無線タグ
【課題】平面視で非導電部材からなる領域が狭いディスク状の記録媒体に設けた場合に、通信距離が大幅に低下しない無線タグを提供すること。
【解決手段】円環状（ドーナツ状）の導体板１０にスロット１１を設けることでスロットアンテナが構成される。スロット１１は、給電部２から両側に延びており、全体として円弧状のメアンダ形状をなしている。無線タグをＣＤの内周側に貼り付けた状態では、導体板１０とＣＤの蒸着金属部とがオーバーラップし、高周波帯において、導体板１０はＣＤの蒸着金属部、さらには蒸着金属部に接続されたＣＤの記録面金属部と電磁結合する。
【解決手段】円環状（ドーナツ状）の導体板１０にスロット１１を設けることでスロットアンテナが構成される。スロット１１は、給電部２から両側に延びており、全体として円弧状のメアンダ形状をなしている。無線タグをＣＤの内周側に貼り付けた状態では、導体板１０とＣＤの蒸着金属部とがオーバーラップし、高周波帯において、導体板１０はＣＤの蒸着金属部、さらには蒸着金属部に接続されたＣＤの記録面金属部と電磁結合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触によりリーダライタと送受信を行う無線タグのアンテナ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ）の無線回線を用いてリーダライタから約１Ｗの信号を送信し、無線タグ側でその信号を受信し、再びリーダライタ側へ応答信号を送り返すことにより、無線タグ内の情報をリーダライタで読み取ることができるＲＦＩＤシステムが既に知られている。国内では、９５２〜９５４ＭＨｚの無線周波数が用いられる。通信距離は、無線タグのアンテナゲイン、無線ＩＣチップの動作電圧、リーダライタのアンテナゲイン、周囲環境にもよるが、およそ３〜１０ｍ程度である。この無線タグは、アンテナと、アンテナの給電点に接続される無線ＩＣチップ（約０．５ｍｍ角程度）とで構成される。
無線タグでは、アンテナパターンが透明フィルムシート上に印刷、エッチング等によって形成される。アンテナの給電点には、特別な整合回路を実装することなくＩＣチップが接続される。
【０００３】
図１に示すように、無線ＩＣチップ（以下、単に「ＩＣチップ」という。）は、内部抵抗Ｒｃ（例えば１７００Ω）とキャパシタンスＣｃ（例えば１．０ｐＦ）との並列回路で等価的に表わすことができる。また、アンテナは、放射抵抗Ｒａ（例えば２０００Ω）と、インダクタンスＬａ（例えば３０ｎＨ）の並列回路で等価的に表わすことができる。ＩＣチップとアンテナを並列接続することにより、キャパシタンスＣｃとインダクタンスＬａとが共振し、所望の共振周波数ｆｏ（例えば９５３ＭＨｚ）でインピーダンス整合する。これにより、アンテナでの受信電力がＩＣチップへ最大に供給される。上記共振周波数ｆｏは、1/(2π*(La*Cc)1/2)で表される。
【０００４】
段ボールやプラスチック等、非導電性部材（又は非金属部材）に無線タグを貼り付ける場合、無線タグのアンテナとしては、ダイポール部をメアンダ状にしたダイポールアンテナ（λ／２として全長約１４０ｍｍ程度）が適用されることが多い。この場合、無線タグの大きさは１０ｃｍ×２ｃｍ程度である。
【０００５】
ところが、１０ｃｍ×２ｃｍ程度の大きさの無線タグを、ＣＤやＤＶＤ等のディスク状の記録媒体に貼り付けようとすると、記録媒体の円環状のデータ記録面の金属部（記録面金属部）と平面視でオーバーラップしてしまう。すなわち、記録媒体の円環状の記録面金属部は、内径φ３６ｍｍ〜４０ｍｍであり、外径約φ１２０ｍｍ（ほぼ記録媒体自体の外径と等しい。）であるため、１０ｃｍ×２ｃｍの無線タグを取り付けると両者はオーバーラップする。そうなると、記録面金属部の遮蔽効果により、無線タグとリーダライタが全く無線通信できなくなる。
【０００６】
そこで、従来、ＣＤやＤＶＤ等のディスク状の記録媒体に貼り付けるために好適な無線タグが提案されている。この無線タグは、そのモノポールアンテナがディスク状の記録媒体の内周側の非導電部材（具体的には、透明プラスチック部）上に配置されるように、記録媒体に貼り付けられる。また、この無線タグの円環状の平板グランド部の一部が、記録媒体の記録面金属部と平面視でオーバーラップすることで、両者が電磁結合するように構成されている。これにより、記録媒体の記録面金属部を高周波においてグランドとみなすことができ、リーダライタと十分に無線通信ができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６６５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来提案されている上記無線タグは、ディスク状の記録媒体の記録面金属部の内径としてφ３６ｍｍ〜４０ｍｍの範囲を想定しており、その範囲内でモノポールアンテナを構成していた。しかしながら、近年、記録面金属部よりもさらに内周側に蒸着金属部が設けられたディスク状の記録媒体が市場で見られるようになった。この蒸着金属部の内径はφ２０ｍｍ〜２７ｍｍの範囲で確認されている。記録面金属部と蒸着金属部を含むディスク状の記録媒体の構造を図２に示す。
【０００９】
このような金属部の内径が小さい記録媒体では、記録媒体の内周側の非導電部材のみからなる領域が狭く、モノポールアンテナを実装することが困難である。例えば、従来のモノポールアンテナを円環状の狭い領域に形成しようとすると、モノポール部を円環状の領域内で２重又は３重に巻くようにして形成するか、モノポール部の線幅を細くしてメアンダ状に形成すること等が考えられる。しかし、そのようなモノポールアンテナの形成方法では、リーダライタとの通信距離が大幅に低下することは避けられない。
【００１０】
よって、発明の１つの側面では、平面視で非導電部材からなる領域が狭いディスク状の記録媒体に設けた場合に、通信距離が大幅に低下しない無線タグ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】
非導電部材からなる内周側の第１領域と、導電部材を含む外周側の第２領域とからなるディスク状の記録媒体、に取り付けられる無線タグが提供される。
この無線タグは、
（Ａ）無線ＩＣチップに接続される給電部と、
（Ｂ）スロットが設けられた導体板を含み、前記給電部から給電されるスロットアンテナと、を備える。
導体板は、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に、少なくとも一部が記録媒体の前記第２領域とオーバーラップするように形成される。スロットの長さは、スロットアンテナが無線ＩＣチップとの間で所定の無線周波数で共振するようなインダクタンスが得られるように設定される。
【発明の効果】
【００１２】
開示の無線タグによれば、平面視で非導電部材からなる領域が狭いディスク状の記録媒体に設けた場合に、通信距離が大幅に低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】無線タグの内部等価回路を示す図。
【図２】記録面金属部と蒸着金属部を含むディスク状の記録媒体の構造を示す図。
【図３】第１実施例の無線タグの構成を示す図。
【図４】第１実施例の無線タグをＣＤに貼り付けた状態を示す図。
【図５】第１実施例の無線タグの寸法の一例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図６】第１実施例の無線タグの電磁界シミュレータでの計算結果を示す図。
【図７】第２実施例の無線タグの寸法の一例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図８】第２実施例の無線タグの電磁界シミュレータでの計算結果を示す図。
【図９】第３実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１０】第４実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１１】第５実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１２】第６実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１３】第７実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１４】第８実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１５】第９実施例の無線タグのスロットアンテナの構成例を示す図。
【図１６】第１０実施例の無線タグの構成例を示す図。
【図１７】第１１実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１８】第１２実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１９】第１３実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図２０】第１４実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施例に係る無線タグについて説明する。なお、特記しない限り、寸法の単位はミリメートル[mm]とする。
【００１５】
（１）第１実施例
図３は、第１実施例の無線タグの構成を示す。この無線タグでは、円環状（ドーナツ状）の導体板１０にスロット（溝）１１を設けることでスロットアンテナが構成されている。スロット１１は、前記給電部から両側に延びており、全体として円弧状のメアンダ形状をなしている。導体板１０は例えば、Ｃｕ，Ａｇ，及びＡｌのいずれかを材料とする導体である。メアンダ状のスロット１１の中央近傍にはＩＣチップが実装される給電部２が設けられている。ＩＣチップは、導体板１０内に埋め込まれている。
【００１６】
スロットアンテナは一般に、モノポールアンテナとは可逆的である。つまり、モノポールアンテナでは、所望のインダクタンス成分（図１に示したＬａ）を持たせるために長さをλ／２よりも長くするが、スロットアンテナでは、所望のインダクタンス成分を持たせるために長さをλ／２よりも短くすれば済む。すなわち、図３において、スロット１１は、給電部２から両端までのスロット長がそれぞれλ／４よりも短くなっている。そのため、スロットアンテナでは、仮にモノポールアンテナを円弧状のメアンダ状にした場合の外径と比較して、円弧状のメアンダ形状としたスロットの外径を小さくすることが可能となっている。
【００１７】
図３に示すように、本実施例において、スロット１１のメアンダ形状は、複数のＶ字形状部が円弧状に連結されて形成されている。メアンダ形状を構成するのにＶ字形を適用するのは、隣接するＶ字形状部のスロットの外側の導体を流れる電流の向きは逆であるものの、互いに逆向きの電流ベクトル方向が斜めとなり、逆向きの電流によって生ずる電磁波のキャンセル量を低減できるためである。これにより、例えばメアンダ形状を構成するのにＵ字形の部分を複数連結する場合と比較して、アンテナ実効長を長くすることができ、スロット１１の外径を小さくすることができる。
【００１８】
図４は、図３に示した無線タグを、ディスク状の記録媒体の一例としてＣＤ(Compact Disk)に貼り付けた状態を示している。図４に示すように、無線タグは、ＣＤの読み取り面とは逆側の面（いわゆるレーベル面）において、内周側の中心穴部の周囲に貼り付けられる。無線タグのＣＤに対する貼付け方法は問わないが、例えば極薄の両面テープ、接着剤、シール等が貼付けのために使用され得る。
