专利名称：射频识别标签的安装结构,方法,和使用该标签的通信的制作方法
在此将2000年7月17日提交的日本专利申请No.2000-215935；和2000年9月5日提交的日本专利申请No.2000-268241的整个公开，包括说明书，权利要求书，附图和公开的摘要作为整体引入，以便根据35U.S.C119要求优先权。
RDIF标签具有天线线圈和控制部分，其中由天线线圈接收从读/写终端发送的信号，由控制部分将其转换成电能，并存储在电容器中，天线线圈利用这种电能将存储在存储器部分的，诸如ID码之类的信息发送回读/写终端。
有两个有代表性的发送/接收系统，ASK系统和FSK系统；前者的读/写操作是基于幅移键控，而后者是基于频移键控。
一般RFID标签的天线线圈可以按类型分为具有利用环形空心线圈的盘状天线线圈，和具有利用铁氧体磁心棒和绕该磁心上缠绕漆包线的柱状天线线圈。这些标签的外形取决于每个天线线圈的形状，前者表现为盘状，而后者表现为棒状。
具有盘状天线线圈的RFID标签根据环形线圈平面方向上磁通的变化进行通信，而具有柱状天线线圈的RFID标签根据该标签轴向上磁通的变化进行通信。
电磁波被看作是在彼此正交的平面上振荡时同时传播的交变电场和磁场。当磁场的变化产生的交变磁通与诸如由铁、铝或铜之类构成的导体部件相交时，该导体部件内部产生涡流，并且该涡流在抵消该交变磁通的方向产生反磁通。
因此，与导体部件尽可能地分开安装RFID标签是一种通用的做法。
然而，无论如何，在RFID标签必须安装在靠近导体部件的情况下，一种可能的办法是放置一个具有前述的盘形天线线圈的RFID标签，使得它的线圈平面与导体部件的表面平行排列，当置入非导体衬片时，标签能够与该导体部件分隔开，从而抑制涡流的产生；或者是在线圈平面和导体部件之间提供一种具有高磁导率的材料，如铁氧体磁心或无定形磁性材料片，以便将该导体部件可能泄漏的磁通导入具有高磁导率的材料，从而抑制涡流的产生。
这些方法能够成功地减小磁体的影响，并且这些方法中的任何一种都能够在与线圈平面正交的方向上，即，从盘状天线线圈的磁通分布方向上进行通信。
另一方面，具有柱状天线线圈的RFID标签的可缩小尺寸远比具有盘形天线线圈的RFID标签大，在多种应用有极好的适应性。
然而，在导体部件的表面安装具有柱状天线线圈的RFID标签在理论上被认为是很难的，因此还没有这种实践。
如上所述，具有柱状天线线圈的RFID标签沿着该天线线圈的轴向产生磁通，因此，就灵敏度而言，有利于从插入到该天线线圈磁心部件尖端与读/写终端进行通信。
根据这种考虑，为了易于通信，在导体部件的表面上安装该标签必须和与导体部件的表面正交的轴向对齐。这需要导体部件在表面部分具有垂直的安装孔(安装槽)，使RFID标签垂直安装进去。
然而，读/写终端和安装在具有合适尺寸的该安装孔中的RFID标签之间的通信因标签周围的导体部件的不利影响而禁止。这就是为什么常规技术采用具有盘形天线线圈的RFID标签安装在导体部件的表面的原因。
本发明人经过广泛调研后发现，如果RFID标签具有棒状柱形天线线圈，并且被安装成使天线线圈的纵向(轴向)与导体部件的安装平面平行，并且与该安装平面大致接触，那么利用在其安装平面上的空间中扩展的磁通能够与RFID标签通信，该发现导致他们完成了本发明。
就是说，根据权利要求1所述的RFID标签的安装结构是将具有天线线圈和控制部分的RFID标签安装到导体部件，其中RFID标签具有柱状天线线圈，从而整体为棒型，并且被安装成使其轴向方向与所述导体部件的安装平面平行，从而与该安装平面大致接触。
根据这种结构，一部分磁通从柱状天线线圈的尖端流出并且沿着其轴向方向扩展穿入导体部件。当全部磁通根据该导体部件内部产生的涡流略微减小时，部分残留磁通穿透该RFID标签，并且进入导体部件的安装平面上的空间以形成闭合环路。当由该磁通作为媒介时能够与外部读/写终端进行通信。
