6231358 ＲＦＩＤタグ組込リング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6231358

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】ＲＦＩＤタグ組込リング

(51)【国際特許分類】

   A44C 9/00 20060101AFI20171106BHJP

   A44C 5/00 20060101ALI20171106BHJP

   G06K 19/00 20060101ALI20171106BHJP

   G06K 19/07 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   A44C9/00

   A44C5/00 D

   G06K19/00

   G06K19/07 160

【請求項の数】5

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-233261(P2013-233261)

(22)【出願日】2013年11月11日

(65)【公開番号】特開2015-93004(P2015-93004A)

(43)【公開日】2015年5月18日

【審査請求日】2016年10月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000233491

【氏名又は名称】株式会社日立システムズ

(74)【代理人】

【識別番号】100080001

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 大和

(74)【代理人】

【識別番号】100113642

【弁理士】

【氏名又は名称】菅田 篤志

(74)【代理人】

【識別番号】100117008

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 章子

(74)【代理人】

【識別番号】100147430

【弁理士】

【氏名又は名称】坂次 哲也

(72)【発明者】

【氏名】山内 繁

(72)【発明者】

【氏名】由井 貴章

【審査官】 柿沼 善一

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１８８９７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表平１１−５０８３８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７０４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０９０５３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−１１３１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１５８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０２８２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１７２８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２０８０６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ４４Ｃ ９／００

Ａ４４Ｃ ５／００

Ｇ０６Ｋ １９／００

Ｇ０６Ｋ １９／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属製のリングにＲＦＩＤタグを組み込んだＲＦＩＤタグ組込リングであって、
前記リングの一部において前記リングの中心軸方向と同一方向に貫通するよう設けられた切欠き部分に、前記リングと非接触の状態で、前記ＲＦＩＤタグが、前記ＲＦＩＤタグのコイルアンテナのなす面が前記中心軸方向と直交するような向きで、絶縁素材からなる媒体により固定されている、ＲＦＩＤタグ組込リング。

【請求項2】

金属製のリングにＲＦＩＤタグを組み込んだＲＦＩＤタグ組込リングであって、
前記リングの内周面側において前記リングの中心軸方向と同一方向に貫通するよう設けられた切欠き部分に、前記リングと非接触の状態で、前記ＲＦＩＤタグが、前記ＲＦＩＤタグのコイルアンテナのなす面が前記中心軸方向と直交するような向きで、絶縁素材からなる媒体により固定されている、ＲＦＩＤタグ組込リング。

【請求項3】

請求項１または２に記載のＲＦＩＤタグ組込リングにおいて、
前記ＲＦＩＤタグは、ＵＨＦ帯により通信を行うものである、ＲＦＩＤタグ組込リング。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ組込リングにおいて、
前記ＲＦＩＤタグは、３ｍｍ角、厚さ１ｍｍ以下の大きさである、ＲＦＩＤタグ組込リング。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ組込リングにおいて、
前記リングの直径は１６ｃｍ以下である、ＲＦＩＤタグ組込リング。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、指輪や腕輪などの金属製リングの管理技術に関し、特に、リングもしくはリングを装着した人を個体管理するためのＲＦＩＤタグ組込リングに適用して有効な技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、金属製の指輪や腕輪など（以下ではこれらを総称して「リング」と記載する場合がある）は、宝飾品として高い価値を有するものがあり、その真贋判定や個体管理のためにＲＦＩＤタグを組み込むことが検討されている。また、これらを装着している人を識別して入退室管理や情報機器操作などを行うために個体識別や個人認証が行われる場合もある。

【0003】

これらに関連する技術として、例えば、特許第５０９６８２７号公報（特許文献１）には、装飾部が指の背の部分に来るように指に嵌められるリング部を備えた指輪であって、前記リング部の中心に対して前記装飾部とは反対側の部分に、データを記憶させたＩＣチップが、樹脂によって被覆されかつその樹脂を介して前記リング部の外周面側に露出した状態で取り付けられている構造を有するものが記載されている。

【0004】

また、特開２００３−２７１９１０号公報（特許文献２）には、ＩＣチップを内蔵させた外装体に、指に嵌装し得る環状に形成したアンテナを連設して指輪型ＲＦＩＤデータキャリアを構成し、環状のアンテナを指に嵌めることにより、ＲＦＩＤデータキャリアを常に直接身に付けて持ち歩くことができるようにして個人識別を行う技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５０９６８２７号公報

