JP2008197842A - Transponder, communication device, information management system and container provided with transponder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密集状態の物品に装着されるトランスポンダ、これを用いる通信装置および情報管理システム、ならびにトランスポンダが装着される容器に関する。 The present invention relates to a transponder mounted on an article in a dense state, a communication device and an information management system using the transponder, and a container to which the transponder is mounted.
ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システムは、固体の自動認識に用いられるシステムであり、基本的にリーダとトランスポンダとを備えている。トランスポンダには、たとえばタグが用いられる。タグは、アンテナと集積回路（ＩＣ）とを有している。タグは、リーダからの要求信号を受信すると、ＩＣ内に記憶されている情報を送信する。換言すれば、リーダによってタグに保持されている情報を読取ることができる。このタグを、たとえば血液などの検体が収容される容易に装着され、検体の検査データの管理に利用することが、たとえば特許文献１，２に示されている。
An RFID (Radio Frequency IDentification) system is a system used for automatic recognition of a solid, and basically includes a reader and a transponder. For example, a tag is used for the transponder. The tag has an antenna and an integrated circuit (IC). When the tag receives a request signal from the reader, the tag transmits information stored in the IC. In other words, the information held in the tag can be read by the reader. For example,
検体を収容する容器は、単独で取扱われるのではなく、たとえば十数本から数十本程度を１つのラックに収容して取扱われる。したがって容器は密集状態にあり、タグもまた当然に密集状態にある。タグがこのように密集状態にあると、各タグ同士が影響し合い、リーダとの間で通信できない場合がある。特許文献１，２の構成では、リーダによるタグの情報の読取不良が生じるおそれがある。
Containers for storing specimens are not handled alone, but for example, dozens to dozens are accommodated in one rack. Therefore, the container is in a dense state and the tag is naturally also in a dense state. If the tags are in such a dense state, the tags may affect each other and may not be able to communicate with the reader. In the configurations of
このような密集状態であっても、タグの情報を読取ることができるようにするため、リーダに、各タグに対応させて１つずつアンテナを設けるシステムが、たとえば特許文献３および非特許文献１に示されている。このシステムでは、容器の底面にタグを設け、各容器が収容されるラックを載置する載置台に、ラック内の容器の配置ピッチと同一のピッチでリーダのアンテナを配置している。このようにタグのアンテナとリーダのアンテナとを近接させて配置することによって、密集状態でもタグの情報をリーダで読取ることができる。
In order to be able to read tag information even in such a crowded state, a system in which a reader is provided with one antenna corresponding to each tag is disclosed in
特許文献３および非特許文献１に示されるようなシステムでは、リーダのアンテナと各タグとの位置合わせが重要であり、タグに対するリーダの位置の許容範囲が極めて小さく、わずかな位置ずれによって読取不良を生じてしまうおそれがある。
In the systems as shown in
本発明の目的は、トランスポンダが装着される物品が密集状態にあっても、リーダによる情報の読取不良を生じないトランスポンダ、これを用いる通信装置および情報管理システム、ならびにトランスポンダが装着される容器を提供することである。 An object of the present invention is to provide a transponder that does not cause poor reading of information by a reader even when an article to which the transponder is attached is in a dense state, a communication device and an information management system using the transponder, and a container to which the transponder is attached. It is to be.
本発明は、密集状態に設けられる複数の物品にそれぞれ装着されるトランスポンダであって、
アンテナ素子を用いて無線通信するトランスポンダ本体と、
非導電性の磁性材料から成る磁性材部を有し、トランスポンダ本体の少なくとも一部を覆う通信改善体とを備えことを特徴とするトランスポンダである。
The present invention is a transponder attached to each of a plurality of articles provided in a dense state,
A transponder body for wireless communication using an antenna element;
A transponder having a magnetic material portion made of a non-conductive magnetic material and including a communication improving body covering at least a part of the transponder body.
また本発明は、前記磁性材部が、無線通信に用いられる電磁波の周波数において、複素比透磁率の実数部μ’が２以上であり、透磁率損失項ｔａｎδμが１未満であることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the magnetic material part has a real part μ ′ of complex relative permeability of 2 or more and a permeability loss term tan δμ of less than 1 at the frequency of electromagnetic waves used for wireless communication. To do.
また本発明は、前記通信改善体が、誘電材料から成る誘電材部をさらに有することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the communication improving body further includes a dielectric material portion made of a dielectric material.
また本発明は、前記通信改善体が、さらに導体層を有することを特徴とする。
また本発明は、前記各物品が、各一端面が同一平面上に配置されるように、同一の姿勢でそれぞれ設けられ、
トランスポンダ本体の少なくとも一部と物品との間に通信改善体が配置される状態で、各物品の一端面に装着されることを特徴とする。
In the invention, it is preferable that the communication improving body further includes a conductor layer.
In addition, the present invention is provided in the same posture so that each of the articles is arranged on the same plane.
It is characterized by being attached to one end face of each article in a state where the communication improving body is disposed between at least a part of the transponder body and the article.
また本発明は、前記アンテナ素子が、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ループアンテナおよびこれらにリアクタンス構造部を装荷したアンテナの少なくとも１つを含む素子であることを特徴とする。 According to the present invention, the antenna element is an element including at least one of a dipole antenna, a monopole antenna, a loop antenna, and an antenna loaded with a reactance structure.
また本発明は、無線通信に用いられる電磁波の周波数が、１ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲に含まれることを特徴とする。 In addition, the present invention is characterized in that the frequency of electromagnetic waves used for wireless communication is included in a range of 1 MHz to 300 GHz.
また本発明は、前記磁性材料が、軟磁性金属、軟磁性酸化金属、磁性金属および磁性酸化金属のうちの少なくともいずれか１つから成る材料、またはそれを含有する材料から成ることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the magnetic material is made of a material comprising at least one of a soft magnetic metal, a soft magnetic metal oxide, a magnetic metal and a magnetic metal oxide, or a material containing the material. .
また本発明は、前記トランスポンダと、
前記トラスポンダと無線通信し、トランスポンダに保持される情報を読取可能なリーダとを備えることを特徴とする通信装置である。
The present invention also includes the transponder,
A communication apparatus comprising: a reader that wirelessly communicates with the transponder and capable of reading information held in the transponder.
また本発明は、前記通信装置と、
リーダによってトランスポンダから読取った情報を、各トランスポンダ毎に識別して記憶するデータベース装置とを備えることを特徴とする情報管理システムである。
The present invention also includes the communication device,
An information management system comprising a database device that identifies and stores information read from a transponder by a reader for each transponder.
また本発明は、トランスポンダが装着された各物品を、各物品の一端面が同一平面上に配置されるように、同一の姿勢に保持して搬送する搬送装置を備え、
各トランスポンダは、トランスポンダ本体の少なくとも一部と物品との間に通信改善体が配置される状態で、各物品の一端面に装着され、
リーダは、各物品の搬送装置による搬送経路の中途部で、搬送される各物品に装着されたトランスポンダに対向するように設けられ、搬送経路を経て搬送される各物品に装着されるトランスポンダから、順次情報を読取ることを特徴とする。
The present invention also includes a transport device that transports each article with a transponder held in the same posture so that one end surface of each article is arranged on the same plane,
Each transponder is attached to one end surface of each article in a state in which a communication improving body is disposed between at least a part of the transponder body and the article,
From the transponder attached to each article conveyed through the conveyance path, the reader is provided in the middle part of the conveyance path by the conveyance device of each article so as to face the transponder attached to each article to be conveyed. The information is sequentially read.
また本発明は、前記トランスポンダが装着される物品であることを特徴とする容器である。 The present invention is also a container characterized by being an article to which the transponder is attached.
本発明によれば、アンテナ素子を有するトランスポンダ本体は、その少なくとも一部が通信改善体によって覆われる。通信改善体は、非導電性の磁性材料から成る磁性材部を有している。通信妨害体は、磁性材部によって、エネルギを損失させずに電磁界を遮蔽することができる。この通信改善体がトランスポンダ本体を覆うことによって、複数のトランスポンダが密集状態にあっても、電磁界の遮蔽効果によって、トランスポンダ同士の互いの電磁気的結合を含む影響を抑え、他のトランスポンダによる通信環境の悪化を抑制することができる。したがって複数のトランスポンダが密集状態にあっても、リーダによって読取不良を生じることなく、各トランスポンダから情報を読取ることができる。しかもトランスポンダに対するリーダの位置の許容範囲は大きくなり、位置ずれによる読取不良を生じることがない。このようなトランスポンダを用いることによって、密集状態で取扱われるような物品の情報を、好適に取扱うことができる。 According to the present invention, at least a part of the transponder body having the antenna element is covered with the communication improving body. The communication improving body has a magnetic material portion made of a non-conductive magnetic material. The communication disturbing body can shield the electromagnetic field without losing energy by the magnetic material portion. By covering the transponder body with this communication improvement body, even if multiple transponders are in a dense state, the effect of electromagnetic coupling between the transponders is suppressed by the electromagnetic field shielding effect, and the communication environment by other transponders is reduced. Can be prevented. Therefore, even if a plurality of transponders are in a dense state, information can be read from each transponder without causing reading failure by the reader. Moreover, the allowable range of the position of the reader with respect to the transponder is increased, and reading failure due to a position shift does not occur. By using such a transponder, it is possible to suitably handle information on articles that are handled in a dense state.
また本発明によれば、磁性材部は、無線通信に用いられる電磁波の周波数において、複素比透磁率の実数部μ’が２以上であり、透磁率損失項ｔａｎδμが１．０未満である。これによってアンテナ素子から放射される電磁波による磁界の磁力線が、通信改善体内を集中して通るようにし、エネルギを損失させずに電磁界を遮蔽し、他のトランスポンダのアンテナ素子による影響を小さく抑えることができる。したがって自己のアンテナ素子の入力インピーダンスが低下することが防がれ、また他のトランスポンダのアンテナ素子によって電磁エネルギを損失してしまうことが防がれる。このようにして密集状態で取扱われるような物品に装着して好適に用いることができるトランスポンダを実現することができる。 According to the present invention, the magnetic material portion has a real part μ ′ of complex relative permeability of 2 or more and a permeability loss term tan δμ of less than 1.0 at the frequency of electromagnetic waves used for wireless communication. In this way, the magnetic field lines of the magnetic field due to the electromagnetic waves radiated from the antenna element are concentrated in the communication improvement body, shield the electromagnetic field without losing energy, and suppress the influence of the antenna elements of other transponders to be small. Can do. Accordingly, it is possible to prevent the input impedance of the own antenna element from being lowered and to prevent electromagnetic energy from being lost by the antenna element of another transponder. In this way, it is possible to realize a transponder that can be suitably used by being mounted on an article that is handled in a dense state.
また本発明によれば、通信改善体は、誘電材料から成る誘電材部を有している。これによってトランスポンダ同士の互いの影響をさらに抑えることができる。また誘電材部によって、波長短縮効果が得られ、アンテナ素子を小形化することできる。アンテナ素子が小形化されることによって、他のトランスポンダのアンテナ素子との距離を大きくすることが可能なり、互いの影響を小さくすることができる。これによっても、トランスポンダ同士の互いの影響をさらに抑えることができる。したがってリーダによって、トランスポンダから情報を確実に読取ることができる。 According to the invention, the communication improving body has a dielectric material portion made of a dielectric material. As a result, the mutual influence between the transponders can be further suppressed. Also, the dielectric material portion provides a wavelength shortening effect, and the antenna element can be miniaturized. By reducing the size of the antenna element, it is possible to increase the distance from the antenna element of another transponder and to reduce the mutual influence. This also makes it possible to further suppress the mutual influence between the transponders. Therefore, the information can be reliably read from the transponder by the reader.
また本発明によれば、通信改善体は、導体層を有している。これによって通信改善体による電磁界の遮蔽効果が増し、トランスポンダ同士の互いの影響をさらに抑えることができる。またトランスポンダ本体のアンテナ素子に対する導波器または反射器としての機能を付与することもできる。さらに導体層による共振周波数のシフトを調整した構成とすることで、装着対象の物品がどのような種類の物品であっても、共振周波数を再調整することは不要となる。したがってリーダによって、トランスポンダから情報を確実に読取ることができる。 Moreover, according to this invention, the communication improvement body has a conductor layer. Thereby, the shielding effect of the electromagnetic field by the communication improving body is increased, and the mutual influence between the transponders can be further suppressed. Moreover, the function as a director or a reflector with respect to the antenna element of a transponder main body can also be provided. Furthermore, by adopting a configuration in which the shift of the resonance frequency by the conductor layer is adjusted, it is not necessary to readjust the resonance frequency regardless of the type of article to be mounted. Therefore, the information can be reliably read from the transponder by the reader.
また本発明によれば、各トランスポンダが同一の平面上に配置されるので、各物品の一端面に対向する位置にリーダを配置することによって、トランスポンダとリーダとの間に他のトランスポンダが配置されてしまうことがない。これによってトランスポンダ同士の影響を排除することができる。つまり密集状態の物品に装着される各トランスポンダを、リーダによって確実に個別認識することが可能となる。また通信改善体がトランスポンダ本体と物品との間に配置されるので、トランスポンダが装着される物品が、金属から成る部分を有する物品、また導電性の被収容物が収容される容器など、周囲の磁界および電界に影響を与えて通信を妨害するような物品であっても、この物品による通信の妨害を防ぐことができ、通信距離を伸ばすことができ、且つ読取効率を上げることができる。したがってリーダによって、トランスポンダから情報を確実に読取ることができる。 Further, according to the present invention, since each transponder is arranged on the same plane, another transponder is arranged between the transponder and the reader by arranging the reader at a position facing one end face of each article. There is no end. As a result, the influence between the transponders can be eliminated. That is, it becomes possible to reliably recognize each transponder mounted on a densely packed article by the reader. In addition, since the communication improvement body is disposed between the transponder body and the article, the article to which the transponder is attached is an article having a portion made of metal, or a container in which a conductive object is contained. Even an article that interferes with communication by affecting a magnetic field and an electric field can prevent communication from being disturbed by the article, can extend a communication distance, and can improve reading efficiency. Therefore, the information can be reliably read from the transponder by the reader.
また本発明によれば、アンテナ素子として、簡単な構成のアンテナを用いることができる。またダイポールアンテナを用いる場合、長距離通信が実現できる。 Further, according to the present invention, an antenna having a simple configuration can be used as the antenna element. When a dipole antenna is used, long distance communication can be realized.
また本発明によれば、周波数が１ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲に含まれる電磁波を利用することによって、比較的小型のアンテナ素子を用いて、比較的長い通信距離の無線通信を実現することができる。１ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲には、ＨＦ帯（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）、ＶＨＦ帯（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）、ＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）、ＳＨＦ帯（３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）およびＥＨＦ帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）が含まれる。 Further, according to the present invention, wireless communication over a relatively long communication distance can be realized by using an electromagnetic wave included in a frequency range of 1 MHz or more and 300 GHz or less using a relatively small antenna element. The range from 1 MHz to 300 GHz includes HF band (3 MHz to 30 MHz), VHF band (30 MHz to 300 MHz), UHF band (300 MHz to 3 GHz), SHF band (3 GHz to 30 GHz) and EHF band (30 GHz to 300 GHz). It is.
また本発明によれば、磁性材料が、軟磁性金属、軟磁性酸化金属、磁性金属および磁性酸化金属のうちの少なくともいずれか１つから成る材料、またはそれを含有する材料である。このような材料を用いることによって、前述の特性が得られる通信改善体を形成することができる。したがって前述の優れた効果を達成する通信改善体を実現することができる。 According to the invention, the magnetic material is a material composed of at least one of a soft magnetic metal, a soft magnetic metal oxide, a magnetic metal and a magnetic metal oxide, or a material containing the same. By using such a material, it is possible to form a communication improving body that can obtain the aforementioned characteristics. Therefore, the communication improvement body which achieves the above-described excellent effect can be realized.
また本発明によれば、トランスポンダから情報を確実に読取ることができる読取効率の高い通信装置を実現することができる。したがって多数の物品の情報を取扱うのに適した通信装置を実現することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to realize a communication device with high reading efficiency capable of reliably reading information from a transponder. Therefore, it is possible to realize a communication device suitable for handling information on a large number of articles.
また本発明によれば、リーダによって、読取不良のない高い読取効率で、トランスポンダから読取った情報を、データベース装置で記憶して保管することができる。したがって多数の物品の情報を取扱うのに適した情報管理システムを実現することができる。 Further, according to the present invention, the information read from the transponder can be stored and stored in the database device by the reader with high reading efficiency without reading failure. Therefore, an information management system suitable for handling information on a large number of articles can be realized.
また本発明によれば、各物品を、搬送装置で搬送しながら、各物品に装着されるトランスポンダから、リーダによって情報を読取り、データベース装置に記憶させることができる。これによって物品を読取位置に一旦停止させるなど手間を要することなく、多数の物品の情報を円滑に取得することができる。したがって多数の物品の情報を迅速に取扱うことができる情報管理システムを実現することができる。 Further, according to the present invention, information can be read by a reader from a transponder attached to each article and stored in a database device while each article is being conveyed by a conveying device. As a result, it is possible to smoothly acquire information on a large number of articles without requiring trouble such as temporarily stopping the articles at the reading position. Therefore, it is possible to realize an information management system that can quickly handle information on a large number of articles.
また本発明によれば、容器に、前述のように情報の取扱に適したトランスポンダが装着されるので、収容される被収容物の情報の取扱性に優れた容器が得られる。 Further, according to the present invention, since the transponder suitable for handling information as described above is attached to the container, a container having excellent information handling property of the contained object can be obtained.
