無線通信用タグ、及びアンテナモジュール
【課題】本発明は、管理領域外においては通信を禁止できる無線通信用タグを提供することを目的とする。
【解決手段】無線通信用タグ１が、半導体チップ１０１を有するタグ１１と、アンテナ部２０１を有するアンテナモジュール１２とを、別体として備える。そして、タグ１１とアンテナモジュール１２とを接続する際に、タグ１１の受電部１０２ａ，１０２ｂに、アンテナモジュール１２の給電部２０２ａ，２０２ｂが電気的に接続されることで、無線通信用タグ１が、外部のリーダ・ライタと通信可能な構成となる。
【解決手段】無線通信用タグ１が、半導体チップ１０１を有するタグ１１と、アンテナ部２０１を有するアンテナモジュール１２とを、別体として備える。そして、タグ１１とアンテナモジュール１２とを接続する際に、タグ１１の受電部１０２ａ，１０２ｂに、アンテナモジュール１２の給電部２０２ａ，２０２ｂが電気的に接続されることで、無線通信用タグ１が、外部のリーダ・ライタと通信可能な構成となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触無線通信用リーダから発信される無線信号を受信することで電力が供給されて当該リーダと無線通信を行う無線通信用タグ及びそのアンテナモジュールに関するものであって、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システムで利用される無線通信用タグ及びそのアンテナモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信技術及び半導体産業の発達により、入退室管理や、交通機関や遊技場での利用者管理や、物流管理等の様々な分野において、非接触通信を行う無線通信用タグが使用されている。そして、ＲＦＩＤシステムで使用されている無線通信用タグは、マイクロ波帯の２．４５ＧＨｚ、ＵＨＦ帯の９５０ＭＨｚ帯、あるいは電磁誘導方式で使用されるＨＦ帯の１３．５６ＭＨｚ等のように、広い周波数帯域を利用している。このような非接触通信を行う無線通信用タグは、樹脂シート等の誘電体基板上に積層された導体薄膜によるアンテナパターンと半導体チップとで構成されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２に開示されている無線通信用タグ（ＲＦＩＤタグ）は、導体薄膜によるアンテナパターン上に、半導体チップが搭載されて、半導体チップとアンテナパターンとが電気的に接続される。又、アンテナパターンは、半導体チップが搭載される部分に切欠が設けられており、このアンテナパターンの切欠を跨ぐように、半導体チップが搭載される。即ち、半導体チップに設けられた２つの端子がそれぞれ、アンテナパターンにおける切欠両側の端部それぞれに接続される。尚、このアンテナパターンにおける切欠両側の端部は、特許文献１における給電部、特許文献２におけるストラップが配置される部分に相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４０２６０８０号公報
【特許文献２】特開２００９−２６０７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の無線通信用タグは、特許文献１及び特許文献２に開示されているＲＦＩＤタグに代表されるように、インレイ又はインレットと呼ばれるアンテナパターンに、通信動作を行う半導体チップが搭載されることで、構成されている。このように構成された無線通信用タグは、リーダ・ライタから放射される電波をそのアンテナパターンで受信し、このアンテナパターンで受信した電波により発生した電力に基づいて、半導体チップが通信動作を行う。換言すれば、従来の無線通信用タグは、リーダ・ライタから放射される電波に基づく電力が半導体チップの動作電力よりも大きければ、半導体チップによる通信動作が可能となる。
【０００６】
即ち、管理対象となる物品に無線通信用タグを取り付けている場合、その物品の管理領域外においても、無線通信用タグと通信可能なリーダ・ライタが設置されていれば、無線通信用タグと通信が可能となる。よって、その物品の管理領域外においても、物品に取り付けられた無線通信用タグに記憶された内容が読み取られる、又は、その内容が書き換えられる恐れがある。特に、無線通信用タグに個人情報と連結された個別情報を記憶させる場合、管理領域外で記憶内容の読み出しや書き換えは、個人情報の漏洩だけでなく、管理領域内でのシステムの誤作動を招く恐れがある。
【０００７】
このような問題に鑑みて、本発明は、管理領域外においては通信を禁止できる無線通信用タグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の無線通信用タグは、外部の通信装置との通信動作を行う半導体チップを有する無線通信用タグにおいて、前記半導体チップが搭載されるとともに、該半導体チップと電気的に接続された受電部を有するタグと、前記通信装置からの電波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部と電気的に接続された給電部と、を有するとともに、前記タグと着脱可能な構成を備えたアンテナモジュールと、を備え、前記タグが前記アンテナモジュールと接続されたときに、前記受電部と前記給電部とが電気的に接続することにより、前記通信装置と通信可能な状態となることを特徴とする。
【０００９】
このような無線通信用タグにおいて、前記タグと前記アンテナモジュールとの接続を保持する接続部材を有するものとしてもよい。このとき、前記タグと前記アンテナモジュールとの接続を保持する接続部材を有するものとし、更に、前記受電部及び前記給電部のそれぞれが、前記接続部材を具備しているものとしてもよい。又、前記アンテナモジュールのみが前記接続部材を備えるものとしてもよい。
【００１０】
上述の無線通信用タグにおいて、前記アンテナモジュールと前記タグとが接続する際、前記受電部に前記給電部が重なる位置で前記アンテナモジュールが前記タグを挟持して、前記受電部と前記給電部とを電気的に接続させるものとしてもよい。
【００１１】
又、前記アンテナモジュールが、指向性の異なる複数のアンテナ部を有するものとしてもよい。このとき、更に、前記アンテナモジュールと前記タグとが接続する際、複数の前記アンテナ部により前記タグが挟まれた状態となるものとしてもよい。
【００１２】
又、本発明のアンテナモジュールは、上述のいずれかに記載の無線通信用タグにおける、アンテナモジュールであって、外部の通信装置からの電波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部と電気的に接続した給電部と、を備え、前記通信装置との通信動作を行う前記半導体チップを備えた前記タグと接続したとき、前記給電部が前記タグに設けられた前記受電部と電気的に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、アンテナモジュールとタグとを別体とし、タグにアンテナモジュールを接続したときに外部との通信が可能な構成であるため、アンテナモジュールのない管理領域外では、物品に取り付けられたタグを通信不可能とできる。そのため、物品が管理領域外にある場合に、タグに記憶された情報が読み取られることを防ぐことができ、個人情報の漏洩を防止できる。又、管理領域外でタグに記憶される情報の書き換えを防ぐこともできるため、管理領域内での物品管理システムの誤作動などを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】は、本発明の無線通信用タグの基本構成を示す概略図である。
【図２】は、図１に示す無線通信用タグの内部構成を示すブロック図である。
【図３】は、本発明の第１の実施形態の無線通信用タグの概略構成を示す図である。
【図４】は、本発明の第２の実施形態の無線通信用タグの概略構成を示す図である。
【図５】は、本発明の第３の実施形態の無線通信用タグの概略構成を示す図である。
【図６】は、図５の無線通信用タグにおけるタグとアンテナモジュールとを接続する際の状態を示す図である。
【図７】は、図５の無線通信用タグにおけるタグとアンテナモジュールとを接続する際の状態を示す図である。
【図８】は、本発明の第４の実施形態の無線通信用タグの概略構成を示す図である。
【図９】は、図８の無線通信用タグにおけるタグの受電部の構成を示す表面図である。
【図１０】は、図８の無線通信用タグにおけるタグの受電部の構成を示す裏面図である。
【図１１】は、図８の無線通信用タグにおけるタグとアンテナモジュールとを接続したときの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜基本構成＞
