特開 2024-42616 ＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグセンサー、ＲＦＩＤタグ用スペーサーおよび補助アンテナ用スペーサー

(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】P2024042616

(43)【公開日】2024-03-28

(54)【発明の名称】ＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグセンサー、ＲＦＩＤタグ用スペーサーおよび補助アンテナ用スペーサー

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/077 20060101AFI20240321BHJP

   G06K 19/07 20060101ALI20240321BHJP

   H01Q 1/50 20060101ALI20240321BHJP

   H01Q 19/02 20060101ALI20240321BHJP

   G08C 17/00 20060101ALI20240321BHJP

【ＦＩ】

G06K19/077 248

G06K19/07 170

G06K19/077 280

H01Q1/50

H01Q19/02

G08C17/00 Z

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022147460

(22)【出願日】2022-09-15

(71)【出願人】

【識別番号】720008759

【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）】

2F073

5J020

5J046

【Ｆターム（参考）】

2F073AA02

2F073AB01

2F073AB04

2F073BB01

2F073BC02

2F073CC01

2F073CC07

2F073CC12

2F073CD11

2F073DD01

2F073DE02

2F073DE06

2F073DE13

2F073EE12

2F073FF01

2F073FG01

2F073FG02

2F073GG01

2F073GG04

2F073GG09

5J020BA07

5J020BD04

5J046AA18

5J046AB06

5J046TA03

(57)【要約】

【課題】より正確に温度を計測することができるＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグセンサー、ＲＦＩＤタグ用スペーサーおよび補助アンテナ用スペーサーを提供する。
【解決手段】環状の開口を有する導体パターンと、その開口の近傍で、導体パターンと電気的に接続されたＩＣチップ２０を有するインピーダンス整合部１０と、インピーダンス整合部から第１端部まで第１方向に延伸する第１アンテナ１１と、インピーダンス整合部から第２端部まで第２方向に延伸する第２アンテナ１２と、金属体４０の表面に対して固定され、金属体４０の表面に対して角度θ１となる斜面１３と、金属体４０の表面に対向する平行面とを有するスペーサー１０１とを備えている。インピーダンス整合部１０がスペーサー１０１の斜面１３内に配置され、第１アンテナ１１がスペーサー１０１の平行面に配置され、第２アンテナ１２が金属体４０の表面に配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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チップを有す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端部まで第１方向に延伸する第１アンテナと、
前記インピーダンス整合部から第２端部まで第２方向に延伸する第２アンテナと、
金属表面に対して固定され、前記金属表面に対して角度θ１となる斜面と、前記金属表面に対向する平行面とを有するスペーサーとを備え、
前記インピーダンス整合部が前記スペーサーの前記斜面内に配置され、
前記第１アンテナが前記スペーサーの前記平行面に配置され、
前記第２アンテナが前記金属表面に配置されていることを
特徴とするＲＦＩＤタグ。

【請求項2】

前記スペーサーに対して、前記インピーダンス整合部が、０度より大きく９０度以下の角度θ１で配置されていることを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項3】

前記スペーサーの前記斜面の長さが、前記インピーダンス整合部の長さよりも長いことを特徴とする請求項１記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項4】

前記スペーサーの前記斜面の長さが、前記インピーダンス整合部の長さよりも長いことを特徴とする請求項２記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項5】

前記金属表面に配置された前記第２アンテナ上に設けられた補助アンテナ用スペーサーと、
前記補助アンテナ用スペーサー上に配置された補助アンテナとを有し、
前記インピーダンス整合部の近傍で、前記第１アンテナと前記補助アンテナの端とが接合されていることを
特徴とする請求項１、２、３または４記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項6】

請求項１、２、３または４記載のＲＦＩＤタグを有し、
前記金属表面から前記インピーダンス整合部の前記ＩＣチップへの熱伝導を促進するよう、前記第２アンテナが前記金属表面と接しており、前記ＩＣチップからの温度コードによって、温度の検知を行うよう構成されていることを
特徴とするパッシブ型ＲＦＩＤタグセンサー。

【請求項7】

請求項５記載のＲＦＩＤタグを有し、
前記金属表面から前記インピーダンス整合部の前記ＩＣチップへの熱伝導を促進するよう、前記第２アンテナが前記金属表面と接しており、前記ＩＣチップからの温度コードによって、温度の検知を行うよう構成されていることを
特徴とするパッシブ型ＲＦＩＤタグセンサー。

【請求項8】

請求項１、２、３または４記載のＲＦＩＤタグの前記スペーサーから成ることを特徴とするＲＦＩＤタグ用スペーサー。

【請求項9】

請求項５記載のＲＦＩＤタグの前記補助アンテナ用スペーサーから成ることを特徴とする補助アンテナ用スペーサー。

【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タグセンサー、ＲＦＩＤタグ用スペーサーおよび補助アンテナ用スペーサーに関する。

【背景技術】

【0002】

電磁界や電波を用いて非接触でデータの読み書きを行い、それらのデータによって認証を行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術は、物流管理等の分野で広く用いられている。

【0003】

また、ＲＦＩＤリーダ・ライタからの電波によって駆動するパッシブ型のＲＦＩＤタグによって、電池や外部電源を使用せずに、温度等のセンシングが可能なＩＣチップからの情報をワイヤレスで取得できる、パッシブ型センサーとして機能するＲＦＩＤタグが知られている。

