(57)【要約】【課題】各種カード、紙幣や有価証券等の財産的価値の高いシート状等の対象物について、偽造のカードや書類、偽紙幣等を作製することが困難であり、多数の粒子の各々が識別番号などの情報を記憶できる機能要素部を含んだＲＦパウダー含有基体を提供する。【解決手段】ＲＦパウダー含有基体１０は、ＲＦパウダー（粒子１１，１２，１３）を含有し、当該ＲＦパウダーの各粒子が、基板１４上に形成された集積回路１５と、集積回路の上に形成された絶縁層１６と、絶縁層上に形成されたアンテナ素子１７とを備える基体であって、基体に含有されるＲＦパウダーの粒子のそれぞれは複数の異なる周波数のいずれかの周波数の電磁波に対して感度を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦパウダーを含有し、前記ＲＦパウダーの各粒子が、基板上に形成された集積回路と、前記集積回路の上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成されたアンテナ素子とを備える基体であって、
前記基体に含有される前記ＲＦパウダーの前記粒子のそれぞれは複数の異なる周波数のいずれかの周波数の電磁波に対して感度を有することを特徴とするＲＦパウダー含有基体。
【請求項２】
前記基体は紙またはプラスチックからなることを特徴とする請求項１記載のＲＦパウダー含有基体。
【請求項３】
前記基体は紙幣であることを特徴とする請求項２記載のＲＦパウダー含有基体。
【請求項４】
前記粒子における最長辺を含む矩形平面の大きさが０．３０ｍｍ角以下０．０５ｍｍ角以上であることを特徴とする請求項１記載のＲＦパウダー含有基体。
【請求項５】
前記粒子における最長辺を含む前記矩形平面の大きさが０．１５ｍｍ角であることを特徴とする請求項４記載のＲＦパウダー含有基体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＲＦパウダー含有基体に関し、特に、無線により情報の読み取り等ができるＲＲＦパウダー含有基体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ＩＣタグはユビキタス時代の入り口にある商品と考えられている。ＲＦ−ＩＤ（超小型無線認識）として名札やスイカカード、ＦｅＲＡＭカードなど、以前から開発が行われている。ＩＣタグの市場は将来必ず大きいものに成長すると、多数の人が期待している。しかし、未だに期待しているほどには市場は育っていない。その理由として、コストとセキュリティー、機密の問題など社会的に解決しなくてはならない技術以外の課題もあるからである。
【０００３】
またＲＦ−ＩＤの技術は、紙幣や有価証券等の財産的価値を有する書面の識別への応用も考えられる。紙幣の偽造などが問題となっており、それらの問題を解決するための方法として、ＩＣタグを紙幣等に埋め込むことが考えられる。しかしながら、ＩＣタグのコストが高いことやサイズが大きいために上記のことが実現するには至っていない。
【０００４】
ＩＣタグのコストは、ＩＣタグチップのサイズを小さくすることにより安くすることができる。それは、ＩＣタグチップのサイズを小さくすれば、１枚のウェハから得られるＩＣタグチップの数量を多くすることができるからである。現在までに、０．４ｍｍ角のＩＣタグチップが開発されている。このＩＣタグチップは、チップ内の１２８ビットのメモリデータを２．４５ＧＨｚのマイクロ波で読み取ることができる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
一方、ＩＣタグ以外の要素を用いた、紙幣やクレジットカード等の識別等に応用できるＲＦ−ＩＤ技術も考えられている。その一例として、特許文献１では、紙やプラスチックからなる基板に複数の無線周波数に共振する複数の共振体を含ませている。その共振体は受動個体共振子であり、それらの複数の共振体が無線周波数の電磁波によって照射されるときに共振し、その共振を検出することによって複数の共振体の配置を把握し、基板が識別されるようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１７１９５１号公報