【００１９】
貼付け対象のＣＤのプラスチック部には、蒸着金属部が埋め込まれている。以下の説明において、ＣＤにおいて平面視で、蒸着金属部又は記録面金属部よりも内周側の領域、すなわち、非導電部材からなる内周側の領域を「第１領域」という。ＣＤにおいて平面視で、蒸着金属部又は記録面金属部などの導電部材を含む外周側の領域を「第２領域」という。また、蒸着金属部と記録面金属部を総称して「金属部」という。
ここで、図４（ｂ）に見られるように、導体板１０は、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に、少なくとも一部がＣＤのプラスチック部に埋め込まれた蒸着金属部とオーバーラップするような外形で形成されている。すなわち、導体板１０は、ＣＤの第２領域の内径よりも大きい外径で形成され、かつ少なくとも一部がＣＤの第２領域とオーバーラップするように貼り付けられる。
【００２０】
導体板１０と蒸着金属部（ＣＤの第２領域）をオーバーラップさせることで、高周波帯において、導体板１０はＣＤの蒸着金属部、さらには蒸着金属部に接続された記録面金属部（図２参照）と電磁結合する。すなわち、高周波帯ではＣＤの金属部を導体板１０の一部として機能させることができ、スロット１１から十分に電波を放射させることができる。それゆえ、本実施例の無線タグはそれ自体コンパクトではあるが、リーダライタ（図示せず）との間の十分な有効通信距離を確保することができる。
【００２１】
図５は、無線タグの寸法の一例を、ＣＤの寸法と関連付けて示している。図５において、Ｄ１はＣＤの中心穴部の内径である。Ｄ２及びＤ３はそれぞれ、円弧状のメアンダ形状としたスロットの内径及び外径である。Ｄ４はＣＤの蒸着金属部の内径である。Ｄ５は導体板１０の外径である。この寸法例では、導体板１０と蒸着金属部（ＣＤの第２領域）とがオーバーラップするように、すなわちＤ４＜Ｄ５が成立するようにして、導体板１０の外径が設定されている。なお、図５に示す例ではＤ４＝φ２４であるが、発明者らの調査によれば、Ｄ４としてφ２０〜２７の範囲のＣＤの存在が確認されている。そこで、Ｄ５はＤ４の採り得る最大値（Ｄ４＝φ２７）よりも大きく設定されている。
【００２２】
また、図５に示す寸法例では、Ｄ３≦Ｄ４、すなわち、メアンダ形状としたスロットの外径を蒸着金属部の内径以下としている。このようにスロットの外径を形成することは、スロットからの電波が蒸着金属部により遮蔽されることがなく、有効通信距離を十分に確保する点で好ましい。
【００２３】
図５におけるθは、円環状の無線タグの中心点と給電点とを結ぶ線を基準にして、スロットが形成されていない領域を示す、当該線からの角度である。このθ（０°〜３０°）と周波数（９００〜１０００ＭＨｚ）をパラメータとして入力し、市販の電磁界シミュレータで計算し、プロットした結果を図６に示す。なお、この計算では、ＩＣチップ側の回路素子に関し、Ｒｃ＝１７００Ω、Ｃｃ＝１．０ｐＦ（Ｒｃ、Ｃｃについては図１参照）としている。図６では、（ａ）θとアンテナのインダクタンスＬａとの関係、（ｂ）無線周波数と有効通信距離(Read Range)との関係、をそれぞれ示している。図６に示すように、無線タグで使用される周波数をｆｏ＝９５３ＭＨｚとするとＬａ＝２７ｎＨで共振し、Ｌａを２７ｎＨとするためにはθ＝１５°にすれば良いことが分かる。このとき、有効通信距離は十分長い距離（４ｍ）となる。
【００２４】
なお、第１実施例の無線タグの形状とは異なり、導体板１０とＣＤの蒸着金属部とをオーバーラップさせないとした場合（すなわち、Ｄ４＞Ｄ５）には、高周波帯において、導体板１０はＣＤの金属部と電磁結合せず、有効通信距離が１ｍ程度に止まる。
【００２５】
（２）第２実施例
図７は、第２実施例の無線タグの構成を示す。この無線タグは、第１実施例で想定したＣＤとは蒸着金属部の内径Ｄ４が異なるＣＤに貼り付けられることが意図されている。図７に示すように、本実施例において、貼付け対象のＣＤではＤ４＝φ２０であり、蒸着金属部の内径Ｄ４がスロットの外径Ｄ３よりも小さくなっている（Ｄ３＞Ｄ４）。
【００２６】
本実施例においても、前述したθ（０°〜３０°）と周波数（９００〜１０００ＭＨｚ）をパラメータとして入力し、市販の電磁界シミュレータで計算し、プロットした。その結果を図８に示す。なお、この計算では、ＩＣチップ側の回路素子に関し、Ｒｃ＝１７００Ω、Ｃｃ＝１．０ｐＦとしている。図８では図６同様、（ａ）θとアンテナのインダクタンスＬａとの関係、（ｂ）無線周波数と有効通信距離(Read Range)との関係、をそれぞれ示している。図８に示すように、無線タグで使用される周波数をｆｏ＝９５３ＭＨｚとするとＬａ＝２７ｎＨで共振し、Ｌａを２７ｎＨとするためにはθ＝２８°にすれば良いことが分かる。このとき、有効通信距離は３．２ｍとなる。
本実施例では、有効通信距離が第１実施例の場合よりも低下したが、無線タグとしての機能上何ら問題ないレベルとなっている。すなわち、スロットアンテナのスロットの外径が、貼付け対象のディスク状の記録媒体の金属部の内径よりも大きい場合であっても、スロットの形状（具体的には上記θの角度）を適切に設定すれば、十分な有効通信距離を確保することができる。
なお、θ＝２８°のスロットを備えた第２実施例の無線タグは、蒸着金属部の内径Ｄ４がφ２０のＣＤに最適化されたものであり、第１実施例で想定した蒸着金属部の内径Ｄ４がφ２４のＣＤに適用することは好ましくない。共振条件が崩れ、有効通信距離が低下するためである。
【００２７】
（３）第３実施例
第１実施例の無線タグがＣＤに貼り付けられた場合に導体板１０とＣＤの金属部の電磁結合を生じさせるため、第１実施例の無線タグでは、導体板１０とＣＤの蒸着金属部がオーバーラップするように導体板１０の外径を設定していた。さらに、第１実施例の無線タグでは、導体板１０の全周に亘る外縁でＣＤの蒸着金属部とオーバーラップするように、円環状の導体板１０が形成されていた。しかしながら、蒸着金属部がないＣＤ（すなわち、記録面金属部のみが存在するＣＤ）の記録面金属部に対して、円環状の導体板の全周に亘る外縁でオーバーラップさせようとすると、導体板に使用される金属成分の量が過大となり、好ましくない。すなわち、導体板は例えばＡｇペーストによる印刷で製造されるが、導体板に使用されるＡｇペーストの使用量が多くなると、無線タグの原価上昇を招来する。そこで、蒸着金属部がないＣＤに貼り付ける無線タグでは、導体板１０とＣＤの記録面金属部とのオーバーラップ領域の面積を少なくすることで、導体板１０の占める面積を極力低減することが望まれる。
【００２８】
かかる観点から、図９に、蒸着金属部がないＣＤに貼り付けるために好適な無線タグの一例として、第３実施例の無線タグの構成を示す。図９に示す導体板１０では、例えば第１実施例で示した外径Ｄ５の円環状の導体板に対し、４箇所に延長部１０１が設けられている。この延長部１０１は、導体板１０とＣＤの記録面金属部とをオーバーラップさせる目的で設けられている。このように、導体板１０の少なくとも一部がＣＤの記録面金属部とオーバーラップしていれば、導体板１０とＣＤの記録面金属部との電磁結合により、十分な有効通信距離が確保できる。
【００２９】
（４）第４実施例
第４実施例の無線タグは、第３実施例同様、蒸着金属部がないＣＤに貼り付けるために好適な無線タグの一例であり、その構成を図１０に示す。図１０に示すように、本実施例の無線タグの導体板１０は、少なくとも一部がＣＤの記録面金属部とオーバーラップするような矩形形状にて形成される。典型的には、導体板１０は正方形である。
本実施例の無線タグの導体板１０も第３実施例同様、導体板１０を円環状に形成させてその外周の全領域でＣＤの記録面金属部とオーバーラップさせた場合と比較して、例えば導体板に使用されるＡｇペーストの使用量を低減することができる。
【００３０】
（５）第５実施例
第５実施例の無線タグは、第３及び第４実施例同様、蒸着金属部がないＣＤに貼り付けるために好適な無線タグの一例であり、その構成を図１１に示す。図１１に示す無線タグは、導体板１０を円環状に形成させてその全周に亘る外縁でＣＤの記録面金属部とオーバーラップさせている点で、第３及び第４実施例と異なる。そして、その円環状の導体板１０には、スロット１１よりも外周側の領域において、１又は複数の孔部が設けられている。ここで、導体板１０において記録面金属部とオーバーラップしている領域とスロット１１とが連通する限り、孔部の形状及び数は任意に設定することができる。本実施例のように、導体板１０に孔部を設けることで、導体板１０を円環状に形成させてその全周に亘る外縁でＣＤの記録面金属部とオーバーラップさせつつ、導体板に使用されるＡｇペーストの使用量を低減させることができる。
【００３１】
（６）第６実施例
第１実施例の無線タグがＣＤに貼り付けられた場合に導体板１０とＣＤの金属部の電磁結合を生じさせるため、第１実施例の無線タグでは、導体板１０とＣＤの蒸着金属部がオーバーラップするように導体板１０の外径を設定していた。そのため、蒸着金属部がないＣＤに対して、第１実施例の無線タグを貼り付けると、蒸着金属部よりも内径の大きい記録面金属部とは導体板１０がオーバーラップせず、導体板１０と記録面金属部とで電磁結合を生じさせることができない。ＣＤのタイプ（蒸着金属部の有無）に応じて２種類の無線タグ（例えば第１実施例の無線タグと第３実施例の無線タグ）を用意し、その２種類の無線タグをＣＤのタイプに応じて貼り分ければよいが煩雑である。２種類の無線タグを用意すればコストも掛かる。
【００３２】
かかる観点から、図１２に示す本実施例の無線タグでは、導体板１０（主導体部）とは別体で補助導体部１５が設けられる。例えば、本実施例の無線タグは、第１実施例の無線タグに対して、別体で補助導体部１５が設けられたものである。また、補助導体部１５は、本実施例の無線タグがＣＤに貼り付けられた状態で導体板１０を取り囲むような形状で形成された、円環状の導体板である。より具体的には、補助導体部１５は、本実施例の無線タグがＣＤに貼り付けられた状態で、第１実施例の導体板１０の外縁でオーバーラップするとともに、ＣＤの記録面金属部の内縁とオーバーラップするようにして形成される。これにより、実質的に導体板１０の導体領域が拡大される。
なお、導体板１０と補助導体部１５はＤＣ上で絶縁されていてもよい。例えば、導体板１０と補助導体部１５がそれぞれビニール素材等でラッピングされており、両者がオーバーラップする部分で導体間の直接的な接触がない場合でも構わない。
図５に示した第１実施例の無線タグの寸法、及び記録面金属部の内径がφ４０のＣＤの寸法を前提とすると、補助導体部１５の内径は例えばφ２６、外径は例えばφ４２である。
【００３３】
第６実施例の無線タグは、以下のとおり使用される。すなわち、蒸着金属部があるＣＤに対しては例えば第１実施例の無線タグが貼り付けられ、蒸着金属部がないＣＤに対しては本実施例の無線タグを貼り付けるようにする。このとき、本実施例の無線タグのＣＤに対する貼り付けは、補助導体部１５を先ずＣＤのレーベル面に貼り付け、その上に第１実施例の無線タグを貼り付けることでなされる。すなわち、１種類の無線タグ（例えば第１実施例の無線タグ）を用意しておき、補助導体部１５を付加するか否かによって、ＣＤのタイプ（蒸着金属部の有無）に応じた無線タグをＣＤに設定することができるようになる。そのため、無線タグを２種類用意するよりも低コスト化を図ることができる。
