ＲＦＩＤタグ
【課題】金属材料を含む機器の内部に配設した場合でも、共振周波数やＱ値の変化を抑制して良好な通信状態を確保することができるＲＦＩＤタグの提供。
【解決手段】タグ２を、ループ状のアンテナパターン３ａとＩＣ４とを少なくとも備える略円板状の基板２ａと、該基板２ａと略等しい径の円板状の磁性シート２ｂとで構成し、かつ、この磁性シート２ｂの周囲の一部を１本の直線で切り欠くことによってインダクタンスを簡単に調整できるようにする。これにより、機器内部に金属部材などが配置されている場合でも磁性シート２ｂでその影響を抑制することができ、また、金属材料によるアンテナのインダクタンスの減少と磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加とが相殺されるように切り欠き部２ｃの幅を設定することにより、共振周波数やＱ値の変化を補償し、良好な通信状態を確保することができる。
【解決手段】タグ２を、ループ状のアンテナパターン３ａとＩＣ４とを少なくとも備える略円板状の基板２ａと、該基板２ａと略等しい径の円板状の磁性シート２ｂとで構成し、かつ、この磁性シート２ｂの周囲の一部を１本の直線で切り欠くことによってインダクタンスを簡単に調整できるようにする。これにより、機器内部に金属部材などが配置されている場合でも磁性シート２ｂでその影響を抑制することができ、また、金属材料によるアンテナのインダクタンスの減少と磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加とが相殺されるように切り欠き部２ｃの幅を設定することにより、共振周波数やＱ値の変化を補償し、良好な通信状態を確保することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触でデータの交信を行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムにおけるＲＦＩＤタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、細長の挿入部を体腔内に挿入し、体腔内臓器などを観察する医療用の内視鏡が広く利用されている。このような医療用器具では、感染症等を防止するために消毒、滅菌のための洗浄が必要であり、特に、内視鏡は様々な患者の様々な部位の観察に使用されることから、使用目的に適した洗浄が必要である。また、使用済みの内視鏡に対してどのような洗浄が行われたかを管理する必要もある。
【０００３】
そこで従来は、内視鏡の所定の位置に該内視鏡を識別するための情報が記録されたバーコードを貼り付け、一方、内視鏡を洗浄するための洗浄装置にバーコードリーダを取り付け、内視鏡を洗浄装置で洗浄する前にバーコードリーダでバーコードを読み取り、バーコードで特定される内視鏡に適した条件で洗浄を行う方法が用いられていた。しかしながら、バーコードを利用する方法の場合、バーコードの表面に異物が付着していると読み取りができない場合があり、また、バーコードでは記録可能な情報量が少ないために、洗浄条件などの多くの情報をバーコードに記録できないという問題があった。
【０００４】
上記問題に対して、下記特許文献１には、体内に挿入される細長い蛇管やその先端に設けられた観察光学系などの先端構成部からなる挿入部と、挿入部の基端部に配設された操作部と、操作部に光を導入するライトガイドケーブルと、ライトガイドケーブルの他端に配設されたコネクタ部などからなる内視鏡において、例えば、挿入部の先端部、蛇管の中央部、操作部、ライトガイドケーブルの中央部、コネクタ部などの内視鏡の様々な部位にＲＦＩＤタグを貼り付け、リーダを用いてＲＦＩＤタグのＩＣに記憶された内視鏡の型名、蛇管及びライトガイドケーブルの長さ、先端構成部の正しい設置位置、超音波に対する耐性などの情報を読み取り、読み取った情報に基づいてその内視鏡に対する最適な超音波洗浄パターンを選択して洗浄を行う内視鏡洗浄装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７２６８４号公報（第３−８頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、内視鏡の様々な部位にＲＦＩＤタグを貼り付けることにより内視鏡の洗浄条件の設定やその管理を行うことができるが、上記特許文献１ではＲＦＩＤタグを内視鏡の表面に貼り付けているため、洗浄中にＲＦＩＤタグが洗浄液に接触してしまい、ＲＦＩＤタグのアンテナパターンが腐食したり、ＩＣが破損するなどの不具合が生じる可能性がある。また、ＲＦＩＤタグがフィルムなどによって保護されている場合でも、洗浄を繰り返す内に洗浄装置との接触によってフィルムが傷付いて洗浄液がしみ込んだり、洗浄装置との接触によってＩＣが破損するなどの不具合が生じる可能性もある。
【０００７】
このような問題を解決する方法として、内視鏡の内部にＲＦＩＤタグを組み込む方法が考えられるが、内視鏡は様々な材料で構成され、特に操作部には蛇管を動かすための操作機構部が内蔵されており、このような操作機構部には一般的に金属材料が使用されているため、内視鏡の内部にＲＦＩＤタグを組み込むと、上記金属材料などによってＲＦＩＤタグのアンテナのインダクタンスが変化し、それに伴って共振周波数やＱ値が変化してしまい、通信距離が短くなったり通信不能になるなどの問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、金属材料を含む機器の内部に組み込んだ場合でも、共振周波数やＱ値の変化を抑制して良好な通信状態を確保することができるＲＦＩＤタグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、を備えるものである。
【００１０】
また、本発明は、非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、前記基板と略等しい径の円板状のスペーサと、がこの順に積層されてなるものである。
【００１１】
また、本発明は、非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状のスペーサと、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、がこの順に積層されてなるものである。
【００１２】
本発明においては、前記ＲＦＩＤタグの構成部品がコイン状の容器に格納され、かつ、前記構成部品が樹脂により前記容器内部に固定されている構成とすることができ、前記基板の略中央に開口部を備え、前記開口部において、前記基板と該基板に隣接する前記磁性シート又は前記スペーサとが前記樹脂により固定される構成とすることもできる。
【００１３】
また、本発明においては、前記ＲＦＩＤタグを組み込む機器内部の金属材料による前記アンテナのインダクタンスの変動と、前記磁性シートによる前記アンテナのインダクタンスの変動とが相殺されるように、前記磁性シートの切り欠きの位置が設定されている構成とすることもでき、前記機器は内視鏡であることが好ましい。
【００１４】
このように、本発明の構成によれば、ＲＦＩＤタグを内視鏡などの金属材料を含む機器の内部に組み込んだ場合でも、磁性シートによって金属材料の影響を抑制することができ、かつ、磁性シートの切り欠きの位置を調整することによって共振周波数やＱ値の変化を抑制することができるため、良好な通信状態を確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のＲＦＩＤタグによれば、内視鏡などの金属材料を含む機器の内部に組み込んだ場合であっても、共振周波数やＱ値の変化を抑制して良好な通信状態を確保することができる。
【００１６】
その理由は、ＲＦＩＤタグを、少なくともループ状のアンテナパターンを備える略円形状の基板と、該基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートとで構成し、金属材料と基板との間に磁性シートを配置しているため、磁性シートによって金属部材の影響を抑制することができ、かつ、磁性シートの切り欠き位置を調整することによって金属材料によるアンテナのインダクタンスの減少と磁性シートによるインダクタンスの増加とを相殺して共振周波数やＱ値の変化を抑制することができるからである。
