JP3306560B2 - 共振タグ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、検知装置から発信され
る特定の周波数の電波に共振する共振回路を構成する共
振タグに関し、特に、共振タグの性能を向上しつつ小型
化を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】百貨店、ディスカウントストアー、ビデ
オレンタル店、ＣＤショップ等では、存在感知型の非接
触性ＩＤタグ（共振タグ）を商品に取り付け、万引き防
止に利用するシステムを用いている。この共振タグは、
レジでの代金決済の際に取り外されるが、顧客が代金を
支払わず、この共振タグを商品に取り付けたまま特定の
検知装置を装備したゲートを通過するとブザーやランプ
等により警告が発せられるようになっている。

【０００３】ところで、従来、一般的に良く知られてい
る共振タグは、図７および図８に示すように構成される
（特開平１−１２９３９６号公報および特開平１−２７
７７９１号公報等参照）。すなわち、共振タグ１は、誘
電体としてポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂フィ
ルムまたは他の合成樹脂フィルム２を用い、この樹脂フ
ィルム（誘電体）２の両面に、アルミニウム箔等の金属
箔３，４を押し出しまたは熱圧着等の方法により貼り合
わせた材料を基板材料として製造される。

【０００４】前記誘電体としての樹脂フィルム２の両面
に貼り合わされる金属箔３，４のうち、その片側の金属
箔３は、螺旋状パターンの回路であって、該螺旋状パタ
ーンによりコイルを形成すると共に、コンデンサ電極板
部３Ａと回路端子部３Ｂとを両端に有する回路として使
用され、この金属箔３と反対側の金属箔４は、コンデン
サ電極板４Ａと回路端子部４Ｂとを有する回路として使
用される。

【０００５】そして、ある特定の共振周波数を得るた
め、上述の基板材料の両面、すなわち、金属箔３，４上
に各種印刷方法により耐エッチング性を有するインクを
用いて「共振周波数回路」を印刷し、その後酸またはア
ルカリ等の薬液を用いて化学的にエッチング処理を施
し、共振回路を形成する。

【０００６】なお、共振回路を形成するためには、片側
の金属箔３の螺旋状パターンの回路における回路端子部
３Ｂと、反対側の金属箔４の回路端子部４Ｂとを接続す
る。接続方法としては、両方の金属箔３，４を表面が凸
凹状を呈している固い物質で上下に押し潰すようにした
所謂圧接法等によって行う。この圧接によって、金属箔
３，４の間にある樹脂フィルム２が破壊し両面にある金
属箔３，４が導通し短絡することになる。この短絡によ
り、抵抗Ｒ，インダクタンスＬおよび静電容量（コンデ
ンサ容量）Ｃの３要素からなる共振回路が構成され、共
振タグ１が共振周波数を持つことになる。

【０００７】この共振回路の等価回路は図９のようにな
り、金属箔３，４と誘電体２がコンデンサ容量を形成
し、抵抗は金属箔３，４自体の抵抗により形成される。
この等価回路の共振周波数ｆは、ｆ＝１／｛２π√（Ｌ
Ｃ）｝となって、この周波数の信号を前記ゲートの検知
装置から与えると共振して、その存在が発覚する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の共振タグ１にあっては、樹脂フィルム２の片
面のみに、螺旋状パターンの回路であって、該螺旋状パ
ターンによりコイルを形成すると共に、コンデンサ電極
板部と回路端子部とを両端に有する回路を形成した、所
謂片面コイル式であるため、次のような不都合がある。

【０００９】すなわち、片面コイル式であるため、共振
タグ１のサイズを小さく制限した場合、コイルおよびコ
ンデンサの大きさが制限され、周波数の低いタイプを形
成することは不可能であると共に、周波数の可変範囲を
拡げる場合にも制限がある等、性能面で不利である。従
って、サイズをできるだけ小さくしようとすると、性能
面では犠牲を払わなければならない。逆に性能面を有利
にするとサイズの小型化を図ることはできない。

【００１０】本発明は以上のような従来の問題点に鑑
み、従来の片面コイル式に対して両面コイル式の共振タ
グとすることにより、共振タグの性能を向上しつつ小型
化を図ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、誘
電体となる樹脂フィルムの両面それぞれに、螺旋状パタ
ーンの回路であって、該螺旋状パターンによりコイルを
形成すると共に、螺旋状パターン略全体でコンデンサ電
極板部を構成し、かつ一端部に回路端子部を有する回路
を設け、検知装置から発信される特定の周波数の電波に
共振する共振回路を形成した。

【００１２】特に、前記樹脂フィルムの一方の面に設け
られる前記螺旋状パターンの回路を他方の面に設けられ
る前記螺旋状パターンの回路よりも小さく形成すること
が好ましい。