本発明の無線通信用タグの基本構成について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の無線通信用タグの外観を示す概略図である。図２は、図１に示す無線通信用タグの構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明の無線通信用タグ１は、物品に取り付けられるタグ１１と、タグ１１と別体のアンテナモジュール１２とによって構成され、タグ１１とアンテナモジュール１２とが電気的に接続されることで、外部のリーダ・ライタと無線通信可能な構成となる。タグ１１は、リーダ・ライタとの無線通信を行う半導体チップ１０１と、半導体チップ１０１に設けられた端子１０３ａ，１０３ｂ（図２参照）それぞれと電気的に接続された受電部１０２ａ，１０２ｂと、を備える。又、アンテナモジュール２は、リーダ・ライタから放射される電波に励振するアンテナ部２０１と、タグ１０１の受電部１０２ａ，１０２ｂと接触させて電気的に接続される給電部２０２ａ，２０２ｂと、を備える。
【００１７】
更に、タグ１１に搭載される半導体チップ１０１は、図２に示すように、受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれと接続される端子１０３ａ，１０３ｂと、端子１０３ａ，１０３ｂに供給された電気信号を整流して電力供給を行う電力供給部１０４と、電力供給部１０４から電力が供給されて動作する変復調部１０５と、半導体チップ１０１の動作を制御する制御部１０６と、半導体チップ１０１固有の識別情報を記憶するメモリ部１０７と、を備える。このように構成された無線通信用タグ１は、図２の破線で示すように、タグ１１の受電部１０２ａ，１０２ｂとアンテナモジュール２の給電部２０２ａ，２０２ｂを接続することで、アンテナモジュール２のアンテナ部２０１が、半導体チップ１０１のアンテナとして動作する。
【００１８】
図１及び図２に示す無線通信用タグ１の動作について、簡単に説明する。上述したように、無線通信用タグ１は、タグ１１の受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれにアンテナモジュール１２の給電部２０２ａ，２０２ｂが接続されることで、外部のリーダ・ライタと通信可能な構成となる。尚、後述する各実施形態で説明するように、タグ１１及びアンテナモジュール１２はそれぞれ、相互に着脱可能な接続用部材を有する。そして、タグ１１及びアンテナモジュール１２は、それぞれの接続用部材を接続することで、受電部１０２ａ，１０２ｂが給電部２０２ａ，２０２ｂに物理的に接触するとともに電気的に接続される。尚、受電部１０２ａ，１０２ｂと給電部２０２ａ，２０２ｂの接続は、タグ１１又はアンテナモジュール１２の少なくともいずれかの表面を覆う誘電体膜又は絶縁膜を介して接続される場合も含まれる。
【００１９】
タグ１１とアンテナモジュール１２とが接続された無線通信用タグ１は、不図示のリーダ・ライタから放射される電波に対してアンテナモジュール１２のアンテナ部２０１が励振する。このアンテナ部２０１の励振により、アンテナ部２０１を流れる電流が、給電部２０２ａ，２０２ｂを介して、タグ１１の受電部１０２ａ，１０２ｂに供給される。これにより、タグ１では、受電部１０２ａ，１０２ｂで受けた電流が半導体チップ１０１に供給される。よって、半導体チップ１０１において、電力供給部１０４が、端子１０３ａ，１０３ｂを介して電流を受けるため、この電流を整流することで、半導体チップ１０１を駆動させる電力を発生させる。そして、タグ１１は、その半導体チップ１０１内において、変復調部１０５、制御部１０６、及びメモリ部１０７のそれぞれが、電力供給部１０４から電力が供給される。
【００２０】
尚、上述の電力供給動作について、ＵＨＦ帯等で利用されるマイクロ波方式のように、アンテナモジュール１２のアンテナ部２０１が受信した電波に励振して、半導体チップ１０１に電力が供給されるものとしたが、ＨＦ等で利用される電磁誘導方式のように、アンテナモジュール１２のアンテナ部２０１における電磁誘導により電流が発生し、半導体チップ１０１に電力が供給されるものとしてもよい。
【００２１】
このようにして、タグ１１内の半導体チップ１０１に電力が供給されて、半導体チップ１０１内の各部が駆動を開始すると、変復調部１０５は、端子１０３ａ，１０３ｂにより供給される電気信号を復調して、制御部１０６に与える。制御部１０６では、外部のリーダ・ライタから送信される電気信号（質問信号）を確認し、メモリ部１０７に記憶されている識別情報等を読み出す等して、リーダ・ライタへ返信する電気信号（応答信号）を生成する。この制御部１０６で生成された応答信号が変復調部１０５に与えられると、変復調部１０５は、符号化された応答信号に基づいて変調動作を行い、変調した電気信号を端子１０３ａ，１０３ｂを通じて出力する。この端子１０３ａ，１０３ｂから出力された電気信号は、アンテナモジュール１２のアンテナ部２０１より、外部のリーダ・ライタに送信される。
【００２２】
尚、無線通信用タグ１と不図示のリーダ・ライタとの間における通信は、リーダ・ライタから放射される電波に対して、無線通信用タグ１及びリーダ・ライタそれぞれが同期した後に、所定のタイミング毎に送信する電気信号に基づく変調を行うことで、確立される。即ち、リーダ・ライタから放射される所定の周波数帯の電波に対して、リーダ・ライタ及び無線通信用タグ１が、送信する電気信号に基づいて変調した信号を重畳させることによって、無線通信用タグ１とリーダ・ライタとの間での通信が実行される。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施の形態となる無線通信用タグについて、図面を参照して以下に説明する。図３は、本実施形態の無線通信用タグの構成を示す概略構成図である。尚、図３に示す構成において、図１に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付す。
【００２４】
図３に示すように、本実施形態の無線通信用タグ１ａは、上述の基本構成の無線通信用タグ１と同様、半導体チップ１０１と受電部１０２ａ，１０２ｂとを備えたタグ１１ａと、アンテナ部２０１と給電部２０２ａ，２０２ｂとを備えたアンテナモジュール１２ａとを別体とした構成を有する。そして、図３に示すように、タグ１１ａの受電部１０２ａ，１０２ｂと、アンテナモジュール１２の給電部２０２ａ，２０２ｂとが、相互に接続するための接続部材としても構成される。
【００２５】
図３の例では、受電部１０２ａ，１０２ｂを、その中心部分に凹部２１を設けた金属部材で構成し、給電部２０２ａ，２０２ｂを、その中心部分に凸部２２を設けた金属部材で構成する。そして、受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれの凹部２１に、給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれの凸部２２を挿入することで、受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれを給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれに物理的に接続すると同時に、電気的にも接続させる。このとき、受電部１０２ａ，１０２ｂの凹部２１が弾性を備えた金属部材で構成し、受電部１０２ａ，１０２ｂの凹部２１が、挿入された給電部２０２ａ、２０２ｂの凸部２２を挟持する構成とすることで、受電部１０２ａ，１０２ｂと給電部２０２ａ，２０２ｂとの接続をより確実なものとすることができる。
【００２６】
このように構成される無線通信用タグ１において、タグ１１ａは、例えば、半導体チップ１０１が搭載されたストラップが載置され、このストラップを構成する樹脂フィルム等の誘電体基板表面に塗布された配線と受電部１０２ａ，１０２ｂが接続されて構成されるものとしてもよい。即ち、ストラップは、基板表面に塗布された薄膜上の配線に端子１０３ａ，１０３ｂ（図２参照）が接続するように、半導体チップ１０１が基体上に搭載される。このストラップの配線は、受電部１０２ａ，１０２ｂが搭載される、別の誘電体基板に塗布された金属薄膜等による導体パターンに接続される。そして、受電部１０２ａ，１０２ｂは、ストラップの配線と接続される導体パターンと、この導体パターンと半田や導電性接着剤等で接続された接続部材を構成する金属部材とによって、構成されるものとしてもよい。
【００２７】
同様に、アンテナモジュール１２ａは、例えば、アンテナ部２０１が、誘電体基板上に塗布された金属薄膜等による導体パターンで構成されるものとしてもよい。そして、給電部２０２ａ，２０２ｂは、このアンテナ部２０１を構成する導体パターンの端部に半田等で接続された接続部材を構成する金属部材によって、構成されるものとしてもよい。そして、これらのタグ１１ａ及びアンテナモジュール１２ａは、半導体チップ１０１、導体パターン、及び配線等を保護するための絶縁性の保護膜で覆われるものとしてもよい。
【００２８】
更に、受電部１０２ａ，１０２ｂ及び給電部２０２ａ，２０２ｂを構成する金属部材については、図３の構成例に限られるものではなく、相互に接続可能な構成であると同時に、物理的に接続したときに電気的にも接続する構成であればよい。よって、例えば、受電部１０２ａ，１０２ｂに凸部を設けるとともに、給電部２０２ａ，２０２ｂに凹部を設けるものとしても構わないし、受電部１０２ａ，１０２ｂ及び給電部２０２ａ，２０２ｂのいずれか一方を、鈎状の構成とすると同時に、他方を、鈎状部分が嵌合される穴を備えた部材で構成されるものとしても構わない。
