説明

無線通信タグ用シート体の設計方法及び製造方法

【課題】導電性部材内を伝搬する電波は鋼管内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく。この状況下で、導電性部材の内壁面に貼り付けられたときに、導電性部材の各開口からデータの読み書きを容易に行う。
【解決手段】シート体3の上面にインレットが貼り付けられている。シート体3においては、一方向に延在した矩形平面をそれぞれ有する第1スペーサ層と、共振層であるアンテナ層と、粘着層と、第2スペーサ層と、反射層であるグランド層とが順に積層されている。シート体3の端部が、鋼管10の各開口から電波が伝搬可能な範囲内に配置されるように、シート体3の形状を設計する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線通信タグの通信状態を改善するために、無線通信タグに貼り付けられる無線通信タグ用シート体の設計方法及び製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
誘導電磁界又は電波によって、非接触でICタグのメモリ対してデータの読み書きを行うシステムとして、RFID(Radio Frequency IDentification)が知られている。ICタグは、情報を記憶するメモリとアンテナとを有している無線機器である。ICタグを商品に貼り付けることで、ICタグのメモリに記憶されたデータに基づいて商品管理を行うことができる。このICタグを導電材料(例えば、鉄)で形成された商品に貼り付けた場合、導電材料によって、ICタグのアンテナのインピーダンスが変化して低下し、無線通信を行うことができなくなることがある。そこで、ICタグを、通信周波数に共振する共振板と導電板(接地電位となる)とが積層されたパッチアンテナ(シート)に貼り付ける技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。これによると、導電板がシールド材として作用するため、パッチアンテナ上に貼り付けられたICタグが無線通信を行うことができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−135867号公報(図2)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば、両端に開口が形成された筒形状を有する鋼管の内部空間においては、内部径や電波の周波数によっては、電波は内部空間を進行するに伴って指数関数状に減衰する。このため、上記状況下で鋼管の内壁面にパッチアンテナと共にICタグを貼り付けたとしても、両端からICタグにまで電磁波を到達させることが難しい。特に、鋼管の内径が小さくなるに連れて電磁波が到達し難くなる。そこで、鋼管の延在方向に関する両側からICタグとの通信を可能にするため、従来の方法では両端の開口近傍それぞれにパッチアンテナと共にICタグを貼り付けることが考えられるが、ICタグに対するデータの書き込みを二度行う必要があり煩雑である。
【0005】
本発明の目的は、複数の開口を有する導電性部材の内壁面に貼り付けられたときに、各開口からデータの読み書きを容易に行うことができる無線通信タグ用シート体の設計方法及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の無線通信タグ用シート体の設計方法は、シート状の無線通信タグに係る無線通信に用いられ、電波を検出して共振する導電性の第1層、及び、前記第1層と絶縁されている導電性の第2層が積層された無線通信タグ用シート体の設計方法である。導電性部材に形成された複数の開口を有する内部空間では、導電性部材内を伝搬する電波は、導電性部材内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく状況下で、導電性部材の内壁面に貼り付けられたとき、前記第1層及び前記第2層の一部を導電性部材内の各開口から電波が伝送可能な範囲内に配置することができるように、前記第1層及び前記第2層の形状を決定する工程を備えている。
【0007】
本発明の無線通信タグ用シート体の製造方法は、シート状の無線通信タグに係る無線通信に用いられ、電波を検出して共振する導電性の第1層、及び、前記第1層と絶縁されている導電性の第2層が積層された無線通信タグ用シート体の製造方法である。導電性部材に形成された開口を有する内部空間では、導電性部材内を伝搬する電波は、導電性部材内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく状況下で、導電性部材の内壁面に貼り付けられたとき、前記第1層及び前記第2層の一部を導電性部材内の各開口から電波が伝送可能な範囲内に配置することができるように、前記第1層及び前記第2層の形状を決定する工程を備えている。
【発明の効果】
【0008】
