特開 2024-29979 ＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー、および光の放射照度の決定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024029979

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】ＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー、および光の放射照度の決定方法

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/07 20060101AFI20240229BHJP

   G06K 19/077 20060101ALI20240229BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20240229BHJP

   H01Q 1/38 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

G06K19/07 170

G06K19/077 280

H01Q1/24 Z

H01Q1/38

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022132488

(22)【出願日】2022-08-23

(71)【出願人】

【識別番号】523107477

【氏名又は名称】渡辺 明

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 明

【テーマコード（参考）】

5J046

5J047

【Ｆターム（参考）】

5J046AB13

5J047AB07

(57)【要約】

【課題】入射した光の放射照度を定量的に測定できる、放射照度計としての機能を備えたＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー、および光の放射照度の決定方法を提供する。
【解決手段】インピーダンス整合部３０が、インピーダンス整合部絶縁基材１１の上に設けられ、環状の開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１と、開口５０の近傍で、インピーダンス整合部導体パターン３１と電気的に接続されたＩＣチップ２０とからなる。アンテナ部導体パターン３２が、インピーダンス整合部３０から第１端部まで第１方向に延伸し、さらにインピーダンス整合部３０から第２端部まで第２方向に延伸している。光検出器２１が、インピーダンス整合部導体パターン３１の第１方向の端部と、インピーダンス整合部導体パターン３１の第２方向の端部とに電気的に接続され、ＩＣチップ２０と並列回路を形成している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁層と、
前記絶縁層の上に設けられ、環状の開口を有する導体パターンと、前記開口の近傍で、前記導体パターンと電気的に接続されたＩＣチップとからなるインピーダンス整合部と、
前記インピーダンス整合部から第１方向および第２方向に延伸するアンテナ導体部と、
前記環状の開口を有する前記導体パターンの前記第１方向の端部と、前記環状の開口を有する前記導体パターンの前記第２方向の端部とに電気的に接続され、前記ＩＣチップと並列回路を形成する光検出器とを、
有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。

【請求項2】

絶縁層と、
前記絶縁層の上に設けられ、環状の第１の開口を有する第１の導体パターンと、前記第１の開口の近傍で、前記第１の導体パターンと電気的に接続されたＩＣチップとからなるインピーダンス整合部と、
前記インピーダンス整合部の前記第１の導体パターンに隣接して設けられた、環状の第２の開口を有する第２の導体パターンと、
前記インピーダンス整合部から第１方向および第２方向に延伸するアンテナ導体部と、
前記第２の導体パターンと電気的に接続された光検出器とを、
有することを特徴とするＲＦＩＤタグ。

【請求項3】

使用周波数がＵＨＦ帯の周波数であることを特徴とする請求項１または２記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項4】

請求項１記載のＲＦＩＤタグを有し、
前記光検出器への光入射により生じる前記インピーダンス整合部のインピーダンス変化を、前記ＩＣチップから無線通信でＲＦＩＤリーダー・ライターへ送信されるセンサーコードＳの変化として検知するよう構成されていることを
特徴とするパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー。

【請求項5】

請求項２記載のＲＦＩＤタグを有し、
前記光検出器への光入射により生じる前記インピーダンス整合部のインピーダンス変化を、前記ＩＣチップから無線通信でＲＦＩＤリーダー・ライターへ送信されるセンサーコードＳの変化として検知するよう構成されていることを
特徴とするパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー。

【請求項6】

前記第１の開口の面積と前記第２の開口の面積との比や、それぞれの面積の大きさによって、前記ＩＣチップから無線通信で前記ＲＦＩＤリーダー・ライターに送信されるセンサーコードＳの大きさや変化範囲を制御可能に構成されていることを特徴とする請求項５記載のパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー。

【請求項7】

請求項１記載のＲＦＩＤタグを有し、
前記光検出器へ入射した光の放射照度の変化を、前記ＩＣチップから無線通信でＲＦＩＤリーダー・ライターへ送信されるリーダーＲＳＳＩの変化として検知するよう構成されていることを
特徴とするパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー。

【請求項8】

請求項２記載のＲＦＩＤタグを有し、
前記光検出器への光入射を、前記ＩＣチップから無線通信でＲＦＩＤリーダー・ライター送信されるリーダーＲＳＳＩの変化として検知するよう構成されていることを
特徴とする記載のパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー。

【請求項9】

前記光検出器がフォトトランジスタであることを特徴とする請求項４記載のパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー。

【請求項10】

前記光検出器がフォトトランジスタであることを特徴とする請求項５記載のパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー。

【請求項11】

請求項４乃至６のいずれか１項に記載のパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーを用いた光の放射照度の決定方法であって、
前記光検出器へ入射した光の放射照度と、前記放射照度の光により生じる前記センサーコードＳの値の変化との間の関係を示す検量線をあらかじめ作成しておき、前記センサーコードＳの測定値から、前記検量線を用いて、前記光検出器へ入射した光の前記放射照度を決定することを
特徴とする光の放射照度の決定方法。

【請求項12】

請求項７または８記載のパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーを用いた光の放射照度の決定方法であって、
前記光検出器へ入射した光の放射照度と、前記放射照度の光により生じる前記リーダーＲＳＳＩの値の変化との間の関係を示す検量線をあらかじめ作成しておき、前記リーダーＲＳＳＩの測定値から、前記検量線を用いて、前記光検出器へ入射した光の前記放射照度を決定することを
特徴とする光の放射照度の決定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー、および光の放射照度の決定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電磁界や電波を用いて非接触でデータの送受信を行い、それらのデータによって認証を行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術は、複数のＲＦＩＤタグを離れた位置から一括で読み込むことができ、また、ＲＦＩＤタグのＩＣに書き込まれた個々のユニークな識別情報から、受信したデータがどのＲＦＩＤタグからのものであるかを判別することができる。

【0003】

複数のタグを一括で読み込むことができることは、ＲＦＩＤ技術のメリットではあるが、一方、複数のタグのなかで特定の一つだけのタグの情報を読み込もうとした場合には、判別が難しくなってしまうという問題がある。そこで、このような問題の解決を図るために、従来、ＲＦＩＤタグの識別機能と、光検出器とを組み合わせたシステムが提案されている（例えば、特許文献１乃至４参照）。

【0004】

これらのシステムでは、例えば、光検出器を備えた複数のＲＦＩＤタグのうち、所定の場所に位置するＲＦＩＤタグの光検出器に対してのみ光を照射し、光検出器が光を検出したか否かを示す光検出情報をＲＦＩＤリーダー・ライターに送信することで、所定の場所に位置するＲＦＩＤタグのみの情報を得ることができるものがある（例えば、特許文献１および４参照）。

【0005】

このようなシステムにおいては、光検出器が光を検出したか否かを判別するための閾値または基準値が設定され、その設定値と光検出器からの信号との比較によって、所定の場所に位置するＲＦＩＤタグの情報を得ている（例えば、特許文献２および３参照）。

