(57)【要約】      （修正有）【課題】ＲＦＩＤタグとそれを用いた管理システムに関し、ＲＦＩＤタグの交信距離を伸ばすことにより汎用性を高める。【解決手段】ＲＦＩＤタグの基板に複数のアンテナ素子３０ａ、３０ｂを設けるとともに、これら複数のアンテナ素子３０ａ、３０ｂを電気的に直列、または並列に接続し、このアンテナ素子３０ａ、３０ｂ群に、制御素子を電気的に接続する。個々のアンテナ素子で受信できる電波が微弱でもそれらを集合させることでＲＦＩＤタグとしての起動電力が高まり交信距離が伸びるので、ＲＦＩＤタグを活用できる分野が広がる。【選択図】図５
2009193114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に設けた複数のアンテナ素子を、電気的に直列、または並列に接続し、このアンテナ素子群に、制御素子を電気的に接続したＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
基板の一方側に第一のアンテナ素子を配置し、前記基板の他方に第二のアンテナ素子を配置し、前記第一のアンテナ素子から制御素子までの第一の給電路と、前記第二のアンテナ素子から制御素子までの第二の給電路との、少なくとも一方に位相調整線路を介在させた請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
第一のアンテナ素子、第二のアンテナ素子は、それぞれ複数個のアンテナ素子群により構成した請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
制御素子は、個別識別情報の記憶部を有する請求項１〜３のいずれか一つに記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載のＲＦＩＤタグと、このＲＦＩＤタグと交信する制御器とを有する管理システムであって、前記ＲＦＩＤタグは、柱上トランスに配置した管理システム。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一つに記載のＲＦＩＤタグと、このＲＦＩＤタグと交信する制御器とを有する管理システムであって、前記ＲＦＩＤタグは、車両に配置した管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産管理、物流管理、物品管理などに用いられるＲＦＩＤタグと、それを用いた管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤタグは、個別識別情報を記憶することが出来る制御素子を有するので、このＲＦＩＤタグを管理物品に取り付け、ＲＦＩＤタグと制御器との間で交信させれば、前記管理物品の生産管理、物流管理、物品管理などを行うことが出来る。
【０００３】
すなわち、ＲＦＩＤタグを管理物品に取り付けておけば、制御器とＲＦＩＤタグとの交信により、個々の管理物品の所在を非接触で確認することが出来るので、管理物品の管理が大幅に効率化されるものである（なお、これに類似する先行文献としては、たとえば下記特許文献１がある。）。
【特許文献１】特表２００２−５３６７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来例における課題は、ＲＦＩＤタグを用いた管理システムの汎用性が低いということであった。
【０００５】
すなわち、ＲＦＩＤタグ自身は、電源を有さず、制御器のアンテナから供給される電波を受信後、整流して起動電源とするものであるので、このＲＦＩＤタグは制御器からの電波が到達する近距離までしか離すことが出来ない。
【０００６】
また、ＲＦＩＤタグの電源は上述のごとく、電波を受信後、整流して得られるものであるので、起動電力は低いものにしかできず、よってこのＲＦＩＤタグから制御器へ微弱電波しか返信できないので、この点からもＲＦＩＤタグと制御器を近距離までしか離すことが出来ない。
【０００７】
以上の点をさらに具体例をあげて説明すると、例えば柱上トランスのメンテナンス管理を行うのに、ＲＦＩＤタグを活用しょうとした場合、ＲＦＩＤタグは当然前記柱上トランスに取り付けられ、またこのＲＦＩＤタグと交信する制御器は、管理者が持ち運びやすくするため、ハンディタイプとなる。
【０００８】
この場合、管理者は、地上から柱上トランスに向けて電波を送信することになるが、あまりにも距離が遠く、結局ＲＦＩＤタグでは、起動電圧がえられず、結論としてこのようなシステムにはＲＦＩＤタグを活用することができず、このような理由により、汎用性の低いものとなっているのが現状である。
【０００９】