【非特許文献１】宇佐美光雄、『超小型無線ＩＣタグチップ「ミューチップ」』、応用物理、Ｖｏｌ．７３、Ｎｏ．９、２００４、ｐ．１１７９−ｐ．１１８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の各種のカードにＩＣタグを用いるとき、１枚のカードには１つのＩＣタグが用いられていた。しかしながら、例えば紙幣にＩＣタグを用いるときには、１つのＩＣタグを付するだけでは構成が単純であるので、偽造紙幣が容易に作られてしまう可能性がある。また、特許文献１のような複数の共振体を紙幣等に含ませた場合は、複数の共振体の配置と、複数の共振体の共振周波数の違いで識別をさせるので、偽造紙幣等は作られにくいと考えられる。しかしながら、共振体は共振周波数を変えることができるが、その共振体自体に識別番号などの情報を記憶させることはできない。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題を鑑み、各種カード、紙幣や有価証券等の財産的価値の高いプレート状またはシート状の対象物について、偽造のカードや書類、偽紙幣等を作製することが困難であり、また多数の粒子の各々が識別番号などの情報を記憶することができる機能要素部を含んだＲＦパウダー含有基体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るＲＦパウダー含有基体は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【０００９】
第１のＲＦパウダー含有基体（請求項１に対応）は、ＲＦパウダーを含有し、当該ＲＦパウダーの各粒子が、基板上に形成された集積回路と、集積回路の上に形成された絶縁層と、絶縁層上に形成されたアンテナ素子とを備える基体であって、基体に含有されるＲＦパウダーの粒子のそれぞれは複数の異なる周波数のいずれかの周波数の電磁波に対して感度を有することで特徴づけられる。
【００１０】
第２のＲＦパウダー含有基体（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは基体は紙またはプラスチックからなることで特徴づけられる。
【００１１】
第３のＲＦパウダー含有基体（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは基体は紙幣であることで特徴づけられる。
【００１２】
第４のＲＦパウダー含有基体（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは粒子における最長辺を含む矩形平面の大きさが０．３０ｍｍ角以下０．０５ｍｍ角以上であることで特徴づけられる。
【００１３】
第５のＲＦパウダー含有基体（請求項５に対応）は、上記の構成において、好ましくは粒子における最長辺を含む前記矩形平面の大きさが０．１５ｍｍ角であることで特徴づけられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、紙やプラスチックからなる基体が異なる周波数の電磁波に感度を有する複数種類のＲＦパウダーを含んでいるため、複数のＲＦパウダーの配置と、複数のＲＦパウダーの異なる周波数の電磁波のみならず、集積回路に記憶された情報によっても識別することができるので、基体の識別を確実に行うことができる。それにより、基体が紙などの紙幣に応用したとき、偽造紙幣を容易に作ることができなくなる。また、基体の中に複数のＲＦパウダーを配置することで、配置と周波数と記憶された情報を合わせることで多くの情報を基体に持たせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態であるＲＦパウダー含有基体を示す断面斜視図である。図１は、拡大して示しており、紙からなる基体１０に一例として３種類のＲＦパウダー粒子１１，１２，１３が入っている様子を示している。ここでは、基体１０の例として紙幣を用いる。ＲＦパウダー粒子１１，１２，１３は、それぞれ、異なる周波数の電磁波に感度を有している。図１では、ＲＦパウダー粒子１１，１２，１３の大きさを若干変えて図示しているが、これは、ＲＦパウダー粒子１１，１２，１３がそれぞれ異なる周波数の電磁波に感度を有することを分かりやすくするために描いたものであり、実際は、ＲＦパウダー粒子１１，１２，１３はほぼ同じ大きさである。
【００１７】
上記ＲＦパウダー粒子１１，１２，１３のそれぞれは、実際には、多数または大量のＲＦパウダー粒子により粉状体の使用態様にて集合的にて取り扱われ、ＲＦパウダーを構成する。図１では、ＲＦパウダー粒子１１，１２，１３は全部で１３個が示されているが、ＲＦパウダー粒子の個数はこれに限定されるものではない。粉状体のＲＦパウダーの使用態様を考慮すれば、実際には、当該ＲＦパウダー粒子１１，１２，１３はシート状の形状を有する基体１０の全体に分散的に広がって存在している。上記のごとく、その内部あるいは表面等に存在する多数のＲＦパウダーを含む基体１０を「ＲＦパウダー含有基体１０」と呼ぶことにする。