【0006】

これらのシステムでは、閾値以上の光を検出した光検出器の位置情報が、複数のＲＦＩＤタグのうちの特定のタグを判別し、そのタグの情報のみを受信するために利用されている。

【0007】

これらのシステムにおいては、例えば、発電用デバイスやＲＦ波の整流器が備えられ、それらからの直流電力によって、光検出器が駆動されている（例えば、特許文献２および４参照）。

【0008】

これらのシステムにおいては、光検出器からの信号を受けるＲＦＩＤタグに関しては、限定されてはいないが、市販のＲＦＩＤタグ等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００８／０２９７３２３号明細書

【特許文献2】欧州特許出願公開第２３３３７０１号明細書

【特許文献3】特開２００７－２６４７９９号公報

【特許文献4】特許第６５３１６５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

近年、ＲＦＩＤ技術の医療・介護分野への応用が検討されており、ＲＦＩＤタグの濡れによる特性変化を、排尿検知センサーとして用いたおむつ等が開発されている。電池や外部電源を必要としないウェアラブルなパッシブ型ＲＦＩＤタグセンサーは、低装着負荷のデバイスとして、医療・介護分野で今後の普及が期待されている。排尿検知のみならず、尿や排出物中の混入成分の検査をパッシブ型ＲＦＩＤタグセンサーで行うことができれば、医療・介護現場での負荷低減につながると考えられる。例えば、尿中の血尿や潜血等の成分変化を、透過率変化から検知することを考えた場合に必要となるのは、光源としてのパッシブ型ＬＥＤタグおよび受光素子としてのパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーである。パッシブ型ＬＥＤタグは既に実現されているが、このようなパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーはまだ存在していない。

【0011】

このようなパッシブ型ＲＦＩＤタグセンサーにおいては、特許文献１乃至４に記載のような、従来のＲＦＩＤタグと光検出器とを組み合わせたシステムとは異なる特性が必要となる。従来のＲＦＩＤタグと光検出器とを組み合わせたシステムにおいては、閾値または基準値が設定され、その設定値と光検出器からの信号との比較によって、光検出器が光を検出したか否かが判断される。これは、光検出器が光を検出したか否かの、二値的な判定になる。

【0012】

これに対して、尿中の血尿や潜血等の成分変化を、透過率変化から観察することを考えた場合には、透過率の変化に伴う、光検出器へ入射する光の放射照度の変化を、定量的に検知する必要がある。すなわち、光検出器が光を検出したか否かの、二値的な判定ではなく、入射する光の放射照度を定量的に測定できる、放射照度計としての機能を備えたパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーが必要であるという課題があった。

【0013】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、入射した光の放射照度を定量的に測定できる、放射照度計としての機能を備えたＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー、および光の放射照度の決定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明者は、以下のような検討を行い、本発明に至った。すなわち、従来のＲＦＩＤタグと光検出器とを組み合わせたシステムにおいては、光電効果を生じる半導体等からなる発電用デバイスやＲＦ波の整流器が備えられ、光検出器は、それらからの直流電力によって駆動され、また、光検出器を制御し、その信号を通信部に送るための電子回路を備えたものであった。これに対し、本発明では、ウェアラブルな用途やディスポーザブルな用途を想定していることから、上記のような付帯的な構成要素を有しない簡便で低コストの構造のものが好ましく、さらに、フレキシブルで薄型なタグであることが好ましい。このため、光検出器は、ＲＦＩＤタグの構成要素であるＩＣチップを備えたインピーダンス整合部もしくはアンテナ部に、電気的に直接に接続され、光検出器駆動用の直流電源や制御用の電子回路を必要としない構造が好ましい。

【0015】

インピーダンス整合部は、ＩＣチップとアンテナ部との間でのインピーダンス整合をとるためのもので、ＩＣチップとアンテナ部との間で、インピーダンス整合が取れていない場合には、信号の反射が起こってしまい、ＲＦＩＤタグの通信障害や通信距離の低下が起こる。インピーダンス整合部は、誘電性を有する基材の上に形成された、開口を有する環状の導体パターンからなっており、開口の大きさや形状によって、複素インピーダンスの虚部（リアクタンス）を制御することで、ＩＣチップとのインピーダンス整合を取っている。

【0016】

このような特性を有したインピーダンス整合部に、光照射によって抵抗値が変化するような光検出器を接続した場合、光照射に伴いインピーダンス整合部のインピーダンスが変わり、ＩＣチップとアンテナ部との間でのインピーダンス整合状態が変化することになる。

【0017】

ＩＣチップとアンテナ部との間でのインピーダンス整合状態の変化によって、反射によって有効に利用されなくなる信号の割合が変わることから、ＲＦＩＤタグのＩＣチップからＲＦＩＤリーダー・ライターへ送信される信号の情報が変化することになる。

【0018】

ＲＦＩＤリーダー・ライターへ送信される情報としては、識別情報の他に、ＲＦＩＤリーダー・ライターがＲＦＩＤタグから受信している電力に関わる値であるリーダーＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）がある。また、或る種のＩＣチップにおいては、ＩＣチップ自体のオートチューニング機構によって変化したインピーダンス値に関わる情報であるセンサーコードＳや、ＩＣチップが受けている電力に係る情報であるオンチップＲＳＳＩの変化を知ることができる。

【0019】

これらの情報のうちで、ＲＳＳＩ（ｄＢｍ）は、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダー・ライターのアンテナとの間の距離や、それらの間に存在する障害物、さらにはＲＦＩＤタグの配向やＲＦＩＤリーダー・ライターのアンテナの配向などで変化することから、光検知に用いることはできるものの、入射した光の放射照度を定量的に測定するための放射照度計としての用途を考えた場合には、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤリーダー・ライターおよびアンテナとの設置条件を一定にする必要があるなどの制約がある。

【0020】

これに対して、センサーコードＳは、インピーダンス整合部の形状や大きさ、材質によって決まるものであり、入射光の放射照度を定量的に測定する放射照度計のための情報として好適なものである。

【0021】

光検出器は、光伝導型の検出器であってもよいし、光起電型の検出器であってもよく、フォトレジスタ、フォトトランジスタ、およびフォトダイオード等が利用できる。インピーダンス整合部に接続して、光照射によるインピーダンス変化を計測する場合には、光照射によって抵抗値変化の起こる、フォトレジスタおよびフォトトランジスタが好適である。

【0022】

以上の検討結果から、第１の本発明に係るＲＦＩＤタグは、絶縁層と、前記絶縁層の上に設けられ、環状の開口を有する導体パターンと、前記開口の近傍で、前記導体パターンと電気的に接続されたＩＣチップとからなるインピーダンス整合部と、前記インピーダンス整合部から第１方向および第２方向に延伸するアンテナ導体部と、前記環状の開口を有する前記導体パターンの前記第１方向の端部と、前記環状の開口を有する前記導体パターンの前記第２方向の端部とに電気的に接続され、前記ＩＣチップと並列回路を形成する光検出器とを、有することを特徴とする。