図１は、本発明の実施の一形態のタグ３０の一部を示す断面図である。図２は、タグ３０の全体を示す平面図である。図２には、理解を容易にするために、アンテナ素子１１およびＩＣ１７に斜線のハッチングを付して示す。タグ３０は、他の通信機器であるリーダ３１との間で無線通信する機器である。タグ３０とリーダ３１とを備えて、通信装置３２が構成される。通信装置３２は、たとえば固体の自動認識などに利用されるＲＦＩＤ（
Radio Frequency IDentification）システムを構築する装置であり、タグ３０は、この通信装置３２のトランスポンダである。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of a
Radio Frequency IDentification) is a device that constructs a system, and a
タグ３０は、トランスポンダ本体であるタグ本体３３と、通信改善体であるシート体１０とを備えている。タグ本体３３は、アンテナ素子１１と、アンテナ素子１１に電気的に接続され、アンテナ素子１１を用いて通信する通信手段である集積回路（以下「ＩＣ」という）１７とを有し、アンテナ素子１１を用いてリーダ３１と無線通信する。タグ３０は、タグ本体３３が内蔵するバッテリによって駆動されるバッテリ駆動タグであってもよいし、タグ本体３３が受信した信号のエネルギを利用して信号を返信するバッテリレスタグであってもよい。またタグ本体３３は、インダクタンス（Ｌ）成分、コンデンサ（Ｃ）成分によって、アンテナ素子１１を共振整合する整合回路（リアクタンス構造部）を備える構成であってもよいし、備えていなくてもよい。
The
アンテナ手段であるアンテナ素子１１は、特に限定されるものではない。アンテナ素子１１は、電界型のアンテナ素子であってもよいし、磁界型のアンテナ素子であってもよい。電界型のアンテナ素子とは、電気力線を検出する電波方式で無線通信する機能（以下「電界型機能」という）を有するアンテナ素子であり、電磁波を空間に放射し、通信先のアンテナ素子との間で、電磁波をやりとりして通信する構成である。磁界型のアンテナ素子とは、磁力線を検出する電磁誘導方式で無線通信する機能（以下「磁界型機能」という）を有するアンテナ素子であり、通信先のアンテナ素子と磁束結合して通信する構成である。電波方式では、電磁誘導方式に比べて、通信距離を大きくすることができ、電磁誘導方式では、電波方式に比べて、エネルギの伝達効率が高い。したがって電界型のアンテナ素子を用いれば、通信距離を大きくすることができ、電界型のアンテナ素子を用いれば、効率を高くすることができる。
The
アンテナ素子１１には、電界型機能だけを有するアンテナ素子、磁界型機能だけを有する素子、電界型機能と磁界型機能とを併用するアンテナ素子、電界型機能と磁界型機能とを交互に切替えて利用するアンテナ素子が含まれる。本発明では、磁界型機能の有無に拘らず、電界型機能を有するアンテナ素子は、電界型のアンテナ素子であり、電界型機能の有無に拘らず、磁界型機能を有するアンテナ素子は、磁界型のアンテナ素子であり、したがってアンテナ素子には、電界型かつ磁界型のアンテナ素子も存在する。
The
本実施の形態では、アンテナ素子１１として、電界型のアンテナ素子が用いられる。電界型のアンテナ素子１１としては、たとえばダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、またはループアンテナが挙げられ、本実施の形態では、ダイポールアンテナが用いられる。ダイポールアンテナおよびモノポールアンテナは、電界型のアンテナ素子の典型例であり、ループアンテナは、周囲長が１波長、または１波長に近づくと電界型の挙動を示す。ここでいう波長は、実効的な意味であり、たとえば誘電率や透磁率にて波長短縮効果を受けてその波長相当分の長さになった場合を含む。
In the present embodiment, an electric field type antenna element is used as the
タグ本体３３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から成る基材１８をさらに有する。アンテナ素子１１は、基材１８の厚み方向一方側の表面部に形成されるパターン導体によって実現される。基材１８は、環状の板状部材である。この基材１８は、楕円環状または多角形環状に形成されてもよいが、本実施の形態では、円板の中央部に円形の貫通穴が形成された円環状に形成されている。アンテナ素子１１は、基材１８の周方向に延びるように、ループ状、Ｕ字状、馬蹄形状などに形成され、本実施の形態では、円弧に沿って略Ｃ字状に形成されている。
The
ＩＣ１７は、アンテナ素子１１のたとえば中央部に配置されて基材１８に設けられ、アンテナ素子１１に電気的に接続されている。ＩＣ１７は、少なくとも記憶部と制御部とを有している。記憶部には情報を記憶することが可能であり、制御部は、記憶部に情報を記憶させ、または記憶部から情報を読出すことができる。このＩＣ１７は、アンテナ素子１１によって受信される電磁波信号が表す指令に応答して、情報を記憶部に記憶し、または記憶部に記憶される情報を読出して、その情報を表す信号をアンテナ素子１１に与える。
The
アンテナ素子１１は、アンテナ素子１１の構造によって決定される通信方向Ａへ向けて電磁波の信号を送信し、通信方向Ａから到来する電磁波の信号を受信することができる。本実施の形態では、通信方向Ａは、アンテナ素子１１を基準にして、基材１８およびシート体１０とは反対側に向かう方向である。図１には、通信方向Ａを図１における上方として示しているが、これはあくまでも主な方向を示しているものであり、回り込んだ電波で通信する場合もあるので、実際に通信する方向は、図１の矢印Ａで示す方向に対して傾斜する図１の斜め上方へ向かう方向も、通信方向に含まれる。
The
タグ３０は、アンテナ素子１１によって到来する要求信号を受信すると、ＩＣ１７の制御部による処理動作によって要求信号の表す要求内容に応じて動作する。要求信号の要求内容が、タグ３０に保持されている情報の送信を指令する場合、タグ３０は、ＩＣ１７の記憶部に記録されている情報を表す応答信号をアンテナ素子１１によって送信させる。要求信号の要求内容が、情報の記憶を指令する場合、タグ３０は、その要求信号が表す記憶すべき情報を、ＩＣ１７の記憶部に記憶させる。このとき記憶が完了したことを表す応答信号を、アンテナ素子１１によって送信してもよい。したがってリーダ３１は、要求信号を送信することによって、タグ３０に要求信号の表す要求内容に従う動作をさせることができる。
When the
タグ３０は、物品１２に装着して用いられ、ＩＣ１７に物品１２に関する情報を保持しておき、その情報をリーダ３１からの要求に応じて伝達する。このタグ３０は、たとえば物品１２としての商品に貼着され、商品の盗難防止および在庫状況の把握など、商品管理に利用されてもよいし、物品１２としての試験管などの容器に貼着され、容器に収容される検査対象の検査結果を管理するために利用されてもよい。検査対象は、血液および組織片などの病理検査のための検体であってもよい。
The
アンテナ素子１１およびＩＣ１７の層の厚み寸法は、１ｎｍ以上５００μｍ以下であり、基材１８の層の厚み寸法は、０．１μｍ以上２ｍｍ以下である。本実施の形態では、このようにタグ本体３３は、基材１８を備える構成であるが、基材１８を有していない構成、たとえばアンテナ素子１１およびＩＣ１７が、シート体１０に直接設けられる構成であってもよい。またタグ本体３３は、アンテナ素子１１およびＩＣ１７が、合成樹脂を用いてモールドされる構成であってもよい。
The thickness dimension of the layers of the
このようなタグ本体３３と、シート体１０とが積層されて、タグ３０が構成される。タグ本体３３とシート体１０とは、アンテナ素子１１およびＩＣ１７とシート体１０との間に基材１８が配置されるように、積層される。タグ本体３３とシート体１０とは、接合剤層を介して接合されてもよい。接合剤層は、たとえば粘着性または接着性を有する接合剤から成る層であり、その粘着性または接着性によって、アンテナ素子１１とシート体１０とが貼着される。接合剤は誘電材料から成り、接合剤層は、誘電材から成る層である。またタグ本体３３とシート体１０とは、少なくともいずれか一方の表面部が粘着性または接着性を有し、この粘着性または接着性を利用して貼着されてもよい。さらにタグ本体３３とシート体１０とは、基材１８に、シート体１０を、塗工、溶着、固着、埋め込み、挟み込み、吹きつけなどによって、付加する構成であってもよい。またまたタグ本体３３が基材１８を有していない構成として、シート体１０に、アンテナ素子１１およびＩＣ１７を、印刷、描写、蒸着、貼付などによって、直接加工して設ける構成であってもよい。
Such a tag
シート体１０は、タグ本体３３の近傍に設けられ、タグ本体３３の少なくとも一部を覆うように設けられる。ここで、近傍とは、タグ本体３３による無線通信の通信環境に影響を与える近い位置を意味している。シート体１０は、本実施の形態では、タグ本体３３による通信方向Ａの上流側からタグ本体３３を覆うように設けられる。通信方向Ａは、タグ本体３３から基材１８とは反対側に向かう方向であり、基材１８の厚み方向に平行である。タグ本体３３、基材１８およびシート体１０が前述のように積層されることによって、シート体１０によってタグ本体３３を通信方向Ａの上流側から覆う構成が実現される。
The
タグ本体３３と、シート体１０とを含んで構成されるタグ３０は、物品１２に装着されて用いられる。タグ３０が物品１２に装着されるにあたって、タグ本体３３は、シート体１０に関して物品１２と反対側に配置される。したがってシート体１０は、タグ本体３３と物品１２との間に配置される。またシート体１０は、基材１８と同様の環状に形成され、機材１８と同軸に積層される。したがってタグ３０は、環状であり、中央部に貫通孔３４が形成されている。
The
シート体１０は、電磁界のエネルギを吸収せずに、その電磁界の磁力線および電気力線を集中して通過させるシート体である。このシート体１０は、タグ本体３３で無線通信に用いられる電磁波の電磁界が、通信方向Ａとは異なる方向へ拡がることを抑制する機能を有している。以下、このように磁力線を集中させ、電磁界の広がりを抑制することを、電磁界を遮蔽するという。このように電磁界を遮蔽することによって、電磁波を遮断することができる。
The
シート体１０は、このような電磁界の遮蔽によって、通信妨害体による無線通信への悪影響を抑制することができる。通信妨害体は、通信方向Ａとは異なる方向の近傍に存在し、無線通信に悪影響を与える物体である。通信環境の悪化の要因には、アンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下および電磁波（電磁界）のエネルギの損失が含まれる。また通信妨害体の影響により、アンテナ素子１１の共振周波数がシフトすることも、通信環境の悪化の要因である。シート体１０は、このような要因によって発生する通信環境の悪化を抑制するために、無線通信に用いられる電磁波の電磁界が、通信妨害体に届きにくくするためのシート体である。共振周波数のシフトに関しては、シート体１０によって調整も可能であるが、さらに整合回路（リアクタンス構造部）によって整合されてもよい。
The
少なくとも一部が導電性材料から成る物体は、通信妨害体と成り得る。導電性材料とは、導電性を有する材料だけから成る材料、および導電性を有する材料を含んだ材料である。この導電性材料は、たとえば金属、Ｓｉ系材料、黒鉛シートなどの導電性材料、ＩＴＯおよびＺｎＯなどの導電性を有する酸化物ならびに水、薬品、油などの液体、含水性材料などを含み、アンテナ素子との間で高周波数的に短絡、結合または干渉を引き起こす可能性のあるレベルの導電率を有する材料をいう。導電性材料は、導電性を有する材料であり、金属など、抵抗率が１０−６Ωｃｍ以上１０−１Ωｃｍ未満である比較的抵抗率が低い材料と、水および海水などの液体ならびに半導体など、抵抗率が１０−１Ωｃｍ以上１０６Ωｃｍ以下である比較的抵抗率が高い材料とを含む。したがって通信妨害体には、他のアンテナ素子、タグなどのトランスポンダ、金属板、金属容器、筐体、シールド材、導電性繊維、液体が収容された容器、液体が収容された試験管、ペーストが収容された容器、水分を含有した物体などが含まれる。 An object at least partially made of a conductive material can be a communication jammer. The conductive material is a material including only a material having conductivity and a material including a material having conductivity. This conductive material includes, for example, conductive materials such as metals, Si-based materials, graphite sheets, conductive oxides such as ITO and ZnO, liquids such as water, chemicals, and oils, water-containing materials, etc. A material having a level of conductivity that can cause a short circuit, coupling or interference with the element at high frequencies. The conductive material is a material having conductivity, such as metal, which has a resistivity of 10 −6 Ωcm or more and less than 10 −1 Ωcm, a liquid with a relatively low resistivity, water and seawater, and a semiconductor, And a relatively high resistivity material having a resistivity of 10 -1 Ωcm or more and 10 6 Ωcm or less. Therefore, communication jammers include other antenna elements, transponders such as tags, metal plates, metal containers, housings, shielding materials, conductive fibers, containers containing liquids, test tubes containing liquids, and pastes. Contained containers, objects containing moisture, etc. are included.
タグ３０が装着される物品１２が、複数個、互いに近接して設けられるような密集状態にある場合、逆に言えば、タグ３０が密集状態にある物品１２に装着され、タグ３０が密集状態にある場合、１つのタグ３０にとって、他のタグ３０のタグ本体３３が、前述の通信妨害体となってしまう。つまりアンテナ素子１１が導電性材料から成るので、タグ３０同士が互いに通信妨害体となってしまう。シート体１０は、このように密集状態にあるタグ３０同士の互いの通信妨害を抑制するために、タグ３０に設けられる。また物品１２の一部が導電性材料から成る場合、また物品１２が水分を含むような導電性を有する被収容物を収容する場合などには、物品１２が、前述の通信妨害体となってしまう。シート体１０は、このように物品１２による通信妨害も、抑制することができる。
If a plurality of
無線通信に利用される電磁波は、どうような用途で利用される電磁波であってもよい。通信に利用される電磁波の周波数（以下「通信周波数」という）は、用途によって決定されるものであり、限定されるものではなく、あくまでも例示ではあるが、たとえば１ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲の周波数を含み、任意の単数または複数の周波数を選択することができる。アンテナ素子１１として電界型のアンテナ素子を用いる場合には、３００ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲の周波数に選択すれば、アンテナ素子１１を小型化することができ、好適である。１ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲には、ＨＦ帯（３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）、ＶＨＦ帯（３０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）、ＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）、ＳＨＦ帯（３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）およびＥＨＦ帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）が含まれる。
The electromagnetic wave used for wireless communication may be an electromagnetic wave used for any purpose. The frequency of electromagnetic waves used for communication (hereinafter referred to as “communication frequency”) is determined depending on the application, and is not limited. For example, the frequency is in the range of 1 MHz to 300 GHz. Any single or multiple frequencies can be selected. When an electric field type antenna element is used as the
本実施の形態では、電磁波は、たとえばＲＦＩＤシステムで利用される電磁波であり、ＵＨＦ帯に属する８６０ＭＨｚ以上１ＧＨｚ以下の範囲（以下「高ＭＨｚ帯」という）に含まれる周波数の電磁波であって、さらに具体的には、日本国内では９５０ＭＨｚ以上９５６ＭＨｚ以下の範囲に含まれる周波数の電磁波である。また高ＭＨｚ帯以外に、２．４ＧＨｚ帯の周波数の電磁波を、無線通信に利用する構成であってもよい。２．４ＧＨｚ帯は、２４００ＭＨｚ以上２５００ＭＨｚ未満の周波数範囲である。ＲＦＩＤシステムでは、この２．４ＧＨｚ帯に含まれる、２４００ＭＨｚ以上２４８３．５ＭＨｚ以下の範囲の周波数の電磁波が用いられる場合もある。 In the present embodiment, the electromagnetic wave is an electromagnetic wave used in, for example, an RFID system, and is an electromagnetic wave having a frequency included in a range from 860 MHz to 1 GHz belonging to the UHF band (hereinafter referred to as “high MHz band”). Specifically, it is an electromagnetic wave having a frequency included in a range of 950 MHz to 956 MHz in Japan. In addition to the high MHz band, an electromagnetic wave having a frequency of 2.4 GHz band may be used for wireless communication. The 2.4 GHz band is a frequency range of 2400 MHz or more and less than 2500 MHz. In the RFID system, an electromagnetic wave having a frequency in the range of 2400 MHz or more and 2483.5 MHz or less included in the 2.4 GHz band may be used.
