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JP7635480B2 - Ｒｆｉｄタグ、採血管、及びアンテナ - Google Patents
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JP7635480B2 - Ｒｆｉｄタグ、採血管、及びアンテナ - Google Patents

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Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ、採血管、及びアンテナに関する。
物流管理や商品管理のために、被着体に貼付されるＲＦＩＤラベルが普及している。ＲＦＩＤラベルは、ＲＦＩＤタグを有するラベルである。ＲＦＩＤタグは、ＩＣチップとＩＣチップに電気的に接続されるアンテナとを備える。ＲＦＩＤタグは、無線タグ、ＩＣタグ、ＲＦ－ＩＤタグ、ＲＦタグと呼ばれることもある。
また、ＲＦＩＤタグ用のアンテナとして、ＩＣチップが接続された給電端子と、給電端子に接続されたループアンテナと、ループアンテナのループをパイバスするパイバス導電線を有して構成されるアンテナが知られている（たとえば、特許文献１、２参照）。
特開２００７－１９９０５号公報 国際公開第２００６／０７７６４５号
特許文献１、２には、ＩＣチップの内部のキャパシタンス成分と、アンテナが備えるバイパス導電線のインダクタンス成分とを共振させることにより、ＲＦＩＤタグが無線通信を行う周波数帯で良好な通信距離が得られることが示されている。
しかし、例えば、血液検査の際等に用いられる採血管等の液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグでは、容器に液体を入れるとアンテナのインピーダンス特性が変化してしまい、通信距離が短くなってしまうという問題がある。
本発明の一実施形態は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグにおいて、液体の有無によらずに、良好な通信距離が得られるＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグは、液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグであって、識別情報が記録されるＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続されるループ状の導電体で形成されるアンテナと、を備え、前記アンテナは、前記導電体が形成されていないＴ字型の開口部を有し、前記アンテナの外形は矩形であり、前記ＩＣチップは、前記矩形の一片の中央部分に電気的に接続され、前記開口部は、前記一片と平行な方向に延伸する第１の開口部と、前記第１の開口部の中央部分に連結され、前記一片と直行し、かつ前記一片とは反対の方向に延伸する第２の開口部と、を含む。
本発明の一実施形態によれば、液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグにおいて、液体の有無によらずに、良好な通信距離が得られるＲＦＩＤタグを提供することができる。
一実施形態に係るＲＦＩＤタグが貼付される採血管の外観の例を示す図である。 一実施形態に係るＲＦＩＤタグのアンテナの構成例を示す図である。 一実施形態に係るアンテナの形状を示す図である。 一実施形態に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 比較例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 比較例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第１の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第１の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第２の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第２の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第３の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第３の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第４の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第４の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第５の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第５の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 第６の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。 第６の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。 一実施形態に係る採血管の配列パターンの例を示す図である。 一実施形態に係るＲＦＩＤタグの評価結果の例を示す図である。
