＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯等の高周波帯を用いてデータの交信を行うタグ２とリーダ／ライタ（又はリーダ）６とからなり、タグ２は、共振回路を構成するアンテナ３と情報を記憶するＩＣチップ５とを備え、リーダ／ライタ（又はリーダ）６は、タグ２のアンテナ３と交信するリーダ／ライタ用アンテナ７と、送受信信号を変換するための通信回路８ａや送受信信号をデコードするための演算処理回路８ｂ等の制御部８とを備え、タグ２は内蔵する電源又はリーダ／ライタ６から供給される電源を用いて駆動される。そして、タグ２及びリーダ／ライタ用アンテナ７の共振周波数をキャリア周波数に合わせることにより、データの交信が行われる。
【００２６】
また、上記タグ２は、図２に示すように、軟磁性材９の一方の面に、ＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯等で作動するアンテナ３（好ましくはダイポールアンテナ）とＩＣチップ５とが配置されて構成され、このタグ２が物品や筐体の表面、特に、金属材料を含む物品や筐体（以下、金属物品１０と呼ぶ。）上に設置される。なお、本明細書では、アンテナ３とＩＣチップ５と軟磁性材９とを含めたものをタグ２と呼んでいるが、軟磁性材９を除いたものをタグと呼び、タグと金属物品１０との間に別体として形成された軟磁性体９を配置する形態としてもよい。
【００２７】
また、図２の構造は例示であり、アンテナ３と金属物品１０との間に軟磁性材９が配置されている限りにおいて、アンテナ３の形状や軟磁性材の形状、厚さ等は特に限定されない。例えば、図２では、アンテナ３として２本のアンテナエレメントが直線状に配置されたダイポールアンテナを示しているが、ＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯等の周波数帯で動作可能なアンテナであればよく、ダイポールアンテナの変形として、ダイポールアンテナの２本のアンテナエレメントの内、ＧＮＤ側を筐体に落として鏡像とするモノポールアンテナや２つのダイポールアンテナを９０度位相をずらして十字状に配置して円偏波を放射するターンスタイルアンテナなどとしてもよい。また、アンテナ３やＩＣチップ５は軟磁性材９上に直接配置されていてもよいし、導電体薄膜をエッチングして形成したアンテナ３を備えるフィルムや基板（例えば、既存のタグ２）を軟磁性材９に貼り付ける構成としてもよいし、軟磁性材９とその上のアンテナ３やＩＣチップ５全体がフィルムなどで保護されている構成とすることもできる。
【００２８】
上記軟磁性材９は、一般的な軟磁性材や、本願発明者の先願（特開２００２−２１５３２１号公報）に記載された方法を用いて製造された軟磁性材を利用してもよいが、損失を低減させるために、極めて微細な軟磁性金属の粉末をプラスチックまたはゴムと複合化したものを用いることもできる。
【００２９】
この極めて微細な軟磁性粉末は自発磁化のため鎖状に繋がっている。この軟磁性粉末をプラスチックまたはゴムと複合化し、図３（ａ）に示すように一方向に延ばしたり、軟磁性金属粉末を懸濁させたインクを塗布したフィルムに直流磁場を印加すると、図３（ｂ）に示すように鎖状の繋がった粉末の集合体は延ばした方向に揃う。そして、材料を延ばした方向に磁場を印加すると、磁束が鎖状の粉末の集合体を通じることにより、延ばした方向の透磁率を高くすることができる。一方、延ばした方向に直交する方向では、粉末は繋がっていないために透磁率は低く、また、粉末が微細であるため粉末の内部を流れる渦電流の影響はない。従って、粉末が磁化方向に直交する方向で相互に繋がらないよう粉末の含有量を調整すれば４０ＭＨｚを超える高周波でも使用することが可能となる。このような粉末としては以下の粉末が適当である。
【００３０】
１．金属の酸化物を還元した粉末
例えば、ニッケル、コバルト又は鉄などの金属の蓚酸等の有機酸塩を熱分解して得た微細な酸化物等を水素で低温還元して得られたニッケル粉、コバルト粉又は鉄粉や、硫酸第一鉄溶液を中和酸化して得た微細な鉄粉などがある。
【００３１】
２．気相法で得た粉末
ニッケル、コバルト又は鉄などの金属を減圧化で加熱蒸発させ、気相で凝固させて得られたニッケル粉、コバルト粉又は鉄粉などがある。
【００３２】
３．溶液中で還元した粉末
ニッケル又はコバルトのアンモニア錯イオンを含む溶液を高温、高圧で水素還元して得られたニッケル粉、コバルト粉などがある。
【００３３】
４．カーボニルニッケル粉、カーボニル鉄粉
