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2015年6月5日

株式会社富士通研究所(注1)研发出了一种可以贴附在ID卡、可穿戴设备、金属零件等对电磁波具有屏蔽作用材料上的小型RFID标签。

开发背景

近年来，为提高零件与商品库存的管理效率，RFID系统得到普及。该系统的工作原理是，在各种零件及商品上安装标签，利用电磁波读取信息。不同电磁波的通信距离有所不同，UHF宽带电磁波与电视或手机频率较接近，被广泛应用于通信距离长达数米的RFID系统中。

课题

人们希望RFID标签具有以下特征：标签小而薄，可安装在任何物体的任意位置上。但由于电磁波不易穿透金属或人体，所以如果将RFID标签直接安装在金属或人随身携带的ID卡上，会出现电磁波被屏蔽而无法通信的情况。为解决该问题，传统方法是在RFID标签与安装对象之间添加材料（间隔装置）并保证一定的厚度，通过降低金属或人体对其的影响，实现数米的通信距离。

例如，假设间隔装置的厚度为1mm，为了使通信距离超过2m，受电磁波波长的限制，RFID标签的长度需要大于75mm（波长约为300mm电波的1/4波长）。

图1 传统RFID标签

另外，为实现相同的通信距离也可将RFID标签的长度减少一半，变为33mm（波长的1/8），但间隔装置的厚度相应需要大于5mm。总之，传统RFID标签的标签长度与间隔装置的厚度之间存在取舍问题，受电磁波波长的限制，二者无法得到兼顾，很难同时实现标签的小型化和薄型化。

开发的技术

富士通研究所开发了一种新型RFID标签，将标签缠绕在橡胶或塑料材质的薄树脂上，通过两端重叠形成环形新结构，发射出电波，该方法成功地解除了波长限制。

将研发的标签直接安装在金属上时，大电流（回路电流）沿着环形标签流动，部分电流会通过金属泄漏。环形电流产生的原始电磁波与泄漏的电流产生的新电磁波合二为一，放射到金属上方。为使标签大小达到目标要求，适度调整RFID标签两端重叠部分的长度和厚度，可以优化泄漏电流的大小（合成电磁波的大小），使通信距离实现最大化。也就是说，将金属作为天线的一部分，即可实现数米距离的通信。

另一方面，将标签安装在非金属的塑料ID卡或纸箱板上时，只有环形电流产生电磁波，RFID周围由于没有干扰电磁波的金属物体，所以电磁波会形成环状并有效扩展，可实现与金属相同的通信效果。

另外，由于人体含有大量水分，属于易带电结构，所以可与金属按同样方式处理。人体随身携带内置标签的ID卡时，工作原理与标签贴附在金属上时相同，同样可减轻人体对其造成的影响。

图2 本次开发的环形结构标签

效果

富士通研究所成功研发出了不受电磁波限制，无需选择材料可随意安装的世界最小超薄型RFID标签，标签长30mm、厚0.5mm。

基于该技术，标签的安装范围得到扩大。例如，机器零件的管理、ID卡门禁管理等各种场合，均可使用RFID标签技术。

今后

针对该标签，富士通研究所将进一步探讨能够简化批量生产的方法，目标于2015年投入使用。

注释

注1 株式会社富士通研究所：

社长 佐相秀幸

总公司所在地 日本神奈川县川崎市