JP2000077928A

JP2000077928A - ループアンテナ及びデータキャリア

Info

Publication number: JP2000077928A
Application number: JP10249250A
Authority: JP
Inventors: Yasukazu Nakada; 安一中田; Yuichi Iwakata; 裕一岩方
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】アンテナ能力を向上させたループアンテナを
提供する。質問器との交信能力が高いデータキャリアを
提供する。【解決手段】本発明のループアンテナは、線状又は帯
状の導電性部材がループ状をなしていると共に、一対の
給電点を有するループアンテナ本体に加えて、所定条件
を満足するアンテナ能力向上用導電部材を有する。ま
た、本発明のデータキャリアは、内蔵するループアンテ
ナが、本発明のループアンテナである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はループアンテナ及び
データキャリアに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、データキャリアを用いた自動認識
システム（以下、データキャリアシステムと呼ぶ）の開
発、研究が盛んに行われており、また、実用化もかなり
なされている。ここで、データキャリアとは、データ
（Ｄａｔａ）を運ぶカード状等の携帯し得る担体（Ｃａ
ｒｒｉｅｒ）を意味し、質問器からの電磁波や光を通信
媒体とした質問に対して、ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａ
ｔｉｏｎ）コード等の応答を返信するものである。

【０００３】なお、データキャリアは、ＲＦ−ＩＤ、リ
モートＩＤ、ＩＤタグとも呼ばれており、質問器は、リ
ーダライタやインテロゲータとも呼ばれている。

【０００４】図１９は、上述したデータキャリアシステ
ムの一般的構成を示すブロック図である。

【０００５】図１９において、データキャリアシステム
１は、上述したように、データキャリア２及び質問器３
からなる。質問器３は、コントローラ３ａ、送受信部
（変復調制御回路）３ｂ及びアンテナ３ｃでなり、一
方、データキャリア２は、メモリ２ａ、送受信部（変復
調制御回路）２ｂ及びアンテナ２ｃでなる。

【０００６】そして、質問器３のコントローラ３ａから
の質問データは、送受信部３ｂによって変調されて所定
の無線周波数帯（例えば、２．４５ＧＨｚ）の送信信号
に変換されてアンテナ３ｃから無線回線に放射され、デ
ータキャリア２のアンテナ２ｃがその無線電波を捕捉し
て電気信号に変換し、この電気信号に対して送受信部２
ｂが復調動作して質問データを再生し、その質問データ
に対応した応答データがメモリ２ａから取り出される。
以上のようにしてメモリ２ａから取り出された応答デー
タは、送受信部２ｂによって変調されて所定の無線周波
数帯の送信信号に変換されてアンテナ２ｃから無線回線
に放射され、質問器３のアンテナ３ｃがその無線電波を
捕捉して電気信号に変換し、この電気信号に対して送受
信部３ｂが復調動作して応答データが再生されてコント
ローラ３ａに与えられる。コントローラ３ａは、例え
ば、上位装置であるホストコンピュータ４との連携によ
り、受信した応答データを送出したデータキャリア２、
ひいてはそのデータキャリア２を携帯している者に対す
る措置を決定する。例えば、駅の非接触自動改札器にデ
ータキャリアシステム１が適用されている場合であれ
ば、データキャリア２を携帯している者の通過許可、通
過禁止が決定される。

【０００７】ところで、上述したデータキャリア２にお
けるアンテナ２ｃとしては、送受共用アンテナである場
合もあれば、また、送信アンテナと受信アンテナとが別
個独立に設けられている場合がある。

【０００８】携帯性のために小型であるデータキャリア
２に適用するアンテナとしては、送受信部２ｂやメモリ
２ｃと同一の基板に形成できる平面アンテナが好まし
く、そのような平面アンテナとして形成するにはダイポ
ールアンテナやループアンテナがその形成が容易である
ために好ましい。また、質問器３側においては、送受信
時の増幅利得を大きくして対応できる。一方、データキ
ャリア側の送受信アンテナは、電池がないため、又は、
電池があってもその長寿命化のために受信利得が大きい
ことが求められる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、データキャ
リアに対しては種々の要望があるが、その要望の中に
は、読み取り、書き込み可能な質問器との間の交信領域
（距離）が広いことがある。このような要望に応じるた
めには、上述したように、送受信能力が重要となる。

【００１０】上述したように、データキャリア２では、
ループアンテナが適用されることが多いが、その能力は
ループアンテナの１辺の長さや辺の幅等でほぼ定まって
しまう。そのため、要望されている交信領域（距離）を
達成できない恐れがある。

【００１１】これを避けようとすると、受信増幅器等を
データキャリア２内に設けることも考えられるが、小
形、軽量化という、データキャリア２に対する他の要望
を損なうことになると共に、電池の内蔵が必須の要件に
なり、しかも、増幅のために電力を余分に消費するとい
う問題もある。

【００１２】以上、平面ループアンテナをデータキャリ
ア２について適用した場合を説明したが、平面ループア
ンテナの能力が高いことは、他の装置に適用される場合
でも当然に生じ、また、送信用に適用した場合にも当然
に求められている。

【００１３】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、受信能力や送信能力に優れたループアンテナ
を提供しようとしたものである。

【００１４】また、本発明は、質問器との交信領域（距
離）を一段と広くすることができるデータキャリアを提
供しようとしたものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、第１の本発明のループアンテナは、線状又は帯状の
導電性部材がループ状をなしていると共に、一対の給電
点を有するループアンテナ本体と、少なくとも以下の条
件（Ａ１）〜（Ａ４）を満たす第１のアンテナ能力向上
用導電部材とでなることを特徴とする。