ニッケルカーボニル（Ｎｉ(ＣＯ)４）、鉄カーボニル（Ｆｅ(ＣＯ)５）を熱分解して得られたカーボニルニッケル粉、カーボニル鉄粉などがある。
【００３４】
これらの粉末は極めて微細であるため、表面に酸化層、有機化合物等の保護層を設け、大気中で発火することを防止している。しかしながら、これらの保護層は、粉末が相互に接し粉末間に渦電流が流れることを防止できない。そのため、粉末が相互に直接接触することを防止するため、粉末の含有量は体積比率で４０％（以下、４０ｖ％と記す。）以下にすることが望ましい。なお、これらの材料の固有抵抗は小さいが粉末の粒径も小さいため、粉末相互の接触がなければ渦電流は流れない。また、粉末の含有量が少ないほうが圧延等の加工が容易であり得られた複合材も柔軟であることから、アンテナを曲面に取付けたり、アンテナを巻いて搬送する等のためにアンテナを曲げる必要がある場合は適宜含有量を減じればよい。一方、粉末の含有量が少なくなると透磁率が低下するため、粉末の含有量が１０ｖ％以下は適当ではない。
【００３５】
また、上記保護層を持つ粉末は大気中で取扱っても発火しないが長期の酸化を防止できない。しかしながら、粉末をプラスチックとの複合材とすることにより、プラスチックが粉末と大気の接触を絶つため、本発明の複合材では酸化による劣化を防止することができるという効果もある。
【００３６】
そして、上記含有量の粉末をポリエチレン、ポリプロビレン、ナイロン、塩化ビニール、弗素樹脂等に加熱混練した後、押出し、圧延、押出材を圧延する等、一方向に延ばす加工をして形成する。また、プラスチックを溶解した溶媒に上記粉末を懸濁させたインクをフィルムに塗布後、乾燥前に、直流磁場を印加して製作する。上記微細な粉末は球状であるが粉末の自発磁化で相互に吸引し鎖状に繋がっているが、これを含むプラスチックを一方向に延ばしたり、直流磁場を印加することにより粉末の集合体を延ばした方向に整列させることができる。
【００３７】
このようにして製造された軟磁性材は、延ばした方向の透磁率は高くそれに直交する方向の透磁率は低い。このため透磁率の高い方法が磁気成分の方向になるようにアンテナを設置すれば磁束は上下面や側面から漏れ出ることはなく全て端面より出るため、この軟磁性材を用いれば、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯で作動し、かつ、金属製の物品に密着して使用可能な薄いＲＦＩＤタグ又はリーダ／ライタ用のアンテナを製作することができる。なお、上記した材料、製造方法は例示であり、透磁率が高く、寸法精度が良好で、破損しにくい磁芯材を製造できる限りにおいて、他の材料や製造方法を用いることもできる。
【００３８】
このように、ＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯用のアンテナ３（ダイポールアンテナ）と金属物品１０との間に、軟磁性材９（好ましくは、軟磁性粉末又は軟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軟磁性材９、更に好ましくは、所定の粒径（略１μｍ）以下の軟磁性粉末又は軟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軟磁性材９）を配置することにより、金属物品１０上でも作動するＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯用のアンテナを形成することができる。また、上記軟磁性金属粉末とプラスチック又はゴムとを混練し、押出し、圧延、押出し後圧延、押出し後引抜き加工、又は、射出後圧延などの複合材を一方向に延ばす加工を施したり、プラスチックを溶解した溶媒に上記粉末を懸濁させたインクをフィルムに塗布後、乾燥前に、直流磁場を印加することにより、透磁率を高く、かつ方向依存性を持たせることができる。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤシステムについて、図４乃至図７を参照して説明する。図４は、本実施例のタグの構成を模式的に示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）はＡ方向から見た側面図、（ｃ）はＢ方向から見た側面図である。また、図５は、スペーサの構造を模式的に示す図であり、図６及び図７は、本実施例のタグの構成のバリエーションを示す図である。
【００４０】
