JP2013196663A - 無線ｉｃタグ - Google Patents

Abstract

【課題】容易かつ低コストに通信性能の低下を抑制できる無線ＩＣタグを提供すること。
【解決手段】無線ＩＣタグ１は、第１導電体層１１と開口部１２とで構成されるアンテナ２と、絶縁層３と、ＩＣチップ４とを備えている。そして、絶縁層３を挟んでアンテナ２の反対側には、アンテナ２の主面２ａと直交する方向から見て、第１導電体層１１及びＩＣチップ４によって画定される孔２１（第１の孔）の一部に重なり、１又は複数箇所に設置され、１又は複数の層からなる第２導電体層６が設けられている。さらに、第１導電体層１１、第２導電体層６、及びＩＣチップ４によって画定される孔２２（第２の孔）の周長が、孔２１（第１の孔）の周長よりも短くされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、リーダ、ライタとの無線通信によって情報の読み書きを自動で行う無線通信システム（ＲＦＩＤ）に使用される無線ＩＣタグに関する。

リーダ、ライタとの無線通信によって情報の読み書きを自動で行う無線通信システム（ＲＦＩＤ）に無線ＩＣタグが使用されており、物流や工場での工程管理に採用されている。

例えば、特許文献１には、所定のアンテナ形状を持つ導電層６と、導電層６の一方の面に実装されたＩＣチップ３と、導電層６の他方の面に設けられ、離型紙９に剥離可能に仮接着された接着性樹脂層７とを備えるＵＨＦ帯無線ＩＣタグラベルが記載されている。このＵＨＦ帯無線ＩＣタグラベルは、薄くて柔軟性があり、曲面にも貼り付けることができる。また、プリンタでの連続印刷が可能である。

また、無線ＩＣタグの強度向上のため、又は使用環境での耐熱性や耐溶剤性等の向上のため、タグの全周を木材、プラスチック、ゴム、ガラス、紙等のカバー材料でカバーした無線ＩＣタグがある。例えば、特許文献２には、耐薬品性等向上のため、アンテナとＩＣチップとを含むインレットの全周をシリコーンゴム又は加硫ゴムで被覆した無線ＩＣタグが開示されている。

国際公開第ＷＯ２００８／０５３７０２号パンフレット 特開２００９−２３８０２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の無線ＩＣタグラベルを木材、プラスチック、ガラスなどに代表される誘電体や金属などに代表される導電体に貼り付けた場合には、誘電体による波長短縮効果や導電体との容量結合により無線ＩＣタグのアンテナのリアクタンスが変化して通信周波数におけるアンテナとＩＣチップの整合が悪化することにより通信性能が悪くなる。特に、被接着体が金属である場合には通信性能の低下が著しい。そのため、特許文献１に記載されたＵＨＦ帯無線ＩＣタグラベルを使用する場合には、貼り付ける対象物によって無線ＩＣタグの形状（アンテナ形状等）を変更してアンテナの共振調整をする必要がある。その結果、無線ＩＣタグのコストが高くなってしまう。

また、例えば特許文献２に記載の無線ＩＣタグのようにカバー材料でカバーされた無線ＩＣタグにおいても、強度等を向上させることはできるが、カバー材料の影響を受けるため上記と同様、通信性能が低下する問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、容易かつ低コストにアンテナのリアクタンスを整合して、取り付ける対象物に起因する通信性能の低下を抑制できる無線ＩＣタグを提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の無線ＩＣタグは、第１導電体層と前記第１導電体層に形成された開口部とで構成されるアンテナと、前記アンテナの主面と直交する方向から見て前記開口部を分断するように、前記第１導電体層に配置されるＩＣチップと、前記第１導電体層の両面及び前記ＩＣチップを被覆する絶縁層とを備えている。そして、前記絶縁層を挟んで前記アンテナの反対側には、前記アンテナの主面と直交する方向から見て、前記第１導電体層及び前記ＩＣチップによって画定される第１の孔の一部に重なり、１又は複数箇所に設置され、１又は複数の層からなる第２導電体層が設けられている。さらに、前記第１導電体層、前記第２導電体層、及び前記ＩＣチップによって画定される第２の孔の周長が、前記第１の孔の周長よりも短くされている。

本発明によれば、第２導電体層が設けられることにより、無線ＩＣタグのアンテナのリアクタンスを再調整でき、共振の状態を改善できる。また、本発明は、汎用の無線ＩＣタグに第２導電体層を取り付けることにより実施されるものである。以上より、容易かつ低コストに通信性能の低下を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る無線ＩＣタグを示す図であり、（ａ）は、断面図、（ｂ）は、平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１に示した無線ＩＣタグの第２導電体層の位置を変更させた無線ＩＣタグを示す断面図である。 図１に示した無線ＩＣタグの変形例を示す断面図であり、（ａ）は第１変形例、（ｂ）は第２変形例、（ｃ）は第３変形例、（ｄ）は第４変形例、（ｅ）は第５変形例である。 実施例に用いる無線ＩＣタグの平面図である。 無線ＩＣタグの通信距離を測定する方法を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。本発明では、特にＵＨＦ帯の電波を利用して無線通信を行う無線ＩＣタグについて説明する。但し、他の周波数帯の電波を利用して無線通信を行う無線ＩＣタグにも応用できるものである。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る無線ＩＣタグを示す図であり、（ａ）は、Ｉａ−Ｉａ断面図、（ｂ）は、平面図（無線ＩＣタグ１をスペーサ７側から見た平面図）である。なお、図１（ｂ）においては、アンテナ２及びＩＣチップ４の構造が容易に理解できるよう、粘着層５ｂ及びスペーサ７を透視して示している。

