ＲＦＩＤタグ及びその製造方法
【課題】
磁気タグとＩＣチップを実装したＲＦＩＤタグの２つの機能を有し、そのＲＦＩＤタグの通信範囲をより拡大することができる物品管理用ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。
【解決手段】
本発明のＲＦＩＤタグは、非接触で外部との情報を受け渡し可能なＩＣチップを実装したＲＦＩＤタグであって、ＩＣチップを実装した導電性を有する第１のアンテナと軟磁性体からなる第２のアンテナが電気的に接続した構造とした。
磁気タグとＩＣチップを実装したＲＦＩＤタグの２つの機能を有し、そのＲＦＩＤタグの通信範囲をより拡大することができる物品管理用ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。
【解決手段】
本発明のＲＦＩＤタグは、非接触で外部との情報を受け渡し可能なＩＣチップを実装したＲＦＩＤタグであって、ＩＣチップを実装した導電性を有する第１のアンテナと軟磁性体からなる第２のアンテナが電気的に接続した構造とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＩＣチップに記録されたＩＤ（Identification:識別情報）などの情報をＲＦ（Radio Frequency：無線）で送信するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
物品等の不正持ち出しを防止する手段として磁性体材料を使用した感知マーカ又は磁気タグなどと呼ばれる防犯タグが使用されている。感知マーカは軟磁性体で構成されていて、入口などに設置されたゲート装置より発する交番磁界によりバルクハウゼン効果によって、ゲート装置内の検出コイルに電圧パルスを発生する。
【０００３】
したがって、感知マーカが取り付けられた物品をもってゲートを通過するとゲート装置は電圧パルスを検出し、警報音を発報するようになっている。
【０００４】
また、正規の持ち出し手続きをへて持ち出す物品に対して警報を発報しないようにした感知マーカもある。これは軟磁性体上に半硬質磁性体材料配置し，半硬質磁性体材料を磁化する、磁化しないを制御することにより軟磁性体材料が有するバルクハウゼン効果を制御することができる。これによりゲート装置の検出コイルに発生する電圧パルスにより正規持ち出しか，不正持ち出しかを判別することができる。
【０００５】
特許文献１では軟磁性材料による箔層からなる感知マーカと、その箔層と重ならない位置にＩＣチップを備えたＲＦＩＤタグとの組み合わせからなるセキュリティタグが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２７５０８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている技術により、磁気による感知により物品を監視する機能と，無線通信によりＩＣチップの情報を受け渡すＲＦＩＤタグによる物品の管理を可能としている。しかし、特許文献１では磁気で動作する軟磁性体部とＩＣチップを実装した無線タグが並列に装着されたタグになっており、軟磁性体箔とＲＦＩＤのアンテナが接近するとＲＦＩＤタグのアンテナ特性が変化し本来の通信距離が得られなくなるなどの問題が発生し、相互を接近させて配置することができない。したがって、タグ形状が大きくなったり、ＲＦＩＤの読取り方向が限定されたりする課題がある。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、磁気タグとＩＣチップを実装したＲＦＩＤタグの２つの機能を有し、そのＲＦＩＤタグの通信範囲をより拡大することができる物品管理用ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＲＦＩＤタグは前記目的を達成するために以下の構成を有するものである。そのために本発明のＲＦＩＤタグは、非接触で外部との情報を受け渡し可能なＩＣチップを実装したＲＦＩＤタグであって、ＩＣチップを実装した導電性を有するアンテナが、その少なくとも一部に磁性を帯びたアンテナである。当該アンテナに磁性体部を設けることで実現できる。また、これを実現するために、アンテナとして、ＩＣチップを実装した導電性を有する第１のアンテナと磁性体であり導電性を有する第２のアンテナを用いる構成も本発明に含まれる。ここで、第１のアンテナと第２のアンテナから、ＩＣチップに格納された情報を送出する構成とする。この場合、第１のアンテナと第２のアンテナを電気的に接続した構造としてもよい。
【００１０】
また、磁性体で構成される感知マーカ(磁気タグ)とＩＣチップの情報を送出するアンテナ（もしくはＩＣチップ自体）を所定の位置関係に配置することも本発明に含まれる。この場合、アンテナを、感知マーカと当該ＲＦＩＤタグの長さ(長手)方向において直列方向であって当該ＲＦＩＤタグの端部に配置する。さらに、本発明には、このＲＦＩＤタグを、アンテナ（もしくはＩＣチップ）がその添付対象物の端部になるように添付することも本発明に含まれる。また、この場合、複数の添付対象物のそれぞれに対して、上述のようにＲＦＩＤタグを添付し、添付対象物の端部を揃えて配置して、これらのＲＦＩＤタグから情報を読み取ることも本発明の一態様に含まれる。例えば、本の背表紙にＲＦＩＤタグを添付し、これを本棚に立て掛けておいて場合、アンテナ（もしくはＩＣチップ）の位置がほぼ水平に配置され、複数の本に関する情報の読取りが容易になる。
【００１１】
なお、本発明において、磁性体としては、軟磁性体を用いることがより好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＲＦＩＤタグによれば、磁気タグ機能とＲＦＩＤタグ機能を、効率的に並存させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）に係わる好適な例をあげて説明する。
【００１４】
《第１の実施形態》
まず、図１を参照しながら第１の実施形態のＲＦＩＤタグを説明する。図１（ａ）は本実施形態のＲＦＩＤタグ１０の基本形状を示している。導体からなる第１のアンテナ１上にＩＣチップ３が実装されたＲＦＩＤ部と軟磁性体材料からなる第２のアンテナ２が電気的に接続されている形態となっている。第１のアンテナ１には第１のアンテナ１とＩＣチップ３のインピーダンスマッチングを行う、Ｌ字型のスリット４が形成されていて、ＩＣチップとのインピーダンスマッチングを行う。第１のアンテナ１とＩＣチップ３との接続方法については後述する。第１のアンテナ１と第２のアンテナ２は重なり部５０を有し、導体である２つのアンテナが直接接触するか、図示しない粘着材や接着材を介して電気的に接続している。第１のアンテナ１と第２のアンテナ２はベースフィルム５により保持されている。
【００１５】
第１のアンテナ材料としてはＡｌ、Ｃｕ、Ａｇなどの金属が使用できる。本実施形態では１０μｍ厚のＡｌ箔を使用した。第２のアンテナ２の材料としてはパーマロイ、B-C-Fe合金、アモルファス金属、例えばCo-Fe-Si-Bを主成分とするアモルファス金属などがある。
【００１６】
図１（ｂ）はＲＦＩＤタグ構造を横方向から示した図である。第１のアンテナ１上にＩＣチップ３が実装され、第２のアンテナ２が第１のアンテナ１上に重なり部５０で上から重なっている形態を示している。
【００１７】
図１（ｃ）は第１のアンテナと第２のアンテナの重なり順が逆になった実施形態を示している。これは既に物品に磁気タグが取り付けられ手いる場合、（ｃ）に示すように磁気タグ２ａの上に、重なり部５０ａを介してＩＣチップ３を実装した第１のアンテナを取り付けても（ｂ）と同等の効果が得られる。また,逆に既にＲＦＩＤタグが取付けられている場合、（ｂ）の形態で取付けても同等の効果が得られる。
【００１８】
図２は従来構造の磁気タグとＲＦＩＤタグを長手方向に直列に組み合わせたタグ１１を示している。ＲＦＩＤタグ部のアンテナ６にＩＣチップ３が実装されている。アンテナ６はダイポール構造でれば使用する周波数の電気的１/２λ長である。具体的にはマイクロ波帯である２.４５ＧＨｚ帯ではアンテナ５の長さは５３ｍｍ程度になる。この長さは取り付ける物品の材質などによりその長さは変化する。アンテナ６の長手方向にアンテナ６に接することなく磁気タグ７を配置し、ベースフィルム９により保持されている。