即使导体部件只能提供很小的空间来安装RFID标签，尺寸可极大缩小的RFID标签仍可以轻易地安装进去。
由于利用穿透到RFID标签并在导体部件的安装平面上扩展的磁通作为来进行通信，因此它还保证通信时良好的可操作性。
在这种安装结构中，导体部件可以在表面部分有一个顶部开放的安装槽，其中，可将RFID标签安装成使其轴向方向与包含该槽底面的安装平面平行。这种结构使得RFID牢固地安装在导体部件上，并且能够通过穿透RFID标签并在导体部件的安装平面上的空间中扩展的磁通来进行通信。
在前面任何一种安装结构中，可安装RFID标签在与导体部件的安装平面保持10μm到5mm的距离。这样能够成功地减小由导体产生的影响，从而提高通信的灵敏度。
将RFID部件和导体部件的安装平面之间的距离限制在5mm或以下能够成功地减少RFID标签从导体部件表面的伸出量，或者减少在导体部件中形成的安装槽的深度。这样能保证确保导体部件的特征和强度。
根据权利要求4所述的RFID标签的安装结构是将具有天线线圈和控制部分的RFID标签安装到导体部件，其中导体部件在其表面部分具有安装槽，RFID标签具有柱状天线线圈，从而整体为棒型，并且该将标签安装成使其轴向方向与安装槽的底面倾斜。
根据这种结构，与权利要求1和2所达到的相比，导体部件上的伸出安装区域可以进一步缩短。磁通可以传播到在安装槽内形成在标签旁边的空间中，然后从安装槽泄漏，从而可以成功地作为与读/写终端通信的媒介。
在前面的任何一种安装结构中，可以在侧面和/或与其安装面相对的面利用由导体材料制成的保护部件保护在安装槽中处于安装状态的RFID标签。这样能保证更可靠地保护RFID标签。
在前面的安装结构中，可以向保护部件提供在其表面部分中的上部开放的外壳部分，并且RFID标签可以容纳在该外壳部分内，从而保护该标签的侧面和/或与安装平面相对的面。这样借助保护部件使RFID标签的定位和安装更精确。
在前面的任何一种安装结构中，可以用由非导电材料制成的保护部件覆盖安装在导体部分的RFID标签的表面侧。这样能有效保护RFID标签不受外部压力、碰撞或外界环境的影响。
在前面的任何一种安装结构中，RFID标签可以是例如基于幅移键控(ASK)系统进行通信的。与基于FSK系统的标签不同，由于基于ASK系统的RFID标签不会在受导体部件的影响产生频率偏移时降低通信灵敏度，因此即使如本发明中与导体部件接触安装也能保证高灵敏度和稳定性的通信。
根据权利要求9所述的RFID标签的安装方法是将具有天线线圈和控制部分的RFID标签安装到导体部件，它包括在由导体材料制成的保护部件的表面部分形成的顶部开放的外壳部分中容纳RFID标签的步骤，其中RFID标签具有柱状天线线圈，从而整体为棒型；以及在导体部件的表面部分形成的顶部开放的安装槽中容纳保护部件，以使该外壳部分的开放顶部指向该安装槽的开放顶部，并且使该RFID标签的轴向方向指向与该安装槽的底面平行或指向该安装槽的底面倾斜。
根据上述结构，一旦将RFID标签容纳在保护部件内，并且然后将该保护部件容纳在导体部件的表面部分中形成的顶部开放的安装槽中，以致可将极小的RFID标签容易地安装在具有合适的小尺寸的安装槽中。
这样节省了安装所需的时间，并且能够在用精确方法预先定位时安装RFID标签。
根据权利要求10所述的RFID标签的安装方法是将具有天线线圈和控制部分的RFID标签安装到导体部件，它包括步骤安装具有柱状天线线圈的RFID标签，从而整体为棒型，以使该标签的轴向方向与该导体部件的安装平面平行，并且与该安装平面大致接触；以及由导体部件的安装平面上的空间中形成的磁通作为媒介利用该RFID标签进行通信。
根据这种方法，在RFID标签与导体部件接触安装的状态，可以用穿透RFID标签并在导体部件的安装平面上的空间中扩展的磁通作为媒介来实现通信。