【００１６】条件（Ａ１）：ループアンテナの占有面積
を、ループアンテナ本体の最外周（給電点間は結ぶと仮
定している）の線で閉じられた面積と定義した場合にお
いて、第１のアンテナ能力向上用導電部材の面積が、ル
ープアンテナの占有面積の５％以上１００％以下である
こと。

【００１７】条件（Ａ２）：第１のアンテナ能力向上用
導電部材は、ループアンテナ本体から絶縁されているこ
と。

【００１８】条件（Ａ３）：第１のアンテナ能力向上用
導電部材は、ループアンテナ本体と実質同一の平面上に
形成されていること。

【００１９】条件（Ａ４）：ループアンテナ本体が位置
する平面の法線方向に、ループアンテナの占有面積部分
と、第１のアンテナ能力向上用導電部材の領域とを投影
した場合に、第１のアンテナ能力向上用導電部材の領域
は、ループアンテナの占有面積部分に重なり合う部分を
有するが、一対の給電点と、一対の給電点間の中心位置
から一対の給電点間を結ぶ方向との直交方向に最遠のル
ープアンテナ本体の部分との両方には重ならないこと。

【００２０】また、第２の本発明のループアンテナは、
線状又は帯状の導電性部材がループ状をなしていると共
に、一対の給電点を有するループアンテナ本体と、少な
くとも以下の条件（Ｂ１）〜（Ｂ４）を満たす第２のア
ンテナ能力向上用導電部材とでなることを特徴とする。

【００２１】条件（Ｂ１）：第２のアンテナ能力向上用
導電部材は、一対の給電点を結ぶ方向に平行に延びる帯
状の導電部材であり、帯の長さは、対象とする無線周波
数での波長をλとしたときに、λ／４を１００％として
６０％以上４００％以下の長さであり、帯の幅は、一対
の給電点間の中心位置と、その中心位置から、一対の給
電点間を結ぶ方向との直交方向に最遠のループアンテナ
本体の部分との距離より小さいこと。

【００２２】条件（Ｂ２）：第２のアンテナ能力向上用
導電部材は、ループアンテナ本体から絶縁されているこ
と。

【００２３】条件（Ｂ３）：第２のアンテナ能力向上用
導電部材は、ループアンテナ本体と実質同一の平面上に
形成されていること。

【００２４】条件（Ｂ４）：第２のアンテナ能力向上用
導電部材は、その長手方向に直交する方向の位置が、一
対の給電点間の中心位置と、その中心位置から、一対の
給電点間を結ぶ方向との直交方向に最遠の上記ループア
ンテナ本体の部分との距離部分を中心に含むその距離の
３倍以内の範囲に位置していること。

【００２５】さらに、第３の本発明のループアンテナ
は、線状又は帯状の導電性部材がループ状をなしている
と共に、一対の給電点を有するループアンテナ本体と、
第１の本発明と同様な第１のアンテナ能力向上用導電部
材と、第２の本発明と同様な第２のアンテナ能力向上用
導電部材とでなることを特徴とする。

【００２６】さらにまた、第４の本発明のデータキャリ
アは、受信アンテナ、送信アンテナ又は送受共用アンテ
ナのいずれか１以上として、ループアンテナを有するデ
ータを運ぶ機能を有するものであって、存在するループ
アンテナが、第１〜第３の本発明のいずれかのループア
ンテナであることを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】（Ａ）第１の実施形態以下、本発明によるループアンテナ及びデータキャリア
の第１の実施形態を図面を参照しながら詳述する。

【００２８】図１（Ａ）は、第１の実施形態のデータキ
ャリアの樹脂が被覆される前の内部主要構造を示す表面
図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）でのIIB−IIB線で
の断面図である。

【００２９】なお、第１の実施形態のデータキャリア
は、図１（Ａ）に示す主要構造部分の表面や裏面等の全
体に対して例えば樹脂を直接被覆して例えばカード状に
成形して完成されるものである。

【００３０】図１（Ａ）において、第１の実施形態のデ
ータキャリアの内部主要構造１０は、基板１１、ループ
アンテナ本体１２、集積回路チップ（以下、ＩＣチップ
と呼ぶ）１３及びダイポールアンテナ１４という従来の
データキャリアと同様な要素に加えて、受信能力向上用
導電層（以下の第２の実施形態以降の実施形態との関係
から、以下では、第１の受信能力向上用導電層と呼ぶ）
１５を有している。

【００３１】この第１の実施形態の場合、ループアンテ
ナ本体１２と第１の受信能力向上用導電層１５とがルー
プアンテナを構成している。なお、従来は、第１の実施
形態でのループアンテナ本体１２だけでループアンテナ
が構成されている。また、図１からは、明確ではない
が、ループアンテナ（１２、１５）が受信アンテナを構
成し、ダイポールアンテナ１４が送信アンテナを構成し
ている。

【００３２】基板１１は、剛性を有するものであっても
良く、また、可撓性を有するものであっても良く、絶縁
体で構成されている。この基板１１上に、ループアンテ
ナ本体１２、ＩＣチップ１３及びダイポールアンテナ１
４が設けられている。基板１１としては、例えば、厚さ
６０μｍ程度のポリエステルフィルム基板を適用でき
る。なお、図１では図示していないが、ＩＣチップ上で
作成が難しいコンデンサを必要としている場合や、電池
を備えるデータキャリアであれば、これらのコンデンサ
や電池も基板１１に設けられる。