そこで本発明は、ＲＦＩＤタグの汎用性を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そしてこの目的を達成するために本発明は、基板に設けた複数のアンテナ素子を、電気的に直列、または並列に接続し、このアンテナ素子群に、制御素子を電気的に接続し、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のごとく本発明は、基板に設けた複数のアンテナ素子を、電気的に直列、または並列に接続し、このアンテナ素子群に、制御素子を電気的に接続したものであるので、ＲＦＩＤタグの汎用性を高めることが出来る。
【００１２】
すなわち、複数のアンテナ素子を、電気的に直列、または並列に接続し、このアンテナ素子群に、制御素子を電気的に接続すれば、個々のアンテナ素子で受信できる電波が微弱でも、それらを集合させることで、ＲＦＩＤタグとしての起動電力を高めることが出来る。
【００１３】
このため、このＲＦＩＤタグを制御器から離しても、制御器との交信が可能となり、これによりＲＦＩＤタグの汎用性が高まるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。
【００１５】
図１において、１は例えば管理物品の一例として用いた柱上トランスで、この柱上トランス１は図１に示すごとく電柱２の上方に取り付けられている。
【００１６】
柱上トランス１は、例えば変電所（図示せず）からの６６００Ｖを配線３から受け、家庭用の２００Ｖに変換した後、配線４を介して家庭（図示せず）などに供給するものである。
【００１７】
またこの柱上トランス１は、上記電柱２上への設置後のメンテナンスを行うため、その外周面にＲＦＩＤタグ５を取り付けている。
【００１８】
このＲＦＩＤタグ５は柱上トランス１のメンテナンスを行うために、それを取り付けた柱上トランス１毎の個別情報（例えば製造日、製造番号等）を記憶しており、その個別情報は制御器６との交信により読み取られる。
【００１９】
制御器６は携帯電話タイプのもので、その内部にはリーダーライタ７が、ＲＦＩＤタグ５との交信部として収納されており、これら制御器６のリーダーライタ７と、ＲＦＩＤタグ５の電気的な構成は、図２に示すようになっている。
【００２０】
制御器６は、上述のごとく、そのリーダーライタ７を介してＲＦＩＤタグ５と交信し、ＲＦＩＤタグ５の内部に設けた記憶部８に記憶された個別識別情報を上記リーダーライタ７で読み取り、管理するようになっている。
【００２１】
すなわち、制御器６からの指示によりリーダーライタ７の制御部８からＲＦＩＤタグ５に例えば「製造日はいつか？」と言う問い合わせが行われる。
【００２２】
この問い合わせ信号は、変調回路９により、９５３ＭＨｚの搬送波を変調し、送信回路１０、アンテナ１１を介してＲＦＩＤタグ５に向け、出力される。
【００２３】
ＲＦＩＤタグ５は、そのアンテナ部１２で問い合わせ信号を受信し、ダイオード１３とコンデンサ１４で搬送波からＤＣ電圧を発生させ、この発生ＤＣ電圧により、制御回路１５、復調回路１６、変調回路１７、上記記憶部８を起動する。
【００２４】
すると、制御回路１５からの指示で復調回路１６は、受信信号から上記「製造日はいつか？」と言う問い合わせを復調する。
【００２５】
また、制御回路１５は、上記復調回路１６への指示と同時に、記憶部８に対して、記憶している個別識別情報を聞き出している。
【００２６】
記憶部８に記憶された個別識別情報が「２０００年３月３日」であった場合、この制御回路１５は、その問い合わせに対して、「製造日が２０００年３月３日」であることを、変調回路１７を介してスイッチ１８のＯＮ、ＯＦＦを行うことで答える。
【００２７】
つまり、スイッチ１８がＯＮすれば、アンテナ部１２のａ点と、グランド部１９のｂ点とが短絡され、またスイッチ１８がＯＦＦされればアンテナ部１２のａ点と、グランド部１９のｂ点とが開放され、このＯＮ、ＯＦＦの繰り返しパターンにより、結論としてアンテナ部１２からリーダーライタ７のアンテナ２０に「製造日が２０００年３月３日」であることが返信される。
【００２８】
この状態になると、リーダーライタ７では、受信回路２１を介して返信信号が復調回路２２に伝達され、復調した信号により制御部８は「製造日が２０００年３月３日」であることを確認し、制御器６へと報告することになる。
【００２９】
なお、制御器６は上述のごとく携帯電話タイプのものであるから、電話回線を利用し、事務所にそのデータを転送することも出来る。
【００３０】
なお、この図２において２３は電源回路、２４はクロック回路、２５はマッチング用のコンデンサを示している。
【００３１】
さて以上のようなＲＦＩＤタグ５は、図３〜図８のような構成となっている。
【００３２】