前記した第１の実施例では、アンテナ３と金属物品１０との間に軟磁性材９のみを配置する構成としたが、軟磁性材９がアンテナ３に近接すると、軟磁性材９自体によりロスが多くなるためにＱ値が低下するという問題が生じる。そこで、本実施例では、金属物品１０と軟磁性材９の双方の影響を抑制する構造について記載する。
【００４１】
図４に示すように、本実施例のタグ２は、軟磁性材９（好ましくは第１の実施例で示した方法で製造された軟磁性材９）の一方の面に、通常のプラスチックやゴムなどよりも誘電率が小さいスペーサ１１が配置され、その上に、ＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯等で作動するアンテナ３（好ましくはダイポールアンテナ）とＩＣチップ５とが配置されて構成され、このタグ２が金属物品１０上に設置される。なお、本実施例においても、アンテナ３と金属物品１０との間に金属物品１０側から軟磁性材９とスペーサ１１とがこの順に配置されている限りにおいて、アンテナ３の形状や軟磁性材９及びスペーサ１１の形状、厚さ等は特に限定されない。また、アンテナ３はＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯等の周波数帯で動作可能なアンテナであればよく、ダイポールアンテナやモノポールアンテナ、ターンスタイルアンテナなどとすることができる。
【００４２】
ここで、上記スペーサ１１として、従来は図８に示すようにプラスチック（誘電率２〜３）やゴムなどを用いていたが、スペーサ１１の誘電率が大きくなると、スペーサ１１自身によるロスが大きくなることから、本実施例では、図５（ａ）に示すように内部に気泡が混在する発泡ウレタンなどの多孔質プラスチック（誘電率１．１〜１．２）や多孔質ゴムを用いてスペーサ１１の誘電率を小さくしたり、プラスチックなどを用いて枠部材１１ｂを形成し、枠内の空気層により誘電率を小さくしている。
【００４３】
なお、図５の構造は例示であり、通常のプラスチックやゴムよりも誘電率を小さくすることができる構造であればよく、発泡ウレタン１１ａでは強度が十分でない場合には、発泡ウレタン１１ａをプラスチックで挟み込むなどとしてもよいし、図５（ｃ）に示すように、プラスチックを波形などに加工し、スペーサ１１内に空気層が形成されるようにしてもよい。また、図５（ｂ）では、枠部材１１ｂを角筒状としたが、枠の形状も任意であり、内部を密閉した箱型構造としたり、更にその内部に誘電率の小さい気体（例えば、ヘリウムガスなど）を密封してもよいし、支柱でアンテナ３を支える構造などとすることもできる。
【００４４】
また、図４では、軟磁性材９とスペーサ１１とを同じ大きさとしているが、スペーサ１１は軟磁性材９とアンテナ３との距離を大きくできる構造であればよく、スペーサ１１の形状や厚みは特に限定されない。また、軟磁性材９とスペーサ１１とは積層されている必要はなく、例えば、図７（ａ）に示すように、端部が金属物品１０に接するコの字状の枠部材１１ｂを用いて軟磁性材９を覆う構造とすることもできる。
【００４５】
このように、アンテナ３と金属物品１０との間に、金属物品１０側から、軟磁性材９（好ましくは所定の粒径（略１μｍ）以下の軟磁性粉末又は軟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軟磁性材９）と誘電率の小さい発泡ウレタン１１ａや枠部材１１ｂなどからなるスペーサ１１とを配置することにより、金属物品１０及び軟磁性材９双方の影響を抑制して作動距離の大きいＵＨＦ帯又はＳＨＦ帯用のタグ２を形成することができる。
【００４６】
また、図４では、軟磁性材９とアンテナ３との間にスペーサ１１を設けたが、軟磁性材９とスペーサ１１とを用いる構造のバリエーションとして、図６に示すように、金属物品１０と軟磁性材９との間にも誘電率の小さいスペーサ１１を配置することもできる。
【００４７】
この構造においても、アンテナ３の種類や形状、軟磁性材９及びスペーサ１１の形状、厚さ等は特に限定されない。また、スペーサ１１の構造として、図５（ａ）に示すような発泡ウレタンなどの多孔質プラスチックや多孔質ゴム、図５（ｂ）に示すような枠部材１１ｂ、誘電率の小さい材料を含む複数種の材料の多層構造、波形などの空気層を含む構造、箱の内部に誘電率の小さい気体を密封した構造、支柱でアンテナ３を支える構造などとすることもできる。また、軟磁性材９とスペーサ１１とは積層されている必要はなく、例えば、図７（ｂ）に示すように、箱型の枠部材１１ｂの内部に軟磁性材９を配置する構造とすることもできる。
【００４８】