【００２９】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施の形態となる洗濯装置について、図面を参照して以下に説明する。図４は、本実施形態の洗濯装置の構成を示す概略図である。尚、図４に示す構成において、図３に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
図４に示すように、本実施形態の無線通信用タグ１ｂは、第１の実施形態（図３参照）と同一の構成となるタグ１１ａと、第１の実施形態のアンテナモジュール１２ａ（図３参照）に導線ケーブル２０３を追加した構成となるアンテナモジュール１２ｂとによって、構成される。このような構成の無線通信用タグ１ｂにおいて、タグ１１ａについては、第１の実施形態の構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。よって、以下では、アンテナモジュール１２ｂの構成について、特に、第１の実施形態の構成と異なる部分を対象にして、以下で説明する
【００３１】
アンテナモジュール１２ｂは、アンテナモジュール１２ａと異なり、アンテナ部２０１と給電部２０２ａ，２０２ｂとの間に導線ケーブル２０３が接続された構成となる。即ち、誘電体基板上に導体パターンを塗布して構成したアンテナ部２０１と、樹脂等の絶縁材料に搭載された金属部材による給電部２０２ａ，２０２ｂとが、導線ケーブル２０３により物理的に接続される。この導線ケーブル２０３は、絶縁材料で被覆された２本の導線を備え、この２本の導線の一方が、アンテナ部２０１を構成する導体パターンの一端と給電部２０２ａとを電気的に接続すると同時に、他方が、アンテナ部２０１を構成する導体パターンの他端と給電部２０２ｂとを電気的に接続する。
【００３２】
本実施形態の無線通信用タグ１ｂは、導線ケーブル２０３を有するアンテナモジュール１２ｂを使用することで、タグ１１ａの受電部１０２ａ，１０２ｂにアンテナモジュール１２ｂの給電部２０２ａ，２０２ｂを接続させたとき、タグ１１ａと離れた位置に、アンテナ部２０１を配置することができる。よって、物品に取り付けられたタグ１１ａが、外部のリーダ・ライタと通信困難な位置にある場合に、アンテナ部２０１を通信可能な位置に配置することで、確実な通信を実行させることができる。尚、本実施形態において、アンテナモジュール１２ｂの給電部２０２ａ，２０２ｂを別体の金属部材とするとともに、導体ケーブル２０３を２本の導線に分離した構成として、２本の分離した導線それぞれに給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれが独立して接続される構成としても構わない。
【００３３】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施の形態となる洗濯装置について、図面を参照して以下に説明する。図５は、本実施形態の洗濯装置の構成を示す概略図である。尚、図５に示す構成において、図３に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
図５に示すように、本実施形態の無線通信用タグ１ｃは、第１の実施形態の無線通信用タグ１ａ（図３参照）と異なり、接続部材を具備しないタグ１１ｃと、タグ１１ｃを間に挟持してタグ１１ｃと接続する接続部２０４を備えたアンテナモジュール１２ｃとによって、構成される。タグ１１ｃは、第１の実施形態のタグ１１ａ（図３参照）と異なり、受電部１０２ａ，１０２ｂが、誘電体基板上の半導体チップ１０１の端子１０３ａ，１０３ｂ（図２参照）それぞれと電気的に接続された導体パターンで形成される。
【００３５】
又、アンテナモジュール１２ｃは、誘電体基板上のアンテナ部２０１の両端それぞれに設けられた導体パターンによる給電部２０２ａ，２０２ｂを有するとともに、誘電体基板の給電部２０２ａ，２０２ｂの設置部分に近い基板の端辺（側面）２００より突出するようにして、接続部２０４が構成される。この接続部２０４は、誘電体基板により構成されるものであってもよいし、誘電体基板と異なる絶縁材料による部材で構成されるものであってもよい。
【００３６】
そして、給電部２０２ａ，２０２ｂを中心に、基板の端辺２００側とアンテナ部２０１側のそれぞれに接続部材２０５が設けられるとともに、この接続部材２０５と接続する接続部材２０６が接続部２０４上に設けられる。即ち、基板の端辺２００を中心として、給電部２０２ａ，２０２ｂ近傍に設けられた複数の接続部材２０５それぞれと、接続部２０４に設けられた複数の接続部材２０６それぞれとが対称となる位置に設置される。この接続部材２０５，２０６それぞれは、第１の実施形態と同様、一方に凹部を設けるとともに他方に凸部を設けた構成としてもよいし、一方を鈎状の形状とするとともに他方に鈎状部分を嵌合させる穴を設けた形状としてもよい。
【００３７】
このような構成のタグ１１ｃ及びアンテナモジュール１２ｃを接続させるときの無線通信用タグ１ｃの状態を、図６及び図７に示す。図６に示すように、タグ１１ｃは、半導体チップ１０１の両側に配置される受電部１０２ａ，１０２ｂの外側の端辺部分１００ａ，１００ｂそれぞれが接着されることにより、物品１０上に固定される。この物品１０へのタグ１１ｃの接着は、接着剤などで貼り付けられるものとしてもよいし、糸などで縫いつけられるものとしてもよい。即ち、タグ１１ｃと物品１０とによって、アンテナモジュール１２ｃの接続部２０４を挿入する穴部が形成される。このタグ１１ｃと物品１０によって構成される穴部に、アンテナモジュール１２ｃの接続部２０４を通したとき、接続部２０４に設けられた接続部材２０６は、タグ１１ｃの外側に配置される。
【００３８】
そして、図７に示すように、アンテナモジュール１２ｃの誘電体基板の端辺２００で屈曲させて、接続部材２０５，２０６を接続することで、給電部２０２ａ，２０２ｂの構成部分と接続部２０４とによって、タグ１１ｃが挟持される。これにより、タグ１１ｃの受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれと、アンテナモジュール１２ｃの給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれとが当接するため、タグ１１ｃとアンテナモジュール１２ｃによる無線通信用タグ１ｃが、外部のリーダ・ライタと通信可能な状態となる。
【００３９】
＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施の形態となる洗濯装置について、図面を参照して以下に説明する。図８は、本実施形態の洗濯装置の構成を示す概略図である。尚、図８に示す構成において、図５に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
図８に示すように、本実施形態の無線通信用タグ１ｄは、第３の実施形態の無線通信用タグ１ｃ（図５参照）と異なり、受電部１０２ａ，１０２ｂが誘電体基板の両面に設けられた受電パターン１０２ｘ，１０２ｙ（図９及び図１０参照）で構成されるタグ１１ｄと、そのアンテナ指向性の異なる２つのアンテナ部２０１ａ，２０１ｂを備えたアンテナモジュール１２ｄとによって、構成される。このとき、アンテナモジュール１２ｄは、図８に示すように、Ｔ字形状の誘導体基板上にアンテナ部２０１ａ，２０１ｂが形成される。そして、このＴ字形状の誘導体基板において、その長手方向が紙面横方向となる基板領域２０１ｘにアンテナ部２０１ａが配置されると、その長手方向が紙面縦方向となる基板領域２０１ｙにアンテナ部２０１ｂが配置される。
【００４１】
基板領域２０１ｙには、基板領域２０１ｘとの接合部分近傍の領域に、アンテナ部２０１ａの両端それぞれと電気的に接続された給電部２０２ａ，２０２ｂが配置される。又、この基板領域２０１ｙにおいて、アンテナ部２０１ａと接続される給電部２０２ａ，２０２ｂが配置された領域とアンテナ部２０１ｂが配置された領域との間に、破線Ｘで示すような屈曲部分が設けられる。更に、基板領域２０１ｙには、アンテナ部２０１ａの給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれを挟む位置に接続部材２０５ａが設けられるとともに、アンテナ部２０１ｂの給電部２０２ｃ，２０２ｄを挟む位置に接続部材２０６ａが設けられる。この接続部材２０５ａ，２０６ａは、破線Ｘを軸として対称となる位置に設けられる。そして、接続部材２０５ａ，２０６ａは、第３の実施形態の接続部材２０５，２０６と同様の構成とすることで、アンテナモジュール１２ｄをタグ１１ｄに固定することができる。
【００４２】
又、タグ１１ｄの受電部１０２ａ，１０２ｂのそれぞれは、タグ１１ｄを構成する誘電体基板の両面それぞれに、図９及び図１０に示すような、導体パターンによる受電パターン１０２ｘ，１０２ｙを有する。尚、図９が、受電パターン１０２ｘの設置面を示す図として、受電パターン１０２ｙを破線で図示するとともに、図１０が、受電パターン１０２ｙの設置面を示す図として、受電パターン１０２ｘを破線で図示する。即ち、受電パターン１０２ｙは、Ｌ字状の導体パターンで構成され、Ｌ字を構成する一方の直線パターンに受電パターン１０２ｘが重なるように構成される。
【００４３】