【００３３】ループアンテナ本体１２は、基板１１の表
面上に、所定幅の導電層帯をループ状にしたものであ
る。この第１の実施形態の場合、ループアンテナ本体１
２のループ形状は、１辺の長さがほぼλ1／４（ここ
で、λ1は対象とする受信無線周波数での波長）である
正方形になっている。周知のように、ループアンテナ本
体１２の４辺中の１辺は、その中央部が切断されてその
両端部分が一対の給電点となっており、一対の給電点が
ＩＣチップ１３に接続されている。ループアンテナ本体
１２は、帯状だけでなく、線状のものであっても良い。

【００３４】ＩＣチップ１３は、例えば、従来の技術の
説明で用いた上述した図１９におけるメモリ２ａ及び送
受信部（変復調制御回路）２ｂの回路が形成されたチッ
プである。このＩＣチップ１３は、回路として機能する
ようにパターンが形成された半導体ウェハから切り出さ
れたそのものであり、言い換えると、樹脂モールドがな
されていないＩＣチップであり、このようなＩＣチップ
１３が基板１１の表面に貼着などによって設けられてい
る。

【００３５】ダイポールアンテナ１４は、基板１１の表
面上に、所定幅の導電層帯を直線状に設けたものであ
り、全長はほぼλ2／２（ここで、λ2は対象とする送信
無線周波数での波長）である。周知のように、ダイポー
ルアンテナ１４は、その中央部が切断されてその両端部
分が一対の給電点となっており、一対の給電点がＩＣチ
ップ１３に接続されている。

【００３６】この第１の実施形態は、第１の受信能力向
上用導電層１５が設けられていることを特徴としてい
る。

【００３７】第１の受信能力向上用導電層１５は、少な
くとも以下の条件（１）〜（４）を満たす導電層となっ
ている。なお、以下の条件は、本願発明者が実験によっ
て見出したものである。

【００３８】条件（１）：図２に示すように、ループア
ンテナの占有面積を、ループアンテナ本体１２の最外周
（給電点間は結ぶと仮定している）の線で閉じられた面
積と定義した場合において、第１の受信能力向上用導電
層１５の面積が、ループアンテナの占有面積の５％以上
１００％以下であること。

【００３９】なお、第１の受信能力向上用導電層１５の
面積は、より好ましくは、ループアンテナの占有面積の
３０％以上８０％以下である。

【００４０】条件（２）：第１の受信能力向上用導電層
１５は、ループアンテナ本体１２（やダイポールアンテ
ナ１４）を構成している導電層から絶縁されているこ
と。

【００４１】図１は、第１の受信能力向上用導電層１５
を、ループアンテナ本体１２（やダイポールアンテナ１
４）が設けられていない基板１１の裏面に設けることで
かかる条件（２）を満たしている（図１（Ｂ）参照）。
なお、図３（図１（Ｂ）に対応）に示すように、第１の
受信能力向上用導電層１５を、ループアンテナ本体１２
（やダイポールアンテナ１４）が設けられている基板１
１の表面ではあるが、ループアンテナ本体１２によって
囲繞されている内部に設けることでかかる条件（２）を
満たすようにしても良い。また、図４（図１（Ｂ）に対
応）に示すように、ループアンテナ本体１２を絶縁層１
６で被覆し、絶縁層１６上に第１の受信能力向上用導電
層１５を設けることでかかる条件（２）を満たすように
しても良い。

【００４２】条件（３）：第１の受信能力向上用導電層
１５は、ループアンテナ本体１２（やダイポールアンテ
ナ１４）と実質同一の平面上に形成されていること。

【００４３】ここで、実質同一の平面上とは、上述した
図３に示すような完全に同一平面である場合だけでな
く、図１や図４に示すような基板１１の厚さや絶縁層１
６の厚み程度の相違を許容する程度である。

【００４４】条件（４）：ループアンテナ本体１２が位
置する平面の法線方向に、ループアンテナの占有面積部
分と、第１の受信能力向上用導電層１５の領域とを投影
した場合に、第１の受信能力向上用導電層１５の領域
は、ループアンテナの占有面積部分に重なり合う部分を
有するが、一対の給電点と、一対の給電点間の中心位置
から一対の給電点間を結ぶ方向との直交方向に最遠のル
ープアンテナ本体１２の部分との両方には重ならないこ
と。

【００４５】この条件（４）を満たすならば、第１の受
信能力向上用導電層１５を設ける位置の自由度は大き
い。例えば、図５（Ａ）に示すように、給電点から見
て、第１の受信能力向上用導電層１５の領域重心が、ル
ープアンテナの占有面積部分の中心点より遠くにあって
も重なっている場合には条件（４）を満足するが、図５
（Ｂ）に示すように、重なっている部分がない場合、及
び、後述する図１５に示すように、一対の給電点と該給
電点より最遠のループアンテナ本体１２の部分の両方に
重なっている場合には、この条件（４）を満足しない。

【００４６】これらの条件（１）〜（４）を満たすなら
ば、第１の受信能力向上用導電層１５に対する自由度は
大きい。

【００４７】例えば、第１の受信能力向上用導電層１５
は、図１に示すような１個に限定されるものではなく、
複数に分割されていても良い。図６は、第１の受信能力
向上用導電層１５が二つに分割されて設けられている例
を示している。

【００４８】また例えば、第１の受信能力向上用導電層
１５の形状も、図１に示すような円形に限定されるもの
ではない。図７（Ａ）は、正方形の例を示しており、図
７（Ｂ）は、中央部が開放されている正方形の例を示し
ている。

