(57)【要約】【課題】  汎用のＩＣタグを金属製品等の導電性物品に取り付けても十分な送受信能力を得ることができるＩＣタグの取付構造を提供する。【解決手段】  ＩＣタグ１１を絶縁物１５を介して物品、例えば導電性の金属製品１４に取り付ける。絶縁物１５は、該絶縁物の比誘電率（ε）及び無線通信を行う電磁波の波長（Ｌ）に対して、Ｌ／（４ε）の厚さより僅かに厚く形成することが好ましい。また、絶縁物１５は、アンテナ長さ方向の寸法が波長の１／２以上で、アンテナ幅方向の寸法が波長の１／４程度の大きさを有していることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信装置との間での無線通信により認証信号の授受を行う認証用のＩＣタグを物品に取り付ける構造であって、前記ＩＣタグを絶縁物を介して前記物品に取り付けることを特徴とするＩＣタグの取付構造。
【請求項２】
前記絶縁物は、該絶縁物の比誘電率（ε）及び前記無線通信を行う電磁波の波長（Ｌ）に対して、Ｌ／（４ε）の厚さ乃至僅かに厚く形成されていることを特徴とする請求項１記載のＩＣタグの取付構造。
【請求項３】
前記絶縁物は、比誘電率（ε）が３以上であることを特徴とする請求項２記載のＩＣタグの取付構造。
【請求項４】
前記絶縁物は、アンテナ長さ方向の寸法が波長の１／２以上で、アンテナ幅方向の寸法が波長の１／４程度であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のＩＣタグの取付構造。
【請求項５】
前記物品が自転車又はバイクであって、前記ＩＣタグには各自転車毎又はバイク毎に異なるデータが保持されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のＩＣタグの取付構造。
【請求項６】
前記送受信装置が駐輪場の出入口部に設けられていることを特徴とする請求項５記載のＩＣタグの取付構造。
【請求項７】
前記ＩＣタグは、前記物品からの取り外しが実質的に不可能な状態で取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のＩＣタグの取付構造。
【請求項８】
前記絶縁物と前記物品との間に金属を介在させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のＩＣタグの取付構造。
【請求項９】
前記金属は、１０μｍ以上の厚さを有し、前記絶縁物より大きなサイズを有する金属箔であることを特徴とする請求項８項記載のＩＣタグの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣタグの取付構造に関し、詳しくは、ＩＣタグを取り付ける物品が導電性物品、例えば、金属製品の場合であってもＩＣタグと送受信装置との間の無線通信を良好に行えるＩＣタグの取付構造であって、例えば、金属製品である自転車やバイクの管理システムを構築する際の各自転車毎、各バイク毎のデータを保持したＩＣタグを各自転車や各バイクの金属部分にそれぞれ取り付ける構造として最適であり、さらに、バイクのプラスチック部分への取り付けにも適用可能なＩＣタグの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種物品の物流管理方法として、各物品毎の様々なデータを保持したＩＣタグを各物品にそれぞれ取り付け、送受信装置、例えばリーダーによってＩＣタグのデータを読み取ることにより、多数の物品を効率よく管理することが行われている。このとき、ＩＣタグを金属製品等の導電性物品に取り付けると、ＩＣタグの発信出力が極めて弱くなるため、導電性物品に取付けたＩＣタグの電波が検出されない場合があり、その結果、管理が不能になる場合がある。
【０００３】
これを解決するための一手段として、所定時間間隔で個別のＩＤコードデータを発信するＩＣタグの発信部とアンテナ部との間に、アンテナ部のインピーダンスの１．１〜３倍のインピーダンスと発信部のインピーダンスとを整合させる整合回路を設けることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−７０４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前述のような整合回路を設けたＩＣタグは、製造コストに問題があったり、対象となる物品に応じて使い分けたりする必要があるなどの問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、汎用のＩＣタグを金属製品等の導電性物品に取り付けても十分な送受信能力を得ることができるＩＣタグの取付構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のＩＣタグの取付構造は、送受信装置との間での無線通信により認証信号の授受を行う認証用のＩＣタグを物品に取り付ける構造であって、前記ＩＣタグを絶縁物を介して前記物品に取り付けることを特徴とし、特に、前記絶縁物が、該絶縁物の比誘電率（ε）及び前記無線通信を行う電磁波の波長（Ｌ）に対して、Ｌ／（４ε）の厚さ乃至僅かに厚く形成されていること、前記絶縁物の比誘電率が３以上であること、前記絶縁物が、アンテナ長さ方向の寸法が波長の１／２以上で、アンテナ幅方向の寸法が波長の１／４程度の大きさを有していることを特徴としている。