【００１３】

【作用】かかる構成において、共振タグの共振回路の等
価回路の共振周波数は、ｆ＝√２／｛２π√（ＬＣ）｝
若しくはｆ＝１／｛２π√（２ＬＣ）｝等となって、こ
の周波数の信号を検知装置から与えると共振して、その
存在が発覚する。

【００１４】そして、この共振タグによると、両面コイ
ル式であるため、共振タグのサイズを小さく制限した場
合でも、片面コイル式の共振タグと比較して、コイルお
よびコンデンサの大きさが制限されず、周波数の低いタ
イプを形成することが可能であると共に、周波数の可変
範囲を拡げる場合にも制限が少ない等、性能面で有利で
ある。

【００１５】共振タグの製作時に、樹脂フィルムの両面
に螺旋状パターンの回路をずれることなく設ける必要が
ある。樹脂フィルムの両面それぞれに同じ大きさの螺旋
状パターンの回路を設ける場合は、このずれの許容範囲
が狭くなり、樹脂フィルムの両面それぞれの螺旋状パタ
ーンの回路の位置合わせが難しい。

【００１６】しかし、樹脂フィルムの一方の面に設けら
れる螺旋状パターンの回路を他方の面に設けられる前記
螺旋状パターンの回路よりも小さく形成することによ
り、ずれの許容範囲が広くなり、樹脂フィルムの両面そ
れぞれの螺旋状パターンの回路の位置合わせが容易とな
る。

【００１７】

【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図１および図２において、共振タグ５は、誘電
体となる樹脂フィルム６の両面それぞれに、螺旋状パタ
ーンの回路であって、該螺旋状パターンによりコイルを
形成すると共に、螺旋状パターン略全体でコンデンサ電
極板部を構成し、かつ一端部に回路端子部を有する回路
を設け、共振周波数回路を形成した構成である。

【００１８】すなわち、共振タグ５は、誘電体として誘
電損失が小さく、０．０３ｍｍ以下の厚さを有するポリ
エチレン等のポリオレフィン系樹脂フィルムまたは他の
合成樹脂フィルム６を用い、この樹脂フィルム（誘電
体）６の両面に、アルミニウム箔等の金属箔７，８を押
し出しまたは熱圧着等の方法により貼り合わせた材料を
基板材料として製造される。

【００１９】使用される金属箔のうちで特にアルミニウ
ム箔の場合、電気的物性、貼り合わせまたはエッチング
作業等の加工適正、さらには商品の物性等から、アルミ
ニウムの純度としては９９．０％以上９９．７％以下が
望ましい。

【００２０】前記誘電体としての樹脂フィルム６の両面
に貼り合わされる金属箔７，８は、それぞれ螺旋状パタ
ーンの回路であって、該螺旋状パターンによりコイルを
形成すると共に、螺旋状パターン略全体でコンデンサ電
極板部を構成し、かつ一端部に回路端子部７Ａ，８Ａを
有する回路として使用され、金属箔７，８がアルミニウ
ム箔の場合は、０．０４０ｍｍ以上０．０６０ｍｍ以下
の厚さの箔が望ましい。

【００２１】そして、ある特定の共振周波数を得るた
め、上述の基板材料の両面、すなわち、金属箔７，８上
に各種印刷方法例えば、グラビア印刷、シルクスクリー
ン印刷、フレキソ印刷、凸版輪転印刷等により耐エッチ
ング性を有するインクを用いて「共振周波数回路」を印
刷し、その後酸またはアルカリ等の薬液を用いて化学的
にエッチング処理を施し、共振回路を形成する。

【００２２】なお、共振回路はこのまま使用してもよい
が、片側の金属箔７の螺旋状パターンの回路における適
宜位置、例えば回路端子部７Ａと、反対側の金属箔８の
螺旋状パターンの回路における適宜位置、例えば回路端
子部８Ａとを接続してもよい。この場合、従来例の説明
で述べたように、圧接法等によって金属箔７，８の間に
ある樹脂フィルム６を破壊して、両面にある金属箔７，
８を導通短絡させる。

【００２３】金属箔７Ａ，８Ａを導通させない場合の共
振回路の等価回路は図３のようになり、金属箔７，８と
樹脂フィルム６とによりコンデンサ容量を形成し、抵抗
は、金属箔７，８自体の抵抗により形成される。この等
価回路の共振回路は、ｆ＝√２／｛２π√（ＬＣ）｝と
なり、この周波数の信号を前記ゲートの検知装置から与
えると共振して、その存在が発覚する。

