(57)【要約】【課題】ＩＣチップとアンテナの接続不良が発生してもＲＦＩＤタグの個数だけは確実に読み取ることができるようにすること。【解決手段】ＲＦＩＤタグ１０において、絶縁性の基板１３の上に、メモリを有するＩＣチップ１４と、ＩＣチップ１４に電気的に接続された導電性の第１アンテナ１５と、ＩＣチップ１４に電気的に絶縁された導電性の第２アンテナ１６とを実装し、ＲＦＩＤタグ１０とリーダライタ３との間のデータ伝送方式が電磁誘導方式の場合には、第２アンテナ１６は閉ループ状のコイルアンテナからなる共振回路１６−１を採用し、共振回路１６−１に発生する反射波をアンテナユニット４で受信して検波し、リーダライタ３側でＲＦＩＤタグ１０の個数を読み取るようにする。【選択図】図３
2007018067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の基材上に、メモリを有するＩＣチップと、ＩＣチップに電気的に接続された導電性の第１アンテナと、ＩＣチップに電気的に絶縁された導電性の第２アンテナと、が実装されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
上記第２アンテナが閉ループ状のコイルアンテナからなる共振回路であることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
上記第２アンテナが櫛形電極を向き合わせた表面弾性波素子であることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
複数の製品のそれぞれに取り付けられた請求項１〜３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグと、そのＲＦＩＤタグに向けて電磁波を放射して非接触でデータ通信を行うリーダライタとを備え、
上記ＲＦＩＤタグの第１アンテナと上記リーダライタのアンテナユニットとの間で送受信される信号を用いて上記個々の製品に固有なデータを伝送する一方、上記ＲＦＩＤタグの第２アンテナから上記リーダライタのアンテナユニットに向けて送信される反射波又は表面弾性波を用いて上記複数の製品の個数を読み取る
ことを特徴とするＲＦＩＤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波により非接触でデータ通信を行うＲＦＩＤタグと、このＲＦＩＤタグを利用したＲＦＩＤシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、交通、金融、あるいは流通業界において、ＲＦＩＤタグ、コントローラ、リーダライタ、及びアンテナユニットを用いて各種のデータ通信を行うＲＦＩＤシステムが多用されている。このシステムによれば、コントローラの指示によりリーダライタで制御された電磁波をアンテナユニットからＲＦＩＤタグに向けて放射することにより、リーダライタとＲＦＩＤタグとの間で非接触でデータ通信を行うことができる。
【０００３】
ところで、流通業界などでは、上記のようなＲＦＩＤシステムを利用して複数の製品のデータ管理を一括して行うことが考えられる。例えば、製品の各々にＲＦＩＤタグを取り付けて段ボール箱に収容し、一台のリーダライタを用いて段ボール箱内の製品のデータをまとめて読み取る場合がある。
【０００４】
このような場合、ＲＦＩＤタグに実装されたＩＣチップとアンテナの接続不良があると、そのタグについては正確にデータを読み取ることができず、読み取りエラーが発生してしまう。しかし、従来のＲＦＩＤシステムによると、リーダライタ側で１０個分のＲＦＩＤタグのデータを読み取ったとき、箱の中に１０個のＲＦＩＤタグがあって１０個全てのデータを読み取っているのか、あるいは１１個以上のＲＦＩＤタグがあるのに１０個分のデータしか読み取れていないのか区別がつかないという問題があった。そこで、最終的には段ボール箱を開けて、箱の中の個数と読み取った個数とを照合しなければならず、非常に面倒な作業を強いられていた。
【０００５】