シート体１０は、少なくともシールド層１３を有する。本実施の形態では、シート体１０は、シールド層１３に加えて、導体層１４と、物品接合層１５と、層間接合層１６とを有する。以下、シールド層１３、導体層１４、物品接合層１５および層間接合層１６の不特定の少なくとも一層を指す場合、構成層という。シート体１０は、各構成層１３〜１６が積層される積層体である。シールド層１３が、非導電性の磁性材料から成る磁性材部であり、かつ誘電材料から成る誘電材部でもある。このようにシールド層１３が、磁性材部および誘電材部を兼ねる構成であるが、磁性材部および誘電材部が、互いに異なる個別の層によって実現される構成でもよい。磁性材料は、磁性体だけから成る材料であってもよいし、磁性体とそれ以外の素材を含む材料であってもよい。誘電材料は、誘電体だけから成る材料であってもよいし、誘電体とそれ以外の素材を含む材料であってもよい。
The
シールド層１３は、電磁界を遮蔽し、電磁波を遮断するための主となる層である。シート体１０の電磁界を遮蔽する効果は、このシールド層１３だけでも十分に達成されるが、より確実に電磁界を遮蔽できるように、遮蔽性を高くするために他の層を設けるようにしてもよい。たとえば本実施の形態のように、遮蔽性を高くするために、シールド層１３に導体層１４を積層することができる。
The
シールド層１３は、複素比透磁率および複素比誘電率を含む材料特性値を選択することによって、無線通信に用いられる電磁波を遮断している。複素比透磁率の実数部μ’が大きいほど、磁力線が集中して通過するようになって電磁波の遮断効果が高くなり、複素比透磁率の虚数部μ”および透磁率損失項ｔａｎδμ（＝μ”／μ’）が小さいほど、磁界エネルギの損失が小さくなる。したがって複素比透磁率の実数部μ’は、大きいほど好ましく、複素比透磁率の虚数部μ”および透磁率損失項ｔａｎδμは、小さいほど好ましい。また複素比誘電率の実数部ε’が大きいほど、電気力線が集中して通過するようになって電磁波の遮断効果が高くなり、複素比誘電率の虚数部ε”が小さいほど、電界エネルギの損失が小さくなる。したがって複素比誘電率の実数部ε’は、大きいほど好ましく、また複素比誘電率の虚数部ε”は、小さいほど好ましい。
The
また複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ’ならびに複素比誘電率の実数部ε’および虚数部ε”の数値は、無線通信に用いられる電磁波の周波数に対応する数値である。本実施の形態では、シールド層１３は、無線通信に用いられる電磁波に対して、複素比透磁率の実数部μ’と複素比透磁率の虚数部μ”とは、μ’≧μ”の関係を有し、したがって複素比透磁率の実数部μ’が複素比透磁率の虚数部μ”以上である。シールド層１３は、無線通信に用いられる電磁波に対して、複素比透磁率の実数部μ’が２以上でありかつ透磁率損失項ｔａｎδμが１以下である。またシールド層１３は、無線通信に用いられる電磁波に対して、複素比透磁率の実数部μ’が１０以上でありかつ透磁率損失項ｔａｎδμが１以下であることが好ましく、無線通信に用いられる電磁波に対して、複素比透磁率の実数部μ’が２０以上でありかつ透磁率損失項ｔａｎδμが０．５以下であることが、さらに好ましい。また本実施の形態では、シールド層１３は、無線通信に用いられる電磁波に対して、複素比誘電率の実数部ε’が２０以上であり、複素比誘電率の虚数部ε”が３００以下であって、誘電率損失項ｔａｎδε（＝ε”／ ε’）が１５以下である。
The real part μ ′ and imaginary part μ ′ of the complex relative permeability and the real part ε ′ and imaginary part ε ″ of the complex relative permittivity are values corresponding to the frequency of the electromagnetic wave used for wireless communication. In the embodiment, the
このシールド層１３を設けることによって、無線通信に用いられる電磁波による電磁界の磁力線が、シールド層１３を集中して通過するようになる。しかもシールド層１３による電磁界のエネルギの損失は小さく抑えられている。したがってシールド層１３によって、タグ本体３３で無線通信に用いられる電磁波のエネルギを損失することなく、その電磁波によって形成される電磁界を遮蔽し、この電磁界が、通信方向Ａとは異なる方向へ拡がることを抑制することができる。このように電磁界の拡がりを抑制することによって、無線通信に用いられる電磁波の放射方向を制御し、いわばアンテナ素子１１の指向性制御に相当する制御が可能である。
By providing the
また電磁界の拡がりを抑制することによって、たとえばタグ３０に対して通信方向Ａ上流側または通信方向Ａと交差する方向の近傍に存在し、金属から成る物体、水分を含む物体、他のタグなどの通信妨害体まで拡がることを防ぐ。これによって通信妨害体によってアンテナ素子１１の入力インピーダンスが低下してしまうことを抑制するとともに、通信妨害体においてエネルギが損失することを抑制することができる。また近くにあるタグとの間でエネルギを奪合うパワーシェアリング現象など、他のタグによる干渉も抑えることができる。したがってタグ本体３３の通信環境が、通信妨害体の悪影響を受けて悪化してしまうことが抑制される。
Further, by suppressing the spread of the electromagnetic field, for example, an object made of metal, an object containing moisture, another tag, etc. that exists upstream of the communication direction A with respect to the
導体層１４は、導電性材料から成る層であり、本実施の形態では銅から成る。導体層１４の材料は、銅に限らず、アルミニウムなどの他の金属であってもよいし、金属以外にも、金属相当の導電性を有するものなら使用可能である。また導体層１４の材料は、磁性を有する材料であってもよい。シート体１０に導体層１４を設けることによって、タグ本体３３に対して、他のタグ３０および物体１２などの通信妨害体よりも近い位置に導電性材料から成る層が存在することになる。
The
シールド層１３によって通信妨害体によるアンテナ素子１１への入力インピーダンス低下の影響が抑制されるけれども、導体層１４が無い場合、タグ３０の密集の度合が変化するなどしてタグ本体３３と通信妨害体との位置関係が変化し、または通信妨害体の種類が変化すると、アンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下度合が都度変化する。本実施の形態では、導体層１４を設けることによって電磁界の遮蔽性が向上されるので、タグ３０の密集の度合が変化するなどしてタグ本体３３と通信妨害体との位置関係が変化し、または通信妨害体の種類が変化しても、アンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下度合が変化しないようになる。アンテナ素子１１への導体層１４の影響は、シールド層１３などによって防がれ、タグ３０の周囲の状況が変化しても、アンテナ素子１１の入力インピーダンスを一定に保つことができる。したがって導体層１４が設けられることを前提として、アンテナ素子１１の入力インピーダンスとＩＣ１７の入力インピーダンスとを整合させておくことによって、通信妨害体によるアンテナ素子１１の入力インピーダンス低下に起因する通信環境の悪化を、さらに確実に抑制することができる。
Although the
またシート体１０では、少なくともシールド層１３が誘電材料から成る。このようにシート体１０は、誘電材料から成る層を有しており、これによってアンテナ素子１１の波長短縮効果が得られる。この波長短縮効果によって、小形化のアンテナ素子１１を実現することができる。ダイポールアンテナは、線状で、カーブおよび折曲がりがあってもよく自由な形状でよく、前述のように略Ｃ字状に形成することができる。また全長はたとえばλ／２あればよい。あくまでも一例であるが、具体例を述べると、たとえば通信周波数が９５０ＭＨｚである場合、その電磁波の波長は約１５．８ｃｍであるが、これにシート体１０による波長短縮効果が加わり、約３〜１０ｃｍの線状素子が可能となり、さらに曲折を加えることで２〜３ｃｍのラベルにも収まるサイズが可能となる。さらに小形化することもでき、貼れる対象は広範囲に及ぶことになる。モノポールアンテナはダイポールアンテナの片側の素子とグラウンド板との間に給電するので、素子全長はλ／４とさらに小形化できる。ループアンテナの場合、全周が１波長に近いとき、半波長ダイポールアンテナを２個並べた構造に近似することができ、電界型のアンテナ素子とみることができ、同様に小形化される。
In the
導体層１４は、中間アンテナとして機能することもある。また導体層１４は、複数層用いる構成であってもよい。導体層１４の入力インピーダンスを向上させるため、スリットを入れたり、分割したり、導電率が、位置によって異なる分布を有する構成であってもよい。導体層１４は、シールド層１３に対して、タグ本体３３とは反対側に配置されている。これによってシールド層１３によって、無線通信に用いられる電磁波による電磁界が導体層１４に拡がることを抑制できるので、導体層１４を設けることによって、導体層１４によるエネルギの損失を抑制したうえで、アンテナ素子１１の入力インピーダンスを一定に保つ効果が得られる。
The
また導体層１４は、アンテナ素子１１に対する反射器（Reflector）または導波器（
Director）として機能するように構成してもよい。導体層１４は、アンテナ素子１１の通信方向Ａ上流側となる背面側に配置する場合、反射器としての機能させることができし、アンテナ素子１１の通信方向Ａ下流側となる前面側に配置する場合、導波器とし機能させることができる。このように反射器または導波器として機能させる場合の形状は、アンテナ素子１１と同じでも異なっていてもよい。好ましくはアンテナ素子１１より大きい構成である。
In addition, the
It may be configured to function as a Director. When the
物品接合層１５は、タグ３０を物品１２に接合するための層であり、物品接合層１５は、粘着剤および接着剤の少なくとも１種類を含み、粘着性または接着性による接合力を有する接合剤から成る。層間接合層１６は、シールド層１３と導体層１４との間に介在され、シールド層１３と導体層１４とを接合するための層である。物品接合層１５は、自己の接合力で導体層１４に、シールド層１３とは反対側に接合されている。各構成層１３〜１６は、タグ本体３３側から、シールド層１３、層間接合層１６、導体層１４、物品接合層１５の順に、積層されている。
The
シート体１０において、導体層１４、物品接合層１５および層間接合層１６は、必須の構成ではない。シート体１０は、シールド層１３だけを有し、このシールド層１３が直接物品１３に装着される構成でもよいし、シールド層１３と物品接合層１５を備え、シールド層１３が物品接合層１５によって物品１２に接合される構成でもよい。またシート体１０は、シールド層１３と導体層１４とが、層間接合層１６を介さずに直接積層される構成でもよい。またシート体１０の各構成層１３〜１６は、それぞれ多層化されていてもよく、たとえばシールド層１３を多層化し、シールド層１３が複素比透磁率に傾斜性を有する構成、であってもよい。またシールド層１３は、単層で複素比透磁率に傾斜性を有する構成でもよい。ここで傾斜性を有する構成とは、厚み方向一方から他方に向かうにつれて、複素比透磁率が変化する構成である。
In the
各構成層１３〜１６の厚み寸法およびシート体１０全の厚み寸法は、特に限定されるものではないが、例を挙げるならば、本実施の形態では、シールド層１３の厚み寸法は、１μｍ以上１０ｍｍ以下であり、導体層１４の厚み寸法は、１００Å（１×１０−８ｍ）以上５００μｍ以下であり、物品接合層１５は、１μｍ以上１ｍｍ以下であり、層間接合層１６は、１μｍ以上１ｍｍ以下であり、シート体１０の全体の厚み寸法は、３μｍ以上１２ｍｍ以下である。シート体１０は、全体の厚み寸法が、小さくすることが可能で、かつ各構成層１３〜１６が前述のような材料から成っており、可撓性を有している。したがってシート体１０は、自在に変形させることができる。
The thickness dimension of each of the
図３は、シールド層１３の内部構造を拡大して示す断面図である。図２には、理解を容易にするために、磁性粉末２１および微粒子２２のハッチングを省略して示す。図２に示す構成は、シールド層１３の内部構造の一例であり、シールド層１３は、図２の構造以外の内部構造を有する構成であってもよい。シールド層１３は、磁性体として、軟磁性金属、軟磁性酸化金属、磁性金属および磁性酸化金属のうちの少なくともいずれか１つから成る材料、または軟磁性金属、軟磁性酸化金属、磁性金属および磁性酸化金属のうちの少なくともいずれか１つを含む材料から成る。したがってシールド層１３は、磁性体の薄膜から成る構成であってもよいし、磁性体から成る粉末および微粒子の少なくとも一方を含有する構成であってもよい。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the internal structure of the
本実施の形態では、シールド層１３は、前述のような材料特性値を得るために、誘電体から成る結合材２０に、磁性体から成る粉末（以下「磁性粉末」という）２１，２２が混合された材料によって形成される。したがってシールド層１３を形成する材料は、磁性体から成る磁性粉末２１，２２と、磁性体以外の素材から成る結合材２０とが混合された磁性材料であり、かつ誘電体から成る結合２０と、誘電体以外の素材から成る磁性粉末２１，２２とが混合された誘電材料でもある。
In the present embodiment, in order to obtain the material characteristic values as described above, the
結合材２０は、ポリマーから成り、たとえばノンハロゲン系ポリマー、またはノンハロゲン系ポリマーと他のポリマーなどの材料とを混合したノンハロゲン系混合材料から成る。結合材の具体例は、あくまでも一例であり、ノンハロゲン系ポリマーに限定されるものではない。結合材２０として、ハロゲン系ポリマーを用いることも可能である。
結合材２０に関しては、ポリマー（樹脂、ＴＰＥ、ゴム）ジェル、オリゴマーなど、有機系および無機系を問わず、また重合度などに依存することなく、あらゆる材質の材料を用いることができる。ノンハロゲン系の材料は、環境面で好ましく用いることができるものである。シート化するためにはポリマー材料が適し、たとえば以下に例示するものを好ましく用いることができるが、例に挙げていない種類の材料およびブレンドのし方が異なる材料、アロイ化した材料など、シート化できる材料は全て用いることが可能である。
The
As for the
結合材２０の材料としては、各種の有機重合体材料を用いることが可能であり、たとえばゴム、熱可塑性エラストマー、各種プラスチックを含む高分子材料などが挙げられる。前記ゴムとしては、たとえば天然ゴムのほか、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−酢酸ビニル系ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、エチレンアクリル系ゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）などの合成ゴム単独、それらの誘導体、もしくはこれらを各種変性処理にて改質したものなどが挙げられる。また液状ゴムでも構わない。
As the material of the
これらのゴムは、単独で用いるほか、複数をブレンドして用いることができる。ゴムには、加硫剤のほか、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、着色剤などの従来からゴムの配合剤として用いられていたものを適宜配合することができる。これら以外にも、任意の添加剤を用いることができる。たとえば、誘電率および導電率を制御するために所定量の誘電体（カーボンブラック、黒鉛、酸化チタンなど）を、用途の１つである電子機器内に発生する不要電磁波への入力インピーダンスマッチングおよび温度環境に応じて、材料設計して添加することができる。さらに加工助剤（滑剤、分散剤）も適宜選択して添加してもよい。 These rubbers can be used alone or in combination. In addition to vulcanizing agents, rubbers can be appropriately mixed with vulcanization accelerators, anti-aging agents, softeners, plasticizers, fillers, colorants, and the like that have been conventionally used as rubber compounding agents. it can. In addition to these, arbitrary additives can be used. For example, in order to control dielectric constant and conductivity, a predetermined amount of dielectric (carbon black, graphite, titanium oxide, etc.) is used for input impedance matching and temperature to unwanted electromagnetic waves generated in electronic equipment which is one of applications. Depending on the environment, materials can be designed and added. Further, processing aids (lubricants, dispersants) may be appropriately selected and added.
熱可塑性エラストマーとしては、たとえば塩素化ポリエチレンのような塩素系、エチレン系共重合体、アクリル系、エチレンアクリル共重合体系、ウレタン系、エステル系、シリコーン系、スチレン系、アミド系などの各種熱可塑性エラストマーおよびそれらの誘導体が挙げられる。 As thermoplastic elastomer, for example, chlorinated polyethylene such as chlorinated polyethylene, ethylene-based copolymer, acrylic, ethylene-acrylic copolymer, urethane, ester, silicone, styrene, amide, etc. Elastomers and their derivatives are mentioned.
さらに、各種プラスチックとしては、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどの塩素系樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル、ポリスルホン、ウレタン系樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、生分解性樹脂などの熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂およびこれらの誘導体が挙げられる。これらの結合材として、低分子量のオリゴマータイプおよび液状タイプを用いることができる。熱、圧力、紫外線、放射線、電子線、風乾、硬化剤などにより成型後にシート状になるものであれば、任意の材料を選択することができる。またポリマー以外の材料を用いることもできる。紙、木、セラミックス、粘土、アスファルト、リサイクル物等磁性粉のバインダーとしてシート状になるものであれば全て利用できる。 Further, various plastics include, for example, chlorine resins such as polyethylene, polypropylene, AS resin, ABS resin, polystyrene, polyvinyl chloride, and polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, fluorine resin, and silicone resin. , Thermoplastic resins such as acrylic resin, nylon, polycarbonate, polyethylene terephthalate, alkyd resin, unsaturated polyester, polysulfone, urethane resin, phenol resin, urea resin, epoxy resin, polyimide resin, biodegradable resin or thermosetting And resins and derivatives thereof. As these binders, low molecular weight oligomer types and liquid types can be used. Any material can be selected as long as it becomes a sheet after molding by heat, pressure, ultraviolet light, radiation, electron beam, air drying, curing agent, or the like. Moreover, materials other than a polymer can also be used. Any paper, wood, ceramics, clay, asphalt, recycled material, etc. that can be used as a magnetic powder binder can be used.
磁性粉末２１，２２の粒径は、１ｎｍ以上１０００μｍ以下であり、好ましくは１０ｎｍ以上３００μｍ以下である。特にナノサイズの磁性粉末２１，２２を用いることによって、ＵＨＦ帯およびＳＨＦ帯の電磁波に対して、シールド層１３の複素比透磁率の実数部μ’の値をたとえば１０以上と高くし、かつ複素比透磁率の虚数部μ”の値をたとえば５以下と低くすることができる。また磁性粉末２１，２２として、扁平な粉末を用いる場合、アスペクト比が２以上５００以下、好ましくは１０以上１００以下の粉末が用いられる。
The particle size of the
また磁性粉末２１，２２の表面は、表面処理が施されていることが好ましい。たとえば磁性粉末２１，２２は、絶縁性を付与するため、または絶縁性を高くするために、その表面に有機物または無機物の被覆層を、メッキ、溶着、電着などの被覆処理によって形成してもよい。また磁性粉末２１，２２は、耐食性を向上させるために、表面に酸化被膜を有していてもよい。この酸化被膜を形成した場合、磁性粉末２１，２２に絶縁性を付与し、または絶縁性を高くすることができる。表面処理剤には、カップリング剤および界面活性剤などを用いることができる。また磁性粉末２１，２２と結合材２０の濡れ性を向上させるために、たとえば樹脂被覆してもよい。磁性粉末２１，２２と結合材２０の濡れ性を向上するにあたっては、分散剤を用いてもよい。
The surfaces of the
磁性粉末２１，２２の材料となる磁性体としては、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）、ケイ素鋼（Ｆｅ−Ｃｕ−Ｓｉ合金）、Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ（−Ｃｕ−Ｎｂ）合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｓｉ合金、Ｆｅ系合金、Ｃｏ系合金、Ｓｉ系合金、Ｎｉ系合金、アモルファス金属などが挙げられる。また磁性粉末２１，２２の材料となる磁性体として、軟磁性粉末の材料としてフェライトまたは純鉄を用いてもよい。フェライトとしては、たとえばＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｍｇフェライト、Ｍｎフェライト、Ｃｕ−Ｚｎフェライト、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｚｎフェライトなどのソフトフェライト、または永久磁石材料であるハードフェライトが挙げられる。純鉄としてはたとえばカルボニル鉄などが挙げられる。またマグネタイトなどの鉄酸化物であってもよい。磁性粉末２１，２２の材料としては、これら磁性材料を単体で用いるほか、複数をブレンドしても構わない。
Examples of magnetic materials used for the
磁性粉末２１，２２は、たとえば円板状を含む板状、楕円形を短軸まわりに回転させた回転楕円体状などの扁平な粉末であってもよいし、たとえば針状、繊維状、球状、多面体状、塊状などの非扁平の粉末であってもよい。好ましくは、磁性粉末２１，２２として、透磁率の高い扁平な軟磁性粉末を用いることがよい。磁性粉末２１，２２として、１種類の形状の粉末だけを用いてもよいし、複数種類の形状の粉末を組合せて混合して用いてもよいが、複数種類の形状の粉末を組合せる場合、少なくとも１種類は扁平状であることが好ましい。
The
本実施の形態では、磁性粉末２１，２２は、扁平な軟磁性金属粉末である扁平粉末２１と、少なくとも外表面部が非導電性を有する微粒子２２とを有する。扁平粉末２１は、略円板状であり、平均厚み寸法は、２μｍであり、厚み方向に垂直な方向の平均外径は、５５μｍである。この扁平粉末２１は、互いに接触しないように分散され、かつ扁平粉末２１の厚み方向が、シールド層１３の厚み方向と大略的に平行になるように配向されている。微粒子２２は、少なくとも外表面部が非導電性を有する球形状の微粒子である。また微粒子２２は、扁平粉末２１の厚み寸法よりも小さい微粒子であり、微粒子２２の平均外径は、１μｍである。
In the present embodiment, the
扁平粉末２１は、たとえば鉄、珪素およびアルミニウムの合金（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ）であるセンダストから成る。微粒子２２は、外表面部が非導電性となり、かつ耐食性を有するように、たとえば酸化鉄（マグネタイト）から成る。磁性粉末２１，２２についての前述の形状、寸法および材料は、例示に過ぎず、これに限定されるものではない。
The
結合材２０に磁性粉末２１，２２を分散させてシールド層１３を実現する場合、たとえば結合材２０が１００重量部に対して、磁性粉末２１，２２が１重量部以上１５００重量部以下の配合量で、配合される材料によってシールド層１３が形成される。１００重量部の結合材２０に対する磁性粉末２１，２２の配合量が、１重量部未満である場合、前述のような実数部μ’が高くかつ虚数部μ”が小さい好適な複素比透磁率が得られず、１５００重量部を超えると加工性が劣り、シート体１０を製造できなくなるか、または製造が困難になる。１００重量部の結合材２０に対する磁性粉末２１，２２の配合量は、好ましくは１０重量部以上１０００重量部以下である。磁性粉末２１，２２の配合量が、１０重量部以上１０００重量部以下である場合、複素比透磁率の実数部μ’がより高くしかつ虚数部μ”をより小さくできるとともに、加工性により優れたシールド層１３を実現することができる。
When the
本実施の形態において、無線通信に利用される電磁波の周波数は、高ＭＨｚ帯および２．４ＧＨｚ帯の周波数を含んでいる。以下、高ＭＨｚ帯およびＧＨｚ帯（１ＧＨｚ以上１ＴＨｚ未満）を含む周波数域を、高周波数域という。シールド層１３の構成が同一である場合、複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ”は、電磁波の周波数によって異なり、周波数が高くなるにつれて小さくなる傾向を有している。したがって高ＭＨｚ帯および２．４ＧＨｚ帯の電磁波を含めて、高周波数域の電磁波による無線通信において通信改善するためには、たとえば１ＭＨｚ以上１０ＭＨｚ以下程度の低い周波数域（以下「低周波数域」という）の周波数の電磁波による無線通信の通信改善だけを目的とする構成と比べて、低周波数域から高周波数域にわたる広い範囲で全体的に複素比透磁率の実数部μ’を大きくしなければならない。
In the present embodiment, the frequency of electromagnetic waves used for wireless communication includes frequencies in a high MHz band and a 2.4 GHz band. Hereinafter, a frequency range including a high MHz band and a GHz band (1 GHz or more and less than 1 THz) is referred to as a high frequency range. When the configuration of the
シールド層１３における複素比透磁率の実数部μ’を大きくするためには、シールド層１３における磁性を有する材料から成る部分の量を多くする必要がある。また複素比透磁率の虚数部μ”を小さくするためには、磁力線の経路２５における非磁性材料から成る部分を少なくすればよい。単純に考えると、シールド層１３における扁平粉末２１の配合量
を多くすれば、磁性を有する材料から成る部分の量を多くし、磁力線の経路における非磁性材料から成る部分を少なくすることができるが、扁平粉末２１の配合量を多くしすぎて、扁平粉末２１同士が接触してしまうと、シールド層１３が導電性を有してしまい、シールド層１３内に電流を生じ、抵抗による損失が発生して電磁エネルギが吸収されてしまう。したがって単純に扁平粉末２１の配合量を多くすることはできない。
In order to increase the real part μ ′ of the complex relative permeability in the
本実施の形態では、結合材２０に、扁平粉末２１と微粒子２２とを混合することによって、微粒子２２が、各扁平粉末２１間に入り込む。これによってシールド層１３の複素透磁率の実数部μ’の値を大きくするために扁平粉末２１の配合比を高くしても、扁平粉末２１同士が、互いに接触しないようにすることができる。さらに微粒子２２の外表面部が非導電性、つまり電気絶縁性を有しているので、非導電性のシールド層１３を実現することができる。
In the present embodiment, by mixing the
低周波数域の周波数では、結合材２０に扁平粉末２１を分散させたシート体１０の複素比透磁率の実数部μ’は、もちろん磁性金属単体のシートの複素比透磁率の実数部μ’よりもそれぞれ小さい。周波数上昇による複素比透磁率の実数部μ’の低下率を比べると、結合材２０に扁平粉末２１を分散させたシート体１０の低下率は、磁性金属単体のシートの低下率に比べて小さい。したがって３００ＭＨｚ以上、特に高ＭＨｚ帯およびＧＨｚ帯（１ＧＨｚ以上１ＴＨｚ未満）を含む高周波数域では、逆転現象が生じることもある程、結合材２０に扁平粉末２１を分散させたシート体１０の複素比透磁率の実数部μ’は、磁性金属単体のシートの複素比透磁率の実数部μ’よりもそれぞれ大きくなる場合がある。この現象は、磁性体である扁平粉末２１、２２同士が離れて分散する結果、間に介在する材料による磁気ロスが生じるため、シート体１０のシールド層１３では、磁気共鳴周波数が高周波数側に、したがってＭＨｚ帯（１ＭＨｚ以上１ＧＨｚ未満）側からＧＨｚ帯側にシフトすることによる現象である。
At a frequency in the low frequency range, the real part μ ′ of the complex relative permeability of the
さらにＳｎｏｅｋの限界則に示されるように複素比透磁率の実数部μ’の周波数上昇による低下もあり、複素比透磁率の実数部μ’の周波数上昇対する低下率に連動して、複素比透磁率の虚数部μ”が大きくなっている。３００ＭＨｚ以上、特に高ＭＨｚ帯およびＧＨｚ帯を含む高周波数域では、磁性金属単体のシートなどでは、複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ”が共に大きいか、複素比透磁率の実数部μ’が小さくかつ複素透磁率の虚数部μ”が大きいという特性を有している。３００ＭＨｚ以上、特に高ＭＨｚ帯およびＧＨｚ帯を含む高周波数域では、複素比透磁率の実数部μ’が大きくかつ複素比透磁率の虚数部μ”が小さいという特性を得ることは難しい。 Further, as shown in Snoek's limit law, there is a decrease due to the frequency increase of the real part μ ′ of the complex relative permeability, and in conjunction with the decrease rate of the real part μ ′ of the complex relative permeability with respect to the frequency increase, The imaginary part μ ”of the magnetic susceptibility is large. In a high frequency range including 300 MHz or more, particularly in the high MHz band and the GHz band, the real part μ ′ and the imaginary part μ The characteristics are that “both are large or the real part μ ′ of the complex relative permeability is small and the imaginary part μ of the complex permeability is large”. High frequency including 300 MHz or more, particularly including high MHz band and GHz band In the region, it is difficult to obtain characteristics that the real part μ ′ of the complex relative permeability is large and the imaginary part μ ″ of the complex relative permeability is small.