先ずは図３、図４に示すように、本実施形態のＲＦＩＤタグ５は、金属製の裏板２６と、絶縁物製の基板２７と、合成樹脂製のカバー２８とを図３のごとく重ねて構成され、裏板２６とカバー２８間に、基板２７が耐候性をもって収納されている。
【００３３】
基板２７は絶縁物、具体的には誘電体基板により構成され、その裏面は全面的にグランド面２９となっており、また表面側には、複数のアンテナ素子３０が配置されている。
【００３４】
以下、基板２７表面の構成を、そこに設けられた複数のアンテナ素子３０を中心に説明する。
【００３５】
先ず、基板２７は図４に示すごとく長方形状のものであり、この図４における表面の上辺側と下辺側にそれぞれ複数のアンテナ素子３０が設けられている。説明の便宜上、図５、図６においては、図４の基板２７上辺側のアンテナ素子を３０ａ、下辺側のアンテナ素子を３０ｂとする。
【００３６】
図４、図５からも理解されるように、図４における基板２７の上辺側と下辺側にそれぞれ８個のアンテナ素子３０ａ、３０ｂがこれらの上辺と、下辺に沿って所定間隔を置いて複数配置されている。
【００３７】
そして、この図５に示すように、これら基板２７の上辺側においてそれぞれ２個ずつのアンテナ素子３０ａ同士が信号線路３１ａにより接続され、次に２個のアンテナ素子３０ａ同士のペアが今度は４個に、最終的には８個全てが信号線路３１ａにより並列に接続されている。
【００３８】
また、これら基板２７の下辺側においてそれぞれ２個ずつのアンテナ素子３０ｂ同士が信号線路３１ｂにより接続され、次に２個のアンテナ素子３０ｂ同士のペアが今度は４個に、最終的には８個全てが信号線路３１ｂにより並列に接続されている。
【００３９】
また各アンテナ素子３０ａ、３０ｂは図６に示すように、上辺、下辺に沿う方向の長さを略λ/２とし、その中央部（λ/４）付近の所望のインピーダンスを有するポイントに信号線路３１ａ、３１ｂがインピーダンス調整エリアＡ、およびインピーダンス調整スリットＢを介し接続されている。すなわち信号線路３１ａ、３１ｂの線路インピーダンスと各アンテナ素子３０ａ、３０ｂのアンテナインピーダンスとが、インピーダンス整合の取れるように工夫している。これにより、各アンテナ素子３０ａ、３０ｂにて受信した高周波電力を、効率よく信号線路３１ａ、３１ｂを介して、制御素子３２に供給する事ができる。
【００４０】
但し、８個のアンテナ素子３０ａ群と８個のアンテナ素子３０ｂ群は、基板２７の上辺側と下辺側において反対向けとしているので、これら８個のアンテナ素子３０ａ群と８個のアンテナ素子３０ｂ群からの電圧の位相をあわせるために上記信号線路３１ａは信号線路３１ｂよりも長くして、その位相調整を行っている。
【００４１】
そしてこのようにして集合された１６個のアンテナ素子３０ａ、３０ｂからの電圧、および信号は図７のごとく図２のａ点に対応する部分に集められる。
【００４２】
またこの図７のａ点は、図２のａ点に対応しており、さらに図７のｂ点は、図２のｂ点に対応している。そして、この図７のａ点とｂ点に、図８のごとく、図２にも示した制御素子３２が電気的に接続されるようになっているのである。
【００４３】
なお、図７においてｃ、ｄは、制御素子３２実装時の安定化を図るためのダミー電極である。
【００４４】
また、ｂ点と図２のグランド部１９は、図７に示す基板２７のスルホール３３によって接続されている。
【００４５】
以上のごとく本実施形態では、複数のアンテナ素子３０ａ、３０ｂによって制御器６からの電波を受信するようにしているので、個々のアンテナ素子３０ａ、３０ｂで受信できる電波が微弱でも、それらを集合させることで、ＲＦＩＤタグ５としての起動電力を高めることが出来る。
【００４６】
このため、ＲＦＩＤタグ５を柱上トランス１に配置し、それにより制御器６との距離が遠くなっても、本実施形態によれば制御器６と柱上トランス１のＲＦＩＤタグ５との交信が可能となり、したがってＲＦＩＤタグ５による柱上トランス１の管理が可能となる。
【００４７】
つまり本実施形態によれば、柱上トランス１をＲＦＩＤタグ５を用いて管理することもでき、ＲＦＩＤタグ５の汎用性が高まるものとなる。
【００４８】
なお、本実施形態ではアンテナ素子３０ａ、３０ｂを並列接続したが、これらを直列接続しても良い。
【００４９】
図９、図１０は車両にＲＦＩＤタグ５を取り付けた実施形態を示している。
【００５０】
具体的には、図９に示すものは、トラック３４が搬送する着脱自在のコンテナ３５にＲＦＩＤタグ５を取り付け、例えば道路上に配置したアンテナ３６（図２のアンテナ１１に対応）からの電波により電力供給と質問を行い、ＲＦＩＤタグ５からの回答はアンテナ３７（図２のアンテナ２０に対応）で受信するようにしたものである。
【００５１】
