ＲＦＩＤタグ
【課題】タグの通信距離を伸ばすとともに、電波方式のリーダライタでも読取り可能とし、タグを被着体に貼り付けた際に生じるアンテナ特性のズレを最小限に抑える。
【解決手段】マイクロ波帯の通信に適応したＲＦＩＤタグであって、基材上に設けられた単一巻のループアンテナにＩＣチップの入出力端子を接続させ、前記ループアンテナの導体部にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部を設け、ギャップが設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターンが形成され、前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分よりも大きく、前記ループアンテナ導体のギャップ部を完全に覆う形状・配置である。
【解決手段】マイクロ波帯の通信に適応したＲＦＩＤタグであって、基材上に設けられた単一巻のループアンテナにＩＣチップの入出力端子を接続させ、前記ループアンテナの導体部にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部を設け、ギャップが設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターンが形成され、前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分よりも大きく、前記ループアンテナ導体のギャップ部を完全に覆う形状・配置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波帯(３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ)を利用した電磁誘導方式によるＲＦＩＤタグのアンテナ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生活や社会のいたるところにコンピュータ、ネットワークが在り、いつでも、どこからでも、自由にコンピュータにアクセスできるユビキタスコンピューティングがビジネスや暮らしを快適にサポートできる様になっており、そのキーテクノロジーの一つがＲＦＩＤタグである。
【０００３】
ＲＦＩＤタグを利活用するには、ＲＦＩＤ技術が必要となる。無線通信を利用し非接触による書き込みと読み込みを行なう自動認識技術を利用した技術であり、それを使った製品、システムである。数ミリから数センチほどのＲＦＩＤタグにデータを記録して、その内容を機器（リーダ／ライタ）からの電波（無線通信信号）で読み込んだり、書き込んだりすることができる。交通カードや、電子マネーなどのＩＣカードに使われているのをはじめ、商品などのモノに付けて、トレーサビリティシステムや物品管理などにも使われはじめている。
【０００４】
ＲＦＩＤは、基本的にメモリ機能のあるＩＣチップとアンテナを搭載したＲＦＩＤタグ（ＩＣタグ、電子タグなどとも呼ばれている。）と、ＲＦＩＤタグ内のデータの読み取り、書き込みを行なうリーダ／ライタ、その情報管理を行なうコンピュータシステムによって構成されている。ＲＦＩＤタグを目標物に貼り付けることで、自動識別、所在確認、追跡、履歴情報などの記録や、呼び出しなどの用途に使用されている。
【０００５】
そうした中、マイクロ波帯での通信に適応したＩＣチップの入出力端子に単一巻のループアンテナを接続することでＩＣタグを形成し、更に別のループアンテナを有するリーダライタを用いて電磁誘導方式により、このタグを読取ることを可能にした電磁誘導方式のアンテナデザインがインピンジ社（Ｉｍｐｉｎｊ，Ｉｎｃ）から提案されている（非特許文献１）。
【０００６】
しかし、このタグの通信距離はせいぜい２０〜３０ｃｍ程度であり、同じ周波数帯を用いる電波方式によるタグの通信距離（３〜７ｍ）と比べるとかなり短いと言える。これは、タグの通信距離を伸ばすために必要なループの開口面積の拡大とＩＣチップとアンテナとのインピーダンスマッチング（特に虚部インピーダンスの整合）の両立が図れないことに起因する。
【０００７】
また、マイクロ波帯のＲＦＩＤタグを、一般的な電波方式のリーダライタでは殆ど読取ることができない。単にタグの応答の有無を確認するだけの目的であっても、電磁誘導方式のリーダライタを用いる必要がある。
【０００８】
ループコイルに、基材裏面の浮島状パターンと同表面のループパターンのギャップで形成されるキャパシタンスを、取り付けることによりループコイルのインダクタンスを増やさずにループの開口面積を拡大することができる。しかしながら、ループコイル上にキャパシタンスを設けた場合、ループコイル(タグ)を実運用する際の貼り付け対象物(誘電体)によっては容量が増大してしまう。キャパシタンスの容量が増大すると、キャパシタンスを有するループコイルのインダクタンスも変化してしまうという問題が発生する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｉｍｐｉｎｊ Ｗｈｉｔｅ Ｐａｐｅｒｓ”ＵＨＦ Ｇｅｎ ２： Ｔｈｅ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｖｅ，Ｍｙｔｈ−ｂｕｓｔｉｎｇ， Ｉｔｅｍ−ｌｅｖｅｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ”（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｍｐｉｎｊ．ｃｏｍ／Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ／Ｗｈｉｔｅ＿Ｐａｐｅｒｓ．ａｓｐｘ） Ｉｍｐｉｎｊ，Ｉｎｃ、２００６年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明では、従来技術のＲＦＩＤタグを基本としつつ、ループの開口面積の拡大と、ＩＣチップとアンテナとのインピーダンスマッチングの両立を図ることでタグの通信距離を伸ばすとともに、電波方式のリーダライタでも読取り可能とし、タグを被着体に貼り付けた際に生じるアンテナ特性のズレを最小限に抑えることすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、マイクロ波帯での通信に適応したＲＦＩＤタグであって、基材上に設けられた単一巻のループアンテナにＩＣチップの入出力端子を接続させ、前記ループアンテナの導体部にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部を設け、ギャップが設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターンが形成され、前記ギャップ部分と浮島状の導体パターンが基材を挟んで、対峙する位置に配置されており、前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分よりも大きく、前記ループアンテナ導体のギャップ部を完全に覆う形状・配置であることを特徴とするＲＦＩＤタグである。
【００１２】
浮島状の導体パターンが、ギャップ部を完全に覆う形状・配置であることは、浮島状の導体パターンがギャップ部およびその近傍と完全に重なる形状・配置であることを意味する。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分を除き、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンの輪郭との距離の差が、少なくとも両者を形成・保持している基材の厚みよりは大きいことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグである。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、両者が互いに略直交する配置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤタグである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、前記ループアンテナの導体パターンの幅が、他の部位に比べてスポット的に細くなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、ループアンテナ導体パターンはギャップ部分に向かって、又は反対の方向に向かってテーパ状に広がる形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられる面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＲ