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す説明では、各図において共通する部分について、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするため、各図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。なお、各形態において、平行、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、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軸に平行な方向を含む。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を含む。Ｘ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＸ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＸ軸方向とする。Ｙ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＹ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＹ軸方向とする。Ｚ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＺ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＺ軸方向とする。
＜採血管の外観＞
図１は、一実施形態に係るＲＦＩＤタグが貼付される採血管の外観の例を示す図である。図１の例では、液体を入れる容器の一例として採血管１０の外観を示している。採血管１０は、外周部の所定の貼付範囲１２内にＲＦＩＤタグ１００が貼付される。好ましくは、採血管１０の先端部にはキャップ１１が設けられる。
採血管１０は、例えば、ポリエチレンテレフタラート等のプラスチックによって形成される。ただし、これに限られず、採血管１０は、ガラス等の他の素材によって形成されるものであっても良い。
なお、採血管１０は、液体を入れる容器の一例であり、例えば、試験管、採尿管、アンプル等の採血管１０以外の容器であっても良い。また、血液は、容器に入れる液体の一例であり、例えば、尿、飲み物、薬品、水等の血液以外の液体であっても良い。ここでは、一例として、液体を入れる容器が採血管１０であるものとして以下の説明を行う。
＜ＲＦＩＤタグの構成＞
図２は、一実施形態に係るＲＦＩＤタグの構成例を示す図である。ＲＦＩＤタグ１００は、例えば、帯状のシート２００、識別情報が記録されるＩＣチップ２１０、及びＩＣチップ２１０に接続されるループ状の導電体で形成されるアンテナ２２０等を含む。また、アンテナ２２０の内周２２１の形状がＴ字型になっている。
シート２００、及びアンテナ２２０は、例えば、図１に示すような採血管１０に対応する外形を有している。例えば、シート２００の奥行Ｄ０、及びアンテナ２２０の奥行Ｄ１は、採血管１０の所定の貼付範囲１２内の外周の最小値より短いことが望ましい。これにより、例えば、図１に示すように、ＲＦＩＤタグ１００が重なり合わないように、採血管１０にＲＦＩＤタグ１００を貼付することができる。また、シート２００の横幅Ｗ０、及びアンテナ２２０の横幅Ｗ１は、採血管１０の所定の貼付範囲１２内に収まることが望ましい。
なお、アンテナ２２０の横幅Ｗ１、及び奥行Ｄ１は、上記の範囲内で任意に定めることができる。例えば、ＲＦＩＤタグ１００の使用周波数を９２０ＭＨｚとした場合、Ｗ１は、２０．００ｍｍ～５０．００ｍｍ、好ましくは、３０．００ｍｍ～４０．００ｍｍとすることができる。また、Ｄ１は、１３．００ｍｍ～１８．００ｍｍ、好ましくは、１５．００ｍｍ～１７．００ｍｍとすることができる。
シート２００は、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン等の合成樹脂製フィルムを、複数枚積層して帯状に形成されるフィルム等である。ただし、これに限られず、シート２００は紙等であっても良い。
ＩＣチップ２１０、及びアンテナ２２０は、例えば積層される複数の合成樹脂製フィルム等の間に、挟み込まれるように配置される。なお、ＲＦＩＤタグ１００は、採血管１０に貼付するラベルに設けられていても良い。
ＩＣチップ２１０は、識別情報が記録されたＲＦＩＤシステム用の集積回路であり、アンテナ２２０と電気的に接続される。ＩＣチップ２１０は、ＲＦＩＤシステムのタグリーダから、所定の無線周波数（例えば、９２０ＭＨｚ帯：８６０ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ）で送信される電波をアンテナ２２０で受信し、受信した電波により電力を生成して起動する。また、ＩＣチップ２１０は、生成した電力で、ＩＣチップ１０４に予め記録された識別情報を含む電波を、タグリーダに送信する。
アンテナ２２０は、導電性の高い導電体（例えば、銅、アルミニウム等の金属）によってループ状に形成される。また、アンテナ２２０の内周２２１の形状はＴ字型になっており、この内周２２１の内側には導電体が形成されていない。本実施形態では、この内周２２１の内側の導電体が形成されていない部分を、開口部２２２と呼ぶ。このように、アンテナ２２０は、ＩＣチップ２１０に接続されるループ状の導電体で形成され、導電体が形成されていないＴ字型の開口部２２２を有している。
好ましくは、アンテナ２２０の外形は、図２に示すように、横幅Ｗ１、奥行Ｄ１の矩形である。また、開口部２２２は、ＩＣチップ２１０が搭載される矩形の一辺と平行な方向（Ｘ軸方向）に延伸する第１の開口部２２３と、第１の開口部２２３の中央部分に連結され、ＩＣチップ２１０が搭載される矩形の一辺と直交する方向（マイナスＹ軸方向）に延伸する第２の開口部２２４とを含む。なお、図２において、第１の開口部２２３と第２の開口部２２４との境界を示す２点鎖線は仮想線であり、実際には存在しない。
好ましくは、ＲＦＩＤタグ１００は、採血管１０の長手方向と、第１の開口部２２３が延伸する方向（Ｘ軸方向）とが略平行になるように採血管１０に貼付する。これにより、より良好な通信特性を得ることができる。なお、ＲＦＩＤタグ１００を採血管１０に貼付するときに、採血管１０のキャップ１１側に、図２に示すＲＦＩＤタグ１００のＸプラス方向を向けた場合と、Ｘマイナス方向を向けた場合とでは、通信特性に大きな違いは見られなかった。
なお、ＲＦＩＤタグ１００は、例えば、採血管１０の長手方向と、第１の開口部２２３が延伸する方向とが交差するように採血管１０に貼付することも可能である。