なお、本実施例の無線タグの基礎となる無線タグ、すなわち補助導体部１５が付加されていない状態の無線タグとして第１実施例の無線タグを想定したが、これに限られない。基礎となる無線タグの構成、形状は、蒸着金属部があるＣＤに適したものであればよく、例えば第２実施例の無線タグでもよい。その場合には、前述したθが調整される。
【００３４】
（７）第７実施例
第７実施例の無線タグは、第６実施例の無線タグと同様の観点で形成されている。本実施例の無線タグは、補助導体部１５の形態が第６実施例のものと異なる。図１３に本実施例の無線タグの構成を示す。図１３に示すように、本実施例の無線タグは、ＣＤに貼り付けられた状態で、例えば第１実施例の導体板１０（主導体部）の上面の一部を覆うことにより平面視で導体板１０の外縁とオーバーラップするとともに、ＣＤの記録面金属部の内縁と平面視でオーバーラップするようにして形成される。本実施例の無線タグも第６実施例と同様、蒸着金属部がないＣＤに貼り付けられる。このとき、本実施例の無線タグのＣＤに対する貼り付けは、例えば第１実施例の無線タグを先ずＣＤのレーベル面に貼り付け、その上に図１３に示す補助導体部１５を貼り付けることでなされる。
【００３５】
（８）第８実施例
スロットの外径が、無線タグの貼付け対象のＣＤの金属部の内径以下である場合（第１実施例の無線タグ）と、ＣＤの金属部の内径より大きい場合（第２実施例の無線タグ）とで電磁結合の程度が異なるため、無線タグの有効通信距離が異なる（図６、図８参照）。他方、前述したように、発明者らの調査によれば、蒸着金属部の内径Ｄ４としてφ２０〜２７の範囲のＣＤの存在が確認されている。よって、無線タグのスロット外径をφ２０〜２７の範囲内で一意に設定したとすれば、スロットと蒸着金属部がオーバーラップするＣＤとオーバーラップしないＣＤが混在することになり、ＣＤ毎に無線タグの有効通信距離が異なることになる。そこで、本実施例の無線タグでは、ＣＤの蒸着金属部の内径に依存しない安定した有効通信距離を得るために、補助導体部が利用される。
【００３６】
本実施例の無線タグを図１４に示す。この無線タグは第６実施例と同様の補助導体部１５を備えるが、第６実施例の場合と比較して補助導体部１５の内径が異なる。本実施例では、補助導体部１５の内径は、スロット外径よりも小さく設定される。これにより、補助導体部１５がＣＤに貼り付けられた場合、本実施例の無線タグのスロットは、ＣＤの蒸着金属部の内径に関わらず常に補助導体部１５とオーバーラップすることになる。補助導体部１５の外径は、第６実施例と同じく、ＣＤの記録面金属部の内縁とオーバーラップするようにして形成される。また、第２実施例同様、有効通信距離を確保するためにスロットの形状（図７のθ）が適切に設定される。
【００３７】
上述したように、本実施例の無線タグでは、ＣＤのタイプ（蒸着金属部の有無、蒸着金属部の内径の大きさ）に関わらず、ＣＤに貼り付けた場合に常に補助導体部１５がスロットとオーバーラップする。そのため、スロットの形状（図７のθ）を適切に設定することで、無線タグの有効通信距離がＣＤのタイプに依存せずに安定する。
【００３８】
（９）第９実施例
上述した第１〜第８実施例の無線タグでは、スロット１１の形態が全体として円弧状のメアンダ形状をなしている場合について説明したが、これに限られない。図１５には、本実施例の無線タグにおいて、スロット１１の様々な変形例に係る形状が示される。
図１５（ａ）に示すスロット１１の形態は、給電部から両側に延びており、全体として円弧状の非メアンダ形状となっている。図１５（ａ）に示すスロット１１は全体として正確な円弧となっているが、多少蛇行した形状でも構わない。スロット１１の全長が所要のインダクタンスを確保するため、図１５（ａ）に示すように全長を調整するための折り返し部を設けてもよい。
図１５（ｂ）に示すスロット１１の形態は、２．４５ＧＨｚの無線周波数を用いる場合の形状である。この場合、９５３ＭＨｚの場合と比較して波長が短くなるため、メアンダ形状にせずに済む。
図１５（ｃ）に示すスロット１１の形態は、上述した各実施例と同様にメアンダ形状であるが、このメアンダ形状は複数のランダムな形の略Ｕ字形状部が円弧状に連結されて形成されている。ランダムな形の略Ｕ字形状部としたのは、隣接する略Ｕ字形状部のスロットの外側の導体を流れる電流の向きは逆であるものの、互いに逆向きの電流ベクトル方向が完全には平行とならず、逆向きの電流によって生ずる電磁波のキャンセル量を低減できるためである。これにより、アンテナ実効長を、例えばメアンダ形状を構成するのに正確な（ランダムでない）Ｕ字形を適用する場合と比較して長くすることができ、スロット１１の外径を小さくすることができる。
【００３９】
（１０）第１０実施例
第１〜第９実施例に無線タグに関し、ディスク状の記録媒体に貼り付けることを前提として説明してきたが、これに限られない。非導電部材と離間した内側の第１領域と、導電部材に近接した外側の第２領域とからなる対象部材に適用することができる。このような対象部材として典型的なのは、例えば車両用のアーム又はフレーム等の凹部のある金属部材である。このような金属部材では例えば軽量化の目的で凹部が予め設けられているため、その凹部に本実施例の無線タグを取り付ける。この場合は、第１領域が凹部に相当し、第２領域が凹部の周辺領域に相当する。無論、金属部材の軽量化の目的のために設けられた凹部に無線タグを取り付けてもよいし、金属部材の機能上の障害がない箇所に予め設けた凹部に無線タグを取り付けてもよい。
【００４０】
図１６は、本実施例の無線タグが金属部材に取り付けられた状態を示す。本実施例の無線タグは、例えば第１実施例の無線タグに対して導体板の中央の孔部を埋めて円形にしたものとなっている。スロットアンテナを構成する導体板及びメアンダ状のスロットの寸法は、取付対象の金属部材の形状、及び無線ＩＣチップとの間で所定の無線周波数で共振するようなインダクタンスが得られる目的で最適化される。
図１６において、金属部材には円筒状の凹部が設けられており、この凹部上に、全体として円形の平板状の本実施例の無線タグが取り付けられる。そのため、本実施例の無線タグの外径は、取付対象となる金属部材の凹部の径よりも大きい。金属部材に対する無線タグの取付方法は問わないが、例えば極薄の両面テープ、接着剤、シール等が取付のために使用され得る。好ましくは、メアンダ状のスロットの外径は、金属部材の凹部の径よりも小さい。無線タグの外径を極力小さくするために、前述した実施例同様、ここでもメアンダ状のスロットアンテナが適用される。
【００４１】
図１６に示すオーバーラップの部分は、無線タグの金属部材への取り付けのためのみならず、無線タグのスロットアンテナを構成する導体板との電磁結合を生じさせる。すなわち、このオーバーラップにより、高周波帯において、無線タグの導体板が金属部材とが電磁結合するため、金属部材を導体板の一部として機能させることができ、スロットから十分に電波を放射させることができる。一方、この無線タグが金属部材に取り付けられた場合、スロットの下部には金属部材の凹部が配置されることになり、スロットアンテナから放射される電波を遮蔽することが防止される。それゆえ、本実施例の無線タグはそれ自体コンパクトではあるが、リーダライタ（図示せず）との間の十分な有効通信距離を確保することができる。
【００４２】
以上、対象部材として金属部材に本実施例の無線タグが取り付けられる場合について説明したが、対象部材として金属部材のみならず、所定の大きさの凹部、空洞部、孔部が存在する導電性部材に対して適用可能であることは明らかである。例えば、図１６に示す無線タグは、円筒状の金属部材の凹部に適合するように円形の無線タグ（すなわち、円形の導体板）としたが、これに限られない。無線タグの全体の形態は、対象部材の形態に対して最適化されうる。例えば、対象部材の凹部が直方体形状であれば、無線タグの全体の形態は矩形になりうる。
【００４３】
また、第１０実施例の無線タグに対して、第１〜第９実施例の無線タグに適宜適用できることは言うまでもない。例えば、スロットは、無線タグを金属部材の内側に取り付けた場合に金属部材の第１領域、すなわち凹部にスロット全体が収容されるようにして形成されることが好ましい。また、導体板の外縁で導体板とオーバーラップするように形成され、導体板の導体領域を拡大するための補助導体部、をさらに備けることで、凹部の大きさが異なる複数の金属部材に対し、１種類の無線タグを適用することができる。
【００４４】
（１１）第１１実施例
上記第３実施例（図９参照）では、蒸着金属部がないＣＤに対して無線タグを取り付ける場合に、導体板１０とＣＤの記録面金属部とをオーバーラップさせるための延長部１０１を４箇所設けた例について説明した。これに対して、第１１実施例では、第３実施例の無線タグのさらに好ましい例について説明する。
第１１実施例の無線タグを図１７に示す。図１７は、第１１実施例の無線タグを、蒸着金属部がないＣＤに貼り付けた状態を示している。図１７に示すように、本実施例の無線タグの導体板１０は、第１導体部１１０と第２導体部１２０（第３実施例の延長部１０１に相当するもの）を備えている。第１導体部１１０は、スロット１１が形成され、ＣＤの記録面金属部（第２領域）の内径よりも小さい外径を有する環状の導体部材である。第２導体部１２０は、給電部２とＣＤの中心を結ぶ線（Ｂ−Ｂ線）に沿って、ＣＤの外縁に向かって第１導体部１１０から相対する２方向に延びており、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップするように形成された導体部材である。
【００４５】
本実施例の無線タグをＣＤに貼り付けた場合、導体板１０の第１導体部１１０とＣＤの記録面金属部との間には、平面視で見て周方向に非導体部分が設けられることになる。よって、第２導体部１２０とＣＤの記録面金属部の２箇所のオーバーラップの間においてダイポールアンテナが形成されるとともに、第２導体部１２０とオーバーラップするＣＤの記録面金属部全体が無線タグと電磁結合することによって電磁波が放射されるようになる。すなわち、本実施例の場合、給電部２とＣＤの中心を結ぶ線に沿った導体板１０の全長は、例えば約５２ｍｍ程度であるが、オーバーラップ部分を介してＣＤ（外径φ１２０）全体で動作させることで、国内でのＲＦＩＤシステムで使用される９５２〜９５４ＭＨｚのλ／２（約１５０ｍｍ）にダイポールアンテナの実効長を近付けることができるようになる。そのため、スロット１１によるスロットアンテナとしての動作のみの場合よりも、通信距離を拡張することができる。また、第３実施例（図９参照）の場合と比較して導体板１０の面積がさらに小さくなり、低コスト化に寄与する。記録面金属部の内周側に蒸着金属部が存在して平面視で蒸着金属部と導体板１０がオーバーラップするようなＣＤについては、上述したダイポールアンテナが形成されず、スロットアンテナのみが動作することになる。
なお、本実施例の場合の好ましい寸法例を挙げれば、第２導体部１２０の幅は１０ｍｍ、Ｂ−Ｂ線に沿った第２導体部１２０の長さは１２〜１３ｍｍ、第２導体部１２０とＣＤの記録面金属部のオーバーラップ量は４ｍｍである。
【００４６】
（１２）第１２実施例
次に、第１２実施例の無線タグについて、図１８を参照して説明する。