【0023】

また、第１の本発明に係るパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーは、第１の本発明に係るＲＦＩＤタグを有し、前記光検出器への光入射により生じる前記インピーダンス整合部のインピーダンス変化を、前記ＩＣチップから無線通信でＲＦＩＤリーダー・ライターへ送信されるセンサーコードＳの変化として検知するよう構成されていることを特徴とする。あるいは、第１の本発明に係るパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーは、前記光検出器へ入射した光の放射照度の変化を、前記ＩＣチップから無線通信でＲＦＩＤリーダー・ライターへ送信されるリーダーＲＳＳＩの変化として検知するよう構成されていてもよい。

【0024】

第２の本発明に係るＲＦＩＤタグは、絶縁層と、前記絶縁層の上に設けられ、環状の第１の開口を有する第１の導体パターンと、前記第１の開口の近傍で、前記第１の導体パターンと電気的に接続されたＩＣチップとからなるインピーダンス整合部と、前記インピーダンス整合部の前記第１の導体パターンに隣接して設けられた、環状の第２の開口を有する第２の導体パターンと、前記インピーダンス整合部から第１方向および第２方向に延伸するアンテナ導体部と、前記第２の導体パターンと電気的に接続された光検出器とを、有することを特徴とする。

【0025】

また、第２の本発明に係るパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーは、第２の本発明に係るＲＦＩＤタグを有し、前記光検出器への光入射により生じる前記インピーダンス整合部のインピーダンス変化を、前記ＩＣチップから無線通信でＲＦＩＤリーダー・ライターへ送信されるセンサーコードＳの変化として検知するよう構成されていることを特徴とする。あるいは、第２の本発明に係るパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーは、前記光検出器への光入射を、前記ＩＣチップから無線通信でＲＦＩＤリーダー・ライター送信されるリーダーＲＳＳＩの変化として検知するよう構成されていてもよい。

【0026】

第２の本発明に係るパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーは、前記第１の開口の面積と前記第２の開口の面積との比や、それぞれの面積の大きさによって、前記ＩＣチップから無線通信で前記ＲＦＩＤリーダー・ライターに送信されるセンサーコードＳの大きさや変化範囲を制御可能に構成されていてもよい。

【0027】

第１および第２の本発明に係るＲＦＩＤタグは、使用周波数がＵＨＦ帯の周波数であることが好ましい。また、第１および第２の本発明に係るパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーは、前記光検出器がフォトトランジスタであることが好ましい。

【0028】

第１の光の放射照度の決定方法は、第１および第２の本発明に係るパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーのうち、センサーコードＳの変化を検知するパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーを用いた光の放射照度の決定方法であって、前記光検出器へ入射した光の放射照度と、前記放射照度の光により生じる前記センサーコードＳの値の変化との間の関係を示す検量線をあらかじめ作成しておき、前記センサーコードＳの測定値から、前記検量線を用いて、前記光検出器へ入射した光の前記放射照度を決定することを特徴とする。

【0029】

第２の光の放射照度の決定方法は、第１および第２の本発明に係るパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーのうち、リーダーＲＳＳＩの変化を検知するパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーを用いた光の放射照度の決定方法であって、前記光検出器へ入射した光の放射照度と、前記放射照度の光により生じる前記リーダーＲＳＳＩの値の変化との間の関係を示す検量線をあらかじめ作成しておき、前記リーダーＲＳＳＩの測定値から、前記検量線を用いて、前記光検出器へ入射した光の前記放射照度を決定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、入射した光の放射照度を定量的に測定できる、放射照度計としての機能を備えたＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサー、および光の放射照度の決定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ（形状Ａ）の（ａ）平面図、（ｂ）断面図である。

【図2】本発明の実施の形態１および３に係るＲＦＩＤタグ（形状Ｂ）の（ａ）平面図、（ｂ）インピーダンス整合部付近を拡大した平面図、（ｃ）その断面図、（ｄ）アンテナ部導体パターンの平面図である。

【図3】（ａ）本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの、光検出器であるＣｄＳフォトレジスタ、（ｂ）本発明の実施の形態３に係るＲＦＩＤタグの、光検出器であるフォトトランジスタ、（ｃ）本発明の実施の形態３に係るＲＦＩＤタグの、小型・薄型のフォトトランジスタの、平面図および正面図である。

【図4】本発明の実施の形態に係るＲＦＩＤタグの、光照射下でのＲＦＩＤリーダー・ライターによる測定方法を示す斜視図である。

【図5】本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ（形状Ａ、Ｌ１＝１０ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、光検出器：フォトレジスタ ＣｄＳセル）の、異なる通信距離での、センサーコードＳと放射照度との関係を示すグラフである。

【図6】本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ（形状Ａ、Ｌ１＝１０ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、光検出器：フォトレジスタ ＣｄＳセル）の、異なる通信距離での、リーダーＲＳＳＩと放射照度との関係を示すグラフである。

【図7】本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ（形状Ａ、光検出器：フォトレジスタ ＣｄＳセル）のアンテナ長Ｌ１と（ａ）センサーコードＳ、（ｂ）リーダーＲＳＳＩとの関係を示すグラフである。

【図8】本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ（形状Ａ、Ｌ１＝５ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、光検出器：フォトレジスタ ＣｄＳセル）の、ＬＥＤ光（波長：３９０ｎｍ、放射照度：２４．０ｍＷ／ｃｍ^２）のオンオフに伴う（ａ）センサーコードＳ、（ｂ）リーダーＲＳＳＩの変化を示すグラフである。

【図9】本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ（形状Ａ、Ｌ１＝５ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、光検出器：フォトレジスタ ＣｄＳセル）の、ＬＥＤ光（波長：５５０ｎｍ、放射照度：６．０ｍＷ／ｃｍ^２）のオンオフに伴う（ａ）センサーコードＳ、（ｂ）リーダーＲＳＳＩの変化を示すグラフである

【図10】本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ（形状Ａ、Ｌ１＝５ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、光検出器：フォトレジスタ ＣｄＳセル）の、ＬＥＤ光（波長：６２０ｎｍ、放射照度：２．５ｍＷ／ｃｍ^２）のオンオフに伴う（ａ）センサーコードＳ、（ｂ）リーダーＲＳＳＩの変化を示すグラフである

【図11】本発明の実施の形態３に係るＲＦＩＤタグ（形状Ａ、Ｌ１＝１０ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、図３（ｂ）に示す光検出器、通信距離ＣＬ＝１５ｃｍ）の、（ａ）センサーコードＳと放射照度、（ｂ）リーダーＲＳＳＩと放射照度との関係を示すグラフである。

【図12】本発明の実施の形態３に係るＲＦＩＤタグ（形状Ｃ、Ｌ１＝７．５ｃｍ，Ｌ２＝７．５ｃｍ、図３（ｃ）に示す光検出器、通信距離ＣＬ＝２５ｃｍ）の、（ａ）センサーコードＳと放射照度、（ｂ）リーダーＲＳＳＩと放射照度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。また、理解の容易のため、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向、ならびに、同一および等しいなどの用語には、実施形態の作用および効果を損なわない程度のずれが許容される。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。