【００１７】
また、磁性シートと金属材料との間、又は、基板と磁性シートとの間の少なくとも一方に所定の厚さのスペーサを配置することによって金属材料や磁性シートの影響を抑制することができ、磁性シートの切り欠き位置を調整することによって金属材料による影響と磁性シートによる影響とを確実に相殺することができるからである。
【００１８】
これにより、ＲＦＩＤタグを機器の外部に貼り付けた場合のように、洗浄などの機器に対する処理の影響を受けることがなく、かつ、従来のＲＦＩＤタグを機器の内部に取り付けた場合のように、金属材料の影響により通信距離が短くなったり通信不能になるなどの不具合を防止することができる。更に、磁性シートの円周の一部を１本の直線で切り取るのみで切り欠き部を形成することができるため、作業性を格段に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
従来技術で示したように、内視鏡の洗浄や管理などの用途にＲＦＩＤタグが利用されているが、ＲＦＩＤタグを機器の表面に貼り付けると、洗浄などの機器に対する処理の際にＲＦＩＤタグが破損する恐れがある。一方、ＲＦＩＤタグを機器の内部に組み込むと、機器内部の構成材料、特に金属材料の影響を受けてアンテナのインダクタンスが変化し、それに伴って共振周波数やＱ値が変化して通信距離が低下したり通信不能になるなどの問題が生じる。
【００２０】
具体的に説明すると、一般に、ＲＦＩＤシステムでは予め設定された通信周波数になるようにＲＦＩＤタグの共振周波数を調整し、その通信周波数でリーダとの交信を行っているため、例えば、図１１に示すように、ＲＦＩＤタグの共振周波数が予め設定された通信周波数（ここでは略１３．７ＭＨｚ）からずれるに従ってリーダとの通信が可能な距離が短くなるという問題がある。
【００２１】
この問題に対して、機器内部の構成部材による影響を見込んで予め共振周波数を変化させた専用のＲＦＩＤタグを形成したり、ＲＦＩＤタグの共振回路に予めインダクタンス調整用のパターンを形成するなどの方法もあるが、前者では汎用のＲＦＩＤタグを使用することができないためにコストの増加を招いてしまい、後者では、共振周波数の調整の際に細かな作業が必要になるため作業性が悪いという問題がある。
【００２２】
そこで、本発明では、ＲＦＩＤタグを、少なくとも、ループ状のアンテナパターンとＩＣとを備える略円板状の基板と、該基板と略等しい径の円板状のシート状の磁性体（以下、磁性シートと呼ぶ。）とで構成し、機器内部の金属材料と基板との間に磁性シートを配置し、かつ、この磁性シートを円周上の２点を結ぶ１本の直線で切り欠くことによってインダクタンスを簡単に調整できるようにする。これにより、機器内部に金属部材などが配置されている場合でも磁性シートでその影響を抑制することができ、また、金属材料によるアンテナのインダクタンスの減少と磁性シートによるインダクタンスの増加とが相殺されるように切り欠きの位置を設定することにより、共振周波数やＱ値の変化を補償し、良好な通信状態を確保することができる。
【実施例１】
【００２３】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグについて、図１乃至図７を参照して説明する。図１は、ＲＦＩＤシステムの一般的な構成を示す図であり、図２は、本実施例のＲＦＩＤタグを組み込む内視鏡の構造例を示す図である。また、図３及び図４は、本実施例に係るＲＦＩＤタグの構造を示す図であり、図５及び図６は、そのバリエーションを示す図である。また、図７は、切り欠き部の幅と共振周波数との相関関係を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、一般にＲＦＩＤシステム１は、内視鏡などの機器の内部に組み込まれるタグ２と、タグ２と交信するリーダ又はリーダ／ライタ（以下、リーダ／ライタ５とする。）とで構成される。また、タグ２は、アンテナ３やコンデンサなどで構成される共振回路３と、タグ２が組み込まれる機器に関する情報や該タグ２の識別情報などを記憶するＩＣ４とで構成され、リーダ／ライタ５は、タグ２と交信するためのリーダ／ライタ用アンテナ５ａと、送受信信号を変換するための通信回路部５ｂや送受信信号をデコードするための演算処理部５ｃ等の制御手段とで構成される。
【００２５】
また、図２（ａ）に示すように、上記タグ２を組み込む内視鏡６は、体内に挿入される細長い蛇管７ａやその先端に設けられた観察光学系などの先端構成部７ｂなどからなる挿入部７と、挿入部７に接続され、蛇管７ａや先端構成部７ｂを動かすための操作機構部８ｂを備え、その側面に鉗子などの処理具を挿入するための挿入口が設けられた操作部８と、図示しない光源装置から発せられる光を操作部８に導入するためのライトガイドケーブル９と、ライトガイドケーブル９と光源装置とを接続するためのコネクタ部１０などで構成され、この内視鏡６の所定の位置、例えば、図２（ｂ）に示すように操作部８の柄の部分の筐体８ａ内部に本実施例のタグ２が組み込まれる。なお、図２（ａ）の内視鏡６は例示であり、その種類や構造などは限定されない。また、タグ２は内視鏡６の構成部品の内部に組み込まれていればよく、構成部品の種類やタグ２を組み込む位置などは限定されないが、金属材料を含む構成部品の内部の端部に組み込むと顕著な効果が得られる。
【００２６】
また、本実施例のタグ２は、図３（ａ）に示すように、１ターン以上のループを備えるアンテナパターン３ａが形成され、該アンテナパターン３ａに接続されるＩＣ４が配置された略円板状の基板２ａと、図３（ｂ）に示すように、該基板２ａと略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた切り欠き部２ｃ（切り欠き部２ｃの幅（Ｗ）については後述する。）を有する磁性シート２ｂとで構成される。
【００２７】
なお、基板２ａの材料や厚み、アンテナパターン３ａの巻き数や間隔、形状、ＩＣ４の配置などは特に限定されない。また、図３（ａ）では、アンテナパターン３ａとＩＣ４に内蔵された容量とで共振回路３を形成しているが、基板２ａを挟んで電極を配置してコンデンサを形成し、このコンデンサとアンテナパターン３ａとで共振回路を構成してもよいし、基板２ａの両面にアンテナパターン３ａを形成するなどの変形も可能である。また、図３では、基板２ａ及び磁性シート２ｂを略円板状としているが、基板２ａや磁性シート２ｂの形状はタグ２を組み込む機器（ここでは内視鏡６の操作部８）の形状に合わせて、矩形や多角形にしたり楕円形にするなどの変更も可能である。
【００２８】
また、磁性シート２ｂの厚みは、タグ２を組み込む構成部品内部のスペースや金属材料の配置、切り欠き部２ｃの加工性などを勘案して決定される。例えば、タグ２近傍の金属材料の影響を抑制するためには磁性シート２ｂを厚くすればよいが、磁性シート２ｂが厚くなればその分スペースが必要になると共に、磁性シート２ｂの切断が困難になる。従って、磁性シート２ｂの厚みは、タグ２近傍に配置される金属材料の影響を抑制できる限りにおいて極力薄くすることが好ましいと言える。
【００２９】
この磁性シート２ｂは、例えば、アモルファス箔やアモルファス箔の積層材、金属粉、カーボニル鉄粉、還元鉄粉、アトマイズ粉（純鉄、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ等を含む鉄、パーマロイ、Ｃｏ−Ｆｅ等の粉末）、アモルファス（Ｂ、Ｐ、Ｓｉ等を含む鉄、コバルト、ニッケル合金を水アトマイズまたはガスアトマイズした粉末）等の粒状の粉体若しくはフレークとプラスチック、ゴム等の有機物との複合材などが好ましい。
【００３０】