そして、アンテナモジュール１２ｄをタグ１１ｄに接続したとき、受電パターン１０２ｘが給電部２０２ａ，２０２ｂと当接する場合、受電パターン１０２ｙのＬ字状パターンを構成する他方の直線パターンに、給電部２０２ｃ，２０２ｄが当接する。尚、受電パターン１０２ｙは、Ｌ字状の導体パターンを誘電体基板の表面に設けたものとしたが、受電パターン１０２ｙと電気的に接続させるものであれば、給電部２０２ｃ，２０２ｄと当接させる部分のみを誘電体基板の表面に設けるものとしてもよい。
【００４４】
このような構成のタグ１１ｄ及びアンテナモジュール１２ｄを接続させたときの無線通信用タグ１ｄの状態を、図１１に示す。図１１に示すように、タグ１１ｄは、その端辺部分１００ａ，１００ｂが物品１０に接着されて、物品１０に固定される。この物品１０に固定されたタグ１１ｄにアンテナモジュール１２ｄを接続するとき、第３の実施形態と同様、物品１０とタグ１１ｄとで形成された穴部に、アンテナ部２０１ｂが形成された基板領域２０１ｙが挿入される。そして、この基板領域２０１ｙを破線Ｘ（図８参照）で屈曲させた後、接続部材２０５ａ，２０６ａを接続することで、アンテナモジュール１２ｄがタグ１１ｄを挟持する。これにより、タグ１１ｄの受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれが、アンテナモジュール１２ｄの給電部２０２ａ〜２０２ｄそれぞれと当接するため、タグ１１ｄとアンテナモジュール１２ｄによる無線通信用タグ１ｄが、外部のリーダ・ライタと通信可能な状態となる。
【００４５】
尚、第３及び第４の実施形態において、受電部１０２ａ，１０２ｂ及び給電部２０２ａ〜２０２ｄが導体パターンのみで構成される例をあげて説明するが、導体パターンと半田や導電材料による接着剤等で接続された導体板又は導電性シート等とにより構成されるものであってもよい。又、この受電部１０２ａ，１０２ｂ及び給電部２０２ａ〜２０２ｄは、その導体部分がタグ１１ｃ，１１ｄの表面に露出するものであってもよいし、その表面に誘電体材料などによる保護膜で覆われた構成としてもよい。又、第４の実施形態において、接続部材２０５ａが、第３の実施形態のように、アンテナ部２０１ａが設けられる基板領域２０１ｘに設けられるものとしてもよい。一方、第３の実施形態の接続部材２０５が、第４の実施形態のように、アンテナ部２０１と接続された受電部２０２ａ，２０２ｂとともに、接続部２０４に設置されるものとしても構わない。
【００４６】
又、第３及び第４の実施形態において、タグ１１ｃの受電部１０２ａ，１０２ｂが、貫通穴を有するリング上の導体パターン又は導体板等で構成されるものとしてもよい。このように構成したとき、アンテナモジュール１２ｃの接続部材２０５を導電性材料で構成し、給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれと電気的に接続されるものとしてもよいし、更に、アンテナモジュール１２ｃの接続部材２０６も導電性材料で構成するものとしても構わない。又、アンテナモジュール１２ｄの接続部材２０５ａ，２０６ａそれぞれが導電性材料で構成されるとともに、接続部材２０５ａ，２０６ａそれぞれが、アンテナ部２０１ａ，２０１ｂそれぞれと接続される給電部２０２ａ〜２０２ｄと電気的に接続されるものとしても構わない。
【００４７】
第１〜第４の実施形態において、アンテナモジュール１２ａ〜１２ｄのアンテナ部２０１又は給電部２０２ａ〜２０２ｄが、樹脂シート等の誘電体基板上に形成された導体パターンで構成されるものとしたが、導電性シートや導体板等の導体片により形成されるものであってもよいし、導電性繊維で形成されるものであってもよい。このとき、アンテナ部２０１又は給電部２０２ａ〜２０２ｄを導電性シートで構成する場合、金属薄板、金属テープ、導電性シート等で構成するものとしてもよい。又、アンテナ部２０１を導線で構成する場合、導線によりループ形状を構成する等により、その無線通信の使用周波数帯に応じた形状に固定させる。更に、アンテナ部２０１を導電性繊維で構成する場合、炭素繊維や金属繊維等の導電性繊維を絶縁性のシートに対して、その無線通信の使用周波数帯に応じた形状に刺繍させるものであってもよい。
【００４８】
更に、第１の実施形態のアンテナモジュール１２ａを、第４の実施形態のアンテナモジュール１２ｄと同様、指向性の異なる２つのアンテナ部２０１ａ，２０１ｂを備える構成としても構わない。このとき、アンテナ部２０１ａ，２０１ｂそれぞれの一端に接続された２つの給電部２０２ａ，２０２ｃが、タグ１１ａの受電部１０２ａを挟持するように接続されるとともに、アンテナ部２０１ａ，２０１ｂそれぞれの他端に接続された２つの給電部２０２ｂ，２０２ｄが、タグ１１ａの受電部１０２ｂを挟持するように接続される。又、第３及び第４の実施形態のアンテナモジュール１２ｃ，１２ｄにおいて、第２の実施形態のアンテナモジュール１２ｂと同様、給電部２０２ａ〜２０２ｄとに接続される導線ケーブルを備えるものとしても構わない。
【００４９】
又、本発明の無線通信用タグの一部となるタグは、アンテナモジュールと接続されていない状態にあるとき、外部のリーダ・ライタと通信が不可能な状態であればよく、どのような電波に対しても通信不可能である構成であることが好ましいが、規格範囲外となる大きな電力でなければ通信ができないものであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、各周波数帯域のＲＦＩＤシステムで使用される無線通信用タグに適用できる。又、パッシブ型の無線通信用タグとして適用することができるとともに、アンテナモジュールに電池を付属させることにより、アクティブ型の無線通信用タグとしても適用することができる。更に、アンテナモジュールのアンテナ部の形状によって、電磁誘導方式及びマイクロ波方式それぞれの無線通信用タグとして適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１，１ａ〜１ｄ 無線通信用タグ
１１，１１ａ，１１ｃ，１１ｄ タグ
１２，１２ａ〜１２ｄ アンテナモジュール
１００ａ，１００ｂ 端辺部分
１０１ 半導体チップ
１０２ａ，１０２ｂ 受電部
１０２ｘ，１０２ｙ 受電パターン
１０３ａ，１０３ｂ 端子
１０４ 電力供給部
１０５ 変復調部
１０６ 制御部
１０７ メモリ部
２００ 端辺
２０１，２０１ａ，２０１ｂ アンテナ部
２０２ａ〜２０２ｄ 給電部
２０３ 導線ケーブル
２０４ 接続部
２０５，２０５ａ 接続部材
２０６，２０６ａ 接続部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触無線通信用リーダから発信される無線信号を受信することで電力が供給されて当該リーダと無線通信を行う無線通信用タグ及びそのアンテナモジュールに関するものであって、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システムで利用される無線通信用タグ及びそのアンテナモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信技術及び半導体産業の発達により、入退室管理や、交通機関や遊技場での利用者管理や、物流管理等の様々な分野において、非接触通信を行う無線通信用タグが使用されている。そして、ＲＦＩＤシステムで使用されている無線通信用タグは、マイクロ波帯の２．４５ＧＨｚ、ＵＨＦ帯の９５０ＭＨｚ帯、あるいは電磁誘導方式で使用されるＨＦ帯の１３．５６ＭＨｚ等のように、広い周波数帯域を利用している。このような非接触通信を行う無線通信用タグは、樹脂シート等の誘電体基板上に積層された導体薄膜によるアンテナパターンと半導体チップとで構成されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２に開示されている無線通信用タグ（ＲＦＩＤタグ）は、導体薄膜によるアンテナパターン上に、半導体チップが搭載されて、半導体チップとアンテナパターンとが電気的に接続される。又、アンテナパターンは、半導体チップが搭載される部分に切欠が設けられており、このアンテナパターンの切欠を跨ぐように、半導体チップが搭載される。即ち、半導体チップに設けられた２つの端子がそれぞれ、アンテナパターンにおける切欠両側の端部それぞれに接続される。尚、このアンテナパターンにおける切欠両側の端部は、特許文献１における給電部、特許文献２におけるストラップが配置される部分に相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４０２６０８０号公報
【特許文献２】特開２００９−２６０７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の無線通信用タグは、特許文献１及び特許文献２に開示されているＲＦＩＤタグに代表されるように、インレイ又はインレットと呼ばれるアンテナパターンに、通信動作を行う半導体チップが搭載されることで、構成されている。このように構成された無線通信用タグは、リーダ・ライタから放射される電波をそのアンテナパターンで受信し、このアンテナパターンで受信した電波により発生した電力に基づいて、半導体チップが通信動作を行う。換言すれば、従来の無線通信用タグは、リーダ・ライタから放射される電波に基づく電力が半導体チップの動作電力よりも大きければ、半導体チップによる通信動作が可能となる。