【特許文献2】特開２００３−２７１９１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来技術によれば、指輪等においてＲＦＩＤタグを組み込むことでその個体識別を行うことが可能である。しかしながら、例えば、特許文献１に記載された技術のように、指輪の外周面にＲＦＩＤタグを組み込む場合、宝石等が取り付けられる装飾部ではないとはいえ、宝飾品としての美感を損なう場合があり、デザインを施すにしても制約が生じることから、組込方法としては適当でない場合がある。

【0007】

また、特許文献１に記載された技術では、ＲＦＩＤタグを平板状と仮定した場合、指輪の外周面に概ね接する（指輪の環の法線方向にＲＦＩＤタグの面が向く）ような位置関係・向きでＲＦＩＤタグが装着される構成をとっている。この場合は、リーダライタ装置とＲＦＩＤタグとの間の通信はいわゆる近接電波による電磁誘導を用いることになるが、リーダライタ装置によりＲＦＩＤタグを読み取るには、例えば、リーダライタ装置のアンテナをペン型として電波を集約させたり、距離を相当程度近付けるなどの対応が必要となる。このため、例えば、ＲＦＩＤタグをリングの外周面以外の部分に組み込んだような場合には、リングを指等に装着したままの状態ではリーダライタ装置を相当程度近付けることができず、読み取ることが困難な場合がある。

【0008】

一方で、特許文献２に記載された技術では、ＲＦＩＤタグを指輪に組み込むことによって美感が損なわれる場合があることについては考慮しておらず、当該技術を宝飾品としての指輪に対して適用することは難しい。また、特許文献１に記載された技術も合わせて、ＲＦＩＤタグが組み込まれた部分についての物理的な保護、およびセキュリティの観点からの保護が十分ではなく、外部からの衝撃や攻撃等による影響を受け易い構造となっている。

【0009】

そこで本発明の目的は、指輪や腕輪等の金属製のリングに、極力美感を損なわず、衝撃や攻撃に対する耐性を有し、指に装着したままでも十分な通信感度を得ることを可能とするＲＦＩＤタグ組込リングを提供することにある。

【0010】

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

【0012】

本発明の代表的な実施の形態によるＲＦＩＤタグ組込リングは、金属製のリングにＲＦＩＤタグを組み込んだＲＦＩＤタグ組込リングであって、前記リングにおいて前記リングの中心軸方向と同一方向に貫通するよう設けられた切欠き部分に、前記リングと非接触の状態で、前記ＲＦＩＤタグが、前記ＲＦＩＤタグのコイルアンテナのなす面が前記中心軸方向と直交するような向きで、絶縁素材からなる媒体により固定されているものである。

【発明の効果】

【0013】

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

【0014】

すなわち、本発明の代表的な実施の形態によれば、指輪や腕輪等の金属製のリングに、極力美感を損なわず、衝撃や攻撃に対する耐性を有し、指に装着したままでも十分な通信感度を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施の形態であるＲＦＩＤタグ組込リングの構成例について概要を示した図である。

【図2】本発明の一実施の形態におけるＲＦＩＤタグとリーダライタ装置との間の通信の動作原理の例について概要を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

【0017】

上述したように、特許文献１に記載された技術では、指輪の外周面、すなわち、指輪を実際に装着した場合に指によって覆われない部分にＲＦＩＤタグを組み込む構成をとっており、組み込む場所が宝石等が取り付けられる装飾部ではないとはいえ、宝飾品としての美感を損なう場合がある。

【0018】

また、ＲＦＩＤタグを平板状と仮定した場合、指輪の外周面に概ね接する（指輪の環の法線方向にＲＦＩＤタグの面が向く）ような位置関係・向きでＲＦＩＤタグが装着される構成をとっている（以下では、このような状態での装着を「平置き」と記載する場合がある）。この場合は、上述したように、リーダライタ装置とＲＦＩＤタグとの間の通信はいわゆる近接電波による電磁誘導を用いることになるが、リーダライタ装置によりＲＦＩＤタグを読み取るには、例えば、リーダライタ装置のアンテナをペン型として電波を集約させたり、距離を相当程度近付けるなどの対応が必要となる。

【0019】

そこで、本発明の一実施の形態であるＲＦＩＤタグ組込リングは、ＲＦＩＤタグを金属製の指輪や腕輪等のリングの外周面ではなく内周面側、すなわち、リングを装着した場合に指や腕によって覆われる部分にＲＦＩＤタグを組み込む構成をとる。これにより、リング外周面の美感を極力損なわず、デザインの自由度を確保することを可能とする。また、ＲＦＩＤタグがリングの内側の隠れることから、ＲＦＩＤタグ組込部分に対する衝撃や攻撃等による影響を受けにくくすることができる。