また、上記複合材は、粒状粉体をアトラター、ボールミル、スタンプミル等で扁平化してフレークとした後、フレーク又は粒状粉体を含む塗料をフィルム上に塗布／乾燥を繰り返して形成することができ、その際、塗布中に磁場を印加することによりフレークを一定の方向に配向させることができ、特性を向上させることができる。
【００３１】
また、複合材におけるプラスチックとしては加工性の良い熱可塑性のプラスチックを用いたり、或いは耐熱性の良い熱硬化性のプラスチックを用いることができ、また、絶縁性を有するアクリル、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、エポキシ等の樹脂を用いることもできる。
【００３２】
そして、図４に示すように、上記基板２ａ及び磁性シート２ｂを、磁性シート２ｂが金属材料側に配置されるように（例えば、図２（ｂ）の場合は、金属材料を含有する操作機構部８ｂ側に磁性シート２ｂが配置され、プラスチックなどの非金属で形成された筐体８ａ側に基板２ａが配置されるように）組み合わせてタグ２を形成する。
【００３３】
その際、上記基板２ａと磁性シート２ｂとは粘着剤などを用いて直接貼り合わせてもよいし、例えば、図４（ｃ）に示すように、所定の容器１１ａ（例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）のケースなど）に磁性シート２ｂと基板２ａとを配置し、その表面をエポキシなどの樹脂１２で封止し、更に所定の蓋１１ｂ（例えば、ＰＰＳの蓋など）を被せてタグ２を形成してもよく、後者の構造では耐薬品性や耐衝撃性などを向上させることができる。
【００３４】
なお、図３及び図４では、基板２ａの内側をくり抜いてドーナツ状としたが、図５に示すような円板状にしてもよい。但し、タグ２を上述したように容器内に封止する場合は、基板２ａをドーナツ状にすることにより中央部分で磁性シート６を露出させることができ、樹脂１２で封止する際に基板２ａと磁性シート２ｂの双方を固定することができるという効果が得られる。
【００３５】
このように、タグ２を基板２ａと磁性シート２ｂとで構成し、金属材料側から磁性シート２ｂ、基板２ａの順で配置することにより、磁性シート２ｂで金属材料の影響を抑制することができるが、磁性シート２ｂをアンテナパターン３ａに近接させることにより、磁性シート２ｂの影響によりアンテナのインダクタンスが増加し、共振周波数やＱ値がずれてしまう。そこで、本実施例では磁性シート２ｂに切り欠き部２ｃを設け、金属材料の影響によるインダクタンスの減少と磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加とを相殺させ、共振周波数やＱ値のずれを抑制すると共に、切り欠き部２ｃを１本の直線で形成することにより切り欠き部２ｃの形成を容易にしている。
【００３６】
なお、図３及び図４では、磁性シート６の一カ所に切り欠き部２ｃを設けたが、切り欠き部２ｃは１つに限定されず、図６に示すように複数箇所（図では２カ所）に切り欠き部２ｃを設けてもよい。また、図３及び図４では、基板２ａのＩＣ４を上側、磁性シート２ｂの切り欠き部２ｃを右側にしたが、基板２ａのＩＣ４と磁性シート２ｂの切り欠き部２ｃとの位置関係は特に限定されない。
【００３７】
この切り欠き部２ｃの幅（図３（ｂ）のＷ）は、金属材料の配置や、アンテナパターン３ａと金属材料や磁性シート２ｂとの距離、金属材料や磁性シート２ｂの物性値などを考慮して設定されるが、切り欠き部２ｃの幅に応じて共振周波数がどのように変化するかを測定した。その結果を図７に示す。
【００３８】
なお、測定において、基板２ａは直径２７．２ｍｍで、中心から１０ｍｍ〜１２ｍｍの位置にアンテナパターン３ａを４回巻いたものを使用した。また、磁性シート２ｂは直径２７ｍｍとし、切り欠き部２ｃの幅（図３（ｂ）のＷ）を１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．５ｍｍに設定した４種類の試料を用意した。そして、各種試料を金属板上１ｍｍの位置に配置してその共振周波数を測定した。
【００３９】
図７より、全体的な傾向を見ると、切り欠き部２ｃの幅が広くなるに従って共振周波数が徐々に大きくなっていることが分かる。これは、切り欠き部２ｃの幅が広くなるに従って磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加効果が抑制されて金属材料によるインダクタンスの減少効果が大きくなるからである。従って、予め切り欠き部２ｃの幅と共振周波数との相関関係を求めておき、タグ２を機器内部に組み込んだ際の共振周波数の値を測定すれば、所望の共振周波数にするための切り欠き部２ｃの幅を決定することができ、その幅の位置でカッターなどを用いて磁性シート２ｂを直線的に切断すれば該機器に適したタグ２を容易に作成することができる。
【００４０】
このように、タグ２を、ループ状のアンテナパターン３ａとＩＣ４とを少なくとも備える略円形状の基板２ａと、該基板２ａと略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれる領域を切り欠いた磁性シート２ｂとで構成し、金属材料側から磁性シート２ｂ、基板２ａの順で配置することにより、タグ２を内視鏡などの金属材料を含む機器の内部に組み込んだ場合でも、磁性シート２ｂによって金属材料の影響を抑制することができ、かつ、磁性シート２ｂの切り欠き部２ｃの幅を調整することによって金属材料によるアンテナのインダクタンスの減少と磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加とを相殺して共振周波数やＱ値の変化を抑制することができるため、良好な通信状態を確保することができる。
【実施例２】
【００４１】
次に、本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤタグについて、図８乃至図１０を参照して説明する。図８及び図９は、本実施例に係るＲＦＩＤタグの構造を示す図であり、図１０は、スペーサの厚さと共振周波数との相関関係を示す図である。
【００４２】
前記した第１の実施例では、タグ２を基板２ａと磁性シート２ｂとで構成したが、金属材料や磁性シート２ｂによる影響は、アンテナパターン３ａと金属材料又は磁性シート２ｂとの間隔が小さくなるほど大きくなる。従って、例えば機器内部の構成部材の配置によっては、金属材料によるインダクタンスの減少や、磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加が大きくなり、切り欠き部２ｃの幅では共振周波数を調整することができない場合が生じる。
【００４３】
そこで本実施例では、磁性シート２ｂと金属材料との間、又は、基板２ａと磁性シート２ｂとの間に所定の厚みのスペーサを配置し、アンテナパターン３ａと金属材料又は磁性シート２ｂとの距離を大きくすることによってその影響を抑制し、切り欠き部２ｃの幅を調整することによってインダクタンスの変化を確実に相殺できるようにする。
【００４４】
具体的には、金属材料の影響が大きい場合は、図８に示すように、ループ状のアンテナパターン３ａとＩＣ４とを少なくとも備える基板２ａと、基板２ａと略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれる領域を切り欠いた磁性シート２ｂと、基板２ａと略等しい径の円板状のスペーサ２ｄとでタグ２を構成し、金属材料側からスペーサ２ｄ、磁性シート２ｂ、基板２ａの順に配置されるように、これらを組み合わせる。
【００４５】
また、磁性シート２ｂの影響が大きい場合は、図９に示すように、ループ状のアンテナパターン３ａとＩＣ４とを少なくとも備える基板２ａと、基板２ａと略等しい径の円板状のスペーサ２ｄと、該基板２ａと略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれる領域を切り欠いた磁性シート２ｂとでタグ２を構成し、金属材料側から磁性シート２ｂ、スペーサ２ｄ、基板２ａの順に配置されるように、これらを組み合わせる。
【００４６】
