JP2013042518A - 物品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】例えばアルミ蒸着ラミネートフィルムによる物品包装体60の端部にアルミ蒸着膜の無い切欠部61を形成し、その部分に電磁結合モジュール1を設ける。この電磁結合モジュール1と包装体60のアルミ蒸着膜とによって無線ICデバイスを構成する。電磁結合モジュール1の磁界アンテナは包装体60のアルミ蒸着膜に結合して物品包装体60全体がアンテナの放射体として作用する。
【選択図】図2
Description
(a)アンテナパターンを包装体とは別の工程により形成しているため、アンテナ作製工程が必要になり、工程が長くなることおよび余分な部材が必要なことにより包装体の作製コストが高くなる。
前記高周波デバイスと直接導通または電磁界結合し、物品の一部であり、放射体として作用する放射電極とを備える無線ICデバイスであって、
前記放射電極は所定の拡がりをもつ導電部を含み、
前記導電部の端縁部に連通する切欠部および前記切欠部の内周端縁に形成されたループ状電極を備え、
前記高周波デバイスは前記切欠部に実装され、当該高周波デバイスは前記ループ状電極と直接導通または電磁界結合することを特徴とする。
前記高周波デバイスと直接導通または電磁界結合し、物品の一部であり、放射体として作用する放射電極と、
前記放射電極と電磁界結合するループ状電極とを備える無線ICデバイスであって、
前記放射電極は、所定の拡がりをもつ導電部を含み、
前記導電部の端縁部に連通する切欠部または前記端縁部に連通しない非導電部を備え、
前記ループ状電極は、前記切欠部または前記非導電部の内側に前記導電部に近接するように形成され、
前記高周波デバイスは前記切欠部または前記非導電部に実装され、当該高周波デバイスは前記ループ状電極と直接導通または電磁界結合することを特徴とする。
この構成により、金属膜層を有する物品包装体をそのまま利用でき、且つ物品のほぼ全体が放射体として作用するので、複数の物品が重なっていても、各物品のIDを読み取ることが可能となる。
この構成により、電子機器に備える回路基板をそのまま利用でき、且つ高周波デバイスの実装が容易となる。
この構成により、電子機器内に設けられるコンポーネントをそのまま利用することができ、大型化・コストアップすることもない。
この構成により、RFIDタグの動作周波数での放射利得が高くなり、RFIDとして優れた特性が得られる。また、共振導体の共振周波数は、プリント配線基板への実装部品の影響を受けないため、設計が容易となる。
この構成により、共振導体と放射電極との結合が強くなり、高利得特性が得られる。
この構成により、共振導体と放射電極との結合がより強くなり、高利得特性が得られる。
この構成により、共振導体と高周波デバイスとの結合が強くなり、高利得特性が得られる。
この構成により、必要な共振導体の数を削減でき、とプリント配線基板上の占有面積を小さくすることができるので製造コストが削減できる。
この構成により、製造工程ではリーダ・ライタとの通信距離が長く保て、且つ製造後はプリント配線基板のサイズが大きくならず、しかも必要に応じてリーダ・ライタと近接させることによって通信が可能となる。
この構成によって、プリント配線基板の製造コストが削減できる。
この構成により、金属ケースや搭載部品があっても必要な利得を得ることができる。
例えば図1に示したようなアンテナパターンを物品に形成するための工程や部材が不要になるため、物品に無線ICデバイスを設けることによるコストアップが殆ど無い。
図2は第1の実施形態に係る無線ICデバイスおよびそれを備えた物品の外観斜視図である。物品70は例えば袋入りポテトチップス等の袋入り菓子であり、物品包装体60はアルミ蒸着ラミネートフィルムを袋状に成形した包装体である。
図4は第2の実施形態に係る無線ICデバイスおよびそれを備えた物品の外観斜視図である。物品71は例えば袋入りの菓子であり、物品包装体60はアルミ蒸着ラミネートフィルムを袋状に成形した包装体である。
図6(B)は第3の実施形態に係る無線ICデバイスの主要部の構成を示す図、図6(A)はその無線ICデバイスを備えた物品の外観図である。図6(A)において物品72は、金属平面体63に無線ICデバイスの主要部6を備えたものである。金属平面体63は内部に金属層を含む板状またはシート状の物品もしくは金属板そのものである。