図１８に示すように、本実施例の無線タグは、第１１実施例の無線タグとは、第２導体部１２０において、第１導体部１１０からＣＤの記録面金属部の間がメアンダ状で形成されている点で異なる。これにより、第２導体部１２０を実質的により長くすることができるため、第１１実施例で述べたダイポールアンテナとしての動作をより高めるようにすることができる。すなわち、上述したように国内でのＲＦＩＤシステムで使用される場合のλ／２が約１５０ｍｍであるが、第２導体部１２０をメアンダ状とすることで、導体板１０によって形成されるダイポールアンテナの全長を１５０ｍｍに近付けることができるようになる。例えば、第１１実施例では、給電部２とＣＤの中心を結ぶ線に沿った導体板１０の全長が約５２ｍｍ程度であるが、本実施例では、メアンダの線幅を１ｍｍとした場合に、導体板１０の全長を約１３０ｍｍ（実効長は１１０〜１２０ｍｍ）とすることができ、上記λ／２に近付けることができる。
なお、導体板１０の全長を上記λ／２に近付けることができるので、本実施例の無線タグはそれ単独で、すなわち、ＣＤの記録面金属部との電磁結合を考慮することなく使用することができる。例えば、本実施例の無線タグを、導電性部分を持たないＶＨＳテープのプラスチックの筐体に貼り付ける、または本などに貼り付けることなどが可能である。
【００４７】
なお、本実施例の無線タグでは、第２導体部１２０において、第１導体部１１０からＣＤの記録面金属部の間がメアンダ状で形成されているが、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップする部分はメアンダ形状にしないようにすることが好ましい。つまり、このオーバーラップする部分をもメアンダ状にすると、第１１実施例と同じ電磁結合性能を維持するために、すなわち実質的なオーバーラップ量を確保するために無線タグの全長が長くなってしまうためである。
【００４８】
（１３）第１３実施例
次に、第１３実施例の無線タグについて、図１９を参照して説明する。
図１９に示すように、本実施例の無線タグは、第１１実施例の無線タグとは、第２導体部１２０において、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップする部分が記録面金属部の内周に沿って延びている点で異なる。このオーバーラップ部分を記録面金属部の内周に沿って延長させているのは、無線タグ全体を全体的にコンパクトにするためである。このように第２導体部１２０を形成することで、第１２実施例と同様に、第２導体部１２０を実質的により長くすることができるため、第１１実施例で述べたダイポールアンテナとしての動作をより高めるようにすることができる。
本実施例の無線タグは、第２導体部１２０の長さを十分に確保しようとする点において第１２実施例と同一の考え方に基づいたものであるが、第１２実施例のように第２導体部１２０をメアンダ形状により成形していないため、通信性能上有利である。つまり、第１２実施例のように第２導体部１２０をメアンダ形状により成形した場合には、メアンダの略Ｖ字部分において電流の向きが逆向きに近くなることによる電気的損失が生ずるが、本実施例のものではそのような損失が生じない。そのため、本実施例の無線タグは、第１２実施例のものよりも通信距離を長くすることができる。
【００４９】
なお、本実施例の無線タグは、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップする部分を、導体板１０の実効長がダイポールアンテナとして適切に動作するλ／２になるまで、記録面金属部の内周に沿って延長させることができる。この点でも、メアンダ形状を用いた第１２実施例のものよりも設計上の制約が少ないと言える。
【００５０】
（１４）第１４実施例
次に、第１４実施例の無線タグについて、図２０を参照して説明する。
図２０に示すように、本実施例の無線タグは、上述した第１２および第１３実施例の無線タグの特徴を共に備えたものである。すなわち、本実施例の無線タグは、第２導体部１２０において、第１導体部１１０からＣＤの記録面金属部の間がメアンダ状で形成され、かつ、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップする部分が記録面金属部の内周に沿って延びている。本実施例の無線タグは、第１２実施例の無線タグに対する改良型と捉えることもできる。すなわち、本実施例の無線タグは、導体板１０がダイポールアンテナとして適切に動作するための実効長を確保するのに、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップする部分が記録面金属部の内周に沿って延びている分、メアンダ形状の部分の長さを第１２実施例の場合ほど必要とならない。その結果、第１２実施例の場合よりもメアンダ形状の部分の折り返し回数を減らすことができ、メアンダ形状の部分の電気的損失が抑制される。
【００５１】
本発明の複数の実施例について詳細に説明したが、本発明の無線タグは上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。例えば、上述した各実施例では、無線タグの貼り付け対象がＣＤである場合を主として述べてきたが、ＣＤと同種の構造の他の物品、例えばＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、ＢＤ(Blu-ray Disc;登録商標)等に応じて本発明の無線タグを適宜最適化しうることは当業者に理解される。
【００５２】
以上の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００５３】
（付記１）
非導電部材からなる内周側の第１領域と、導電部材を含む外周側の第２領域とからなるディスク状の記録媒体、に取り付けられる無線タグであって、
無線ＩＣチップに接続される給電部と、
スロットが設けられた導体板を含み、前記給電部から給電されるスロットアンテナと、
を備え、
前記導体板は、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に、少なくとも一部が記録媒体の前記第２領域とオーバーラップするように形成され、
前記スロットの長さは、前記スロットアンテナが前記無線ＩＣチップとの間で所定の無線周波数で共振するようなインダクタンスが得られるように設定される、
無線タグ。（１）
【００５４】
（付記２）
前記スロットは、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に記録媒体の前記第１領域にスロット全体が収容されるようにして形成される、
付記１に記載された無線タグ。（２）
【００５５】
（付記３）
前記スロットは、前記給電部から両側に延びており、全体として円弧状のメアンダ形状である、
付記１又は２に記載された無線タグ。（３）
【００５６】
（付記４）
前記スロットは、前記給電部から両側に延びており、全体として円弧状の非メアンダ形状である、
付記１又は２に記載された無線タグ。（４）
【００５７】
（付記５）
前記スロットは、長さを調整するための折り返し部を有する、
付記４に記載された無線タグ。（５）
【００５８】
（付記６）
前記導体板は、
前記スロットが設けられた環状の主導体部と、
前記導体本体部とは内周側でオーバーラップし、かつ記録媒体の前記第２領域とは外周側でオーバーラップする環状の補助導体部と、を有する、
付記１〜５のいずれかに記載された無線タグ。（６）
【００５９】
（付記７）
前記導体板は、
前記スロットが形成され、記録媒体の前記第２領域の内径よりも小さい外径を有する環状の第１導体部と、
前記給電部と記録媒体の中心を結ぶ線に沿って、記録媒体の外縁に向かって前記第１導体部から相対する２方向に延びており、前記第２領域とオーバーラップするように形成された第２導体部と、を有する、
付記１〜５のいずれかに記載された無線タグ。（７）
【００６０】
（付記８）
前記第２導体部において、前記第１導体部から前記第２領域の間がメアンダ状で形成されている、
付記７に記載された無線タグ。（８）
【００６１】
（付記９）
前記第２導体部において、前記第２領域とオーバーラップする部分が前記第２領域の内周に沿って延びている、
付記７または８に記載された無線タグ。（９）
【００６２】
（付記１０）
非導電部材と離間した内側の第１領域と、導電部材に近接した外側の第２領域とからなる対象部材、に取り付けられる無線タグであって、
無線ＩＣチップに接続される給電部と、
スロットが設けられた導体板を含み、前記給電部から給電されるスロットアンテナと、
を備え、
前記導体板は、無線タグを対象部材の内側に取り付けた場合に、少なくとも一部が対象部材の前記第２領域とオーバーラップするように形成され、
前記スロットの長さは、前記スロットアンテナが前記無線ＩＣチップとの間で所定の無線周波数で共振するようなインダクタンスが得られるように設定される、
無線タグ。
【００６３】
（付記１１）
前記スロットは、無線タグを対象部材の内側に取り付けた場合に対象部材の前記第１領域にスロット全体が収容されるようにして形成される、
付記１０に記載された無線タグ。
【００６４】
（付記１２）
前記導体板の外縁で導体板とオーバーラップするように形成され、導体板の導体領域を拡大するための補助導体部、をさらに備えた、
付記１０又は１１に記載された無線タグ。
【符号の説明】
【００６５】
２…給電部
１０…導体板
１１…スロット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触によりリーダライタと送受信を行う無線タグのアンテナ技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ）の無線回線を用いてリーダライタから約１Ｗの信号を送信し、無線タグ側でその信号を受信し、再びリーダライタ側へ応答信号を送り返すことにより、無線タグ内の情報をリーダライタで読み取ることができるＲＦＩＤシステムが既に知られている。国内では、９５２〜９５４ＭＨｚの無線周波数が用いられる。通信距離は、無線タグのアンテナゲイン、無線ＩＣチップの動作電圧、リーダライタのアンテナゲイン、周囲環境にもよるが、およそ３〜１０ｍ程度である。この無線タグは、アンテナと、アンテナの給電点に接続される無線ＩＣチップ（約０．５ｍｍ角程度）とで構成される。
無線タグでは、アンテナパターンが透明フィルムシート上に印刷、エッチング等によって形成される。アンテナの給電点には、特別な整合回路を実装することなくＩＣチップが接続される。
【０００３】
図１に示すように、無線ＩＣチップ（以下、単に「ＩＣチップ」という。）は、内部抵抗Ｒｃ（例えば１７００Ω）とキャパシタンスＣｃ（例えば１．０ｐＦ）との並列回路で等価的に表わすことができる。また、アンテナは、放射抵抗Ｒａ（例えば２０００Ω）と、インダクタンスＬａ（例えば３０ｎＨ）の並列回路で等価的に表わすことができる。ＩＣチップとアンテナを並列接続することにより、キャパシタンスＣｃとインダクタンスＬａとが共振し、所望の共振周波数ｆｏ（例えば９５３ＭＨｚ）でインピーダンス整合する。これにより、アンテナでの受信電力がＩＣチップへ最大に供給される。上記共振周波数ｆｏは、1/(2π*(La*Cc)1/2)で表される。
【０００４】
段ボールやプラスチック等、非導電性部材（又は非金属部材）に無線タグを貼り付ける場合、無線タグのアンテナとしては、ダイポール部をメアンダ状にしたダイポールアンテナ（λ／２として全長約１４０ｍｍ程度）が適用されることが多い。この場合、無線タグの大きさは１０ｃｍ×２ｃｍ程度である。
【０００５】