【0033】

本発明の実施の形態のパッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーは、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの構成要素である、インピーダンス整合部、ＩＣチップ、および放射導体からなるアンテナ部に加えて、インピーダンス接合部に電気的に接続された光検出器を備える。

【0034】

インピーダンス整合部に電気的に接続された光検出器は、光照射による抵抗値の変化によって、インピーダンス整合部のインピーダンスの変化を生じさせ、ＩＣチップからＲＦＩＤリーダー・ライターに無線送信される情報から、光検出器に入射した光の放射照度に関する情報を得る。

【0035】

その情報としては、センサーコードＳおよびリーダーＲＳＳＩを用いることができ、あらかじめ、それらの情報と入射した光の放射照度との間の関係に係る検量線を作成しておくことで、光検出器へ入射した光の放射照度を決定する。

【0036】

次に、ＲＦＩＤタグ光センサーの各要素を詳述する。

【0037】

［実施の形態１］
図１は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（形状Ａ）１０１の平面図および断面図である。ＲＦＩＤタグ１０１は、絶縁基材１０、インピーダンス整合部絶縁基材１１と開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１とＩＣチップ２０とから構成されるインピーダンス整合部３０、アンテナ部導体パターン３２、および光検出器２１を備える。

【0038】

絶縁基材１０およびインピーダンス整合部絶縁基材１１は、板状又はフィルム状の部材で、その表面には導体層が形成されており、平面視で、インピーダンス整合部３０の開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１およびアンテナ部導体パターン３２の形状に、それぞれ加工されている。

【0039】

図１では、インピーダンス整合部３０の開口５０の形状は、Ｘ軸方向に平行な一対の長辺と、Ｙ軸方向に平行な一対の短辺とを有する略四辺形である。しかし、開口５０の形状は、図示の形態に限られず、例えば、Ｘ軸方向に平行な一対の短辺と、Ｙ軸方向に平行な一対の長辺とを有する略四辺形でもよい。開口５０の形状である略四辺形には、完全な四辺形が含まれてもよい。ここでの“略”とは、角又は辺が丸みを帯びていることを表す。四辺形には、長方形、ひし形、平行四辺形、正方形が含まれてもよい。開口５０の形状は、四辺形以外の多角形、円形、楕円でもよい。

【0040】

図１では、アンテナ部導体パターン３２の形状は、平面視で、略四辺形となっている。しかし、アンテナ部導体パターン３２の形状は、図示の形態に限定されず、例えば、複数の折れ曲がりを有するメアンダライン型の形状であってもよい。また、メアンダライン型形状における屈曲の回数や、メアンダラインの幅、およびＸ軸方向とＹ軸方向の幅は限定されない。なお、アンテナ部導体パターン３２が、アンテナ導体部を成している。

【0041】

絶縁基材１０およびインピーダンス整合部絶縁基材１１の材質は、特に限定はされないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ素化樹脂共重合体、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリエステルスルフォン、ポリエーテルイミド、環状ポリオレフィン、ブロム化フェノキシ樹脂、ノルボルネン樹脂、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリアセタール等の樹脂基材や、紙基材等、紙フェノール基材、紙エポキシ基材、ガラスコンポジット基材、ガラスエポキシ基材等の複合基材等が挙げられる。可撓性の観点からは、樹脂基材や紙基材等が好ましい。絶縁基材１０の厚さは、その柔軟性、強度の観点から、４～１０００μｍが好ましく、８～１５０μｍがより好ましい。

【0042】

インピーダンス整合部３０の開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１およびアンテナ部導体パターン３２の材質は、特に限定はされないが、導電性を有する導体から形成される。例えば、アルミニウム、銅、金、白金、銀、ニッケル、クロム、亜鉛、鉛、タングステン、鉄等の金属であってもよい。インピーダンス整合部導体パターン３１およびアンテナ部導体パターン３２の材質は、酸化スズもしくはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の金属酸化物、金、銀もしくは銅等の金属ナノワイヤーを用いた導電膜、樹脂に金属粉や導電性カーボン材料を混合した導電性樹脂混合物、または導電性樹脂のフィルム等であってもよい。インピーダンス整合部導体パターン３１およびアンテナ部導体パターン３２の厚さは、柔軟性、強度の観点から、０．０１～１０００μｍが好ましく、１～１００μｍがより好ましい。

【0043】

ＩＣチップ２０は、インピーダンス整合部３０の開口５０の近傍で、インピーダンス整合部導体パターン３１に電気的に接続された半導体部品である。ＩＣチップ２０は、ＲＦＩＤタグ１０１の外部に存在するＲＦＩＤリーダー・ライター等の通信機器との間で、所定の情報を、アンテナ部導体パターン３２によって送受信するように構成されている。

【0044】

ＩＣチップ２０は、インピーダンス整合部３０の開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１と同層に配置されてもよいし、開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１とは異なる層に配置されてもよい。ＩＣチップ２０は、開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１に引き出し線を介して電気的に接続されてもよいし、開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１に設けられた電極に実装されてもよい。ＩＣチップ２０は、開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１に形成されたスリット又は切り欠きを跨ぐように配置されてもよい。

【0045】

図１に示されるように、ＲＦＩＤタグ（形状Ａ）１０１においては、光検出器２１は、図３（ａ）に示す光検出器リードピン４０を介して、インピーダンス整合部導体パターン３１に電気的に接続されている。光検出器２１は、光検出器リードピン４０によって両側から支えられて、宙に浮いた構造となっている。

【0046】

図２は、図３（ｃ）に示す光検出器２１を備えたＲＦＩＤタグ１０２（形状Ｂ）の平面図および断面図である。形状ＢのＲＦＩＤタグ１０２においては、光検出器２１は、インピーダンス整合部３０の開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１に隣接して設けられた、第２の環状の開口５１を有する開口部導体パターン３３に接続されている。光検出器２１は、第２の環状の開口５１を有する開口部導体パターン３３の切り欠きを跨ぐように配置されている。

【0047】

図１および図２では、インピーダンス整合部導体パターン３１およびアンテナ部導体パターン３２は、接触した配置で図示されているが、インピーダンス整合部導体パターン３１とアンテナ部導体パターン３２とは、同種の導体からなる連結した構造でもよく、異なる導体からなる構造でもよく、導電性ペーストで接続した構造でもよく、また、接着材、粘着剤、もしくは粘着テープ等を用いて固定した構造でもよい。

【0048】

図１に示されるＲＦＩＤタグ１０１および図２に示されるＲＦＩＤタグ１０２においては、インピーダンス整合部３０およびアンテナ部導体パターン３２等を覆う不図示の絶縁層を備えてもよい。

【0049】

図４は、光照射下でのＲＦＩＤリーダー・ライターによるＲＦＩＤタグ測定方法を示す概念図である。図４に示すように、測定装置７０は、ＲＦＩＤリーダー・ライター７１と、ＲＦＩＤリーダー・ライター７１のアンテナ７２とを有する。通信距離ＣＬは、アンテナ７２の表面と、ベースプレート７４に設けられたＲＦＩＤタグ７３のＩＣチップとの間の距離となる