【0020】

また、本実施の形態では、リングの形状を円板状と仮定した場合に、平板状のＲＦＩＤタグをリングの中心軸方向に対して概ね直交するような位置関係・向きで組み込む。この場合、特許文献１に記載された技術とは異なり、リングの内周面に対しては概ね直交するような位置関係・向きで組み込まれることになる（以下では、このような状態での装着を「縦置き」と記載する場合がある）。これにより、後述するように、リーダライタ装置からの電波によりリング表面に励起される誘導電流により生じる磁力線を、ＲＦＩＤタグの平板状の面に設けられたコイルアンテナにより効率的に捉えて誘導電流を励起させて動作することが可能となる。

【0021】

図１は、本発明の一実施の形態であるＲＦＩＤタグ組込リングの構成例について概要を示した図である。図１（ａ）は、リング１０にＲＦＩＤタグ２０を組み込んだ状態を表している。リング１０は、金属製の指輪や腕輪などであり、直径は高々数ｃｍ〜１０ｃｍ程度である。図１（ａ）ではリング１０の形状を中空の円筒状として、すなわち、図１（ｂ）に示すように、リング１０の断面形状が長方形であるものとして表現しているが、これに限らず、断面形状が円や楕円その他各種の形状である円環状の構造のものに適用することができる。

【0022】

図１（ａ）に示すように、本実施の形態では、リング１０の内周面側に切欠き１１を設け、この部分に平板状のＲＦＩＤタグ２０をリング１０の中心軸方向に対して概ね直交するような位置関係・向きで、リング１０とは非接触となるように組み込む。なお、切欠き１１部分は、樹脂等の絶縁素材からなる固定用媒体で埋めることによりＲＦＩＤタグ２０を上記の位置に固定する。

【0023】

ＲＦＩＤタグ２０は、平板状の面にＩＣチップ２１およびコイルアンテナ２２を有し、図１（ａ）に示すように、リング１０に設けた切欠き１１に組み込むことから小型のものが望ましく、例えば、３ｍｍ角、厚さ１ｍｍ程度以下の大きさであることが望ましい。また、切欠き１１の大きさは、ＲＦＩＤタグ２０をリング１０とは非接触で「縦置き」により組み込める程度の大きさである必要があり、例えば、長さ、深さともに４ｍｍ程度以下とするのが望ましい。

【0024】

本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、一般に市場で購入することができる超小型のＲＦＩＤタグ２０（例えば、日立化成株式会社のＩＭ５−ＰＫ２５２５型（２．５ｍｍ角、厚さ０．４ｍｍ））を用いるものとする。この場合、切欠き１１は、例えば、幅、深さともに３ｍｍ程度あれば「縦置き」でＲＦＩＤタグ２０を挿入することができる。一方で、リング１０は、この程度の大きさの切欠き１１を形成することが可能な太さとして、例えば、３ｍｍ前後の太さを有している必要がある。

【0025】

図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ｂ面でのリング１０の断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ｂ）におけるＣ−Ｄ面でのリング１０の断面図である。図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、ＲＦＩＤタグ２０は、切欠き１１部分において、リング１０とは非接触の状態で、リング１０の中心軸方向（図１（ｂ）におけるＥ−Ｆ方向）に対して概ね直交するような位置関係で「縦置き」により組み込まれている。また、図１（ｂ）などに示すように、切欠き１１は、リング１０の中心軸方向と同一方向に貫通した状態として形成する。

【0026】

なお、本実施の形態では、図１（ａ）に示すような、ＩＣチップ２１とコイルアンテナ２２を有する超小型のＲＦＩＤタグ２０を用いるものとしているが、コイルアンテナ構造を有する他のＲＦＩＤタグであってもよい。ＲＦＩＤタグ２０を「縦置き」するということは、コイルアンテナ２２のなす面が「縦置き」の状態となるように組み込むことを意味する。

【0027】

図２は、ＲＦＩＤタグ２０とリーダライタ装置との間の通信の動作原理の例について概要を説明する図である。ここでは、リング１０においてＲＦＩＤタグ２０を組み込んだ切欠き１１付近の部分を拡大して示している。リーダライタ装置３０の図示しないアンテナから出力された放射電波３１により、１回巻のコイルと等価である金属製のリング１０の表面（リング１０の外周面、内周面を問わず、切欠き１１の内部も含む）には、図示するように誘導電流１２が励起される。放射電波３１として９２０ＭＨｚのＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯を用いると、リング１０の直径がＵＨＦ帯の電波の半波長分に相当する約１６ｃｍ以下の場合には、誘導電流１２は、流れる方向が９２０ＭＨｚで交互に反転する状態で流れることなる。本実施の形態では、リング１０は指輪や腕輪であるため、一般的な大きさとしては上記の条件に該当する。