ところが、１０ｃｍ×２ｃｍ程度の大きさの無線タグを、ＣＤやＤＶＤ等のディスク状の記録媒体に貼り付けようとすると、記録媒体の円環状のデータ記録面の金属部（記録面金属部）と平面視でオーバーラップしてしまう。すなわち、記録媒体の円環状の記録面金属部は、内径φ３６ｍｍ〜４０ｍｍであり、外径約φ１２０ｍｍ（ほぼ記録媒体自体の外径と等しい。）であるため、１０ｃｍ×２ｃｍの無線タグを取り付けると両者はオーバーラップする。そうなると、記録面金属部の遮蔽効果により、無線タグとリーダライタが全く無線通信できなくなる。
【０００６】
そこで、従来、ＣＤやＤＶＤ等のディスク状の記録媒体に貼り付けるために好適な無線タグが提案されている。この無線タグは、そのモノポールアンテナがディスク状の記録媒体の内周側の非導電部材（具体的には、透明プラスチック部）上に配置されるように、記録媒体に貼り付けられる。また、この無線タグの円環状の平板グランド部の一部が、記録媒体の記録面金属部と平面視でオーバーラップすることで、両者が電磁結合するように構成されている。これにより、記録媒体の記録面金属部を高周波においてグランドとみなすことができ、リーダライタと十分に無線通信ができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６６５７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来提案されている上記無線タグは、ディスク状の記録媒体の記録面金属部の内径としてφ３６ｍｍ〜４０ｍｍの範囲を想定しており、その範囲内でモノポールアンテナを構成していた。しかしながら、近年、記録面金属部よりもさらに内周側に蒸着金属部が設けられたディスク状の記録媒体が市場で見られるようになった。この蒸着金属部の内径はφ２０ｍｍ〜２７ｍｍの範囲で確認されている。記録面金属部と蒸着金属部を含むディスク状の記録媒体の構造を図２に示す。
【０００９】
このような金属部の内径が小さい記録媒体では、記録媒体の内周側の非導電部材のみからなる領域が狭く、モノポールアンテナを実装することが困難である。例えば、従来のモノポールアンテナを円環状の狭い領域に形成しようとすると、モノポール部を円環状の領域内で２重又は３重に巻くようにして形成するか、モノポール部の線幅を細くしてメアンダ状に形成すること等が考えられる。しかし、そのようなモノポールアンテナの形成方法では、リーダライタとの通信距離が大幅に低下することは避けられない。
【００１０】
よって、発明の１つの側面では、平面視で非導電部材からなる領域が狭いディスク状の記録媒体に設けた場合に、通信距離が大幅に低下しない無線タグ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】
非導電部材からなる内周側の第１領域と、導電部材を含む外周側の第２領域とからなるディスク状の記録媒体、に取り付けられる無線タグが提供される。
この無線タグは、
（Ａ）無線ＩＣチップに接続される給電部と、
（Ｂ）スロットが設けられた導体板を含み、前記給電部から給電されるスロットアンテナと、を備える。
導体板は、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に、少なくとも一部が記録媒体の前記第２領域とオーバーラップするように形成される。スロットの長さは、スロットアンテナが無線ＩＣチップとの間で所定の無線周波数で共振するようなインダクタンスが得られるように設定される。
【発明の効果】
【００１２】
開示の無線タグによれば、平面視で非導電部材からなる領域が狭いディスク状の記録媒体に設けた場合に、通信距離が大幅に低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】無線タグの内部等価回路を示す図。
【図２】記録面金属部と蒸着金属部を含むディスク状の記録媒体の構造を示す図。
【図３】第１実施例の無線タグの構成を示す図。
【図４】第１実施例の無線タグをＣＤに貼り付けた状態を示す図。
【図５】第１実施例の無線タグの寸法の一例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図６】第１実施例の無線タグの電磁界シミュレータでの計算結果を示す図。
【図７】第２実施例の無線タグの寸法の一例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図８】第２実施例の無線タグの電磁界シミュレータでの計算結果を示す図。
【図９】第３実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１０】第４実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１１】第５実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１２】第６実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１３】第７実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１４】第８実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１５】第９実施例の無線タグのスロットアンテナの構成例を示す図。
【図１６】第１０実施例の無線タグの構成例を示す図。
【図１７】第１１実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１８】第１２実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図１９】第１３実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【図２０】第１４実施例の無線タグの構成例をＣＤの寸法と関連付けて示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施例に係る無線タグについて説明する。なお、特記しない限り、寸法の単位はミリメートル[mm]とする。
【００１５】
（１）第１実施例
図３は、第１実施例の無線タグの構成を示す。この無線タグでは、円環状（ドーナツ状）の導体板１０にスロット（溝）１１を設けることでスロットアンテナが構成されている。スロット１１は、前記給電部から両側に延びており、全体として円弧状のメアンダ形状をなしている。導体板１０は例えば、Ｃｕ，Ａｇ，及びＡｌのいずれかを材料とする導体である。メアンダ状のスロット１１の中央近傍にはＩＣチップが実装される給電部２が設けられている。ＩＣチップは、導体板１０内に埋め込まれている。
【００１６】
スロットアンテナは一般に、モノポールアンテナとは可逆的である。つまり、モノポールアンテナでは、所望のインダクタンス成分（図１に示したＬａ）を持たせるために長さをλ／２よりも長くするが、スロットアンテナでは、所望のインダクタンス成分を持たせるために長さをλ／２よりも短くすれば済む。すなわち、図３において、スロット１１は、給電部２から両端までのスロット長がそれぞれλ／４よりも短くなっている。そのため、スロットアンテナでは、仮にモノポールアンテナを円弧状のメアンダ状にした場合の外径と比較して、円弧状のメアンダ形状としたスロットの外径を小さくすることが可能となっている。
【００１７】
図３に示すように、本実施例において、スロット１１のメアンダ形状は、複数のＶ字形状部が円弧状に連結されて形成されている。メアンダ形状を構成するのにＶ字形を適用するのは、隣接するＶ字形状部のスロットの外側の導体を流れる電流の向きは逆であるものの、互いに逆向きの電流ベクトル方向が斜めとなり、逆向きの電流によって生ずる電磁波のキャンセル量を低減できるためである。これにより、例えばメアンダ形状を構成するのにＵ字形の部分を複数連結する場合と比較して、アンテナ実効長を長くすることができ、スロット１１の外径を小さくすることができる。
【００１８】
図４は、図３に示した無線タグを、ディスク状の記録媒体の一例としてＣＤ(Compact Disk)に貼り付けた状態を示している。図４に示すように、無線タグは、ＣＤの読み取り面とは逆側の面（いわゆるレーベル面）において、内周側の中心穴部の周囲に貼り付けられる。無線タグのＣＤに対する貼付け方法は問わないが、例えば極薄の両面テープ、接着剤、シール等が貼付けのために使用され得る。
【００１９】
貼付け対象のＣＤのプラスチック部には、蒸着金属部が埋め込まれている。以下の説明において、ＣＤにおいて平面視で、蒸着金属部又は記録面金属部よりも内周側の領域、すなわち、非導電部材からなる内周側の領域を「第１領域」という。ＣＤにおいて平面視で、蒸着金属部又は記録面金属部などの導電部材を含む外周側の領域を「第２領域」という。また、蒸着金属部と記録面金属部を総称して「金属部」という。
ここで、図４（ｂ）に見られるように、導体板１０は、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に、少なくとも一部がＣＤのプラスチック部に埋め込まれた蒸着金属部とオーバーラップするような外形で形成されている。すなわち、導体板１０は、ＣＤの第２領域の内径よりも大きい外径で形成され、かつ少なくとも一部がＣＤの第２領域とオーバーラップするように貼り付けられる。
【００２０】
導体板１０と蒸着金属部（ＣＤの第２領域）をオーバーラップさせることで、高周波帯において、導体板１０はＣＤの蒸着金属部、さらには蒸着金属部に接続された記録面金属部（図２参照）と電磁結合する。すなわち、高周波帯ではＣＤの金属部を導体板１０の一部として機能させることができ、スロット１１から十分に電波を放射させることができる。それゆえ、本実施例の無線タグはそれ自体コンパクトではあるが、リーダライタ（図示せず）との間の十分な有効通信距離を確保することができる。
【００２１】
図５は、無線タグの寸法の一例を、ＣＤの寸法と関連付けて示している。図５において、Ｄ１はＣＤの中心穴部の内径である。Ｄ２及びＤ３はそれぞれ、円弧状のメアンダ形状としたスロットの内径及び外径である。Ｄ４はＣＤの蒸着金属部の内径である。Ｄ５は導体板１０の外径である。この寸法例では、導体板１０と蒸着金属部（ＣＤの第２領域）とがオーバーラップするように、すなわちＤ４＜Ｄ５が成立するようにして、導体板１０の外径が設定されている。なお、図５に示す例ではＤ４＝φ２４であるが、発明者らの調査によれば、Ｄ４としてφ２０〜２７の範囲のＣＤの存在が確認されている。そこで、Ｄ５はＤ４の採り得る最大値（Ｄ４＝φ２７）よりも大きく設定されている。
【００２２】
また、図５に示す寸法例では、Ｄ３≦Ｄ４、すなわち、メアンダ形状としたスロットの外径を蒸着金属部の内径以下としている。このようにスロットの外径を形成することは、スロットからの電波が蒸着金属部により遮蔽されることがなく、有効通信距離を十分に確保する点で好ましい。
【００２３】
図５におけるθは、円環状の無線タグの中心点と給電点とを結ぶ線を基準にして、スロットが形成されていない領域を示す、当該線からの角度である。このθ（０°〜３０°）と周波数（９００〜１０００ＭＨｚ）をパラメータとして入力し、市販の電磁界シミュレータで計算し、プロットした結果を図６に示す。なお、この計算では、ＩＣチップ側の回路素子に関し、Ｒｃ＝１７００Ω、Ｃｃ＝１．０ｐＦ（Ｒｃ、Ｃｃについては図１参照）としている。図６では、（ａ）θとアンテナのインダクタンスＬａとの関係、（ｂ）無線周波数と有効通信距離(Read Range)との関係、をそれぞれ示している。図６に示すように、無線タグで使用される周波数をｆｏ＝９５３ＭＨｚとするとＬａ＝２７ｎＨで共振し、Ｌａを２７ｎＨとするためにはθ＝１５°にすれば良いことが分かる。このとき、有効通信距離は十分長い距離（４ｍ）となる。