【００４９】さらに例えば、第１の受信能力向上用導電
層１５は、ループアンテナ本体１２に対して、線対称や
点対称の関係にある必要はない。

【００５０】この第１の実施形態において、ループアン
テナ本体１２、ダイポールアンテナ１４及び第１の受信
能力向上用導電層１５を構成する導電層の材質及び形成
方法は、任意である。例えば、アルミニュームを蒸着し
てかかる導電層を形成しても良く、材質として銅を適用
しエッチングによってかかる導電層を形成しても良く、
銀ペーストや銅ペーストを用いた印刷によってかかる導
電層を形成しても良く、ストリップ状の銅箔を貼付する
ことによってかかる導電層を形成しても良い。

【００５１】上述した第１の実施形態のループアンテナ
及びデータキャリアによれば、第１の受信能力向上用導
電層１５を備えているため、第１の受信能力向上用導電
層１５を備えていない従来のループアンテナ及びデータ
キャリアに比較して、質問器との交信距離（受信系での
交信距離）を増大させることができる。（Ｂ）第２の実施形態次に、本発明によるループアンテナ及びデータキャリア
の第２の実施形態を図面を参照しながら詳述する。

【００５２】図８（Ａ）は、第２の実施形態のデータキ
ャリアの樹脂が被覆される前の内部主要構造を示す表面
図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）でのIXB−IXB線で
の断面図であり、図８（Ｃ）は、図８（Ａ）でのIXC−I
XC線での断面図である。図８における図１との同一、対
応部分には同一符号を付して示している。

【００５３】なお、第２の実施形態のデータキャリア
も、図８（Ａ）に示す主要構造部分の表面や裏面等の全
体に対して例えば樹脂を直接被覆して例えばカード状に
成形して完成されるものである。

【００５４】図８（Ａ）において、第２の実施形態のデ
ータキャリアの内部主要構造２０は、基板１１、ループ
アンテナ本体１２、ＩＣチップ１３及びダイポールアン
テナ１４という従来のデータキャリアと同様な要素に加
えて、第２の受信能力向上用導電層１７を有している。

【００５５】この第２の実施形態の場合、ループアンテ
ナ本体１２と第２の受信能力向上用導電層１７とがルー
プアンテナ（受信アンテナ）を構成している。

【００５６】第２の実施形態において、基板１１、ルー
プアンテナ本体１２、ＩＣチップ１３及びダイポールア
ンテナ１４については、第１の実施形態のものと同様で
あるので、その説明は省略する。

【００５７】第２の実施形態は、第２の受信能力向上用
導電層１７が設けられていることを特徴としている。

【００５８】第２の受信能力向上用導電層１７は、少な
くとも以下の条件（１）〜（４）を満たす導電層となっ
ている。なお、以下の条件は、本願発明者が実験によっ
て見出したものである。

【００５９】条件（１）：第２の受信能力向上用導電層
１７は、一対の給電点を結ぶ方向に平行に延びる帯状の
導電層であり、帯の長さ及び幅が以下のものであるこ
と。

【００６０】第２の受信能力向上用導電層１７の帯の長
さは、受信無線周波数での波長をλ1としたときに、λ1
／４を１００％として６０％以上４００％以下の長さで
ある。なお、第２の受信能力向上用導電層１７の帯の長
さは、より好ましくは、λ1／４を１００％として２０
０％である。

【００６１】第２の受信能力向上用導電層１７の帯の幅
は、一対の給電点間の中心位置と、その中心位置から、
一対の給電点間を結ぶ方向との直交方向に最遠のループ
アンテナ本体１２の部分との距離（図８（Ａ）で符号ｄ
で表している距離）より小さい。より好ましくは、ルー
プアンテナ本体１２の導電層と同程度の幅である。

【００６２】条件（２）：第２の受信能力向上用導電層
１７は、ループアンテナ本体１２（やダイポールアンテ
ナ１４）を構成している導電層から絶縁されているこ
と。

【００６３】図８は、第２の受信能力向上用導電層１７
を、ループアンテナ本体１２（やダイポールアンテナ１
４）が設けられていない基板１１の裏面に設けることで
かかる条件（２）を満たしている（図８（Ｂ）、図８
（Ｃ）参照）。なお、図９（図８（Ｂ）に対応）に示す
ように、ループアンテナ本体１２を絶縁層１６で被覆
し、絶縁層１６上に第２の受信能力向上用導電層１７を
設けることでかかる条件（２）を満たすようにしても良
い。

【００６４】条件（３）：第２の受信能力向上用導電層
１７は、ループアンテナ本体１２（やダイポールアンテ
ナ１４）と実質同一の平面上に形成されていること。

【００６５】ここで、実質同一の平面上とは、完全に同
一平面である場合だけでなく、図８や図９に示すような
基板１１の厚さや絶縁層１６の厚み程度の相違を許容す
る程度である。

【００６６】条件（４）：第２の受信能力向上用導電層
１７は、その長手方向に直交する方向の位置が、一対の
給電点間の中心位置と、その中心位置から、一対の給電
点間を結ぶ方向との直交方向に最遠のループアンテナ本
体１２の部分との距離部分（図８（Ａ）で符号ｄで表し
ている距離）を中心に含むその距離の３倍以内の範囲に
位置していること。