本発明によると、導電性部材に形成された開口を有する内部空間で、導電性部材内を伝搬する電波は、導電性部材の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく。この状況下で導電性部材の内壁面に無線通信タグ用シート体を貼り付けるとき、導電性部材内の各開口から電波が伝送可能な範囲内に設置すると導電性部材の各開口から、導電性部材に貼り付けられた1つの無線通信タグに対してデータの読み書きを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の一実施形態に関するシート体を含むタグの外観図である。
【図2】図1に示すタグの使用状態図である。
【図3】図1に示すIII-III線に関するタグの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0011】
図1及び図2に示すように、タグ1は、RFIDシステムのトランスポンダであり、リーダ50とのUHF帯の無線通信により内部に記憶されるデータの読み書きが可能となっている。タグ1は、両端に開口が形成された円筒形状を有する鋼管10の内部空間の内壁面に貼り付けられる。これにより、鋼管10の情報管理を行うことができる。また、タグ1は、無線通信タグ本体であるインレット2と、インレット2が貼り付けられたシート体3とを含んでいる。
【0012】
インレット2は、フィルム基材21と、IC22と、アンテナ23とを有するフィルム状の汎用ICタグ製品であり、シート体3に対して着脱自在となっている。アンテナ23は、ダイポールアンテナである。なお、アンテナ23は、指向性の強いアンテナであってもよい。インレット2がリーダ50と無線通信を行うことによって、IC22内のメモリに対してデータの読み書きが行われる。
【0013】
図3に示すように、シート体3は、表面に貼り付けられたインレット2の通信環境を改善するものである。インレット2近傍に金属などの導電性材料が存在すると、インレット2のインピーダンスが著しく低下し、無線通信を行うことが困難となる。インレット2をシート体3に貼り付けることによって、このような導電性材料の無線通信に対する悪影響を低減することができる。
【0014】
シート体3は、一方向に延在した矩形平面をそれぞれ有する第1スペーサ31と、アンテナ層32と、粘着層33と、第2スペーサ34と、グランド層35とが順に積層された積層体である。第1スペーサ31は、絶縁体であるPET(Polyethylene Terephthalate)で形成されており、その上面が、インレット2が貼り付けられる貼り付け面となっている。アンテナ層32及びグランド層35は、アルミで形成されている。粘着層33は、アクリル性の粘着材であり、アンテナ層と第2スペーサ34とを互いに固定している。第2スペーサ34は、絶縁体である発泡PE(Polyethylene)で形成されている。
【0015】
シート体3の中央には、第1スペーサ31、アンテナ層32及び粘着層33を積層方向に沿って貫通するように形成された矩形の不連続領域(欠落部)である凹部3aが形成されている。インレット2は、凹部3aを封止するように、シート体3の上面に貼り付けられている。第1スペーサ31によって、インレット2とアンテナ層32とが絶縁されている。
【0016】
シート体3の延在方向の長さが、貼り付け対象である鋼管10の延在方向に関する長さL0より短く、鋼管内を伝搬する電波は鋼管内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく。この状況下で、鋼管10の延在方向から電波が伝搬可能な範囲内に、シート体3が設計及び形成されている。
【0017】
上述したように、第1スペーサ31によってアンテナ層32がインレット2から絶縁されている。そして、インレット2とリーダ50との無線通信に用いられる電磁波の電界に対してアンテナ層32が共振するように、第1スペーサ31の厚みと、凹部3aの形状とが決定されている。つまり、アンテナ層32が共振層となっている。シート体3に係るインレット2の反対側の面が鋼管10などの金属部材側に配置されたとき、グランド層35が、金属部材による無線通信に係る電磁波に対する影響力を遮断するシールド、つまり、反射層として機能する。これにより、タグ1が金属部材上に貼り付けられた場合でも、インレット2とリーダ50との間で無線通信が可能となる。このように、インレット2をシート体3の貼り付け面に貼り付けられることによって、互いに絶縁されているアンテナ層32とグランド層35とがインレット2のパッチアンテナ4として機能する。
【0018】
本実施形態においては、鋼管内を伝搬する電波が進行方向に減衰していく時シート体3の延在方向の両端が、鋼管10の各開口から電波が伝搬可能な範囲内に配置されるように、タグ1が鋼管10の内壁面に貼り付けられる。これにより、1つのタグ1が鋼管10内に配置されている場合であっても、鋼管10の両端開口近傍に配置されたパッチアンテナ4の一部を介してインレット2とリーダ50との間で無線通信が可能となる。
【0019】