【００１８】
また上記の「ＲＦパウダー」とは、パウダー（粉状体）を形成する大量の粒子の各々が無線（高周波電磁波）を介して外部のリーダ・ライタ装置との間で信号（情報）の送受を行う電気回路要素を有し、通常の使用態様が集合的形態であるパウダーとして使用されるものを意味する。
【００１９】
図２は、１つのＲＦパウダー粒子（１１）の断面図である。図２では、ＲＦパウダー粒子１１はその厚みを誇張して示されている。ＲＦパウダー粒子１１は、外側表面での複数の矩形平面に関して、最長辺を含む矩形平面が０．３０ｍｍ角以下０．０５ｍｍ角以上の大きさを有し、より好ましくは０．１５ｍｍ角の大きさを有する３次元的な形状を有している。この実施形態のＲＦパウダー粒子１１では、図２中の手前側の辺Ｌが０．１５ｍｍ（１５０μｍ）となっている。
【００２０】
ＲＦパウダー粒子１１は、シリコン等の基板１４上に形成されたＦｅＲＡＭなどのメモリ機能を備えた集積回路（ＩＣ）１５と、この集積回路１５の上に形成された３０μｍ程度の厚みを有する絶縁層１６と、この絶縁層１６上に形成された特定の周波数（例えば２．４５ＧＨｚ）の電磁波に感応するアンテナ素子１７を有している。図２では、電気回路要素の一例として、集積回路１５を構成するトランジスタ１８，１９と、トランジスタ１８，１９と接続する配線２０と、アンテナ素子１７と集積回路１５を接続する配線２１を示している。配線２１は絶縁体１６内に埋め込まれている。
【００２１】
図３は、ＲＦパウダー粒子１１内に設けられる集積回路１５の回路構成の一例を示す。集積回路１５は、例えば、整流回路２２、電圧抑制器２３、初期設定回路２４、クロック回路２５、制御レジスタ２６、デコーダ２７、およびメモリ２８を備えている。これらの回路要素は次のような機能を有している。
【００２２】
整流回路２２は、外部から到来する高周波の電磁波を直流電源電圧に整流する機能を有する。アンテナ１７およびアンテナ端子２９を介して導入される例えば２．４５ＧＨｚの電磁波は、整流回路２２により、内部のアナログ回路やデジタル回路を動作させるための電圧に変換される。電圧抑制器２３は、ＲＦパウダー粒子１１がリーダ・ライタ３２（図５参照）に近づき当該リーダ・ライタ３２から過大の電磁波エネルギを受けて整流回路２２が過大な電圧を発生させるとき、この電圧を抑制し、集積回路１５内の半導体素子が破壊されるのを防止する。初期設定回路２４は回路動作の開始と終了を制御し、クロック回路２５はクロック波形を復調する。またメモリ２８は例えば識別番号を格納したＦｅＲＡＭ等である。メモリ２８の内容は制御レジスタ２６とデコーダ２７により選択されて、リーダ・ライタ３２に送信される。
【００２３】
ＲＦパウダー粒子１２，１３は、上記のＲＦパウダー粒子１１とほぼ同一の構造をしているが、アンテナ素子１７が、ＲＦパウダー粒子１１，１２，１３では、それぞれが有するアンテナ素子を含む共振回路系が、異なる周波数の電磁波に対して感度を有するように設計されている。例えば、ＲＦパウダー粒子１１は２．４５ＧＨｚの電磁波に感度を有する共振回路系を備え、ＲＦパウダー粒子１２は２．０ＧＨｚの電磁波に感度を有する共振回路系を備え、ＲＦパウダー粒子１３は１．９ＧＨｚの電磁波に感度を有する共振回路系を備えている。
【００２４】
次に、図４〜図６を参照して本発明の実施形態に係るＲＦパウダー含有基体（基体１０）の実際の使い方、およびその作用を説明する。
【００２５】
図１で説明したように、紙幣等のシート状の基体１０は、相当な数のＲＦパウダー粒子（１１，１２，１３）を含有している。図４では、基体１０の厚みを誇張し拡大して示している。基体１０に含ませるときには、ＲＦパウダーを含んだ接着固定剤入りの水溶液(インキやペンキ等）を、スポイトなどによって基体１０にしみ込ませる。それにより、ＲＦパウダーを基体１０の表面に付着させたり、基体１０の内部にしみ込ませたりする。あるいは、基体１０を製造するときにＲＦパウダーを混入するようにしてもよい。例えば、基体１０が紙の場合は、紙をすくときに、ＲＦパウダーを混入する。
【００２６】