【0050】

図４に示す測定系において、ＲＦＩＤリーダー・ライター７１の反対側に配置した光源７５からの光の放射照度を、種々の透過率の減光フィルター７６を１枚あるいは複数枚用いて変化させ、ＲＦＩＤタグ７３の光検出器に照射した。この時の放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）をパワーメータで測定し、その放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）でＲＦＩＤタグ７３の光検出器が照射された時の、ＩＣチップ２０からの情報（センサーコードＳおよびリーダーＲＳＳＩ）をＲＦＩＤリーダー・ライター７１で無線受信して、センサーコードＳと放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係、およびリーダーＲＳＳＩ（ｄＢｍ）と放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係に係る検量線の作成を行った。光源７５としては、キセノンランプからなる疑似太陽光源を用いた。ＲＦＩＤタグ７３への光照射においては、インピーダンス整合部の表面および裏面を黒色ビニールテープで覆うことで、光検出器のみに光が照射されるようにした。

【0051】

図５は、ＲＦＩＤタグ７３として、ＲＦＩＤタグ１０１（形状Ａ、Ｌ１＝１０ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、光検出器：フォトレジスタ ＣｄＳセル）を用いたときの、センサーコードＳと光検出器への入射光の放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係を示すグラフである。図５のａのデータは、通信距離ＣＬ：３７ｃｍ（タグの設置位置の高さ：ＲＦＩＤリーダー・ライター７１のアンテナ７２の中央部）の場合のプロットであり、図５のｂのデータは、通信距離ＣＬ：１１ｃｍ（タグの設置位置の高さ：ＲＦＩＤリーダー・ライター７１のアンテナ７２の中央部から１１ｃｍ下方）の場合のプロットであるが、ＲＦＩＤタグ７３の設置位置の違いにもかかわらず、センサーコードＳと放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係は、一致したものとなっている。

【0052】

図５のようなセンサーコードＳと放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係の検量線をあらかじめ作成しておくことで、センサーコードＳの計測値から、光検出器への入射光の放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）を求めることができる。

【0053】

図５に実線の曲線で示す検量線は、下記の数式（１）により得られる。放射照度とセンサーコードＳとの関係は非線形であることから、下記の数式を用いた二重指数波形への曲線近似によって検量線を得た。

【0054】

【数1】

【0055】

この数式（１）において、ｘは放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）であり、ｙはＲＦＩＤタグ光センサーからの情報である、センサーコードＳもしくはリーダーＲＳＳＩである。ｙ_０、ｘ_０、Ａ_１、Ａ_２、τ_１、およびτ_２は、二重指数波形への曲線近似におけるパラメータである。

【0056】

図６は、センサーコードＳと同時に測定したリーダーＲＳＳＩの放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）依存性を示したグラフである。数式（１）により得た検量線を実線の曲線で示した。ＲＦＩＤタグの設置位置の違いによって、リーダーＲＳＳＩと放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係が違っているが、これは、ＲＦＩＤタグ７３とＲＦＩＤリーダー・ライター７１のアンテナ７２との距離や位置関係によって、ＲＦＩＤタグ７３が受けるＲＦ波の電力に違いがあり、これによってＲＦＩＤタグ７３のＩＣチップからＲＦＩＤリーダー・ライター７１に送信される情報となるリーダーＲＳＳＩに違いが生じるからである。

【0057】

リーダーＲＳＳＩを情報とした場合でも、ＲＦＩＤタグ７３とＲＦＩＤリーダー・ライター７１のアンテナ７２との距離や位置関係が一定である場合には、リーダーＲＳＳＩと放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）の関係をあらかじめ測定して作成した検量線から、光検出器への入射光の放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）を求めることができるが、測定条件としてはそれが難しい場合が多い。そのような場合には、ＲＦＩＤタグ７３のインピーダンス整合部のインピーダンスに係る情報である、センサーコードＳを用いた放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）の観測が好ましい。

【0058】

これまでのＲＦＩＤタグ７３で使われているＩＣチップでは、センシング用の情報としてはリーダーＲＳＳＩが取得できるのみであった。ＲＦＩＤリーダー・ライター７１のアンテナ７２との間の距離や、それらの間に存在する障害物、さらにはＲＦＩＤタグ７３の配向やＲＦＩＤリーダー・ライター７１のアンテナ７２の配向で変化してしまうリーダーＲＳＳＩでは、光の有無を二値的に判断することは可能であったものの、入射する光の放射照度を定量的に測定することは困難であった。入射する光の放射照度を定量的に測定するためには、ＲＦＩＤタグ７３のインピーダンス整合部に固有のインピーダンス値の変化を利用することが有効な手法である。本発明の実施の形態１では、ＲＦＩＤタグ７３のインピーダンス整合部のインピーダンス値に係る情報であるセンサーコードＳの計測が可能となっているＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ用ＩＣチップ２０を用いることで、パッシブ型ＲＦＩＤタグ光センサーによる放射照度計測を実現した。

【0059】

図７は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（形状Ａ）１０１において、アンテナ長Ｌ１を変化させた場合の、センサーコードＳ（図７（ａ））およびリーダーＲＳＳＩ（図７（ｂ））を示したグラフである。ＲＦＩＤタグ１０１のインピーダンス整合部のインピーダンスに係る情報である、センサーコードＳにおいては、変化が無く一定であるのに対して、ＲＦＩＤリーダー・ライター７１がＲＦＩＤチップにから受信する信号の強度に係る情報である、リーダーＲＳＳＩは、アンテナ長Ｌ１が短くなるに従って顕著な減少を示した。この結果も、センサーコードＳを用いた放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）の観測が好ましい手法であることを示している。

【0060】

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２の説明において、実施の形態１と同様の構成、作用および効果についての説明は、実施の形態１の説明を援用することで省略又は簡略する。実施の形態２においては、光源として、単色性の高い種々波長のＬＥＤ光源を用いて、ＲＦＩＤタグ光センサーの応答特性を示す。

【0061】

図８は、ＲＦＩＤタグ１０１（形状Ａ、Ｌ１＝５ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、光検出器：フォトレジスタ ＣｄＳセル）へのＬＥＤ光照射（波長：３９０ｎｍ、放射照度：２４．０ｍＷ／ｃｍ^２）のオンオフに伴う（ａ）センサーコードＳおよび（ｂ）リーダーＲＳＳＩの変化（通信距離ＣＬ＝１０ｃｍ）を示す。青色ＬＥＤ光のオンオフによる、センサーコードＳおよびリーダーＲＳＳＩの変化が、再現性良く観測された。

【0062】

図８（ａ）に示すように、青色ＬＥＤ光の放射照度が２４．０ｍＷ／ｃｍ^２と高いにも関わらず、図５の疑似太陽光を光源とした場合の検量線から予想されるセンサーコードＳの変化量よりも小さくなっているのは、光検出器として用いたＣｄＳセルの３９０ｎｍでの分光感度特性が、５５０ｎｍ付近の最大値の略２０％と低くなっているからである。