なお、第１の開口部２２３の幅Ｗ２、奥行Ｄ２、及び第２の開口部２２４の幅Ｗ３、奥行Ｄ３は、任意に定めることができる。例えば、ＲＦＩＤタグ１００の使用周波数を９２０ＭＨｚとした場合、Ｗ２は、１８．００ｍｍ～２５．００ｍｍ、好ましくは２０．００ｍｍ～２３．００ｍｍ、さらに好ましくは２１．１０ｍｍ～２２．１０ｍｍとすることができる。Ｄ２は、１．００ｍｍ～７．００ｍｍ、好ましくは３．００ｍｍ～５．００ｍｍ、さらに好ましくは３．５０ｍｍ～４．５０ｍｍとすることができる。Ｗ３は、１．００ｍｍ～７．００ｍｍ、好ましくは３．００ｍｍ～５．００ｍｍ、さらに好ましくは３．７ｍｍ～４．７ｍｍとすることができる。Ｄ３は、３．００ｍｍ～９．００ｍｍ、好ましくは５．００ｍｍ～７．００ｍｍ、さらに好ましくは５．５０ｍｍ～６．５ｍｍとすることができる。
アンテナ２２０は、例えば、銅、アルミ等の金属箔のプレス加工、エッチング加工、めっき加工、又は金属ペーストのシルクスクリーン印刷等の導電体によって形成される。なお、導電体をアルミニウムにする場合、導電体の厚さは、例えば、５μｍ～４０μｍ、好ましくは７μｍ～３０μｍとすることができる。また、図２等において、アンテナ２２０にハッチングがかかっているが、これは、アンテナ２２０が金属であることを示すハッチングであり、模様を示すものではない。
上記の構成において、ＩＣチップ２１０は内部容量を有しており、この内部容量と、アンテナ２２０が有するインダクタンス成分とにより共振回路（整合回路）が構成される。この共振回路において、ＩＣチップ２１０の内部容量と、アンテナ２２０のインダクタンス成分とが共振する共振周波数において、虚数成分がほぼゼロになることによりインピーダンスが整合し、十分な通信距離を確保することができる。
ＲＦＩＤタグ１００は、例えば、９２０ＭＨｚ帯（８６０ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ、好ましくは、９１５ＭＨｚ～９３５ＭＨｚ）の周波数において、採血管１０の内部の液体（例えば、血液）の有無によらずに、良好な通信距離が得られるように構成されている。
＜アンテナの形状、及びインピーダンス特性について＞
図３は、一実施形態に係るアンテナの形状を示す図である。この図は、良好な通信特性が得られたアンテナ２２０の形状の例を示している。図３において、アンテナ２２０の横Ｗ１を３５．００ｍｍ、奥行Ｄ１を１６．００ｍｍとし、中心線２２５に対して対称形となるように開口部２２２を形成した。なお、対称形には、本発明の効果を損なわない程度の誤差やずれが許容される。また、アンテナ２２０の開口部２２２のＴ字型の形状を変えて、試作及び測定を行い、液体の有無によらずに良好な通信特性が得られるように、開口部２２２のＴ字型の形状を決定した。
その結果、第１の開口部２２３の幅Ｗ２を２１．６０ｍｍ、奥行Ｄ２を４．００ｍｍとし、第２の開口部２２４の幅Ｗ３を４．２０ｍｍ、奥行Ｄ３を６．００ｍｍとしたときに、採血管１０の内部の液体の有無によらずに、良好な通信特性が得られた。なお、ＩＣチップ２１０を接続する導体部の幅Ｄ４は、１．００ｍｍとした。また、アンテナ２２０を形成する導体として、アルミニウム（厚さ：１０μｍ）を使用した。
図４は、一実施形態に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図４（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ２２０のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図４（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ２２０のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
図４（Ａ）、（Ｂ）において、アンテナ２２０のインピーダンスＺを「Ｚ＝Ｒ＋ｊＸ」とし、縦軸はインピーダンスＺの実部Ｒの値、及び虚部Ｘの値を示している。また、横軸は周波数を示している。なお、実線のグラフは各周波数に対応する実部Ｒをプロットしたものであり、一点鎖線は各周波数に対応する虚部Ｘをプロットしたものである。
図４（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数帯の中心周波数である９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ２２０のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約４．４Ωであり、虚部Ｘの値が約２１３．０Ωであることが示されている。図４（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ２２０のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約３０５．０Ωであり、虚部Ｘの値が約２３６．０Ωであることが示されている。このように、アンテナ２２０のインピーダンスＺは、採血管１０に液体が入っているか否かによって変化する。
また、複数のアンテナの試作結果より、周波数９２０ＭＨｚにおける虚部Ｘの値が２１３Ω前後（例えば、１９０Ω～２４０Ω程度）であるときに、良好な通信特性が得られることが分かった。これより、アンテナのインピーダンスＺの虚部Ｘの値が２１３Ω前後であるときに、９２０ＭＨｚ帯において、ＩＣチップ２１０の内部容量と、アンテナ２２０のインダクタンス成分とが共振し、インピーダンスが整合すると考えられる。
図４（Ａ）、（Ｂ）より、アンテナ２２０は、９２０ＭＨｚにおいて、インピーダンスＺの虚部Ｘの値が、１９０Ω～２４０Ωの間に収まっており、採血管１０の内部の液体の有無によらずに、良好な通信特性が得られると考えられる。なお、アンテナ２２０を備えるＲＦＩＤタグ１００の通信特性の評価結果については後述する。
（比較例）
図５は、比較例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図５に示すアンテナ５００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有しており、アンテナ５００の内周５０１の内側の開口部５０２が矩形に形成されている。また、アンテナ５００は、開口部５０２の面積が、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積と同じ面積になるように形成されている。