基体１０は、コンピュータ３１に接続されたリーダ・ライタ３２によって走査される。コンピュータ３１は、リーダ・ライタ３２を経由して、複数のＲＦパウダー粒子の各々に含まれる情報を読み込む。コンピュータ３１は、表示装置３１ａと本体３１ｂとキーボード３１ｃ等を備えている。
【００２７】
上記リーダ・ライタ３２は読込み端子３３（図６参照）を有し、この読込み端子３３によって２．４５ＧＨｚを含む特定の周波数帯域の高周波電磁波（ＲＦ）を利用してＲＦパウダー粒子１１〜１３から提供される情報を読み込む。複数のＲＦパウダー粒子の各々で使用されている周波数はそれぞれ異なり、前述のごとく１．９ＧＨｚ、２．０ＧＨｚ、２．４５ＧＨｚである。従って、リーダ・ライタ３２は、上記の特定の周波数帯域としては例えば１．５〜３．０ＧＨｚの周波数帯域の電磁波を適宜なタイミングで読み取るように構成されている。リーダ・ライタ３２は、読込み端子３３を介して基体１０における複数のＲＦパウダー粒子１１〜１３の各々から情報を読み込むため、基体１０の表面に沿って一定の方向に走査動作すると共に、送受信のために使用される周波数について特定の周波数帯域内で周波数を変化させる。
【００２８】
図５は、リーダ・ライタ３２の読込み端子３３から所定の周波数帯域に含まれる特定周波数の高周波電磁波Ｅを放射しているときの様子を模式的に示したものである。具体的に、リーダ・ライタ３２の読込み端子３３から出射される電磁波Ｅの周波数が２．４５ＧＨｚになったとき、ＲＦパウダー粒子１１がその電磁波Ｅに感応している状態を示す。このとき、他のＲＦパウダー粒子１２，１３は読込み端子３３から出射される２．４５ＧＨｚの周波数の電磁波に感応しない。ここでは、２．４５ＧＨｚ帯の波長は１５ｃｍくらいあるので、ＲＦパウダー粒子１１〜１３は１波長の中に含まれるために、電磁波の電磁界がアンテナと結合してエネルギーの伝達が起きる。これを遠くから見たとき、放射された電磁波の送受のようにみなして記述する。
【００２９】
図６は、ＲＦパウダー粒子１１の存在場所において、リーダ・ライタ３２から与えられる高周波電磁波（周波数２．４５ＧＨｚ）に基づき信号（情報）の送受を行う状態を示している。リーダ・ライタ３２の走査移動でその下面に設けられた読込み端子３３が走査動作を行い、ＲＦパウダー粒子１１の上方に位置したとする。この場合において、読込み端子３３は、異なるいくつかの周波数の高周波電磁波を放射し、ＲＦパウダー粒子１１が感応する２．４５ＧＨｚの電磁波が放射されたとき（図６中、矢印３４で示す）、ＲＦパウダー粒子１１は、その高周波電磁波を受信し、そのエネルギに基づいて集積回路１５を動作し、そのメモリ２８からの情報を取り出し（または書き込み）、高周波電磁波として放射する（図６中、矢印３５で示す）。ＲＦパウダー粒子１１が放射した電磁波は、リーダ・ライタ３２の読込み端子３３によって受信される。リーダ・ライタ３２の読込み端子３３は、ＲＦパウダー粒子１１から受信した情報をコンピュータ３１に対して送り、ＲＦパウダー粒子１１が存在する場所において、当該ＲＦパウダー粒子１１から提供される情報はコンピュータ３１のメモリに記憶される。
【００３０】
同様に、リーダ・ライタ３２が走査移動し、その読込み端子３３がＲＦパウダー粒子１２の上方に位置した場合において、読込み端子３３が放射する電磁波がＲＦパウダー粒子１２の感応する２．０ＧＨｚの周波数になったとき、ＲＦパウダー粒子１２は、その電磁波を受信し、集積回路１５が動作し、メモリ２８からの情報が読み出される（または書き込まれる）。さらに同様に、リーダ・ライタ３２が走査移動し、その読込み端子３３がＲＦパウダー粒子１３の上方に位置した場合において、読込み端子３３が放射する電磁波がＲＦパウダー粒子１３の感応する１．９ＧＨｚの周波数になったとき、ＲＦパウダー粒子１３は、その電磁波を受信し、集積回路１５が動作し、メモリ２８からの情報が読み出される（または書き込まれる）。
【００３１】
図４で示した基体１０の内部および表面の全体に渡ってリーダ・ライタ３２が走査を行うことにより、基体１０の走査領域の全域に存在するＲＦパウダー粒子１１〜１３の各々の位置情報および周波数情報、各々に書き込まれた各種の情報が、コンピュータ３１のメモリに記憶される。コンピュータ３１のメモリに記憶された情報は、必要に応じて、その表示装置３１ａに表示される。
【００３２】
上記のような方法で、例えば紙幣に上記ＲＦパウダー粒子１１〜１３を含ませて作ったり、公文書等の重要書類、免許証、保険証、その他の重要カード等にＲＦパウダー１１〜１３を含ませることにより、紙幣の偽造判別、重要書類の認証等にＲＦパウダー１１を利用することができる。またこのとき、１つの個別のＩＣタグチップとして用いるのではなく、複数または多数のＲＦパウダー粒子を集合的に利用するパウダー（粉状体）として用いるため、取り扱いが容易である。