ＦＩＤタグである。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグである。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンが配置されている基材面側の少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、比誘電率が２以下の低誘電率材料が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、前記ループアンテナ、浮島状導体パターン、及びそれらが形成されている基材が、非金属製の筐体に納められており、前記ループアンテナ導体パターンが配置されている基材面側には少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、空隙が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明は、マイクロ波帯での通信に適応したＲＦＩＤタグであって、基材上に設けられた単一巻のループアンテナにＩＣチップの入出力端子を接続させ、前記ループアンテナの導体部にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部を設け、ギャップが設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターンが形成され、前記ギャップ部分と浮島状の導体パターンが基材を挟んで、対峙する位置に配置されており、かつ前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分よりも小さく、ギャップ部分に配置されていることを特徴とするＲＦＩＤタグである。
【００２２】
また、請求項１１に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分を除き、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンの輪郭との距離の差は、少なくとも両者を形成・保持している基材の厚みよりは大きいことを特徴とする請求項１０に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２３】
また、請求項１２に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが基材を挟んで対峙して設けられており、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と前記浮島状導体パターンとが、互いに略直交するように配置されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２４】
また、請求項１３に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、特に前記浮島状導体パターンの幅は、他の部位に比べてスポット的に細くなっていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２５】
また、請求項１４に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記浮島状導体パターンがギャップ部分とは反対の方向に向かってテーパ状に広がる形状であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２６】
また、請求項１５に記載の発明は、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられる面であることを特徴とする請求項１０または請求項１４に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２７】
また、請求項１６に記載の発明は、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２８】
また、請求項１７に記載の発明は、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側の少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、比誘電率が２以下の低誘電率材料が取り付けられていることを特徴とする請求項１０または請求項１６に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２９】
また、請求項１８に記載の発明は、前記ループアンテナ、浮島状導体パターン、及びそれらを形成している基材は非金属製の筐体に納められており、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側には少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、空隙が設けられていることを特徴とする請求項１０または請求項１６に記載のＲＦＩＤタグである。
【発明の効果】
【００３０】
コイル状のアンテナ上に一箇所以上のギャップを設けることにより、コイルサイズを拡大することが出来、アンテナの開口部を大きくすることにより通信性能の向上と、タグを被着体に貼り付けた際に生じるアンテナ特性のズレを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のＲＦＩＤタグに用いられるループアンテナの外観を示した平面概念図である。
【図２】本発明のＲＦＩＤタグに用いられるループアンテナの構成を示した断面概念図である。
【図３】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項1〜３に関する実施例の構成を示した概念図である。
【図４】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項４に関する実施例の構成を示した概念図である。
【図５】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項５に関する実施例の構成を示した概念図である。
【図６】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項６、７に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【図７】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項８に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【図８】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項９に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【図９】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１０〜１２に関する実施例の構成を示した平面概念図である。
【図１０】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１３に関する実施例の構成を示した平面概念図である。
【図１１】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１４に関する実施例の構成を示した平面概念図である。
【図１２】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１５，１６に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【図１３】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１７に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【図１４】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１８に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１はループアンテナ５の外観を示しており、基材上に設けられた単一巻のループアンテナ５である。ＩＣチップ２が入出力端子上のＩＣ実装部３に実装され、ループアンテナの導体部５にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部４が設けられている。
【００３３】
図２はＲＦＩＤタグのループアンテナ５の構成を示した部分断面概念図であり、ギャップ部４が設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターン６が形成されている。前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分４よりも大きく、前記ループアンテナ導体のギャップ部を完全に覆う形状・配置となっている。
【００３４】
これにより、ＩＣチップ２とループアンテナ５を流れる電圧と電流の位相差による無効電力をなくすことができ、ループアンテナ５とＩＣチップ２の間で効率良くエネルギーの送受が行えるようになるため、ＩＣタグの通信距離を伸ばすことが可能となる。
【００３５】
また、アンテナ上のギャップ部分４の形状を調整することで、ギャップ部分４のキャパシタンスを調整することが可能となる。ループアンテナ長を増やすことで増大するループアンテナ５の虚部インピーダンスをギャップ部分のキャパシタンスで減少させ、ＩＣチップ２とループアンテナ５の虚部インピーダンスの整合を保ちつつループアンテナの開口を大きくし、ＩＣタグの通信距離を増大させることができる。アンテナに対してＲＦＩＤ機能を有するバンプ端子付きのＩＣチップを直接実装することが容易となるため、ＩＣタグの生産コストを下げることができる。