磁性材料は、低周波数域における複素比透磁率の実数部μ’が大きいほど、周波数上昇による複素比透磁率の実数部μ’の低下率が大きいという傾向を有する。扁平粉末２１は、このような傾向にある低周波数域における複素比透磁率の実数部μ’が大きい材料から成る粉末である。このような扁平粉末２１を、単独で用いずに、結合材２０に分散させることで、周波数上昇による複素比透磁率の実数部μ’の低下率を抑える。
The magnetic material has a tendency that as the real part μ ′ of the complex relative permeability in the low frequency region is larger, the reduction rate of the real part μ ′ of the complex relative permeability due to the frequency increase is larger. The
また扁平粉末２１を結合材２０に分散させるだけの構成では、扁平粉末２１同士の接触を防ぐことが困難であるうえ、扁平粉末２１同士の接触を防ぐことができたとしても、扁平粉末２１間に存在する結合材２０の影響で、３００ＭＨｚ以上、特に高ＭＨｚ帯およびＧＨｚ帯を含む高周波数域での複素比透磁率の実数部μ’を大きくすることが困難になる。したがって磁力線がシールド層１３をさらに通りやすくなるように磁界パスともよばれる複素比透磁率の実数部μ’の高い経路を、シールド層１３内にミクロなレベルで構築する必要がある。この磁界パスを形成するために微粒子２２が混合される。もちろんこの磁界パスの形成によって、シールド層１３が導電性を有する構成となることがないように、扁平粉末２１間の高い電気絶縁性を確保する必要がある。この電気絶縁性の確保は、たとえば微粒子２２を、少なくとも外表面部が全体にわたって非導電性を有する構成として実現される。本実施の形態では、この微粒子２２としては、フェライトのナノ粒子などを用いている。この粒子は、酸化物磁性体を用いた場合は、導電性を発現することはない。
Further, with the configuration in which the
このようにして複素比透磁率の虚数部μ”がピーク値となる共鳴周波数が高周波数側にシフトし、さらに５ＧＨｚおよび１０ＧＨｚと上げることで、３００ＭＨｚ以上、特に高ＭＨｚ帯および２．４ＧＨｚ帯での複素比透磁率の実数部μ’が大きくかつ複素比透磁率の虚数部μ”が小さい、シールド層１３を実現することが可能となる。
In this way, the resonance frequency at which the imaginary part μ ″ of the complex relative permeability becomes a peak value shifts to the high frequency side and further increases to 5 GHz and 10 GHz, so that it is 300 MHz or more, particularly in the high MHz band and 2.4 GHz band. It is possible to realize the
シールド層１３の具体的な例として、以下に実施例を挙げて説明する。実施例は、あくまでも一例であり、本発明が実施例に限定されるものではない。
As specific examples of the
実施例１では、結合材２０が１００重量部に対して、扁平粉末２１が６９０重量部および微粒子２２が６９重量部の配合比で混合し、さらに界面活性剤、分散剤を加えるとともに、架橋剤を加え、熱プレス法によってシールド層１３を形成し、このシールド層１３を備えるシート体１０を作成した。結合材２０には、水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ；日本ゼオン製「ゼットポール」）を用い、扁平粉末２１には、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金；同和鉱業製ＤＴ）を用い、微粒子２２には、超微粒子鉄粉（ＪＦＥケミカル製）を用いた。架橋材には、過酸化物（日本油脂社製の商品名「パーミクルＤ」）を用いた。配合に於ける、ポリマー分率は４５．３vol.％、磁性体分率は４６．４vol.％である。センダストである扁平粉末２１の長径の平均値である平均粒径は５５μｍ、アスペクト比は３０〜４０程度である。また超微粒子鉄粉の平均粒径は３０ｎｍである。
In Example 1, with respect to 100 parts by weight of the
実施例１のシート体１０において、理論比重値は３．８９であり、実測比重値は３．５３であった。実測比重値は、シート体１０全体の重量を体積で除して算出し、理論比重値は、各構成成分の比重×含有量の総和を体積で除して算出した。
In the
上記で得られたシールド層１３について、材料特性値である複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ”、複素比誘電率の実数部ε’および虚数部ε”を、同軸管法によって測定した。具体的には、シールド層１３と同一構成であり、かつ外形が７ｍｍかつ内径が３ｍｍの環状の試料を作成し、試料の同軸管内部への接触部分に導電性塗料を塗布および乾燥し、同軸管部分を、同軸ケーブルを介してアジレント社製のネットワークアナライザー８７２０ＥＳに接続し、反射減衰強度Ｓ１１および透過減衰強度Ｓ２１を測定し、ここから複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ”を求めた。また複素比誘電率の実数部ε’および複素比誘電率の虚数部ε”は、複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ”と同様にして測定した。複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ”ならびに複素比誘電率の実数部ε’および虚数部ε”の１または複数を不特定に指す場合、材料特性値という場合ある。
For the
図４は、実施例１のシールド層１３の材料特性値μ’、μ”、ε’、ε”の測定結果を示すグラフである。図４には、「◆」印によって、複素比透磁率の実数部μ’を示し、「■」印によって、複素比透磁率の虚数部μ”を示し、「△」印によって、複素比誘電率の実数部ε’を示し、「×」印によって、複素比誘電率の虚数部ε”を示す。図４に示すように、９５０ＭＨｚの電磁波に対する複素比透磁率の実部μ’は１９．１６であり、透磁率損失項ｔａｎδμが０．５８であり、複素比誘電率の実部ε’が１６５．８であり、誘電率損失項ｔａｎδεが０．１５である。２．４５ＧＨｚの電磁波に対する複素比透磁率の実部μ’は１３．５７であり、透磁率損失項ｔａｎδμが０．７０であり、複素比誘電率の実部ε’が１６７．５４であり、誘電率損失項ｔａｎδεが０．２５である。また表面抵抗率（ＪＩＳ Ｋ６９１１）は、１０６Ω／□である。
FIG. 4 is a graph showing measurement results of material characteristic values μ ′, μ ″, ε ′, ε ″ of the
また本発明の実施の他の形態のシールド層１３として、磁性材料の充填率を高くするために、平均粒子径比が約４：１の大きさの異なる２種類の磁性粒子を、前述と同様の結合材２０に混合し、微粒子および軟磁性金属繊維を混合する。さらに電気絶縁性を確保するために、電気絶縁性微粒子を混合する。前記２種類の磁性粒子は、前記扁平粉末２１と同一の材料から成り、大きい方の平均粒子径は約２０μｍであり、小さい方の平均粒子径は約５μｍである。また微粒子および軟磁性金属繊維は、鉄系材料から成り、微粒子の平均粒径および軟磁性金属繊維の平均繊維径は、約１μｍである。電気絶縁性微粒子は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）から成り、平均粒子径は約１０ｎｍである。またこのサイズの微粒子は、扁平粉末２１のシールド層１３における分散時の方向および間隔を制御する役割も有する。
Further, as the
さらにシールド層１３内の空隙をできるだけなくすために、シールド層１３の実測比重値が、配合からの理論比重値になるべく近い値を取るように設計、製造している。図２に示す構成に変えて、前述のような構成であっても、同様に、複素比透磁率の虚数部μ”がピーク値となる共鳴周波数が高周波数側にシフトし、さらに５ＧＨｚおよび１０ＧＨｚと上げることで、３００ＭＨｚ以上、特に高ＭＨｚ帯および２．４ＧＨｚ帯での複素比透磁率の実数部μ’が大きくかつ複素比透磁率の虚数部μ”が小さい、シールド層１３を実現することが可能となる。
Furthermore, in order to eliminate the gap in the
またシールド層１３の材料設計の基本的思想は、通信周波数にて電気的高抵抗を有し、通信周波数での複素比透磁率の実数部μ’を高くして磁界成分をシールド層１３内に呼び込み、扁平形状の磁性粉末をミクロに配向、配列させることで任意の方向に磁気が流れ易くなることで磁気異方性を付与し、複素比透磁率の虚数部μ”を低くして磁気的損失を抑えることである。これにより本発明の効果、特に遮蔽効果および指向性改善効果を得ること可能となる。
The basic idea of the material design of the
またシート体１０は、各層１３〜１６の少なくともいずれか１つの層に、たとえば難燃剤または難燃助剤が添加されている。これによってシート体１０に、難燃性が付与されている。たとえば携帯電話などのエレクトロニクス機器も、内装するポリマー材料に難燃性を要求されることがある。
Moreover, as for the sheet |
このような難燃性を得るための難燃剤としては、特に限定されることはないが、たとえばリン化合物、ホウ素化合物、臭素系難燃剤、亜鉛系難燃剤、窒素系難燃剤、水酸化物系難燃剤、金属化合物系難燃剤などを適宜用いることができる。リン化合物としては、リン酸エステル、リン酸チタンなどが挙げられる。ほう素化合物としては、ホウ酸亜鉛などが挙げられる。臭素系難燃剤としては、ヘキサブロモベンゼン、ヘキサブロモシクロドデカ
ン、デカブロモベンジルフェニルエーテル、デカブロモベンジルフェニルオキサイド、テトラブロモビスフェノール、臭化アンモニウムなどが挙げられる。亜鉛系難燃剤としては、炭酸亜鉛、酸化亜鉛若しくはホウ酸亜鉛などが挙げられる。窒素系難燃剤としては、たとえばトリアジン化合物、ヒンダードアミン化合物、若しくはメラミンシアヌレート、メラミングアニジン化合物といったようなメラミン系化合物などが挙げられる。水酸化物系難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。金属化合物系難燃剤としては、たとえば３酸化アンチモン、酸化モリブデン、酸化マンガン、酸化クロム、酸化鉄などが挙げられる。
The flame retardant for obtaining such flame retardancy is not particularly limited. For example, phosphorus compounds, boron compounds, bromine flame retardants, zinc flame retardants, nitrogen flame retardants, hydroxide series Flame retardants, metal compound flame retardants, and the like can be used as appropriate. Examples of phosphorus compounds include phosphate esters and titanium phosphate. Examples of the boron compound include zinc borate. Examples of brominated flame retardants include hexabromobenzene, hexabromocyclododecane, decabromobenzyl phenyl ether, decabromobenzyl phenyl oxide, tetrabromobisphenol, ammonium bromide and the like. Examples of the zinc-based flame retardant include zinc carbonate, zinc oxide, and zinc borate. Examples of nitrogen-based flame retardants include triazine compounds, hindered amine compounds, or melamine compounds such as melamine cyanurate and melamine anidine compounds. Examples of the hydroxide flame retardant include magnesium hydroxide and aluminum hydroxide. Examples of the metal compound flame retardant include antimony trioxide, molybdenum oxide, manganese oxide, chromium oxide, and iron oxide.