【0004】

このようなＲＦＩＤタグを金属体に取り付けた場合には、通信距離が低下したり、無線通信が行えなくなったりといった問題があった。

【0005】

そこで、金属に貼付した場合の通信障害対策が施された、金属対応ＲＦＩＤタグが、これまでに考案されている。例えば、（ｉ）発泡体等のスペーサーによって、ＲＦＩＤタグと金属面との間に距離を作ることで読み取りを可能にするタイプ（例えば、特許文献１、２、または３参照）、（ｉｉ）タグと金属面との間に軟磁性材料からなる磁性シートを設置して、入射磁束の反射方向を変えて読み取りを可能にするタイプ（例えば、特許文献４参照）等が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３－１０９５９６号公報

【特許文献2】特表２００４－５１０１９０号公報

【特許文献3】特許第６２８６８４８号公報

【特許文献4】特表２０１０－７２９５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ＲＦＩＤタグを金属体に貼付した場合に、通信距離ＣＬが大幅に短くなり、通信不能になる現象は、金属体に入射した電磁波による渦電流の発生によって説明されている。この現象は、空気中から金属表面に入射した電磁波の位相の変化から見た場合、固定端反射となり、位相がπずれることで位相反転が起こり、入射波と反射波とが弱めあう現象としても説明できる。特許文献１、２、または３に記載のような、金属対応タグで、発泡体等のスペーサーによって、ＲＦＩＤタグと金属表面との間に距離を作ることで読み取りを可能にする上記（ｉ）のタイプは、金属表面の固定端反射面からＲＦＩＤタグを離すことにより、上記の問題の影響の低減を図っている。特許文献４に記載のような、タグと金属面との間に軟磁性材料からなる磁性シートを設置する上記（ｉｉ）のタイプの場合には、入射磁束の反射方向を変えることで、固定端反射での電磁波の干渉の問題の解決を図っている。

【0008】

金属体に取り付けた場合の通信距離の低下が抑制される金属対応ＲＦＩＤタグとしての機能を得るための手法としては、上記の発泡体等のスペーサーによって、ＲＦＩＤタグと金属面との間に距離を作ることで読み取りを可能にする方法が、最もシンプルで低コストなものとなる。

【0009】

しかし、温度センシングが可能なＩＣチップを備えたパッシブ型ＲＦＩＤタグ温度センサーで、金属体表面の温度を計測する場合には、断熱性が高い発泡体等のスペーサーでＲＦＩＤタグと金属体表面とが隔離されることで、正確な温度を測定することができないという課題があった。

【0010】

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、より正確に温度を計測することができるＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグセンサー、ＲＦＩＤタグ用スペーサーおよび補助アンテナ用スペーサー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】

【0011】

ＲＦＩＤタグを金属体に貼付した場合に、通信距離ＣＬが大幅に短くなり、通信不能になる原因を、空気中から金属表面（金属体の表面）に入射した電磁波の位相の変化の観点からみた場合、固定端反射面での、位相反転により入射波と反射波とが弱めあう現象と捉えることができる。この場合、ＲＦＩＤタグのＩＣチップが電気的に結合しているインピーダンス整合部およびアンテナ部と、金属表面とがなす角度が重要となる。

【0012】

上記に加えて、温度等のセンシングが可能なＩＣチップからの情報をワイヤレスで取得できる、パッシブ型センサーとして機能するＲＦＩＤタグによって、ＲＦＩＤタグを設置する金属体の温度の計測を行うことを考えた場合、少なくともＲＦＩＤタグの一部が金属体に接触して、伝熱によってインピーダンス整合部のＩＣチップに、金属体の温度の情報が伝達される必要がある。

【0013】

本発明では、上記のような、温度等のセンシングが可能なパッシブ型ＲＦＩＤタグセンサーを用いた金属体の温度検知における課題を解決するために、アンテナの一部が金属体と接触し、インピーダンス整合部およびアンテナと金属体表面とのなす角度を規定したスペーサーを備えたＲＦＩＤタグを提供する。

【0014】

すなわち、本発明に係るＲＦＩＤタグは、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チップを有す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端部まで第１方向に延伸する第１アンテナと、前記インピーダンス整合部から第２端部まで第２方向に延伸する第２アンテナと、金属表面に対して固定され、前記金属表面に対して角度θ１となる斜面と、前記金属表面に対向する平行面とを有するスペーサーとを備え、前記インピーダンス整合部が前記スペーサーの前記斜面内に配置され、前記第１アンテナが前記スペーサーの前記平行面に配置され、前記第２アンテナが前記金属表面に配置されていることを特徴とする。

【0015】

本発明に係るＲＦＩＤタグは、前記スペーサーに対して、前記インピーダンス整合部が、０度より大きく９０度以下の角度θ１で配置されていることが好ましい。

【0016】

本発明に係るＲＦＩＤタグは、インピーダンス整合部全体がスペーサーの斜面内に配置されるよう、前記スペーサーの斜面の長さが、前記インピーダンス整合部の長さよりも長いことが好ましいが、インピーダンス整合部の一部がスペーサーの斜面からはみ出していてもよく、そのはみ出した部分がスペーサーの平行面に配置されていてもよい。