なお、スペーサ２ｄの材料は特に限定されず、金属材料又は磁性材料以外の材料であればよく、プラスチックや発泡ウレタンなどを用いることができる。また、図８では磁性シート２ｂと金属材料との間にスペーサ２ｄを配置し、図９では、磁性シート２ｂと基板２ａとの間にスペーサ２ｄを配置したが、磁性シート２ｂと金属材料との間、及び、磁性シート２ｂと基板２ａとの間の双方にスペーサ２ｄを配置してもよい。
【００４７】
また、第１の実施例と同様に、基板２ａの材料や厚み、アンテナパターン３ａの巻き数や間隔、形状、ＩＣ４の配置、磁性シート２ｂの厚み、基板２ａのＩＣ４と磁性シート２ｂの切り欠き部２ｃ位置関係、切り欠き部２ｃの幅、数などは特に限定されない。また、基板２ａや磁性シート２ｂ、スペーサ２ｄは、タグ２を組み込む機器（ここでは内視鏡６の操作部８）の形状に合わせて、矩形や多角形にしたり楕円形にするなどの変更も可能である。また、上記基板２ａと磁性シート２ｂとスペーサ２ｄとは粘着材などを用いて直接貼り合わせてもよいし、図４（ｃ）と同様に、所定の容器１１ａにスペーサ２ｄと磁性シート２ｂと基板２ａとを配置し、その表面をエポキシなどの樹脂１２で封止し、所定の蓋１１ｂを被せてタグ２を形成してもよい。
【００４８】
このスペーサ２ｄの厚みは、金属材料の配置や基板２ａの厚み、金属材料や磁性シート２ｂの物性値などを勘案して設定されるが、スペーサ２ｄの厚みに応じて共振周波数がどのように変化するかを測定した。その結果を図１０に示す。
【００４９】
なお、測定において、基板２ａは直径２７．２ｍｍで、中心から１０ｍｍ〜１２ｍｍの位置にアンテナパターン３ａを４回巻いたものを使用した。また、磁性シート２ｂは直径２７ｍｍとし、切り欠き部２ｃの幅を０ｍｍ（切り欠き部２ｃなしに相当）、２．５ｍｍ、５．０ｍｍに設定した。そして、上記各条件の試料を金属板上に直置きした場合（図８の構成におけるスペーサ２ｄなしに相当）と、金属板上１ｍｍの位置に配置した場合（図８のスペーサ２ｄの厚さ１ｍｍに相当）と、タグ２を金属板から十分に離した場合（図８のスペーサ２ｄの厚さ無限大に相当）について共振周波数を測定した。
【００５０】
図１０より、スペーサ２ｄの厚みが大きくなるに従って共振周波数が徐々に小さくなっていることが分かる。これは、スペーサ２ｄの厚みが大きくなるに従って金属材料によるインダクタンスの減少効果が抑制されて磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加効果が大きくなるからである。従って、予めスペーサ２ｄの厚みと共振周波数との相関関係及び切り欠き部２ｃの幅と共振周波数との相関関係を求めておき、タグ２を機器内部に組み込んだ際の共振周波数の値を測定すれば、所望の共振周波数にするためのスペーサ２ｄの厚み及び切り欠き部２ｃの幅を決定することができ、その厚みのスペーサ２ｄを挿入し、その幅の位置で磁性シート２ｂを直線的に切断することによって該機器に適したタグ２を容易に作成することができる。
【００５１】
このように、タグ２を、ループ状のアンテナパターン３ａとＩＣ４とを少なくとも備える略円形状の基板２ａと、基板２ａと略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれる領域を切り欠いた磁性シート２ｂと、基板２ａと略等しい径の円板状のスペーサ２ｄとで構成し、金属材料側からスペーサ２ｄ、磁性シート２ｂ、基板２ａの順、又は、磁性シート２ｂ、スペーサ２ｄ、基板２ａの順で配置することにより、タグ２を内視鏡などの金属材料を含む機器の内部に組み込んだ場合でも、磁性シート２ｂによって金属材料の影響を抑制することができ、かつ、磁性シート２ｂの切り欠き部２ｃの幅及びスペーサ２ｄの厚みを調整することによって金属材料によるアンテナのインダクタンスの減少と磁性シートによるインダクタンスの増加とを確実に相殺して共振周波数やＱ値の変化を抑制することができるため、良好な通信状態を確保することができる。
【００５２】
なお、上記各実施例では、本発明のタグ２を内視鏡内部に組み込む場合について記載したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、内部に組み込むことが求められ、かつ、内部に金属材料を備える任意の機器に対して同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ＲＦＩＤシステムの一般的な構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグを組み込んだ内視鏡の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグの構成部品毎の構造を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグの構成部品を組み立てた状態の構造を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグのバリエーションを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグのバリエーションを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグにおける磁性シートの切り欠き部の幅と共振周波数との相関関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤタグの構成部品を組み立てた状態の構造を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤタグの構成部品を組み立てた状態の構造を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤタグにおけるスペーサ厚みと共振周波数との相関関係を示す図である。
【図１１】ＲＦＩＤシステムにおける、共振周波数と通信距離との相関関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ＲＦＩＤシステム
２ タグ
２ａ 基板
２ｂ 磁性シート
２ｃ 切り欠き部
２ｄ スペーサ
３ 共振回路
３ａ アンテナパターン
４ ＩＣ
５ リーダ／ライタ
５ａ リーダ／ライタ用アンテナ
５ｂ 通信回路部
５ｃ 演算処理部
６ 内視鏡
７ 挿入部
７ａ 蛇管
７ｂ 先端構成部
８ 操作部
８ａ 筐体
８ｂ 操作機構部
９ ガイドライトケーブル
１０ コネクタ部
１１ａ 容器
１１ｂ 蓋
１２ 樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触でデータの交信を行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムにおけるＲＦＩＤタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、細長の挿入部を体腔内に挿入し、体腔内臓器などを観察する医療用の内視鏡が広く利用されている。このような医療用器具では、感染症等を防止するために消毒、滅菌のための洗浄が必要であり、特に、内視鏡は様々な患者の様々な部位の観察に使用されることから、使用目的に適した洗浄が必要である。また、使用済みの内視鏡に対してどのような洗浄が行われたかを管理する必要もある。
【０００３】
そこで従来は、内視鏡の所定の位置に該内視鏡を識別するための情報が記録されたバーコードを貼り付け、一方、内視鏡を洗浄するための洗浄装置にバーコードリーダを取り付け、内視鏡を洗浄装置で洗浄する前にバーコードリーダでバーコードを読み取り、バーコードで特定される内視鏡に適した条件で洗浄を行う方法が用いられていた。しかしながら、バーコードを利用する方法の場合、バーコードの表面に異物が付着していると読み取りができない場合があり、また、バーコードでは記録可能な情報量が少ないために、洗浄条件などの多くの情報をバーコードに記録できないという問題があった。
【０００４】