その一方で、ＩＣチップとアンテナの接続不良を見込んで、ＲＦＩＤタグに予備のＩＣチップとアンテナを設ける構成も考えられる。例えば、下記の特許文献１には、基板上に互いに独立した第１アンテナ部と第２アンテナ部を設けた受信アンテナ装置が開示されている。しかし、これと同様な方法で、ＲＦＩＤタグにＩＣチップ付のアンテナを予備で設けた場合には、１個のＲＦＩＤタグについて高価なＩＣチップを２個使用することになるので、ＲＦＩＤタグの製造コストが高くなるという欠点がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３０８６３６号公報（特に、図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、製造コストを抑えつつ、ＩＣチップとアンテナの接続不良が発生してもＲＦＩＤタグの個数だけは確実に読み取ることができるようにして、面倒な照合作業を廃止することができるＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤタグを利用した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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明のＲＦＩＤタグは、絶縁性の基材上に、メモリを有するＩＣチップと、ＩＣチップに電気的に接続された導電性の第１アンテナと、ＩＣチップに電気的に絶縁された導電性の第２アンテナと、が実装されていることを特徴とするものである。
【０００９】
ＲＦＩＤタグとリーダライタとの間のデータ伝送方式には、リーダライタのアンテナユニットに発生する磁界を利用した電磁誘導方式と、リーダライタのアンテナユニットから放射される電波を利用した電波方式が知られている。そこで、電磁誘導方式を採用した場合には、本発明のＲＦＩＤタグにおいて、上記第２アンテナは閉ループ状のコイルアンテナからなる共振回路にするのがよい。一方、電波方式を採用した場合には、上記第２アンテナは櫛形電極を向き合わせた表面弾性波素子にするのが好ましい。
【００１０】
また、本発明のＲＦＩＤシステムは、複数の製品のそれぞれに取り付けられた上記ＲＦＩＤタグと、そのＲＦＩＤタグに向けて電磁波を放射して非接触でデータ通信を行うリーダライタとを備え、上記ＲＦＩＤタグの第１アンテナと上記リーダライタのアンテナユニットとの間で送受信される信号を用いて上記個々の製品に固有なデータを伝送する一方、上記ＲＦＩＤタグの第２アンテナから上記リーダライタのアンテナユニットに向けて送信される反射波又は表面弾性波を用いて上記複数の製品の個数を読み取ることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ＲＦＩＤタグに実装された第２アンテナは、ＩＣチップを持たないチップレスのアンテナであるため、製造コストを抑えることができるとともに、ＩＣチップとの接続不良が起きることがないので、故障する確率が低く、第１アンテナに比べて信頼性が高い。そのため、仮にＩＣチップと第１アンテナの接続不良でデータ通信が行えなくなっていても、チップレスの第２アンテナは接続不良による読み取りエラーが発生しないので、リーダライタ側でＲＦＩＤタグの数を確実に読み取ることができる。
【００１２】
したがって、従来のように段ボール箱を開けて製品の数とＲＦＩＤタグで読み取った数とを照合する必要がなく、面倒な照合作業を行わなくて済む。さらに、第１アンテナで読み取った数と第２アンテナで読み取った数を比較して、第１アンテナの読み取り数の方が少なければ、第１アンテナの故障が発生していることを発見できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明のＲＦＩＤタグの一例を示す平面図、図２は同ＲＦＩＤタグの断面図、図３は同ＲＦＩＤタグを利用したＲＦＩＤシステムの一例を示す説明図、図４〜図６は本発明のＲＦＩＤタグの変形例を示す平面図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本実施例のＲＦＩＤタグ１０は、インレットシート１１の外周がオーバーレイシート１２で保護されている。インレットシート１１は、基材１３の上にＩＣチップ１４、第１アンテナ１５、及び第２アンテナ１６が実装されてなり、オーバーレイシート１２は表面シート１７と裏面シート１８から構成される。
【００１５】
基材１３は絶縁性を有する材料で構成されており、例えば上質紙、コート紙、合成紙などの紙類や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などの合成樹脂を使用できる。