【００３６】
図３は本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の構成例を示した概念図であり、図1のギャップ部４を詳細に示している。浮島状の導体パターン６が、ループアンテナ導体のギャップ部分４よりも大きく、ループアンテナ導体のギャップ部４を完全に覆う形状・配置されている。基材１を介して設けられている裏面導体層６のエッジと表面導体層５があり、ループアンテナ導体パターン５と、浮島状導体パターン６の輪郭とが重なる部分において、両者が互いに略直交する配置となっている。
【００３７】
さらに、ループアンテナ導体パターン５と、浮島状導体パターン６とが重なる部分で、ループアンテナ導体パターン５と、浮島状導体パターン６の輪郭とが重なる部分（図３のギャップ部分４）を除き、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、浮島状導体パターンの輪郭との距離の差ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが、少なくとも両者を形成・保持している基材厚みｔよりは大きく、ループアンテナエッジとの距離と基材厚みｔとの関係がａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ＞ｔとなっている。
【００３８】
このことにより、浮島状導体パターン側に粘着材９を塗布し、誘電体への貼り付けを行っても、浮島状導体とアンテナ導体との静電容量の変化量を殆ど無くすことが可能となり、タグの貼り付け状態によるタグの特性の変化（虚部インピーダンスの変化→通信距離の変化）を抑えることが可能となる。一方、前記各パラメータが基材厚みｔよりも小さくなると、浮島状導体パターン側に粘着材９を塗布し、誘電体への貼り付けを行った際の浮島状導体とアンテナ導体との静電容量の変化量が端部効果の増大によって大きくなり、タグの貼り付け状態によるタグの特性の変化（虚部インピーダンスの変化→通信距離の変化）も大きくなってしまう。
【００３９】
図４は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した概念図であり、浮島状導体パターン６の輪郭とが重なる部分の、ループアンテナの導体パターン５の幅が、他の部位に比べてスポット的に細くなっており、基材１を介して設けられている裏面導体層６のエッジと表面導体層であるループアンテナエッジとの距離ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇと基材厚みｔとの関係がａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ>ｔとなっている。
【００４０】
また、浮島状導体端部とアンテナ導体が交差する部分から、アンテナ導体部分の浮島状導体とは重ならない側で、線幅が太くなる部分との距離“ｆ”を基材厚ｔよりも大きくすることにより、アンテナ導体と浮島状導体端部との間の静電容量を減らすことができ、浮島状導体とアンテナ導体間全体の静電容量に対する前記静電容量の割合を減らすことで、浮島状導体パターン側に粘着材を塗布し、誘電体への貼り付けを行った際の浮島状導体とアンテナ導体との静電容量の変化量（増加量）を減らすことが可能となる。
【００４１】
図５、は本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した概念図であり、ループアンテナ導体パターン５と、浮島状導体パターン６の輪郭とが重なる部分において、ループアンテナ導体パターン５はギャップ部分４に向かって、テーパ状に広がる形状であることを示している。
【００４２】
また、浮島状導体端部と、アンテナ導体部分の浮島状導体とは重ならない側で、テーパ状となっている部分との距離”ｆ”を基材厚ｔよりも大きくすることにより、同部位と浮島状導体端部との間の静電容量を減らすことができ、浮島状導体とアンテナ導体間全体の静電容量に対する前記静電容量の割合を減らすことで、浮島状導体パターン側に粘着材９を塗布し、誘電体への貼り付けを行った際の浮島状導体とアンテナ導体との静電容量の変化量を減らすことが可能となる。また、アンテナ導体部分の浮島状導体と重なる部分においても、同導体部分をテーパ状としても良い。その場合、タグを誘電体へ貼り付けた際の本テーパ部分と浮島状導体との静電容量の変化量（増加量）を僅かながら未対策状態のものに比べて減らすことが可能となる。
【００４３】
図６は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した断面図であり、浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられる面であり、浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを示している。粘着材層又は接着剤層が設けられことにより被着体１０に容易に貼り付けることができる。
【００４４】
図３〜６の構成により、ＩＣタグを被着体１０に貼り付けた際に、特に生じ得る、アンテナのギャップ部分におけるキャパシタンスの増加を最小限に抑え、ＩＣチップとループアンテナの虚部インピーダンスの不整合の増加を最小限に留めることが可能となり、被着体に貼付後でもＩＣタグは安定した通信距離を確保することができる。
【００４５】
図７は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した断面であり、ループアンテナ導体パターン５が配置されている基材面側の少なくとも、ループアンテナ導体パターンと、浮島状導体パターン６の輪郭とが重なる部分において、比誘電率が２以下の低誘電率材料１１が取り付けられていることを示している。
【００４６】
このような構造を採用することにより、タグの上方に誘電体が置かれた場合においても、浮島状導体とアンテナ導体端部の間の静電容量の増加を減らすことが可能となる。具体的には、浮島状導体と特にアンテナ導体端部との間で形成される静電容量は周囲の誘電体（特にアンテナ導体側に密着される形で設置されるもの）の影響を非常に受けやすい。予めこの部分に低誘電率の誘電体を設置しておくことにより、誘電体の影響（静電容量増加）を緩和することが可能となる。タグに貼り付ける低誘電率材１１の比誘電率は小さい程好ましく、例えば発泡ＰＥＴ材（比誘電率２以下）等が入手性も良く、適当な材料であると言える。
【００４７】
図８は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した断面概念図であ
り、ループアンテナ５、浮島状導体パターン６、及びそれらが形成されている基材が、非金属製の筐体に納められており、ループアンテナ導体パターンが配置されている基材面側には少なくとも、ループアンテナ導体パターンと、浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、空隙が設けられていることを示している。
【００４８】
このような構造を採用することにより、タグの上方に誘電体が置かれた場合においても、浮島状導体とアンテナ導体端部の間の静電容量の増加を殆ど無くすことが可能となる。具体的には、浮島状導体と特にアンテナ導体端部との間で形成される静電容量は周囲の誘電体（特にアンテナ導体側に密着される形で設置されるもの）の影響を非常に受けやすい。予めこの部分に空隙を設けることにより、誘電体の影響（静電容量増加）を緩和することが可能となる。
【００４９】
図７、図８の構成により、ＲＦＩＤタグを被着体１０に貼り付けた後に、タグ上に誘電体を重ね置かれると、アンテナのギャップ部分におけるキャパシタンスの増加を最小限に抑え、ＩＣチップとループアンテナの虚部インピーダンスの不整合の増加を最小限に留めることが可能となり、タグ上に誘電体を重ね置かれてもＲＦＩＤタグは安定した通信距離を確保することができる。
【００５０】
図９は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した平面概念図であり、ループアンテナ５に設けられたギャップ部分４と浮島状の導体パターン６がループアンテナ導体のギャップ部分よりも小さく、またギャップ部分に配置され、基材の厚みよりは大きい構成を示しており、図１０は、さら浮島状導体部分の別の構成例を示した平面概念図であり、浮島状導体パターンのギャップ部分４の幅は、他の部位に比べてスポット的に細くなっていることを示している。
【００５１】
また、浮島状導体部とアンテナ導体端部が交差する部分において、浮島状導体部の線幅を細くすることにより、同部位における静電容量を減らすことができ、浮島状導体とアンテナ導体間全体の静電容量に対する前記静電容量の割合を減らすことで、アンテナ導体パターン側に粘着材９を塗布し、誘電体への貼り付けを行った際の浮島状導体とアンテナ導体との間の静電容量の変化量（増加量）を減らすことが可能となる。
【００５２】