上記問題に対して、下記特許文献１には、体内に挿入される細長い蛇管やその先端に設けられた観察光学系などの先端構成部からなる挿入部と、挿入部の基端部に配設された操作部と、操作部に光を導入するライトガイドケーブルと、ライトガイドケーブルの他端に配設されたコネクタ部などからなる内視鏡において、例えば、挿入部の先端部、蛇管の中央部、操作部、ライトガイドケーブルの中央部、コネクタ部などの内視鏡の様々な部位にＲＦＩＤタグを貼り付け、リーダを用いてＲＦＩＤタグのＩＣに記憶された内視鏡の型名、蛇管及びライトガイドケーブルの長さ、先端構成部の正しい設置位置、超音波に対する耐性などの情報を読み取り、読み取った情報に基づいてその内視鏡に対する最適な超音波洗浄パターンを選択して洗浄を行う内視鏡洗浄装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７２６８４号公報（第３−８頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、内視鏡の様々な部位にＲＦＩＤタグを貼り付けることにより内視鏡の洗浄条件の設定やその管理を行うことができるが、上記特許文献１ではＲＦＩＤタグを内視鏡の表面に貼り付けているため、洗浄中にＲＦＩＤタグが洗浄液に接触してしまい、ＲＦＩＤタグのアンテナパターンが腐食したり、ＩＣが破損するなどの不具合が生じる可能性がある。また、ＲＦＩＤタグがフィルムなどによって保護されている場合でも、洗浄を繰り返す内に洗浄装置との接触によってフィルムが傷付いて洗浄液がしみ込んだり、洗浄装置との接触によってＩＣが破損するなどの不具合が生じる可能性もある。
【０００７】
このような問題を解決する方法として、内視鏡の内部にＲＦＩＤタグを組み込む方法が考えられるが、内視鏡は様々な材料で構成され、特に操作部には蛇管を動かすための操作機構部が内蔵されており、このような操作機構部には一般的に金属材料が使用されているため、内視鏡の内部にＲＦＩＤタグを組み込むと、上記金属材料などによってＲＦＩＤタグのアンテナのインダクタンスが変化し、それに伴って共振周波数やＱ値が変化してしまい、通信距離が短くなったり通信不能になるなどの問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、金属材料を含む機器の内部に組み込んだ場合でも、共振周波数やＱ値の変化を抑制して良好な通信状態を確保することができるＲＦＩＤタグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、を備えるものである。
【００１０】
また、本発明は、非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、前記基板と略等しい径の円板状のスペーサと、がこの順に積層されてなるものである。
【００１１】
また、本発明は、非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状のスペーサと、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、がこの順に積層されてなるものである。
【００１２】
本発明においては、前記ＲＦＩＤタグの構成部品がコイン状の容器に格納され、かつ、前記構成部品が樹脂により前記容器内部に固定されている構成とすることができ、前記基板の略中央に開口部を備え、前記開口部において、前記基板と該基板に隣接する前記磁性シート又は前記スペーサとが前記樹脂により固定される構成とすることもできる。
【００１３】
また、本発明においては、前記ＲＦＩＤタグを組み込む機器内部の金属材料による前記アンテナのインダクタンスの変動と、前記磁性シートによる前記アンテナのインダクタンスの変動とが相殺されるように、前記磁性シートの切り欠きの位置が設定されている構成とすることもでき、前記機器は内視鏡であることが好ましい。
【００１４】
このように、本発明の構成によれば、ＲＦＩＤタグを内視鏡などの金属材料を含む機器の内部に組み込んだ場合でも、磁性シートによって金属材料の影響を抑制することができ、かつ、磁性シートの切り欠きの位置を調整することによって共振周波数やＱ値の変化を抑制することができるため、良好な通信状態を確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のＲＦＩＤタグによれば、内視鏡などの金属材料を含む機器の内部に組み込んだ場合であっても、共振周波数やＱ値の変化を抑制して良好な通信状態を確保することができる。
【００１６】
その理由は、ＲＦＩＤタグを、少なくともループ状のアンテナパターンを備える略円形状の基板と、該基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートとで構成し、金属材料と基板との間に磁性シートを配置しているため、磁性シートによって金属部材の影響を抑制することができ、かつ、磁性シートの切り欠き位置を調整することによって金属材料によるアンテナのインダクタンスの減少と磁性シートによるインダクタンスの増加とを相殺して共振周波数やＱ値の変化を抑制することができるからである。
【００１７】
また、磁性シートと金属材料との間、又は、基板と磁性シートとの間の少なくとも一方に所定の厚さのスペーサを配置することによって金属材料や磁性シートの影響を抑制することができ、磁性シートの切り欠き位置を調整することによって金属材料による影響と磁性シートによる影響とを確実に相殺することができるからである。
【００１８】
これにより、ＲＦＩＤタグを機器の外部に貼り付けた場合のように、洗浄などの機器に対する処理の影響を受けることがなく、かつ、従来のＲＦＩＤタグを機器の内部に取り付けた場合のように、金属材料の影響により通信距離が短くなったり通信不能になるなどの不具合を防止することができる。更に、磁性シートの円周の一部を１本の直線で切り取るのみで切り欠き部を形成することができるため、作業性を格段に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
従来技術で示したように、内視鏡の洗浄や管理などの用途にＲＦＩＤタグが利用されているが、ＲＦＩＤタグを機器の表面に貼り付けると、洗浄などの機器に対する処理の際にＲＦＩＤタグが破損する恐れがある。一方、ＲＦＩＤタグを機器の内部に組み込むと、機器内部の構成材料、特に金属材料の影響を受けてアンテナのインダクタンスが変化し、それに伴って共振周波数やＱ値が変化して通信距離が低下したり通信不能になるなどの問題が生じる。
【００２０】
具体的に説明すると、一般に、ＲＦＩＤシステムでは予め設定された通信周波数になるようにＲＦＩＤタグの共振周波数を調整し、その通信周波数でリーダとの交信を行っているため、例えば、図１１に示すように、ＲＦＩＤタグの共振周波数が予め設定された通信周波数（ここでは略１３．７ＭＨｚ）からずれるに従ってリーダとの通信が可能な距離が短くなるという問題がある。
【００２１】
この問題に対して、機器内部の構成部材による影響を見込んで予め共振周波数を変化させた専用のＲＦＩＤタグを形成したり、ＲＦＩＤタグの共振回路に予めインダクタンス調整用のパターンを形成するなどの方法もあるが、前者では汎用のＲＦＩＤタグを使用することができないためにコストの増加を招いてしまい、後者では、共振周波数の調整の際に細かな作業が必要になるため作業性が悪いという問題がある。
【００２２】
そこで、本発明では、ＲＦＩＤタグを、少なくとも、ループ状のアンテナパターンとＩＣとを備える略円板状の基板と、該基板と略等しい径の円板状のシート状の磁性体（以下、磁性シートと呼ぶ。）とで構成し、機器内部の金属材料と基板との間に磁性シートを配置し、かつ、この磁性シートを円周上の２点を結ぶ１本の直線で切り欠くことによってインダクタンスを簡単に調整できるようにする。これにより、機器内部に金属部材などが配置されている場合でも磁性シートでその影響を抑制することができ、また、金属材料によるアンテナのインダクタンスの減少と磁性シートによるインダクタンスの増加とが相殺されるように切り欠きの位置を設定することにより、共振周波数やＱ値の変化を補償し、良好な通信状態を確保することができる。