【0063】

図９は、ＲＦＩＤタグ１０１（形状Ａ、Ｌ１＝５ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、光検出器：フォトレジスタ ＣｄＳセル）へのＬＥＤ光照射（波長：５５０ｎｍ、放射照度：６．０ｍＷ／ｃｍ^２）のオンオフに伴う（ａ）センサーコードＳおよび（ｂ）リーダーＲＳＳＩの変化（通信距離ＣＬ＝１０ｃｍ）を示す。緑色ＬＥＤ光のオンオフによる、センサーコードＳおよびリーダーＲＳＳＩの変化が、再現性良く観測された。

【0064】

図９（ａ）に示すように、緑色ＬＥＤ光の放射照度が６．０ｍＷ／ｃｍ^２と低いにも関わらず、図５の疑似太陽光を光源とした場合の検量線から予想されるセンサーコードＳの変化量よりも大きくなっているのは、光検出器として用いたＣｄＳセルの分光感度特性が、５５０ｎｍ付近で最大値となっているためである。

【0065】

図１０は、ＲＦＩＤタグ１０１（形状Ａ、Ｌ１＝５ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、光検出器：フォトレジスタ ＣｄＳセル）へのＬＥＤ光照射（波長：６２０ｎｍ、放射照度：２．５ｍＷ／ｃｍ^２）のオンオフに伴う（ａ）センサーコードＳおよび（ｂ）リーダーＲＳＳＩの変化（通信距離ＣＬ＝１０ｃｍ）を示す。赤色ＬＥＤ光のオンオフによる、センサーコードＳおよびリーダーＲＳＳＩの変化が、再現性良く観測された。

【0066】

このように、ＲＦＩＤタグ１０１（形状Ａ）は、簡易な構造のＬＥＤ光源を用いた場合にも、青色から赤色の広い波長範囲で高感度な応答特性を示した。

【0067】

［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３の説明において、実施の形態１および２と同様の構成、作用および効果についての説明は、実施の形態１および２の説明を援用することで省略又は簡略する。実施の形態３においては、光検出器２１として、図３（ｂ）および（ｃ）に示される、シリコン半導体系のフォトトランジスタを備えたＲＦＩＤタグ光センサーの特性を示す。

【0068】

図３（ｂ）に示されるように、フォトトランジスタである光検出器２１は、センサーヘッドと、２本の光検出器エミッタリードピン４０Ｅおよび光検出器コレクタリードピン４０Ｃとからなり、その形状は、図３（ａ）に示す光検出器２１のＣｄＳセルとほほ同様である。光検出器２１は、図１（ａ）および（ｂ）で示されるように、光検出器エミッタリードピン４０Ｅおよび光検出器コレクタリードピン４０Ｃによって両側から支えられて、宙に浮いた構造となっている。これに対して、図３（ｃ）に示すフォトトランジスタである光検出器２１は、図３（ａ）および（ｂ）に示す光検出器２１とは異なる小型・薄型のパッケージとなっている。

【0069】

図１１に、ＲＦＩＤタグ１０１（形状Ａ、Ｌ１＝１０ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、図３（ｂ）に示す光検出器、通信距離ＣＬ＝１５ｃｍ）のセンサーコードＳおよびリーダーＲＳＳＩと放射照度との関係を示した。数式（１）により得た検量線を実線の曲線で示した。光源としては、キセノンランプからなる疑似太陽光源を用いた。リーダーＲＳＳＩに比べて、放射照度の変化に対するセンサーコードＳの変化は高感度であったものの、光検出器としてＣｄＳセルを備えた場合に比べると、センサーコードＳの変化幅は小さなものであった。

【0070】

図１２には、図２に示すＲＦＩＤタグ１０２（形状Ｂ、Ｌ１＝７．５ｃｍ，Ｌ２＝７．５ｃｍ、図３（ｃ）に示す光検出器、通信距離ＣＬ＝２５ｃｍ）のセンサーコードＳおよびリーダーＲＳＳＩと放射照度との関係を示した。数式（１）により得た検量線を実線の曲線で示した。光源としては、キセノンランプからなる疑似太陽光源を用いた。開口５０に加えて、開口５１に光検出器２１を備えた、形状ＢのＲＦＩＤタグ１０２では、図３（ｂ）に示す光検出器を備えたＲＦＩＤタグ１０１に比べて、センサーコードＳは放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）の変化に対して、２倍以上の変化が示され、より高感度であった。

【0071】

図１１（ａ）および図１２（ａ）のグラフを比較すると、ＲＦＩＤタグ１０１（形状Ａ）とＲＦＩＤタグ１０２（形状Ｂ）とでは、放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）の変化に伴うセンサーコードＳの変化方向が逆になっている。これは、インピーダンス整合部３０に接続される光検出器２１の影響が、ＲＦＩＤタグ１０１（形状Ａ）とＲＦＩＤタグ１０２（形状Ｂ）とで異なるために起こる現象で、以下のように説明される。

【0072】

インピーダンス整合部導体パターン３１の開口の大きさおよび形状は、フリースペース（空気中に）に設置された、ＲＦＩＤタグのインピーダンス整合値として最適となるように設計されている。このようなインピーダンス整合部３０に、電気的に接続された光検出器２１は、ＲＦＩＤタグのインピーダンス整合においては、負の因子として働くことになる。センサーコードＳは、インピーダンス整合部３０近傍のインピーダンスの変化に対応したＩＣチップ２０のオートチューニング機構によって補償されたインピーダンスに係る値となっている。フリースペース（空気中）にあるＩＣチップ２０を備えたＲＦＩＤタグのセンサーコードは、通常２５０前後の値となり、周囲環境の変化によって変動する。

【0073】

光検出器２１を電気的にインピーダンス整合部３０に接続したＲＦＩＤタグでは、センサーコードＳはいずれも２５０の値からかなり外れた大きな値となっており、これは、ＲＦＩＤタグのインピーダンス整合においては、電気的に接続された光検出器２１が負の因子として働くためである。

【0074】

形状ＡのＲＦＩＤタグ１０１においては、図３（ａ）および（ｂ）に示す光検出器２１は、光検出器リードピン４０によって両側から支えられて、空気中に浮いた構造となっているため、誘電体である絶縁基材１０およびインピーダンス整合部絶縁基材１１との接触の影響はなく、光照射による光検出器２１の抵抗変化が、インピーダンス整合部３０のインピーダンスに影響を与える因子となる。図５、６、および１１に示されるように、放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）が高く光検出器２１の抵抗値が低い条件下ほど、センサーコードＳは減少し、同時に、ＩＣチップ２０からＲＦＩＤリーダー・ライターに送信される信号の強度に係る情報であるリーダーＲＳＳＩ（ｄＢｍ）の値は増加する。