本実施例では、重量比において、結合材を１００として、臭素系難燃剤を２０、三酸化アンチモンを１０、リン酸エステルを１４の比で、それぞれ添加することによって、ＵＬ９４難燃試験においてＶ０相当の難燃性を得ることができる。シート体１０は、このような物品を構成する素材として、または物品に装着して好適に用いることができる。たとえば航空機、船舶および車両内の装置など、燃焼およびこれに伴うガスの発生を防止したい空間などで用いられる物品に装着するなどして、好適に用いることができる。
In this example, the binder is 100, the bromine-based flame retardant is 20, the antimony trioxide is 10 and the phosphoric acid ester is 14 in the weight ratio, so that it corresponds to V0 in the UL94 flame retardant test. The flame retardancy can be obtained. The
またシート体１０は、電気絶縁性を有している。具体的には、各層１１，１２が前述のような材料から成ることによって、シート体１０の表面抵抗率（ＪＩＳ Ｋ６９１１）が１０２Ω／□以上である。シールド層１３の表面抵抗率は、大きいほど好ましい。したがって実現可能な最大値が、表面抵抗率の上限値となる。このように高い表面抵抗率を有し、電気絶縁性を有している。
The
またシート体１０は、耐熱性を有している。具体的には、ゴムあるいは樹脂材料に架橋剤を添加した場合のシート体１０の耐熱温度は、１５０℃であり、シート体１０は、少なくとも１５０℃を超える温度になるまでは、特性に変化を生じない。
The
シート体１０は、少なくとも一方の表面部が、粘着性または接着性を有している。本実施の形態では、前述のように物品接合層１５を有しており、これによって厚み方向他方側の表面部が粘着性または接着性を有している。シート体１０は、物品接合層１５の粘着性または接着性による結合力によって、物品に貼着することができる。したがってシート体１０は、たとえば通信妨害部材１２に貼着することによって、アンテナ素子１１と通信妨害部材１２との間またはアンテナ素子近傍に、容易に設けることができる。シート体１０は、厚み方向一方側がアンテナ素子１１側に配置され、厚み方向他方側が通信妨害部材１２側に配置されて設けられる。貼着用剤は、たとえば日東電工社製Ｎｏ．５０００Ｎが用いられる。
At least one surface portion of the
図５は、本発明の実施の他の形態のタグ３０全体を示す平面図である。図５のタグ３０は、図１〜図４を参照して説明したタグ３０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。図１〜図４のタグ３０では、アンテナ素子１１として、ダイポールアンテナが用いられたけれども、図５のタグ３０では、アンテナ素子１１として、基材１８と同軸に配置される略円環状のループアンテナが用いられる。その他の構成は同様である。このようにアンテナ素子１１としてループアンテナを用いる構成であっても、アンテナ素子１１としてダイポールアンテナを用いる構成と同様の効果が得られる。
FIG. 5 is a plan view showing the
図６は、図５に示すタグ３０が装着される物品１２を、内部が見えるように一部切り欠いて示す正面図である。図７は、物品１２を拡大して示す平面図である。図７には、理解を容易にするために、タグ３０に斜線のハッチングを付して示す。物品１２に装着されるタグ３０には、アンテナ素子１１として略円環状のループアンテナが用いられている。タグ３０は、たとえば物品１２としての真空採血管に装着される。以下、理解を容易にするために、真空採血管に、物品の符号「１２」を付す。
FIG. 6 is a front view showing the
真空採血管１２は、導電性の液体である血液が収容される容器である。真空採血管１２は、試験管によって実現される有底円筒状の管本体５１と、管本体５１の開口部に同軸に装着され、管本体５１の開口部を密に塞ぐ蓋体であるキャップ５２とを備える。タグ３０は、少なくともタグ本体３３と管本体５１との間にシート体１０が配置される状態で、真空採血管１２に装着される。タグ３０は、たとえばキャップ５２の本体５１とは反対側の平面状の端面５２ａに、貼着される。シート体１０が、物品接合層１５を有しているので、物品である真空採血管１２に装着して用いる場合、粘着性を利用して、タグ３０を真空採血管１２に容易に装着することができる。
The vacuum
キャップ５２は、気密性、耐薬品性、液体シール性、耐環境性に優れた材料を用いて形成される。キャップ５２は、たとえばゴムまたは樹脂から成り、たとえばシリコーン系樹脂、シリコーン系ゴム、フッ素系樹脂、フッ素系ゴムなどから成る。
The
またキャップ５２の材料は、誘電材料であることが好ましく、加えて磁性材料であることが好ましい。さらにキャップ５２の材料は、無線通信に影響を与えないように、損失成分である複素比透磁率の虚数部μ”および複素比誘電率の虚数部ε”がなるべく小さく、透磁率損失項ｔａｎδμ（＝μ”／μ’）および誘電率損失項ｔａｎδε（＝ε”／ε’）の少なくともいずれか一方が１未満であることが望ましい。前述のゴムまたは樹脂は、少なくとも誘電材料であり、金属粉末などを混合することによって、磁性材料にも成り得る。
The material of the
またタグ３０は、キャップ５２が誘電材料から成る場合、キャップ５２に埋込むようにして装着されてもよい。この場合、キャップ５２によってタグ３０を保護することができる。されにキャップ５２を、耐環境性に優れた材料によって形成すれば、タグ３０の保護性能が向上される。またキャップ５２の端面５２ａにタグ３０を貼着した状態で、保護フィルムなどで覆ってタグ３０を保護するようにしてもよい。これらの保護構造を採用すれば、タグ３０の耐久性を高くすることができ、物品である採血試験管１２が、熱的または化学的に過酷な環境で用いられても、タグ３０が損傷しにくくすることができる。このタグ３０を保護する構成は、必須ではないので、前述のようにタグ３０を単にキャップ５２の端面５２ａに貼着する構成でもよい。
The
このようにタグ３０をキャップ５２に設ける場合、少なくとも管本体５１には、タグ３０を設けるための加工が不要であり、コストを低く抑えることができる。またタグ３０をキャップ５２に設けるにあたって、貼着する構成を採用すれば、キャップ５２は従来品をそのまま用いることができ、加工が不要であるので、コストを低く抑えることができる。
When the
真空採血管１２は、注射器などの採血用具の針（以下「採血針」という）を、キャップ５２に刺入して貫通させ、本体５１に血液を注入し、または本体５１から血液を抜取るように構成されている。キャップ５２は、採血針が貫通しやすいように中央部分の軸線方向寸法が小さい構造を有している。タグ３０は、前述のように環状であり、キャップ５２に、タグ３０を貼着しても、貫通孔３４に採血針を挿通させることによって、タグ３０を損傷しないように採血針をキャップ５２に刺入することができる。タグ３０は、キャップ５２と同軸に設けられてもよいし、互いに軸線と垂直な方向にずれていてもよい。
The vacuum
タグ３０を真空採血管１２に設ける場合、タグ３０がシート体１０を備えていない場合、通信環境が収容される血液の影響を受けて悪化するおそれがあるが、本実施の形態では、タグ３０がシート体１０を備えているので、通信環境への血液の影響を防ぐことができる。またタグ３０を、キャップ５２の端面５２ａに貼着し、または端面５２ａ近くに埋込むようにすれば、タグ３０から管本体５１に収容される血液の液面５３までの距離Ｌをできるだけ大きくすることができる。これによって通信環境が血液によって影響を受けにくくすることができる。
When the
タグ３０には、物品に関する情報として、真空採血管１２に収容される血液に関する情報が保持されている。血液に関する情報は、たとえば氏名、性別および年齢などの血液を採取した人物に関する情報、血液の採取日および血液の検査日など年月日に関する情報、血液型および成分などの血液自体に関する情報、検査方法などの検査自体に関する情報などでであってもよい。
The
図８は、真空採血管１２が収容される試験管ラック５５を簡略化して示す平面図である。図９は、試験管ラック５５を簡略化して示す平面図である。図８は、真空採血管１２が収容されている状態で試験管ラック５５を示し、図９には、真空採血管１２を省略して示す。試験管ラック５５は、大略的に直方体状のラックであり、行列状に並ぶ複数の収容室を有し、各収容室に１本ずつ真空採血管１２を収容することによって、複数本の真空採血管１２を、行列状に並べて収容できるように構成されている。試験管ラック５５には、たとえば最大で５０本の真空採血管１２を収容することができる。
FIG. 8 is a plan view showing a simplified
また試験管ラック５５は、各真空採血管１２の軸線が互いに平行となり、キャップ５２が同一側に配置されるようにして、各真空採血管１２に装着されるタグ３０が同一仮想平面上に並ぶように、各真空採血管１２を収容できる構成である。試験管ラック５５には、たとえばキャップ５２を上方側に配置して、各真空採血管１２が収容される。各タグ３０の通信方向Ａは、互い同一の方向であって、キャップ５２が上方側に配置される場合、各通信方向Ａは上方となる。
Further, in the
真空採血管１２は、たとえばこのように試験管ラック５５に収容され、複数の真空採血管１２が１纏りとして取扱われ、一括して管理される。複数の真空採血管１２を１纏りとして取扱うにあたって本実施形態では、試験管ラック５５を用いているが、これを用いない場合もある。試験管ラック５５を用いることで、隣接するタグ３０同士の間隔を均一化し、各タグ３０を整列配置させることができる。試験管ラック５５は、従来品をそのまま用いることができる。また試験管ラック５５は、５０本収容可能なラックに限定されるものではなく、たとえば１００本収容可能なラックであってもよい。試験管ラック５５の収容可能本数は、任意に選択することができる。
The vacuum
複数の真空採血管１２を一括管理する場合、真空採血管１２を試験管ラック５Ａ下流側にリーダ３１が配置されるように、試験管ラック５５の上方にリーダ３１を配置させ、各タグ３０から一括して、または順次、情報が読取られる。リーダ３１を試験管ラック５５の上方に配置させるにあたっては、リーダ３１および試験管ラック５５を相対的に変位させればよく、いずれか一方を変位させてもよいし、両方を変位させてもよい。
When collectively managing a plurality of vacuum
試験管ラック５５に収容される状態で、各真空採血管１２は、密集状態にある。タグ３０は、このようにラックに収容されるなどして密集状態にある物品（真空採血管）１２に装着される。したがって各タグ３０は、密集状態で用いられる。このように各タグ３０が密集状態にある場合、前述のように各タグ３０同士が通信妨害体となり得るが、各タグ３０には、シート体１０が設けられており、隣接するタグ３０によって通信環境が悪化することを抑制できる。これによってタグ３０が密集状態にあっても、リーダ３１によってタグ３０の情報を読取ることができる。
Each vacuum
各タグ３０にシート体１０が設けられ、互いの影響が抑制されているので、リーダ３１は、リーダ３１のアンテナ素子を各タグ３３に１対１で対向させなくても、各タグ３０の情報を読取ることができる。またリーダ３１のアンテナ素子と各タグ３３との厳密な位置合わせも不要である。したがってリーダ３１として、簡単な構成のリーダを用いることができ、たとえば従来品を用いることができる。リーダ３１には、アンテナ素子として、たとえばパッチアンテナを備えるリーダを用いることができる。
Since the
リーダ３１は、各タグ３０が配置される仮想平面に投影した場合の領域（以下「リーダ領域」という）が、１つの試験管ラック５５に収容される各タグ３０が配置される領域（以下「タグ領域」という）より小さくなる構成でもよい。図６および図７には、リーダ領域がタグ領域より小さい場合を示している。この場合、複数のリーダ３１を設けるようにしてもよいし、リーダ領域が、タグ領域全域と、少なくとも１度は重なるように、走査すればよい。またリーダ領域がタグ領域より小さくても、リーダ領域とタグ領域との一方向の寸法が同一となるようにすれば、リーダを試験管ラック５５に対して一方向と垂直な他方向へ変位させるだけでよい。
In the
リーダ領域がタグ領域よりも小さい場合は、このようにリーダ３１を各タグ３０に対して相対的に変位させながら、各タグ３０の情報が読取られる。リーダ領域がタグ領域と同一またはタグ領域より大きい場合、リーダ３１を各タグ３０に対して変位させずに、各タグ３０の情報が読取ってもよいが、リーダ領域がタグ領域よりも小さい場合と同様に、リーダ３１を各タグ３０に対して相対的に変位させながら、各タグ３０の情報が読取ってもよい。リーダ３１を各タグ３０に対して相対的に変位させながら、各タグ３０の情報が読取るようにすれば、タグ３０のアンテナ素子１２に対して、リーダ３１から様々な角度およびタイミングで要求信号を送信することができ、タグ３０の応答を促すことができ、読取不良をより確実に防ぐことができる。
When the reader area is smaller than the tag area, the information of each
このように読取不良を防ぐ目的での相対変位は、速度、方向、時間に制限はなく、速度は変化してもよい。またこの相対変位は、リーダ３１および試験管ラック５５のいずれか一方だけの変位で実現されてもよいし、両方の変位によって実現されてもよい。また相対変位は、前述のように走査する場合のように、リーダ３１が、各タグ３０の配置される仮想平面と平行に変位する構成であってもよいし、仮想平面と交差する方向に変位する構成であってもよいし、仮想平面に対する角度を変化させるように角変位する構成あってもよい。また複数のリーダ３１を設ける場合は、一部のリーダ３１だけを相対変位させてもよい。相対変位させる機構は、特に限定されず、たとえばＸＹテーブル、ＸＹＺテーブル、ターンテーブル、コンベア、ロボットなどを用いることができる。また蓋および扉を用い、その開閉動作などを利用して、相対変位させる構成であってもよい。
Thus, relative displacement for the purpose of preventing poor reading is not limited in speed, direction, and time, and the speed may change. This relative displacement may be realized by displacement of only one of the
図１０は、通信装置３２を備える情報管理システム６０の読取装置６１を簡略化して示す斜視図である。図１１は、情報管理システム６０を示すブロック図である。情報管理システム６０は、物品に関する情報、本実施の形態では、血液に関する情報を管理するためのシステムである。情報管理システム６０は、各タグ３０から情報を読取るための読取装置６１と、読取装置６１によって読取った情報を、各タグ３０毎に識別して記憶するデータベース装置であるサーバ６２とを備える。
FIG. 10 is a perspective view schematically showing the
読取装置６１は、各タグ３０に対して非接触で、各タグ３０から情報を読取る装置である。読取装置６１の筺体６３内には、試験管ラック５５を収容可能な内部空間６４が形成される。読取装置６１は、リーダ３１を備え、リーダ３１は、筺体６３内に固定されて設けられる。リーダ３１は、内部空間６４の読取位置６６に試験管ラック５５が配置されるとき、試験管ラック５５に上方から臨む位置に配置されている。リーダ３１は、筐体６３内に搭載される通信手段６７に、たとえば高周波ケーブルを介して接続される。
The
リーダ３１には、少なくとも１つの発信素子が設けられ、電波法で規制されている上限出力、たとえば２．４５ＧＨｚ帯のＲＦＩＤシステムの場合、最大３００ｍＷで、要求信号を送信する。これによって密集したタグ３０間におけるパワーシェアリング現象があってもタグ３０に少しでも多くのエネルギが伝えることが可能となり、読取不良を最低限に抑える。また要求信号に用いる電磁波として、円偏波の電磁波を用いることで、電磁波の回込みを向上させ、かつタグ３０が電磁波の偏波方向に依存しなくなるようにして、密集状態のタグ３０を、欠落無く励起させ、要求信号に応答させる。これによって各タグ３０が応答信号を送信し、この応答信号を受信することによって、リーダ３１が各タグ３０から情報を取得する。
The
またリーダ３１が、要求信号を連続的に放射する場合には、その要求信号の回り込みが少なくなり、一部の特定のタグ３０だけが応答する状況を作りやすくなってしまう。そこでリーダ３１が、要求信号を一定時間間隔、たとえば２５０ｍｓｅｃ間隔で、間欠的に放射させることにより、チップの動作特性に於ける励起均一化を促し、特定のタグ３０だけがリーダ３１からの要求信号を独占して受信する状況を作りにくくし、なおかつ電磁波が回込みしやすい環境を作ることで、すべてのタグ３０が欠落無く励起される状況を作ることができる。
Further, when the
また読取装置６１は、たとえばベルトコンベアによって実現される搬送台６８を備えている。搬送台６８は、試験管ラック５５を搭載可能であり、搭載される試験管ラック５５を、筐体６３外の積降位置６９と読取位置６６とにわたって往復するように、搬送する搬送装置である。この搬送台６８は、試験管ラック５５をそのまま搭載し、各真空採血管１２を、その一端面であるキャップ５２の端面５２ａが同一平面上に配置され、かつこの端面５２ａが上方を向く同一の姿勢に保持して搬送する。
Further, the
この搬送台６８は、積降位置６９で試験管ラック５５が搭載され、たとえば筐体６３に設けられる読取ボタン７０が操作されると、試験管ラック５５を読取位置６６まで変位させ、再び積降位置６９に戻る搬送経路を辿るように、試験管ラック５５を往復変位させる。したがって各真空採血管１２も、同様の搬送経路を辿るように搬送される。このときの搬送速度は、たとえば毎秒１ｃｍ程度の低速度である。
The transport stand 68 is mounted with the
リーダ３１は、この搬送経路の中途部にある読取位置６６で、搬送される各真空採血管１２に装着されたタグ３０に対向するように設けられていることになる。このリーダ３１は、搬送経路を経て搬送される各真空採血管１２に装着されるタグ３０から、順次情報を読取る。このように読取装置６１では、各真空採血管１２を搬送台６８で搬送することによって、各タグ３０とリーダ３１とを相対変位させならが、リーダ３１によって、各タグ３０の情報が読取られる。
The
また通信手段６７は、ＬＡＮ（Local Area Network）およびインターネットなどの通信ネットワークを介してサーバ６２に接続されており、リーダ３１によってタグ３０から読取られた情報を受取り、サーバ６２に送信する。また読取装置６１には、たとえば筐体６３に本数表示部７１が設けられており、試験管ラック５５を１往復させる１回の読取操作で、リーダ３１によってタグ３０から情報が読取られた真空採血管１２の本数が表示される。したがって試験管ラック５５に収容されている真空採血管１２の本数と、本数表示部７１に表示される本数とを照合し、読取不良が生じていないか、操作者が容易に把握することができる。
The
読取装置６１とサーバ６２との間は、ＬＡＮ７２ａ〜７２ｄ、ルータ７３ａ，７３ｂ、インターネット７４などを用いて構成される通信ネットワーク７５を介して接続される。サーバ６２は、読取装置６１で、各タグ３０から読取られた情報を、各タグ３０毎に識別して記憶する。したがってサーバ６２は、たとえば表１に示すように、真空採血管１２に収容される血液毎に、その血液に関する情報を整理してデータベースを作成し、格納することによって、これらの情報を、必要に応じて取出せるように管理する。図１０および図１１には、１つのサーバ６２に対して１つだけ読取装置６１が接続される状態を示しており、このように１つのサーバ６２に対して１つだけ読取装置６１が接続される構成でもよいが、このような通信ネットワーク７５を介して接続する構成では、１つのサーバ６２に対して複数の読取装置６１を接続する構成とすることが可能である。
The
表１は、血液に関する情報の一例を示す表である。表１には、血液に関する情報が、番号（ＲＦ‐ＩＤ Ｎｏ．）、血清内容、サンプル日、保存温度、入庫日である例を示しているが、これに限定されるものではない。 Table 1 is a table showing an example of information related to blood. Table 1 shows an example in which the information on blood is a number (RF-ID No.), serum content, sample date, storage temperature, and warehousing date, but is not limited thereto.
各真空採血管１２に収容される血液は、試験管ラック５５毎、たとえば貯蔵庫で−３０℃〜−１２０℃の温度下で保管され、必要に応じて再検査される。再検査の結果は、タグ３０に保持される。このような再検査などによって、タグ３０に保持される情報は、更新される場合がある。したがって定期的に、貯蔵庫から取出してまたは貯蔵庫内で、各タグ３０から情報が読取られる。このような定期的な情報確認にあたって、血液に悪影響を与えないように迅速にタグ３０から情報を読取るために、各真空採血管１２を試験管ラック５５に収容したまま、密集状態にある各タグ３０からリーダ３１によって情報を読取る必要があり、本実施の形態のタグ３０が用いられ、読取装置６１で情報が読取られる。
The blood accommodated in each vacuum
読取装置６１は、試験管ラック５５に収容される各真空採血管１２に装着されるタグ３０から情報を一括して読取り、その情報を表す信号を、たとえばＴＣＰ／ＩＰのパケット信号に変換して、サーバ６２に送信する。このとき、通信経路上での盗聴や改ざんなどを防止するため、読取装置６１は、読取った情報をＩＰＳｅｃなどのプロトコルを用いて暗号化し、この暗号化した情報を表す信号をＴＣＰ／ＩＰパケット信号に変換して送信する。サーバ６２は、読取装置６１から送信されてくる読取装置６１からの信号を受信する。この信号は、暗号化された情報を表しているので、信号受信後、サーバ６２は、情報を復号化し、復号化した情報をデータベース化して管理する。
The
従来のＲＦＩＤシステムでは、読取装置は、ＲＳ−２３２Ｃなどのシリアルインタフェイス経由でパーソナルコンピュータなどの管理端末と接続されていたので、１つの読取装置に、専用の管理端末が必要になっていた。したがって複数台の読取装置がある場合には、管理端末も複数台必要となり、多額の設備投資が必要であった。また、各読取装置により収集された情報は、それぞれの管理端末に分散して格納されてしまうため、データの一元管理ができなかった。これに対し、本発明では、複数の読取装置６１を、通信ネットワーク７５経由で１台のサーバ６２に接続することが可能であり、各読取装置６１で取得された情報を、１台のサーバ６２で管理することができる。したがって導入設備の軽減、コスト削減、および情報の一元管理が可能となる。
In the conventional RFID system, since the reader is connected to a management terminal such as a personal computer via a serial interface such as RS-232C, a dedicated management terminal is required for one reader. Therefore, when there are a plurality of reading devices, a plurality of management terminals are required, which requires a large capital investment. In addition, since information collected by each reading device is distributed and stored in each management terminal, unified data management cannot be performed. On the other hand, in the present invention, a plurality of
図６〜図１１を参照した説明では、図５に示すアンテナ素子１１がループアンテナであるタグ３０が用いられる構成を例に挙げたけれども、このタグ３０に代えて、図１〜図４に示すアンテナ素子１１がダイポールアンテナであるタグ３０が用いられる構成であっても、同様の効果を達成することができる。またループアンテナおよびダイポールアンテナ以外のアンテナをアンテナ素子として有するタグであっても、シート体１０を備えるタグが用いられる構成であれば、同様の効果を達成することができる。
In the description with reference to FIG. 6 to FIG. 11, the configuration in which the
図１２は、本発明の実施のさらに他の形態のタグ３０を示す平面図である。図１３は、図１２のタグ３０を示す断面図である。図１２および図１３のタグ３０は、図５を参照して説明したタグ３０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。図１２および図１３の２つのタグ３０は、同一の構成であるが、以下の説明での理解を助ける目的で、左側のタグ３０のアンテナ素子１１およびＩＣ１７には、添え字「ａ」を添えて示し、右側のタグ３０のアンテナ素子１１およびＩＣ１７には、添え字「ｂ」を添えて示し、文章中において、識別が必要な場合には添え字を用いて識別し、識別が不要な場合は、添え字を用いることなく説明する。
FIG. 12 is a plan view showing a
図１２および図１３のタグ３０では、基材１８およびシート体１０は、環状ではなく、正方形板状である。アンテナ素子１１は、略円環状のループアンテナであって、その軸線が基材１８およびシート体１０の中心を通るように設けられる。その他の構成は、図５のタグ３０と、同一である。このような図１２および図１３のタグ３０も、図１〜図１１のタグ３０と同様の通信改善効果を得られ、図１〜図１１のタグ３０と同様に、真空採血管１２のキャップ５２に装着して用いることができる。この場合、採血針は、アンテナ素子１１を避けた位置で、タグ３０を挿通するようにして、キャップ５２に刺入される。
In the
本件発明者らは、本発明の通信改善効果を確認するために、２つのタグ３０が、図１２および図１３のように、並べられる状態を想定し、シミュレーションによって、通信改善効果を確認した。２つのタグ３０は、各アンテナ素子１１が同一平面上に同一方向を向けて配置されるように、並べて設けられている。各タグ３０において、アンテナ素子１１のループの軸線はタグ３０の厚み方向に平行であり、各タグ３０は、このアンテナ素子１１のループの軸線が互いに平行になり、このアンテナ素子１１のループの軸線と垂直な方向に並べて設けられる。各タグ３０同士は、シート体１０の一側面同士が互いに当接するように配置されている。このように２つのタグ３０が並べられる状態は、図８を参照して説明した、タグ３０が試験管ラック５５に収容される各真空採血管１２に装着された状態と同様に、密集状態に相当する。
In order to confirm the communication improvement effect of the present invention, the present inventors have assumed a state in which two
図１４は、シート体１０を備えている２つのタグ３０が、図１２および図１３のように、近接して配置した場合のシミュレーション結果を示すグラフである。図１５は、シート体１０を備えていない２つのタグが、図１２および図１３のように、近接して配置した場合のシミュレーション結果を示すグラフである。図１４および図１５には、周波数とＳパラメータ値の関係を示す。Ｓパラメータ値の単位はｄＢであり、値の大きさを相対比較している。
FIG. 14 is a graph showing a simulation result when two
反射減衰強度Ｓ１１は、反射電力の割合であって、図１２および図１３に示すように２つのタグ３０が並べて設けられる場合、いずれか一方、たとえば左側（または右側）のタグ３０のＩＣ１７ａ（またはＩＣ１７ｂ）からアンテナ素子１１ａ（またはアンテナ素子１１ｂ）に供給された電力のうち、左側（または右側）のタグ３０のアンテナ素子１１ａ（またはアンテナ素子１１ｂ）で反射された電力の割合を表す。反射減衰強度Ｓ１１は無線通信に利用される周波数帯においては小さい方がよい。透過減衰強度Ｓ２１は、アンテナ素子１１間（ＩＣ１７間）を伝播した電力の割合であって、図１２および図１３に示すように２つのタグ３０が並べて設けられる場合、いずれか一方、たとえば左側（または右側）のタグ３０のＩＣ１７ａ（またはＩＣ１７ｂ）からアンテナ素子１１ａ（またはアンテナ素子１１ｂ）に供給された電力のうち、右側（または左側）のタグ３０のＩＣ１７ｂ（またはＩＣ１７ａ）に伝わった電力の割合を表す。一方のＩＣ１７から他方のＩＣ１７に電力が伝わる状態を、本発明では結合という。
The reflection attenuation intensity S11 is a ratio of the reflected power. When two
図１３および図１４には、左側のタグ３０のＩＣ１７ａで給電した場合の反射減衰強度Ｓ１１および透過減衰強度Ｓ２１を例に挙げて示すが、２つのタグ３０が同一の構成であるので、右側のタグ３０のＩＣ１７ｂで給電した場合の反射減衰強度および透過減衰強度も、同一の値となる。また「単体コイルＳ１１」は、タグ３０が、単体で自由空間に存在する場合の「反射減衰強度Ｓ１１」に相当する値を表している。
13 and 14 show the reflection attenuation intensity S11 and the transmission attenuation intensity S21 when power is supplied by the
表２は、図１４および図１５に結果を示すシミュレーションにあたって設定した各層の材料特性値を示す。各材料特性値は、２．４ＧＨｚの周波数における値である。 Table 2 shows the material characteristic values of the respective layers set in the simulation whose results are shown in FIGS. 14 and 15. Each material characteristic value is a value at a frequency of 2.4 GHz.