【００６７】第２の受信能力向上用導電層１７ａの位置
は、図１０に示すようなダイポールアンテナ１４に近い
位置であっても、かかる条件（４）を満足するならば良
い。また、第２の受信能力向上用導電層１７ｂの位置
は、前記第２の受信能力向上用導電層１７ａとは逆方向
に遠い位置であっても、かかる条件（４）を満足するな
らば良い。

【００６８】これらの条件（１）〜（４）を満たすなら
ば、第２の受信能力向上用導電層１７に対する自由度は
大きい。

【００６９】例えば、第２の受信能力向上用導電層１７
は、図８に示すような１個に限定されるものではなく、
複数設けられていても良い。

【００７０】また、第２の受信能力向上用導電層１７を
構成する導電層の材質及び形成方法も、上述の第１の受
信能力向上用導電層１５と同様に任意である。

【００７１】上述した第２の実施形態のループアンテナ
及びデータキャリアによれば、第２の受信能力向上用導
電層１７を備えているため、第２の受信能力向上用導電
層１７を備えていない従来のループアンテナ及びデータ
キャリアに比較して、質問器との交信距離（受信系での
交信距離）を増大させることができる。（Ｃ）第３の実施形態次に、本発明によるループアンテナ及びデータキャリア
の第３の実施形態を図面を参照しながら詳述する。

【００７２】図１１は、第３の実施形態のデータキャリ
アの樹脂が被覆される前の内部主要構造を示す表面図で
あり、図１や図８との同一、対応部分には同一符号を付
して示している。

【００７３】なお、第３の実施形態のデータキャリア
も、図１１に示す主要構造部分の表面や裏面等の全体に
対して例えば樹脂を直接被覆して例えばカード状に成形
して完成されるものである。

【００７４】図１１において、第３の実施形態のデータ
キャリアの内部主要構造３０は、基板１１、ループアン
テナ本体１２、ＩＣチップ１３及びダイポールアンテナ
１４という従来のデータキャリアと同様な要素に加え
て、第１の受信能力向上用導電層１５及び第２の受信能
力向上用導電層１７を有している。

【００７５】この第３の実施形態の場合、ループアンテ
ナ本体１２、第１の受信能力向上用導電層１５及び第２
の受信能力向上用導電層１７がループアンテナ（受信ア
ンテナ）を構成している。

【００７６】第３の実施形態において、基板１１、ルー
プアンテナ本体１２、ＩＣチップ１３及びダイポールア
ンテナ１４については、第１、第２の実施形態のものと
同様であるので、その説明は省略する。

【００７７】第３の実施形態は、第１の受信能力向上用
導電層１５及び第２の受信能力向上用導電層１７が共に
設けられていることを特徴としている。

【００７８】なお、第１の受信能力向上用導電層１５
は、第１の実施形態のものと同様であるので、その説明
は省略し、第２の受信能力向上用導電層１７は、第２の
実施形態のものと同様であるので、その説明は省略す
る。但し、第１の受信能力向上用導電層１５及び第２の
受信能力向上用導電層１７は、それぞれがループアンテ
ナ本体１２（やダイポールアンテナ１４）を構成してい
る導電層から絶縁されているという条件を満たす限りで
は、互いに連続している（又は接している）ものであっ
ても良いことを申し添えておく。

【００７９】第３の実施形態のループアンテナ及びデー
タキャリアによれば、第１の受信能力向上用導電層１５
及び第２の受信能力向上用導電層１７を備えているた
め、第１の受信能力向上用導電層１５及び第２の受信能
力向上用導電層１７を備えていない従来のループアンテ
ナ及びデータキャリアに比較して、質問器との交信距離
（受信系での交信距離）を、第１及び第２の実施形態以
上に増大させることができる。（Ｄ）効果確認実験上述したように、第１〜第３の実施形態の効果は、実験
によって確認している。以下、ループアンテナの導電層
パターンを変えて行った複数の実験例の結果について説
明する。

【００８０】各実験は、離間して配置したデータキャリ
ア（樹脂が被覆される前のもの）と、質問器との受発信
可能な最大距離Ｄ（以下では伝送距離Ｄと呼ぶ）を評価
尺度として行っている（なお、最大距離は基本的にはデ
ータキャリアの受信能力によっている）。

【００８１】ここで、質問器としては、マイクロン社製
の「ＭｉｃｒｏＳｔａｍｐ４０１０インテロゲー
タ」を適用しており、ＩＣチップ（図１などの符号１３
参照）としては、マイクロン社製の「ＭｉｃｒｏＳｔ
ａｍｐＥｎｇｉｎｅＳＯＩＣタイプ」を適用してい
る。このＩＣチップは、外付けのコンデンサを必要とす
ると共に電池を必要としており、それぞれ、０．０１ｐ
Ｆセラミックコンデンサ、６Ｖ板型電池を適用してい
る。

【００８２】また、データキャリアの導電層が設けられ
る基板（図１などの符号１１参照）としては、厚さ６０
μｍのポリエステルフィルムを適用している。さらに、
データキャリアの導電層（ループアンテナ本体１２、ダ
イポールアンテナ１４、第１の受信能力向上用導電層１
５、第２の受信能力向上用導電層１７など）としては、
厚さ３５μｍの銅箔を適用している。

【００８３】後述する実験１〜７は、無線周波数が送受
信共に、２．４５ＧＨｚに対するものである。

【００８４】（実験１）：従来のデータキャリアに対す
る実験であり、図１２に示すように、第１の受信能力向
上用導電層１５及び第２の受信能力向上用導電層１７を
共に備えないアンテナに対する実験である。なお、図１
２は、アンテナ（送信アンテナ及び受信アンテナ）の導
電層パターンとＩＣチップ１３のみを示している（他の
要素の図示は省略している）。