【0017】

本発明に係るＲＦＩＤタグは、前記金属表面に配置された前記第２アンテナ上に設けられた補助アンテナ用スペーサーと、前記補助アンテナ用スペーサー上に配置された補助アンテナとを有し、前記インピーダンス整合部の近傍で、前記第１アンテナと前記補助アンテナの端とが接合されていることが好ましい。

【0018】

本発明に係るパッシブ型ＲＦＩＤタグセンサーは、本発明に係るＲＦＩＤタグを有し、前記金属表面から前記インピーダンス整合部の前記ＩＣチップへの熱伝導を促進するよう、前記第２アンテナが前記金属表面と接しており、前記ＩＣチップからの温度コードによって、温度の検知を行うよう構成されていることを特徴とする。

【0019】

本発明に係るＲＦＩＤタグ用スペーサーは、本発明に係るＲＦＩＤタグの前記スペーサーから成ることを特徴とする。また、本発明に係る補助アンテナ用スペーサーは、補助アンテナを有する本発明に係るＲＦＩＤタグの、前記補助アンテナ用スペーサーから成ることを特徴とする。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、金属表面に取り付けても通信距離の低下を起こさず、ＲＦＩＤタグのアンテナの一部が金属体に接触していることで、伝熱によってインピーダンス整合部のＩＣチップに金属体の温度の情報が伝達され、金属体の温度計測に用いることのできるＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグセンサー、ＲＦＩＤタグ用スペーサーおよび補助アンテナ用スペーサーを提供することができる。特に、本発明によれば、より正確に温度を計測することができるＲＦＩＤタグ、パッシブ型ＲＦＩＤタグセンサー、ＲＦＩＤタグ用スペーサーおよび補助アンテナ用スペーサーを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【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、及び（ｂ）断面図である。

【図2】本発明に関する比較例１に係るＲＦＩＤタグ（形状Ｂ）の（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図である。

【図3】本発明の実施の形態の、ＲＦＩＤタグの通信距離の測定方法を示す斜視図である。

【図4】本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの、通信距離の測定におけるＲＦＩＤリーダ・ライタのアンテナと金属板上に配置したＲＦＩＤタグとの、それぞれの角度での通信距離（ａ）ＣＬ（θ１）、（ｂ）ＣＬ（（１／２）θ１）、（ｃ）ＣＬ（θ１）を示す平面図である。

【図5】本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ（形状Ａ）、および、本発明に関する比較例１に係るＲＦＩＤタグ（形状Ｂ）の、金属板へのＲＦＩＤタグの配置形状と通信距離との関係を示す表である。

【図6】本発明に関する比較例２に係るＲＦＩＤタグ（形状Ｃ）の（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図である。

【図7】本発明に関する比較例２に係るＲＦＩＤタグ（形状Ｄ）の（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図である。

【図8】本発明に関する比較例２に係るＲＦＩＤタグ（形状Ｅ）の（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図である

【図9】本発明に関する比較例２に係るＲＦＩＤタグ（形状Ｆ）の（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図である

【図10】本発明に関する比較例２に係るＲＦＩＤタグの、金属板へのＲＦＩＤタグの配置形状と通信距離との関係を示す表である。

【図11】本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ（形状Ｇ）の（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図である。

【図12】本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ（形状Ｈ）の（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図である。

【図13】本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ（形状ＧおよびＨ）の、金属板へのＲＦＩＤタグの配置形状と通信距離との関係を示す表である。

【図14】本発明の実施の形態３に係る、補助アンテナを備えたＲＦＩＤタグ（形状Ａ）の（ａ）平面図、及び（ｂ）断面図である。

【図15】本発明の実施の形態３に係る、補助アンテナを備えたＲＦＩＤタグ（形状Ａ）の、金属板へのＲＦＩＤタグの配置形状と通信距離との関係を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態について、図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。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、実施形態の作用及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。

【0023】

本発明の実施の形態のＲＦＩＤタグは、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、第１アンテナ、第２アンテナ、およびインピーダンス整合部を金属表面（金属体の表面）に対して或る角度で保持するためのスペーサーからなり、インピーダンス整合部がスペーサーの斜面に配置され、第１アンテナがスペーサーの金属表面に対向する平行面に配置され、第２アンテナが金属表面に配置される。

【0024】

金属表面に対するスペーサーの斜面の角度は、金属表面での反射波が、インピーダンス整合部の入出力波を、干渉効果により弱めない角度が好ましい。これを満たす場合の条件の一つとして、金属表面での反射波と、インピーダンス整合部の入出力波とが、直交している条件が考えられる。

【0025】

次に、上記のＲＦＩＤタグの各要素を詳述する。

【0026】

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ（形状Ａ）の平面図及び断面図である。ＲＦＩＤタグ（形状Ａ）は、ＩＣチップ２０を有するインピーダンス整合部１０と、インピーダンス整合部１０から第１端部まで第１方向に延伸する第１アンテナ１１と、インピーダンス整合部１０から第２端部まで第２方向に延伸す第２アンテナ１２と、スペーサー１０１とを有している。図１では、第１方向はＸ軸の正の方向に、第２方向は、Ｘ軸の負の方向になっている。ＲＦＩＤタグ（形状Ａ）では、インピーダンス整合部１０は、金属板（金属体）４０に対してθ１＝９０度の角度となっているスペーサー１０１の斜面１３に配置されている。第１アンテナ１１は、ＲＦＩＦリーダ・ライタアンテナからの電波を受けるために、金属板４０に対向する平行面となっているスペーサー１０１の上面に配置されている。第２アンテナ１２は、伝熱によってＩＣチップ２０に金属板４０の温度を伝えるために、金属板４０の表面に、直接貼付されている。