このシミュレーションでは、アンテナ素子１１としてループアンテナが用いられる２つのタグ３０を、図１２、図１３のように近接して並べた状態を想定し、各タグ３０のアンテナ素子１１間の結合特性を評価している。図１４は、タグ本体３３が、図１２、図１３のように、正方形状のシート体１０によって部分的に覆われる場合のシミュレーション結果を示し、図１５は、シート体１０を用いていない場合のシミュレーション結果を示す。シミュレーションにあたり、シールド層１３は、塩素化ポリエチレン１００（部）にカルボニル鉄５３０（部）を加えて混練してシート化して作成した。このシールド層１３は、同軸管法で測定した材料特性値は、２．４ＧＨｚにおいて複素比誘電率の実数部ε’が１２．３１でありかつ誘電率損失項ｔａｎδε＝０．０７、複素比透磁率の実数部μ’が３．０でありかつ透磁率損失項ｔａｎδμ＝０．４３であった。シミュレーションでは、この材料特性値を用いた。
In this simulation, it is assumed that two
図１５に示すとおり、シート体１０が無い場合、２つのアンテナ素子１１を近づけて配置すると、反射減衰強度Ｓ１１および透過減衰強度Ｓ２１を示す各放物線が双峰状になり、無線通信に用いられる電磁波の周波数（以下「通信周波数」という）の前後にピークを有することになり、通信周波数での通信特性は低下する。これはアンテナ素子１１同士が密結合し、アンテナ特性が低下していることを示す。また反射減衰強度Ｓ１１が双峰状であることは、通信周波数で共振していないことを示す。これに対して図１４に示すように、シート体１０を有するタグ３０では、双峰性が消えて、通信周波数またはその付近にピークを有する単峰状の通信特性が得られる。反射減衰強度Ｓ１１が単峰状となることによって、ピークとなる周波数を通信周波数に合わせるように調整し、共振調整することができる。また通信周波数における透過減衰強度Ｓ２１は、双峰状になる図１５の場合と比べて小さくなっているが、隣接するタグの干渉および隣接するタグとの結合を示す双峰性を消して単峰状にすることが重要であり、好適な結果が得られている。このようにシート体１０を用いることによって、通信特性を改善することができる。このメカニズムは、あくまでも推測ではあるが、シート体１０による電磁波の放射パターン変更、シールド層による波長短縮によるアンテナ動作の変更や、シールド層の透磁率や損失成分による影響などが考えられる。いずれにしても、シート体１０によって通信環境が改善されることは明らかである。特に電界型のアンテナ素子を用いる無線通信における通信改善に対して、磁性を有するシート体１０の効果的であることを確認したことは、１つの知見である。
As shown in FIG. 15, when there is no
この近くに存在する２個のアンテナ素子１１（タグ３０）は、前述のように、密集状態のタグ３０の読取りをモデリングしたものであり、互いのアンテナ素子１１が通信妨害体となり、特に結合による影響が懸念されている。本発明のシート体１０をアンテナ素子１１に積層することにより、アンテナ素子１１同士の結合を緩和できる可能性を有することを見出したものである。本例は、アンテナ素子１１と通信妨害体の間にシート体１０を配置するのではなく、シート体１０が、アンテナ素子１１と通信妨害体間以外のアンテナ素子１１近傍に配置された例となる。
As described above, the two antenna elements 11 (tags 30) existing in the vicinity are modeled on the reading of the
図１４および図１５には、図１２および図１３に示すタグ３０についてのシミュレーション結果を示すが、図５のように円環状のシート体１０が用いられる環状のタグ３０であっても、同様の通信改善効果が得られる。したがって前述のような真空採血管１２に収容される血液に関する情報の管理のために、タグ３０を好適に用いることができる。
FIGS. 14 and 15 show the simulation results for the
図１６は、本発明の実施のさらに他の形態のタグ３０を示す平面図である。図１６のタグ３０は、図１２および図１３を参照して説明したタグ３０と類似しており、対応する部分に同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。図１２および図１３の２つのタグ３０は、アンテナ素子１１がループアンテナである構成であったけれども、図１６のタグ３０は、アンテナ素子１１として、図２のタグ３０と同様に、ダイポールアンテナが用いられる。その他の構成は、図１２および図１３のタグ３０と、同一である。このような図１６のタグ３０も、図１〜図１５のタグ３０と同様の通信改善効果を得られ、図１〜図１５のタグ３０と同様に、真空採血管１２のキャップ５２に装着して用いることができる。この場合、採血針は、アンテナ素子１１を避けた位置で、タグ３０を挿通するようにして、キャップ５２に刺入される。
FIG. 16 is a plan view showing a
本件発明者らは、２つのタグ３０が、図１６のように、並べられる状態についても、シミュレーションによって、通信改善効果を確認した。２つのタグ３０は、各アンテナ素子１１が同一平面上に同一方向を向けて配置されるように、並べて設けられている。各タグ３０において、アンテナ素子１１が延びる円弧の軸線はタグ３０の厚み方向に平行であり、各タグ３０は、このアンテナ素子１１の軸線が互いに平行になり、このアンテナ素子１１の軸線と垂直な方向に並べて設けられる。各タグ３０同士は、シート体１０の一側面同士が互いに当接するように配置されている。このように２つのタグ３０が並べられる状態は、図８を参照して説明した、タグ３０が試験管ラック５５に収容される各真空採血管１２に装着された状態と同様に、密集状態に相当する。
The inventors of the present invention confirmed the communication improvement effect by simulation even in a state where the two
図１７は、シート体１０を備えている２つのタグ３０が、図１６のように、近接して配置した場合のシミュレーション結果であって、反射減衰強度を示すグラフである。図１８は、シート体１０を備えている２つのタグ３０が、図１６のように、近接して配置した場合のシミュレーション結果であって、透過減衰強度を示すグラフである。図１９は、シート体１０を備えていない２つのタグ３０が、図１６のように、近接して配置した場合のシミュレーション結果であって、反射減衰強度を示すグラフである。図２０は、シート体１０を備えていない２つのタグ３０が、図１６のように、近接して配置した場合のシミュレーション結果であって、透過減衰強度を示すグラフである。図１７〜図２０には、周波数とＳパラメータ値の関係を示す。Ｓパラメータ値の単位はｄＢであり、値の大きさを相対比較している。また図１６の場合も、２つのタグ３０が同一の構成であるので、左側のタグ３０のＩＣ１７ａで給電した場合の反射減衰強度Ｓ１１および透過減衰強度Ｓ２１を例に挙げて示す。
FIG. 17 is a graph showing the return loss intensity, which is a simulation result when two
図１７〜図２０に結果を示すシミュレーションにあたって、各層の材料特性値は、基材１８の層厚が１．０ｍｍになること以外は、表２に示す値と同一の値を想定した。この場合も、各材料特性値は、２．４ＧＨｚの周波数における値である。
17 to 20, the material characteristic values of the respective layers were assumed to be the same as the values shown in Table 2 except that the layer thickness of the
このシミュレーションでは、アンテナ素子１１としてダイポールアンテナが用いられる２つのタグ３０を、図１６のように近接して並べた状態を想定し、各タグ３０のアンテナ素子１１間の結合特性を評価している。図１７、図１８は、タグ本体３３が、図１６のように、正方形状のシート体１０によって部分的に覆われる場合のシミュレーション結果を示し、図１９、図２０は、シート体１０を用いていない場合のシミュレーション結果を示す。
In this simulation, assuming that two
図１９、図２０に示すとおり、シート体１０が無い場合、２つのアンテナ素子１１を近づけて配置すると、反射減衰強度Ｓ１１および透過減衰強度Ｓ２１を示す各放物線が双峰状になり、無線通信に用いられる電磁波の周波数（以下「通信周波数」という）の前後にピークを有することになり、通信周波数での通信特性は低下する。これはアンテナ素子１１同士が密結合し、アンテナ特性が低下していることを示す。これに対して図１７、図１８に示すように、シート体１０を有するタグ３０では、双峰性が消えて、通信周波数にピークを有する単峰状の通信特性が得られる。このようにシート体１０を用いることによって、通信特性を改善することができる。このメカニズムは、あくまでも推測ではあるが、シート体１０による電磁波の放射パターン変更、シールド層による波長短縮によるアンテナ動作の変更や、シールド層の損失成分による影響などが考えられる。いずれにしても、シート体１０によって通信環境が改善されることは明らかである。
As shown in FIGS. 19 and 20, when there is no
この近くに存在する２個のアンテナ素子１１（タグ３０）は、前述のように、密集状態のタグ３０の読取りをモデリングしたものであり、互いのアンテナ素子１１が通信妨害体となり、特に結合による影響が懸念されている。本発明のシート体１０をアンテナ素子１１に積層することにより、アンテナ素子１１同士の結合を緩和できる可能性を有することを見出したものである。本例は、アンテナ素子１１と通信妨害体の間にシート体１０を配置するのではなく、シート体１０が、アンテナ素子１１と通信妨害体間以外のアンテナ素子１１近傍に配置された例となる。
As described above, the two antenna elements 11 (tags 30) existing in the vicinity are modeled on the reading of the
このようにアンテナ素子１１としてダイポールアンテナを用いるタグ３０の場合も、アンテナ素子１１としてループアンテナとして用いるタグ３０の場合と同様に、２つのタグ３０が近づけて配置される場合の通信改善効果が得られている。
As described above, in the case of the
図１５、図１９、図２０に示すシミュレーションの結果から明らかなように、同一の周波数で通信する２つのタグ３０が隣接して配置される場合、アンテナ素子１１の構成に拘わらず、シート体１０がなければ、タグ３０同士の結合が生じ、共振周波数が２つに分かれてしまう。この場合、２つの共振周波数が、本来の通信周波数に比べて低い周波数と高い周波数とに現れてしまうので、本来の通信周波数によって、リーダ３１と通信することができなくなってしまう。複数のタグ３０が密集状態にある場合、シート体１０を備えていなければ、これと同様のタグ３０同士の結合がいたるところで生じることになり、リーダ３１による読取不良が多発することになる。
As is apparent from the simulation results shown in FIGS. 15, 19, and 20, when two
これに対して、図１４、図１７、図１８に示すシミュレーションの結果から明らかなように、同一の周波数で通信する２つのタグ３０が隣接して配置される場合であっても、シート体１０をタグ３０に設けることによって、アンテナ素子１１の構成に拘わらず、タグ３０同士の結合を防ぎ、共振周波数が２つに分かれてしまうことを防ぐことができる。このようにシート体１０を用いることによって、共振周波数の分離が解消され、本来の通信周波数またはその付近に、共振周波数が留められ、リーダ３１と好適に通信することができる。したがって複数のタグ３０が密集状態にある場合でも、シート体１０を備えるタグ３０であれば、リーダ３１によって、読取不良を生じることなく情報を読取ることができる。このように密集状態のタグ３０の通信改善を実現することができる。
On the other hand, as is apparent from the simulation results shown in FIGS. 14, 17, and 18, even when two
図１〜図５、図１２、図１３、図１６のタグ３０では、アンテナ素子１１として、ダイポールアンテナ、ループアンテナが用いられたけれども、アンテナ素子１１として、これら以外のアンテナ、たとえばモノポールアンテナが用いられる構成であってもよい。このようなダイポールアンテナ、ループアンテナ以外のアンテナが用いられるタグ３０であっても、タグ３０同士の互いの結合防止効果、通信妨害体による悪影響の排除効果が得られ、同様の優れた通信改善効果が得られる。
In the
図２１は、図１〜図４を参照して説明したタグ３０が装着される２本の真空採血管１２を示す平面図である。図２２は、シート体１０を備えていないタグ８０が装着される２本の真空採血管１２を示す平面図である。図２１および図２２には、理解を容易にするために、アンテナ素子１１，８１およびＩＣ１７，８２に、斜線のハッチングを付して示す。図２１および図２２では、共に、アンテナ素子としてダイポールアンテナを用いている。本発明のタグ３０では、シート体１０による波長短縮効果によって、アンテナ素子１１が小形化される。このアンテナ素子１１の小形化もまた、タグ３０が密集状態にある場合の読取効率向上に寄与する。
FIG. 21 is a plan view showing two vacuum
図２１に示すように、タグ３０が前述のような試験管ラック５５に収容される各真空採血管１２は、試験管ラック５５の構成によって決まるピッチで配置される。タグ３０がこのような真空採血管１２に装着される場合、タグ３０のアンテナ素子１１が小形化されているので、互いに隣接するアンテナ素子１１間の距離Ｌ１１は、大きくなる。
As shown in FIG. 21, the vacuum
図２２に示すように、シート体１０を備えていないタグ８０を用いる場合、ダイポールアンテナから成るアンテナ素子８１とＩＣ８２とを備える構成であっても、シート体１０による波長短縮効果が得られないので、アンテナ素子８１は小形化されない。この場合、アンテナ素子８１は、真空採血管１２のキャップ５２の端面５２ａではなく、真空採血管１２の外周面を外囲するように設けられ、互いに隣接するアンテナ素子８１間の距離Ｌ８１は、小さくなってしまう。このために隣接するタグの影響を受けやすくなる。さらにダイポールアンテナを図２２の様に曲げて使用するだけで、共振周波数のシフトが起こるため、シート体１０を用いなければ、リーダ側の通信周波数との乖離がより強く生じてしまう。
As shown in FIG. 22, when a
このように複数の真空採血管１２を密集して配置した場合、キャップ５２の端面５２ａに装着可能な小形のタグ３０では、真空採血管１２を外囲するようにアンテナ素子８１が設けられるタグ８０と比較して、隣接するアンテナ素子１１までの距離Ｌ１１を大きくすることができる。つまり、Ｌ１１＞Ｌ８１となる。これによって隣接するタグ３０同士の影響を小さく抑えることが可能になり、これによっても通信改善効果が得られる。
When the plurality of vacuum
このようなアンテナ素子１１の小形化によって距離Ｌ１１を大きくすることができる効果は、図１〜図４のタグ３０だけではなく、図５、図１２、図１３、図１６に示すタグ３０でも、同様に達成することができる。またアンテナ素子１１として、モノポールアンテナが用いられるタグ３０の場合も、同様に、アンテナ素子１１の小形化によって距離Ｌ１１を大きくできる効果を達成することができる。屈曲させたダイポールアンテナ、モノポールアンテナおよびループアンテナは、前記距離Ｌ１１を大きくすることができるので、真空採血管１２に装着するタグ３０のアンテナ素子１１として、適しているといえる。
The effect that the distance L11 can be increased by reducing the size of the
本発明の実施例で用いたアンテナは電界型アンテナである。本発明では、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ループアンテナおよびこれらにリアクタンス構造部を装荷したアンテナの少なくとも１つを含むアンテナ素子であるとしている。ループアンテナは全周で共振した時に磁界型、半周で共振したときに電界型として機能する。電界型アンテナの密集対応に磁性材料を用いられることはほとんど検討されなかった。電界を扱うために誘電材料を用いられることが常識であった。しかし、電磁波は電界と磁界を有しているため、誘電特性に合わせて磁気特性を有する材料を用いることでより電磁波を好適に通信できるように操作できることを見出した。とくに密集時のアンテナ同士の結合対策（共振周波数の双峰性を抑制する手段）に磁性材料が有効であることを見出したのは１つの知見である。 The antenna used in the embodiment of the present invention is an electric field antenna. In the present invention, the antenna element includes at least one of a dipole antenna, a monopole antenna, a loop antenna, and an antenna loaded with a reactance structure. The loop antenna functions as a magnetic field type when resonating around the entire circumference and as an electric field type when resonating around the half circumference. The use of magnetic materials to deal with the crowding of electric field antennas has hardly been studied. It was common knowledge that dielectric materials were used to handle electric fields. However, since the electromagnetic wave has an electric field and a magnetic field, it has been found that the electromagnetic wave can be operated more suitably by using a material having a magnetic characteristic in accordance with the dielectric characteristic. It is one finding that the magnetic material is found to be particularly effective in measures for coupling antennas in a crowded state (means for suppressing the bimodality of resonance frequencies).