【0075】

形状ＢのＲＦＩＤタグ１０２においては、図３（ｃ）に示す光検出器２１は、図２に示すように、インピーダンス整合部３０の開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１に隣接して設けられた、環状の開口５１を有する開口部導体パターン３３に接続されている。光検出器２１は、開口５１を有する開口部導体パターン３３の切り欠きを跨ぐように配置されている。光検出器２１に入射する光の放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）が高い条件下ほど光検出器２１の抵抗値は低くなり、光検出器２１の下の切り欠きによって電気的に分離されていた開口５１を有する開口部導体パターン３３は、より導通状態となる。これによって、誘電体である絶縁基材１０およびインピーダンス整合部絶縁基材１１と密着した開口部導体パターン３３からなる環状の開口５１に由来する、複素インピーダンスの虚部（リアクタンス）が増加するために、センサーコードＳは増加する。

【0076】

電気的に接続された光検出器２１が負の因子として働くのは、フリースペース（空気中）に設置されたＲＦＩＤタグのインピーダンス整合部３０が、最適なインピーダンスとなるように設計された場合であり、これを、光検出器２１を電気的に接続された状態で最適になるように設計することも可能である。開口５０の面積と環状の開口５１の面積との比や、それぞれの面積の大きさによって、センサーコードＳの大きさや変化範囲を制御することができる。また、開口５０の周囲に形成される複数の開口の数や大きさ、配置によっても、センサーコードＳの大きさや変化範囲を制御することができる。

【0077】

［具体例］
次に、本発明の実施の形態の具体的な実施例について説明する。本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。なお、具体例で使用した材料および装置は、以下のとおりである。

【0078】

［材料］
（１）アルミ箔／ＰＥＴ複合フィルム：パナック製；ＡＬ－ＰＥＴ９－１００、アルミ箔厚 ９μｍ、ＰＥＴ膜厚 １００μｍ。
（２）ＩＣチップ２０：ＡＸＺＯＮ社製；Magnus-S3、サイズ １．６ＢＳＣ×１．６ＢＳＣ、厚さ ０．３５ｍｍ。
（３）ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグＡ：Avery Dennison Smartrac社；Temperature Sensor Dogbone、ＩＣチップ：Axzon Magnus-S3、周波数帯:ＵＨＦ ８６０－９６０ＭＨｚ、ＩＣチップ：ＩＣチップ２０（Magnus-S3）。
（４）接着剤：コニシ株式会社製；ボンド ウルトラ多用途ＳＵ。
（５）伸縮性Ａｇペースト：ナミックス株式会社製；ＸＥ１８１Ｇ。
（６）図３（ａ）に示す光検出器：Nanyang Senba Optical&Electronic Co.,Ltd.製；フォトレジスタＣｄＳセル ＧＬ３５１６、サイズφ３ｍｍ、ピーク感度波長５４０ｎｍ。
（７）図３（ｂ）に示す光検出器：新日本無線社製；シリコンフォトトランジスタ ＮＪＬ７５０２Ｌ、リードピンタイプ、ピ－ク感度波長 ５６０ｎｍ。
（８）図３（ｃ）に示す光検出器：新日本無線社製；シリコンフォトトランジスタ ＮＪＬ７５０２Ｒ、小型・薄型パッケータイプ、パッケージ寸法 １．６×１．３×０．６５ｍｍ、ピ－ク感度波長 ５９０ｎｍ。
（９）吸収型固定式ＮＤ（減光）フィルター（可視光用）：シグマ光機株式会社製； ＡＮＤ－５０ｓ－７０、ＡＮＤ－５０ｓ－５０、ＡＮＤ－５０ｓ－４０、ＡＮＤ－５０ｓ－３０、ＡＮＤ－５０ｓ－２０、ＡＮＤ－５０ｓ－１３、ＡＮＤ－５０ｓ－１０、ＡＮＤ－５０ｓ－０５、ＡＮＤ－５０ｓ－０１。
（１０）青色ＬＥＤ：ジェネリックＬＥＤ社；３Ｗ、発光波長３９０ｎｍ。
（１１）緑色ＬＥＤ：ジェネリックＬＥＤ社；３Ｗ、発光波長５５０ｎｍ。
（１２）赤色ＬＥＤ：ジェネリックＬＥＤ社；３Ｗ、発光波長６２０ｎｍ。

【0079】

［装置］
（１３）ＵＨＦ帯 ＲＦＩＤリーダー・ライター：タカヤ株式会社製；ＵＴＲ－Ｓ２０１，特定小電力無線局タイプ、送信周波数 ９１６．８ＭＨｚ～９２３．２ＭＨｚ（１８チャンネル）、送信出力 １０ｄＢｍ（１０ｍＷ）～２４ｄＢｍ（２５０ｍＷ）、インターフェース ＵＳＢインターフェース基板ＴＲ３－ＩＦ－Ｕ１Ｃ。
（１４）ＵＨＦ帯外付けアンテナ（直線偏波型）：タカヤ株式会社製；ＵＴＲ－ＵＡ１７０９－１。
（１５）３５５ｎｍナノ秒パルスレーザー光源：Inngu laser社；Ｐｕｌｓｅ ３５５－３Ａ，３５５ｎｍ、３Ｗ、繰り返し周波数 ３０ｋＨｚ、パルス幅 １３ｎｓ。
（１６）ガルバノスキャナー：MASTER LASER社製；Ｍｏｄｅｌ ＧＨ２Ｄ１０Ｃ ｆ‐θレンズ焦点距離 １００ｍｍ、制御ソフトウェア ＢＪＪＣＺ社製 ＥｚＣＡＤ。
（１７）疑似太陽光源：ＡＢＥＴ社；１０５００。
（１８）パワーメータ：Ｏｐｈｉｒ社；パワーメータディスプレイ Ｎｏｖａ。
（１９）パワーメータヘッド：Ｏｐｈｉｒ社；高感度 サーマルセンサー １２Ａ－Ｐ―ＳＨ。
（２０）ワンボードマイコン：Arduino SRL社；Arduino Nano

【0080】

［ソフトウェア］
（２１）ＵＨＦ帯ＲＦＩＤリーダー・ライター用自作ソフトウェア：タカヤ株式会社ＵＴＲ通信プロトコルｖｅｒ１．１５とシリアルポート制御モジュールＥａｓｙＣｏｍｍとを用いて、Microsoft Excelから、ＲＦＩＤリーダー・ライターの制御およびデータ取得を行った。ＩＣチップ２０（Magnus-S3）からのリーダーＲＳＳＩの取得は、タカヤ株式会社ＵＴＲ通信プロトコルに従って行った。ＩＣチップ２０（Magnus-S3）からのセンサーコードＳの取得は、RFmicron社の資料（ＡＮ００２Ｆ４０：Reading Magnus（登録商標）-S Sensors）で公開されている、メモリーバンク（ＲＥＳＥＲＶＥＤ）、ワードアドレス（Ｃ_ｈ）、およびビット数（９）の情報に従って行った。
（２２）グラフ処理ソフト：WaveMetrics社；Igor Pro