図１１は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示しおり、浮島状導体パターン６がギャップ部分の両端から反対の方向に向かってテーパ状に広がる形状であることを示している。図１２は、さらに浮島状導体部分の別の構成例を示した断面概念図であり、浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられたものと、浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを示している。
【００５３】
図１２は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例の構成を示しており、表面導体層（ループアンテナ）５と裏面導体層（浮島状導体）６の位置が入れ替わった構造になっている。前記浮島状導体パターン６が配置されている基材面が被着体１０に貼り付けられる面であり、浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられている構成を示しており、ループアンテナ５側に粘着材９が設けられ被着体１０に貼り付けられる。
【００５４】
図１０〜１２の構成により、ＲＦＩＤタグを被着体１０に貼り付けた際に、特に生じ得る、アンテナのギャップ部分におけるキャパシタンスの増加を最小限に抑え、ＩＣチップとループアンテナの虚部インピーダンスの不整合の増加を最小限に留めることが可能となり、被着体に貼付後でもＲＦＩＤタグは安定した通信距離を確保することができる。
【００５５】
図１３、図１４はさらに本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示しており、それぞれ図６、７、８における表面導体層（ループアンテナ）５と裏面導体層（浮島状導体）６の位置が入れ替わった構造になっている。
【００５６】
図１３の構成では、図７の構成で示したのと同様に、タグの上方に誘電体が置かれた場合においても、浮島状導体とアンテナ導体端部の間の静電容量の増加を減らすことが可能となる。タグに貼り付ける低誘電率材１１の比誘電率は小さい程好ましく、例えば発泡ＰＥＴ材（比誘電率２以下）等が入手性も良く、適当な材料であると言える。
また図１４のような構造を採用することにより、図８の構成と同様に、タグの上方に誘電体が置かれた場合においても、浮島状導体とアンテナ導体端部の間の静電容量の増加を殆ど無くすことが可能となる。
【００５７】
図１３、図１４の構成により、ＲＦＩＤタグを被着体に貼り付けた後に、タグ上に誘電体を重ね置かれた際に、特に生じ得るアンテナのギャップ部分におけるキャパシタンスの増加を最小限に抑え、ＩＣチップとループアンテナの虚部インピーダンスの不整合の増加を最小限に留めることが可能となり、タグ上に誘電体を重ね置かれてもＲＦＩＤタグは安定した通信距離を確保することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・基材（誘電体）
２・・・ＩＣチップ
３・・・ＩＣ実装部
４・・・ギャップ部
５・・・表面導体層（ループアンテナ）
６・・・裏面導体層（浮島状導体）
７・・・スポット的に導体幅が狭くなる部分
８・・・浮島状導体がテ―パ状に広がる部分
９・・・粘着材
１０・・・被着体
１１・・・低誘電率材
１２・・・筐体（非金属）
１３・・・表面導体層と裏面導体層が直交する部分
ｔ・・・基材厚み
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波帯(３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ)を利用した電磁誘導方式によるＲＦＩＤタグのアンテナ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
生活や社会のいたるところにコンピュータ、ネットワークが在り、いつでも、どこからでも、自由にコンピュータにアクセスできるユビキタスコンピューティングがビジネスや暮らしを快適にサポートできる様になっており、そのキーテクノロジーの一つがＲＦＩＤタグである。
【０００３】
ＲＦＩＤタグを利活用するには、ＲＦＩＤ技術が必要となる。無線通信を利用し非接触による書き込みと読み込みを行なう自動認識技術を利用した技術であり、それを使った製品、システムである。数ミリから数センチほどのＲＦＩＤタグにデータを記録して、その内容を機器（リーダ／ライタ）からの電波（無線通信信号）で読み込んだり、書き込んだりすることができる。交通カードや、電子マネーなどのＩＣカードに使われているのをはじめ、商品などのモノに付けて、トレーサビリティシステムや物品管理などにも使われはじめている。
【０００４】
ＲＦＩＤは、基本的にメモリ機能のあるＩＣチップとアンテナを搭載したＲＦＩＤタグ（ＩＣタグ、電子タグなどとも呼ばれている。）と、ＲＦＩＤタグ内のデータの読み取り、書き込みを行なうリーダ／ライタ、その情報管理を行なうコンピュータシステムによって構成されている。ＲＦＩＤタグを目標物に貼り付けることで、自動識別、所在確認、追跡、履歴情報などの記録や、呼び出しなどの用途に使用されている。
【０００５】
そうした中、マイクロ波帯での通信に適応したＩＣチップの入出力端子に単一巻のループアンテナを接続することでＩＣタグを形成し、更に別のループアンテナを有するリーダライタを用いて電磁誘導方式により、このタグを読取ることを可能にした電磁誘導方式のアンテナデザインがインピンジ社（Ｉｍｐｉｎｊ，Ｉｎｃ）から提案されている（非特許文献１）。
【０００６】
しかし、このタグの通信距離はせいぜい２０〜３０ｃｍ程度であり、同じ周波数帯を用いる電波方式によるタグの通信距離（３〜７ｍ）と比べるとかなり短いと言える。これは、タグの通信距離を伸ばすために必要なループの開口面積の拡大とＩＣチップとアンテナとのインピーダンスマッチング（特に虚部インピーダンスの整合）の両立が図れないことに起因する。
【０００７】
また、マイクロ波帯のＲＦＩＤタグを、一般的な電波方式のリーダライタでは殆ど読取ることができない。単にタグの応答の有無を確認するだけの目的であっても、電磁誘導方式のリーダライタを用いる必要がある。
【０００８】
ループコイルに、基材裏面の浮島状パターンと同表面のループパターンのギャップで形成されるキャパシタンスを、取り付けることによりループコイルのインダクタンスを増やさずにループの開口面積を拡大することができる。しかしながら、ループコイル上にキャパシタンスを設けた場合、ループコイル(タグ)を実運用する際の貼り付け対象物(誘電体)によっては容量が増大してしまう。キャパシタンスの容量が増大すると、キャパシタンスを有するループコイルのインダクタンスも変化してしまうという問題が発生する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｉｍｐｉｎｊ Ｗｈｉｔｅ Ｐａｐｅｒｓ”ＵＨＦ Ｇｅｎ ２： Ｔｈｅ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｖｅ，Ｍｙｔｈ−ｂｕｓｔｉｎｇ， Ｉｔｅｍ−ｌｅｖｅｌ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ”（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｍｐｉｎｊ．ｃｏｍ／Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ／Ｗｈｉｔｅ＿Ｐａｐｅｒｓ．ａｓｐｘ） Ｉｍｐｉｎｊ，Ｉｎｃ、２００６年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明では、従来技術のＲＦＩＤタグを基本としつつ、ループの開口面積の拡大と、ＩＣチップとアンテナとのインピーダンスマッチングの両立を図ることでタグの通信距離を伸ばすとともに、電波方式のリーダライタでも読取り可能とし、タグを被着体に貼り付けた際に生じるアンテナ特性のズレを最小限に抑えることすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、マイクロ波帯での通信に適応したＲＦＩＤタグであって、基材上に設けられた単一巻のループアンテナにＩＣチップの入出力端子を接続させ、前記ループアンテナの導体部にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部を設け、ギャップが設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターンが形成され、前記ギャップ部分と浮島状の導体パターンが基材を挟んで、対峙する位置に配置されており、前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分よりも大きく、前記ループアンテナ導体のギャップ部を完全に覆う形状・配置であることを特徴とするＲＦＩＤタグである。
【００１２】