【0027】

図１に示すＲＦＩＤタグ（形状Ａ）で、インピーダンス整合部１０の入出力波が、金属体４０の表面から反射してくる電波と直交して、干渉効果により弱め合いが起こらないようにするためには、インピーダンス整合部１０全体が、スペーサー１０１の斜面１３に配置されていることが必要となる。そのため、スペーサー１０１の斜面１３の長さが、インピーダンス整合部１０の長さよりも長いことが必要となる。図１では、スペーサー１０１の厚さＤ１＝１５ｍｍが、スペーサー１０１の斜面１３の長さと等しくなっている。

【0028】

スペーサー１０１の斜面１３の幅は、インピーダンス整合部１０の金属体４０の表面となす角度を規定できればよく、限定されない。第１アンテナ１１を配置する、金属体４０の表面に対向するスペーサー１０１の平行面の幅および長さは、第１アンテナ１１を保持できればよく、限定されない。

【0029】

スペーサー１０１の材質は、特に限定はされないが、低密度の材料が好ましい。例えば、発泡スチロール樹脂（発泡ポリスチレン樹脂）、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレンなどに代表される発泡ポリオレフィン、発泡ウレタン、発泡塩化ビニルなどの、その他一般の樹脂を発泡成形した発泡樹脂が好ましい。その他、できるだけ誘電率の低い樹脂や、スポンジ、繊維、ゴム、熱可塑性エラストマー、各種プラスチック、木材、紙材、などの多孔質体が挙げられる。さらに、ダンボールなどの紙材、木材、ガラス、ガラス繊維、粘土系材料なども使用可能である。以上の他に、上記の材料を用いて成型された中空を有するような構造物をスペーサー１０１とすることも可能である。

【0030】

図２に、本発明の比較例１に係るＲＦＩＤタグ７３を金属板４０に直接貼り付けた状態となる形状Ｂの平面図および断面図を示した。ＬＩはインピーダンス整合部１０の長さで、ＩＣチップ２０を有するＲＦＩＤタグ７３の場合には、略１４ｍｍである。ＬＡ１およびＬＡ２は、それぞれ第１アンテナ１１および第２アンテナ１２の長さであり、どちらも略３７ｍｍである。

【0031】

図１および図２に示すように、インピーダンス整合部１０は、開口を有する略四辺形の形状の導体パターンが絶縁体フィルム上に形成されているもので、ＩＣチップ２０は、インピーダンス整合部１０の開口の近傍で、インピーダンス整合部１０の環状導体パターン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タグの外部に存在するＲＦＩＤリーダ・ライタ等の通信機器との間で、ＲＦＩＤタグのアンテナによって送受信するように構成されている。ＩＣチップ２０は、インピーダンス整合部１０およびアンテナを介して、センサーにより検知された状態を表す温度等のセンシング情報を送信するように構成されている。

【0032】

インピーダンス整合部１０は、ＩＣチップ２０と略四辺形の開口を有する環状導体パターンとからなるループ回路を形成しており、開口の形状や大きさ等を調整して、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、アンテナとＩＣチップ２０との間での信号の入出力におけるインピーダンス整合を担っている。或る種のＩＣチップ（ＩＣチップ２０）は、温度センサー機能を有し、温度コードとして温度情報をＲＦＩＤリーダ・ライタ側に送信する機能を有している。

【0033】

図３は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの通信距離ＣＬの測定方法を示す概念図である。測定装置７０は、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１とＲＦＩＤリーダ・ライタ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ＲＦＩＤタグのＩＣチップ２０との間の距離として計測される。測定においてＲＦＩＤタグを固定するために、金属板４０がベースプレート７４として用いられている。

【0034】

図４は、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの、通信距離の測定におけるＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２と金属板４０上に配置したＲＦＩＤタグとの角度 、およびそれら角度での通信距離（ａ）ＣＬ（θ１）、（ｂ）ＣＬ（（１／２）θ１）、（ｃ）ＣＬ（θ１）を示す平面図である。

【0035】

図４（ａ）で示される通信距離ＣＬ（θ１）は、金属板４０とスペーサー１０１の斜面１３に配置したＲＦＩＤタグのインピーダンス整合部１０がＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２と平行な位置関係にある場合の通信距離である。図４（ｂ）で示される通信距離ＣＬ（（１／２）θ１）は、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２に平行な面と金属板４０との角度が、（１／２）θ１である場合の通信距離である。この時、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２の面への法線に対して、ＲＦＩＤタグのインピーダンス整合部１０および金属板４０は、ともに（１／２）（１８０－θ１）度の角度で配置される。図４（ｃ）で示される通信距離ＣＬ（０）は、金属板４０がＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２と平行な位置関係にある場合の通信距離である。ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１との通信が可能となるような、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２の面とＲＦＩＤタグのインピーダンス整合部１０のＩＣチップ２０との間の最長距離を通信距離ＣＬとした。