【００１９】
図１における磁気タグ機能を有す第２のアンテナ２と、図２における磁気タグ７の長さが同じであるとすると、図１における第１のアンテナ１長と図２におけるＲＦＩＤのアンテナ６長の差及びアンテナ６と磁気タグ７の間隔分だけ、本実施形態を示す図１のＲＦＩＤタグの方が小型化できる利点がある。
【００２０】
次に、図１に示す本実施形態のＲＦＩＤタグ１０と図２に示す従来構造のタグ１１におけるＩＣチップ３の情報を読取る通信範囲を比較する。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、Ａ４サイズの書籍１２にそれぞれのタグ１０及び１１を取り付ける。取り付け位置は書籍９の背近傍とする。なお、近傍とは、予め定めた所定の範囲内としてもよい。この状態で周波数２.４５ＧＨｚの出力３００ｍＷのリーダ装置、アンテナ利得６ｄＢｉのアンテナによりその通信距離を測定した。第１のアンテナ１及び第２のアンテナ２のアンテナ幅は１.５ｍｍとした。その結果を図４（ａ）,（ｂ）に示す。本実施形態のタグ１０では（ａ）の読取り範囲１３に示すような通信範囲が得られる。リーダアンテナがこの通信範囲に存在すればＩＣチップ３の情報を読取ることができることを示している。従来構造のタグ１１では（ｂ）に示す読取り範囲１４で示す範囲がＩＣチップ３の情報を読取れる範囲である。ここで、書籍１２の長手方向に直角な方向を読取方向Ｘ、平行な方向を読取方向Ｙと定義する。
【００２１】
読取方向Ｘのそれぞれの最大通信距離は本実施形態のタグ（ａ）では、１８０ｍｍ、従来構造のタグ（ｂ）では２００ｍｍとなった。読取方向Ｙの最大通信距離は（ａ）では１１０ｍｍ、従来構造の（ｂ）ではＩＣチップ３の情報を読取不能であった。本実施形態のタグ１０と従来構造１１の読取り性を比較する。書籍１２より２０ｍｍ離れたの周囲を、リーダアンテナを移動し、ＩＣチップ３の情報を読取ることができる範囲を測定する。（ａ）では実線Ａ−Ａ’で示す範囲は３３０ｍｍ。（ｂ）では実線Ｂ−Ｂ’で示す範囲は１４０ｍｍであり、本実施形態のタグ１０の方が２.４倍広い範囲でＩＣチップ３の情報を読取ることができる。
【００２２】
また、ＩＣチップ３の情報を読取ることができるエリア、すなわち読取り範囲１３，１４の面積を比較すると本実施形態のタグ１０の方が従来構造のタグ１１に比べ１.８倍広いことが測定により確認できた。
【００２３】
本実施形態のタグの大きな特徴は、本実施形態のタグ構造ではタグの長手方向であるＹ方向から、ＩＣチップ３の情報が読取れることである。従来構造では（ｂ）に示すようにタグ１１に平行な方向でアンテナ５の幅に近い範囲でしかＩＣチップと通信できない。これに対して本実施形態の構造では（ａ）に示すように第１のアンテナ１と第２のアンテナ２に平行な方向、読取方向Ｘ及び書籍９の底辺側である読取方向ＹからもＩＣチップ３の情報を読取ることが可能となる。
【００２４】
次に、第1のアンテナ長と第２のアンテナ長の最適化について図５、６を用いて説明する。ここで、第１のアンテナ長をＬ１、第２のアンテナ長をＬ２、タグアンテナ長をＬ＝Ｌ１＋Ｌ２と定義する。図５はＬ１＝２５ｍｍとして第２のアンテナの長さを変化させたときのＲＦＩＤタグ１０の通信距離を測定した結果である。Ｌ２長に依存し通信距離が変化することを示している。この変化はＬが使用する周波数のλ/２の整数倍、すなわちＬ＝（λ/２）×ｎ（ｎ：整数）で極大となる。ここでのλはアンテナが接する物品の誘電率に依存し変化する。図６はＲＦＩＤタグ長Ｌを固定し、第１のアンテナ長Ｌ１を２６ｍｍ（１/２λ長相当）から短くしたときの通信距離を示している。これより２６〜１５ｍｍの間は緩やかに通信距離が低下し１５ｍｍから急激に減少する。これはＬ１長が短くなることにより第１のアンテナとＩＣチップ３のインピーダンスマッチングがミスマッチングとなることに起因している。
【００２５】
図７に示すように書籍１２ａ〜１２ｈを複数並べた場合、本実施形態におけるタグ１０ａ〜１０ｈでは書籍の背に平行な方向にあるリーダアンテナ１５ａから放射された電波１６ａ、及び底辺に平行な方向にあるリーダアンテナ１５ｂから放射された電波１６ｂでＩＣチップ３に実装された情報を読取ることができる。従来構造のタグ１１では書籍底部からのＩＣチップ３の情報を読取ることはできない。各々のリーダアンテナはリーダ装置１７に接続されている。
【００２６】
本実施形態によれば、上記のように複数の書籍の背にタグを取付け、これらを管理する方法は、タグの通信特性から書籍の背と平行の方向Ｘと書籍の底辺方向Ｙから読取る２つの方法が考えられる。
【００２７】
書籍の在庫管理のような場合では前者である背方向から読取る方法で対応できる。また、書籍のリアルタイム管理、即ち、今その棚に何があるかをリアルタイムで管理する場合には、棚板の下から常時読取る方法が有効である。これは図１０に示すような形態で実施することができる。ＲＦＩＤタグ１０ａ〜１０ｈ、書籍１２ａ〜１２ｈ、リーダアンテナ１５ｃ、リーダ装置１７、棚板３６で構成されている。棚板の下に配置されたリーダアンテナ１５ｃより放射された電波により、ＩＣチップ３の情報を読取ることができる。これにより、リアルタイムでの物品管理が容易に行うことができる。放射範囲の広いアンテナを使用することによりより多くの書籍を管理することができる。なお、図１０においては、第１のアンテナやＩＣチップをＲＦＩＤタグもしくは書籍の端部に揃えて配置したが、相対的にほぼ一定の位置になるように揃えるように配置してもよい。
【００２８】
以上の実施の形態によれば、ＩＣチップを実装した第１のアンテナと磁気タグ機能を有する第２のアンテナが一体となり、磁気タグ機能と、より広いＩＣチップの通信範囲を有するＲＦＩＤタグを提供することができる。
【００２９】
本実施形態では第１のアンテナ１の長手方向の端部に第２のアンテナ２を取付けたが、第１のアンテナ１の長手方向の両端に第２のアンテナ２を各々１本取付けても良い。
《第２の実施形態》
第２の実施形態を図９により説明する。実施形態１ではＩＣチップ３を実装した第１のアンテナ１と軟磁性体で形成されている第２のアンテナ２を電気的に接続している。（ａ）に示すように、第２の実施形態では第１のアンテナ１と第２のアンテナ２を形成する材料を同一として、導電性を有する軟磁性体を使用し、第１のアンテナ１と第２のアンテナ２が一体化したアンテナ１８を作成する。すなわち、アンテナの少なくとも一部が磁性を帯びている。言い換えると、アンテナに磁性体部を設けている。このアンテナ１８にはＩＣチップ３のインピーダンスマッチングを行うスリット２０が形成されている。このスリット２２を跨ぐようにアンテナ１８にＩＣチップ３を実装することにより第１の実施形態と同等の通信特性を得ることができる。同時に、磁気タグとしての機能も有するＲＦＩＤタグを形成することができる。本実施形態ではＩＣチップ３を実装したアンテナ１８をベースフィルム２０で保持する構造とした。本実施形態では２００μｍ厚の導電性を有するアモルファス合金箔を使用した。ベースフィルム２０はＰＥＴ材（５０μｍ厚）を使用した。（ｂ）は本実施形態のタグを横方向から図示したものである。
【００３０】
本実施形態でＲＦＩＤタグを製造する場合、第１のアンテナ加工、第２のアンテナの加工、及び第１のアンテナと第２のアンテナの接続工程を省略することができる効果がある。更に第１のアンテナと第２のアンテナが重なることなく一体となることにより、アンテナの重なり部分でタグアンテナが厚くなることなく平坦なタグ、かつより薄型のタグを製造することができる。このタグの平坦化や薄型化によりタグ耐久性や取り付け性についても改善することができる利点もある。
【００３１】
本実施形態でのＲＦＩＤ製造工程について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）では導電性を有する軟磁性体２１にスリット２２の形成方法を説明する。ロール状の軟磁性体２１にＬ字型の金型５０を用いて、打ち抜きにより軟磁性体２１にＬ字型のスリット２２を形成する。