【実施例１】
【００２３】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグについて、図１乃至図７を参照して説明する。図１は、ＲＦＩＤシステムの一般的な構成を示す図であり、図２は、本実施例のＲＦＩＤタグを組み込む内視鏡の構造例を示す図である。また、図３及び図４は、本実施例に係るＲＦＩＤタグの構造を示す図であり、図５及び図６は、そのバリエーションを示す図である。また、図７は、切り欠き部の幅と共振周波数との相関関係を示す図である。
【００２４】
図１に示すように、一般にＲＦＩＤシステム１は、内視鏡などの機器の内部に組み込まれるタグ２と、タグ２と交信するリーダ又はリーダ／ライタ（以下、リーダ／ライタ５とする。）とで構成される。また、タグ２は、アンテナ３やコンデンサなどで構成される共振回路３と、タグ２が組み込まれる機器に関する情報や該タグ２の識別情報などを記憶するＩＣ４とで構成され、リーダ／ライタ５は、タグ２と交信するためのリーダ／ライタ用アンテナ５ａと、送受信信号を変換するための通信回路部５ｂや送受信信号をデコードするための演算処理部５ｃ等の制御手段とで構成される。
【００２５】
また、図２（ａ）に示すように、上記タグ２を組み込む内視鏡６は、体内に挿入される細長い蛇管７ａやその先端に設けられた観察光学系などの先端構成部７ｂなどからなる挿入部７と、挿入部７に接続され、蛇管７ａや先端構成部７ｂを動かすための操作機構部８ｂを備え、その側面に鉗子などの処理具を挿入するための挿入口が設けられた操作部８と、図示しない光源装置から発せられる光を操作部８に導入するためのライトガイドケーブル９と、ライトガイドケーブル９と光源装置とを接続するためのコネクタ部１０などで構成され、この内視鏡６の所定の位置、例えば、図２（ｂ）に示すように操作部８の柄の部分の筐体８ａ内部に本実施例のタグ２が組み込まれる。なお、図２（ａ）の内視鏡６は例示であり、その種類や構造などは限定されない。また、タグ２は内視鏡６の構成部品の内部に組み込まれていればよく、構成部品の種類やタグ２を組み込む位置などは限定されないが、金属材料を含む構成部品の内部の端部に組み込むと顕著な効果が得られる。
【００２６】
また、本実施例のタグ２は、図３（ａ）に示すように、１ターン以上のループを備えるアンテナパターン３ａが形成され、該アンテナパターン３ａに接続されるＩＣ４が配置された略円板状の基板２ａと、図３（ｂ）に示すように、該基板２ａと略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた切り欠き部２ｃ（切り欠き部２ｃの幅（Ｗ）については後述する。）を有する磁性シート２ｂとで構成される。
【００２７】
なお、基板２ａの材料や厚み、アンテナパターン３ａの巻き数や間隔、形状、ＩＣ４の配置などは特に限定されない。また、図３（ａ）では、アンテナパターン３ａとＩＣ４に内蔵された容量とで共振回路３を形成しているが、基板２ａを挟んで電極を配置してコンデンサを形成し、このコンデンサとアンテナパターン３ａとで共振回路を構成してもよいし、基板２ａの両面にアンテナパターン３ａを形成するなどの変形も可能である。また、図３では、基板２ａ及び磁性シート２ｂを略円板状としているが、基板２ａや磁性シート２ｂの形状はタグ２を組み込む機器（ここでは内視鏡６の操作部８）の形状に合わせて、矩形や多角形にしたり楕円形にするなどの変更も可能である。
【００２８】
また、磁性シート２ｂの厚みは、タグ２を組み込む構成部品内部のスペースや金属材料の配置、切り欠き部２ｃの加工性などを勘案して決定される。例えば、タグ２近傍の金属材料の影響を抑制するためには磁性シート２ｂを厚くすればよいが、磁性シート２ｂが厚くなればその分スペースが必要になると共に、磁性シート２ｂの切断が困難になる。従って、磁性シート２ｂの厚みは、タグ２近傍に配置される金属材料の影響を抑制できる限りにおいて極力薄くすることが好ましいと言える。
【００２９】
この磁性シート２ｂは、例えば、アモルファス箔やアモルファス箔の積層材、金属粉、カーボニル鉄粉、還元鉄粉、アトマイズ粉（純鉄、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌ等を含む鉄、パーマロイ、Ｃｏ−Ｆｅ等の粉末）、アモルファス（Ｂ、Ｐ、Ｓｉ等を含む鉄、コバルト、ニッケル合金を水アトマイズまたはガスアトマイズした粉末）等の粒状の粉体若しくはフレークとプラスチック、ゴム等の有機物との複合材などが好ましい。
【００３０】
また、上記複合材は、粒状粉体をアトラター、ボールミル、スタンプミル等で扁平化してフレークとした後、フレーク又は粒状粉体を含む塗料をフィルム上に塗布／乾燥を繰り返して形成することができ、その際、塗布中に磁場を印加することによりフレークを一定の方向に配向させることができ、特性を向上させることができる。
【００３１】
また、複合材におけるプラスチックとしては加工性の良い熱可塑性のプラスチックを用いたり、或いは耐熱性の良い熱硬化性のプラスチックを用いることができ、また、絶縁性を有するアクリル、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリスチレン、エポキシ等の樹脂を用いることもできる。
【００３２】
そして、図４に示すように、上記基板２ａ及び磁性シート２ｂを、磁性シート２ｂが金属材料側に配置されるように（例えば、図２（ｂ）の場合は、金属材料を含有する操作機構部８ｂ側に磁性シート２ｂが配置され、プラスチックなどの非金属で形成された筐体８ａ側に基板２ａが配置されるように）組み合わせてタグ２を形成する。
【００３３】
その際、上記基板２ａと磁性シート２ｂとは粘着剤などを用いて直接貼り合わせてもよいし、例えば、図４（ｃ）に示すように、所定の容器１１ａ（例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）のケースなど）に磁性シート２ｂと基板２ａとを配置し、その表面をエポキシなどの樹脂１２で封止し、更に所定の蓋１１ｂ（例えば、ＰＰＳの蓋など）を被せてタグ２を形成してもよく、後者の構造では耐薬品性や耐衝撃性などを向上させることができる。
【００３４】
なお、図３及び図４では、基板２ａの内側をくり抜いてドーナツ状としたが、図５に示すような円板状にしてもよい。但し、タグ２を上述したように容器内に封止する場合は、基板２ａをドーナツ状にすることにより中央部分で磁性シート６を露出させることができ、樹脂１２で封止する際に基板２ａと磁性シート２ｂの双方を固定することができるという効果が得られる。
【００３５】
このように、タグ２を基板２ａと磁性シート２ｂとで構成し、金属材料側から磁性シート２ｂ、基板２ａの順で配置することにより、磁性シート２ｂで金属材料の影響を抑制することができるが、磁性シート２ｂをアンテナパターン３ａに近接させることにより、磁性シート２ｂの影響によりアンテナのインダクタンスが増加し、共振周波数やＱ値がずれてしまう。そこで、本実施例では磁性シート２ｂに切り欠き部２ｃを設け、金属材料の影響によるインダクタンスの減少と磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加とを相殺させ、共振周波数やＱ値のずれを抑制すると共に、切り欠き部２ｃを１本の直線で形成することにより切り欠き部２ｃの形成を容易にしている。
【００３６】
なお、図３及び図４では、磁性シート６の一カ所に切り欠き部２ｃを設けたが、切り欠き部２ｃは１つに限定されず、図６に示すように複数箇所（図では２カ所）に切り欠き部２ｃを設けてもよい。また、図３及び図４では、基板２ａのＩＣ４を上側、磁性シート２ｂの切り欠き部２ｃを右側にしたが、基板２ａのＩＣ４と磁性シート２ｂの切り欠き部２ｃとの位置関係は特に限定されない。
【００３７】
この切り欠き部２ｃの幅（図３（ｂ）のＷ）は、金属材料の配置や、アンテナパターン３ａと金属材料や磁性シート２ｂとの距離、金属材料や磁性シート２ｂの物性値などを考慮して設定されるが、切り欠き部２ｃの幅に応じて共振周波数がどのように変化するかを測定した。その結果を図７に示す。