【0036】

図５は、本発明の実施の形態１および比較例１に係るＲＦＩＤタグの、金属板４０へのＲＦＩＤタグの配置形状と通信距離との関係を示す表である。金属板４０へのＲＦＩＤタグの配置形状が、形状ＡのＲＦＩＤタグの場合、通信距離ＣＬ（θ１）、ＣＬ（（１／２）θ１）、およびＣＬ（θ１）は、それぞれ、３８４，９２４，および３７０ｃｍであった。本発明の実施の形態１の形状Ａの場合では、インピーダンス整合部１０が金属板４０と直交しているために、干渉による信号の弱め合いが起こらないため、図４（ｂ）の配置形状での良好な通信距離を得ることができる。

【0037】

これに対して、比較例１に係る形状Ｂの場合の、金属板４０に直接貼付したＲＦＩＤタグ７３においては、通信障害が起こり、通信距離はいずれの配置形状でも、０ｃｍであった。

【0038】

形状ＡのＲＦＩＤタグの場合に、通信距離ＣＬ（（１／２）θ１）よりも通信距離ＣＬ（θ１）のほうが小さな値となるのは、θ１＝９０度の場合には、図４（ａ）の配置形状においては、ＲＦＩＤタグの第１アンテナ１１の面が、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２の面と直交しているためである。

【0039】

本発明に関する比較例２に係るＲＦＩＤタグ形状Ｃ、Ｄ、Ｅ、およびＦの平面図および断面図を、それぞれ図６、７、８、および９に示した。それぞれのスペーサー１０２、１０３、１０４、１０５の厚さＤ１は１５ｍｍで、形状Ａの場合と同様とした。図６において、ＬＩ／ＭおよびＬＡ２／Ｍは、金属板４０と接触しているインピーダンス整合部１０および第２アンテナ１２の長さであり、それぞれ、略３８ｍｍおよび略１４ｍｍである。

【0040】

図７において、インピーダンス整合部１０は金属板４０とは接触しておらず、厚さＤ１＝１５ｍｍの、金属板４０に対向するスペーサー１０３の平行面に配置されている。金属板４０と接触している第２アンテナ１２の長さＬＡ２／Ｍは、略２２ｍｍである。

【0041】

図８において、インピーダンス整合部１０は金属板４０とは接触しておらず、厚さＤ１＝１５ｍｍの、金属板４０に対向するスペーサー１０４の平行面に配置されている。金属板４０と接触している第２アンテナ１２の長さＬＡ２／Ｍは、略１０ｍｍである。

【0042】

図９において、インピーダンス整合部１０は金属板４０とは接触しておらず、厚さＤ１＝１５ｍｍの、金属板４０に対向するスペーサー１０５の平行面に配置されている。金属板４０と接触している第２アンテナ１２の長さＬＡ２／Ｍは、略４ｍｍである。

【0043】

図１０には、本発明に関する比較例２に係るＲＦＩＤタグ形状Ｃ、Ｄ、Ｅ、およびＦの配置形状の場合の通信距離を示した。通信距離の測定においては、インピーダンス整合部１０および第１アンテナ１１が、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２と平行になる配置とした。

【0044】

形状Ｃの場合、インピーダンス整合部１０が金属板４０と接触しているために、通信距離ＣＬは０であった。形状Ｄ、Ｅ、およびＦの場合の通信距離は、それぞれ、１８６，１５２，および１５２ｃｍであり、本発明の実施の形態１の形状Ａの場合に比べて、１／５程度の値であった。金属板４０からインピーダンス整合部１０が離れているほど、金属体４０の表面からの反射波とインピーダンス整合部１０への入射波との干渉は起こりづらく、通信距離の面では有利ではあるものの、形状Ｄ、Ｅ、およびＦでは、インピーダンス整合部１０が金属板４０と平行であるために、金属体４０の表面からの反射波とインピーダンス整合部１０への入射波との干渉が起こってしまう。それに加えて、金属板４０に接触した第２アンテナ１２での損失が起こってしまうために、通信距離ＣＬの低下が生じてしまう。

【0045】

これに対して、本発明の実施の形態１の形状Ａの場合には、インピーダンス整合部１０が金属板４０と直交しているために、干渉による信号の弱め合いが起こらないため、良好な通信距離を得ることができる。

【0046】

［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ形状ＧおよびＨの平面図および断面図をそれぞれ、図１１および１２に示した。実施の形態１のＲＦＩＤタグ形状Ａと、実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ形状ＧおよびＨとの違いは、それぞれのスペーサー１０１、１０６、１０７の斜面１３と金属板４０とのなす角度θ１となっている。

【0047】

図１３は、本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ形状ＧおよびＨの通信距離を示す表である。ＲＦＩＤタグ形状Ｇ（θ１＝６０度）およびＨ（θ１＝３０度）ともに、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ形状Ａ（θ１＝９０度）と同様な、良好な通信距離を得ることができた。通信距離ＣＬ（（１／２）θ１）の比較においては、Ａ（θ１＝９０度）が、もっとも長い通信距離となっているが、これは、形状Ａ（θ１＝９０度）の場合には、インピーダンス整合部１０が金属板４０と直交しているために、干渉による信号の弱め合いが起こらないが、形状Ｇ（θ１＝６０度）および形状Ｈ（θ１＝３０度）の場合には、干渉による信号の弱め合いの影響が幾分生じるためである。