浮島状の導体パターンが、ギャップ部を完全に覆う形状・配置であることは、浮島状の導体パターンがギャップ部およびその近傍と完全に重なる形状・配置であることを意味する。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分を除き、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンの輪郭との距離の差が、少なくとも両者を形成・保持している基材の厚みよりは大きいことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグである。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、両者が互いに略直交する配置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤタグである。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、前記ループアンテナの導体パターンの幅が、他の部位に比べてスポット的に細くなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００１６】
また、請求項５に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、ループアンテナ導体パターンはギャップ部分に向かって、又は反対の方向に向かってテーパ状に広がる形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明は、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられる面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＲ
ＦＩＤタグである。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明は、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグである。
【００１９】
また、請求項８に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンが配置されている基材面側の少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、比誘電率が２以下の低誘電率材料が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、前記ループアンテナ、浮島状導体パターン、及びそれらが形成されている基材が、非金属製の筐体に納められており、前記ループアンテナ導体パターンが配置されている基材面側には少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、空隙が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明は、マイクロ波帯での通信に適応したＲＦＩＤタグであって、基材上に設けられた単一巻のループアンテナにＩＣチップの入出力端子を接続させ、前記ループアンテナの導体部にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部を設け、ギャップが設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターンが形成され、前記ギャップ部分と浮島状の導体パターンが基材を挟んで、対峙する位置に配置されており、かつ前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分よりも小さく、ギャップ部分に配置されていることを特徴とするＲＦＩＤタグである。
【００２２】
また、請求項１１に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分を除き、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンの輪郭との距離の差は、少なくとも両者を形成・保持している基材の厚みよりは大きいことを特徴とする請求項１０に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２３】
また、請求項１２に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが基材を挟んで対峙して設けられており、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と前記浮島状導体パターンとが、互いに略直交するように配置されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２４】
また、請求項１３に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、特に前記浮島状導体パターンの幅は、他の部位に比べてスポット的に細くなっていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２５】
また、請求項１４に記載の発明は、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記浮島状導体パターンがギャップ部分とは反対の方向に向かってテーパ状に広がる形状であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２６】
また、請求項１５に記載の発明は、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられる面であることを特徴とする請求項１０または請求項１４に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２７】
また、請求項１６に記載の発明は、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２８】
また、請求項１７に記載の発明は、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側の少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、比誘電率が２以下の低誘電率材料が取り付けられていることを特徴とする請求項１０または請求項１６に記載のＲＦＩＤタグである。
【００２９】
また、請求項１８に記載の発明は、前記ループアンテナ、浮島状導体パターン、及びそれらを形成している基材は非金属製の筐体に納められており、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側には少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、空隙が設けられていることを特徴とする請求項１０または請求項１６に記載のＲＦＩＤタグである。
【発明の効果】
【００３０】
コイル状のアンテナ上に一箇所以上のギャップを設けることにより、コイルサイズを拡大することが出来、アンテナの開口部を大きくすることにより通信性能の向上と、タグを被着体に貼り付けた際に生じるアンテナ特性のズレを最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のＲＦＩＤタグに用いられるループアンテナの外観を示した平面概念図である。
【図２】本発明のＲＦＩＤタグに用いられるループアンテナの構成を示した断面概念図である。
【図３】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項1〜３に関する実施例の構成を示した概念図である。
【図４】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項４に関する実施例の構成を示した概念図である。
【図５】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項５に関する実施例の構成を示した概念図である。
【図６】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項６、７に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【図７】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項８に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【図８】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項９に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【図９】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１０〜１２に関する実施例の構成を示した平面概念図である。
【図１０】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１３に関する実施例の構成を示した平面概念図である。
【図１１】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１４に関する実施例の構成を示した平面概念図である。