利用权利要求11所述的RFID标签的通信方法是利用安装到导体部件的具有天线线圈和控制部分的RFID标签，它包括步骤在导体部件的表面部分形成安装槽；安装具有柱状天线线圈的RFID标签，从而整体为棒型，以使该标签的轴的方向与该安装槽的底面平行并且与其大致接触，或与该底面倾斜；以及利用该RFID标签，由导体部件的安装平面上的空间中形成的磁通作为媒介进行通信。
根据这种方法，由于具有尺寸可大大缩小的柱状天线线圈的RFID标签可以安装在这种小槽中，因此即使当导体部件只提供小尺寸安装槽时也易于进行通信。
在导体部件的表面安装RFID标签便于该标签的附着，并且在安装槽内安装RFID标签确保了该标签的安全保持。
如上所述，将具有柱状天线线圈的杆形RFID标签安装到导体部件，使其纵向(轴向方向)与安装平面平行，并且与该安装平面大致接触允许用穿透该RFID标签并且在安装平面上的空间中扩展的磁通作为媒介进行通信。
图2是表示构成RFID标签的正视图；图3是表示RFID标签的控制部分结构的方框图；图4是表示在RFID标签周围产生的磁场轮廓的示意图；图5A到5C是表示从外部读/写终端的天线产生的磁场和它到达在导体部件的安装平面形成的顶部开放的安装槽的示意图；图6A和6B是表示从安装在导体部件的安装平面产生的顶部开放的安装槽中的RFID标签产生的磁场，以及向外传播的示意图；图7A和7B分别是表示本发明另一个RFID标签典型的安装结构的透视图和剖面图，其中在导体部件的安装平面形成顶部开放、拱形底部的安装槽，由玻璃容器构成的非导电保护部件覆盖的RFID标签安装在安装槽中，并且标签的表面也用非导电树脂构成的保护部件覆盖；图8A还是表示本发明另一个RFID标签典型的安装结构的示意图，其中在导体部件的安装平面形成顶部开放的安装槽，并且安装在安装槽的RFID标签的表面用由非导电树脂构成的保护部件覆盖；图8B是表示替代图8A中所示的具有方形轮廓的安装槽的平面图；以及图8C是表示替代图8A中所示的具有圆形轮廓的安装槽的平面图；图9是表示安装在安装槽上指向与安装槽的底面倾斜的轴向方向的RFID标签的剖面图；
图10A和10B分别是表示安装结构的透视图和剖面图，其中由非导电树脂构成的保护部件覆盖的RFID标签安装在导体部件的安装平面上；
图11是表示利用导体部件构成的保护部件保护RFID标签的侧面和安装平面的安装结构的剖面图；图12是表示安装槽和替换图11所示的具有圆形轮廓的保护部件的分解透视图；图13是表示安装槽和替换图11所示的具有方形轮廓的保护部件的分解透视图；图14是表示利用由导电材料构成的保护部件在侧面和/或与安装平面相对的平面上保护RFID标签和在其中心具有直的安装槽的分解透视图；图15是表示通过改变具有圆形轮廓的安装槽的深度所测量到的通信距离的结果示意图；以及图16是表示通过改变具有圆形轮廓的安装槽的直径所测量到的通信距离的结果示意图。
首先，参见图1A、1B到6解释根据本发明第一实施例的电磁感应标签的安装结构，其安装方法和利用该标签的通信方法。这里应指出的是，虽然下面的具体描述是针对电磁感应型的RFID标签，但是应用在下面所描述的实施例中的RFID标签最好涉及电磁耦合型和电磁感应型二者。
图1A、1B和2所示的RFID标签具有柱状天线线圈2和作为控制部分的半导体IC芯片4，两者不用诸如印刷电路板等做接口而直接彼此相连，成功地缩小了RFID标签1的尺寸。
单线缠绕的柱状天线线圈2具有由铁、铁氧体等制成的沿着它的轴线方向(在图1B中为横向)插入其中的柱状磁心部件3，其中该天线线圈2、磁心部件3、半导体IC芯片4等以集成的方式形成一个完整的棒状。