第4の実施形態に係る無線ICデバイスについて図7・図8を参照して説明する。第4の実施形態に係る無線ICデバイスはDVD等の金属膜を有する記録媒体に適用したものである。
図9は第5の実施形態に係る2つの無線ICデバイスの構成を示す図である。この第5の実施形態は、高周波デバイスの実装部とループ状電極との間に、高周波デバイスとループ状電極とを直接導通させる整合回路を備えたものである。
図10は、第6の実施形態に係る、無線ICデバイスに用いる電磁結合モジュール1の外観斜視図である。この電磁結合モジュール1は他の実施形態における各無線ICデバイスに適用できるものである。この電磁結合モジュール1は無線ICチップ5と給電回路基板4とで構成している。給電回路基板4は、放射体として作用する金属膜65と無線ICチップ5との間のインピーダンス整合をとるとともに共振回路として作用する。
図13は第5の実施形態に係る無線ICデバイスの主要部の構成を示す斜視図、図14はその拡大部分断面図である。
図15は第6の実施形態に係る無線ICデバイスの給電回路基板40の分解斜視図である。また図16はその等価回路図である。
図17は第7の実施形態に係る無線ICデバイスで用いる電磁結合モジュールの平面図である。図17(A)の例では基板11に電極パターンによりループ状電極12および無線ICチップ実装用ランドを形成していて、無線ICチップ5を実装している。
図18は、第10の実施形態に係る無線ICデバイスの構成を示す図である。
第1〜第9の実施形態では、導体面が面状に広がる、物品包装体60、金属平面体63、金属膜65等を放射体として作用させたが、第10の実施形態では、面状に広がる導体面から絶縁された、共振器として作用する共振導体を備えたものである。
以上に述べた作用によって、RFIDタグとして優れた特性が得られる。
図19〜図21は、第11の実施形態に係る無線ICデバイスの幾つかの構成を示す図である。何れもプリント配線基板上にRFIDタグを構成してなる無線ICデバイスの平面図である。
図22は、第12の実施形態に係る無線ICデバイスの構成を示す図である。
図22において、プリント配線基板80の上面の2つの金属膜65A,65Bにそれぞれ図18に示したものと同様の無線ICデバイスの主要部6を構成している。そして、この2つの無線ICデバイスの主要部6に設けられた高周波デバイスに共に結合する共振導体68を形成している。すなわち1つの共振導体68を2つの高周波デバイスに兼用している。
図23は、第13の実施形態に係る無線ICデバイスの幾つかの構成を示す図である。何れもプリント配線基板上にRFIDタグを構成してなる無線ICデバイスの平面図である。
図24は、第14の実施形態に係る無線ICデバイスの構成を示す平面図である。
図18に示した例と異なるのは、放射体としての金属膜65の二辺に沿って共振導体68A,68Bをそれぞれ配置したことである。
図25は、第15の実施形態に係る無線ICデバイスの構成を示す平面図である。
第10〜第14の実施形態では、共振導体をプリント配線基板上に形成したが、第15の実施形態では、共振導体を、無線ICデバイスの搭載先機器の金属ケースや搭載部品等の搭載先導体部品81に兼用させている。
第16の実施形態は、共振導体を固定しておき、プリント配線基板が工程ラインを流れていく際にリーダ・ライタとの間で通信するようにしたものである。
図27(A)は無線ICデバイスを備えた携帯電話端末の斜視図、(B)は内部の回路基板の主要部の断面図である。携帯電話端末内の回路基板15には電子部品17,18とともに、無線ICチップ5を搭載した給電回路基板4を実装している。回路基板15の上面には所定面積に広がる電極パターン16を形成している。この電極パターン16は給電回路基板4を介して無線ICチップ5と結合して放射体として作用する。
図9(A)に示した例では、放射体として作用する金属膜65をシート材または板材に形成し、この金属膜65の一部に切欠部66を形成することによって、その切欠部66の内周端縁に沿った部分がループ状電極として作用させた。このような構成をプリント配線基板に適用する場合、プリント配線基板に構成される回路によってRFIDタグとしての特性が変動するため、プリント配線基板の設計上の難易度が高まる。第18の実施形態は上記の問題を解消するものである。