【００１６】
ＩＣチップ１４は、後述するリーダライタ３との間のデータ通信処理を担う電子部品であり、基材１３の上に固定され、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＥＥＰＲＯＭが内蔵されている。ＣＰＵは中央演算処理装置であり、リーダライタ３のアンテナユニット４から受信した信号を解析して処理を実行し、実行結果をリーダライタ３へ送信する。ＲＯＭはＣＰＵの実行プログラムが格納された読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭはデータを一時的に格納する作業用のメモリである。また、ＥＥＰＲＯＭは不揮発性メモリであり、リーダライタ３との間で通信したデータが書き換え可能に格納される。
【００１７】
第１アンテナ１５はＩＣチップ１４のＣＰＵを起動する電力を発生させるとともに、リーダライタ３のアンテナユニット４から信号を受信するためのものであり、ＩＣチップ１４の二つの端子に電気的に接続された導電体により形成されている。その形成方法としては、基材１３が紙製の場合には、基材１３上に銀ペースト、黒鉛、カーボンなどを含有した導電性インキをスクリーン印刷する方法を利用できる。また、基材１３が合成樹脂製の場合には、基材１３上に銅箔を付着させ、エッチング加工によりアンテナ部分のみを残して形成することも可能である。なお、基板１３とＩＣチップ１４との固定、及びＩＣチップ１４と第１アンテナ１５との電気的な接続は、導電性接着剤を用いて行うとよい。
【００１８】
第２アンテナ１６は、第１アンテナ１５と同様にスクリーン印刷やエッチング加工により形成された導電体で構成されているが、第１アンテナ１５と異なりＩＣチップ１４と電気的に絶縁されている。この第２アンテナ１６はＩＣチップ１４を持たないチップレスのアンテナであるため、製造コストを抑えることができるとともに、ＩＣチップ１４との接続不良が起きることがないので、故障する確率が低く、第１アンテナ１５に比べて信頼性が高い。
【００１９】
ここで、第１アンテナ１５と第２アンテナ１６の形状については、リーダライタ３とＲＦＩＤタグ１０との間のデータ伝送方式に適した形状が選択される。本実施例では、データ伝送方式として電磁誘導方式を採用したので、図１に示すように、第１アンテナ１５の形状はループ状に巻回したコイル端部をＩＣチップ１４の端子に接続したコイルアンテナ１５−１にしてある。また、第２アンテナ１６の形状は、ループ状に巻回したコイル端部どうしを接続することにより、閉ループ状のコイルアンテナからなる共振回路１６−１を採用している。このコイルアンテナによる共振回路１６−１は、基材１３上に形成された第１アンテナ１５と同一面の左右対称位置に配線されている。
【００２０】
このように、基材１３の上にＩＣチップ１４、第１アンテナ１５、及び第２アンテナ１６が実装されたインレットシート１１は、その表裏面がオーバーレイシート１２で被覆されている。すなわち、インレットシート１１をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリプロピレン（ＰＰ）などの合成樹脂からなる表面シート１７と裏面シート１８で挟み付けて熱圧着することにより、インレットシート１１は熱や水から保護される。なお、図示しないが、ＲＦＩＤタグ１０を貼り付けることができるように、オーバーレイシート１２に粘着剤が塗布してあってもよい。
【００２１】
以上が本実施例のＲＦＩＤタグの構成であるが、次に、このＲＦＩＤタグを利用したＲＦＩＤシステムについて説明する。
【００２２】
図３に示すＲＦＩＤシステム１は、複数の製品２０，２０，…のそれぞれに本実施例のＲＦＩＤタグ１０，１０，…を取り付け、そのタグ付きの製品２０を段ボール箱３０に収容し、段ボール箱３０を開けずに製品２０に固有なデータの伝送と製品２０の個数の読み取りを行うようにしたものである。
【００２３】
また、同図に示すＲＦＩＤシステム１は、システム全体を統括制御するコントローラ２と、コントローラ２の指示に従いＲＦＩＤタグ１０に対して各種データの読み出しや書き込みを行うリーダライタ３と、リーダライタ３に接続されて電磁波を発生させるアンテナユニット４とを備えて構成されている。なお、本実施例では電磁誘導方式のＲＦＩＤタグ１０を用いたため、アンテナユニット４はループ状のコイルアンテナを内蔵したものを使用している。