【００２４】
なお、第１実施例の無線タグの形状とは異なり、導体板１０とＣＤの蒸着金属部とをオーバーラップさせないとした場合（すなわち、Ｄ４＞Ｄ５）には、高周波帯において、導体板１０はＣＤの金属部と電磁結合せず、有効通信距離が１ｍ程度に止まる。
【００２５】
（２）第２実施例
図７は、第２実施例の無線タグの構成を示す。この無線タグは、第１実施例で想定したＣＤとは蒸着金属部の内径Ｄ４が異なるＣＤに貼り付けられることが意図されている。図７に示すように、本実施例において、貼付け対象のＣＤではＤ４＝φ２０であり、蒸着金属部の内径Ｄ４がスロットの外径Ｄ３よりも小さくなっている（Ｄ３＞Ｄ４）。
【００２６】
本実施例においても、前述したθ（０°〜３０°）と周波数（９００〜１０００ＭＨｚ）をパラメータとして入力し、市販の電磁界シミュレータで計算し、プロットした。その結果を図８に示す。なお、この計算では、ＩＣチップ側の回路素子に関し、Ｒｃ＝１７００Ω、Ｃｃ＝１．０ｐＦとしている。図８では図６同様、（ａ）θとアンテナのインダクタンスＬａとの関係、（ｂ）無線周波数と有効通信距離(Read Range)との関係、をそれぞれ示している。図８に示すように、無線タグで使用される周波数をｆｏ＝９５３ＭＨｚとするとＬａ＝２７ｎＨで共振し、Ｌａを２７ｎＨとするためにはθ＝２８°にすれば良いことが分かる。このとき、有効通信距離は３．２ｍとなる。
本実施例では、有効通信距離が第１実施例の場合よりも低下したが、無線タグとしての機能上何ら問題ないレベルとなっている。すなわち、スロットアンテナのスロットの外径が、貼付け対象のディスク状の記録媒体の金属部の内径よりも大きい場合であっても、スロットの形状（具体的には上記θの角度）を適切に設定すれば、十分な有効通信距離を確保することができる。
なお、θ＝２８°のスロットを備えた第２実施例の無線タグは、蒸着金属部の内径Ｄ４がφ２０のＣＤに最適化されたものであり、第１実施例で想定した蒸着金属部の内径Ｄ４がφ２４のＣＤに適用することは好ましくない。共振条件が崩れ、有効通信距離が低下するためである。
【００２７】
（３）第３実施例
第１実施例の無線タグがＣＤに貼り付けられた場合に導体板１０とＣＤの金属部の電磁結合を生じさせるため、第１実施例の無線タグでは、導体板１０とＣＤの蒸着金属部がオーバーラップするように導体板１０の外径を設定していた。さらに、第１実施例の無線タグでは、導体板１０の全周に亘る外縁でＣＤの蒸着金属部とオーバーラップするように、円環状の導体板１０が形成されていた。しかしながら、蒸着金属部がないＣＤ（すなわち、記録面金属部のみが存在するＣＤ）の記録面金属部に対して、円環状の導体板の全周に亘る外縁でオーバーラップさせようとすると、導体板に使用される金属成分の量が過大となり、好ましくない。すなわち、導体板は例えばＡｇペーストによる印刷で製造されるが、導体板に使用されるＡｇペーストの使用量が多くなると、無線タグの原価上昇を招来する。そこで、蒸着金属部がないＣＤに貼り付ける無線タグでは、導体板１０とＣＤの記録面金属部とのオーバーラップ領域の面積を少なくすることで、導体板１０の占める面積を極力低減することが望まれる。
【００２８】
かかる観点から、図９に、蒸着金属部がないＣＤに貼り付けるために好適な無線タグの一例として、第３実施例の無線タグの構成を示す。図９に示す導体板１０では、例えば第１実施例で示した外径Ｄ５の円環状の導体板に対し、４箇所に延長部１０１が設けられている。この延長部１０１は、導体板１０とＣＤの記録面金属部とをオーバーラップさせる目的で設けられている。このように、導体板１０の少なくとも一部がＣＤの記録面金属部とオーバーラップしていれば、導体板１０とＣＤの記録面金属部との電磁結合により、十分な有効通信距離が確保できる。
【００２９】
（４）第４実施例
第４実施例の無線タグは、第３実施例同様、蒸着金属部がないＣＤに貼り付けるために好適な無線タグの一例であり、その構成を図１０に示す。図１０に示すように、本実施例の無線タグの導体板１０は、少なくとも一部がＣＤの記録面金属部とオーバーラップするような矩形形状にて形成される。典型的には、導体板１０は正方形である。
本実施例の無線タグの導体板１０も第３実施例同様、導体板１０を円環状に形成させてその外周の全領域でＣＤの記録面金属部とオーバーラップさせた場合と比較して、例えば導体板に使用されるＡｇペーストの使用量を低減することができる。
【００３０】
（５）第５実施例
第５実施例の無線タグは、第３及び第４実施例同様、蒸着金属部がないＣＤに貼り付けるために好適な無線タグの一例であり、その構成を図１１に示す。図１１に示す無線タグは、導体板１０を円環状に形成させてその全周に亘る外縁でＣＤの記録面金属部とオーバーラップさせている点で、第３及び第４実施例と異なる。そして、その円環状の導体板１０には、スロット１１よりも外周側の領域において、１又は複数の孔部が設けられている。ここで、導体板１０において記録面金属部とオーバーラップしている領域とスロット１１とが連通する限り、孔部の形状及び数は任意に設定することができる。本実施例のように、導体板１０に孔部を設けることで、導体板１０を円環状に形成させてその全周に亘る外縁でＣＤの記録面金属部とオーバーラップさせつつ、導体板に使用されるＡｇペーストの使用量を低減させることができる。
【００３１】
（６）第６実施例
第１実施例の無線タグがＣＤに貼り付けられた場合に導体板１０とＣＤの金属部の電磁結合を生じさせるため、第１実施例の無線タグでは、導体板１０とＣＤの蒸着金属部がオーバーラップするように導体板１０の外径を設定していた。そのため、蒸着金属部がないＣＤに対して、第１実施例の無線タグを貼り付けると、蒸着金属部よりも内径の大きい記録面金属部とは導体板１０がオーバーラップせず、導体板１０と記録面金属部とで電磁結合を生じさせることができない。ＣＤのタイプ（蒸着金属部の有無）に応じて２種類の無線タグ（例えば第１実施例の無線タグと第３実施例の無線タグ）を用意し、その２種類の無線タグをＣＤのタイプに応じて貼り分ければよいが煩雑である。２種類の無線タグを用意すればコストも掛かる。
【００３２】
かかる観点から、図１２に示す本実施例の無線タグでは、導体板１０（主導体部）とは別体で補助導体部１５が設けられる。例えば、本実施例の無線タグは、第１実施例の無線タグに対して、別体で補助導体部１５が設けられたものである。また、補助導体部１５は、本実施例の無線タグがＣＤに貼り付けられた状態で導体板１０を取り囲むような形状で形成された、円環状の導体板である。より具体的には、補助導体部１５は、本実施例の無線タグがＣＤに貼り付けられた状態で、第１実施例の導体板１０の外縁でオーバーラップするとともに、ＣＤの記録面金属部の内縁とオーバーラップするようにして形成される。これにより、実質的に導体板１０の導体領域が拡大される。
なお、導体板１０と補助導体部１５はＤＣ上で絶縁されていてもよい。例えば、導体板１０と補助導体部１５がそれぞれビニール素材等でラッピングされており、両者がオーバーラップする部分で導体間の直接的な接触がない場合でも構わない。
図５に示した第１実施例の無線タグの寸法、及び記録面金属部の内径がφ４０のＣＤの寸法を前提とすると、補助導体部１５の内径は例えばφ２６、外径は例えばφ４２である。
【００３３】
第６実施例の無線タグは、以下のとおり使用される。すなわち、蒸着金属部があるＣＤに対しては例えば第１実施例の無線タグが貼り付けられ、蒸着金属部がないＣＤに対しては本実施例の無線タグを貼り付けるようにする。このとき、本実施例の無線タグのＣＤに対する貼り付けは、補助導体部１５を先ずＣＤのレーベル面に貼り付け、その上に第１実施例の無線タグを貼り付けることでなされる。すなわち、１種類の無線タグ（例えば第１実施例の無線タグ）を用意しておき、補助導体部１５を付加するか否かによって、ＣＤのタイプ（蒸着金属部の有無）に応じた無線タグをＣＤに設定することができるようになる。そのため、無線タグを２種類用意するよりも低コスト化を図ることができる。
なお、本実施例の無線タグの基礎となる無線タグ、すなわち補助導体部１５が付加されていない状態の無線タグとして第１実施例の無線タグを想定したが、これに限られない。基礎となる無線タグの構成、形状は、蒸着金属部があるＣＤに適したものであればよく、例えば第２実施例の無線タグでもよい。その場合には、前述したθが調整される。
【００３４】
（７）第７実施例
第７実施例の無線タグは、第６実施例の無線タグと同様の観点で形成されている。本実施例の無線タグは、補助導体部１５の形態が第６実施例のものと異なる。図１３に本実施例の無線タグの構成を示す。図１３に示すように、本実施例の無線タグは、ＣＤに貼り付けられた状態で、例えば第１実施例の導体板１０（主導体部）の上面の一部を覆うことにより平面視で導体板１０の外縁とオーバーラップするとともに、ＣＤの記録面金属部の内縁と平面視でオーバーラップするようにして形成される。本実施例の無線タグも第６実施例と同様、蒸着金属部がないＣＤに貼り付けられる。このとき、本実施例の無線タグのＣＤに対する貼り付けは、例えば第１実施例の無線タグを先ずＣＤのレーベル面に貼り付け、その上に図１３に示す補助導体部１５を貼り付けることでなされる。
【００３５】
（８）第８実施例
スロットの外径が、無線タグの貼付け対象のＣＤの金属部の内径以下である場合（第１実施例の無線タグ）と、ＣＤの金属部の内径より大きい場合（第２実施例の無線タグ）とで電磁結合の程度が異なるため、無線タグの有効通信距離が異なる（図６、図８参照）。他方、前述したように、発明者らの調査によれば、蒸着金属部の内径Ｄ４としてφ２０〜２７の範囲のＣＤの存在が確認されている。よって、無線タグのスロット外径をφ２０〜２７の範囲内で一意に設定したとすれば、スロットと蒸着金属部がオーバーラップするＣＤとオーバーラップしないＣＤが混在することになり、ＣＤ毎に無線タグの有効通信距離が異なることになる。そこで、本実施例の無線タグでは、ＣＤの蒸着金属部の内径に依存しない安定した有効通信距離を得るために、補助導体部が利用される。
【００３６】
本実施例の無線タグを図１４に示す。この無線タグは第６実施例と同様の補助導体部１５を備えるが、第６実施例の場合と比較して補助導体部１５の内径が異なる。本実施例では、補助導体部１５の内径は、スロット外径よりも小さく設定される。これにより、補助導体部１５がＣＤに貼り付けられた場合、本実施例の無線タグのスロットは、ＣＤの蒸着金属部の内径に関わらず常に補助導体部１５とオーバーラップすることになる。補助導体部１５の外径は、第６実施例と同じく、ＣＤの記録面金属部の内縁とオーバーラップするようにして形成される。また、第２実施例同様、有効通信距離を確保するためにスロットの形状（図７のθ）が適切に設定される。
【００３７】
上述したように、本実施例の無線タグでは、ＣＤのタイプ（蒸着金属部の有無、蒸着金属部の内径の大きさ）に関わらず、ＣＤに貼り付けた場合に常に補助導体部１５がスロットとオーバーラップする。そのため、スロットの形状（図７のθ）を適切に設定することで、無線タグの有効通信距離がＣＤのタイプに依存せずに安定する。
【００３８】
（９）第９実施例