【００３２】
これにより、（ｂ）に示すように金型５０により軟磁性体２１にはＬ字型の抜きが連続的に形成される。図中点線３０は切断位置を示す線であり、点線３０より切断することによりアンテナ２１を形成することができる。
【００３３】
次に、図１１を用いてスリット２２の形成方法を説明する。先に説明した金型５０によって形成したＬ字型の抜きとアンテナ１８とするために切断工程によりスリットを形成する。（ａ）に示すように連続した軟磁性体２１の切断位置３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃによって（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）で示すようなＬ字型のスリット２５が形成できる。（ｂ）に示す切断位置３０Ａによって切断した場合、後述するスリット２５により形成されるスタブを作ることができないので、ＩＣチップ３とアンテナとのインピーダンスマッチングを行うことができない。（ｃ）では所望のＬ字型のスリットとなりスタブを形成することができるので、ＩＣチップ３とのインピーダンスマッチングを取ることができる。（ｄ）ではスタブの大きさが小さくなるもののＩＣチップ３とアンテナのインピーダンスマッチングを行うことができる。タグアンテナには３１ｂ、３１ｃの窪みが形成されるが、電気的特性には大きな差異がない。
【００３４】
したがって、打ち抜きによって形成されたＬ字型抜きと、切断位置３０を適切に設定することによって、スリットを形成することができる。具体的には（ｅ）に示すようにＬ字型の端部からの切断位置３０Ｄを切断幅精度よりもΔＸを大きくすることにより歩留まり良くタグを製造することができる。
【００３５】
図１２はＲＦＩＤタグ２９の製造工程を示した図である。連続する軟磁性体に抜き型２４を用いてＬ字型の抜きを形成する。次にベースフィルム２６裏打ちし、軟磁性体２１を保持する。これにＩＣチップ３を実装する。さらに保護フィルム２７を取付け、裏面には剥離紙付き接着材料２８を取付け、切断歯２５により切断することによりＲＦＩＤタグ２９が完成する。
【００３６】
スリットの形成方法としては、エッチングにより形成することもできるが、エッチング液の選択や、エッチング速度の制御などの課題があり、打ち抜きによるスリット形成のほうが被加工材料に依存せず適用することができる利点がある。
【００３７】
《第３の実施形態》
第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態の磁気タグ部分に半硬質磁性材料の小片を取り付けることにより軟磁性体のバルクハウゼン効果をコントロールすることができる。図１３を用いてこの構造を説明する。（ａ）は上面図、（ｂ）、（ｃ）は実施形態１における図１（ｂ）、（ｃ）に示した構造に本実施形態の機能を加えたタグ構造を横方向から図示したものである。（ｂ）、（ｃ）ともに第２のアンテナ２上に半硬質磁性体の小片を取り付けた形態と成っている。図１４は第２の実施形態で示したタグ構造に半硬質磁性材料の小片を取付けたものである。半硬質磁性体材料としてはＦｅ合金、Ｃｏ合金などがあり、厚さ５０〜１００μｍ、３ｍｍ程度の長さがあれば十分な失活性能を与えることができる。
【００３８】
本実施形態の構造にすることにより、物品管理の精度を上げることができる。物品の持ち出し管理において、先ず、ＩＣチップの情報を読取らせデータベース上で出庫処理がなされた場合、半硬質磁性体を磁化し、バルクハウゼン効果を停止させる。即ち、ゲートを通過しても警報が発報しなくなえる。ＩＣチップの情報読取り処理と磁化処理を同一装置で一連の処理とすることでより確実に行うことができる。ＩＣチップの情報を読取り操作においてもＩＣチップとの通信範囲の広い本実施形態の構造の方が容易かつ確実によりが行える利点がある。
【００３９】
《第４の実施形態》
第４の実施形態は本実施形態のＲＦＩＤタグ１０の端部に１/２λ長の第３のアンテナを配置することによりＲＦＩＤタグ１０の長手方向（読取方向Ｙ）からの通信距離を延ばすことができる。図１５を用いてこれを説明する。（ａ）に示すように書籍１２の背近傍に本実施形態のＲＦＩＤタグ１０を取付ける。取付け位置はＲＦＩＤタグの隠蔽性を向上させるため表紙３５の裏側に取付ける。さらに、書籍の表紙面に第３のアンテナ３４を取付ける。（ｂ）にＣ−Ｃ’の断面図を示す。第３のアンテナ３４は導体により構成され書籍とは粘着材や接着材により固着させる。アンテナ材料としてはＡｌ,Ｃｕ,Ａｇなどの汎用的な金属材料を用いる。導電性インクを用いて印刷により形成しても良い。（ｃ）に示すようにＲＦＩＤタグ１０と第３のアンテナ３４はそれぞれのアンテナの端部が重なるように配置する。直接接触する必要はないが、２つのアンテナの距離が離れるほど結合が弱くなり、第３のアンテナの効果が低下する。ＲＦＩＤタグ１０のアンテナと第３のアンテナ３４の成す角度は任意角で良い。効率良く動作させる為には第３のアンテナ３４とリーダアンテナが平行を成すように配置すると良い。ＲＦＩＤタグ１０と第３のアンテナ３４を直接重ねたり、実施形態２のように軟磁性体で一体化することもできる。
【００４０】
《アンテナとＩＣチップのインピーダンスマッチングについて》
アンテナ４１にインピーダンスマッチング用のスリットを設けてＩＣチップ３を搭載する具体的な例を詳細に説明する。図１６は、アンテナ４１の給電部にＩＣチップ３を搭載する工程を示す工程図であり、（ａ）はアンテナ４１とＩＣチップ２の給電部分を示し、（ｂ）はアンテナ４１にＩＣチップ３を搭載したときの給電部分の透視拡大図を示し、（ｃ）はアンテナ４１とｌＣチップ３の接合部の断面図を示している。
【００４１】
図１６（ａ）に示すように、アンテナ４１の給電部分には、ＩＣチップ３とアンテナ４１との間でインピーダンスマッチングを行うためのＬ字型のスリット４３が形成され、このスリット４３でＬ字型のスリットで囲われた部分がスタブ４１ｂとして形成される。また、ＩＣチップ３には、スリット４３を跨ぐような間隔で信号入出力電極３ａ，３ｂが形成されている。
【００４２】
すなわち、スリット４３の幅は、ｌＣチップ３の信号入出力電極３ａ，３ｂの電極間隔よりもやや狭い程度になっているので、図１６（ｂ）に示すようにアンテナ４１にＩＣチップ３を搭載すると、ＩＣチップ３の信号入出力電極３ａ，３ｂが、スリット４３を跨ぐようにしてアンテナ４１に接続される。このようにして、スリット４３の形成によってできたスタブ４１ａをアンテナ４１とＩＣチップ３との間に直列に接続することにより、アンテナ４１とＩＣチップ３との間ではスタブ４１ｂが直列に接続されたインダクタンス成分として作用する。したがって、このインダクタンス成分によって、アンテナ４１とｌＣチップ３の入出力インピーダンスとがマッチング（整合）される。つまり、スリット４３とスタブ４１ｂによってマッチング回路が形成される。なお、図１６（ｃ）に示すように、ＩＣチップ３の信号入出力電極３ａ，３ｂは、超音波接合、金属共晶結合、または異方性導電フィルム（図示しない）を介してなどの接合方法により、金バンプによってアンテナ４１と電気的に接合されている。
【００４３】
また、アンテナ４１Ａに形成するスリットはＬ字型ではなくＴ字型にすることもできる。図１６（ｄ）は、アンテナ４１ＡにおいてＴ字型のスリット４３Ａの給電部にＩＣチップ３を搭載した概念図である。図１２（ｄ）に示すように、アンテナ４１Ａのスリット４３ＡをＴ字型に形成して、スタブ４１ｃ，４１ｄをＩＣチップ２とアンテナ４１Ａとの間に直列に接続しても、Ｌ字型のスリット４３の場合と同様に、アンテナ４１ＡとｌＣチップ２のインピーダンスをマッチングさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態であるタグアンテナ構造の面図。
【図２】従来構造のタグアンテナ構造の面図。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付位置を示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグの通信範囲を示す図。