図31は第19の実施形態に係る無線ICデバイス用部品及びそれを備えた無線ICデバイスの構成を示す平面図である。
図32は、第20の実施形態に係る無線ICデバイス用部品の構成を示す平面図、図33はそれを備えた無線ICデバイスの構成を示す平面図である。
図34は、第21の実施形態に係る無線ICデバイス用部品113の構成を示す平面図である。ガラス・エポキシ基板などのプリント配線基板13に、電磁結合モジュール1を搭載する搭載部、整合回路67、及びループ状電極7を形成している。ループ状電極7は図28に示した例と異なり、線状電極の端部同士が導通させてループ状電極を形成している。
4…給電回路基板
5…無線ICチップ
6…無線ICデバイスの主要部
7…ループ状電極
8…放射電極
10…基材
11…基板
12…ループ状電極
13…プリント配線基板
15…回路基板
16…電極パターン
17,18…電子部品
20…インダクタ電極
21…モールド樹脂
25…キャパシタ電極
30…ループ状電極
35a〜35d…無線ICチップ実装用ランド
40…給電回路基板
41A〜41H…誘電体層
42a…ビアホール
45a,45b…インダクタ電極
46,47…インダクタ電極
51…キャパシタ電極
53〜57…キャパシタ電極
60…物品包装体
61…切欠部
62…非導電部
63…金属平面体
64…絶縁性シート
65…金属膜
66…切欠部
67…整合回路
68…共振導体
69…金属膜(グランド導体)
70〜73…物品
80…プリント配線基板
81…搭載先導体部品(共振導体)
82…工程ライン設置導体(共振導体)
111,112,113…無線ICデバイス用部品
C1…キャパシタ
C2…キャパシタ
L1,L2…インダクタ
E…電界
H…磁界
物品の一部を構成し、所定の広がりを有する導電部と、
を備える物品であって、
前記無線ICと前記導電部とは、ループ状電極を介して接続されており、
前記ループ状電極は、前記導電部の縁端部に電磁界結合するように、前記導電部の縁端 部に近接配置され、
前記導電部は、放射体として作用することを特徴とする。
図2は第1の実施形態に係る、無線ICデバイスを備えた物品の外観斜視図である。物品70は例えば袋入りポテトチップス等の袋入り菓子であり、物品包装体60はアルミ蒸着ラミネートフィルムを袋状に成形した包装体である。
図4は第2の実施形態に係る、無線ICデバイスを備えた物品の外観斜視図である。物品71は例えば袋入りの菓子であり、物品包装体60はアルミ蒸着ラミネートフィルムを袋状に成形した包装体である。
図6(B)は第3の実施形態に係る、物品に備えられる無線ICデバイスの主要部の構成を示す図、図6(A)はその無線ICデバイスを備えた物品の外観図である。図6(A)において物品72は、金属平面体63に無線ICデバイスの主要部6を備えたものである。金属平面体63は内部に金属層を含む板状またはシート状の物品もしくは金属板そのものである。
第4の実施形態に係る物品について図7・図8を参照して説明する。この物品はDVD等の金属膜を有する記録媒体である。
図9は第5の実施形態に係る物品の2つの構成を示す図である。この第5の実施形態は、高周波デバイスの実装部とループ状電極との間に、高周波デバイスとループ状電極とを直接導通させる整合回路を備えたものである。
図10は、第6の実施形態に係る、物品に備えられる無線ICデバイスに用いる電磁結合モジュール1の外観斜視図である。この電磁結合モジュール1は他の実施形態における各無線ICデバイスに適用できるものである。この電磁結合モジュール1は無線ICチップ5と給電回路基板4とで構成している。給電回路基板4は、放射体として作用する金属膜65と無線ICチップ5との間のインピーダンス整合をとるとともに共振回路として作用する。
図13は第5の実施形態に係る、物品に備えられる無線ICデバイスの主要部の構成を示す斜視図、図14はその拡大部分断面図である。
図15は第8の実施形態に係る、物品に備えられる無線ICデバイスの給電回路基板40の分解斜視図である。また図16はその等価回路図である。