【実施例0081】

［ＲＦＩＤタグの作成と測定方法］
図１に示すＲＦＩＤタグ（形状Ａ）１０１を、以下のように作成した。
ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグＡ（ＩＣチップ２０）から、開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１およびＩＣチップ２０を備える略四辺形のインピーダンス整合部絶縁基材１１（Ｘ軸方向長さＬ３：略１４ｍｍ、Ｙ軸方向幅Ｗ１：略６ｍｍ）からなるインピーダンス整合部３０を切り出した。インピーダンス整合部絶縁基材１１には、Ｚ軸方向の正側に、略四辺形の孔状の開口５０（Ｘ軸方向長さ：略７．９ｍｍ、Ｙ軸方向幅：略２．７ｍｍ、四隅の半径：略０．５ｍｍ）を有した、アルミニウムからなるインピーダンス整合部導体パターン３１（Ｘ軸方向：略１４ｍｍ、Ｙ軸方向：略4．７ｍｍ）が備えられている。

【0082】

次に、インピーダンス整合部絶縁基材１１の開口５０を有するインピーダンス整合部導体パターン３１を覆っていた、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグＡ（ＩＣチップ２０）の絶縁層を除去してアルミニウムからなるインピーダンス整合部導体パターン３１を露出させた。

【0083】

図１のアンテナ部導体パターン３２は、３５５ｎｍのレーザー光をｆ‐θレンズで集光し、ガルバノスキャナーで走査することで、アルミ箔／ＰＥＴ複合フィルムのレーザーカットによって作成した。アンテナ部導体パターン３２は、Ｙ軸方向幅Ｗ１が略６ｍｍで、インピーダンス整合部３０が有する開口５０と同様な、略四辺形の孔状の開口（Ｘ軸方向長さ：略７．９ｍｍ、Ｙ軸方向幅：略２．７ｍｍ、四隅の半径：略０．５ｍｍ）と、切り欠き（Ｘ軸方向長さ：略４ｍｍ）とを有する略四辺形の開口５０を有している。

【0084】

ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグＡ（ＩＣチップ２０）から切り出したインピーダンス整合部３０を備えたインピーダンス整合部絶縁基材１１と、レーザーカットで作成したアンテナ部導体パターン３２とを、開口５０の位置が合うように、接着剤で固定した。この時、レーザーカットによって作成したアルミ箔／ＰＥＴ複合フィルムパターンのアルミ箔側を、インピーダンス整合部３０の露出したインピーダンス整合部導体パターン３１側とした。

【0085】

光検出器２１の２本の光検出器リードピン４０を、インピーダンス整合部３０の露出したインピーダンス整合部導体パターン３１のＸ軸方向の両端に、伸縮性Ａｇペーストで固定して、電気的な接続をとった。

【0086】

図４に示す測定装置７０では、ＲＦＩＤリーダー・ライター７１の出力を２４ｄＢｍ（２５０ｍＷ）とし、アンテナ７２には直線偏波型のＵＨＦ帯外付けアンテナを用いた。ＲＦＩＤタグ７３を、発泡スチロールのベースプレート７４にテープで固定し、通信距離ＣＬの位置に設置して測定を行った、発泡スチロールは内部に空隙を多く含む低誘電率材料であり、ＲＦＩＤタグ７３のＩＣチップ２０と、ＲＦＩＤリーダー・ライター７１との間の無線通信特性に影響を与えない。通信距離ＣＬは、アンテナ７２の表面とＲＦＩＤタグ７３のＩＣチップ２０との間の距離とした。

【0087】

アンテナ７２は、直線偏波型のＵＨＦ帯外付けアンテナであり、直線偏波が床面に対して平行になるように設置した。測定においては、ＲＦＩＤタグ７３の長手方向が、床面に対して平行になるように、偏波方向を合わせて発泡スチロールのベースプレート７４に保持した。ＲＦＩＤリーダー・ライター７１のＵＨＦ帯外付けアンテナとしては、円偏波型のものも、ＲＦＩＤタグ７３との通信に用いることができる。円偏波型のアンテナ７２を用いた場合には、直線偏波型のアンテナ７２を用いた場合に比べて、通信距離は減少するが、ＲＦＩＤタグ７３に対して、より広い角度からの電波照射での通信が可能となる。

【0088】

ＲＦＩＤリーダー・ライター７１の反対側に配置した光源７５からの光の放射照度を、種々の透過率の減光フィルター７６を用いて変化させ、ＲＦＩＤタグ７３の光検出器２１に照射した。この時の放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）をパワーメータで測定し、その時の放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）でＲＦＩＤタグ７３の光検出器２１が照射された時の、ＩＣチップ２０からの情報（センサーコードＳおよびリーダーＲＳＳＩ）をＲＦＩＤリーダー・ライター７１で無線受信して、センサーコードＳと放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係、およびリーダーＲＳＳＩ（ｄＢｍ）と放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係に係る検量線の作成を行った。光源７５としては、キセノンランプからなる疑似太陽光源を用いた。ＲＦＩＤタグ７３への光照射においては、インピーダンス整合部３０の表面および裏面を黒色ビニールテープで覆うことで、光検出器２１のみに光が照射されるようにした。

【実施例0089】

［ＲＦＩＤタグ光センサーの特性評価］
ＲＦＩＤタグ１０１（形状Ａ、Ｌ１＝１０ｃｍ，Ｌ２＝５ｃｍ、図３（ａ）に示す光検出器：フォトレジスタ ＣｄＳセル）における、センサーコードＳと光検出器への入射光の放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係を示すグラフ、および、リーダーＲＳＳＩと光検出器への入射光の放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係を示すグラフを、それぞれ図５および図６に示した。図５および図６中に実線の曲線で示した検量線は、数式（１）を用いた曲線近似を、グラフ処理ソフトで行うことで得た。

【0090】

図５および図６のａのデータは、通信距離ＣＬが３７ｃｍで、タグの設置位置の高さがＲＦＩＤリーダー・ライター７１のアンテナ７２の中央部の場合のプロットである。図５および図６のｂのデータは、通信距離ＣＬは１１ｃｍではあるが、タグの設置位置の高さがＲＦＩＤリーダー・ライター７１のアンテナ７２の中央部から１１ｃｍ下方であり、ＲＦＩＤタグ７３がＲＦＩＤリーダー・ライター７１から受ける電力が低い場合のプロットである。

【0091】

図５に示されるように、センサーコードＳと放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係は、ＲＦＩＤタグ７３の設置位置の違いに依存せず、一致したものとなっている。これに対して、リーダーＲＳＳＩと放射照度（ｍＷ／ｃｍ^２）との関係は、ＲＦＩＤタグ７３の設置位置に依存したものとなっている。これは、ＲＦＩＤリーダー・ライター７１がＲＦＩＤタグ７３から受信している電力に関わる値であるリーダーＲＳＳＩが、ＲＦＩＤリーダー・ライター７１のアンテナ７２との間の距離や、それらの間に存在する障害物、さらにはＲＦＩＤタグ７３の配向やＲＦＩＤリーダー・ライター７１のアンテナ７２の配向で変化するためである。