【図５】第２のアンテナ長と通信距離の関係を示す図。
【図６】第１のアンテナ長と通信距離の関係を示す図。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグ応用例を示す図。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグ読取方法を示す図。
【図９】本発明の第２の実施形態を示す図。
【図１０】本発明の第２の実施形態であるアンテナの形成方法を示す図。
【図１１】本発明の第２の実施形態であるアンテナの切断位置を示す図。
【図１２】本発明の第２の実施形態であるＲＦＩＤタグの製造プロセスを示す図。
【図１３】本発明の第３の実施形態におけるタグアンテナの図。
【図１４】本発明の第３の実施形態におけるタグアンテナの図。
【図１５】本発明の第３の実施形態におけるタグアンテナの図。
【図１６】ＩＣチップとアンテナの接続に関する説明図。
【符号の説明】
【００４５】
１,１ａ,１ｂ,１ｃ：第１のアンテナ
２,２ｂ,２ｃ：第２のアンテナ
３：ＩＣチップ
３ａ,３ｂ：接続パッド
４,４ａ,８,４３：スリット
５,９：ベースフィルム
６：ＲＦＩＤアンテナ
７：磁気タグ
１０,１０ａ,１０ｂ,１０ｃ,１０ｄ,１０ｅ,１０ｆ、１０ｇ,１０ｈ：本発明のタグ
１１：従来構造のタグ
１２,１２ａ,１２ｂ,１２ｃ,１２ｄ,１２ｅ,１２ｆ,１２ｇ,１２ｈ：書籍
１３：実施形態１のタグ１０の通信範囲
１４：従来構造のタグ１１での通信範囲
１５ａ,１５ｂ,１５ｃ：リーダアンテナ
１６ａ,１６ｂ：放射方向
１７：リーダ装置
２１：軟磁性体材料
２２：スリット形成部
２３：実施形態２のタグアンテナ
２４：スリット形成工程
２５：切断工程
２６：ベースフィルム
２７：カバーフィルム
２８：裏面粘着層
２９：第２の実施形態のＲＦＩＤタグ
３０,３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ：切断位置
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ：切断面
３２：ＩＣチップ実装位置
３３：半磁性体
３４：第３のアンテナ
３５：表紙
３６：棚板
４１,４１Ａ：アンテナ
４１ｂ：スタブ
４３Ａ：Ｔ字型スリット
５０,５０ａ,５０ｂ,５０ｃ：重ね合せ部
【技術分野】
【０００１】
本発明はＩＣチップに記録されたＩＤ（Identification:識別情報）などの情報をＲＦ（Radio Frequency：無線）で送信するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
物品等の不正持ち出しを防止する手段として磁性体材料を使用した感知マーカ又は磁気タグなどと呼ばれる防犯タグが使用されている。感知マーカは軟磁性体で構成されていて、入口などに設置されたゲート装置より発する交番磁界によりバルクハウゼン効果によって、ゲート装置内の検出コイルに電圧パルスを発生する。
【０００３】
したがって、感知マーカが取り付けられた物品をもってゲートを通過するとゲート装置は電圧パルスを検出し、警報音を発報するようになっている。
【０００４】
また、正規の持ち出し手続きをへて持ち出す物品に対して警報を発報しないようにした感知マーカもある。これは軟磁性体上に半硬質磁性体材料配置し，半硬質磁性体材料を磁化する、磁化しないを制御することにより軟磁性体材料が有するバルクハウゼン効果を制御することができる。これによりゲート装置の検出コイルに発生する電圧パルスにより正規持ち出しか，不正持ち出しかを判別することができる。
【０００５】
特許文献１では軟磁性材料による箔層からなる感知マーカと、その箔層と重ならない位置にＩＣチップを備えたＲＦＩＤタグとの組み合わせからなるセキュリティタグが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２７５０８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されている技術により、磁気による感知により物品を監視する機能と，無線通信によりＩＣチップの情報を受け渡すＲＦＩＤタグによる物品の管理を可能としている。しかし、特許文献１では磁気で動作する軟磁性体部とＩＣチップを実装した無線タグが並列に装着されたタグになっており、軟磁性体箔とＲＦＩＤのアンテナが接近するとＲＦＩＤタグのアンテナ特性が変化し本来の通信距離が得られなくなるなどの問題が発生し、相互を接近させて配置することができない。したがって、タグ形状が大きくなったり、ＲＦＩＤの読取り方向が限定されたりする課題がある。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、磁気タグとＩＣチップを実装したＲＦＩＤタグの２つの機能を有し、そのＲＦＩＤタグの通信範囲をより拡大することができる物品管理用ＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＲＦＩＤタグは前記目的を達成するために以下の構成を有するものである。そのために本発明のＲＦＩＤタグは、非接触で外部との情報を受け渡し可能なＩＣチップを実装したＲＦＩＤタグであって、ＩＣチップを実装した導電性を有するアンテナが、その少なくとも一部に磁性を帯びたアンテナである。当該アンテナに磁性体部を設けることで実現できる。また、これを実現するために、アンテナとして、ＩＣチップを実装した導電性を有する第１のアンテナと磁性体であり導電性を有する第２のアンテナを用いる構成も本発明に含まれる。ここで、第１のアンテナと第２のアンテナから、ＩＣチップに格納された情報を送出する構成とする。この場合、第１のアンテナと第２のアンテナを電気的に接続した構造としてもよい。
【００１０】
また、磁性体で構成される感知マーカ(磁気タグ)とＩＣチップの情報を送出するアンテナ（もしくはＩＣチップ自体）を所定の位置関係に配置することも本発明に含まれる。この場合、アンテナを、感知マーカと当該ＲＦＩＤタグの長さ(長手)方向において直列方向であって当該ＲＦＩＤタグの端部に配置する。さらに、本発明には、このＲＦＩＤタグを、アンテナ（もしくはＩＣチップ）がその添付対象物の端部になるように添付することも本発明に含まれる。また、この場合、複数の添付対象物のそれぞれに対して、上述のようにＲＦＩＤタグを添付し、添付対象物の端部を揃えて配置して、これらのＲＦＩＤタグから情報を読み取ることも本発明の一態様に含まれる。例えば、本の背表紙にＲＦＩＤタグを添付し、これを本棚に立て掛けておいて場合、アンテナ（もしくはＩＣチップ）の位置がほぼ水平に配置され、複数の本に関する情報の読取りが容易になる。
【００１１】
なお、本発明において、磁性体としては、軟磁性体を用いることがより好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のＲＦＩＤタグによれば、磁気タグ機能とＲＦＩＤタグ機能を、効率的に並存させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）に係わる好適な例をあげて説明する。
【００１４】
《第１の実施形態》
まず、図１を参照しながら第１の実施形態のＲＦＩＤタグを説明する。図１（ａ）は本実施形態のＲＦＩＤタグ１０の基本形状を示している。導体からなる第１のアンテナ１上にＩＣチップ３が実装されたＲＦＩＤ部と軟磁性体材料からなる第２のアンテナ２が電気的に接続されている形態となっている。第１のアンテナ１には第１のアンテナ１とＩＣチップ３のインピーダンスマッチングを行う、Ｌ字型のスリット４が形成されていて、ＩＣチップとのインピーダンスマッチングを行う。第１のアンテナ１とＩＣチップ３との接続方法については後述する。第１のアンテナ１と第２のアンテナ２は重なり部５０を有し、導体である２つのアンテナが直接接触するか、図示しない粘着材や接着材を介して電気的に接続している。第１のアンテナ１と第２のアンテナ２はベースフィルム５により保持されている。
【００１５】