【0048】

通信距離ＣＬ（θ１）の比較においては、ＲＦＩＤタグ形状Ｇ（θ１＝６０度）およびＨ（θ１＝３０度）が、形状Ａ（θ１＝９０度）よりも長い通信距離を示した。これは、図４（ａ）で示される配置においては、形状Ａ（θ１＝９０度）のＲＦＩＤタグの第１アンテナ１１の面が、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２の面と直交しているため、第１アンテナ１１による信号の送受信が、形状Ｇ（θ１＝６０度）およびＨ（θ１＝３０度）に比べて不利なためである。

【0049】

金属体４０の表面からの反射波の干渉の影響の低減の効果は、θ１の角度範囲を、０度よりも大きくすることで得られ、θ１＝９０度で最大となることから、インピーダンス整合部１０は、金属体４０の表面に対して、０度より大きく９０度以下の角度θ１で配置されていることが好ましい。ここで重要なのは、イオンピーダンス整合部１０と金属板４０とが平行な条件（θ１＝０）から外れているほど、干渉の影響による信号の低減が起こらないということであって、角度θ１は、第１アンテナ１１の側での角度で表すと、０度より大きく９０度以下の角度となるが、第２アンテナ１２の側でも同様であり、これを含めれば、０度より大きく１７９度よりも小さい角度ということになる。

【0050】

［実施の形態３］
図１４は、本発明の実施の形態３に係る補助アンテナ３０を備えたＲＦＩＤタグ（形状Ａ）の平面図および断面図である。金属体４０の表面に配置された第２アンテナ１２上に、補助アンテナ用スペーサー１０９が備えられ、その上に補助アンテナ３０が配置され、インピーダンス整合部１０の近傍で、第１アンテナ１１と補助アンテナ３０の端とが、第１アンテナ／補助アンテナ接合点３３で接合されている。補助アンテナ用スペーサー１０９の材質は、特に限定はされないが、スペーサー１０１と同様な材質とすることができる。

【0051】

補助アンテナ用スペーサー１０９は、２つの補助アンテナ用スペーサー斜面３１、３２と、金属板４０の表面に対向する平行面とを有しており、補助アンテナ用スペーサー斜面３１は、金属板４０の表面に対してθ２の角度を有し、補助アンテナ用スペーサー斜面３２は、金属板４０の表面に対してθ３の角度を有している。補助アンテナ３０は、金属板４０の表面に対向する平行面と補助アンテナ用スペーサー斜面３１に配置され、補助アンテナ３０の端は、補助アンテナ用スペーサー斜面３２に配置されている。

【0052】

第１アンテナ１１と補助アンテナ３０の端とを、第１アンテナ／補助アンテナ接合点３３で接合させるために、補助アンテナ用スペーサー斜面３１の金属板４０の表面に対する角度θ３は、θ３＝１８０－θ１となっている。

【0053】

補助アンテナ用スペーサー斜面３１と金属板４０の表面とがなす角度であるθ２は、０度より大きく９０度より小さいことが好ましく、２０度以上、８０度以下であることがより好ましく、３０度以上６０度以下であることがさらに好ましい。

【0054】

図１４では、補助アンテナ３０は、平面視で複数の折れ曲がりを有するメアンダライン型の形状となっている。しかし、補助アンテナ３０の形状は、図示の形態に限られず、例えば、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状、短冊状の略矩形形状が片端でつながった形状でもよく、矩形以外の形状でもよく、限定されない。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。

【0055】

補助アンテナ３０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ている。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。補助アンテナ３０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。導体層の厚さは、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。

【0056】

ここで、補助アンテナ３０とは、ＲＦＩＤタグの構造に加えることで、ＲＦＩＤタグの通信距離を向上させるための構成要素である。補助アンテナ３０は、第１アンテナ１１と、インピーダンス整合部１０近傍の第１アンテナ／補助アンテナ接合点３３で接合される。

【0057】

図１５は、本発明の実施の形態３に係る補助アンテナ３０を備えたＲＦＩＤタグ（形状Ａ）の、金属板４０へのＲＦＩＤタグの配置形状と通信距離との関係を示す表である。補助アンテナ３０を有さないＲＦＩＤタグ（形状Ａ）においては、図５に示されるように、金属板４０がＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２と平行な位置関係にある場合の通信距離である通信距離ＣＬ（０）が３７０ｃｍであったのに対して、補助アンテナ３０を備えることによって、ＣＬ（０）が１０３２ｃｍと、大きく増加している。インピーダンス整合部１０のＩＣチップ２０への伝熱のために金属板４０の表面に貼付されて配置される第２アンテナ１２の代わりに、補助アンテナ３０を配して機能させることで、通信距離を改善することができる。

【0058】

図１５に示すように、補助アンテナ３０を備えるＲＦＩＤタグ（形状Ａ）は、通信距離ＣＬ（（１／２）θ１）に関しても、８８０ｃｍと良好な特性となっており、補助アンテナ３０を有さないＲＦＩＤタグ（形状Ａ）に比べて、より広い角度範囲からの信号に対して良好な送受信特性を有している。