【００３３】
またＲＦパウダー含有基体１０が紙幣である場合、当該紙幣１０は、表示装置３１ａに表示される情報に基づいて偽造かどうかを判別することができる。
【００３４】
ＲＦパウダー含有基体１０は、所定のＲＦパウダー製造工程によってそれぞれ別々に製造された大量のＲＦパウダー粒子１１，１２，１３を適宜な割合で配合してＲＦパウダーを作り、当該ＲＦパウダーを基体１０に含有させることにより作られる。基体１０へのＲＦパウダー粒子の含有の仕方としては、例えば、所要の数のＲＦパウダー粒子１１，１２，１３をそれぞれ含んだ３種類の接着剤入りの水溶液をスポイトなどにより紙幣等に書き込む。これにより、特定の箇所にＲＦパウダー粒子１１，１２，１３を付着させ、しみ込ませる。
【００３５】
またＲＦパウダー粒子１１，１２，１３の集積回路１５のメモリ２８に記憶される情報は、紙幣等に書き込む前に記憶させておいてもよいし、紙幣等にＲＦパウダー粒子１１，１２，１３を含ませてＲＦパウダー含有基体１０としての紙幣が作製された後、紙幣に含有されたＲＦパウダー粒子１１，１２，１３にリーダ・ライター３２により情報を記憶させるようにしてもよい。
【００３６】
なお本実施形態では、ＲＦパウダー含有基体として紙幣の例を説明したが、それ以外に、書類用の紙、名刺、クレジットカードのようなプラスチック製カードを用いてもよい。例えば、ＲＦパウダーを含ませて配置させた紙で、表面に何も描いてないものでも、その紙をリーダ・ライタで読み取ることにより、コンピュータの表示画面に、各ＲＦパウダー粒子の配置、各ＲＦパウダー粒子の感応する高周波電磁波の周波数、各ＲＦパウダー粒子のメモリに記憶された情報等に基づいて、画像を作成することが可能である。
【００３７】
また本実施形態では、ＲＦパウダー粒子１１，１２，１３の３種類のＲＦパウダー粒子を含ませた基体１０の例を説明したが、それに限定されず、基体に含ませるＲＦパウダー粒子の種類は３種類以上でも、以下でもよい。
【００３８】
さらに本実施形態では、意図的に複数の種類のＲＦパウダー粒子を基体に含有させるようにして説明したが、偶然にＲＦパウダーが感応する周波数について分布が生じてしまったＲＦパウダー粒子を基体に含ませるようにしたものでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係るＲＣパウダー含有基体は、偽造することを防止することができる紙幣やクレジットカードや書類等として利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るＲＦパウダー含有基体の実施形態を示す断面斜視図である。
【図２】本実施形態に係るＲＦパウダー含有基体中に含まれる１つのＲＦパウダー粒子の要部を断面にして示した立体図である。
【図３】本実施形態に係るＲＦパウダー含有基体のＲＦパウダー粒子に含まれる集積回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】本実施形態に係るＲＦパウダー含有基体の実際の使い方とその作用を説明する装置構成図である。
【図５】リーダ・ライタとＲＦパウダー含有基体との信号のやり取りを示す模式図である。
【図６】１つのＲＦパウダー粒子の存在場所でのリーダ・ライタとの高周波電磁波の送受関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０                基体（紙幣）
１１，１２，１３    ＲＦパウダー粒子
１４                基板
１５                集積回路（ＩＣ）
１６                絶縁層
１７                アンテナ素子
１８，１９          トランジスタ
３１                コンピュータ
３２                リーダ・ライタ
【図１】
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【図２】
2007128434.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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