【０００７】
さらに、前記物品が導電性物品である自転車又はバイクであって、前記ＩＣタグには各自転車毎又は各バイク毎に異なるデータが保持されていること、前記送受信装置が駐輪場の出入口部に設けられていることを特徴としている。
【０００８】
また、前記ＩＣタグが、前記導電性物品からの取り外しが実質的に不可能な状態で取り付けられていること、前記絶縁物と前記物品との間に、１０μｍ以上の厚さで、絶縁物より大きなサイズの金属箔又は金属板を介在させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のＩＣタグの取付構造によれば、汎用のＩＣタグを金属製品等の導電性の物品に取り付けても送受信能力が低下することがない。したがって、金属製品等の管理を汎用のＩＣタグを用いて効率よく行うことができる。また、絶縁物として比誘電率が３以上のもの、好ましくは８以上のものを使用することにより、絶縁物の厚さを数ｍｍ程度に薄くできるので、ＩＣタグの取付場所の自由度が向上する。金属製品の一つである自転車やバイクに絶縁物を介してＩＣタグを取り付けることにより、駐輪場等での自転車やバイクの管理等を効率よく行うことができる。また、ＩＣタグをプラスチック製の物品、例えばスクーターのボディ等のプラスチック部材に取り付ける場合は、絶縁物と物品との間に金属箔を介在させることにより、良好な送受信を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明のＩＣタグの取付構造の一形態例を示す斜視図、図２はＩＣタグの一形状例を示す斜視図、図３はＩＣタグの他の形状例を示す斜視図、図４は本発明のＩＣタグの取付構造を自転車の管理システムに適用した一例を示す説明図である。
【００１１】
まず、図２及び図３に示すように、ＩＣタグ１１は、データを保持し、このデータを外部のリーダーに送信する機能を持つＩＣチップ１２と、該ＩＣチップ１２に接続したアンテナ１３との２つの部品で構成されている。なお、ＩＣチップ１２は、従来から用いられている各種構造、形状、機能のものを任意に使用することができるので、その詳細な説明は省略する。
【００１２】
アンテナ１３は、図２に示すような金属細線１３ａや、図３に示すような長さに対して幅が十分に狭い金属箔１３ｂを用いることができる。ダイポール方式のアンテナでは、送受信装置とＩＣタグ１１の両アンテナ長は等しく、送受信装置の周波数が、例えば２．４５ＧＨｚの周波数の場合、アンテナの長さは、共に１／２波長の６．１２ｃｍより数％短い長さに設定される。１／２波長に対するアンテナの短縮率は、アンテナの太さにより決定することができる。金属箔１３ｂをアンテナとする場合は、例えば、フレキシブル基板上の銅箔を使用することができ、金属細線１３ａをアンテナとする場合は、例えば、銅、アルミニウム等の金属細線や、鉄等の金属細線に金メッキした材料を用いることができる。
【００１３】
このようなＩＣタグ１１を導電性物品、例えば金属製品に直接貼り付けると、ＩＣタグ１１周辺の電磁波が金属の影響を受け、ＩＣタグ１１の送受信距離が大幅に低下するが、ＩＣタグ１１と金属との距離を、電磁波の波長の１／４以上とすれば、金属の影響をほとんど受けなくなる。さらに、金属とＩＣタグ１１との距離を波長の１／４より僅かに長くすることにより、金属を反射体としてＩＣタグ１１のアンテナ１３と共振させ、アンテナ効率を向上させることができる。
【００１４】
例えば、送受信装置とＩＣタグ１１との無線通信で使用する電磁波の周波数が２．４５ＧＨｚの場合、１／４波長の距離は３．０６ｃｍとなる。しかし、これだけの距離を置いて金属製品上にＩＣタグ１１を取り付けることは現実的ではなく、金属製品の取り扱いが困難になったり、これを自転車、バイク等に取り付けると、ＩＣタグ１１が衣服に引っ掛かってしまったりするなどの問題がある。また、外観上も好ましいものではない。
【００１５】