【0059】

本発明により、第２アンテナ１２の一部が金属体４０と接触して、伝熱によってＩＣチップ２０に金属体４０の温度を伝えることができ、また、インピーダンス整合部１０をスペーサー１０１、１０６、１０７の斜面１３に配置することで、金属体４０の表面からの反射波の干渉の影響を低減でき、また、第１アンテナ１１を金属板４０に対向する平行面となっているスペーサー１０１、１０６、１０７の上面に配置することで、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２との送受信を良好に行うことのできる、パッシブ型ＲＦＩＤタグ温度センサーで金属体４０の温度を計測するための、金属対応ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤタグ用スペーサーを提供できる。また、補助アンテナ用スペーサー１０９上に配置された補助アンテナ３０を備えることで、さらに特性を向上させた、パッシブ型ＲＦＩＤタグ温度センサーで金属体４０の温度を計測するための、金属対応ＲＦＩＤタグを提供できる。

【0060】

［具体例］
次に、本発明の実施の形態の具体的な実施例及び、比較の形態の具体的な比較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。

【0061】

［材料］
（１）ＩＣチップ２０：AXZON社製；Magnus-S3、サイズ １．６ＢＳＣ×１．６ＢＳＣ、厚さ ０．３５ｍｍ。
（２）ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ７３：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）。
（３）金属板４０：泰豊； 鉄板 縦１００ｍｍ横２００ｍｍ 厚１ｍｍ。
（４）３Ｍスコッチ はってはがせる両面テープ：スリーエム製；667-1-19D、厚さ略０．０６５ｍｍ。
（５）発泡スチロールボード：ダイソー製；発泡ポリスチレン、厚さ５ｍｍ
（６）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。
（７）接着剤：コニシ株式会社製；ボンド ウルトラ多用途ＳＵ。

【0062】

［装置］
（８）ＵＨＦ帯ＲＦＩＤリーダ・ライタ：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。
（９）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。
（１０）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。
（１１）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。
［ソフトウェア］
（１２）ＵＨＦ帯ＲＦＩＤリーダ・ライタ用ソフトウェア：タカヤ株式会社製；UTRRWManager Version1.3.2

【実施例0063】

［ＲＦＩＤタグの作成］
発泡スチロールボード（厚さ５ｍｍ）を３枚、両面テープで張り合わせることで、厚さＤ１＝１５ｍｍとした後に、幅Ｗ１＝２５ｍｍの帯状にカットし、さらに、角度θ１の斜面を有するように、発泡スチロールボード（厚さ１５ｍｍ、幅Ｗ１＝２５ｍｍ）の断面をカットして、スペーサー１０１を作成した。それらスペーサー１０１に、ＲＦＩＤタグ７３を貼付することで、金属板４０に貼付するためのＲＦＩＤタグを作成した。

【0064】

図１には、ＲＦＩＤタグ（形状Ａ）の平面図および断面図を示した。スペーサー１０１の斜面の角度θ１＝９０度、幅Ｗ１＝略２５ｍｍ、厚さＤ１＝略１５ｍｍ、金属板４０と対向する平行面となるスペーサー１０１の上面に貼付される第１アンテナ１１の長さＬＡ１＝略３７ｍｍ、スペーサー１０１の斜面１３内に貼付されるインピーダンス整合部１０の長さＬＩ＝１４ｍｍ、金属板４０と接触して貼付される第２アンテナ１２の長さＬＡ２＝略３７ｍｍとした。図１において、平面図では、金属板４０の表示は省略されている。

【0065】

図２は、ＲＦＩＤタグ７３を金属板４０に直接貼付した形状Ｂの平面図および断面図を示した。第１アンテナ１１の長さＬＡ１＝略３７ｍｍ、インピーダンス整合部１０の長ＬＩ＝１４ｍｍで、第２アンテナ１２の長さＬＡ２＝略３７ｍｍとなっている。図２において、平面図では、金属板４０の表示は省略されている。

【0066】

［ＲＦＩＤタグの特性評価］
図３に示す測定装置７０での測定において、通信距離ＣＬは、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１の出力が２４ｄＢｍ（２５０ｍＷ）の時の値とした。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。通信距離ＣＬは、アンテナ７２の表面とＲＦＩＤタグのＩＣチップ２０との間の距離として計測した。

【0067】

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、三脚上に設置した。測定においては、ＲＦＩＤタグの長手方向が、床面に対して平行になるように、偏波方向を合わせて保持した。ＵＨＦ帯ＲＦＩＤリーダ・ライタ用ソフトウェアでの通信が可能となるように、ＲＦＩＤタグの位置を調整しながら測定を行い、通信が可能な最長距離を、通信距離ＣＬとした。

【0068】

ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のＵＨＦ帯外付けアンテナとしては、円偏波型のものも、本発明の実施の形態のＲＦＩＤタグとの通信に用いることができる。円偏波型のアンテナを用いた場合には、直線偏波型のアンテナを用いた場合に比べて、通信距離は減少するが、ＲＦＩＤタグに対して、より広い角度からの電波照射での通信が可能となる。