第１のアンテナ材料としてはＡｌ、Ｃｕ、Ａｇなどの金属が使用できる。本実施形態では１０μｍ厚のＡｌ箔を使用した。第２のアンテナ２の材料としてはパーマロイ、B-C-Fe合金、アモルファス金属、例えばCo-Fe-Si-Bを主成分とするアモルファス金属などがある。
【００１６】
図１（ｂ）はＲＦＩＤタグ構造を横方向から示した図である。第１のアンテナ１上にＩＣチップ３が実装され、第２のアンテナ２が第１のアンテナ１上に重なり部５０で上から重なっている形態を示している。
【００１７】
図１（ｃ）は第１のアンテナと第２のアンテナの重なり順が逆になった実施形態を示している。これは既に物品に磁気タグが取り付けられ手いる場合、（ｃ）に示すように磁気タグ２ａの上に、重なり部５０ａを介してＩＣチップ３を実装した第１のアンテナを取り付けても（ｂ）と同等の効果が得られる。また,逆に既にＲＦＩＤタグが取付けられている場合、（ｂ）の形態で取付けても同等の効果が得られる。
【００１８】
図２は従来構造の磁気タグとＲＦＩＤタグを長手方向に直列に組み合わせたタグ１１を示している。ＲＦＩＤタグ部のアンテナ６にＩＣチップ３が実装されている。アンテナ６はダイポール構造でれば使用する周波数の電気的１/２λ長である。具体的にはマイクロ波帯である２.４５ＧＨｚ帯ではアンテナ５の長さは５３ｍｍ程度になる。この長さは取り付ける物品の材質などによりその長さは変化する。アンテナ６の長手方向にアンテナ６に接することなく磁気タグ７を配置し、ベースフィルム９により保持されている。
【００１９】
図１における磁気タグ機能を有す第２のアンテナ２と、図２における磁気タグ７の長さが同じであるとすると、図１における第１のアンテナ１長と図２におけるＲＦＩＤのアンテナ６長の差及びアンテナ６と磁気タグ７の間隔分だけ、本実施形態を示す図１のＲＦＩＤタグの方が小型化できる利点がある。
【００２０】
次に、図１に示す本実施形態のＲＦＩＤタグ１０と図２に示す従来構造のタグ１１におけるＩＣチップ３の情報を読取る通信範囲を比較する。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、Ａ４サイズの書籍１２にそれぞれのタグ１０及び１１を取り付ける。取り付け位置は書籍９の背近傍とする。なお、近傍とは、予め定めた所定の範囲内としてもよい。この状態で周波数２.４５ＧＨｚの出力３００ｍＷのリーダ装置、アンテナ利得６ｄＢｉのアンテナによりその通信距離を測定した。第１のアンテナ１及び第２のアンテナ２のアンテナ幅は１.５ｍｍとした。その結果を図４（ａ）,（ｂ）に示す。本実施形態のタグ１０では（ａ）の読取り範囲１３に示すような通信範囲が得られる。リーダアンテナがこの通信範囲に存在すればＩＣチップ３の情報を読取ることができることを示している。従来構造のタグ１１では（ｂ）に示す読取り範囲１４で示す範囲がＩＣチップ３の情報を読取れる範囲である。ここで、書籍１２の長手方向に直角な方向を読取方向Ｘ、平行な方向を読取方向Ｙと定義する。
【００２１】
読取方向Ｘのそれぞれの最大通信距離は本実施形態のタグ（ａ）では、１８０ｍｍ、従来構造のタグ（ｂ）では２００ｍｍとなった。読取方向Ｙの最大通信距離は（ａ）では１１０ｍｍ、従来構造の（ｂ）ではＩＣチップ３の情報を読取不能であった。本実施形態のタグ１０と従来構造１１の読取り性を比較する。書籍１２より２０ｍｍ離れたの周囲を、リーダアンテナを移動し、ＩＣチップ３の情報を読取ることができる範囲を測定する。（ａ）では実線Ａ−Ａ’で示す範囲は３３０ｍｍ。（ｂ）では実線Ｂ−Ｂ’で示す範囲は１４０ｍｍであり、本実施形態のタグ１０の方が２.４倍広い範囲でＩＣチップ３の情報を読取ることができる。
【００２２】
また、ＩＣチップ３の情報を読取ることができるエリア、すなわち読取り範囲１３，１４の面積を比較すると本実施形態のタグ１０の方が従来構造のタグ１１に比べ１.８倍広いことが測定により確認できた。
【００２３】
本実施形態のタグの大きな特徴は、本実施形態のタグ構造ではタグの長手方向であるＹ方向から、ＩＣチップ３の情報が読取れることである。従来構造では（ｂ）に示すようにタグ１１に平行な方向でアンテナ５の幅に近い範囲でしかＩＣチップと通信できない。これに対して本実施形態の構造では（ａ）に示すように第１のアンテナ１と第２のアンテナ２に平行な方向、読取方向Ｘ及び書籍９の底辺側である読取方向ＹからもＩＣチップ３の情報を読取ることが可能となる。
【００２４】
次に、第1のアンテナ長と第２のアンテナ長の最適化について図５、６を用いて説明する。ここで、第１のアンテナ長をＬ１、第２のアンテナ長をＬ２、タグアンテナ長をＬ＝Ｌ１＋Ｌ２と定義する。図５はＬ１＝２５ｍｍとして第２のアンテナの長さを変化させたときのＲＦＩＤタグ１０の通信距離を測定した結果である。Ｌ２長に依存し通信距離が変化することを示している。この変化はＬが使用する周波数のλ/２の整数倍、すなわちＬ＝（λ/２）×ｎ（ｎ：整数）で極大となる。ここでのλはアンテナが接する物品の誘電率に依存し変化する。図６はＲＦＩＤタグ長Ｌを固定し、第１のアンテナ長Ｌ１を２６ｍｍ（１/２λ長相当）から短くしたときの通信距離を示している。これより２６〜１５ｍｍの間は緩やかに通信距離が低下し１５ｍｍから急激に減少する。これはＬ１長が短くなることにより第１のアンテナとＩＣチップ３のインピーダンスマッチングがミスマッチングとなることに起因している。
【００２５】
図７に示すように書籍１２ａ〜１２ｈを複数並べた場合、本実施形態におけるタグ１０ａ〜１０ｈでは書籍の背に平行な方向にあるリーダアンテナ１５ａから放射された電波１６ａ、及び底辺に平行な方向にあるリーダアンテナ１５ｂから放射された電波１６ｂでＩＣチップ３に実装された情報を読取ることができる。従来構造のタグ１１では書籍底部からのＩＣチップ３の情報を読取ることはできない。各々のリーダアンテナはリーダ装置１７に接続されている。
【００２６】
本実施形態によれば、上記のように複数の書籍の背にタグを取付け、これらを管理する方法は、タグの通信特性から書籍の背と平行の方向Ｘと書籍の底辺方向Ｙから読取る２つの方法が考えられる。
【００２７】
書籍の在庫管理のような場合では前者である背方向から読取る方法で対応できる。また、書籍のリアルタイム管理、即ち、今その棚に何があるかをリアルタイムで管理する場合には、棚板の下から常時読取る方法が有効である。これは図１０に示すような形態で実施することができる。ＲＦＩＤタグ１０ａ〜１０ｈ、書籍１２ａ〜１２ｈ、リーダアンテナ１５ｃ、リーダ装置１７、棚板３６で構成されている。棚板の下に配置されたリーダアンテナ１５ｃより放射された電波により、ＩＣチップ３の情報を読取ることができる。これにより、リアルタイムでの物品管理が容易に行うことができる。放射範囲の広いアンテナを使用することによりより多くの書籍を管理することができる。なお、図１０においては、第１のアンテナやＩＣチップをＲＦＩＤタグもしくは書籍の端部に揃えて配置したが、相対的にほぼ一定の位置になるように揃えるように配置してもよい。
【００２８】
以上の実施の形態によれば、ＩＣチップを実装した第１のアンテナと磁気タグ機能を有する第２のアンテナが一体となり、磁気タグ機能と、より広いＩＣチップの通信範囲を有するＲＦＩＤタグを提供することができる。
【００２９】
本実施形態では第１のアンテナ１の長手方向の端部に第２のアンテナ２を取付けたが、第１のアンテナ１の長手方向の両端に第２のアンテナ２を各々１本取付けても良い。
《第２の実施形態》
第２の実施形態を図９により説明する。実施形態１ではＩＣチップ３を実装した第１のアンテナ１と軟磁性体で形成されている第２のアンテナ２を電気的に接続している。（ａ）に示すように、第２の実施形態では第１のアンテナ１と第２のアンテナ２を形成する材料を同一として、導電性を有する軟磁性体を使用し、第１のアンテナ１と第２のアンテナ２が一体化したアンテナ１８を作成する。すなわち、アンテナの少なくとも一部が磁性を帯びている。言い換えると、アンテナに磁性体部を設けている。このアンテナ１８にはＩＣチップ３のインピーダンスマッチングを行うスリット２０が形成されている。このスリット２２を跨ぐようにアンテナ１８にＩＣチップ３を実装することにより第１の実施形態と同等の通信特性を得ることができる。同時に、磁気タグとしての機能も有するＲＦＩＤタグを形成することができる。本実施形態ではＩＣチップ３を実装したアンテナ１８をベースフィルム２０で保持する構造とした。本実施形態では２００μｍ厚の導電性を有するアモルファス合金箔を使用した。ベースフィルム２０はＰＥＴ材（５０μｍ厚）を使用した。（ｂ）は本実施形態のタグを横方向から図示したものである。