そこで本発明では、図１に示すように、金属製品１４にＩＣタグ１１を取り付ける際に、絶縁物１５を両者の間に介在させた状態とする。この絶縁物１５は、絶縁体ならば任意の材料を用いることができるが、その厚さは、絶縁物１５の比誘電率（ε）及び前記電磁波の波長（Ｌ）に対して、Ｌ／（４ε）の厚さ乃至僅かに、例えば１〜５％程度厚くする。例えば、比誘電率３．８の石英を絶縁物１５として使用する場合、周波数が２．４５ＧＨｚならば、Ｌ／（４ε）は８ｍｍとなるので、これよりも僅かに厚くした絶縁物１５、例えば、３％厚くして８．２４ｍｍの厚さに形成した絶縁物１５を用いる。
【００１６】
これにより、金属製品１４を反射体としてアンテナ効率を向上させることができる。さらに、比誘電率が８．５のアルミナの成形体を用いた絶縁物１５は、周波数が２．４５ＧＨｚならば厚さを３．６ｍｍにまで薄くすることができる。また、周波数が１３．５６ＭＨｚの場合は、例えば比誘電率が３００のセラミックス系絶縁物を用いることにより、絶縁物１５の厚さを１．８ｃｍ程度にすることができる。絶縁物１５の大きさは、アンテナ長さ方向に波長の１／２以上、アンテナ幅方向は波長の１／４程度とすればよく、必要以上に大きくしても意味はないが、これより小さいと十分な効果が得られなくなるときがある。
【００１７】
このように、前記ＩＣタグ１１を絶縁物１５を介して金属製品１４に取り付けることにより、金属による悪影響を排除して円偏波、直線偏波に係わらず送受信装置との無線通信を確実に行うことができる。また、空気絶縁の場合に比べて絶縁物１５を介在させることによってＩＣタグ１１と金属製品１４との距離を、Ｌ／（４ε）に狭めることができるので、金属製品１４の取り扱いに悪影響を及ぼすことがなく、衣服にＩＣタグ１１が引っ掛かってしまうこともなくなり、金属製品１４のデザインを損なうこともなくなる。さらに、絶縁物１５を正確に加工することにより、アンテナ効率を一定にすることができるので、安定した送受信性能を得ることができる。
【００１８】
金属製品１４にＩＣタグ１１を絶縁物１５を介して取り付ける手段は、金属製品１４の形状や使用目的等に応じて任意に選択することができる。例えば、図３に示すように粘着テープ１６によってＩＣタグ１１と絶縁物１５とを固定するようにしてもよく、金属製品１４、絶縁物１５、ＩＣタグ１１を接着剤でそれぞれ固着することもできる。
【００１９】
同じＩＣタグ１１を非導電性の物品、例えばプラスチック製品に取り付ける場合は、ＩＣタグ１１を厚さがＬ／（４ε）の絶縁物１５に取り付け、この絶縁物１５の下に、厚さが１０μｍ以上で、絶縁物１５よりも大きいサイズ（面積）のアルミニウム等の金属箔を介在させることにより、ＩＣタグ１１のアンテナ感度を高めることができる。なお、金属箔の厚さは任意であり、数ｍｍの厚さの金属板を用いることも可能であるが、アンテナ感度の向上、すなわち、送受信性能を向上させる効果はほとんど変化せず、重量増やコスト増となる。また、金属箔のサイズ（面積）は、絶縁物１５のサイズ（面積）と同等以上であればよく、取付部の大きさに応じて適当なサイズを選択することができる。
【００２０】
本発明のＩＣタグの取付構造を様々な物品に適用することにより、物品が導電性、非導電性に関係なく、各種物品の管理に有効利用することができる。例えば、図４に示すように、自転車１７のフレーム１８に、粘着テープ１６により絶縁物１５を介してＩＣタグ１１を固定するとともに、駐輪場の出入口部の柱１９等に送受信装置（リーダー）２０を設けておき、ＩＣ１２とリーダー２０との間で認証信号の授受を行うように形成することにより、駐輪場等での自転車の管理システムを容易に構築することができる。
【００２１】
自転車１７の管理に必要なデータとしては、例えば、持ち主の情報として住所、氏名、電話等の連絡方法、さらに、各自転車１７の特徴として色、軸距、車輪径、登録情報として購入先、購入日、登録日、登録番号、また、駐輪場の利用に関する指定駐輪場の名称と駐輪可能な期間とその他の権利情報等がある。自転車１７に取り付けるＩＣタグ１１に書き込み可能なＩＣチップ１２を用いる場合は、これらのデータをＩＣチップ１２にそれぞれ書き込んでおけばよい。また、書き込みができないＩＣチップ１２を用いる場合は、ＩＣチップ１２にアドレス番号だけを書き込んでおき、そのアドレス番号に対応するデータを、リーダーに付属するサーバーあるいはネットワークを経由して外部のサーバーに記録しておけばよい。
【００２２】
ＩＣタグ１１の取り付けは、例えば、ＩＣタグ１１を絶縁物１５の表面にあらかじめ接着剤にて接着しておき、粘着テープ１６によりＩＣタグ１１と共に絶縁物１５を固定する方法で行うことができる。このとき、接着剤の接着強度、粘着テープ１６の粘着強度及びＩＣチップ１２とアンテナ１３との結合強度を適当に設定することにより、粘着テープ１６を自転車１７のフレーム１８から剥がすときに、ＩＣチップ１２を絶縁物１５側に、アンテナ１３を粘着テープ１６側に分離させることができ、ＩＣタグ１１をそのままの状態で自転車１７から取り外すことが不可能な状態にすることができる。