【0069】

図４は、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの、通信距離の測定におけるＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２と金属板４０上に配置したＲＦＩＤタグの角度、およびそれら角度での通信距離（ａ）ＣＬ（θ１）、（ｂ）ＣＬ（（１／２）θ１）、（ｃ）ＣＬ（θ１）を示す平面図である。

【0070】

図４（ａ）で示される通信距離ＣＬ（θ１）は、金属板４０とスペーサー１０１に配置したＲＦＩＤタグのインピーダンス整合部１０が、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２と平行な位置関係にある場合の通信距離である。図４（ｂ）で示される通信距離ＣＬ（（１／２）θ１）は、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２に平行な面と金属板４０との角度が、（１／２）θ１である場合の通信距離である。この時、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２の面への法線に対して、ＲＦＩＤタグのインピーダンス整合部１０および金属板４０は、ともに（１／２）（１８０－θ１）度の角度で配置される。図４（ｃ）で示される通信距離ＣＬ（０）は、金属板４０がＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２と平行な位置関係にある場合の通信距離である。ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１との通信が可能となるような、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２の面とＲＦＩＤタグのインピーダンス整合部１０のＩＣチップ２０との間の最長距離を通信距離ＣＬとした。

【0071】

図５には、本発明の実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの、金属板４０へのＲＦＩＤタグの配置形状と通信距離との関係を示す表を示した。金属板４０へのＲＦＩＤタグの配置形状が、形状ＡのＲＦＩＤタグの場合、通信距離ＣＬ（θ１）、ＣＬ（（１／２）θ１）、およびＣＬ（θ１）は、それぞれ、３８４，９２４，および３７０ｃｍであった。ＣＬ（（１／２）θ１）の配置形状でもっと長い通信距離となった。

【0072】

［比較例１：ＲＦＩＤタグを金属板に貼付した場合の特性評価］
図２で示される形状Ｂであるような、金属板４０に直接貼付したＲＦＩＤタグ７３においては、通信障害が起こり、図５に示されるように通信距離はいずれの配置形状でも０ｃｍであった。

【0073】

［比較例２：インピーダンス整合部がスペーサーの斜面以外の部分に配置され、第２アンテナが金属板に接触しているＲＦＩＤタグの特性評価］
比較例２に係るＲＦＩＤタグ形状Ｃ、Ｄ、Ｅ、およびＦの平面図および断面図を、それぞれ図６、７、８、および９に示した。それぞれのスペーサー１０２、１０３、１０４、１０５の厚さＤ１は１５ｍｍで、形状Ａの場合と同様とした。スペーサー１０３の斜面の角度θ１＝９０度、幅Ｗ１＝略２５ｍｍ、厚さＤ１＝略１５ｍｍは、ＲＦＩＤタグ（形状Ａ）と同様とした。図６、７、８、および９において、平面図では、金属板４０の表示は省略されている。

【0074】

図６において、ＬＩ／ＭおよびＬＡ２／Ｍは、金属板４０と接触しているインピーダンス整合部１０および第２アンテナ１２の長さであり、それぞれ、略３８ｍｍおよび略１４ｍｍである。図７において、インピーダンス整合部１０は金属板４０とは接触しておらず、厚さＤ１＝１５ｍｍの、金属板４０に対向するスペーサー１０３の平行面に配置されている。金属板４０と接触している第２アンテナ１２の長さＬＡ２／Ｍは、略２２ｍｍである。図８において、インピーダンス整合部１０は金属板４０とは接触しておらず、厚さＤ１＝１５ｍｍの、金属板４０に対向するスペーサー１０４の平行面に配置されている。金属板４０と接触している第２アンテナ１２の長さＬＡ２／Ｍは、略１０ｍｍである。図９において、インピーダンス整合部１０は金属板４０とは接触しておらず、厚さＤ１＝１５ｍｍの、金属板４０に対向するスペーサー１０５の平行面に配置されている。金属板４０と接触している第２アンテナ１２の長さＬＡ２／Ｍは、略４ｍｍである。

【0075】

図１０には、本発明の比較例２に係るＲＦＩＤタグ形状Ｃ、Ｄ、Ｅ、およびＦの配置形状の場合の通信距離を示した。通信距離の測定においては、インピーダンス整合部１０および第１アンテナ１１が、ＲＦＩＤリーダ・ライタ７１のアンテナ７２と平行になる配置とした。インピーダンス整合部１０が金属板４０と接触している形状Ｃの場合、通信距離ＣＬは０ｃｍであった。形状Ｄ、Ｅ、およびＦの場合の通信距離は、それぞれ、１８６，１５２，および１５２ｃｍであり、本発明の形状Ａの場合に比べて、１／５程度の値であった。

【実施例0076】

本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ形状ＧおよびＨの平面図および断面図をそれぞれ、図１１および１２に示した。実施の形態１のＲＦＩＤタグ形状Ａと、実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ形状ＧおよびＨとの違いは、それぞれのスペーサー１０１、１０６、１０７の斜面１３と金属板４０とのなす角度θ１となっている。図１１および１２において、平面図では、金属板４０の表示は省略されている。

【0077】

図１３は、本発明の実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ形状ＧおよびＨの通信距離を示す表である。ＲＦＩＤタグ形状Ｇ（θ１＝６０度）およびＨ（θ１＝３０度）ともに、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ形状Ａ（θ１＝９０度）と同様な、良好な通信距離を得ることができた。