図２３は、図１〜図４を参照して説明したタグ３０を金属板８５に貼着した状態で、アンテナ素子１１の近傍に形成される電界を示す断面図である。図２４は、シート体１０を介在させずに、アンテナ素子１１およびＩＣタグ１７を金属板８５の近傍に配置した状態で、アンテナ素子１１の近傍に形成される電界を示す断面図である。図２３は、理解を容易にするために、タグ３０の構成のうち、アンテナ素子１１、ＩＣ１７およびシールド層１３以外の構成を省略して示す。また図２３および図２４には、理解を容易にするために、アンテナ素子１１を直線状に展ばすように展開して示す。以下、図２３および図２４において、アンテナ素子１１の左側の端部を一端部１１ａとし、右側の端部を他端部１１ｂとし、金属板８５における各部分８５ａ，８５ｂのうち、左側の部分を一方部分８５ａとし、右側の部分を他方部分８５ｂとする。金属板８５は、通信妨害体となる。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing an electric field formed in the vicinity of the
アンテナ素子１１の近傍に導電性材料から成る物体である金属板８５が存在しない自由空間では、アンテナ素子１１の両端部１１ａ，１１ｂの電位差によって生じる電界が、そのまま空間に広がり、電界の強度変化によって磁界が形成され、さらにその磁界の強度の変化によって電界が形成される。アンテナ素子１１は、このような電界および磁界の形成現象が順次連続的に繰返される原理を利用して、電磁波を送信することができる。またアンテナ素子１１は、送信原理と逆の原理によって、共振周波数の電磁波を受信することができる。
In the free space where the
図２４に示すように、シート体１０を介在させずに、アンテナ素子１１の近傍に金属板８５が存在する場合、アンテナ素子１１の両端に生じる電界は、金属板８５から受ける電気的な影響を無視することができず、周波数にも依存するがＭＨｚ帯以上の周波数域では短絡（ショート）現象が生じ、結果的にアンテナ素子１１の持つ入力インピーダンスがそれにより低下してしまうことになる。
As shown in FIG. 24, when the
つまりアンテナ素子１１の両端部１１ａ，１１ｂに電位差が生じる状態では、アンテナ素子１１の両端部１１ａ，１１ｂが、正または負にそれぞれ帯電された状態となり、これによってアンテナ素子１１の両端部１１ａ，１１ｂと、金属板８５におけるアンテナ素子１１の両端部１１ａ，１１ｂとそれぞれ対向する部分８５ａ，８５ｂとの間に電界が形成され、アンテナ素子１１の両端部１１ａ，１１ｂと正負反対に帯電された状態となる。アンテナ素子１１には、ＩＣによって交番電圧が印加され、両端部１１ａ，１１ｂは、正または負が交互に入替わるように帯電され、これと同期して金属板８５における各部分８５ａ，８５ｂも、正または負が交互に入替わるように帯電されることになる。
That is, in a state where a potential difference is generated between both
微小時間について観察すると、アンテナ素子１１の他端部１１ｂから一端部１１ａに向かう電流Ｉ１１が生じるとともに、金属板８５内に、一方部分８５ａから他方部分８５ｂに向かう電流Ｉ８５が生じる。このように逆向きの電流が生じる。前述のようにアンテナ素子１１には、ＩＣによって交番電圧が印加されるので、図２４に示す向きの電流が生じる状態と、図２４に示す向きと反対向きの電流が生じる状態とが交互に発生する。周波数が高くなると、アンテナ素子１１の一端部１１ａと金属板８５の一方部分８５ａとの間、およびアンテナ素子１１の他端部１１ｂと金属板８５の他方部分８５ｂとの間に、あたかも電流Ｉ０が生じているのと等価の状態となり、アンテナ素子１１の一端部１１ａと金属板８５の一方部分８５ａとの間、およびアンテナ素子１１の他端部１１ｂと金属板８５の他方部分８５ｂとの間が、短絡しているのと等価の状態になる。いわば高周波的に短絡した状態となる。この高周波的に短絡する現象は、コンデンサに高周波の電圧を印加した場合に、通電しているのと同様の状態になることと同じ現象である。
Observing the minute time, a current I11 from the
このような高周波的な短絡が生じると、アンテナ素子１１と金属板８５とによって閉回路が形成され、金属板８５が近傍に存在しない場合に比べて電流値が増加する。つまりアンテナ素子１１の近傍に金属板８５がない場合に比べて、入力インピーダンスが低下する。入力インピーダンスをＺとし、電圧値をＶとし、電流値をＩとすると、入力インピーダンスＺは、Ｚ＝Ｖ／Ｉとなり、電流値Ｉが増加することからも、入力インピーダンスＺが低下していることから確認されている。この入力インピーダンスＺは、アンテナ素子１１と金属板８５とによって形成される回路の入力インピーダンスであるが、回路を構成するアンテナ素子１１の入力インピーダンスでもある。したがってアンテナ近傍に金属板８５が存在すると、アンテナ素子１１の入力インピーダンスが低下してしまう。
When such a high-frequency short circuit occurs, a closed circuit is formed by the
これに対して図２３に示すように、シート体１０は、電界型のアンテナ素子１１と金属板８５との間に設けると、アンテナ素子１１の両端部１１ａ，１１ｂが帯電されることによって、金属板８５との間に形成される電界の強度が小さくなる。したがって高周波的な短絡回路の形成が弱まり、アンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下が抑制される。入力インピーダンスの低下抑制は、アンテナ素子１１に生じる電流の電流値が、通信妨害部材１２が存在しない場合に近い小さい値となることから確認されている。このようにシート体１０を用いることによって入力インピーダンスの低下を抑制することができ、通信環境を改善することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 23, when the
図１７および図２４では、理解を容易にするために、金属板８５を例に挙げて説明したけれども、金属板８５に代えて、他の導電性材料から成る物体にタグ３０が貼着される場合であっても、同様の動作となるタグ３０の装着される物品１２が、金属などの導電性材料から成る場合、また血液などの導電性を有する被収容物が収容される容器である場合にも、シート体１０によって、入力インピーダンスの低下が抑制され、通信改善効果が得られる。したがって真空採血管１２に装着されるタグ３０がシート体を備えているので、このタグ３０は、真空採血管１２に収容される血液の影響を受けないようにして、アンテナ素子１１の入力インピーダンス低下が防がれる。
In FIG. 17 and FIG. 24, the
本件発明者らは、シート体１０によるアンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下防止効果を確認するためにシミュレーションを行った。シミュレーションに用いた構成は、図１の構成であり、物品１２が金属から成る場合を想定した。つまり金属製の物品１２近傍にダイポールアンテナであるアンテナ素子１１がある場合に、アンテナ素子１１と物品１２との間にシート体１０を挟込む状態で、アンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下防止度合を電磁界シミュレータ（Sonnet）により計算した。
The present inventors performed a simulation to confirm the effect of preventing the input impedance of the
シールド層１３および基材１８は、表１に示す構成である。シールド層１３は、前述の実施例１と同様の構成であり、同様の材料特性値μ’、μ”、ε’、ε”を有している。
The
導体層１４は、金属板である銅（Ｃｕ）板とした。グラフなどは省略するが、シールド層１３の材料特性値を９５０ＭＨｚ帯の複素比透磁率の実数部μ’が５０でありかつ透磁率損失項ｔａｎδμ＝０．１である場合とした放射効率のシミュレーション結果の一例を述べると、入力インピーダンスは１３Ω（１ＧＨｚの場合、リアクタンスがゼロの周波数）、放射効率は８％（利得−５．１ｄＢ）となった。
The
図２５は、アンテナ素子１１としてダイポールアンテナを用いる場合のシート体１０の効果を確認するためのさらに他のシミュレーションにおいて想定したタグ３０の構成を示す断面図である。このシミュレーションでは、アンテナ素子として直線状のダイポールアンテナを用い、シート体１０は、シールド層１３だけを有し、アンテナ素子１１に基材１８に相当する誘電体層を介してシート体１０（シールド層１３）を設け、シート体１０（シールド層１３）がアンテナ素子１１と金属板８５との間に配置されるように、シート体１０（シールド層１３）に金属板８５を直接積層した構成について、通信状態をシミュレーションした。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing the configuration of the
図２６は、図２５の構成によるシミュレーション結果を示し、周波数とアンテナ素子１１の入力インピーダンスの実数部（Real）および虚数部（Imaginary）との関係を示すグラフである。この入力インピーダンスの虚数部がゼロになる周波数が共振周波数（図２６では９５３ＭＨｚ）を示す。図２７は、図２５の構成によるシミュレーション結果を示し、指向性利得を示すグラフである。図２８は、図２５の構成によるシミュレーション結果を示し、絶対利得を示すグラフである。このシミュレーションにおいても、シールド層１３は、表３に示す実施例１の構成とし、基材１８は、表３の構成とした。
FIG. 26 is a graph showing a simulation result by the configuration of FIG. 25 and showing a relationship between the frequency and the real part (Real) and imaginary part (Imaginary) of the input impedance of the
このシミュレーションでは、基材１８に相当する誘電体層として、９５０ＭＨｚ帯の複素比誘電率の実数部ε’が１．１でありかつ誘電率損失項ｔａｎδε＝０．０１である層厚１ｍｍの誘電体層（たとえば発泡スチロールなどの発泡体層）を想定し、９５０ＭＨｚ帯の複素比誘電率の実数部ε’が１００でありかつ誘電率損失項ｔａｎδε＝０．０１、複素比透磁率の実数部μ’が５０でありかつ透磁率損失項ｔａｎδμ＝０．０１、導電率１０−４［Ｓ／ｍ］であるシールド層１３を想定した。アンテナ素子１１側に誘電体層（基材１８）が配置され、この誘電体層に、アンテナ素子１１と反対側でシート体１０としてシールド層１３が積層されている。このようなシミュレーションの結果、入力インピーダンス(実数部)は、入力インピーダンスの虚数部(リアクタンス)がゼロの周波数である９５３ＭＨｚにおいて３０Ωとなり、指向性利得は、６．６９６ｄＢｉ（図２２のθ（Ｔｈｅｔａ）＝０の場合の値）、絶対利得は、０．２６６ｄＢｉ（図２３のθ（Ｔｈｅｔａ）＝０の場合の値）となり、放射効率は２２．５３％となった。
In this simulation, as a dielectric layer corresponding to the
これらのシミュレーションの結果からわかるように、シート体１０は、電界型のアンテナ素子１１と金属板８５などの通信妨害体との間に設けることによって、通信妨害体によるアンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下を抑制することができる。シミュレーションでは、アンテナ素子１１と通信妨害体との間にシート体１０が介在される構成であったけれども、シート体１０は、アンテナ素子１１と通信妨害体との間でなくても、アンテナ素子１１に対して通信方向Ａとは異なる方向に通信妨害体が存在する場合、アンテナ素子１１の近傍に設ければ、同様にアンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下を抑制することができる。
As can be seen from the results of these simulations, the
シート体１０を用いなければ、電界型のアンテナ素子１１は、通信妨害体の近傍では、ほとんど動作しなくなり、無線通信に用いることができなくなる。この理由として、電界型のアンテナ素子１１の入力インピーダンスが大幅に小さくなることが挙げられる。電界型のアンテナ素子１１の入力インピーダンスが小さくなると、電界型のアンテナ素子１１を用いて通信するＩＣ１７の入力インピーダンスと乖離し、電界型のアンテナ素子１１とＩＣ１７との間で、信号を受渡しすることができなくなってしまう。
If the
シート体１０は、アンテナ素子１１が通信妨害体の近傍に配置されるときに、アンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下を抑制することができる。電界型アンテナであるため誘電率を大きくしたいところであるが、一般に複素比誘電率の実数部ε’と虚数部ε”は連動するため、複素比誘電率の虚数部ε”も大きくなってしまう。この複素比誘電率の虚数部ε”が必要以上に大きくなると導電率が上がってしまい、短絡を進める方向に寄与することになる。つまり誘電率の実数部ε’には上限があることになる。本発明では誘電率以外に透磁率を制御することを手段として選択し、入力インピーダンスを効率的に回復させたものである。つまり誘電率（ε’）と透磁率（μ’）を併用して、導電性を上げすぎないことによって、通信改善効果を得ることができている。したがってシート体１０を用いることによって、電界型のアンテナ素子１１を用いて、通信妨害体の近傍であっても、好適に無線通信することができる。
The
具体的には、アンテナ素子１１がダイポールアンテナである場合、ダイポールアンテナ
のたとえば中央部にＩＣ１７を接続させるが、ＩＣ１７の入力インピーダンスは、たとえば４０Ωであったり、５０Ωであったりする。実装時に、この入力インピーダンスの整合を取るには、少なくともアンテナの入力インピーダンスが１０Ω程度必要となる。この様に、通信妨害部材が近くに存在したり、またはタグが密集状態にあってもアンテナの入力インピーダンスをＩＣ１７との調整可能範囲に収めることが可能になることが本発明の１つの効果である。
Specifically, when the
アンテナ素子１１に金属を近づけると、レジスタンスが下がり、入力インピーダンスも小さくなってしまうためである。計算例を示すと、シート体１０を用いない場合、アンテナ素子１１と通信妨害体との間に、０．５３ｍｍ厚の誘電体のみあるとすると、入力インピーダンスは０．８５Ωとなる。この数字はたとえ４０Ωに比べて小さすぎる。タグ３０では、構成の簡略化のために、アンテナ素子１１とＩＣ１７とは直づけされる。途中に入力インピーダンス調整用の回路は設けられない。したがって前記入力インピーダンスの差は致命的である。これに対してシート体１０を設けることによって、アンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下を抑制することができる。
This is because when a metal is brought close to the
電界型のアンテナ素子１１を用いるにあたって、通信妨害体などの通信妨害体に対する課題に対して、従来の技術では磁性を有するシートを用いることは検討されていなかった。この理由は、電界型のアンテナ素子では電界を主に利用するため、電界に対しては当然に効果がある誘電率が議論され、透磁率の効果は十分に着目されなかった。つまり透磁率を有するシート体１０による入力インピーダンス回復効果は知られていなかった。
In the use of the electric field
透磁率を利用した（誘電率も併用することになる）入力インピーダンス回復効果は大きく、通信妨害体の近傍に配置されることによるアンテナ素子１１の入力インピーダンスが０Ω近くまで落ち込んだものが、シート体１１の複素比透磁率の実数部μ’を１０以上（高ＭＨｚ帯または２．４ＧＨｚ帯において）とすることで数１０Ω付近まで回復する。これにより通信手段およびアンテナ素子１１に接続されるＩＣ固有の入力インピーダンス、たとえば、３０Ωおよび５０Ωと整合がとれることになり、まずアンテナ素子を含む共振回路として動作可能となる。
The input impedance recovery effect using the magnetic permeability (which also uses the dielectric constant) is large, and the input impedance of the
さらに電磁エネルギの減衰を抑えるため、エネルギ減衰中の磁界成分の発生に着目し、シート体１０の複素比透磁率の調整によって、実数部μ’を大きくすることで磁界を集め、且つμ”を小さくすることで集めた磁界のエネルギが熱エネルギに変換しないようにする。このようにシート体１０の複素透磁率を調整する場合、シート体１０の複素比誘電率を調整する場合に比べて、電磁エネルギの減衰を抑える効果を得やすい。この理由は、磁界は発生源に近い程強くなるため、薄型シートであっても複素比透磁率を調整すれば、効果的に働くためである。
Further, in order to suppress the attenuation of electromagnetic energy, attention is paid to the generation of a magnetic field component during energy attenuation, the magnetic part is collected by increasing the real part μ ′ by adjusting the complex relative permeability of the
さらに電磁エネルギの損失を抑えることによって、アンテナ素子１１のアンテナ特性としては、放射効率を大きくすることができる。放射効率η＝１０＾((利得−指向性利得)／１０)で表すことができる。指向性利得は、金属などの損失を含まない利得である。利得（通常Gainとだけ書かれている場合はこちらを指す。）は、損失を含んだ「いわば真の利得」といえる。計算結果、放射効率を良くする（上げる）ためには、損失を少なくすればよいことがわかった。また、アンテナの放射抵抗をＲrad、損失抵抗をＲlossとすると、放射効率η＝Ｒrad／（Ｒrad＋Ｒloss）である。Ｒradは無損失アンテナの入力インピーダンスのレジスタンスに相当するため、アンテナ素子１１に金属を近づけてレジスタンスが下がると、放射効率が低下することになる。このため、アンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下を抑制することで放射効率を大きくすることができる。
Further, by suppressing the loss of electromagnetic energy, the radiation efficiency can be increased as the antenna characteristic of the
次に、電磁エネルギの損失であるが、シールド層１３の複素比透磁率の虚数部μ”の数値が大きければその損失が大きくなり、結果的にアンテナ素子１１の放射効率が低下する。複素比透磁率の透磁率損失項ｔａｎδμが１以下（高ＭＨｚ帯または２．４ＧＨｚ帯において）であると損失がやや少なくなり、複素比透磁率の透磁率損失項ｔａｎδμが０．５以下（高ＭＨｚ帯または２．４ＧＨｚ帯において）となれば、さらに電磁エネルギの損失が小さくなり、アンテナ素子１１の放射効率を改善する。
Next, regarding the loss of electromagnetic energy, if the value of the imaginary part μ ″ of the complex relative permeability of the
さらにアンテナ素子１１の長さは、シート体１０の複素比誘電率および複素比透磁率による波長短縮効果の影響を受けるため、周波数の再調整が必要である。この波長短縮の影響を考慮するとシビアな製造条件が要求される。これを回避するためには、大きな数値をとる傾向にある複素比誘電率の実部をなるべく小さい値とすることが求められる。
Furthermore, since the length of the
シールド層１３の複素比誘電率の実数部ε’は、アンテナ素子の大きさを決める波長短縮効果に複素比透磁率の実数部μ’と共に寄与する。複素比誘電率の実数部ε’を２０以上とすることで、アンテナ素子１１の大きさを約４．４分の１に短縮することができる。
シールド層１３の複素比誘電率の虚数部ε”を３００以下としている。
The real part ε ′ of the complex relative permittivity of the
The imaginary part ε ″ of the complex dielectric constant of the
ここでωは角周波数（ω＝２πｆ）、ε０は真空の誘電率（８．８５４１×１０１２［Ｆ／ｍ］、ｆは周波数[Ｈｚ]である。本発明のシールド層は導電性材料ではなく誘電性材料であるが、限界値としての導通を示す場合を知るため、導電性材料にて成り立つ上の式より計算すると、周波数が９５０ＭＨｚでは導電率σ≒１５．９Ｓ／ｍ（抵抗率ρ≒０．０６Ωｍ）、周波数が２．４ＧＨｚでは導電率σ≒３９．９Ｓ／ｍ（抵抗率ρ≒０．０２Ωｍ）が得られる。これら以下の導電率、これ以上の抵抗率を有していると概略考えてよい。 Here, ω is an angular frequency (ω = 2πf), ε0 is a dielectric constant of vacuum (8.8541 × 1012 [F / m], and f is a frequency [Hz]. The shield layer of the present invention is not a conductive material. Although it is a dielectric material, in order to know the case where conduction as a limit value is known, when calculating from the above equation that is made of a conductive material, conductivity σ≈15.9 S / m (resistivity ρ≈ When the frequency is 2.4 GHz, conductivity σ≈39.9 S / m (resistivity ρ≈0.02 Ωm) can be obtained. You can think roughly.