【０００６】
即ち、管理対象となる物品に無線通信用タグを取り付けている場合、その物品の管理領域外においても、無線通信用タグと通信可能なリーダ・ライタが設置されていれば、無線通信用タグと通信が可能となる。よって、その物品の管理領域外においても、物品に取り付けられた無線通信用タグに記憶された内容が読み取られる、又は、その内容が書き換えられる恐れがある。特に、無線通信用タグに個人情報と連結された個別情報を記憶させる場合、管理領域外で記憶内容の読み出しや書き換えは、個人情報の漏洩だけでなく、管理領域内でのシステムの誤作動を招く恐れがある。
【０００７】
このような問題に鑑みて、本発明は、管理領域外においては通信を禁止できる無線通信用タグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の無線通信用タグは、外部の通信装置との通信動作を行う半導体チップを有する無線通信用タグにおいて、前記半導体チップが搭載されるとともに、該半導体チップと電気的に接続された受電部を有するタグと、前記通信装置からの電波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部と電気的に接続された給電部と、を有するとともに、前記タグと着脱可能な構成を備えたアンテナモジュールと、を備え、前記タグが前記アンテナモジュールと接続されたときに、前記受電部と前記給電部とが電気的に接続することにより、前記通信装置と通信可能な状態となることを特徴とする。
【０００９】
このような無線通信用タグにおいて、前記タグと前記アンテナモジュールとの接続を保持する接続部材を有するものとしてもよい。このとき、前記タグと前記アンテナモジュールとの接続を保持する接続部材を有するものとし、更に、前記受電部及び前記給電部のそれぞれが、前記接続部材を具備しているものとしてもよい。又、前記アンテナモジュールのみが前記接続部材を備えるものとしてもよい。
【００１０】
上述の無線通信用タグにおいて、前記アンテナモジュールと前記タグとが接続する際、前記受電部に前記給電部が重なる位置で前記アンテナモジュールが前記タグを挟持して、前記受電部と前記給電部とを電気的に接続させるものとしてもよい。
【００１１】
又、前記アンテナモジュールが、指向性の異なる複数のアンテナ部を有するものとしてもよい。このとき、更に、前記アンテナモジュールと前記タグとが接続する際、複数の前記アンテナ部により前記タグが挟まれた状態となるものとしてもよい。
【００１２】
又、本発明のアンテナモジュールは、上述のいずれかに記載の無線通信用タグにおける、アンテナモジュールであって、外部の通信装置からの電波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部と電気的に接続した給電部と、を備え、前記通信装置との通信動作を行う前記半導体チップを備えた前記タグと接続したとき、前記給電部が前記タグに設けられた前記受電部と電気的に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、アンテナモジュールとタグとを別体とし、タグにアンテナモジュールを接続したときに外部との通信が可能な構成であるため、アンテナモジュールのない管理領域外では、物品に取り付けられたタグを通信不可能とできる。そのため、物品が管理領域外にある場合に、タグに記憶された情報が読み取られることを防ぐことができ、個人情報の漏洩を防止できる。又、管理領域外でタグに記憶される情報の書き換えを防ぐこともできるため、管理領域内での物品管理システムの誤作動などを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】は、本発明の無線通信用タグの基本構成を示す概略図である。
【図２】は、図１に示す無線通信用タグの内部構成を示すブロック図である。
【図３】は、本発明の第１の実施形態の無線通信用タグの概略構成を示す図である。
【図４】は、本発明の第２の実施形態の無線通信用タグの概略構成を示す図である。
【図５】は、本発明の第３の実施形態の無線通信用タグの概略構成を示す図である。
【図６】は、図５の無線通信用タグにおけるタグとアンテナモジュールとを接続する際の状態を示す図である。
【図７】は、図５の無線通信用タグにおけるタグとアンテナモジュールとを接続する際の状態を示す図である。
【図８】は、本発明の第４の実施形態の無線通信用タグの概略構成を示す図である。
【図９】は、図８の無線通信用タグにおけるタグの受電部の構成を示す表面図である。
【図１０】は、図８の無線通信用タグにおけるタグの受電部の構成を示す裏面図である。
【図１１】は、図８の無線通信用タグにおけるタグとアンテナモジュールとを接続したときの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜基本構成＞
本発明の無線通信用タグの基本構成について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の無線通信用タグの外観を示す概略図である。図２は、図１に示す無線通信用タグの構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明の無線通信用タグ１は、物品に取り付けられるタグ１１と、タグ１１と別体のアンテナモジュール１２とによって構成され、タグ１１とアンテナモジュール１２とが電気的に接続されることで、外部のリーダ・ライタと無線通信可能な構成となる。タグ１１は、リーダ・ライタとの無線通信を行う半導体チップ１０１と、半導体チップ１０１に設けられた端子１０３ａ，１０３ｂ（図２参照）それぞれと電気的に接続された受電部１０２ａ，１０２ｂと、を備える。又、アンテナモジュール２は、リーダ・ライタから放射される電波に励振するアンテナ部２０１と、タグ１０１の受電部１０２ａ，１０２ｂと接触させて電気的に接続される給電部２０２ａ，２０２ｂと、を備える。
【００１７】
更に、タグ１１に搭載される半導体チップ１０１は、図２に示すように、受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれと接続される端子１０３ａ，１０３ｂと、端子１０３ａ，１０３ｂに供給された電気信号を整流して電力供給を行う電力供給部１０４と、電力供給部１０４から電力が供給されて動作する変復調部１０５と、半導体チップ１０１の動作を制御する制御部１０６と、半導体チップ１０１固有の識別情報を記憶するメモリ部１０７と、を備える。このように構成された無線通信用タグ１は、図２の破線で示すように、タグ１１の受電部１０２ａ，１０２ｂとアンテナモジュール２の給電部２０２ａ，２０２ｂを接続することで、アンテナモジュール２のアンテナ部２０１が、半導体チップ１０１のアンテナとして動作する。
【００１８】
図１及び図２に示す無線通信用タグ１の動作について、簡単に説明する。上述したように、無線通信用タグ１は、タグ１１の受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれにアンテナモジュール１２の給電部２０２ａ，２０２ｂが接続されることで、外部のリーダ・ライタと通信可能な構成となる。尚、後述する各実施形態で説明するように、タグ１１及びアンテナモジュール１２はそれぞれ、相互に着脱可能な接続用部材を有する。そして、タグ１１及びアンテナモジュール１２は、それぞれの接続用部材を接続することで、受電部１０２ａ，１０２ｂが給電部２０２ａ，２０２ｂに物理的に接触するとともに電気的に接続される。尚、受電部１０２ａ，１０２ｂと給電部２０２ａ，２０２ｂの接続は、タグ１１又はアンテナモジュール１２の少なくともいずれかの表面を覆う誘電体膜又は絶縁膜を介して接続される場合も含まれる。
【００１９】
タグ１１とアンテナモジュール１２とが接続された無線通信用タグ１は、不図示のリーダ・ライタから放射される電波に対してアンテナモジュール１２のアンテナ部２０１が励振する。このアンテナ部２０１の励振により、アンテナ部２０１を流れる電流が、給電部２０２ａ，２０２ｂを介して、タグ１１の受電部１０２ａ，１０２ｂに供給される。これにより、タグ１では、受電部１０２ａ，１０２ｂで受けた電流が半導体チップ１０１に供給される。よって、半導体チップ１０１において、電力供給部１０４が、端子１０３ａ，１０３ｂを介して電流を受けるため、この電流を整流することで、半導体チップ１０１を駆動させる電力を発生させる。そして、タグ１１は、その半導体チップ１０１内において、変復調部１０５、制御部１０６、及びメモリ部１０７のそれぞれが、電力供給部１０４から電力が供給される。
【００２０】
尚、上述の電力供給動作について、ＵＨＦ帯等で利用されるマイクロ波方式のように、アンテナモジュール１２のアンテナ部２０１が受信した電波に励振して、半導体チップ１０１に電力が供給されるものとしたが、ＨＦ等で利用される電磁誘導方式のように、アンテナモジュール１２のアンテナ部２０１における電磁誘導により電流が発生し、半導体チップ１０１に電力が供給されるものとしてもよい。
【００２１】