図17は第7の実施形態に係る、物品に備えられる無線ICデバイスで用いる電磁結合モジュールの平面図である。図17(A)の例では基板11に電極パターンによりループ状電極12および無線ICチップ実装用ランドを形成していて、無線ICチップ5を実装している。
図18は、第10の実施形態に係る物品の構成を示す図である。
図19〜図21は、第11の実施形態に係る物品の幾つかの構成を示す図である。何れもプリント配線基板上にRFIDタグを構成してなる無線ICデバイスの平面図である。
図22は、第12の実施形態に係る物品の構成を示す図である。
図23は、第13の実施形態に係る物品の幾つかの構成を示す図である。何れもプリント配線基板上にRFIDタグを構成してなる無線ICデバイスの平面図である。
図24は、第14の実施形態に係る物品の構成を示す平面図である。
図25は、第15の実施形態に係る物品の構成を示す平面図である。
第16の実施形態は、共振導体を固定しておき、プリント配線基板が工程ラインを流れていく際にリーダ・ライタとの間で通信するようにしたものである。
図27(A)は無線ICデバイスを備えた携帯電話端末の斜視図、(B)は内部の回路基板の主要部の断面図である。携帯電話端末内の回路基板15には電子部品17,18とともに、無線ICチップ5を搭載した給電回路基板4を実装している。回路基板15の上面には所定面積に広がる電極パターン16を形成している。この電極パターン16は給電回路基板4を介して無線ICチップ5と結合して放射体として作用する。
図9(A)に示した例では、放射体として作用する金属膜65をシート材または板材に形成し、この金属膜65の一部に切欠部66を形成することによって、その切欠部66の内周端縁に沿った部分がループ状電極として作用させた。このような構成をプリント配線基板に適用する場合、プリント配線基板に構成される回路によってRFIDタグとしての特性が変動するため、プリント配線基板の設計上の難易度が高まる。第18の実施形態は上記の問題を解消するものである。
図31は第19の実施形態に係る物品の構成を示す平面図である。
図32は、第20の実施形態に係る無線ICデバイス用部品の構成を示す平面図、図33はそれを備えた物品の構成を示す平面図である。
図34は、第21の実施形態に係る、物品に備えられる無線ICデバイス用部品113の構成を示す平面図である。ガラス・エポキシ基板などのプリント配線基板13に、電磁結合モジュール1を搭載する搭載部、整合回路67、及びループ状電極7を形成している。ループ状電極7は図28に示した例と異なり、線状電極の端部同士が導通させてループ状電極を形成している。
4…給電回路基板
5…無線ICチップ
6…無線ICデバイスの主要部
7…ループ状電極
8…放射電極(導電部)
10…基材
11…基板
12…ループ状電極
13…プリント配線基板
15…回路基板
16…電極パターン
17,18…電子部品
20…インダクタ電極
21…モールド樹脂
25…キャパシタ電極
30…ループ状電極
35a〜35d…無線ICチップ実装用ランド
40…給電回路基板
41A〜41H…誘電体層
42a…ビアホール
45a,45b…インダクタ電極
46,47…インダクタ電極
51…キャパシタ電極
53〜57…キャパシタ電極
60…物品包装体
61…切欠部
62…非導電部
63…金属平面体
64…絶縁性シート
65…金属膜
66…切欠部
67…整合回路
68…共振導体
69…金属膜(グランド導体)
70〜73…物品
80…プリント配線基板
81…搭載先導体部品(共振導体)
82…工程ライン設置導体(共振導体)
111,112,113…無線ICデバイス用部品
C1…キャパシタ
C2…キャパシタ
L1,L2…インダクタ
E…電界
H…磁界
Claims (19)
- 無線ICを有する高周波デバイスと、
前記高周波デバイスと直接導通または電磁界結合し、物品の一部であり、放射体として作用する放射電極とを備える無線ICデバイスであって、
前記放射電極は所定の拡がりをもつ導電部を含み、
前記導電部の端縁部に連通する切欠部および前記切欠部の内周端縁に形成されたループ状電極を備え、
前記高周波デバイスは前記切欠部に実装され、当該高周波デバイスは前記ループ状電極と直接導通または電磁界結合することを特徴とする無線ICデバイス。 - 無線ICを有する高周波デバイスと、