またアンテナ素子１１として、ダイポールアンテナを用いることができる。これによって、簡単、小型な構成のダイポールアンテナを、通信妨害体の近傍で用いて無線通信することができる。
A dipole antenna can be used as the
またシート体１０には、シールド層１３が設けられ、シールド層１３は、無線通信に用いられる電磁波に対して、複素比透磁率の実数部μ’と複素比透磁率の虚数部μ”がμ’≧μ”であり、好ましくは、複素比透磁率の実数部μ’が５以上でありかつ透磁率損失項ｔａｎδμ≦１であり、さらに好ましくは、複素比透磁率の実数部μ’が２０以上でありかつ透磁率損失項ｔａｎδμ≦０．５である。またシールド層１３は、無線通信に用いられる電磁波に対して、複素比誘電率の実数部ε’が２０以上である。さらにシールド層１３は、無線通信に用いられる電磁波に対して、複素比誘電率の虚数部ε”が３００以下である。これによってアンテナ素子１１が通信妨害体の近傍に配置されるときに、通信妨害体よるアンテナ素子１１の入力インピーダンスの低下を抑制することができるとともに、通信妨害体よる電磁エネルギの損失を抑制することができるシート体を実現することができる。
Further, the
またシールド層１３には、軟磁性金属、軟磁性酸化金属、磁性金属、磁性酸化金属のうちの少なくともいずれか１つから成る材料、またはそれが含有されている材料である。磁性を発現するための手法にとくに限定はないが、これらの材料を直接用いるか、結合材中に分散させるかの方向により実現される。この構成によって、前述の特性が得られるシールド層を形成することができる。したがって前述の優れた効果を達成するシート体１０を実現することができる。
The
またシート体１０は、導体層１４を有しているので、アンテナ素子１１の近傍に導電性材料から成る導体層１４が存在する状態で、前述の無線通信に用いる電磁波の周波数に合わせて、シールド層１３の複素比透磁率の実数部μ’および虚数部μ”ならびに複素比誘電率の実数部ε’および虚数部ε”が調整されている。これによってシールド層１３の好適な特性を実現することができる。したがって通信妨害体の近傍で、さらに好適な無線通信を実現することができる。
Further, since the
またアンテナ素子１１としてダイポールアンテナとシート体１０を組合わせることにより、アンテナ素子１１の小形化が実現できる。本シート体１０の複素比透磁率の実数部μ’および複素比誘電率の実数部ε’の高さにより相まって、波長短縮効果が加わり、従来製品に比べて格段に小形化を達成することができる。ダイポールアンテナは線状で、カーブおよび折曲がりがあってもよく、全長がλ／２あればよい。たとえば９５０ＭＨｚでは、約１５．８ｃｍ長であるが、これに本シート体による波長短縮効果が加わり、約３〜１０ｃｍの線状素子が可能となり、さらに曲折を加えることで２〜３ｃｍのラベルにも収まるサイズが可能となる。さらに小形化することもでき、貼れる対象は広範囲に及ぶことになる。ダイポールアンテナ等のアンテナにリアクタンス構造部が組み込まれた設計となっていてもよい。またループアンテナにて磁界通信を部分的に利用する場合も、本発明のシールド層の効果を活用できることになる。
Further, the
従来製品は、通信妨害体の近傍で動作するアンテナはパッチアンテナがある。ただし、パッチアンテナのサイズは一辺λ／２必要となり、たとえば９５０ＭＨｚでは、最大約１５．８ｃｍ角の正方形状と大きくなり、具体的にはカードサイズには収まらず、タグとしても大きすぎる。パッチとグランド導体間の距離も一般にλ／１６〜λ／６４必要であり、小型、柔軟性を要求される用途には用いることができなかった。 In conventional products, there is a patch antenna as an antenna that operates in the vicinity of a communication disturbing body. However, the size of the patch antenna requires one side λ / 2. For example, at 950 MHz, the patch antenna becomes a square shape having a maximum of about 15.8 cm square. Specifically, it does not fit in the card size and is too large as a tag. In general, the distance between the patch and the ground conductor also needs to be λ / 16 to λ / 64, and cannot be used for applications requiring small size and flexibility.
図２９は、本発明の実施のさらに他の形態のタグ３０を簡略化して示す斜視図である。図２９は、シート体１０などの厚みを省略して示す。図２９に示すタグ３０は、図１〜図４で説明したタグ３０と類似の構成を有しており、対応する構成に同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。図１〜図４で説明したタグ３０は、略Ｃ字状のアンテナ素子１１を備える円環状のタグであったけれども、図２９に示すタグ３０は、直線状に延びるダイポールアンテナをアンテナ素子１１として備え、このアンテナ素子１１が、長方形状の基材１８に設けられ、基材１８に同様の長方形状のシート体１０が積層される。このような直線状のダイポールアンテナを用いる構成のタグ３０もまた、前述のような略Ｃ字状のダイポールアンテナを用いる構成のタグ３０と同様の効果が得られ、密集状態で用いられて他のタグ３０が通信妨害体となるような状況下であっても、リーダによる情報の読取が可能であるとともに、たとえば金属製の物品１２など、タグ３０が通信妨害体となる物品に装着されても、リーダによる情報の読取が可能である。
FIG. 29 is a perspective view schematically showing a
この図２９に示すようなタグ３０は、図１〜図４のタグ３０と同様に、真空採血管１２に装着して用いられてもよいが、物品１２として、たとえば図３０に示すような通信妨害体となる飲料品（理解を容易にするために物品の符号を付す）１２の底部に貼着して、たとえば商品管理などの目的で用いることができる。飲料品１２は、たとえば底部を下方に向けるなどの同一の姿勢で並べて箱詰めされるなど、密集状態で取扱われる場合がある。このような状態でも、リーダ３１による情報の読取が可能である。
The
また図２９に示すようなタグ３０は、物品１２として、たとえば図３１に示すような通信妨害体となる基板などが多数用いられている電子装置（理解を容易にするために物品の符号を付す）１２に内蔵するようにして、たとえば商品管理またはユーザ認証、盗難防止などの目的で用いることができる。電子装置１２は、たとえば携帯電話装置である。このようにタグ３０を電子装置１２に内蔵するように設ける場合も、電子装置１２が密集状態で取扱われたとしても、リーダ３１による情報の読取が可能である。
A
またタグ３０は、前述のように可撓性を有しているので、自在に変形させることができる。飲料品１２の底部は、凹曲面状に形成されている場合があるが、このような場合でも、タグ３０をその底部の形状倣わせて設けることが可能になる。したがってタグ３０の装着場所の制限を少なくすることができる。
Further, since the
図３２は、本発明の実施のさらに他の形態のタグ３０を簡略化して示す斜視図である。図３２に示すタグ３０は、図２９で説明したタグ３０と類似の構成を有しており、対応する構成に同一の符号を付し、異なる点についてだけ説明する。図２９で説明したタグ３０は、アンテナ素子１１としてダイポールアンテナが用いられたけれども、図３２に示すタグ３０は、アンテナ素子１１としてモノポールアンテナが用いられる。ダイポールアンテナでは、アンテナ素子１１のたとえば中央部に、つまりアンテナ素子１１を構成する２つの素子片の間にＩＣ１７が設けられる構成であるけれども、モノポールアンテナは、前記２つの素子片の一方が、グラウンド板１００に置き換えられる構成である。このようなモノポールアンテナを用いる構成のタグ３０は、図２９に示すタグ３０と同様の効果が得られ、同様の用途に用いることができる。さらにダイポールアンテナを用いる場合よりもさらに小形化が可能である。
FIG. 32 is a perspective view schematically showing a
またシート体１０は、前述のように難燃性が得られている。タグ３０を電子装置１２に内蔵する場合、そのタグ３０には、難燃性を要求される場合がある。したがってタグ３０は、このような難燃性が要求される用途にも好適に用いることができる。
In addition, the
またタグ３０を電子装置１２に内蔵する場合、タグ３０が、電子装置１２における発熱源の近傍で用いられる場合がある。シート体１０として、熱伝導性に優れたシート体１０を備えるタグ３０を用いることによって、発熱源となる手段で発熱される熱を逃がすことができ、その発熱源となる手段の昇温を抑え、高温に晒されることによる性能低下を防ぐことができる。
When the
またタグ３０は、耐熱性および電気絶縁性を有している。耐熱性に関しては、特に自動車用途にて１２０℃および１３０℃での用いることがあり、その温度でも性能劣化することなく用いることができることが要求される。架橋材を添加し、結合材を架橋することでその耐熱性が実現できる。架橋の手段は問わないが、たとえば結合材の種類および架橋材を適宜に組合せることにより、それ以上の高温（たとえば２００℃）の耐熱性を実現することももちろん可能である。さらに有機および無機系の絶縁性材料を結合材として、軟磁性金属粉を被覆することで、シート内に分散する軟磁性金属が直接接触することなくシート体１０の電気絶縁性を向上させることができる。電気が導通するようではそれ自体に渦電流が発生し、磁気エネルギを減衰させてしまう。さらに回路およびメッキ筐体（グラウンド）が極近接して配置されるため、シート体１０に導電性があればそれを介して導通してしまうことになり、動作に支障をきたすことになる。これらを防ぐためにシート体１０には表面抵抗率として１０２Ω／□以上を達成している。
The
図３３は、本発明の実施のさらに他の形態のリーダ３１を示す平面図である。図３４は、図３３のリーダ３１を備える読取装置６１の一部を示す斜視図である。図３４に示す読取装置６１は、図１０に示す読取装置６１に代えて用いることができる装置であり、図１０に示す読取装置６１と類似しており、異なる点についてだけ説明する。図１０の読取装置６１が備えるリーダ３１では、リーダ３１のアンテナ素子の個数、配置は、特に制限がなく、任意の構成とすることができたけれども、図３４の読取装置６１が備える図３３のリーダ３１では、試験管ラック５５における真空採血管１２の収容本数と同数のアンテナ素子１０５が内蔵されている。
FIG. 33 is a plan view showing a
リーダ３１の各アンテナ素子１０５は、たとえば円形のパッチアンテナであって、同一の仮想平面上に、各真空採血管１２が試験管ラック５５に収容された状態における各タグ３０のピッチと同一のピッチで並んで設けられる。このようにリーダ３１には、各タグ３０と１対１に対応するように複数のアンテナ素子１０５が設けられている。
Each
リーダ３１は、読取位置６６に配置される試験管ラック５５の上端面に当接し、各タグ３０に近づいた近接位置１０７と、試験管ラック５５から離間し、各タグ３０から遠ざかった離反位置１０８とにわたって変位可能に設けられている。したがってリーダ３１は、読取位置６６に配置される試験管ラック５５に、近接および離反するように上下に変位可能に設けられ、読取装置６１には、図示を省略するがリーダ３１をこのように上下に変位させる駆動手段が設けられている。リーダ３１が近接位置１０７にあるとき、リーダ３１のアンテナ素子１０５が並ぶ仮想平面と、タグ３０が並ぶ仮想平面とは、平行となる。
The
この読取装置６１では、リーダ３１が離反位置１０８にある状態で、積降位置６９で試験管ラック５５を搬送台６８に搭載され、読取ボタン７０が操作されると、試験管ラック５５を積降位置６９から読取位置６６に変位させ、試験管ラック５５を読取位置６６に停止させる。この状態で、離反位置１０８から近接位置１０７に変位させ、再び離反位置１０８に戻すように、リーダ３１を変位させる。リーダ３１の変位速度は、たとえば毎秒１ｃｍ程度の低速度である。このようにリーダ３１を上下に移動させながら、リーダ３１によって、各タグ３０から情報が読取られる。リーダ３１の一往復が終了すると、試験管ラック５５が、積降位置６９まで搬送される。
In this
このような構成の読取装置６１を用いる場合にも、本発明に従うタグ３０を好適に用いることができる。タグ３０が本発明のようにシート体１０を備えていない場合、リーダ３１が近接位置１０７に配置されたときに、１対１で互いに対応するリーダ３１のアンテナ素子１０５とタグ３０とが、同軸に配置されるように厳密に位置合せされる必要があり、位置ずれを生じている場合、隣接するタグ３０同士が影響しあい、リーダ３１によってタグ３０の情報を読取ることができなくなる。本発明のようにタグ３０がシート体１０を備える構成であれば、隣接するタグ３０同士の影響を抑え、リーダ３１のアンテナ素子１０５とタグ３０とが、位置ずれを生じていても、リーダ３１によってタグ３０の情報を読取ることができる。
Even when the
図３５は、本発明の実施のさらに他の形態の読取装置６１を簡略化して示す斜視図である。図３５に示す読取装置６１は、図３４に示す読取装置６１に代えて用いることができる装置であり、図３４に示す読取装置６１と類似しており、異なる点についてだけ説明する。図３４の読取装置６１は、固定設置形の装置であったけれども、図３５の読取装置６１は、作業者が手でリーダ３１を変位させて用いるハンディ形の装置である。
FIG. 35 is a perspective view schematically showing a
図３５に示す読取装置６１は、通信手段が内蔵される読取装置本体１１０と、読取装置本体１１０に連結して設けられるリーダ３１とを備えている。リーダ３１は、図３３に示すリーダ３１と同様の構成である。図３５に示す読取装置６１は、作業者が、たとえば手で読取装置本体１１０を把持するなどして操作し、リーダ３１を、図３５に仮想線で示すように試験管ラック５５の上端面に当接させ、各タグ３０から情報を読取る。タグ３０がシート体１０を備え、前述のようにリーダ３１のアンテナ素子１０５とタグ３０との厳密な位置合わせが不要であるので、このように作業者が手でリーダ３１を変位させるハンディ形の読取装置を実現することが可能である。このような読取装置６１は、前述のような筐体６３、搬送台６８、リーダ３１を上下に変位させる駆動手段などが不要であり、小形であり、操作性に優れ、かつポータビリティに優れた装置を実現することができる。また読取装置６１とサーバ６２とを接続する通信回線７５として、無線ＬＡＮを用いた回線とすることによって、読取装置６１の操作性を向上することができる。
A
前述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、構成を変更することができる。たとえばアンテナ素子１１として、磁界型のアンテナ素子を用いて、効率を高くするようにしてもよい。また前述の実施の形態では、タグ３０を装着する物品１２の例として、真空採血管、飲料品、電子装置を挙げたけれども、タグ３０は、その他にも様々な物品１２に装着して用いることが可能である。たとえばシートまたはマットなどである枚葉状の物品１２など、複数枚重ねて保管される物品１２、ランダムな位置関係で密集状態になる衣類を含むクリーニング品などの物品１２では、この物品１２にタグ３０を装着した場合、シート体１０を用いなければタグ３０同士の干渉がより起きやすくなる。これらのタグ３０の干渉回避を含めた通信改善に、本発明のシート体１０は有効である。また図１０に示す読取装置６１では、搬送台６８を用いて試験管ラック５５を移動させるように構成したが、反対に試験管ラック５５を固定しておき、リーダ３１側を移動させるように構成することもできる。
The above-described embodiment is merely an example of the present invention, and the configuration can be changed. For example, a magnetic field type antenna element may be used as the
またトランスポンダの例としてタグを示しているが、たとえばカード型のトランスポンダにも、同様に実施することができる。またシート体１０の積層構成は、前述の構成に限定されるものではなく、積層構成を変更するようにしてもよい。たとえばシールド層１３に対して導体層１４などと反対側に、物品接合層１５と同様の構成を有するもう１つの接合層が設けられる構成であってもよい。このような接合層を設けることによって、シート体１０をタグ本体３３と積層するにあたって、タグ本体３３とシート体１０とを貼着することができる。
Although a tag is shown as an example of a transponder, the present invention can be similarly applied to, for example, a card-type transponder. Further, the laminated configuration of the
また難燃性を与えるための手段は、難燃剤を添加する構成に代えて、他の構成であってもよい。またシート体１０に最低限必要な性能は、磁界を遮断する性能であり、その他の性能に関しては、必須要件ではなく、有していない構成であってもよい。また無線通信に用いる電磁波の周波数を、ラジオ波域に限定しないことも前述のとおりである。
Further, the means for imparting flame retardancy may be another configuration instead of the configuration in which the flame retardant is added. Further, the minimum performance required for the
その他にも、タグ３０の形状および材料などの構成、また読取装置６１および情報管理システム６０の構成および動作について、この発明を逸脱しない範囲で種々に変形して実施できる。要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合せてもよい。
In addition, the configuration of the
１０ シート体
１１ アンテナ素子
１２ 物品（真空採血管、飲料品、電子装置）
１３ シールド層
１４ 導体層
１５ 貼着用剤層
１７ ＩＣ
２０ 結着材
２１ 磁性粉末
２２ 微粒子
３０ タグ
３１ リーダ
３２ 通信装置
５５ 試験管ラック
６０ 情報管理装置
６１ 読取装置
６２ サーバ
６８ 搬送台
10
13
DESCRIPTION OF
Claims (12)
アンテナ素子を用いて無線通信するトランスポンダ本体と、
非導電性の磁性材料から成る磁性材部を有し、トランスポンダ本体の少なくとも一部を覆う通信改善体とを備えことを特徴とするトランスポンダ。 A transponder mounted on each of a plurality of articles provided in a dense state,
A transponder body for wireless communication using an antenna element;
A transponder comprising a magnetic material portion made of a non-conductive magnetic material and a communication improving body covering at least a part of the transponder body.
トランスポンダ本体の少なくとも一部と物品との間に通信改善体が配置される状態で、各物品の一端面に装着されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のトランスポンダ。 Each of the articles is provided in the same posture so that each end surface is arranged on the same plane,
5. The transponder according to claim 1, wherein the transponder is attached to one end face of each article in a state where the communication improving body is disposed between at least a part of the transponder body and the article. .
前記トラスポンダと無線通信し、トランスポンダに保持される情報を読取可能なリーダとを備えることを特徴とする通信装置。 The transponder according to any one of claims 1 to 8,
A communication apparatus comprising: a reader capable of wirelessly communicating with the transponder and reading information held in the transponder.
リーダによってトランスポンダから読取った情報を、各トランスポンダ毎に識別して記憶するデータベース装置とを備えることを特徴とする情報管理システム。 A communication device according to claim 9;
An information management system comprising: a database device for identifying and storing information read from a transponder by a reader for each transponder.
各トランスポンダは、トランスポンダ本体の少なくとも一部と物品との間に通信改善体が配置される状態で、各物品の一端面に装着され、
リーダは、各物品の搬送装置による搬送経路の中途部で、搬送される各物品に装着されたトランスポンダに対向するように設けられ、搬送経路を経て搬送される各物品に装着されるトランスポンダから、順次情報を読取ることを特徴とする請求項１０に記載の情報管理システム。 Each article equipped with a transponder is provided with a conveying device that conveys each article while maintaining the same posture so that one end face of each article is arranged on the same plane,
Each transponder is attached to one end surface of each article in a state in which a communication improving body is disposed between at least a part of the transponder body and the article,
From the transponder attached to each article conveyed through the conveyance path, the reader is provided in the middle part of the conveyance path by the conveyance device of each article so as to face the transponder attached to each article to be conveyed. The information management system according to claim 10, wherein information is read sequentially.
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