本実施形態のＲＦＩＤタグ５は、上述のごとくアンテナ素子３０ａ、３０ｂによって制御器６からの電波を受信するようにしているので、個々のアンテナ素子３０ａ、３０ｂで受信できる電波が微弱でも、それらを集合させることで、ＲＦＩＤタグ５としての起動電力を高めることが出来る。
【００５２】
このため、本実施形態のごとく、ＲＦＩＤタグ５をトラック３４のコンテナ３５に配置した場合でも、安全上の理由から、道路上においてコンテナ３５とは十分な距離をおいて配置されたアンテナ３６、３７との交信が可能となり、これによりＲＦＩＤタグ５を用いたコンテナ３５管理が可能となるのである。
【００５３】
次に、図１０に示すものは、自動車３８のナンバープレート３９にＲＦＩＤタグ５を取り付け、例えば道路上に配置したアンテナ３６（図２のアンテナ１１に対応）からの電波により電力供給と質問を行い、ＲＦＩＤタグ５からの回答はアンテナ３７（図２のアンテナ２０に対応）で受信するようにしたものである。
【００５４】
本実施形態のＲＦＩＤタグ５は、上述のごとくアンテナ素子３０ａ、３０ｂによって制御器６からの電波を受信するようにしているので、個々のアンテナ素子３０ａ、３０ｂで受信できる電波が微弱でも、それらを集合させることで、ＲＦＩＤタグ５としての起動電力を高めることが出来る。
【００５５】
このため、本実施形態のごとく、ＲＦＩＤタグ５を自動車３８のナンバープレート３９に配置した場合でも、安全上の理由から、道路上においてコンテナ３５とは十分な距離をおいて配置されたアンテナ３６、３７との交信が可能となり、これによりＲＦＩＤタグ５を用いた自動車３８の管理が可能となるのである。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
以上のごとく本発明は、基板に設けた複数のアンテナ素子を、電気的に直列、または並列に接続し、このアンテナ素子群に、制御素子を電気的に接続したものであるので、ＲＦＩＤタグの汎用性を高めることが出来る。
【００５７】
すなわち、複数のアンテナ素子を、電気的に直列、または並列に接続し、このアンテナ素子群に、制御素子を電気的に接続すれば、個々のアンテナ素子で受信できる電波が微弱でも、それらを集合させることで、ＲＦＩＤタグとしての起動電力を高めることが出来る。
【００５８】
このため、このＲＦＩＤタグを制御器から離しても、制御器との交信が可能となり、これによりＲＦＩＤタグの汎用性が高まるものとなる。
【００５９】
したがって、生産管理、物流管理、物品管理などの管理システムに広く活用が期待されるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態を示す斜視図
【図２】同電気的ブロック図
【図３】同ＲＦＩＤタグの一部切欠き斜視図
【図４】同ＲＦＩＤタグの分解斜視図
【図５】同ＲＦＩＤタグのアンテナ素子を示す正面図
【図６】同ＲＦＩＤタグのアンテナ素子を示す拡大正面図
【図７】同ＲＦＩＤタグのアンテナ素子を示す拡大斜視図
【図８】同ＲＦＩＤタグのアンテナ素子を示す拡大斜視図
【図９】本発明の他の実施形態を示す正面図
【図１０】本発明のさらに他の実施形態を示す斜視図
【符号の説明】
【００６１】
１    柱上トランス
２    電柱
３    配線
４    配線
５    ＲＦＩＤタグ
６    制御器
７    リーダーライタ
８    記憶部
９    変調回路
１０    送信回路
１１    アンテナ
１２    アンテナ部１２
１３    ダイオード
１４    コンデンサ
１５    制御回路
１６    復調回路
１７    変調回路
１８    スイッチ
１９    アース部
２０    アンテナ
２１    受信回路
２２    復調回路
２３    電源回路
２４    クロック回路
２５    コンデンサ
２６    裏板
２７    基板
２８    カバー
２９    グランド面
３０    アンテナ素子
３０ａ    アンテナ素子
３０ｂ    アンテナ素子
３１ａ    信号線路
３１ｂ    信号線路
３２    制御素子
３３    スルホール
３４    トラック
３５    コンテナ
３６    アンテナ
３７    アンテナ
３８    自動車
３９    ナンバープレート
【図１】
2009193114.tif 000003
【図２】
2009193114.tif 000004
【図３】
2009193114.tif 000005
【図４】
2009193114.tif 000006
【図５】
2009193114.tif 000007
【図６】
2009193114.tif 000008
【図７】
2009193114.tif 000009
【図８】
2009193114.tif 000010
【図９】
2009193114.tif 000011
【図１０】
2009193114.tif 000012