上述した第１〜第８実施例の無線タグでは、スロット１１の形態が全体として円弧状のメアンダ形状をなしている場合について説明したが、これに限られない。図１５には、本実施例の無線タグにおいて、スロット１１の様々な変形例に係る形状が示される。
図１５（ａ）に示すスロット１１の形態は、給電部から両側に延びており、全体として円弧状の非メアンダ形状となっている。図１５（ａ）に示すスロット１１は全体として正確な円弧となっているが、多少蛇行した形状でも構わない。スロット１１の全長が所要のインダクタンスを確保するため、図１５（ａ）に示すように全長を調整するための折り返し部を設けてもよい。
図１５（ｂ）に示すスロット１１の形態は、２．４５ＧＨｚの無線周波数を用いる場合の形状である。この場合、９５３ＭＨｚの場合と比較して波長が短くなるため、メアンダ形状にせずに済む。
図１５（ｃ）に示すスロット１１の形態は、上述した各実施例と同様にメアンダ形状であるが、このメアンダ形状は複数のランダムな形の略Ｕ字形状部が円弧状に連結されて形成されている。ランダムな形の略Ｕ字形状部としたのは、隣接する略Ｕ字形状部のスロットの外側の導体を流れる電流の向きは逆であるものの、互いに逆向きの電流ベクトル方向が完全には平行とならず、逆向きの電流によって生ずる電磁波のキャンセル量を低減できるためである。これにより、アンテナ実効長を、例えばメアンダ形状を構成するのに正確な（ランダムでない）Ｕ字形を適用する場合と比較して長くすることができ、スロット１１の外径を小さくすることができる。
【００３９】
（１０）第１０実施例
第１〜第９実施例に無線タグに関し、ディスク状の記録媒体に貼り付けることを前提として説明してきたが、これに限られない。非導電部材と離間した内側の第１領域と、導電部材に近接した外側の第２領域とからなる対象部材に適用することができる。このような対象部材として典型的なのは、例えば車両用のアーム又はフレーム等の凹部のある金属部材である。このような金属部材では例えば軽量化の目的で凹部が予め設けられているため、その凹部に本実施例の無線タグを取り付ける。この場合は、第１領域が凹部に相当し、第２領域が凹部の周辺領域に相当する。無論、金属部材の軽量化の目的のために設けられた凹部に無線タグを取り付けてもよいし、金属部材の機能上の障害がない箇所に予め設けた凹部に無線タグを取り付けてもよい。
【００４０】
図１６は、本実施例の無線タグが金属部材に取り付けられた状態を示す。本実施例の無線タグは、例えば第１実施例の無線タグに対して導体板の中央の孔部を埋めて円形にしたものとなっている。スロットアンテナを構成する導体板及びメアンダ状のスロットの寸法は、取付対象の金属部材の形状、及び無線ＩＣチップとの間で所定の無線周波数で共振するようなインダクタンスが得られる目的で最適化される。
図１６において、金属部材には円筒状の凹部が設けられており、この凹部上に、全体として円形の平板状の本実施例の無線タグが取り付けられる。そのため、本実施例の無線タグの外径は、取付対象となる金属部材の凹部の径よりも大きい。金属部材に対する無線タグの取付方法は問わないが、例えば極薄の両面テープ、接着剤、シール等が取付のために使用され得る。好ましくは、メアンダ状のスロットの外径は、金属部材の凹部の径よりも小さい。無線タグの外径を極力小さくするために、前述した実施例同様、ここでもメアンダ状のスロットアンテナが適用される。
【００４１】
図１６に示すオーバーラップの部分は、無線タグの金属部材への取り付けのためのみならず、無線タグのスロットアンテナを構成する導体板との電磁結合を生じさせる。すなわち、このオーバーラップにより、高周波帯において、無線タグの導体板が金属部材とが電磁結合するため、金属部材を導体板の一部として機能させることができ、スロットから十分に電波を放射させることができる。一方、この無線タグが金属部材に取り付けられた場合、スロットの下部には金属部材の凹部が配置されることになり、スロットアンテナから放射される電波を遮蔽することが防止される。それゆえ、本実施例の無線タグはそれ自体コンパクトではあるが、リーダライタ（図示せず）との間の十分な有効通信距離を確保することができる。
【００４２】
以上、対象部材として金属部材に本実施例の無線タグが取り付けられる場合について説明したが、対象部材として金属部材のみならず、所定の大きさの凹部、空洞部、孔部が存在する導電性部材に対して適用可能であることは明らかである。例えば、図１６に示す無線タグは、円筒状の金属部材の凹部に適合するように円形の無線タグ（すなわち、円形の導体板）としたが、これに限られない。無線タグの全体の形態は、対象部材の形態に対して最適化されうる。例えば、対象部材の凹部が直方体形状であれば、無線タグの全体の形態は矩形になりうる。
【００４３】
また、第１０実施例の無線タグに対して、第１〜第９実施例の無線タグに適宜適用できることは言うまでもない。例えば、スロットは、無線タグを金属部材の内側に取り付けた場合に金属部材の第１領域、すなわち凹部にスロット全体が収容されるようにして形成されることが好ましい。また、導体板の外縁で導体板とオーバーラップするように形成され、導体板の導体領域を拡大するための補助導体部、をさらに備けることで、凹部の大きさが異なる複数の金属部材に対し、１種類の無線タグを適用することができる。
【００４４】
（１１）第１１実施例
上記第３実施例（図９参照）では、蒸着金属部がないＣＤに対して無線タグを取り付ける場合に、導体板１０とＣＤの記録面金属部とをオーバーラップさせるための延長部１０１を４箇所設けた例について説明した。これに対して、第１１実施例では、第３実施例の無線タグのさらに好ましい例について説明する。
第１１実施例の無線タグを図１７に示す。図１７は、第１１実施例の無線タグを、蒸着金属部がないＣＤに貼り付けた状態を示している。図１７に示すように、本実施例の無線タグの導体板１０は、第１導体部１１０と第２導体部１２０（第３実施例の延長部１０１に相当するもの）を備えている。第１導体部１１０は、スロット１１が形成され、ＣＤの記録面金属部（第２領域）の内径よりも小さい外径を有する環状の導体部材である。第２導体部１２０は、給電部２とＣＤの中心を結ぶ線（Ｂ−Ｂ線）に沿って、ＣＤの外縁に向かって第１導体部１１０から相対する２方向に延びており、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップするように形成された導体部材である。
【００４５】
本実施例の無線タグをＣＤに貼り付けた場合、導体板１０の第１導体部１１０とＣＤの記録面金属部との間には、平面視で見て周方向に非導体部分が設けられることになる。よって、第２導体部１２０とＣＤの記録面金属部の２箇所のオーバーラップの間においてダイポールアンテナが形成されるとともに、第２導体部１２０とオーバーラップするＣＤの記録面金属部全体が無線タグと電磁結合することによって電磁波が放射されるようになる。すなわち、本実施例の場合、給電部２とＣＤの中心を結ぶ線に沿った導体板１０の全長は、例えば約５２ｍｍ程度であるが、オーバーラップ部分を介してＣＤ（外径φ１２０）全体で動作させることで、国内でのＲＦＩＤシステムで使用される９５２〜９５４ＭＨｚのλ／２（約１５０ｍｍ）にダイポールアンテナの実効長を近付けることができるようになる。そのため、スロット１１によるスロットアンテナとしての動作のみの場合よりも、通信距離を拡張することができる。また、第３実施例（図９参照）の場合と比較して導体板１０の面積がさらに小さくなり、低コスト化に寄与する。記録面金属部の内周側に蒸着金属部が存在して平面視で蒸着金属部と導体板１０がオーバーラップするようなＣＤについては、上述したダイポールアンテナが形成されず、スロットアンテナのみが動作することになる。
なお、本実施例の場合の好ましい寸法例を挙げれば、第２導体部１２０の幅は１０ｍｍ、Ｂ−Ｂ線に沿った第２導体部１２０の長さは１２〜１３ｍｍ、第２導体部１２０とＣＤの記録面金属部のオーバーラップ量は４ｍｍである。
【００４６】
（１２）第１２実施例
次に、第１２実施例の無線タグについて、図１８を参照して説明する。
図１８に示すように、本実施例の無線タグは、第１１実施例の無線タグとは、第２導体部１２０において、第１導体部１１０からＣＤの記録面金属部の間がメアンダ状で形成されている点で異なる。これにより、第２導体部１２０を実質的により長くすることができるため、第１１実施例で述べたダイポールアンテナとしての動作をより高めるようにすることができる。すなわち、上述したように国内でのＲＦＩＤシステムで使用される場合のλ／２が約１５０ｍｍであるが、第２導体部１２０をメアンダ状とすることで、導体板１０によって形成されるダイポールアンテナの全長を１５０ｍｍに近付けることができるようになる。例えば、第１１実施例では、給電部２とＣＤの中心を結ぶ線に沿った導体板１０の全長が約５２ｍｍ程度であるが、本実施例では、メアンダの線幅を１ｍｍとした場合に、導体板１０の全長を約１３０ｍｍ（実効長は１１０〜１２０ｍｍ）とすることができ、上記λ／２に近付けることができる。
なお、導体板１０の全長を上記λ／２に近付けることができるので、本実施例の無線タグはそれ単独で、すなわち、ＣＤの記録面金属部との電磁結合を考慮することなく使用することができる。例えば、本実施例の無線タグを、導電性部分を持たないＶＨＳテープのプラスチックの筐体に貼り付ける、または本などに貼り付けることなどが可能である。
【００４７】
なお、本実施例の無線タグでは、第２導体部１２０において、第１導体部１１０からＣＤの記録面金属部の間がメアンダ状で形成されているが、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップする部分はメアンダ形状にしないようにすることが好ましい。つまり、このオーバーラップする部分をもメアンダ状にすると、第１１実施例と同じ電磁結合性能を維持するために、すなわち実質的なオーバーラップ量を確保するために無線タグの全長が長くなってしまうためである。
【００４８】
（１３）第１３実施例
次に、第１３実施例の無線タグについて、図１９を参照して説明する。
図１９に示すように、本実施例の無線タグは、第１１実施例の無線タグとは、第２導体部１２０において、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップする部分が記録面金属部の内周に沿って延びている点で異なる。このオーバーラップ部分を記録面金属部の内周に沿って延長させているのは、無線タグ全体を全体的にコンパクトにするためである。このように第２導体部１２０を形成することで、第１２実施例と同様に、第２導体部１２０を実質的により長くすることができるため、第１１実施例で述べたダイポールアンテナとしての動作をより高めるようにすることができる。
本実施例の無線タグは、第２導体部１２０の長さを十分に確保しようとする点において第１２実施例と同一の考え方に基づいたものであるが、第１２実施例のように第２導体部１２０をメアンダ形状により成形していないため、通信性能上有利である。つまり、第１２実施例のように第２導体部１２０をメアンダ形状により成形した場合には、メアンダの略Ｖ字部分において電流の向きが逆向きに近くなることによる電気的損失が生ずるが、本実施例のものではそのような損失が生じない。そのため、本実施例の無線タグは、第１２実施例のものよりも通信距離を長くすることができる。
【００４９】