以上説明した本実施形態によると、鋼管内を伝搬する電波が進行方向に減衰していく時、シート体3の延在方向の両端が、鋼管10の各開口から電波が伝搬可能な範囲内に配置されることで、鋼管10の各開口から、1つのタグ1に対してデータの読み書きを容易に行うことができる。
【0020】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態では、シート体3の延在方向の両端が、鋼管10の各開口から露出しない構成であるが、シート体の延在方向の両端の少なくともいずれか一方が、鋼管10の開口から露出するように、シート体の延在方向の長さがより長くなるように、シート体3を設計及び製造してもよい。
【0021】
また、上述の実施形態では、鋼管10の内部空間の形状に合わせて、シート体3が一方向に延在するように設計及び形成される構成であるが、シート体の端部が、鋼管の開口から内側に向かってマージンL1までの範囲内に位置するように、シート体を配置することが可能であれば、シート体の形状は、鋼管の内部空間の形状に合わせて設計及び形成することが好ましい。例えば、鋼管がU字状に湾曲している場合は、シート体も鋼管の形状に合わせてU字状に湾曲していることが好ましい。
【0022】
加えて、上述の実施形態では、第1スペーサ31が絶縁体であるPETで形成される構成であるが、第1スペーサ31がPET以外の絶縁体で形成されていてもよい。また、アンテナ層32及びグランド層35がアルミで形成される構成であるが、アンテナ層32及びグランド層35の少なくともいずれかがアルミ以外の導電性部材で形成されていてもよい。さらに、第2スペーサ34が発泡PEで形成される構成であるが、発泡PE以外の絶縁体で形成されていてもよい。
【0023】
また、上述の実施形態においては、シート体3が上面に開口を有する矩形状の凹部3aが形成される構成であるが、このような不連続領域の形状は任意のものであってよい。例えば、不連続領域が楕円形状を有していてもよい。さらには、アンテナ層32がインレット2とリーダ50との無線通信に用いられる電磁波の電界に対して共振するのであれば、シート体3に凹部3aが形成されない構成であってもよい。
【0024】
また、上述の実施形態においては、インレット2とリーダ50とがUHF帯で無線通信を行う構成であるが、インレット2とリーダ50とが他の帯域で無線通信を行う構成であってもよい。
【0025】
さらに、上述の実施形態では、円筒形状を有する鋼管10内に貼り付けられるタグ1のシート体に本発明を適用した例について説明したが、鉄以外の導電性材料で形成された管内に貼り付けられるタグのシート体に本発明を適用してもよい。なお、これら管は、円筒形状に限られるものではなく、矩形など円形以外の断面形状を有していてもよい。
【符号の説明】
【0026】
1 タグ
2 インレット
3 シート体
3a 凹部
10 鋼管
21 フィルム基材
23 アンテナ
31 第1スペーサ
32 アンテナ層
33 粘着層
34 第2スペーサ
35 グランド層
50 リーダ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シート状の無線通信タグに係る無線通信に用いられ、電波を検出して共振する導電性の第1層、及び、前記第1層と絶縁されている導電性の第2層が積層された無線通信タグ用シート体の設計方法であって、導電性部材に形成された複数の開口を有する内部空間では、導電性部材内を伝搬する電波は、導電性部材内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく状況下で、導電性部材の内壁面に貼り付けられたとき、前記第1層及び前記第2層の一部を導電性部材内の各開口から電波が伝送可能な範囲内に配置することができるように、前記第1層及び前記第2層の形状を決定する工程を備えていることを特徴とする無線通信タグ用シート体の設計方法。
【請求項2】
シート状の無線通信タグに係る無線通信に用いられ、電波を検出して共振する導電性の第1層、及び、前記第1層と絶縁されている導電性の第2層が積層された無線通信タグ用シート体の製造方法であって、導電性部材に形成された開口を有する内部空間では、導電性部材内を伝搬する電波は、導電性部材内の内径、周波数によっては進行方向に減衰していく状況下で、導電性部材の内壁面に貼り付けられたとき、前記第1層及び前記第2層の一部を導電性部材内の各開口から電波が伝送可能な範囲内に配置することができるように、前記第1層及び前記第2層の形状を決定する工程を備えていることを特徴とする無線通信タグ用シート体の製造方法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−114581(P2012−114581A)
【公開日】平成24年6月14日(2012.6.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−260295(P2010−260295)
【出願日】平成22年11月22日(2010.11.22)
【出願人】(000111085)ニッタ株式会社 (588)
【Fターム(参考)】