このようにして、タグ１１内の半導体チップ１０１に電力が供給されて、半導体チップ１０１内の各部が駆動を開始すると、変復調部１０５は、端子１０３ａ，１０３ｂにより供給される電気信号を復調して、制御部１０６に与える。制御部１０６では、外部のリーダ・ライタから送信される電気信号（質問信号）を確認し、メモリ部１０７に記憶されている識別情報等を読み出す等して、リーダ・ライタへ返信する電気信号（応答信号）を生成する。この制御部１０６で生成された応答信号が変復調部１０５に与えられると、変復調部１０５は、符号化された応答信号に基づいて変調動作を行い、変調した電気信号を端子１０３ａ，１０３ｂを通じて出力する。この端子１０３ａ，１０３ｂから出力された電気信号は、アンテナモジュール１２のアンテナ部２０１より、外部のリーダ・ライタに送信される。
【００２２】
尚、無線通信用タグ１と不図示のリーダ・ライタとの間における通信は、リーダ・ライタから放射される電波に対して、無線通信用タグ１及びリーダ・ライタそれぞれが同期した後に、所定のタイミング毎に送信する電気信号に基づく変調を行うことで、確立される。即ち、リーダ・ライタから放射される所定の周波数帯の電波に対して、リーダ・ライタ及び無線通信用タグ１が、送信する電気信号に基づいて変調した信号を重畳させることによって、無線通信用タグ１とリーダ・ライタとの間での通信が実行される。
【００２３】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施の形態となる無線通信用タグについて、図面を参照して以下に説明する。図３は、本実施形態の無線通信用タグの構成を示す概略構成図である。尚、図３に示す構成において、図１に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付す。
【００２４】
図３に示すように、本実施形態の無線通信用タグ１ａは、上述の基本構成の無線通信用タグ１と同様、半導体チップ１０１と受電部１０２ａ，１０２ｂとを備えたタグ１１ａと、アンテナ部２０１と給電部２０２ａ，２０２ｂとを備えたアンテナモジュール１２ａとを別体とした構成を有する。そして、図３に示すように、タグ１１ａの受電部１０２ａ，１０２ｂと、アンテナモジュール１２の給電部２０２ａ，２０２ｂとが、相互に接続するための接続部材としても構成される。
【００２５】
図３の例では、受電部１０２ａ，１０２ｂを、その中心部分に凹部２１を設けた金属部材で構成し、給電部２０２ａ，２０２ｂを、その中心部分に凸部２２を設けた金属部材で構成する。そして、受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれの凹部２１に、給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれの凸部２２を挿入することで、受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれを給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれに物理的に接続すると同時に、電気的にも接続させる。このとき、受電部１０２ａ，１０２ｂの凹部２１が弾性を備えた金属部材で構成し、受電部１０２ａ，１０２ｂの凹部２１が、挿入された給電部２０２ａ、２０２ｂの凸部２２を挟持する構成とすることで、受電部１０２ａ，１０２ｂと給電部２０２ａ，２０２ｂとの接続をより確実なものとすることができる。
【００２６】
このように構成される無線通信用タグ１において、タグ１１ａは、例えば、半導体チップ１０１が搭載されたストラップが載置され、このストラップを構成する樹脂フィルム等の誘電体基板表面に塗布された配線と受電部１０２ａ，１０２ｂが接続されて構成されるものとしてもよい。即ち、ストラップは、基板表面に塗布された薄膜上の配線に端子１０３ａ，１０３ｂ（図２参照）が接続するように、半導体チップ１０１が基体上に搭載される。このストラップの配線は、受電部１０２ａ，１０２ｂが搭載される、別の誘電体基板に塗布された金属薄膜等による導体パターンに接続される。そして、受電部１０２ａ，１０２ｂは、ストラップの配線と接続される導体パターンと、この導体パターンと半田や導電性接着剤等で接続された接続部材を構成する金属部材とによって、構成されるものとしてもよい。
【００２７】
同様に、アンテナモジュール１２ａは、例えば、アンテナ部２０１が、誘電体基板上に塗布された金属薄膜等による導体パターンで構成されるものとしてもよい。そして、給電部２０２ａ，２０２ｂは、このアンテナ部２０１を構成する導体パターンの端部に半田等で接続された接続部材を構成する金属部材によって、構成されるものとしてもよい。そして、これらのタグ１１ａ及びアンテナモジュール１２ａは、半導体チップ１０１、導体パターン、及び配線等を保護するための絶縁性の保護膜で覆われるものとしてもよい。
【００２８】
更に、受電部１０２ａ，１０２ｂ及び給電部２０２ａ，２０２ｂを構成する金属部材については、図３の構成例に限られるものではなく、相互に接続可能な構成であると同時に、物理的に接続したときに電気的にも接続する構成であればよい。よって、例えば、受電部１０２ａ，１０２ｂに凸部を設けるとともに、給電部２０２ａ，２０２ｂに凹部を設けるものとしても構わないし、受電部１０２ａ，１０２ｂ及び給電部２０２ａ，２０２ｂのいずれか一方を、鈎状の構成とすると同時に、他方を、鈎状部分が嵌合される穴を備えた部材で構成されるものとしても構わない。
【００２９】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施の形態となる洗濯装置について、図面を参照して以下に説明する。図４は、本実施形態の洗濯装置の構成を示す概略図である。尚、図４に示す構成において、図３に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
図４に示すように、本実施形態の無線通信用タグ１ｂは、第１の実施形態（図３参照）と同一の構成となるタグ１１ａと、第１の実施形態のアンテナモジュール１２ａ（図３参照）に導線ケーブル２０３を追加した構成となるアンテナモジュール１２ｂとによって、構成される。このような構成の無線通信用タグ１ｂにおいて、タグ１１ａについては、第１の実施形態の構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。よって、以下では、アンテナモジュール１２ｂの構成について、特に、第１の実施形態の構成と異なる部分を対象にして、以下で説明する
【００３１】
アンテナモジュール１２ｂは、アンテナモジュール１２ａと異なり、アンテナ部２０１と給電部２０２ａ，２０２ｂとの間に導線ケーブル２０３が接続された構成となる。即ち、誘電体基板上に導体パターンを塗布して構成したアンテナ部２０１と、樹脂等の絶縁材料に搭載された金属部材による給電部２０２ａ，２０２ｂとが、導線ケーブル２０３により物理的に接続される。この導線ケーブル２０３は、絶縁材料で被覆された２本の導線を備え、この２本の導線の一方が、アンテナ部２０１を構成する導体パターンの一端と給電部２０２ａとを電気的に接続すると同時に、他方が、アンテナ部２０１を構成する導体パターンの他端と給電部２０２ｂとを電気的に接続する。
【００３２】
本実施形態の無線通信用タグ１ｂは、導線ケーブル２０３を有するアンテナモジュール１２ｂを使用することで、タグ１１ａの受電部１０２ａ，１０２ｂにアンテナモジュール１２ｂの給電部２０２ａ，２０２ｂを接続させたとき、タグ１１ａと離れた位置に、アンテナ部２０１を配置することができる。よって、物品に取り付けられたタグ１１ａが、外部のリーダ・ライタと通信困難な位置にある場合に、アンテナ部２０１を通信可能な位置に配置することで、確実な通信を実行させることができる。尚、本実施形態において、アンテナモジュール１２ｂの給電部２０２ａ，２０２ｂを別体の金属部材とするとともに、導体ケーブル２０３を２本の導線に分離した構成として、２本の分離した導線それぞれに給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれが独立して接続される構成としても構わない。
【００３３】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施の形態となる洗濯装置について、図面を参照して以下に説明する。図５は、本実施形態の洗濯装置の構成を示す概略図である。尚、図５に示す構成において、図３に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００３４】
図５に示すように、本実施形態の無線通信用タグ１ｃは、第１の実施形態の無線通信用タグ１ａ（図３参照）と異なり、接続部材を具備しないタグ１１ｃと、タグ１１ｃを間に挟持してタグ１１ｃと接続する接続部２０４を備えたアンテナモジュール１２ｃとによって、構成される。タグ１１ｃは、第１の実施形態のタグ１１ａ（図３参照）と異なり、受電部１０２ａ，１０２ｂが、誘電体基板上の半導体チップ１０１の端子１０３ａ，１０３ｂ（図２参照）それぞれと電気的に接続された導体パターンで形成される。
【００３５】