半导体IC芯片4包括IC(集成电路)芯片或以集成方式封装的LSI(大规模集成电路)芯片，并且如图3所示，该半导体IC芯片4由作为控制部分的CPU(中央处理单元)4a，作为存储器部分的存储器4b，发送器/接收器4c和作为电能存储装置的电容器4d组成。
如图5所示，由发送器/接收器4c接收从外部读/写终端的天线9发送的信号，发射到CPU 4a并且转换成电能存储在电容器4d中。现在还可以省略作为电能存储装置的电容器4d，取而代之的是从外部读/写终端连续向半导体IC芯片4提供电能。
CPU 4a负责读取存储在存储器4b中的程序或各种数据，执行必要的操作和决定，从而启动各种控制。
存储器4b含有各种允许CPU 4a操作的程序，以及具有设置的RFID标签1的导体部件5的产品或零件的诸如历史数据和一批管理数据的各种信息。
本实施例采用的RFID标签1基于单波长幅移键控(ASK)，具有较宽的谐振频率范围，其导线直径只有几十微米并且带或不带磁心部件3的天线线圈2，以及其中包含特定读/写电路的电能消耗极小的CMOS-IC。
本发明人获得的实验结果揭示了由于该RFID标签1具有与基于FSK系统的标签相比更宽的谐振频率范围，因此利用基于ASK系统的RFID标签的通信几乎不受放置在它附近的导体部件的影响，并且不会引起所接收电能的降低，这样能够降低对频率位移的灵敏度。
从灵敏度(通信距离)方面看，用于ASK无线通信系统的频率优选在50kHz到500kHz的范围内，在100kHz到400kHz范围之间更好。在本发明的这个实施例中，ASK通信系统使用的是125kHz。
本发明人获得的实验结果还揭示了磁场H可以通过衍射传播，即使它是从窄缝传出的，并且仅当提供细小的物理缝隙时，RFID标签1能够向外部读/写终端发送或从外部读/写终端接收作为电源或信息通信媒介的磁场。
存在一些能够响应在利用该RFID标签1通信或电能发送期间产生的磁场H来产生涡流，从而生成使初始化磁通衰减的反磁通的材料；这些导电材料中最典型的例子包括不锈钢片、铜片和铝片，还包括铁磁金属，如铁、钴、镍、它们的合金以及铁氧体；顺磁金属，如铝、铜和铬；以及导电塑料。
导电材料的电阻越低，由磁场H变化产生的涡流变得越大。因此，从灵敏度(通信距离)方面看，对于本发明，利用铁类合金导体部件，例如电阻相对高的铁或不锈钢，有利于本发明。
如图2所示，在径向具有外层直径D2的RFID标签1封装在不导电保护部件的玻璃容器6中，该不导电保护部件具有可以调节为D2的外层直径D1，它使得包含其上表面的标签的整个外围都被保护部件包围起来。
在本实施例中使用的玻璃容器6在轴向方向的长度L1大约为7到15.7mm，并且外层直径D1大约为2.12到4.12mm。设置给导体部件5的安装槽7形成的尺寸足够适应RFID标签1的长度L1和外层直径D1。RFID标签1的重量大约为55到400mg。
表1列出了RFID标签1的轴向方向长度L1和外层直径D1的典型值；以及天线线圈2的轴向方向长度L2和外层直径D2的值。
表1
在典型的天线线圈2中，直径大约30μm的单铜丝沿径向按层叠形式缠绕，沿轴向按柱状形式缠绕；其中中心插有磁心部件的天线线圈2的电感大约为9.5mH(在125kHz时)，并且与天线线圈2连接用于谐振的电容器的静电电容大约为170pF(在125kHz时)。
导体部件5在其表面5a侧有一个顶部开放的正方形安装槽7，其中RFID标签1直接放置在底面7a上，它是安装槽7的安装平面，以使其轴向(图1B中的横向)与底面7a平行排列，以便不用插入间隔物之类的东西就与底面大致接触。
封装RFID标签1的玻璃容器6周围安装槽7中的剩余空间用诸如如树脂8或粘合剂之类的非导电保护部件填充，以便覆盖玻璃容器6的上表面。还可以用树脂压模或用塑料盖或塑料帽盖住RFID标签1的方法来替代将它封装在玻璃容器6和用树脂8固定的方法。