【００８５】ここで、ダイポールアンテナ１４は、左側
のアンテナ部分の左端から右側のアンテナ部分の右端ま
での距離が５２ｍｍで、幅が２ｍｍのものである。

【００８６】ループアンテナ本体１２は、幅が２ｍｍの
正方形形状のものであり、正方形の１辺の長さは、内周
側で２．６ｍｍ、外周側で３．０ｍｍのものである。

【００８７】この実験１では、伝送距離Ｄは３０〜５０
ｃｍであった。

【００８８】（実験２）：第１の受信能力向上用導電層
１５だけを追加したデータキャリアに対する実験であ
る。ダイポールアンテナ１４及びループアンテナ本体１
２は、図１に示すように、実験１と同様なものである。
第１の受信能力向上用導電層１５は、半径が１０ｍｍの
円形のものであり、その設置位置は、ループアンテナ本
体１２の内部の中央部である。

【００８９】この実験２では、伝送距離Ｄは６０〜１０
０ｃｍであった。実験１及び実験２の結果から、第１の
受信能力向上用導電層１５を設けたことによる効果（第
１の実施形態の効果）を確認できる。

【００９０】なお、実験２では、第１の受信能力向上用
導電層１５が円形のものであったが、ほぼ同面積の正方
形の第１の受信能力向上用導電層１５を設けた場合に
も、実験２と同様な結果が得られている。

【００９１】（実験３）：第２の受信能力向上用導電層
１７だけを追加したデータキャリアに対する実験であ
る。ダイポールアンテナ１４及びループアンテナ本体１
２は、図８（Ａ）に示すように、実験１と同様なもので
ある。第２の受信能力向上用導電層１７は、幅が２ｍ
ｍ、長さが５５ｍｍの線状のものであり、その設置は、
ループアンテナ本体１２の給電点から最も離れた辺に対
して、基板の法線方向に投影した場合に重なる位置であ
って（勿論、絶縁関係にはある）その辺に対して線対象
な関係にある位置である。

【００９２】この実験３では、伝送距離Ｄは６０〜１０
０ｃｍであった。実験１及び実験３の結果から、第２の
受信能力向上用導電層１７を設けたことによる効果（第
２の実施形態の効果）を確認できる。

【００９３】（実験４）：第１の受信能力向上用導電層
１５及び第２の受信能力向上用導電層１７を追加したデ
ータキャリアに対する実験である。ダイポールアンテナ
１４及びループアンテナ本体１２は、図１１に示すよう
に、実験１と同様なものである。また、第１の受信能力
向上用導電層１５は実験２のものと同様なものであり、
第２の受信能力向上用導電層１７は、実験３のものと同
様なものである。

【００９４】この実験４では、伝送距離Ｄは１００〜１
５０ｃｍであった。実験１及び実験４の結果から、第１
の受信能力向上用導電層１５及び第２の受信能力向上用
導電層１７を設けたことによる効果（第３の実施形態の
効果）を確認できる。

【００９５】（実験５）：第１の受信能力向上用導電層
１５だけを追加したデータキャリアに対する実験であ
る。上記実験２との相違点は、図１３に示すように、円
形の第１の受信能力向上用導電層１５の設置位置にあ
り、実験２の位置よりダイポールアンテナ１４側にかな
り近付けている。

【００９６】この実験５では、伝送距離Ｄは４０〜７０
ｃｍであった。これは、従来に係る実験１とほぼ同様で
あるが、実験１及び当該実験５の複数回の実験結果の平
均値は、実験５の方が高く、第１の受信能力向上用導電
層１５を設けたことによる効果（第１の実施形態の効
果）を確認できる。

【００９７】なお、実験２及び実験５の結果の比較か
ら、第１の受信能力向上用導電層１５は、恐らく、ルー
プアンテナ本体１２の中心位置（法線方向の投影面上
で）に設けることが最適と思われる。

【００９８】（実験６）：第２の受信能力向上用導電層
１７だけを追加したデータキャリアに対する実験であ
る。上記実験３との相違点は、図１４に示すように、第
２の受信能力向上用導電層１７の設置位置にあり、当該
実験６では投影平面上で一対の給電点を通るように（ル
ープアンテナ本体１２とは当然に絶縁されている）第２
の受信能力向上用導電層１７が設けられている。

【００９９】この実験６では、伝送距離Ｄは４０〜７０
ｃｍであった。これは、従来に係る実験１とほぼ同様で
あるが、実験１及び当該実験６の複数回の実験結果の平
均値は、実験６の方が高く、第２の受信能力向上用導電
層１７を設けたことによる効果（第２の実施形態の効
果）を確認できる。

【０１００】なお、実験３及び実験６の結果の比較か
ら、第２の受信能力向上用導電層１７は、恐らく、ルー
プアンテナ本体１２の給電点から最も遠い位置の辺に重
なるように（法線方向の投影面で）設けることが最適と
思われる。

【０１０１】（実験７）：第１の受信能力向上用導電層
１５や第２の受信能力向上用導電層１７の上記条件を満
足しない導電層１９を追加したデータキャリアに対する
実験である。図１５に示すように、この実験７での導電
層１９は、投影平面上でループアンテナ本体１２の領域
を越える大きさ（面積）の矩形状のものである。導電層
１９は、一対の給電点を結ぶ方向の長さが５５ｍｍ、そ
の直交方向の長さが３０ｍｍの矩形状のものである。