【００３０】
本実施形態でＲＦＩＤタグを製造する場合、第１のアンテナ加工、第２のアンテナの加工、及び第１のアンテナと第２のアンテナの接続工程を省略することができる効果がある。更に第１のアンテナと第２のアンテナが重なることなく一体となることにより、アンテナの重なり部分でタグアンテナが厚くなることなく平坦なタグ、かつより薄型のタグを製造することができる。このタグの平坦化や薄型化によりタグ耐久性や取り付け性についても改善することができる利点もある。
【００３１】
本実施形態でのＲＦＩＤ製造工程について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）では導電性を有する軟磁性体２１にスリット２２の形成方法を説明する。ロール状の軟磁性体２１にＬ字型の金型５０を用いて、打ち抜きにより軟磁性体２１にＬ字型のスリット２２を形成する。
【００３２】
これにより、（ｂ）に示すように金型５０により軟磁性体２１にはＬ字型の抜きが連続的に形成される。図中点線３０は切断位置を示す線であり、点線３０より切断することによりアンテナ２１を形成することができる。
【００３３】
次に、図１１を用いてスリット２２の形成方法を説明する。先に説明した金型５０によって形成したＬ字型の抜きとアンテナ１８とするために切断工程によりスリットを形成する。（ａ）に示すように連続した軟磁性体２１の切断位置３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃによって（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）で示すようなＬ字型のスリット２５が形成できる。（ｂ）に示す切断位置３０Ａによって切断した場合、後述するスリット２５により形成されるスタブを作ることができないので、ＩＣチップ３とアンテナとのインピーダンスマッチングを行うことができない。（ｃ）では所望のＬ字型のスリットとなりスタブを形成することができるので、ＩＣチップ３とのインピーダンスマッチングを取ることができる。（ｄ）ではスタブの大きさが小さくなるもののＩＣチップ３とアンテナのインピーダンスマッチングを行うことができる。タグアンテナには３１ｂ、３１ｃの窪みが形成されるが、電気的特性には大きな差異がない。
【００３４】
したがって、打ち抜きによって形成されたＬ字型抜きと、切断位置３０を適切に設定することによって、スリットを形成することができる。具体的には（ｅ）に示すようにＬ字型の端部からの切断位置３０Ｄを切断幅精度よりもΔＸを大きくすることにより歩留まり良くタグを製造することができる。
【００３５】
図１２はＲＦＩＤタグ２９の製造工程を示した図である。連続する軟磁性体に抜き型２４を用いてＬ字型の抜きを形成する。次にベースフィルム２６裏打ちし、軟磁性体２１を保持する。これにＩＣチップ３を実装する。さらに保護フィルム２７を取付け、裏面には剥離紙付き接着材料２８を取付け、切断歯２５により切断することによりＲＦＩＤタグ２９が完成する。
【００３６】
スリットの形成方法としては、エッチングにより形成することもできるが、エッチング液の選択や、エッチング速度の制御などの課題があり、打ち抜きによるスリット形成のほうが被加工材料に依存せず適用することができる利点がある。
【００３７】
《第３の実施形態》
第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態の磁気タグ部分に半硬質磁性材料の小片を取り付けることにより軟磁性体のバルクハウゼン効果をコントロールすることができる。図１３を用いてこの構造を説明する。（ａ）は上面図、（ｂ）、（ｃ）は実施形態１における図１（ｂ）、（ｃ）に示した構造に本実施形態の機能を加えたタグ構造を横方向から図示したものである。（ｂ）、（ｃ）ともに第２のアンテナ２上に半硬質磁性体の小片を取り付けた形態と成っている。図１４は第２の実施形態で示したタグ構造に半硬質磁性材料の小片を取付けたものである。半硬質磁性体材料としてはＦｅ合金、Ｃｏ合金などがあり、厚さ５０〜１００μｍ、３ｍｍ程度の長さがあれば十分な失活性能を与えることができる。
【００３８】
本実施形態の構造にすることにより、物品管理の精度を上げることができる。物品の持ち出し管理において、先ず、ＩＣチップの情報を読取らせデータベース上で出庫処理がなされた場合、半硬質磁性体を磁化し、バルクハウゼン効果を停止させる。即ち、ゲートを通過しても警報が発報しなくなえる。ＩＣチップの情報読取り処理と磁化処理を同一装置で一連の処理とすることでより確実に行うことができる。ＩＣチップの情報を読取り操作においてもＩＣチップとの通信範囲の広い本実施形態の構造の方が容易かつ確実によりが行える利点がある。
【００３９】
《第４の実施形態》
第４の実施形態は本実施形態のＲＦＩＤタグ１０の端部に１/２λ長の第３のアンテナを配置することによりＲＦＩＤタグ１０の長手方向（読取方向Ｙ）からの通信距離を延ばすことができる。図１５を用いてこれを説明する。（ａ）に示すように書籍１２の背近傍に本実施形態のＲＦＩＤタグ１０を取付ける。取付け位置はＲＦＩＤタグの隠蔽性を向上させるため表紙３５の裏側に取付ける。さらに、書籍の表紙面に第３のアンテナ３４を取付ける。（ｂ）にＣ−Ｃ’の断面図を示す。第３のアンテナ３４は導体により構成され書籍とは粘着材や接着材により固着させる。アンテナ材料としてはＡｌ,Ｃｕ,Ａｇなどの汎用的な金属材料を用いる。導電性インクを用いて印刷により形成しても良い。（ｃ）に示すようにＲＦＩＤタグ１０と第３のアンテナ３４はそれぞれのアンテナの端部が重なるように配置する。直接接触する必要はないが、２つのアンテナの距離が離れるほど結合が弱くなり、第３のアンテナの効果が低下する。ＲＦＩＤタグ１０のアンテナと第３のアンテナ３４の成す角度は任意角で良い。効率良く動作させる為には第３のアンテナ３４とリーダアンテナが平行を成すように配置すると良い。ＲＦＩＤタグ１０と第３のアンテナ３４を直接重ねたり、実施形態２のように軟磁性体で一体化することもできる。
【００４０】
《アンテナとＩＣチップのインピーダンスマッチングについて》
アンテナ４１にインピーダンスマッチング用のスリットを設けてＩＣチップ３を搭載する具体的な例を詳細に説明する。図１６は、アンテナ４１の給電部にＩＣチップ３を搭載する工程を示す工程図であり、（ａ）はアンテナ４１とＩＣチップ２の給電部分を示し、（ｂ）はアンテナ４１にＩＣチップ３を搭載したときの給電部分の透視拡大図を示し、（ｃ）はアンテナ４１とｌＣチップ３の接合部の断面図を示している。
【００４１】
図１６（ａ）に示すように、アンテナ４１の給電部分には、ＩＣチップ３とアンテナ４１との間でインピーダンスマッチングを行うためのＬ字型のスリット４３が形成され、このスリット４３でＬ字型のスリットで囲われた部分がスタブ４１ｂとして形成される。また、ＩＣチップ３には、スリット４３を跨ぐような間隔で信号入出力電極３ａ，３ｂが形成されている。
【００４２】
すなわち、スリット４３の幅は、ｌＣチップ３の信号入出力電極３ａ，３ｂの電極間隔よりもやや狭い程度になっているので、図１６（ｂ）に示すようにアンテナ４１にＩＣチップ３を搭載すると、ＩＣチップ３の信号入出力電極３ａ，３ｂが、スリット４３を跨ぐようにしてアンテナ４１に接続される。このようにして、スリット４３の形成によってできたスタブ４１ａをアンテナ４１とＩＣチップ３との間に直列に接続することにより、アンテナ４１とＩＣチップ３との間ではスタブ４１ｂが直列に接続されたインダクタンス成分として作用する。したがって、このインダクタンス成分によって、アンテナ４１とｌＣチップ３の入出力インピーダンスとがマッチング（整合）される。つまり、スリット４３とスタブ４１ｂによってマッチング回路が形成される。なお、図１６（ｃ）に示すように、ＩＣチップ３の信号入出力電極３ａ，３ｂは、超音波接合、金属共晶結合、または異方性導電フィルム（図示しない）を介してなどの接合方法により、金バンプによってアンテナ４１と電気的に接合されている。