【００２３】
このようにアンテナ１３を分離することにより、ＩＣタグ１１を実質的に再使用不可能な状態にできる。これにより、ＩＣタグ１１を盗んで別の自転車に貼り付けても正常に作動しなくなるので、成りすましを防ぐことができ、自転車１７とＩＣタグ１１との関係を確実に１対１にすることができることから、駐輪場の使用料金や自転車税等での自転車の管理を確実に行うことができる。しかも、従来の一般的な再利用を考慮したＩＣタグに比べてＩＣチップ１２とアンテナ１３との結合強度を低くでき、全体的な強度も低くすることができるので、ＩＣタグ１１の製造コストの低減も図れる。また、絶縁物１５や粘着テープ１６に適当な着色や印刷を施すこともでき、自転車１７の登録ステッカーとして用いることもできる。
【００２４】
また、ＩＣタグ１１は、大人用、子供用の様々な大きさの自転車でも同じリーダー２０で読み取れる高さに貼り付けることが望ましい。自転車に乗った人間の体に隠れず、高さを自由に選べる場所として、前輪のハンドルポストからフォークの先端までのフレーム１８の前面や側面が適当であり、このような部分で高さを設定し、自転車１７の前後方向中心線に対して直交する方向にＩＣタグ１１を絶縁物１５を介して貼り付けるようにすればよい。
【００２５】
このとき、通常のフレーム１８の形状から、アンテナ１３が略垂直方向を向くことになるので、リーダー２０のアンテナも略垂直方向に設置する。これにより、リーダー２０は、自転車１７の前面あるいは側面からＩＣタグ１１の認証信号を確実に読み取ることができる。なお、ＩＣタグ１１とリーダー２０との無線通信に円偏波方式を使う場合は、偏波方式に合わせて、ＩＣタグ１１のアンテナ１３とリーダー２０のアンテナとの回転方向を一致させればよい。
【００２６】
前記リーダー２０のアンテナは、自転車１７に取り付けられたＩＣタグ１１と対面する位置に同じ偏波面で設置する。リーダー２０を駐輪場の出入口部に固定しておき、駐輪場に出入りする自転車に取り付けられているＩＣタグ１１のデータを無線通信方式で読み込むことにより、各自転車のデータに基づいた様々な管理を行うことができる。例えば、自転車の出入りを記録、管理することにより、各自転車の利用状況を把握して課金計算に利用したり、あるいは駐輪場の空席の有無等の管理データを作ることができる。
【００２７】
また、自転車とバイクとが混在する駐輪場では、バイクにも同様にしてＩＣタグ１１を取り付けることにより、自転車と同様にして管理することができる。また、スクーター前面等のプラスチック部品にＩＣタグ１１を取り付ける場合は、前述のように、絶縁物１５の下に厚さが１０μｍ以上のアルミニウム箔等を介在させることにより、ＩＣタグ１１のアンテナ感度を高めることができる。なお、リーダー２０は、必要に応じて複数箇所に設置しておくこともできる。
【００２８】
さらに、上述のようにして自転車１７やバイクにＩＣタグ１１を取り付けておくことにより、違法駐車や放置自転車、盗難にも対応することができる。例えば、可搬式のリーダーを用いて放置された自転車のＩＣタグのデータを読み取ることにより、持ち主情報や盗難届けの有無等を容易に確認することができ、必要な処理を迅速に行うことができる。
【００２９】
また、上述のような自転車やバイクの管理の他、各種荷物や品物に前述のようにしてＩＣタグ１１を取り付け、倉庫や配送所等の入口部に設置したリーダーで各物品の情報を読み取ることにより、各物品毎に定められた管理や仕分けを確実に行うことができる。特に、ＩＣタグ１１，絶縁物１５及び金属箔の三層構造にあらかじめ形成したＩＣタグ１１を各種物品に取り付けることにより、物品の材質（導電性、非導電性）に関係なく、同じ型式のＩＣタグ１１を用いて同等のアンテナ効率で送受信することができ、様々な物品の管理を容易かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のＩＣタグの取付構造の一形態例を示す斜視図である。
【図２】ＩＣタグの一形状例を示す斜視図である。
【図３】ＩＣタグの他の形状例を示す斜視図である。
【図４】本発明のＩＣタグの取付構造を自転車の管理システムに適用した一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１…ＩＣタグ、１２…ＩＣチップ、１３…アンテナ、１４…金属製品、１５…絶縁物、１６…粘着テープ、１７…自転車、１８…フレーム、１９…柱、２０…送受信装置（リーダー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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