【００２４】また、金属箔７，８を導通させた構成の共
振タグ５の共振回路の等価回路は図４のようになり、こ
の等価回路の共振周波数は、ｆ＝１／｛２π√（２Ｌ
Ｃ）｝となって、導通させない場合の約半分の共振周波
数が得られる。

【００２５】ここで、図２において、未説明符号９およ
び１０は、前記基板材料の両面にそれぞれ接着剤層１
１，１２を介して接着された上質紙および剥離紙であ
る。

【００２６】以上の構成の共振タグ５によると、両面コ
イル式であるため、共振タグ５のサイズを小さく制限し
た場合でも、片面コイル式の共振タグと比較して、コイ
ルおよびコンデンサの大きさが制限されず、周波数の低
いタイプを形成することが可能であると共に、周波数の
可変範囲を拡げる場合にも制限が少ない等、性能面で有
利である。

【００２７】かかる効果をまとめると次のようになる。 （１）螺旋状パターンの線巾および線間巾を狭くするこ
とにより、周波数の低いタイプでも製作が可能である。 （２）螺旋状パターンの線巾および線間巾を狭くするこ
とにより、性能を同等としながらサイズの小型化を図れ
る。 （４）周波数の可変範囲を拡大できる。 （５）片面の螺旋状パターンの巾を狭く形成すると共振
性能が落ちない。

【００２８】なお、かかる共振タグ５の用途としては、
前述した万引き防止に利用する他に、次のような有効な
用途がある。すなわち、手術用のガーゼに共振タグ５を
縫い付けておくことにより、手術時にこの手術用のガー
ゼが誤って人体内に残ってしまった場合に、これを検知
することができる。また、老人性痴呆症の老人に共振タ
グ５を携帯させておくことにより、老人が不用に徘徊し
た場合に、これを検知することができる。

【００２９】さらに、共振タグ５と近年開発されたカル
ラコードとカメラ（読み取り機構）とを組み合わせたシ
ステムが考えられる。ここで、先ず、カルラコードにつ
いて説明しておくと、カルラコードは、「田」の字の４
つの枡を塗りつぶす組み合わせで情報をコード化できる
ものであり、そのコード体系には、塗りつぶす組み合わ
せに規則がある以外は自由にコード化を施せるものであ
る。

【００３０】共振タグ５とカルラコードとカメラとを組
み合わせたシステムは、例えば、イベントの入退場のチ
ェック，マラソン大会、スキーリフト券のチェック、物
流搬送等に有効利用される。

【００３１】このうち、マラソン大会の場合の前記シス
テムについて説明すると、マラソンランナーのゼッケン
部分に共振タグ５とランナーを識別するカルラコードを
印刷した紙とを縫い付けておくことにより、マラソンラ
ンナーがゴールした時に共振タグ５の存在が検知され
て、カメラが自動的にＯＮされ、ゼッケン部分のカルラ
コードが読み込まれて、ランナーが識別される。

【００３２】なお、以上説明した共振タグ５において、
通常は誘電体となる樹脂フィルム６の両面それぞれに同
じ大きさの螺旋状パターンの回路を設けるが、樹脂フィ
ルム６の一方の面に設けられる螺旋状パターンの回路を
他方の面に設けられる螺旋状パターンの回路よりも小さ
く形成することにより、次のような製作上の利点があ
る。

【００３３】すなわち、共振タグ５の製作時に、樹脂フ
ィルム６の両面に螺旋状パターンの回路をずれることな
く設ける必要がある。樹脂フィルム６の両面それぞれに
同じ大きさの螺旋状パターンの回路を設ける場合は、こ
のずれの許容範囲が狭くなり、樹脂フィルム６の両面そ
れぞれの螺旋状パターンの回路の位置合わせが難しい。
しかし、樹脂フィルム６の一方の面に設けられる螺旋状
パターンの回路を他方の面に設けられる前記螺旋状パタ
ーンの回路よりも小さく形成することにより、多少のず
れが生じても螺旋状パターンの回路同士の位置が合致
し、つまりずれの許容範囲が広くなり、樹脂フィルム６
の両面それぞれの螺旋状パターンの回路の位置合わせが
容易となるのである。

【００３４】また、例えば、共振タグ５を万引き防止シ
ステムに利用する場合、取り付ける商品の種類に応じて
共振周波数を変えると、万引きされた商品がどのような
種類のものか周波数により即座に知ることができる。こ
のような要望、便宜のため、共振タグ５の周波数を可変
とする構成とすることもできる。