図６は、比較例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図６（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ５００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。図６（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ５００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約３．８Ωであり、虚部Ｘの値が約２０４．７Ωであることが示されている。このように、比較例に係るアンテナ５００のインピーダンスＺは、採血管１０に液体が入っていない場合、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０に近いインピーダンス特性になる。
一方、図６（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ５００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。図６（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ５００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約１６４．８Ωであり、虚部Ｘの値が約２８５．５Ωであることが示されている。このように、比較例に係るアンテナ５００のインピーダンスＺは、採血管１０に液体が入っている場合、虚部Ｘの値が、２８５Ω前後まで変化してしまうことが分かる。
このように、図３に示す一実施形態に係るアンテナ２２０は、図５に示す比較例に係るアンテナ５００と比較して、特に、採血管１０に液体が入っている場合における、インピーダンスＺの虚部Ｘの値、すなわち、共振周波数の変化が少ないことが分かる。
＜変形例＞
続いて、アンテナ２２０の開口部２２２のＴ字型の形状を変化させたときのインピーダンス特性の変化について、複数の変形例を例示して説明する。
（第１の変形例）
図７は、第１の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図７に示す第１の変形例に係るアンテナ７００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外径（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、アンテナ７００は、内周７０１の内側の開口部７０２の面積が、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積より大きく形成されている。
図８は、第１の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図８（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ７００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図８（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ７００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
図８（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ７００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約１０．７Ωであり、虚部Ｘの値が約３３２．０Ωであることが示されている。図８（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ７００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約４４２．０Ω、虚部Ｘの値が約－１３９．０Ωであることが示されている。
また、図８（Ａ）において、アンテナ７００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、７００ＭＨｚ付近の低い周波数まで変化している。
このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２のＴ字型の内側の面積を大きくすることにより、アンテナ２２０の共振周波数を低い方向に変更（調整）することができる。
（第２の変形例）
図９は、第２の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図９に示す第２の変形例に係るアンテナ９００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、アンテナ９００は、内周９０１の内側の開口部９０２の面積が、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積より小さく形成されている。
図１０は、第２の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図１０（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ９００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図１０（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ９００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