将与作为形成到导体部件5的安装槽7中的安装平面的底面7a相对的天线线圈2的导体外表面和该底面7a之间的距离G1设定在不小于10μm，它等于天线线圈2的绕线的绝缘薄膜的厚度，但等于或低于5mm。
当天线线圈2可以从导体部件5的表面5a伸出时，为了确保RFID标签1的安全保持，最好不要从表层5a伸出。
图4示出了从处在自由状态的RFID标签1产生的磁场H的轮廓，图5A到5C示出了从外部读/写终端的天线9产生的磁场H以及到达提供给导体部件5的安装槽7的轮廓。
天线9的轴向(磁通的方向)和RFID标签1的天线线圈2的轴向(磁通的方向)彼此一致。图5A是从轴向的角度看，图5B是从与轴向垂直的方向看，图5C是图5B中所示的安装槽7周围的放大图。
图6A和6B示出了从嵌入到图1A和1B所示的导体部件的安装槽7中的RFID标签1产生的磁场H的轮廓，其中前者是从轴向的角度看，而后者是从与轴向垂直的角度看。
如图2所示，RFID标签1的天线线圈2的端部和玻璃容器6的轴向的端部按上面表1中列出的L1和L2之间的尺寸差定义的位置关系设置，安装槽7的侧面7b和天线线圈2的轴向的端部之间形成的，如图1B所示得到预定缝隙易于形成穿透该天线线圈2的磁通环路，影响磁场H形成。
当RFID标签1直接安装在顶部开放的安装槽7的底面7a，以便与底面大致接触时，如图6A和6B所示，泄漏磁通在导体部件5的表面上形成磁场H。
当安装槽7的开口被设置为确保天线线圈2的轴向的适当长度L2的窄缝隙时，磁场H仅通过衍射传播，并且这样允许RFID标签1向未示出的外部读/写终端发送或从未示出的外部读/写终端接收AC磁场，该磁场作为电能发送和信息通信的媒介。
根据这种构造，一部分磁通从柱状天线线圈2的端部发出并沿轴向扩散，穿透到导体部件5内，并因该导体部件5感应的涡流造成总强度的轻微衰减，但一部分剩余磁通能够通过RFID标签1和导体部件5的安装平面上的空间形成环路，这部分磁通作为与外部读/写终端通信的媒介。
当可用的安装空间极其有限时，由于该标签1能够方便地安装，因此具有尺寸可以大大缩小的柱状天线线圈2的RFID标签1是很有利的。
由于通信采用穿透RFID标签1并且沿导体部件5的安装平面上的空间扩散的磁通作为媒介，因此另一个有利的方面是良好的可操作性。
图7A和7B示出了用更简单的过程在导体部件5上形成安装槽7的另一个实例。在前面图1A和1B所示的安装中，形成大致为长方形的平行管槽，导体部件5的制作需要预先考虑所提供的槽形状，或者可能通过钻多个并排对齐的孔来形成安装槽7。
然而，如图1A和1B所示的安装槽7的制作过程很费人力，特别是在将RFID标签1安装到已制作完成的导体部件5的情况下。相反，图7A和7B所示的安装槽7具有利用铣床或车床通过切割导体部件5而形成的拱形底。RFID标签1可以直接容纳并安装在其中，以便与该安装槽7的底面7a大致接触，并且RFID标签1中安装槽7周围的剩余空间可以由诸如树脂8或黏合剂之类的非导电保护部件填充，以便覆盖包括标签顶表面的外围。
这样有利于使安装槽7的形成过程简单化，特别是在将RFID标签1安装在已完成制作的导体部件5的情况下。
根据这种结构，只要很浅的安装槽7就足够了，因此导体部件5的特征和强度可以保留下来。当RFID部件1必须安装在薄的导体部件5时，这一点特别有利。
因此，根据本发明，与常规安装不同，它不再需要确保RFID标签1和导体部件5之间的空间，或置入由非导体部件制成的隔离物等，因此在导体部件5上的安装槽7可以很浅而且安装结果也更简单。
图8A到8C示出了嵌入在安装槽7、都处于未封装在玻璃容器中的裸露状态的天线线圈2和半导体IC芯片4的安装结构。如果天线线圈2的电绝缘薄膜和半导体IC芯片4的封装确保适当的导电绝缘，那么省略玻璃容器不会引起任何问题。这样促进了安装槽7的空间进一步缩小，而且仍然保留导体部件5的特征和强度。