【図１２】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１５，１６に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【図１３】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１７に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【図１４】本発明のＲＦＩＤタグに関する請求項１８に関する実施例の構成を示した断面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１はループアンテナ５の外観を示しており、基材上に設けられた単一巻のループアンテナ５である。ＩＣチップ２が入出力端子上のＩＣ実装部３に実装され、ループアンテナの導体部５にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部４が設けられている。
【００３３】
図２はＲＦＩＤタグのループアンテナ５の構成を示した部分断面概念図であり、ギャップ部４が設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターン６が形成されている。前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分４よりも大きく、前記ループアンテナ導体のギャップ部を完全に覆う形状・配置となっている。
【００３４】
これにより、ＩＣチップ２とループアンテナ５を流れる電圧と電流の位相差による無効電力をなくすことができ、ループアンテナ５とＩＣチップ２の間で効率良くエネルギーの送受が行えるようになるため、ＩＣタグの通信距離を伸ばすことが可能となる。
【００３５】
また、アンテナ上のギャップ部分４の形状を調整することで、ギャップ部分４のキャパシタンスを調整することが可能となる。ループアンテナ長を増やすことで増大するループアンテナ５の虚部インピーダンスをギャップ部分のキャパシタンスで減少させ、ＩＣチップ２とループアンテナ５の虚部インピーダンスの整合を保ちつつループアンテナの開口を大きくし、ＩＣタグの通信距離を増大させることができる。アンテナに対してＲＦＩＤ機能を有するバンプ端子付きのＩＣチップを直接実装することが容易となるため、ＩＣタグの生産コストを下げることができる。
【００３６】
図３は本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の構成例を示した概念図であり、図1のギャップ部４を詳細に示している。浮島状の導体パターン６が、ループアンテナ導体のギャップ部分４よりも大きく、ループアンテナ導体のギャップ部４を完全に覆う形状・配置されている。基材１を介して設けられている裏面導体層６のエッジと表面導体層５があり、ループアンテナ導体パターン５と、浮島状導体パターン６の輪郭とが重なる部分において、両者が互いに略直交する配置となっている。
【００３７】
さらに、ループアンテナ導体パターン５と、浮島状導体パターン６とが重なる部分で、ループアンテナ導体パターン５と、浮島状導体パターン６の輪郭とが重なる部分（図３のギャップ部分４）を除き、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、浮島状導体パターンの輪郭との距離の差ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが、少なくとも両者を形成・保持している基材厚みｔよりは大きく、ループアンテナエッジとの距離と基材厚みｔとの関係がａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ＞ｔとなっている。
【００３８】
このことにより、浮島状導体パターン側に粘着材９を塗布し、誘電体への貼り付けを行っても、浮島状導体とアンテナ導体との静電容量の変化量を殆ど無くすことが可能となり、タグの貼り付け状態によるタグの特性の変化（虚部インピーダンスの変化→通信距離の変化）を抑えることが可能となる。一方、前記各パラメータが基材厚みｔよりも小さくなると、浮島状導体パターン側に粘着材９を塗布し、誘電体への貼り付けを行った際の浮島状導体とアンテナ導体との静電容量の変化量が端部効果の増大によって大きくなり、タグの貼り付け状態によるタグの特性の変化（虚部インピーダンスの変化→通信距離の変化）も大きくなってしまう。
【００３９】
図４は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した概念図であり、浮島状導体パターン６の輪郭とが重なる部分の、ループアンテナの導体パターン５の幅が、他の部位に比べてスポット的に細くなっており、基材１を介して設けられている裏面導体層６のエッジと表面導体層であるループアンテナエッジとの距離ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇと基材厚みｔとの関係がａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ>ｔとなっている。
【００４０】
また、浮島状導体端部とアンテナ導体が交差する部分から、アンテナ導体部分の浮島状導体とは重ならない側で、線幅が太くなる部分との距離“ｆ”を基材厚ｔよりも大きくすることにより、アンテナ導体と浮島状導体端部との間の静電容量を減らすことができ、浮島状導体とアンテナ導体間全体の静電容量に対する前記静電容量の割合を減らすことで、浮島状導体パターン側に粘着材を塗布し、誘電体への貼り付けを行った際の浮島状導体とアンテナ導体との静電容量の変化量（増加量）を減らすことが可能となる。
【００４１】
図５、は本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した概念図であり、ループアンテナ導体パターン５と、浮島状導体パターン６の輪郭とが重なる部分において、ループアンテナ導体パターン５はギャップ部分４に向かって、テーパ状に広がる形状であることを示している。
【００４２】
また、浮島状導体端部と、アンテナ導体部分の浮島状導体とは重ならない側で、テーパ状となっている部分との距離”ｆ”を基材厚ｔよりも大きくすることにより、同部位と浮島状導体端部との間の静電容量を減らすことができ、浮島状導体とアンテナ導体間全体の静電容量に対する前記静電容量の割合を減らすことで、浮島状導体パターン側に粘着材９を塗布し、誘電体への貼り付けを行った際の浮島状導体とアンテナ導体との静電容量の変化量を減らすことが可能となる。また、アンテナ導体部分の浮島状導体と重なる部分においても、同導体部分をテーパ状としても良い。その場合、タグを誘電体へ貼り付けた際の本テーパ部分と浮島状導体との静電容量の変化量（増加量）を僅かながら未対策状態のものに比べて減らすことが可能となる。
【００４３】
図６は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した断面図であり、浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられる面であり、浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを示している。粘着材層又は接着剤層が設けられことにより被着体１０に容易に貼り付けることができる。
【００４４】
図３〜６の構成により、ＩＣタグを被着体１０に貼り付けた際に、特に生じ得る、アンテナのギャップ部分におけるキャパシタンスの増加を最小限に抑え、ＩＣチップとループアンテナの虚部インピーダンスの不整合の増加を最小限に留めることが可能となり、被着体に貼付後でもＩＣタグは安定した通信距離を確保することができる。
【００４５】
図７は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した断面であり、ループアンテナ導体パターン５が配置されている基材面側の少なくとも、ループアンテナ導体パターンと、浮島状導体パターン６の輪郭とが重なる部分において、比誘電率が２以下の低誘電率材料１１が取り付けられていることを示している。
【００４６】
このような構造を採用することにより、タグの上方に誘電体が置かれた場合においても、浮島状導体とアンテナ導体端部の間の静電容量の増加を減らすことが可能となる。具体的には、浮島状導体と特にアンテナ導体端部との間で形成される静電容量は周囲の誘電体（特にアンテナ導体側に密着される形で設置されるもの）の影響を非常に受けやすい。予めこの部分に低誘電率の誘電体を設置しておくことにより、誘電体の影響（静電容量増加）を緩和することが可能となる。タグに貼り付ける低誘電率材１１の比誘電率は小さい程好ましく、例えば発泡ＰＥＴ材（比誘電率２以下）等が入手性も良く、適当な材料であると言える。
【００４７】
図８は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した断面概念図であ
り、ループアンテナ５、浮島状導体パターン６、及びそれらが形成されている基材が、非金属製の筐体に納められており、ループアンテナ導体パターンが配置されている基材面側には少なくとも、ループアンテナ導体パターンと、浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、空隙が設けられていることを示している。
【００４８】