【００２４】
本実施例のＲＦＩＤシステム１では、コントローラ２で制御されたリーダライタ３からアンテナユニット４に１３５ＫＨｚ以下の長波帯、又は１３．５６ＭＨｚの短波帯の信号電流を流し、アンテナユニット４の近傍に発生する磁界を利用して、ＲＦＩＤタグ１０への電力供給とデータ伝送が行われる。
【００２５】
すなわち、同図に示すように、アンテナユニット４の近傍に段ボール箱３０が配置されると、段ボール箱３０内にあるＲＦＩＤタグ１０を取り付けた製品２０が、アンテナユニット４から発生した磁界内に入る。このとき、ＲＦＩＤタグ１０の第１アンテナ１５において、コイルアンテナ１５−１が共振してコイル端部に共振による誘起電圧が発生し、これによりコイルアンテナ１５−１に接続されたＩＣチップ１４に電力が供給されて内部のＣＰＵが起動する。
【００２６】
ここで、製品２０の価格や製造番号のような固有データの伝送については、ＲＦＩＤタグ１０のＩＣチップ１４と第１アンテナ１５により行われる。つまり、リーダライタ３側では、磁界内を搬送する電磁波をデジタル信号で変調し、その変調した信号をアンテナユニット４から送信する。一方、受信側のＲＦＩＤタグ１０は、コイルアンテナ１５−１を介して信号を受信し、その信号を復調してデータを取り出すことにより所定の処理を行うようになっている。なお、ＲＦＩＤタグ１０が受信した各製品２０に固有なデータは、ＩＣチップ１４の内部のＥＥＰＲＯＭに書き込むことができる。
【００２７】
その一方で、製品２０，２０，…の個数の読み取りについては、ＲＦＩＤタグ１０の第２アンテナ１６により行われる。上記のようにアンテナユニット４から発生した磁界内にＲＦＩＤタグ１０が入ると、第２アンテナ１６では、コイルアンテナからなる共振回路１６−１に共振による誘起電圧が発生し、これにより共振回路１６−１に電流が流れて磁界が発生し放射される。この再放射された磁界（反射波と呼ぶ）をアンテナユニット４で受信し、それを増幅して検波するとリーダライタ３側でＲＦＩＤタグ１０の通過を検知することができる。
【００２８】
このように本実施例によると、万が一ＩＣチップ１４と第１アンテナ１５の接続不良でデータ通信が行えなくなっていても、チップレスの第２アンテナ１６は接続不良による読み取りエラーが発生しないので、リーダライタ３側でＲＦＩＤタグ１０，１０，…の個数を確実に読み取ることができる。
【００２９】
したがって、従来のように段ボール箱３０を開けて製品２０の数とＲＦＩＤタグ１０で読み取った数とを照合する必要がなく、面倒な照合作業を行わなくて済む。さらに、このＲＦＩＤタグ１０にあっては、第１アンテナ１５で読み取った個数と第２アンテナ１６で読み取った個数を比較して、第１アンテナ１５の読み取り個数の方が少なければ、第１アンテナ１５の故障が発生していることを発見できるという利点もある。
【００３０】
以上説明したＲＦＩＤタグ１０は、第１アンテナ１５と第２アンテナ１６のデータ伝送方式として共に電磁誘導方式を採用した例であるが、第１アンテナ１５と第２アンテナ１６のデータ伝送方式に電波方式を採用してもよい。
【００３１】
図４に示すＲＦＩＤタグ１０は電波方式を採用したもので、この場合、第１アンテナ１５の形状を上記コイルアンテナ１５−１に替えて、ＩＣチップ１４の二端子に一対の直線状素子を接続したダイポールアンテナ１５−２にする。また、第２アンテナ１６の形状についても、コイルアンテナからなる共振回路１６−１に替えて、一対の櫛形電極を互いに向き合わせてなる表面弾性波素子１６−２を採用する。この櫛形電極による表面弾性波素子１６−２もまた、基板１３上の第１アンテナ１５と同一面の左右対称位置に配線されている。なお、電波方式の場合、リーダライタ３のアンテナユニット４についても、コイルアンテナに替えてダイポールアンテナにする。
【００３２】
この電波方式においては、リーダライタ３のアンテナユニット４から９１５．０ＭＨｚのＵＨＦ帯、又は２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯の周波数の高い電波を放射し、その高周波の電波を利用してＲＦＩＤタグ１０への電力供給とデータ伝送が行われる。
【００３３】