【０１０２】この実験７では、伝送距離Ｄは１０〜３０
ｃｍであった。これは、従来に係る実験１より悪い結果
である。すなわち、ループアンテナ本体１２（やダイポ
ールアンテナ１４）に絶縁された導電層を同一平面上に
設けただけでは効果が得られず、第１の受信能力向上用
導電層１５や第２の受信能力向上用導電層１７について
それぞれ上述した条件が必要なことが分かる。

【０１０３】なお、実際上、実験は、上記実験１〜実験
７についてだけではなく、さらに多くの導電層パターン
について行っており、それにより、第１の受信能力向上
用導電層１５や第２の受信能力向上用導電層１７につい
ての上述した条件を定めている。（Ｅ）他の実施形態上述した第１〜第３の実施形態の説明においても、種々
の変形実施形態を説明したが、さらに、以下に例示する
ような変形実施形態も本発明に属する。（Ｅ−１）上記各実施形態においては、ループアンテナ
本体１２の形状が、正方形ループアンテナ形状のものを
示したが、他の形状であっても良い。例えば、図１６
（Ａ）に示すようなダイヤモンドループアンテナ形状
や、図１６（Ｂ）に示すような円形ループアンテナ形状
や、図１６（Ｃ）に示すような三角形ループアンテナ形
状であっても良い。（Ｅ−２）上記各実施形態においては、本発明によるル
ープアンテナをデータキャリアの受信アンテナに適用し
たものを示したが、本発明によるループアンテナをデー
タキャリアの送信アンテナや送受信共用アンテナに適用
するようにしても良い。送信アンテナや送受信共用アン
テナに本発明を適用した場合には、導電層１５や１７
は、送信能力や、送受信能力の向上に寄与する。

【０１０４】さらには、本発明によるループアンテナを
データキャリア以外の無線通信装置に適用するようにし
ても良い。（Ｅ−３）上記各実施形態においては、基板１１が１枚
のものを示したが、基板が２枚以上に分かれていても良
い。例えば、図１７に示すように、２枚の基板１１ａ及
び１１ｂをスペーサ５０ａ、５０ｂで接続し、一方の基
板１１ａにループアンテナ本体１２、ＩＣチップ１３及
びダイポールアンテナ１４を設け、他方の基板１１ｂに
第１の受信能力向上用導電層１５や第２の受信能力向上
用導電層１７を設けるようにしても良い。なお、スペー
サ５０ａ、５０ｂの長さは、上述した実質同一平面とい
う条件を満足するように極く小さくすることを要する。（Ｅ−４）ループアンテナ本体１２、ＩＣチップ１３及
びダイポールアンテナ１４間の位置関係は、上記各実施
形態のものに限定されるものではない。例えば、図１８
に示すように、ＩＣチップ１３を、ループアンテナ本体
１２の導電層で囲繞された内部に設けるようにしても良
い。

【０１０５】

【発明の効果】以上のように、本発明のループアンテナ
によれば、線状又は帯状の導電性部材がループ状をなし
ていると共に、一対の給電点を有するループアンテナ本
体に加えて、所定条件を満足するアンテナ能力向上用導
電部材を有するので、ループアンテナ本体だけを備える
場合に比較して、アンテナ能力を向上させることができ
る。

【０１０６】また、本発明のデータキャリアによれば、
内蔵するループアンテナが、上述した本発明のループア
ンテナであるので、質問器との交信能力を従来より高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態の樹脂被覆前のデータキャリア
を示す説明図である。