【００３５】周波数を可変とする手段としては、金属箔
７，８の一部を切り抜き、すなわちコイルの巻数を減ら
すことにより、コンデンサ容量を減らす方法（カット
法）、回路端子部７Ａ，８Ａの他に金属箔７，８の導通
位置を増やす方法、金属箔７，８の導通位置を変える方
法等が挙げられる。なお、導通させる手段としては、上
記した圧接法のほか、超音波接合法、熱融着法、さらに
はディンプル接合法（導通予定箇所をディンプル加工し
ておき、増幅された共振周波数を受けることによりディ
ンプル部を導通させる方法）等を用いることができる。

【００３６】カット法又は上記各種導通手段は、共振タ
グ５を使用者に供給する前に施してもよく、その場合に
は、使用者の要望に応じた周波数となるように、予め適
宜位置をカットしたり、複数カ所導通させたり、あるい
は適宜位置で導通させたりする。使用者側で、周波数を
変化させようとする場合は、例えば、いずれの位置をカ
ットすれば、どのくらいの周波数になるのかという周波
数と金属箔７，８におけるカット位置との関係図を参照
してカットするようにすればよい。導通箇所を増やした
り変化させたりする場合も同様である。また、カット位
置又は導通位置と周波数との関係を記憶したコンピュー
タとこれに接続されたドットプリンタを用いて、使用者
側で任意の周波数を入力し、共振タグ５をプリンタの所
定位置にセットすれば、自動的に適切な位置をカットし
たり導通させたりする構成とすることもできる。

【００３７】ここで、図５及び図６は上記した周波数の
変化状態を参考のため示す図であり、このうち、図５は
共振タグ５の一例を示す平面図である。図５に示されて
いるＡ〜Ｒまで導通箇所を変化させると、図６に示すよ
うに周波数が変化することがわかる。なお、上記した周
波数可変手段は、従来の片面コイル式の共振タグにも適
用可能である。

【００３８】特定の実施例を参照して本発明を説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、当該技術
分野における熟練者等により、本発明に添付された特許
請求の範囲から逸脱することなく、種々の変更および修
正が可能であるとの点に留意すべきである。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の共振タグ
によれば、誘電体となる樹脂フィルムの両面それぞれ
に、螺旋状パターンの回路であって、該螺旋状パターン
によりコイルを形成すると共に、螺旋状パターン略全体
でコンデンサ電極板部を構成し、かつ一端部に回路端子
部を有する回路を設け、両回路を、前記回路端子部を介
して互いに電気的に導通して共振周波数回路を形成する
ようにした、両面コイル式の共振タグとしたから、性能
を向上しつつ小型化を図れる等の利点を有する。

【００４０】特に、樹脂フィルムの一方の面に設けられ
る螺旋状パターンの回路を他方の面に設けられる螺旋状
パターンの回路よりも小さく形成すれば、両面の螺旋状
パターンの回路のずれの許容範囲が広くなり、樹脂フィ
ルムの両面それぞれの螺旋状パターンの回路の位置合わ
せが容易となる利点がある。また、共振周波数も各種手
段により適宜に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る共振タグの一実施例を示す分解
斜視図

【図２】 同上実施例の共振タグの断面図

【図３】 金属箔を導通させない場合の同上実施例の共
振タグの共振周波数回路の等価回路図

【図４】 金属箔を導通させた場合の同上実施例の共振
タグの共振周波数回路の等価回路図

【図５】 同上実施例の共振タグの導通箇所を示す平面
図

【図６】 図５に示した導通箇所と周波数との関係を示
す特性図

【図７】 従来の共振タグの一例を示す分解斜視図

【図８】 同上従来例の共振タグの断面図

【図９】 同上従来例の共振タグの共振周波数回路の等
価回路図

【符号の説明】

５ 共振タグ ６ 樹脂フィルム ７ 金属箔 ７Ａ 回路端子部 ８ 金属箔 ８Ａ 回路端子部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08B 13/00 - 15/02 H01F 17/00 H01Q 11/12 H03H 3/02 G01S 13/82

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体となる樹脂フィルムの両面それ
   ぞれに螺旋状パターンの回路であって、一方の面に設け
   られる螺旋状パターンの回路を他方の面に設けられる螺
   旋状パターンの回路よりも小さく形成し、該螺旋状パタ
   ーンによりコイルを形成する両面コイルとすると共に、
   表裏重なり合う螺旋状パターン略全体でコンデンサ電極
   部を構成し、かつ一端部に回路端子部を有する回路を設
   け、特定の周波数の電波に共振する共振回路において、
   共振周波数を予め、カシメ、スルーホール、超音波、半
   田等により、任意の螺旋状パターンの部位で導通、電気
   的接合を施すことにより、共振周波数を可変可能とする
   ことを特徴とする共振タグ。