なお、図４、図６及び図７では、アンテナ３と金属物品１０との間に軟磁性材９を介在させる構成としているが、スペーサ１１として図５に示すような誘電率を小さくできる構造を用いた場合、誘電率の大きいプラスチックやゴムなどを用いる従来構造に比べて、スペーサ１１自体のロスを抑えることができるために作動距離を大きくすることは可能である。従って、金属物品１０の上に誘電率の小さいスペーサ１１のみを配置して、その上に直接アンテナ３を形成する構造とすることもできる。
【００４９】
次に、本発明の効果を確認するために、図２、図４、図６の構造のタグ２と、スペーサ１１や軟磁性材９を用いないアンテナ３のみのタグ２と、誘電率の小さいスペーサ１１（発泡ウレタン１１ａ）のみを配置したタグ２をアルミ板上に設置し、タグ２全体の厚さと作動距離（アルミ板上で作動する限界の距離ｍｍ）とを測定した。その結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
表１より、アンテナ３をアルミ板上に直接配置した試料（試料１）は作動しなかったが、タグ２とアルミ板との間に厚さ１ｍｍの発泡ウレタン１１ａ（密度２００ｇ／ｌ）を配置した試料（試料２）では作動距離が９ｍｍになり、更に、発泡ウレタン１１ａに代えて同じ厚みの軟磁性材９（粒状の鉄とエポキシ樹脂との複合材）を配置した試料（試料３）では作動距離は１５ｍｍに増加しており、また、厚さ１ｍｍの発泡ウレタン１１ａを配置した試料（試料５）よりも厚さ２ｍｍ及び０．５ｍｍの発泡ウレタン１１ａの間に軟磁性材９（鉄系合金とフレークとポリエチレンの複合材、厚さ０．５ｍｍ）を配置した試料（試料６）の方が、全体の厚みが薄くなっているにもかかわらず作動距離が大きいことから、軟磁性材９を介在させることにより作動距離が大きくなることが確認できた。
【００５２】
また、軟磁性材９上に直接アンテナ３を配置した試料（試料３）に比べて、アンテナ３と軟磁性材９（鉄系合金とフレークとポリエチレンの複合材、厚さ０．４５ｍｍ）との間に発泡ウレタン１１ａ（厚さ０．５ｍｍ）を配置した試料（試料４）では、作動距離は２１ｍｍまで増加していることから、アンテナ３は軟磁性材９からも離した方が作動距離は大きくなることが確認できた。
【００５３】
また、発泡ウレタン１１ａの厚みが１ｍｍの試料（試料２）に比べて、発泡ウレタン１１ａの厚さが４ｍｍの試料（試料５）では作動距離が大幅に改善されていることから、スペーサ１１のみの構造であっても、誘電率の小さい材料を用いれば作動距離を十分に向上させることができることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明はＲＦＩＤシステムのアンテナ用途のみならず、金属含有物品上に使用される任意の高周波用アンテナについて同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】ＲＦＩＤシステムの一般的な構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るタグの構成を模式的に示す上面図及び側面図である。
【図３】本発明に係る軟磁性材の製造方法及び断面構造を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るタグの構成を模式的に示す上面図及び側面図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係るタグに用いるスペーサの構成を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例に係るタグの他の構成を模式的に示す上面図及び側面図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係るタグの他の構成を模式的に示す側面図である。
【図８】従来のタグの構成を模式的に示す上面図及び側面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ＲＦＩＤシステム
２  タグ
３  アンテナ
５  ＩＣチップ
６  リーダ／ライタ
７  リーダ／ライタ用アンテナ
８  制御部
８ａ  通信回路
８ｂ  演算処理回路
９  軟磁性材
１０  金属物品
１１  スペーサ
１１ａ  発泡ウレタン
１１ｂ  枠部材
１２  スペーサ
【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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