【００４３】
また、アンテナ４１Ａに形成するスリットはＬ字型ではなくＴ字型にすることもできる。図１６（ｄ）は、アンテナ４１ＡにおいてＴ字型のスリット４３Ａの給電部にＩＣチップ３を搭載した概念図である。図１２（ｄ）に示すように、アンテナ４１Ａのスリット４３ＡをＴ字型に形成して、スタブ４１ｃ，４１ｄをＩＣチップ２とアンテナ４１Ａとの間に直列に接続しても、Ｌ字型のスリット４３の場合と同様に、アンテナ４１ＡとｌＣチップ２のインピーダンスをマッチングさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態であるタグアンテナ構造の面図。
【図２】従来構造のタグアンテナ構造の面図。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグの取付位置を示す図。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグの通信範囲を示す図。
【図５】第２のアンテナ長と通信距離の関係を示す図。
【図６】第１のアンテナ長と通信距離の関係を示す図。
【図７】本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグ応用例を示す図。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグ読取方法を示す図。
【図９】本発明の第２の実施形態を示す図。
【図１０】本発明の第２の実施形態であるアンテナの形成方法を示す図。
【図１１】本発明の第２の実施形態であるアンテナの切断位置を示す図。
【図１２】本発明の第２の実施形態であるＲＦＩＤタグの製造プロセスを示す図。
【図１３】本発明の第３の実施形態におけるタグアンテナの図。
【図１４】本発明の第３の実施形態におけるタグアンテナの図。
【図１５】本発明の第３の実施形態におけるタグアンテナの図。
【図１６】ＩＣチップとアンテナの接続に関する説明図。
【符号の説明】
【００４５】
１,１ａ,１ｂ,１ｃ：第１のアンテナ
２,２ｂ,２ｃ：第２のアンテナ
３：ＩＣチップ
３ａ,３ｂ：接続パッド
４,４ａ,８,４３：スリット
５,９：ベースフィルム
６：ＲＦＩＤアンテナ
７：磁気タグ
１０,１０ａ,１０ｂ,１０ｃ,１０ｄ,１０ｅ,１０ｆ、１０ｇ,１０ｈ：本発明のタグ
１１：従来構造のタグ
１２,１２ａ,１２ｂ,１２ｃ,１２ｄ,１２ｅ,１２ｆ,１２ｇ,１２ｈ：書籍
１３：実施形態１のタグ１０の通信範囲
１４：従来構造のタグ１１での通信範囲
１５ａ,１５ｂ,１５ｃ：リーダアンテナ
１６ａ,１６ｂ：放射方向
１７：リーダ装置
２１：軟磁性体材料
２２：スリット形成部
２３：実施形態２のタグアンテナ
２４：スリット形成工程
２５：切断工程
２６：ベースフィルム
２７：カバーフィルム
２８：裏面粘着層
２９：第２の実施形態のＲＦＩＤタグ
３０,３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ：切断位置
３１ａ，３１ｂ，３１ｃ：切断面
３２：ＩＣチップ実装位置
３３：半磁性体
３４：第３のアンテナ
３５：表紙
３６：棚板
４１,４１Ａ：アンテナ
４１ｂ：スタブ
４３Ａ：Ｔ字型スリット
５０,５０ａ,５０ｂ,５０ｃ：重ね合せ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップに記録された情報を無線で送信するＲＦＩＤタグであって、
前記ＩＣチップと、
導電性を有する第１のアンテナと、
導電性を有し、磁性体からなる第２のアンテナとからなり、
前記第１のアンテナには記録された情報を送信するＩＣチップが実装され、
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナが電気的に接続されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
前記第１のアンテナは前記第２のアンテナの長手方向の片側又は両側の端部に接続されていることを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナが一体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記第２のアンテナの上に半硬質磁性材料の小片が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
動作周波数の波長をλとしたとき、前記第1のアンテナと第２のアンテナ長の総和が電気的長さのλ/２の整数倍長であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
動作周波数の波長をλとしたとき、前記第1アンテナは電気的長さがλ/４長以下であることを特徴とする請求項５に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは相互を重ね合せることにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは粘着材を介した静電結合によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
前記第１のアンテナは前記ＩＣチップの出力とインピーダンスマッチングを行うマッチング回路を備え、
前記マッチング回路は、前記第１のアンテナに形成されたスリットと、このスリットにより形成されたスタブによって実現されることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
前記スリットは、Ｌ字型又はＴ字型により形成され、
前記ＩＣチップは前記スリットによって端子間がセパレートされるように、前記第１のアンテナに実装されていることを特徴とする請求項９に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
前記ＲＦＩＤタグの長手方向に対して交差するように第３のアンテナを配置することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
前記第３のアンテナは前記第２のアンテナの端部で交差することを特徴とした請求項１１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
前記第３のアンテナは、動作周波数の波長をλとしたとき、前記第３アンテナ長は電気的長さがλ/２の整数倍長であることを特徴とする請求項１１乃至１２の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１４】
前記第３のアンテナ表面に情報が印刷されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項１２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１５】
軟磁性体からなるアンテナ材料にスリットを形成するスリット形成工程と、ベースフィルムを取付けるベースフィルム取り付工程と、ＩＣチップを実装するＩＣチップ実装工程と、半硬質磁性体を取付ける半硬質磁性体実装工程と、タグ裏面に取り付用粘着材を取付ける粘着材取り付工程と、ＩＣチップを保護するフィルムを取付ける保護フィルム取り付工程と、タグを分離する切断工程を含むことを特徴とするＲＦＩＤ製造方法。
【請求項１６】
前記スリット形成工程は打抜きによりスリットを形成することを特徴とする請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１７】
前記切断工程においてスリット端部から切断位置までの距離を、切断装置の切断位置精度よりも大きいくすることを特徴とする請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１８】
ＩＣチップに記録された情報を無線で送信するＲＦＩＤタグであって、