【図２】ループアンテナの占有面積の説明図である。

【図３】第１の実施形態のループアンテナの変形例
（１）を示す説明図である。

【図４】第１の実施形態のループアンテナの変形例
（２）を示す説明図である。

【図５】第１の実施形態のループアンテナの変形例
（３）を示す説明図である。

【図６】第１の実施形態のループアンテナの変形例
（４）を示す説明図である。

【図７】第１の実施形態のループアンテナの変形例
（５）を示す説明図である。

【図８】第２の実施形態の樹脂被覆前のデータキャリア
を示す説明図である。

【図９】第２の実施形態のループアンテナの変形例
（１）を示す説明図である。

【図１０】第２の実施形態のループアンテナの変形例
（２）を示す説明図である。

【図１１】第３の実施形態の樹脂被覆前のデータキャリ
アを示す説明図である。

【図１２】従来のループアンテナを示す説明図である。

【図１３】実験（５）での導電層のパターンを示す説明
図である。

【図１４】実験（６）での導電層のパターンを示す説明
図である。

【図１５】実験（７）での導電層のパターンを示す説明
図である。

【図１６】他の実施形態の説明図（１）である。

【図１７】他の実施形態の説明図（２）である。

【図１８】他の実施形態の説明図（３）である。

【図１９】データキャリアシステムの概略構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１０、２０、３０…データキャリアの内部主要構造、１
１…基板、１２…ループアンテナ本体、１３…ＩＣチッ
プ、１４…ダイポールアンテナ、１５…第１の受信能力
向上用導電層、１６…絶縁層、１７…第２の受信能力向
上用導電層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｂ 1/59 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線状又は帯状の導電性部材がループ状を
なしていると共に、一対の給電点を有するループアンテ
ナ本体と、少なくとも以下の条件（Ａ１）〜（Ａ４）を満たす第１
のアンテナ能力向上用導電部材とでなることを特徴とす
るループアンテナ。条件（Ａ１）：ループアンテナの占有面積を、上記ルー
プアンテナ本体の最外周（給電点間は結ぶと仮定してい
る）の線で閉じられた面積と定義した場合において、第
１のアンテナ能力向上用導電部材の面積が、ループアン
テナの占有面積の５％以上１００％以下であること。条件（Ａ２）：第１のアンテナ能力向上用導電部材は、
上記ループアンテナ本体から絶縁されていること。条件（Ａ３）：第１のアンテナ能力向上用導電部材は、
上記ループアンテナ本体と実質同一の平面上に形成され
ていること。条件（Ａ４）：上記ループアンテナ本体が位置する平面
の法線方向に、ループアンテナの占有面積部分と、第１
のアンテナ能力向上用導電部材の領域とを投影した場合
に、第１のアンテナ能力向上用導電部材の領域は、ルー
プアンテナの占有面積部分に重なり合う部分を有する
が、一対の給電点と、一対の給電点間の中心位置から一
対の給電点間を結ぶ方向との直交方向に最遠の上記ルー
プアンテナ本体の部分との両方には重ならないこと。
【請求項２】線状又は帯状の導電性部材がループ状を
なしていると共に、一対の給電点を有するループアンテ
ナ本体と、少なくとも以下の条件（Ｂ１）〜（Ｂ４）を満たす第２
のアンテナ能力向上用導電部材とでなることを特徴とす
るループアンテナ。条件（Ｂ１）：第２のアンテナ能力向上用導電部材は、
一対の給電点を結ぶ方向に平行に延びる帯状の導電部材
であり、帯の長さは、対象とする無線周波数での波長を
λとしたときに、λ／４を１００％として６０％以上４
００％以下の長さであり、帯の幅は、一対の給電点間の
中心位置と、その中心位置から、一対の給電点間を結ぶ
方向との直交方向に最遠の上記ループアンテナ本体の部
分との距離より小さいこと。条件（Ｂ２）：第２のアンテナ能力向上用導電部材は、
上記ループアンテナ本体から絶縁されていること。条件（Ｂ３）：第２のアンテナ能力向上用導電部材は、
上記ループアンテナ本体と実質同一の平面上に形成され
ていること。条件（Ｂ４）：第２のアンテナ能力向上用導電部材は、
その長手方向に直交する方向の位置が、一対の給電点間
の中心位置と、その中心位置から、一対の給電点間を結
ぶ方向との直交方向に最遠の上記ループアンテナ本体の
部分との距離部分を中心に含むその距離の３倍以内の範
囲に位置していること。
【請求項３】線状又は帯状の導電性部材がループ状を
なしていると共に、一対の給電点を有するループアンテ
ナ本体と、少なくとも以下の条件（Ａ１）〜（Ａ４）を満たす第１
のアンテナ能力向上用導電部材と、少なくとも以下の条件（Ｂ１）〜（Ｂ４）を満たす第２
のアンテナ能力向上用導電部材とでなることを特徴とす
るループアンテナ。条件（Ａ１）：ループアンテナの占有面積を、上記ルー
プアンテナ本体の最外周（給電点間は結ぶと仮定してい
る）の線で閉じられた面積と定義した場合において、第
１のアンテナ能力向上用導電部材の面積が、ループアン
テナの占有面積の５％以上１００％以下であること。条件（Ａ２）：第１のアンテナ能力向上用導電部材は、
上記ループアンテナ本体から絶縁されていること。条件（Ａ３）：第１のアンテナ能力向上用導電部材は、
上記ループアンテナ本体と実質同一の平面上に形成され
ていること。条件（Ａ４）：上記ループアンテナ本体が位置する平面
の法線方向に、ループアンテナの占有面積部分と、第１
のアンテナ能力向上用導電部材の領域とを投影した場合
に、第１のアンテナ能力向上用導電部材の領域は、ルー
プアンテナの占有面積部分に重なり合う部分を有する
が、一対の給電点と、一対の給電点間の中心位置から一
対の給電点間を結ぶ方向との直交方向に最遠の上記ルー
プアンテナ本体の部分との両方には重ならないこと。条件（Ｂ１）：第２のアンテナ能力向上用導電部材は、
一対の給電点を結ぶ方向に平行に延びる帯状の導電部材
であり、帯の長さは、対象とする無線周波数での波長を
λとしたときに、λ／４を１００％として６０％以上４
００％以下の長さであり、帯の幅は、一対の給電点間の
中心位置と、その中心位置から、一対の給電点間を結ぶ
方向との直交方向に最遠の上記ループアンテナ本体の部
分との距離より小さいこと。条件（Ｂ２）：第２のアンテナ能力向上用導電部材は、
上記ループアンテナ本体から絶縁されていること。条件（Ｂ３）：第２のアンテナ能力向上用導電部材は、
上記ループアンテナ本体と実質同一の平面上に形成され
ていること。条件（Ｂ４）：第２のアンテナ能力向上用導電部材は、
その長手方向に直交する方向の位置が、一対の給電点間
の中心位置と、その中心位置から、一対の給電点間を結
ぶ方向との直交方向に最遠の上記ループアンテナ本体の
部分との距離部分を中心に含むその距離の３倍以内の範
囲に位置していること。
【請求項４】受信アンテナ、送信アンテナ又は送受共
用アンテナのいずれか１以上として、ループアンテナを
有するデータを運ぶ機能を有するデータキャリアにおい
て、存在するループアンテナが、請求項１〜３のいずれかに
記載のループアンテナであることを特徴とするデータキ
ャリア。