図１０（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ９００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約２．６Ωであり、虚部Ｘの値が約１４１．７Ωであることが示されている。図１０（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ９００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約１７１．９Ω、虚部Ｘの値が約２０５．０Ωであることが示されている。
また、図１０（Ａ）において、アンテナ９００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、１１５０ＭＨｚ付近の高い周波数まで変化している。
このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を小さくすることにより、アンテナ２２０の共振周波数を高い方向に変更（調整）することができる。
（第３の変形例）
図１１は、第３の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図１１に示す第３の変形例に係るアンテナ１１００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、第３の変形例に係るアンテナ１１００は、図１１に示す２つの矩形部１１０２、１１０３の大きさ（面積）を変更することにより、内周１１０１の内側の開口部１１０４の面積が、アンテナ２２０の開口部２２２の面積より大きくなるように形成されている。なお、図１１の２点鎖線は、矩形部１１０２、１１０３の位置を説明するための仮想線であり、実際には存在しない。
図１２は、第３の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図１２（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ１１００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図１２（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ１１００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
図１２（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約５．５４Ωであり、虚部Ｘの値が約２３６．２Ωであることが示されている。図１２（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１１００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約３９２．３Ω、虚部Ｘの値が約１８１．４Ωであることが示されている。
また、図１２（Ａ）において、アンテナ１１００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、８７０ＭＨｚ付近になっていることが分かる。
このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を大きくするときに、矩形部１１０２、１１０３の大きさ（面積）を小さくすることにより、アンテナ２２０のインピーダンス特性を微調整することができる。
（第４の変形例）
図１３は、第４の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図１３に示す第４の変形例に係るアンテナ１３００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、第４の変形例に係るアンテナ１３００は、２つの矩形部１１０２、１１０３の大きさ（面積）を変更することにより、内周１３０１の内側の開口部１３０２の面積が、アンテナ２２０の開口部２２２の面積より小さくなるように形成されている。
図１４は、第４の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図１４（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ１３００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図１４（Ｂ）は、採血管１０に液体が入っている場合における、アンテナ１３００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
図１４（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１３００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約３．４５Ωであり、虚部Ｘの値が約１９３．０Ωであることが示されている。図１４（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１３００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約２１０．６Ω、虚部Ｘの値が約２５４．２Ωであることが示されている。
また、図１４（Ａ）において、アンテナ１３００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、９５０ＭＨｚ付近になっていることが分かる。
このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を小さくするときに、矩形部１１０２、１１０３の大きさ（面積）を大きくすることにより、アンテナ２２０のインピーダンス特性を微調整することができる。
（第５の変形例）
図１５は、第５の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図１５に示す第５の変形例に係るアンテナ１５００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、第５の変形例に係るアンテナ１５００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を大きくするときに、Ｔ字型の相似形（相似性）を維持したままで、内周１５０１の内側の開口部１５０２の面積を大きくする。