前記高周波デバイスと直接導通または電磁界結合し、物品の一部であり、放射体として作用する放射電極と、
前記放射電極と電磁界結合するループ状電極とを備える無線ICデバイスであって、
前記放射電極は、所定の拡がりをもつ導電部を含み、
前記導電部の端縁部に連通する切欠部または前記端縁部に連通しない非導電部を備え、
前記ループ状電極は、前記切欠部または前記非導電部の内側に前記導電部に近接するように形成され、
前記高周波デバイスは前記切欠部または前記非導電部に実装され、当該高周波デバイスは前記ループ状電極と直接導通または電磁界結合することを特徴とする無線ICデバイス。 - 前記ループ状電極は、当該ループ状電極のループ面が前記放射電極の面内方向となる向きに形成されている、請求項1または2に記載の無線ICデバイス。
- 前記高周波デバイスと結合し、且つ絶縁層を介して前記放射電極と電磁界結合するループ状電極を前記高周波デバイスの実装部に備えた請求項1〜3のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記高周波デバイスの実装部と前記ループ状電極との間に、前記高周波デバイスと前記ループ状電極とを直接導通させる整合回路を備えた請求項1〜4のいずれかに記戦の無線ICデバイス
- 前記高周波デバイスは、前記無線ICに直接導通または電磁界結合すると共に外部回路に直接導通または電磁界結合する給電回路基板を備えた請求項1〜5のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記給電回路基板内に共振回路または整合回路を備えた請求項6に記載の無線ICデバイス。
- 前記共振回路の共振周波数は前記放射電極により送受信される信号の周波数に実質的に相当する請求項7に記載の無線ICデバイス。
- 前記放射電極は導電層を含むシートを袋状またはパック状に成型した物品包装体の金属膜層である請求項1〜8のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記放射電極は電子機器内の回路基板に形成された電極パターンである請求項1〜8のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記放射電極は電子機器内のコンポーネントの裏面に設けられた金属板である請求項1〜8のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記高周波デバイスの動作周波数またはそれに近い周波数の共振周波数を有し、前記高周波デバイスと結合する共振導体を備えた請求項1〜11のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記共振導体は前記放射電極の前記切欠部が形成されている端縁部に対して略平行に配置されている請求項12に記載の無線ICデバイス。
- 前記共振導体は当該共振導体が近接する前記放射電極の辺と略等しい長さ有する請求項12または13に記載の無線ICデバイス。
- 前記高周波デバイスの配置位置の近接部位を略中心として前記共振導体を配置した請求項12〜14のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記高周波デバイスを複数備え、前記共振導体は各高周波デバイスとそれぞれ結合する、請求項12〜15のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記共振導体は、前記放射電極の形成体に対して分離可能に設けられた、請求項12〜16のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記共振導体はプリント配線基板の余白部分に形成された、請求項12〜17のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記共振導体を前記無線ICデバイスの搭載先機器の筐体または前記搭載先機器に搭載される他の部品に兼用させた、請求項12〜18のいずれかに記載の無線ICデバイス。
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