前記ＩＣチップと、
前記ＩＣチップと接続され、少なくともその一部が磁性を帯びるアンテナを有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のＲＦＩＤタグにおいて、
前記アンテナは、
前記ＩＣチップを接続した第１のアンテナおよび前記第１のアンテナと電気的に接続される磁性体を帯びる第２のアンテナから構成されることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２０】
請求項１８に記載のＲＦＩＤタグにおいて、
前記アンテナは、
前記ＩＣチップを接続した第１のアンテナおよび磁性体を帯びる第２のアンテナから構成され、
前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナを介して前記ＩＣチップに記録された情報を送出することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２１】
ＩＣチップに記録された情報を無線で送信するＲＦＩＤタグであって、
磁性体で構成される磁気タグと、
前記ＩＣチップと接続され、前記磁気タグと当該ＲＦＩＤタグの長さ方向において直列方向であって当該ＲＦＩＤタグの端部に配置されたアンテナとを有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１】
ＩＣチップに記録された情報を無線で送信するＲＦＩＤタグであって、
前記ＩＣチップと、
導電性を有する第１のアンテナと、
導電性を有し、磁性体からなる第２のアンテナとからなり、
前記第１のアンテナには記録された情報を送信するＩＣチップが実装され、
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナが電気的に接続されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
前記第１のアンテナは前記第２のアンテナの長手方向の片側又は両側の端部に接続されていることを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナが一体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記第２のアンテナの上に半硬質磁性材料の小片が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
動作周波数の波長をλとしたとき、前記第1のアンテナと第２のアンテナ長の総和が電気的長さのλ/２の整数倍長であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
動作周波数の波長をλとしたとき、前記第1アンテナは電気的長さがλ/４長以下であることを特徴とする請求項５に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは相互を重ね合せることにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは粘着材を介した静電結合によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
前記第１のアンテナは前記ＩＣチップの出力とインピーダンスマッチングを行うマッチング回路を備え、
前記マッチング回路は、前記第１のアンテナに形成されたスリットと、このスリットにより形成されたスタブによって実現されることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
前記スリットは、Ｌ字型又はＴ字型により形成され、
前記ＩＣチップは前記スリットによって端子間がセパレートされるように、前記第１のアンテナに実装されていることを特徴とする請求項９に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
前記ＲＦＩＤタグの長手方向に対して交差するように第３のアンテナを配置することを特徴とする請求項１乃至請求項１０の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
前記第３のアンテナは前記第２のアンテナの端部で交差することを特徴とした請求項１１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
前記第３のアンテナは、動作周波数の波長をλとしたとき、前記第３アンテナ長は電気的長さがλ/２の整数倍長であることを特徴とする請求項１１乃至１２の何れか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１４】
前記第３のアンテナ表面に情報が印刷されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項１２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１５】
軟磁性体からなるアンテナ材料にスリットを形成するスリット形成工程と、ベースフィルムを取付けるベースフィルム取り付工程と、ＩＣチップを実装するＩＣチップ実装工程と、半硬質磁性体を取付ける半硬質磁性体実装工程と、タグ裏面に取り付用粘着材を取付ける粘着材取り付工程と、ＩＣチップを保護するフィルムを取付ける保護フィルム取り付工程と、タグを分離する切断工程を含むことを特徴とするＲＦＩＤ製造方法。
【請求項１６】
前記スリット形成工程は打抜きによりスリットを形成することを特徴とする請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１７】
前記切断工程においてスリット端部から切断位置までの距離を、切断装置の切断位置精度よりも大きいくすることを特徴とする請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ製造方法。
【請求項１８】
ＩＣチップに記録された情報を無線で送信するＲＦＩＤタグであって、
前記ＩＣチップと、
前記ＩＣチップと接続され、少なくともその一部が磁性を帯びるアンテナを有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１９】
請求項１８に記載のＲＦＩＤタグにおいて、
前記アンテナは、
前記ＩＣチップを接続した第１のアンテナおよび前記第１のアンテナと電気的に接続される磁性体を帯びる第２のアンテナから構成されることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２０】
請求項１８に記載のＲＦＩＤタグにおいて、
前記アンテナは、
前記ＩＣチップを接続した第１のアンテナおよび磁性体を帯びる第２のアンテナから構成され、
前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナを介して前記ＩＣチップに記録された情報を送出することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２１】
ＩＣチップに記録された情報を無線で送信するＲＦＩＤタグであって、
磁性体で構成される磁気タグと、
前記ＩＣチップと接続され、前記磁気タグと当該ＲＦＩＤタグの長さ方向において直列方向であって当該ＲＦＩＤタグの端部に配置されたアンテナとを有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−２５１９７４（Ｐ２００９−２５１９７４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９９８６８（Ｐ２００８−９９８６８）
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月８日（２００８．４．８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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