図１６は、第５の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図１６（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ１５００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図１６（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ１５００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
図１６（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１５００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約０．９３Ωであり、虚部Ｘの値が約２８７．０Ωであることが示されている。図１６（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１５００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約４９２．４Ω、虚部Ｘの値が約３７．７Ωであることが示されている。
また、図１６（Ａ）において、アンテナ１５００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、７５０ＭＨｚ付近になっていることが分かる。
このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を大きくするときに、Ｔ字型の相似形（相似性）を維持したままで、開口部２２２の面積を大きくすることにより、アンテナ２２０のインピーダンス特性をより大きく変化させることができる。
（第６の変形例）
図１７は、第６の変形例に係るアンテナの形状の例を示す図である。図１７に示す第６の変形例に係るアンテナ１７００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０と同じ外形（Ｗ１＝３５．００ｍｍ、Ｄ１＝１６．００ｍｍ）を有している。また、第６の変形例に係るアンテナ１７００は、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を小さくするときに、Ｔ字型の相似形（相似性）を維持したままで、内周１７０１の内側の開口部１７０２の面積を小さくする。
図１８は、第６の変形例に係るアンテナのインピーダンス特性の例を示す図である。図１８（Ａ）は、採血管１０に液体が入っていない場合における、アンテナ１７００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。また、図１８（Ｂ）は、採血管１０に液体（水）が入っている場合における、アンテナ１７００のインピーダンス特性のシミュレーション結果を示している。
図１８（Ａ）の例では、ＲＦＩＤタグ１００が通信に用いる周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１７００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約１．７９Ωであり、虚部Ｘの値が約１３７．３Ωであることが示されている。図１８（Ｂ）の例では、周波数９２０ＭＨｚにおいて、アンテナ１７００のインピーダンスＺの実部Ｒの値が約６６．０Ω、虚部Ｘの値が約１８１．７Ωであることが示されている。
また、図１８（Ａ）において、アンテナ１８００のインピーダンスＺの虚部Ｘの値が、２１３Ω前後となる周波数は、１２００ＭＨｚ以上になっていると推定される。
このように、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０の開口部２２２の面積を小さくするときに、Ｔ字型の相似形（相似性）を維持したままで、開口部２２２の面積を小さくすることにより、アンテナ２２０のインピーダンス特性をより大きく変化させることができる。
以上より、図３に示した一実施形態に係るアンテナ２２０は、内周２２１のＴ字型の内側の面積によって、アンテナ２２０の共振周波数を調整することができると考えられる。
また、アンテナ２２０は、内周２２１のＴ字型の形状により、アンテナ２２０のインピーダンス、特に、採血管１０に液体が入っているときのインピーダンスを調整することができると考えられる。
＜ＲＦＩＤタグの評価結果＞
続いて、図３に示す一実施形態に係るアンテナ２２０を有するＲＦＩＤタグ１００を採血管１０に貼付し、識別情報（タグＩＤ）の読み取り特性を評価した評価結果について説明する。
図１９は、一実施形態に係る採血管の配列パターンの例を示す図である。ここでは、図１９（Ａ）～（Ｄ）に示すように、縦１０列×横１０列に並べられた計１００本の採血管１０をタグＩＤの読み取り装置にセットして、１００回読み取りを行い、１００本ともタグＩＤが読み取れた回数を測定する評価を行った。
なお、採血管１０は、プラスチック（ポリエチレンテレフタラート）製の採血管１０を用いた。また、各採血管１０には、図２に示すようなＲＦＩＤタグ１００のＸプラス方向がキャップ１１側になるように、また、採血管１０の長手方向とＲＦＩＤタグ１００の長手方向とが略平行となるように貼付した。
ここでは、図１９（Ａ）に示すように、４本の採血管１０を一組として、４本の採血管１０の内側にＲＦＩＤタグ１００を向けて各採血管１０を配列した配列パターンを、「配列パターン１」と呼ぶ。また、図１９（Ｂ）に示すように、各採血管１０のＲＦＩＤタグ１００を、一つの方向（例えば、前向き）に向けて配列した配列パターンを、「配列パターン２」と呼ぶ。さらに、図１９（Ｃ）に示すように、最外列の採血管１０のＲＦＩＤタグ１００を外向きに向けて配列し、他の採血管１０を図１９（Ｃ）に示すように配列した配列パターンを、「配列パターン３」と呼ぶ。さらにまた、図１９（Ｄ）に示すように、最外列の採血管１０のＲＦＩＤタグ１００を内向きに向けて配列し、他の採血管１０を図１９（Ｄ）に示すように配列した配列パターンを、「配列パターン４」と呼ぶ。