【００３８】
なお、測定において、基板２ａは直径２７．２ｍｍで、中心から１０ｍｍ〜１２ｍｍの位置にアンテナパターン３ａを４回巻いたものを使用した。また、磁性シート２ｂは直径２７ｍｍとし、切り欠き部２ｃの幅（図３（ｂ）のＷ）を１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．５ｍｍに設定した４種類の試料を用意した。そして、各種試料を金属板上１ｍｍの位置に配置してその共振周波数を測定した。
【００３９】
図７より、全体的な傾向を見ると、切り欠き部２ｃの幅が広くなるに従って共振周波数が徐々に大きくなっていることが分かる。これは、切り欠き部２ｃの幅が広くなるに従って磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加効果が抑制されて金属材料によるインダクタンスの減少効果が大きくなるからである。従って、予め切り欠き部２ｃの幅と共振周波数との相関関係を求めておき、タグ２を機器内部に組み込んだ際の共振周波数の値を測定すれば、所望の共振周波数にするための切り欠き部２ｃの幅を決定することができ、その幅の位置でカッターなどを用いて磁性シート２ｂを直線的に切断すれば該機器に適したタグ２を容易に作成することができる。
【００４０】
このように、タグ２を、ループ状のアンテナパターン３ａとＩＣ４とを少なくとも備える略円形状の基板２ａと、該基板２ａと略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれる領域を切り欠いた磁性シート２ｂとで構成し、金属材料側から磁性シート２ｂ、基板２ａの順で配置することにより、タグ２を内視鏡などの金属材料を含む機器の内部に組み込んだ場合でも、磁性シート２ｂによって金属材料の影響を抑制することができ、かつ、磁性シート２ｂの切り欠き部２ｃの幅を調整することによって金属材料によるアンテナのインダクタンスの減少と磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加とを相殺して共振周波数やＱ値の変化を抑制することができるため、良好な通信状態を確保することができる。
【実施例２】
【００４１】
次に、本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤタグについて、図８乃至図１０を参照して説明する。図８及び図９は、本実施例に係るＲＦＩＤタグの構造を示す図であり、図１０は、スペーサの厚さと共振周波数との相関関係を示す図である。
【００４２】
前記した第１の実施例では、タグ２を基板２ａと磁性シート２ｂとで構成したが、金属材料や磁性シート２ｂによる影響は、アンテナパターン３ａと金属材料又は磁性シート２ｂとの間隔が小さくなるほど大きくなる。従って、例えば機器内部の構成部材の配置によっては、金属材料によるインダクタンスの減少や、磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加が大きくなり、切り欠き部２ｃの幅では共振周波数を調整することができない場合が生じる。
【００４３】
そこで本実施例では、磁性シート２ｂと金属材料との間、又は、基板２ａと磁性シート２ｂとの間に所定の厚みのスペーサを配置し、アンテナパターン３ａと金属材料又は磁性シート２ｂとの距離を大きくすることによってその影響を抑制し、切り欠き部２ｃの幅を調整することによってインダクタンスの変化を確実に相殺できるようにする。
【００４４】
具体的には、金属材料の影響が大きい場合は、図８に示すように、ループ状のアンテナパターン３ａとＩＣ４とを少なくとも備える基板２ａと、基板２ａと略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれる領域を切り欠いた磁性シート２ｂと、基板２ａと略等しい径の円板状のスペーサ２ｄとでタグ２を構成し、金属材料側からスペーサ２ｄ、磁性シート２ｂ、基板２ａの順に配置されるように、これらを組み合わせる。
【００４５】
また、磁性シート２ｂの影響が大きい場合は、図９に示すように、ループ状のアンテナパターン３ａとＩＣ４とを少なくとも備える基板２ａと、基板２ａと略等しい径の円板状のスペーサ２ｄと、該基板２ａと略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれる領域を切り欠いた磁性シート２ｂとでタグ２を構成し、金属材料側から磁性シート２ｂ、スペーサ２ｄ、基板２ａの順に配置されるように、これらを組み合わせる。
【００４６】
なお、スペーサ２ｄの材料は特に限定されず、金属材料又は磁性材料以外の材料であればよく、プラスチックや発泡ウレタンなどを用いることができる。また、図８では磁性シート２ｂと金属材料との間にスペーサ２ｄを配置し、図９では、磁性シート２ｂと基板２ａとの間にスペーサ２ｄを配置したが、磁性シート２ｂと金属材料との間、及び、磁性シート２ｂと基板２ａとの間の双方にスペーサ２ｄを配置してもよい。
【００４７】
また、第１の実施例と同様に、基板２ａの材料や厚み、アンテナパターン３ａの巻き数や間隔、形状、ＩＣ４の配置、磁性シート２ｂの厚み、基板２ａのＩＣ４と磁性シート２ｂの切り欠き部２ｃ位置関係、切り欠き部２ｃの幅、数などは特に限定されない。また、基板２ａや磁性シート２ｂ、スペーサ２ｄは、タグ２を組み込む機器（ここでは内視鏡６の操作部８）の形状に合わせて、矩形や多角形にしたり楕円形にするなどの変更も可能である。また、上記基板２ａと磁性シート２ｂとスペーサ２ｄとは粘着材などを用いて直接貼り合わせてもよいし、図４（ｃ）と同様に、所定の容器１１ａにスペーサ２ｄと磁性シート２ｂと基板２ａとを配置し、その表面をエポキシなどの樹脂１２で封止し、所定の蓋１１ｂを被せてタグ２を形成してもよい。
【００４８】
このスペーサ２ｄの厚みは、金属材料の配置や基板２ａの厚み、金属材料や磁性シート２ｂの物性値などを勘案して設定されるが、スペーサ２ｄの厚みに応じて共振周波数がどのように変化するかを測定した。その結果を図１０に示す。
【００４９】
なお、測定において、基板２ａは直径２７．２ｍｍで、中心から１０ｍｍ〜１２ｍｍの位置にアンテナパターン３ａを４回巻いたものを使用した。また、磁性シート２ｂは直径２７ｍｍとし、切り欠き部２ｃの幅を０ｍｍ（切り欠き部２ｃなしに相当）、２．５ｍｍ、５．０ｍｍに設定した。そして、上記各条件の試料を金属板上に直置きした場合（図８の構成におけるスペーサ２ｄなしに相当）と、金属板上１ｍｍの位置に配置した場合（図８のスペーサ２ｄの厚さ１ｍｍに相当）と、タグ２を金属板から十分に離した場合（図８のスペーサ２ｄの厚さ無限大に相当）について共振周波数を測定した。
【００５０】
図１０より、スペーサ２ｄの厚みが大きくなるに従って共振周波数が徐々に小さくなっていることが分かる。これは、スペーサ２ｄの厚みが大きくなるに従って金属材料によるインダクタンスの減少効果が抑制されて磁性シート２ｂによるインダクタンスの増加効果が大きくなるからである。従って、予めスペーサ２ｄの厚みと共振周波数との相関関係及び切り欠き部２ｃの幅と共振周波数との相関関係を求めておき、タグ２を機器内部に組み込んだ際の共振周波数の値を測定すれば、所望の共振周波数にするためのスペーサ２ｄの厚み及び切り欠き部２ｃの幅を決定することができ、その厚みのスペーサ２ｄを挿入し、その幅の位置で磁性シート２ｂを直線的に切断することによって該機器に適したタグ２を容易に作成することができる。
【００５１】