【0028】

リング１０の表面に励起される誘導電流１２により、切欠き１１付近には図示するような磁力線１３が生じる。なお、図２の例では、磁力線１３（の一部）のみ表示しており、また、電気力線については図示を省略している。この磁力線１３により、ＲＦＩＤタグ２０のコイルアンテナ２２に相互誘導によって図示するような誘導電流２３が励起され、当該誘導電流２３によってＩＣチップ２１が動作する。その後は上記と逆の動作原理によって情報がリーダライタ装置３０に対して送信される。

【0029】

本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ２０は、切欠き１１の内部にリング１０の中心軸方向に対して直交するよう「縦置き」されていることから、磁力線１３は、ＲＦＩＤタグ２０のコイルアンテナ２２に対して概ね直交する状態で交差し、効率よく誘導電流２３を励起することができる。

【0030】

上記の動作原理では、リーダライタ装置３０からの放射電波３１に対して、リング１０自体が１回巻の一次コイルとなり、ＲＦＩＤタグ２０のコイルアンテナ２２が二次コイルとなって、これらが電磁的に結合することでコイルアンテナ２２に誘導電流２３が励起されている。なお、これに対し、上述した特許文献２に記載された技術では、リング自体が一次コイルだけで形成されており二次コイルに相当するコイル構造がなく、一次コイルに励起された誘導電流によってＩＣチップを動作させている点で相違する。

【0031】

本実施の形態では、リング１０の内周面側に切欠き１１を設けてＲＦＩＤタグ２０を組み込んでいる。従って、リング１０を人が装着した場合、例えば図２の例では、リング１０の図示した部分の左方向側には図示しない指や腕が存在し、特に指輪の場合には指が接した状態となっている。これにより、リング１０の内側に組み込まれたＲＦＩＤタグ２０について衝撃や攻撃等による影響を受けにくくすることができる。

【0032】

さらに、指や腕部分は、誘電体である水分を多く含む媒体であり、電磁気学において知られる誘電体による電磁波の波長短縮効果が顕著になる。そのため結果的に電気力線が誘引されて集中することから、信号の電磁波エネルギーが増幅されるわけではないものの、ＲＦＩＤタグ２０を水に入れた場合と同様に、実質的には感度が向上したのと同様の効果を生じさせることができる。

【0033】

以上に説明したように、本発明の一実施の形態であるＲＦＩＤタグ組込リングによれば、リング１０の内周面側に切欠き１１を設け、この部分にＲＦＩＤタグ２０を、リング１０の中心軸方向と概ね直交するように「縦置き」して組み込む。これにより、リング１０の美感を極力損なわず、デザインの自由度を確保するとともに、ＲＦＩＤタグ２０に対する衝撃や攻撃等による影響を受けにくくすることができる。また、人に装着した場合に、指や腕の水分の誘電体としての効果により、通信感度を向上させることができる。

【0034】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、上記の実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記の実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0035】

例えば、本実施の形態では、リング１０の内周面側に切欠き１１を設けてＲＦＩＤタグ２０を組み込んでいるが、美観に与える影響を無視できる場合などでは、リング１０の外周面側や他の位置に切欠きを設けてＲＦＩＤタグ２０を「縦置き」して組み込むことも可能である。また、本実施の形態では、リング１０の内周面側に設けた切欠き１１をリング１０の外周面側に貫通しないように形成しているが、美観に与える影響を無視できる場合などでは、外周面側に貫通させてもよい。例えば、切欠き１１が貫通した位置の外周面側に宝石を取り付け、当該宝石に対してリング１０の内側から光を照射するための採光孔として、貫通した切欠き１１を積極的に利用することもできる。

【産業上の利用可能性】

【0036】

本発明は、リングもしくはリングを装着した人を個体管理するためのＲＦＩＤタグ組込リングに利用可能である。

【符号の説明】

【0037】

１０…リング、１１…切欠き、１２…誘導電流、１３…磁力線、
２０…ＲＦＩＤタグ、２１…ＩＣチップ、２２…コイルアンテナ、２３…誘導電流、
３０…リーダライタ装置、３１…放射電波。

【図1】

【図2】