又、アンテナモジュール１２ｃは、誘電体基板上のアンテナ部２０１の両端それぞれに設けられた導体パターンによる給電部２０２ａ，２０２ｂを有するとともに、誘電体基板の給電部２０２ａ，２０２ｂの設置部分に近い基板の端辺（側面）２００より突出するようにして、接続部２０４が構成される。この接続部２０４は、誘電体基板により構成されるものであってもよいし、誘電体基板と異なる絶縁材料による部材で構成されるものであってもよい。
【００３６】
そして、給電部２０２ａ，２０２ｂを中心に、基板の端辺２００側とアンテナ部２０１側のそれぞれに接続部材２０５が設けられるとともに、この接続部材２０５と接続する接続部材２０６が接続部２０４上に設けられる。即ち、基板の端辺２００を中心として、給電部２０２ａ，２０２ｂ近傍に設けられた複数の接続部材２０５それぞれと、接続部２０４に設けられた複数の接続部材２０６それぞれとが対称となる位置に設置される。この接続部材２０５，２０６それぞれは、第１の実施形態と同様、一方に凹部を設けるとともに他方に凸部を設けた構成としてもよいし、一方を鈎状の形状とするとともに他方に鈎状部分を嵌合させる穴を設けた形状としてもよい。
【００３７】
このような構成のタグ１１ｃ及びアンテナモジュール１２ｃを接続させるときの無線通信用タグ１ｃの状態を、図６及び図７に示す。図６に示すように、タグ１１ｃは、半導体チップ１０１の両側に配置される受電部１０２ａ，１０２ｂの外側の端辺部分１００ａ，１００ｂそれぞれが接着されることにより、物品１０上に固定される。この物品１０へのタグ１１ｃの接着は、接着剤などで貼り付けられるものとしてもよいし、糸などで縫いつけられるものとしてもよい。即ち、タグ１１ｃと物品１０とによって、アンテナモジュール１２ｃの接続部２０４を挿入する穴部が形成される。このタグ１１ｃと物品１０によって構成される穴部に、アンテナモジュール１２ｃの接続部２０４を通したとき、接続部２０４に設けられた接続部材２０６は、タグ１１ｃの外側に配置される。
【００３８】
そして、図７に示すように、アンテナモジュール１２ｃの誘電体基板の端辺２００で屈曲させて、接続部材２０５，２０６を接続することで、給電部２０２ａ，２０２ｂの構成部分と接続部２０４とによって、タグ１１ｃが挟持される。これにより、タグ１１ｃの受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれと、アンテナモジュール１２ｃの給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれとが当接するため、タグ１１ｃとアンテナモジュール１２ｃによる無線通信用タグ１ｃが、外部のリーダ・ライタと通信可能な状態となる。
【００３９】
＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施の形態となる洗濯装置について、図面を参照して以下に説明する。図８は、本実施形態の洗濯装置の構成を示す概略図である。尚、図８に示す構成において、図５に示す構成と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
図８に示すように、本実施形態の無線通信用タグ１ｄは、第３の実施形態の無線通信用タグ１ｃ（図５参照）と異なり、受電部１０２ａ，１０２ｂが誘電体基板の両面に設けられた受電パターン１０２ｘ，１０２ｙ（図９及び図１０参照）で構成されるタグ１１ｄと、そのアンテナ指向性の異なる２つのアンテナ部２０１ａ，２０１ｂを備えたアンテナモジュール１２ｄとによって、構成される。このとき、アンテナモジュール１２ｄは、図８に示すように、Ｔ字形状の誘導体基板上にアンテナ部２０１ａ，２０１ｂが形成される。そして、このＴ字形状の誘導体基板において、その長手方向が紙面横方向となる基板領域２０１ｘにアンテナ部２０１ａが配置されると、その長手方向が紙面縦方向となる基板領域２０１ｙにアンテナ部２０１ｂが配置される。
【００４１】
基板領域２０１ｙには、基板領域２０１ｘとの接合部分近傍の領域に、アンテナ部２０１ａの両端それぞれと電気的に接続された給電部２０２ａ，２０２ｂが配置される。又、この基板領域２０１ｙにおいて、アンテナ部２０１ａと接続される給電部２０２ａ，２０２ｂが配置された領域とアンテナ部２０１ｂが配置された領域との間に、破線Ｘで示すような屈曲部分が設けられる。更に、基板領域２０１ｙには、アンテナ部２０１ａの給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれを挟む位置に接続部材２０５ａが設けられるとともに、アンテナ部２０１ｂの給電部２０２ｃ，２０２ｄを挟む位置に接続部材２０６ａが設けられる。この接続部材２０５ａ，２０６ａは、破線Ｘを軸として対称となる位置に設けられる。そして、接続部材２０５ａ，２０６ａは、第３の実施形態の接続部材２０５，２０６と同様の構成とすることで、アンテナモジュール１２ｄをタグ１１ｄに固定することができる。
【００４２】
又、タグ１１ｄの受電部１０２ａ，１０２ｂのそれぞれは、タグ１１ｄを構成する誘電体基板の両面それぞれに、図９及び図１０に示すような、導体パターンによる受電パターン１０２ｘ，１０２ｙを有する。尚、図９が、受電パターン１０２ｘの設置面を示す図として、受電パターン１０２ｙを破線で図示するとともに、図１０が、受電パターン１０２ｙの設置面を示す図として、受電パターン１０２ｘを破線で図示する。即ち、受電パターン１０２ｙは、Ｌ字状の導体パターンで構成され、Ｌ字を構成する一方の直線パターンに受電パターン１０２ｘが重なるように構成される。
【００４３】
そして、アンテナモジュール１２ｄをタグ１１ｄに接続したとき、受電パターン１０２ｘが給電部２０２ａ，２０２ｂと当接する場合、受電パターン１０２ｙのＬ字状パターンを構成する他方の直線パターンに、給電部２０２ｃ，２０２ｄが当接する。尚、受電パターン１０２ｙは、Ｌ字状の導体パターンを誘電体基板の表面に設けたものとしたが、受電パターン１０２ｙと電気的に接続させるものであれば、給電部２０２ｃ，２０２ｄと当接させる部分のみを誘電体基板の表面に設けるものとしてもよい。
【００４４】
このような構成のタグ１１ｄ及びアンテナモジュール１２ｄを接続させたときの無線通信用タグ１ｄの状態を、図１１に示す。図１１に示すように、タグ１１ｄは、その端辺部分１００ａ，１００ｂが物品１０に接着されて、物品１０に固定される。この物品１０に固定されたタグ１１ｄにアンテナモジュール１２ｄを接続するとき、第３の実施形態と同様、物品１０とタグ１１ｄとで形成された穴部に、アンテナ部２０１ｂが形成された基板領域２０１ｙが挿入される。そして、この基板領域２０１ｙを破線Ｘ（図８参照）で屈曲させた後、接続部材２０５ａ，２０６ａを接続することで、アンテナモジュール１２ｄがタグ１１ｄを挟持する。これにより、タグ１１ｄの受電部１０２ａ，１０２ｂそれぞれが、アンテナモジュール１２ｄの給電部２０２ａ〜２０２ｄそれぞれと当接するため、タグ１１ｄとアンテナモジュール１２ｄによる無線通信用タグ１ｄが、外部のリーダ・ライタと通信可能な状態となる。
【００４５】
尚、第３及び第４の実施形態において、受電部１０２ａ，１０２ｂ及び給電部２０２ａ〜２０２ｄが導体パターンのみで構成される例をあげて説明するが、導体パターンと半田や導電材料による接着剤等で接続された導体板又は導電性シート等とにより構成されるものであってもよい。又、この受電部１０２ａ，１０２ｂ及び給電部２０２ａ〜２０２ｄは、その導体部分がタグ１１ｃ，１１ｄの表面に露出するものであってもよいし、その表面に誘電体材料などによる保護膜で覆われた構成としてもよい。又、第４の実施形態において、接続部材２０５ａが、第３の実施形態のように、アンテナ部２０１ａが設けられる基板領域２０１ｘに設けられるものとしてもよい。一方、第３の実施形態の接続部材２０５が、第４の実施形態のように、アンテナ部２０１と接続された受電部２０２ａ，２０２ｂとともに、接続部２０４に設置されるものとしても構わない。
【００４６】
又、第３及び第４の実施形態において、タグ１１ｃの受電部１０２ａ，１０２ｂが、貫通穴を有するリング上の導体パターン又は導体板等で構成されるものとしてもよい。このように構成したとき、アンテナモジュール１２ｃの接続部材２０５を導電性材料で構成し、給電部２０２ａ，２０２ｂそれぞれと電気的に接続されるものとしてもよいし、更に、アンテナモジュール１２ｃの接続部材２０６も導電性材料で構成するものとしても構わない。又、アンテナモジュール１２ｄの接続部材２０５ａ，２０６ａそれぞれが導電性材料で構成されるとともに、接続部材２０５ａ，２０６ａそれぞれが、アンテナ部２０１ａ，２０１ｂそれぞれと接続される給電部２０２ａ〜２０２ｄと電気的に接続されるものとしても構わない。
【００４７】
第１〜第４の実施形態において、アンテナモジュール１２ａ〜１２ｄのアンテナ部２０１又は給電部２０２ａ〜２０２ｄが、樹脂シート等の誘電体基板上に形成された導体パターンで構成されるものとしたが、導電性シートや導体板等の導体片により形成されるものであってもよいし、導電性繊維で形成されるものであってもよい。このとき、アンテナ部２０１又は給電部２０２ａ〜２０２ｄを導電性シートで構成する場合、金属薄板、金属テープ、導電性シート等で構成するものとしてもよい。又、アンテナ部２０１を導線で構成する場合、導線によりループ形状を構成する等により、その無線通信の使用周波数帯に応じた形状に固定させる。更に、アンテナ部２０１を導電性繊維で構成する場合、炭素繊維や金属繊維等の導電性繊維を絶縁性のシートに対して、その無線通信の使用周波数帯に応じた形状に刺繍させるものであってもよい。