このような構造を採用することにより、タグの上方に誘電体が置かれた場合においても、浮島状導体とアンテナ導体端部の間の静電容量の増加を殆ど無くすことが可能となる。具体的には、浮島状導体と特にアンテナ導体端部との間で形成される静電容量は周囲の誘電体（特にアンテナ導体側に密着される形で設置されるもの）の影響を非常に受けやすい。予めこの部分に空隙を設けることにより、誘電体の影響（静電容量増加）を緩和することが可能となる。
【００４９】
図７、図８の構成により、ＲＦＩＤタグを被着体１０に貼り付けた後に、タグ上に誘電体を重ね置かれると、アンテナのギャップ部分におけるキャパシタンスの増加を最小限に抑え、ＩＣチップとループアンテナの虚部インピーダンスの不整合の増加を最小限に留めることが可能となり、タグ上に誘電体を重ね置かれてもＲＦＩＤタグは安定した通信距離を確保することができる。
【００５０】
図９は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示した平面概念図であり、ループアンテナ５に設けられたギャップ部分４と浮島状の導体パターン６がループアンテナ導体のギャップ部分よりも小さく、またギャップ部分に配置され、基材の厚みよりは大きい構成を示しており、図１０は、さら浮島状導体部分の別の構成例を示した平面概念図であり、浮島状導体パターンのギャップ部分４の幅は、他の部位に比べてスポット的に細くなっていることを示している。
【００５１】
また、浮島状導体部とアンテナ導体端部が交差する部分において、浮島状導体部の線幅を細くすることにより、同部位における静電容量を減らすことができ、浮島状導体とアンテナ導体間全体の静電容量に対する前記静電容量の割合を減らすことで、アンテナ導体パターン側に粘着材９を塗布し、誘電体への貼り付けを行った際の浮島状導体とアンテナ導体との間の静電容量の変化量（増加量）を減らすことが可能となる。
【００５２】
図１１は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示しおり、浮島状導体パターン６がギャップ部分の両端から反対の方向に向かってテーパ状に広がる形状であることを示している。図１２は、さらに浮島状導体部分の別の構成例を示した断面概念図であり、浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられたものと、浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを示している。
【００５３】
図１２は、本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例の構成を示しており、表面導体層（ループアンテナ）５と裏面導体層（浮島状導体）６の位置が入れ替わった構造になっている。前記浮島状導体パターン６が配置されている基材面が被着体１０に貼り付けられる面であり、浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられている構成を示しており、ループアンテナ５側に粘着材９が設けられ被着体１０に貼り付けられる。
【００５４】
図１０〜１２の構成により、ＲＦＩＤタグを被着体１０に貼り付けた際に、特に生じ得る、アンテナのギャップ部分におけるキャパシタンスの増加を最小限に抑え、ＩＣチップとループアンテナの虚部インピーダンスの不整合の増加を最小限に留めることが可能となり、被着体に貼付後でもＲＦＩＤタグは安定した通信距離を確保することができる。
【００５５】
図１３、図１４はさらに本発明のＲＦＩＤタグの浮島状導体部分の別の構成例を示しており、それぞれ図６、７、８における表面導体層（ループアンテナ）５と裏面導体層（浮島状導体）６の位置が入れ替わった構造になっている。
【００５６】
図１３の構成では、図７の構成で示したのと同様に、タグの上方に誘電体が置かれた場合においても、浮島状導体とアンテナ導体端部の間の静電容量の増加を減らすことが可能となる。タグに貼り付ける低誘電率材１１の比誘電率は小さい程好ましく、例えば発泡ＰＥＴ材（比誘電率２以下）等が入手性も良く、適当な材料であると言える。
また図１４のような構造を採用することにより、図８の構成と同様に、タグの上方に誘電体が置かれた場合においても、浮島状導体とアンテナ導体端部の間の静電容量の増加を殆ど無くすことが可能となる。
【００５７】
図１３、図１４の構成により、ＲＦＩＤタグを被着体に貼り付けた後に、タグ上に誘電体を重ね置かれた際に、特に生じ得るアンテナのギャップ部分におけるキャパシタンスの増加を最小限に抑え、ＩＣチップとループアンテナの虚部インピーダンスの不整合の増加を最小限に留めることが可能となり、タグ上に誘電体を重ね置かれてもＲＦＩＤタグは安定した通信距離を確保することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１・・・基材（誘電体）
２・・・ＩＣチップ
３・・・ＩＣ実装部
４・・・ギャップ部
５・・・表面導体層（ループアンテナ）
６・・・裏面導体層（浮島状導体）
７・・・スポット的に導体幅が狭くなる部分
８・・・浮島状導体がテ―パ状に広がる部分
９・・・粘着材
１０・・・被着体
１１・・・低誘電率材
１２・・・筐体（非金属）
１３・・・表面導体層と裏面導体層が直交する部分
ｔ・・・基材厚み
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波帯での通信に適応したＲＦＩＤタグであって、基材上に設けられた単一巻のループアンテナにＩＣチップの入出力端子を接続させ、前記ループアンテナの導体部にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部を設け、ギャップが設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターンが形成され、前記ギャップ部分と浮島状の導体パターンが基材を挟んで、対峙する位置に配置されており、前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分よりも大きく、前記ループアンテナ導体のギャップ部を完全に覆う形状・配置であることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分を除き、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンの輪郭との距離の差が、少なくとも両者を形成・保持している基材の厚みよりは大きいことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、両者が互いに略直交する配置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、前記ループアンテナの導体パターンの幅が、他の部位に比べてスポット的に細くなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、ループアンテナ導体パターンはギャップ部分に向かって、又は反対の方向に向かってテーパ状に広がる形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
前記浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられる面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
前記ループアンテナ導体パターンが配置されている基材面側の少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、比誘電率が２以下の低誘電率材料が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
前記ループアンテナ、浮島状導体パターン、及びそれらが形成されている基材が、非金属製の筐体に納められており、前記ループアンテナ導体パターンが配置されている基材面側には少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、空隙が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
マイクロ波帯での通信に適応したＲＦＩＤタグであって、基材上に設けられた単一巻のループアンテナにＩＣチップの入出力端子を接続させ、前記ループアンテナの導体部にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部を設け、ギャップが設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターンが形成され、前記ギャップ部分と浮島状の導体パター