図２０は、一実施形態に係るＲＦＩＤタグの評価結果を示す図である。評価内容としては、図３に示す一実施形態に係るアンテナ２２０を備えたＲＦＩＤタグ１００を採血管１０に貼付し、配列パターン１～４の各配列パターンで１００回ずつ、読み取り装置でタグＩＤの読み取りを行った。なお、読み取り装置の送信出力レベルは、１９ｄＢｍとした。
また、参考として、既存のＲＦＩＤタグを貼付した採血管についても同様の読み取りを行った。
図２０（Ａ）、は、採血管１０が空の状態（液体が入っていない状態）で、配列パターン１～４の各配列パターンで１００回ずつタグＩＤの読み取りを行い、全数（１００個）の読み取りに成功した回数を記録した評価結果を示している。
図２０（Ａ）に示すように、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００を貼付した採血管１０は、配列パターン１～４の各配列パターンで、１００回とも全数の読み取りに成功した。一方、既存のＲＦＩＤタグを貼付した採血管では、配列パターン１、３、４で、読み取りの失敗が発生しており、特に配列パターン１では、全数の読み取りに成功した回数は０回であった。
図２０（Ｂ）、は、採血管１０に水（液体の一例）が入った状態で、配列パターン１～４の各配列パターンで１００回ずつタグＩＤの読み取りを行い、全数（１００個）の読み取りに成功した回数を記録した評価結果を示している。
図２０（Ｂ）に示すように、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００を貼付した採血管１０は、配列パターン１～４の各配列パターンで、１００回とも全数の読み取りに成功した。一方、既存のＲＦＩＤタグを貼付した採血管では、配列パターン２～４で、１００回とも全数の読み取りに成功したものの、配列パターン１では、全数（１００個）の読み取りに成功した回数は４回であった。
このように、本実施形態によれば、採血管１０等の液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤ１００タグにおいて、液体の有無によらずに、良好な通信距離が得られるようになる。
また、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００が備えるアンテナ２２０は、外形を変えなくても、開口部の面積を変更することにより、アンテナ２２０の共振周波数を変更することができるので、外形に制限がある小型の容器に好適である。
さらに、本実施形態に係るアンテナ２２０は、例えば、導電体が形成されていない開口部２２２の面積を維持したまま、開口部のＴ字型の形状を変更（非相似形）することにより、液体を入れたときのインピーダンス特性を調整することが容易になる。
以上、本発明の実施形態によれば、液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグ１００において、液体の有無によらずに、良好な通信距離が得られるＲＦＩＤタグ１００を提供することができる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
１０ 採血管（容器の一例）
１００ ＲＦＩＤタグ
２１０ ＩＣチップ
２２０ アンテナ
２２１ アンテナの内周
２２２ 開口部
２２３ 第１の開口部
２２４ 第２の開口部

Claims (8)

  1. 液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグであって、
    識別情報が記録されるＩＣチップと、
    前記ＩＣチップに接続されるループ状の導電体で形成されるアンテナと、を備え、
    前記アンテナは、前記導電体が形成されていないＴ字型の開口部を有し、
    前記アンテナの外形は矩形であり、
    前記ＩＣチップは、前記矩形の一片の中央部分に電気的に接続され、
    前記開口部は、
    前記一片と平行な方向に延伸する第１の開口部と、
    前記第１の開口部の中央部分に連結され、前記一片と直行し、かつ前記一片とは反対の方向に延伸する第２の開口部と、
    を含む、
    ＲＦＩＤタグ。
  2. 前記開口部の面積によって、前記アンテナの共振周波数を調整する、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
  3. 前記開口部のＴ字型の形状により、前記アンテナのインピーダンスを調整する、請求項１又は２に記載のＲＦＩＤタグ。
  4. 前記開口部のＴ字型の形状により、前記容器に液体が入っているときの前記アンテナのインピーダンスを調整する、請求項３に記載のＲＦＩＤタグ。
  5. 前記ＲＦＩＤタグが通信に使用する周波数は、９２０ＭＨｚ帯（８６０ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ）を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
  6. 前記容器は、血液を入れる採血管である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
  7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグを貼付した、採血管。
  8. 液体を入れる容器に貼付するＲＦＩＤタグに用いられるアンテナであって、
    ループ状の導電体で形成され、
    前記ループ状の導電体は、前記導電体が形成されていないＴ字型の開口部を有し、
    前記アンテナの外形は矩形であり、
    識別情報が記録されるＩＣチップが、前記矩形の一片の中央部分に電気的に接続され、
    前記開口部は、
    前記一片と平行な方向に延伸する第１の開口部と、
    前記第１の開口部の中央部分に連結され、前記一片と直行し、かつ前記一片とは反対の方向に延伸する第２の開口部と、
    を含む、
    アンテナ。
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