このように、タグ２を、ループ状のアンテナパターン３ａとＩＣ４とを少なくとも備える略円形状の基板２ａと、基板２ａと略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれる領域を切り欠いた磁性シート２ｂと、基板２ａと略等しい径の円板状のスペーサ２ｄとで構成し、金属材料側からスペーサ２ｄ、磁性シート２ｂ、基板２ａの順、又は、磁性シート２ｂ、スペーサ２ｄ、基板２ａの順で配置することにより、タグ２を内視鏡などの金属材料を含む機器の内部に組み込んだ場合でも、磁性シート２ｂによって金属材料の影響を抑制することができ、かつ、磁性シート２ｂの切り欠き部２ｃの幅及びスペーサ２ｄの厚みを調整することによって金属材料によるアンテナのインダクタンスの減少と磁性シートによるインダクタンスの増加とを確実に相殺して共振周波数やＱ値の変化を抑制することができるため、良好な通信状態を確保することができる。
【００５２】
なお、上記各実施例では、本発明のタグ２を内視鏡内部に組み込む場合について記載したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、内部に組み込むことが求められ、かつ、内部に金属材料を備える任意の機器に対して同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ＲＦＩＤシステムの一般的な構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグを組み込んだ内視鏡の構成例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグの構成部品毎の構造を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグの構成部品を組み立てた状態の構造を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグのバリエーションを示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグのバリエーションを示す図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係るＲＦＩＤタグにおける磁性シートの切り欠き部の幅と共振周波数との相関関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤタグの構成部品を組み立てた状態の構造を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤタグの構成部品を組み立てた状態の構造を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係るＲＦＩＤタグにおけるスペーサ厚みと共振周波数との相関関係を示す図である。
【図１１】ＲＦＩＤシステムにおける、共振周波数と通信距離との相関関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ＲＦＩＤシステム
２ タグ
２ａ 基板
２ｂ 磁性シート
２ｃ 切り欠き部
２ｄ スペーサ
３ 共振回路
３ａ アンテナパターン
４ ＩＣ
５ リーダ／ライタ
５ａ リーダ／ライタ用アンテナ
５ｂ 通信回路部
５ｃ 演算処理部
６ 内視鏡
７ 挿入部
７ａ 蛇管
７ｂ 先端構成部
８ 操作部
８ａ 筐体
８ｂ 操作機構部
９ ガイドライトケーブル
１０ コネクタ部
１１ａ 容器
１１ｂ 蓋
１２ 樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、
少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、を備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、
少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、前記基板と略等しい径の円板状のスペーサと、がこの順に積層されてなることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、
少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状のスペーサと、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、がこの順に積層されてなることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記ＲＦＩＤタグの構成部品がコイン状の容器に格納され、かつ、前記構成部品が樹脂により前記容器内部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記基板の略中央に開口部を備え、
前記開口部において、前記基板と該基板に隣接する前記磁性シート又は前記スペーサとが前記樹脂により固定されることを特徴とする請求項４記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
前記ＲＦＩＤタグを組み込む機器内部の金属材料による前記アンテナのインダクタンスの変動と、前記磁性シートによる前記アンテナのインダクタンスの変動とが相殺されるように、前記磁性シートの切り欠きの位置が設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記機器は内視鏡であることを特徴とする請求項６記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１】
非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、
少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、を備えることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、
少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、前記基板と略等しい径の円板状のスペーサと、がこの順に積層されてなることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
非接触でデータの通信を行うＲＦＩＤシステムで利用されるＲＦＩＤタグであって、
少なくともループ状のアンテナを備える略円板状の基板と、前記基板と略等しい径の円板状のスペーサと、前記基板と略等しい径の円板状であって、円周上の２点を結ぶ円弧及び直線で囲まれた領域を切り欠いた磁性シートと、がこの順に積層されてなることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記ＲＦＩＤタグの構成部品がコイン状の容器に格納され、かつ、前記構成部品が樹脂により前記容器内部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記基板の略中央に開口部を備え、
前記開口部において、前記基板と該基板に隣接する前記磁性シート又は前記スペーサとが前記樹脂により固定されることを特徴とする請求項４記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
前記ＲＦＩＤタグを組み込む機器内部の金属材料による前記アンテナのインダクタンスの変動と、前記磁性シートによる前記アンテナのインダクタンスの変動とが相殺されるように、前記磁性シートの切り欠きの位置が設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記機器は内視鏡であることを特徴とする請求項６記載の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２００６−３３１１０１（Ｐ２００６−３３１１０１Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５４１３４（Ｐ２００５−１５４１３４）
【出願日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【Ｆターム（参考）】
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