なお、本実施例の無線タグは、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップする部分を、導体板１０の実効長がダイポールアンテナとして適切に動作するλ／２になるまで、記録面金属部の内周に沿って延長させることができる。この点でも、メアンダ形状を用いた第１２実施例のものよりも設計上の制約が少ないと言える。
【００５０】
（１４）第１４実施例
次に、第１４実施例の無線タグについて、図２０を参照して説明する。
図２０に示すように、本実施例の無線タグは、上述した第１２および第１３実施例の無線タグの特徴を共に備えたものである。すなわち、本実施例の無線タグは、第２導体部１２０において、第１導体部１１０からＣＤの記録面金属部の間がメアンダ状で形成され、かつ、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップする部分が記録面金属部の内周に沿って延びている。本実施例の無線タグは、第１２実施例の無線タグに対する改良型と捉えることもできる。すなわち、本実施例の無線タグは、導体板１０がダイポールアンテナとして適切に動作するための実効長を確保するのに、ＣＤの記録面金属部とオーバーラップする部分が記録面金属部の内周に沿って延びている分、メアンダ形状の部分の長さを第１２実施例の場合ほど必要とならない。その結果、第１２実施例の場合よりもメアンダ形状の部分の折り返し回数を減らすことができ、メアンダ形状の部分の電気的損失が抑制される。
【００５１】
本発明の複数の実施例について詳細に説明したが、本発明の無線タグは上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。例えば、上述した各実施例では、無線タグの貼り付け対象がＣＤである場合を主として述べてきたが、ＣＤと同種の構造の他の物品、例えばＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、ＢＤ(Blu-ray Disc;登録商標)等に応じて本発明の無線タグを適宜最適化しうることは当業者に理解される。
【００５２】
以上の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００５３】
（付記１）
非導電部材からなる内周側の第１領域と、導電部材を含む外周側の第２領域とからなるディスク状の記録媒体、に取り付けられる無線タグであって、
無線ＩＣチップに接続される給電部と、
スロットが設けられた導体板を含み、前記給電部から給電されるスロットアンテナと、
を備え、
前記導体板は、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に、少なくとも一部が記録媒体の前記第２領域とオーバーラップするように形成され、
前記スロットの長さは、前記スロットアンテナが前記無線ＩＣチップとの間で所定の無線周波数で共振するようなインダクタンスが得られるように設定される、
無線タグ。（１）
【００５４】
（付記２）
前記スロットは、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に記録媒体の前記第１領域にスロット全体が収容されるようにして形成される、
付記１に記載された無線タグ。（２）
【００５５】
（付記３）
前記スロットは、前記給電部から両側に延びており、全体として円弧状のメアンダ形状である、
付記１又は２に記載された無線タグ。（３）
【００５６】
（付記４）
前記スロットは、前記給電部から両側に延びており、全体として円弧状の非メアンダ形状である、
付記１又は２に記載された無線タグ。（４）
【００５７】
（付記５）
前記スロットは、長さを調整するための折り返し部を有する、
付記４に記載された無線タグ。（５）
【００５８】
（付記６）
前記導体板は、
前記スロットが設けられた環状の主導体部と、
前記導体本体部とは内周側でオーバーラップし、かつ記録媒体の前記第２領域とは外周側でオーバーラップする環状の補助導体部と、を有する、
付記１〜５のいずれかに記載された無線タグ。（６）
【００５９】
（付記７）
前記導体板は、
前記スロットが形成され、記録媒体の前記第２領域の内径よりも小さい外径を有する環状の第１導体部と、
前記給電部と記録媒体の中心を結ぶ線に沿って、記録媒体の外縁に向かって前記第１導体部から相対する２方向に延びており、前記第２領域とオーバーラップするように形成された第２導体部と、を有する、
付記１〜５のいずれかに記載された無線タグ。（７）
【００６０】
（付記８）
前記第２導体部において、前記第１導体部から前記第２領域の間がメアンダ状で形成されている、
付記７に記載された無線タグ。（８）
【００６１】
（付記９）
前記第２導体部において、前記第２領域とオーバーラップする部分が前記第２領域の内周に沿って延びている、
付記７または８に記載された無線タグ。（９）
【００６２】
（付記１０）
非導電部材と離間した内側の第１領域と、導電部材に近接した外側の第２領域とからなる対象部材、に取り付けられる無線タグであって、
無線ＩＣチップに接続される給電部と、
スロットが設けられた導体板を含み、前記給電部から給電されるスロットアンテナと、
を備え、
前記導体板は、無線タグを対象部材の内側に取り付けた場合に、少なくとも一部が対象部材の前記第２領域とオーバーラップするように形成され、
前記スロットの長さは、前記スロットアンテナが前記無線ＩＣチップとの間で所定の無線周波数で共振するようなインダクタンスが得られるように設定される、
無線タグ。
【００６３】
（付記１１）
前記スロットは、無線タグを対象部材の内側に取り付けた場合に対象部材の前記第１領域にスロット全体が収容されるようにして形成される、
付記１０に記載された無線タグ。
【００６４】
（付記１２）
前記導体板の外縁で導体板とオーバーラップするように形成され、導体板の導体領域を拡大するための補助導体部、をさらに備えた、
付記１０又は１１に記載された無線タグ。
【符号の説明】
【００６５】
２…給電部
１０…導体板
１１…スロット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非導電部材からなる内周側の第１領域と、導電部材を含む外周側の第２領域とからなるディスク状の記録媒体、に取り付けられる無線タグであって、
無線ＩＣチップに接続される給電部と、
スロットが設けられた導体板を含み、前記給電部から給電されるスロットアンテナと、
を備え、
前記導体板は、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に、少なくとも一部が記録媒体の前記第２領域とオーバーラップするように形成され、
前記スロットの長さは、前記スロットアンテナが前記無線ＩＣチップとの間で所定の無線周波数で共振するようなインダクタンスが得られるように設定される、
無線タグ。
【請求項２】
前記スロットは、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に記録媒体の前記第１領域にスロット全体が収容されるようにして形成される、
請求項１に記載された無線タグ。
【請求項３】
前記スロットは、前記給電部から両側に延びており、全体として円弧状のメアンダ形状である、
請求項１又は２に記載された無線タグ。
【請求項４】
前記スロットは、前記給電部から両側に延びており、全体として円弧状の非メアンダ形状である、
請求項１又は２に記載された無線タグ。
【請求項５】
前記スロットは、長さを調整するための折り返し部を有する、
請求項４に記載された無線タグ。
【請求項６】
前記導体板は、
前記スロットが設けられた環状の主導体部と、
前記導体本体部とは内周側でオーバーラップし、かつ記録媒体の前記第２領域とは外周側でオーバーラップする環状の補助導体部と、を有する、
請求項１〜５のいずれかに記載された無線タグ。
【請求項７】
前記導体板は、
前記スロットが形成され、記録媒体の前記第２領域の内径よりも小さい外径を有する環状の第１導体部と、
前記給電部と記録媒体の中心を結ぶ線に沿って、記録媒体の外縁に向かって前記第１導体部から相対する２方向に延びており、前記第２領域とオーバーラップするように形成された第２導体部と、を有する、
請求項１〜５のいずれかに記載された無線タグ。
【請求項８】
前記第２導体部において、前記第１導体部から前記第２領域の間がメアンダ状で形成されている、
請求項７に記載された無線タグ。
【請求項９】
前記第２導体部において、前記第２領域とオーバーラップする部分が前記第２領域の内周に沿って延びている、
請求項７または８に記載された無線タグ。
【請求項１】
非導電部材からなる内周側の第１領域と、導電部材を含む外周側の第２領域とからなるディスク状の記録媒体、に取り付けられる無線タグであって、
無線ＩＣチップに接続される給電部と、
スロットが設けられた導体板を含み、前記給電部から給電されるスロットアンテナと、
を備え、
前記導体板は、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に、少なくとも一部が記録媒体の前記第２領域とオーバーラップするように形成され、
前記スロットの長さは、前記スロットアンテナが前記無線ＩＣチップとの間で所定の無線周波数で共振するようなインダクタンスが得られるように設定される、
無線タグ。
【請求項２】
前記スロットは、無線タグを記録媒体の内周側に取り付けた場合に記録媒体の前記第１領域にスロット全体が収容されるようにして形成される、
請求項１に記載された無線タグ。
【請求項３】
前記スロットは、前記給電部から両側に延びており、全体として円弧状のメアンダ形状である、
請求項１又は２に記載された無線タグ。
【請求項４】
前記スロットは、前記給電部から両側に延びており、全体として円弧状の非メアンダ形状である、
請求項１又は２に記載された無線タグ。
【請求項５】
前記スロットは、長さを調整するための折り返し部を有する、
請求項４に記載された無線タグ。
【請求項６】
前記導体板は、
前記スロットが設けられた環状の主導体部と、
前記導体本体部とは内周側でオーバーラップし、かつ記録媒体の前記第２領域とは外周側でオーバーラップする環状の補助導体部と、を有する、
請求項１〜５のいずれかに記載された無線タグ。
【請求項７】
前記導体板は、
前記スロットが形成され、記録媒体の前記第２領域の内径よりも小さい外径を有する環状の第１導体部と、
前記給電部と記録媒体の中心を結ぶ線に沿って、記録媒体の外縁に向かって前記第１導体部から相対する２方向に延びており、前記第２領域とオーバーラップするように形成された第２導体部と、を有する、
請求項１〜５のいずれかに記載された無線タグ。
【請求項８】
前記第２導体部において、前記第１導体部から前記第２領域の間がメアンダ状で形成されている、
請求項７に記載された無線タグ。
【請求項９】
前記第２導体部において、前記第２領域とオーバーラップする部分が前記第２領域の内周に沿って延びている、
請求項７または８に記載された無線タグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１１−１５５６２７（Ｐ２０１１−１５５６２７Ａ）
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９２６４（Ｐ２０１０−１７９２６４）
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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