导体部件5上形成的顶部开放的安装槽7可以是图8B所示的方形截面，或者是图8C所示的圆形截面。因为圆形槽7更容易钻成，因此圆形截面的安装槽7更有利。
图15示出了通信距离的变化和如图8A中所示的具有圆形轮廓的安装槽7的深度之间关系的测量结果。
在这个例子中使用的RFID标签是由瑞士Sokymat公司制造的只读类型(型号UNIQUE)。该RFID标签是铜导线缠绕在棒形磁心的柱状天线线圈并且密封在玻璃容器中，其中磁心长度为7.92mm，磁心的直径为1.42mm，玻璃容器的直径为2.12mm。该实验是在切开玻璃容器，以露出磁心的尖端部的状态下进行的。
测量方法是通过在铁块上形成直径为12.45mmφ的孔以形成安装槽7，将RFID标签水平地排列在孔内，并且在孔的上方排列读取设备进行的。
使用I.D.System Inc.制造的袖珍读取器(型号rdr 100)作为读取设备，其中测量天线的发送/接收表面和孔之间的距离作为通信距离。
通过在孔底放置一片切割成圆形的薄铁片以及改变铁片的数量来调整深度。
如图15中所示，当深度为8mm时，通信距离为0mm(换句话说，发送/接收表面与孔接触的状态)，而当所形成的孔的深度不小于该深度时，不能执行通信。另外，所形成的孔越浅，通信距离变得越长。
然而，如果安装槽7形成得太浅，RFID标签会从槽向外伸出并且不会受到保护。因此，孔的最大深度最好应该由用来获得理想的通信距离的距离来确定，而它的最小深度最好应该由RFID标签的直径来确定。建议的孔的深度范围大约为RFID标签直径的1.1倍到3倍。
接下来，图16是有关通信距离和深度为3mm的孔的直径之间的关系的测量结果。RFID标签、读取设备、方法和用于测量的其它方面都与图15中的相同。
如图16所示，虽然当孔的直径扩展时通信距离也趋于扩展，但这种扩展带来的变化相对较小。因此，当安装槽部分7为圆形轮廓时，它的直径比RFID标签的长度长一点就足够了，并且从实践方面看，孔的直径大约为RFID标签长度的1.1倍到1.5倍。
图9示出了一种安装实例，其中安装RFID标签1使其轴向与安装槽7的底面7a倾斜。根据这种结构，导体部件5上用于安装的伸出区域与上面实施例中的情况相比可以进一步缩小。另外，磁通可以从这种倾斜安装产生的空间泄漏到安装槽7的外部，该泄露磁通能够作为与外部读/写终端通信的媒介。
图10A和10B示出了一种安装实例，其中包括含有天线线圈2、磁心部件3和半导体IC芯片4的RFID标签1的顶表面的外围用树脂8作为非导电保护部件压模，并且该标签1通过利用机械螺丝10固定，与导体部件5的表面接触，从而其轴向与作为安装平面的该表面5a平行的对齐。
还可以使用粘合等方法代替机械螺丝来固定，为了固定，甚至还可以将天线线圈2和半导体IC芯片4以裸露的状态固定在导体部件5的表面5a。
还是在该实施例中，与导体部件5相对的天线线圈2的导体外部平面和作为安装平面的该导体部件5的表面5a之间的距离G1不小于10μm，它等于天线线圈2的缠绕导线的绝缘薄膜的厚度，并且等于或小于5mm。
根据这种结构，不用再象前面实施例那样在导体部件5上形成安装槽7，这样有利于保持导体部件5的特征和强度。加强覆盖天线线圈2和半导体IC芯片的外罩的强度将确保RFID标签1的安全保持。
图11到14示出了侧面和与RFID标签1的安装平面相对的平面受到保护部件11保护的安装实例。图12中所示的保护部件11由包含柱状侧板11a和盘形底板11b的金属保护部件组成，两者具有适合RFID标签1的尺寸，并且导体部件5上形成的顶部开放的安装槽7由尺寸适合该保护部件11的圆形部分组成。
图13所示的保护部件11由方形侧板11a和方形底板11b组成，两者的尺寸都适合RFID标签1，并且导体部件5上形成的顶部开放的安装槽7由尺寸适合该保护部件11的方形部分组成。保护部件11可以由各种金属构成，如铁、黄铜和不锈钢。