すなわち、アンテナユニット４の近傍に段ボール箱３０が配置されると、段ボール箱３０内にあるＲＦＩＤタグ１０を取り付けた製品２０が、アンテナユニット４から放射された電波圏内に入る。このとき、ＲＦＩＤタグ１０の第１アンテナ１５において、ダイポールアンテナ１５−２に整流による起電力が発生し、これによりダイポールアンテナ１５−２に接続されたＩＣチップ１４に電力が供給されて内部のＣＰＵが起動する。
【００３４】
ここで、製品２０に固有なデータの伝送については、ＲＦＩＤタグ１０のＩＣチップ１４と第１アンテナ１５により行われる。つまり、送信側のリーダライタ３が、変調した信号を高周波の電波によってアンテナユニット４から送信すると、受信側のＲＦＩＤタグ１０では、ダイポールアンテナ１５−２を介して信号を受信し、その信号を復調してデータを取り出すことにより所定の処理を行う。なお、ＲＦＩＤタグ１０が受信した各製品２０に固有なデータは、ＩＣチップ１４の内部のＥＥＰＲＯＭに書き込まれる。
【００３５】
その一方で、製品２０，２０，…の個数の読み取りについては、ＲＦＩＤタグ１０の第２アンテナ１６により行われる。上記のようにアンテナユニット４から放射した電波圏内にＲＦＩＤタグ１０が入ると、第２アンテナ１６において、櫛形電極からなる表面弾性波素子１６−２に高周波の電波が加えられ、圧電効果によって基板１３の表面に変位が生じ、表面弾性波という音波が発生する。発生した表面弾性波は、基板１３の表面に沿って伝播し、出力電極に到達すると電磁波応答信号に変換されてリーダライタ３に送信される。この電磁波応答信号をアンテナユニット４で受信することにより、リーダライタ３側でＲＦＩＤタグ１０の通過を検知することができる。
【００３６】
このように、第２アンテナ１６として表面弾性波素子１６−２を採用した場合でも、ＩＣチップ１４との接続がなく、接続不良による読み取りエラーが発生しないので、リーダライタ３側でＲＦＩＤタグ１０，１０，…の個数を確実に読み取ることができる。
【００３７】
以上説明したＲＦＩＤタグ１０は、いずれも第１アンテナ１５と第２アンテナ１６のデータ伝送方式を共通にした例であるが、第１アンテナ１５と第２アンテナ１６のデータ伝送方式を異ならせることも可能である。例えば図５に示すように、第１アンテナ１５を電磁誘導方式のコイルアンテナ１５−１にして、第２アンテナ１６を電波方式の表面弾性波素子１６−２にする構成を採用してもよい。また、これとは逆に、図６に示すように第１アンテナ１５を電波方式のダイポールアンテナ１５−２にし、第２アンテナ１６を電磁誘導方式の共振回路１６−１にする構成を採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上説明した実施例は、本発明のＲＦＩＤタグを取り付けた製品を段ボール箱内に収容し、その段ボール箱を開けずにＲＦＩＤタグの固有データの伝送と個数の読み取りを行う例であったが、本発明はこれに限らず、例えばレジにおいて買い物カゴに入れられたＲＦＩＤタグ付きの製品の値段と個数を一括して読み取る場合などにも利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明のＲＦＩＤタグの一例を示す平面図。
【図２】図１中の（ii）−（ii）線断面図。
【図３】本発明のＲＦＩＤタグを利用したＲＦＩＤシステムの一例を示す説明図。
【図４】本発明のＲＦＩＤタグの変形例を示す平面図。
【図５】本発明のＲＦＩＤタグの変形例を示す平面図。
【図６】本発明のＲＦＩＤタグの変形例を示す平面図。
【符号の説明】
【００４０】
１      ＲＦＩＤシステム
２      コントローラ
３      リーダライタ
４      アンテナユニット
１０      ＲＦＩＤタグ
１１      インレットシート
１２      オーバーレイシート
１３      基材
１４      ＩＣチップ
１５      第１アンテナ
１５−１  コイルアンテナ
１５−２  ダイポールアンテナ
１６      第２アンテナ
１６−１  共振回路
１６−２  表面弾性波素子
１７      表面シート
１８      裏面シート
２０      製品
３０      段ボール箱
【図１】
2007018067.tif 000003
【図２】
2007018067.tif 000004
【図３】
2007018067.tif 000005
【図４】
2007018067.tif 000006
【図５】
2007018067.tif 000007
【図６】
2007018067.tif 000008