ンが基材を挟んで、対峙する位置に配置されており、かつ前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分よりも小さく、ギャップ部分に配置されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分を除き、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンの輪郭との距離の差は、少なくとも両者を形成・保持している基材の厚みよりは大きいことを特徴とする請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが基材を挟んで対峙して設けられており、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と前記浮島状導体パターンとが、互いに略直交するように配置されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、特に前記浮島状導体パターンの幅は、他の部位に比べてスポット的に細くなっていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１４】
前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記浮島状導体パターンがギャップ部分とは反対の方向に向かってテーパ状に広がる形状であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１５】
前記浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられる面であることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１６】
前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１７】
前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側の少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、比誘電率が２以下の低誘電率材料が取り付けられていることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１８】
前記ループアンテナ、浮島状導体パターン、及びそれらを形成している基材は非金属製の筐体に納められており、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側には少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、空隙が設けられていることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１】
マイクロ波帯での通信に適応したＲＦＩＤタグであって、基材上に設けられた単一巻のループアンテナにＩＣチップの入出力端子を接続させ、前記ループアンテナの導体部にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部を設け、ギャップが設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターンが形成され、前記ギャップ部分と浮島状の導体パターンが基材を挟んで、対峙する位置に配置されており、前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分よりも大きく、前記ループアンテナ導体のギャップ部を完全に覆う形状・配置であることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分を除き、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンの輪郭との距離の差が、少なくとも両者を形成・保持している基材の厚みよりは大きいことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、両者が互いに略直交する配置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、前記ループアンテナの導体パターンの幅が、他の部位に比べてスポット的に細くなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、ループアンテナ導体パターンはギャップ部分に向かって、又は反対の方向に向かってテーパ状に広がる形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
前記浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられる面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
前記ループアンテナ導体パターンが配置されている基材面側の少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、比誘電率が２以下の低誘電率材料が取り付けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
前記ループアンテナ、浮島状導体パターン、及びそれらが形成されている基材が、非金属製の筐体に納められており、前記ループアンテナ導体パターンが配置されている基材面側には少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分において、空隙が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
マイクロ波帯での通信に適応したＲＦＩＤタグであって、基材上に設けられた単一巻のループアンテナにＩＣチップの入出力端子を接続させ、前記ループアンテナの導体部にはキャパシタンスを生じるスリットからなるギャップ部を設け、ギャップが設けられた基材面とは反対側に浮島状導体パターンが形成され、前記ギャップ部分と浮島状の導体パター
ンが基材を挟んで、対峙する位置に配置されており、かつ前記浮島状の導体パターンが、前記ループアンテナ導体のギャップ部分よりも小さく、ギャップ部分に配置されていることを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記ループアンテナ導体パターンと、前記浮島状導体パターンの輪郭とが重なる部分を除き、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンの輪郭との距離の差は、少なくとも両者を形成・保持している基材の厚みよりは大きいことを特徴とする請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが基材を挟んで対峙して設けられており、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と前記浮島状導体パターンとが、互いに略直交するように配置されていることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、特に前記浮島状導体パターンの幅は、他の部位に比べてスポット的に細くなっていることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１４】
前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、前記浮島状導体パターンがギャップ部分とは反対の方向に向かってテーパ状に広がる形状であることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１５】
前記浮島状導体パターンが配置されている基材面が被着体に貼り付けられる面であることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１６】
前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側に予め粘着材層又は接着剤層が設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１７】
前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側の少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、比誘電率が２以下の低誘電率材料が取り付けられていることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１８】
前記ループアンテナ、浮島状導体パターン、及びそれらを形成している基材は非金属製の筐体に納められており、前記浮島状導体パターンが配置されている基材面側には少なくとも、前記ループアンテナ導体パターンの輪郭と、前記浮島状導体パターンとが重なる部分において、空隙が設けられていることを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか一項に記載のＲＦＩＤ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】
【公開番号】特開２０１３−１３００２（Ｐ２０１３−１３００２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４５６２４（Ｐ２０１１−１４５６２４）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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