RFID标签1容纳在保护部件11的顶部开放的外壳部分中，并且通过利用由诸如树脂8或黏合剂之类的非导电材料组成的保护部件覆盖包括顶层表面的外围来固定。
还是在该实施例中，设定与导体部件5相对的天线线圈2的导体外表面和作为安装平面的该保护部件11的底板11b之间的距离G1不小于10λm，它等于天线线圈2的缠绕导线的绝缘薄膜的厚度，并且等于或小于5mm。
粘合剂12施加到保护材料11的侧面和底面，或者导体部件5的安装槽7的内壁面；保护部件11插入安装槽7，以使该外壳部分的开放顶部指向该安装槽7的开放顶部，然后由粘合剂12固定，从而完成安装。如图9所示，这种情况下安装RFID标签1使其轴向与安装槽7的底板7a平行或倾斜。
现在可以初步将粘合剂12施加在导体部件5的保护部件11或安装槽7中的至少任何一个。
虽然该实施例示意性地显示了保护部件11的侧壁11a的顶盘11a1，树脂8的顶表面和导体材料5的表面5a都大致与同一平面对齐的典型安装实例，可以固定保护部件11的侧板11a的顶部表面11a1，以使它从导体部件5的表面5a向上伸起。
在插入RFID部件1的天线线圈2的磁心部件3的端部和保护部件11的侧板11a内壁的11a2之间形成预定缝隙，该缝隙便于形成穿透天线线圈2的磁通并因此形成了磁场H。
磁场H可以从保护部件11的开放顶部传播，它允许AC磁场的发送/接收操作，该磁场作为RFID标签1和未示出的外部读/写终端之间进行电能传送和信息通信的媒介。
根据这种结构，RFID标签1容纳在保护部件11内，并且覆盖侧面和与RFID标签1的安装平面相对的平面的该保护部件11固定在导体部件5的安装槽7内，从而确保了RFID标签1的安全保持。
由于RFID标签1安装在导体部件5的安装槽7中同时容纳在顶部开放的保护部件11内，作为电能传送和信息通信媒介的磁场H可以利用导体部件5的安装平面上的空间中的磁通以高灵敏度向外部读/写终端发送或从外部读/写终端接收磁场H。
以具有侧板11a和底板11b的容器形式构成保护部件11允许通过侧板11a保护RFID标签1的侧面，利用该底盘11b保护和加固与安装平面相对的RFID标签1的侧面。预先在由侧板11a和底板11b组成的该容器中填充树脂8可便于将RFID标签1固定在保护部件11上。
在容纳RFID标签1的保护部件11的外壳部分中提供吸振材料能够有效地吸收外力的作用，以保证RFID标签1的安全保持，另一方面，提供隔热材料能够稳定RFID标签1的温度，以防止谐振频率偏移，还能够稳定电能和信号的发送/接收操作。
在保护部件11的外壳部分预先容纳和固定RFID标签1便于附加该保护部件11和相对于导体部件5定位该RFID标签。
图14示出由导电材料作成的柱状保护部件11在表面上具有直槽作为容纳部分的安装实例，RFID标签1容纳在该槽11c中以使其轴向与该槽11c的安装平面平行，并且与该安装平面保持10μm到5mm的距离，从而利用该保护部件11保护RFID标签1的侧面和与RFID标签1的安装平面相对的面。
粘合剂12施加在保护材料11的侧面和底面，或导体部件5的安装槽7的内壁；保护部件11插入到安装槽7，以使该容纳部分开放的顶部指向上方，然后用粘合剂12固定，从而完成安装。
虽然图中没有示出，RFID标签1可以安装在具有合适尺寸但形状各异的安装槽7中，或者可将具有合适于RFID标签1的尺寸但形状各异的保护部件11插入并固定在适合形状的安装槽7中。
还可以在安装槽7内的剩余空间或围绕容纳在其中的RFID标签1的保护部件11中封装非导电吸震材料或隔热材料，如海面或玻璃棉，并且还用树脂8等覆盖其表面。