【００４８】
更に、第１の実施形態のアンテナモジュール１２ａを、第４の実施形態のアンテナモジュール１２ｄと同様、指向性の異なる２つのアンテナ部２０１ａ，２０１ｂを備える構成としても構わない。このとき、アンテナ部２０１ａ，２０１ｂそれぞれの一端に接続された２つの給電部２０２ａ，２０２ｃが、タグ１１ａの受電部１０２ａを挟持するように接続されるとともに、アンテナ部２０１ａ，２０１ｂそれぞれの他端に接続された２つの給電部２０２ｂ，２０２ｄが、タグ１１ａの受電部１０２ｂを挟持するように接続される。又、第３及び第４の実施形態のアンテナモジュール１２ｃ，１２ｄにおいて、第２の実施形態のアンテナモジュール１２ｂと同様、給電部２０２ａ〜２０２ｄとに接続される導線ケーブルを備えるものとしても構わない。
【００４９】
又、本発明の無線通信用タグの一部となるタグは、アンテナモジュールと接続されていない状態にあるとき、外部のリーダ・ライタと通信が不可能な状態であればよく、どのような電波に対しても通信不可能である構成であることが好ましいが、規格範囲外となる大きな電力でなければ通信ができないものであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、各周波数帯域のＲＦＩＤシステムで使用される無線通信用タグに適用できる。又、パッシブ型の無線通信用タグとして適用することができるとともに、アンテナモジュールに電池を付属させることにより、アクティブ型の無線通信用タグとしても適用することができる。更に、アンテナモジュールのアンテナ部の形状によって、電磁誘導方式及びマイクロ波方式それぞれの無線通信用タグとして適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１，１ａ〜１ｄ 無線通信用タグ
１１，１１ａ，１１ｃ，１１ｄ タグ
１２，１２ａ〜１２ｄ アンテナモジュール
１００ａ，１００ｂ 端辺部分
１０１ 半導体チップ
１０２ａ，１０２ｂ 受電部
１０２ｘ，１０２ｙ 受電パターン
１０３ａ，１０３ｂ 端子
１０４ 電力供給部
１０５ 変復調部
１０６ 制御部
１０７ メモリ部
２００ 端辺
２０１，２０１ａ，２０１ｂ アンテナ部
２０２ａ〜２０２ｄ 給電部
２０３ 導線ケーブル
２０４ 接続部
２０５，２０５ａ 接続部材
２０６，２０６ａ 接続部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の通信装置との通信動作を行う半導体チップを有する無線通信用タグにおいて、
前記半導体チップが搭載されるとともに、該半導体チップと電気的に接続された受電部を有するタグと、
前記通信装置からの電波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部と電気的に接続された給電部と、を有するとともに、前記タグと着脱可能な構成を備えたアンテナモジュールと、
を備え、
前記タグが前記アンテナモジュールと接続されたときに、前記受電部と前記給電部とが電気的に接続することにより、前記通信装置と通信可能な状態となることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項２】
請求項１において、
前記タグと前記アンテナモジュールとの接続を保持する接続部材を有することを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項３】
請求項２において、
前記タグ及び前記アンテナモジュールそれぞれが前記接続部材を備えることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項４】
請求項３において、
前記受電部及び前記給電部のそれぞれが、前記接続部材を具備していることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項５】
請求項２において、
前記アンテナモジュールが前記接続部材を備えることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記アンテナモジュールと前記タグとが接続する際、前記受電部に前記給電部が重なる位置で前記アンテナモジュールが前記タグを挟持して、前記受電部と前記給電部とを電気的に接続させることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記アンテナモジュールが、指向性の異なる複数のアンテナ部を有することを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項８】
請求項７において、
前記アンテナモジュールと前記タグとが接続する際、複数の前記アンテナ部により前記タグが挟まれた状態となることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項の無線通信用タグにおける、アンテナモジュールであって、
外部の通信装置からの電波を受信するアンテナ部と、
該アンテナ部と電気的に接続した給電部と、
を備え、
前記通信装置との通信動作を行う前記半導体チップを備えた前記タグと接続したとき、前記給電部が前記タグに設けられた前記受電部と電気的に接続されることを特徴とするアンテナモジュール。
【請求項１】
外部の通信装置との通信動作を行う半導体チップを有する無線通信用タグにおいて、
前記半導体チップが搭載されるとともに、該半導体チップと電気的に接続された受電部を有するタグと、
前記通信装置からの電波を受信するアンテナ部と、該アンテナ部と電気的に接続された給電部と、を有するとともに、前記タグと着脱可能な構成を備えたアンテナモジュールと、
を備え、
前記タグが前記アンテナモジュールと接続されたときに、前記受電部と前記給電部とが電気的に接続することにより、前記通信装置と通信可能な状態となることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項２】
請求項１において、
前記タグと前記アンテナモジュールとの接続を保持する接続部材を有することを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項３】
請求項２において、
前記タグ及び前記アンテナモジュールそれぞれが前記接続部材を備えることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項４】
請求項３において、
前記受電部及び前記給電部のそれぞれが、前記接続部材を具備していることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項５】
請求項２において、
前記アンテナモジュールが前記接続部材を備えることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記アンテナモジュールと前記タグとが接続する際、前記受電部に前記給電部が重なる位置で前記アンテナモジュールが前記タグを挟持して、前記受電部と前記給電部とを電気的に接続させることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記アンテナモジュールが、指向性の異なる複数のアンテナ部を有することを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項８】
請求項７において、
前記アンテナモジュールと前記タグとが接続する際、複数の前記アンテナ部により前記タグが挟まれた状態となることを特徴とする無線通信用タグ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項の無線通信用タグにおける、アンテナモジュールであって、
外部の通信装置からの電波を受信するアンテナ部と、
該アンテナ部と電気的に接続した給電部と、
を備え、
前記通信装置との通信動作を行う前記半導体チップを備えた前記タグと接続したとき、前記給電部が前記タグに設けられた前記受電部と電気的に接続されることを特徴とするアンテナモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２２１８３８（Ｐ２０１１−２２１８３８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９１１５７（Ｐ２０１０−９１１５７）
【出願日】平成２２年４月１２日（２０１０．４．１２）
【出願人】（３０６０２１４２４）株式会社ハッピー (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１２日（２０１０．４．１２）
【出願人】（３０６０２１４２４）株式会社ハッピー (9)
【Ｆターム（参考）】
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