上面已经为解释和说明的目的描述了本发明的优选实施例，但是这些实施例并非穷尽或将本发明局限在所揭示的具体形式。所选择的描述能最好地解释本发明的原理和它们的实际应用，以使本领域技术人员能够以各种实施例最好地利用本发明，考虑到具体应用，可以对其进行各种修改。本发明涉及的范围不受说明书的限制，而是由下面的权利要求定义。
权利要求
1.一种RFID标签的安装结构，其中具有天线线圈和控制部分的RFID标签安装到导体部件，所述RFID标签具有柱状天线线圈，从而整体为棒型，并且被安装成使其轴向方向与所述导体部件的安装平面平行，从而与该安装平面大致接触。
2.根据权利要求1所述的RFID标签的安装结构，其特征在于所述导体部件在其表面部分具有一个顶部开放的安装槽，并且所述RFID标签安装在所述槽内，从而使其轴向方向与包含所述槽底盘的安装平面平行。
3.根据权利要求1或2所述的RFID标签的安装结构，其特征在于安装所述RFID标签以使其与所述导体部件的安装平面保持10μm到5mm的距离。
4.一种RFID标签的安装结构，其中具有天线线圈和控制部分的RFID标签安装到导体部件，所述导体部件在其表面部分具有安装槽，所述RFID标签具有柱状天线线圈，从而整体为棒型，并且被安装成使其轴向方向与所述导体部件的底面倾斜。
5.根据权利要求4所述的RFID标签的安装结构，其特征在于利用导电材料制作的保护部件保护处在所述安装槽内的安装状态的所述RFID标签的侧面和/或与其安装平面相对的平面。
6.根据权利要求5所述的RFID标签的安装结构，其特征在于所述保护部件在其表面部分具有顶部开放的外壳部分，所述RFID标签容纳在所述外壳部分内，从而保护所述标签的侧面和/或与安装平面相对的平面。
7.根据权利要求1到6中的任何一项所述的RFID标签的安装结构，其特征在于安装到所述导体部件的所述RFID标签的表面侧用由非导电材料制作的保护部件覆盖。
8.根据权利要求1到7中的任何一项所述的RFID标签的安装结构，其特征在于所述RFID标签基于幅移键控进行通信。
9.一种将具有天线线圈和控制部分的RFID标签安装到导体部件的方法，包括步骤将所述RFID标签容纳在由导体材料组成的保护部件的表面部分形成的顶部开放的外壳部分中，所述RFID标签具有柱状天线线圈，从而整体为棒型；以及将所述保护部件容纳在所述导体部件的表面部分形成的顶部开放的安装槽中，从而将该外壳部分的开放顶部指向该安装槽的开放顶部，并且使RFID标签的轴向方向与安装槽的底面倾斜。
10.一种利用安装在导体部件的具有天线线圈和控制部分RFID标签的通信方法，包括步骤安装具有柱状天线线圈的所述RFID标签，所述RFID标签整体为棒型，使该标签的轴向方向与该导体部件的安装平面平行，并且与所述安装平面大致接触；和利用RFID标签以在所述导体部件的安装表面上的空间中形成的磁通作为媒介进行通信。
11.一种利用安装到导体部件的具有天线线圈和控制部分的RFID标签的通信方法，包括步骤在所述导体部件的表面部分形成安装槽；安装具有柱状天线线圈的所述RFID标签，所述RFID标签整体为棒型，使该标签的轴向方向与该安装槽的底面平行，并且与所述底面大致接触，或与底面倾斜；和利用RFID标签以在所述导体部件的安装表面上的空间中形成的磁通作为媒介进行通信。
全文摘要
公开一种将具有柱状天线线圈的超小型化RFID标签安装到导体部件的RFID标签安装结构，RFID标签安装方法，和通信方法。RFID标签(1)具有柱状天线线圈(2)并成型为棒状，其特征在于RFID标签(1)的轴向与由导体部件(5)内制成的安装槽(7)的底面组成的安装表面平行，并与安装表面接触。
文档编号G06K19/04GK1443341SQ01812971
公开日2003年9月17日 申请日期2001年7月13日 优先权日2000年7月17日
发明者仙波不二夫, 兵头仲麻吕, 藤井润, 内山知树, 木田茂 申请人:株式会社哈尼克斯