（無線ＩＣタグ１の構成）
図１に示すように、無線ＩＣタグ１は、アンテナ２、絶縁層３、ＩＣチップ４、粘着層（５ａ、５ｂ）、第２導電体層６、スペーサ７（誘電体層）、及び保護シート８を含む。無線ＩＣタグ１は、例えばガラス、アクリル、木材、紙（段ボール）、金属などからなる物品１００に取り付けられて、図示しないリーダと無線通信し、物流や工場での工程管理に利用される。

（アンテナ２）
アンテナ２は、図１（ｂ）に示すように、矩形板状の第１導電体層１１に開口部１２が形成されたものであり、汎用のものを使用している。第１導電体層１１の材料としては、電気伝導性の高い材料であれば特に限定されないが、たとえば、アルミニウム、銅、鉄などの金属、合金材料、又はカーボン等の炭素系材料を用いることができる。

ここで、アンテナ２は、アンテナ２の長さ（第１導電体層１１の長手方向の長さ）が、アンテナ２の幅（第１導電体層１１の短手方向の長さ）よりも大きい（同じでもよい）。そして、アンテナ２の幅は、通信に使用する電波の波長の２．５％以上アンテナ２の長さ以下とされている。これは、アンテナ２の幅が通信に使用する電波の波長の２．５％未満であると、無線ＩＣタグ１の通信距離が低下してしまうためである。なお、好ましくは４．０％以上アンテナ２の長さ以下である。但し、アンテナ２の幅が通信に使用する電波の波長の２．５％以上であることは必須ではない。

開口部１２は、第１導電体層１１の主面２ａを貫通し、かつＴ字状に形成された切り欠き溝である。図１（ｂ）において、開口部１２は、第１導電体層１１の周をａ〜ｊの順に結ぶ部分である。なお、本願でいう「結ぶ」とは、それぞれ周の形状に沿うように（なぞるように）結ぶことを意味する。開口部１２の切り欠き溝の形状は、上記形状に限られず、例えばＳ字型、Ｊ字型、矩形など他形状であってもよい。また、開口部１２は、切り欠き溝に限られず、孔であってもよい。孔の形状としては、例えばＴ字型、Ｈ字型、矩形のものが一般的に用いられる。

（絶縁層３）
絶縁層３は、アンテナ２の全周及びＩＣチップ４を被覆する層である。そのため、アンテナ２及びＩＣチップ４は、他の部材とは電気的に絶縁されている。絶縁層３の材料としては、絶縁材料であれば特に限定されないが、例えばＰＥＴやエポキシ樹脂などの樹脂、紙、絶縁性の接着剤を用いることができる。なお、本願においては、アンテナ２の両主面２ａのうち特に保護シート８側を被覆する絶縁層３を絶縁層３ａ、スペーサ７側を被覆する絶縁層３を絶縁層３ｂと区別して称する。

（ＩＣチップ４）
ＩＣチップ４は、図１（ｂ）に示すとおり、アンテナ２の主面２ａと直交する方向から見て開口部１２を分断するように第１導電体層１１に固定（配置）されている。具体的には、第１導電体層１１の周のうちａとｂを結ぶ部分及びｉとｊを結ぶ部分にそれぞれ突起（２ｂ、２ｃ：特にａとｂを結ぶ部分に設けられた突起を２ｂ、ｉとｊを結ぶ部分に設けられた突起を２ｃとする）が設けられ、これら突起（２ｂ、２ｃ）にＩＣチップ４が接合されている。ＩＣチップ４が開口部１２を分断するように配置された結果、第１導電体層１１とＩＣチップ４とによって孔２１（第１の孔）が画定される。孔２１は、図１（ｂ）においては、第１導電体層１１の周及びＩＣチップ４の外周をｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ｇ→ｈ→ｉ→ｂの順に結ぶ部分である。

なお、本実施形態において、ＩＣチップ４は、第１導電体層１１の両面のうち絶縁層３ａ側に固定されているが、絶縁層３ｂ側に固定されてもよいし、ＩＣチップ４がそれぞれの突起（２ｂ、２ｃ）によって上下に挟まれるように固定されていてもよい。なお、本実施形態において使用されるＩＣチップ４は、データの記憶領域（メモリー）等を含む汎用のものである。

（スペーサ７）
絶縁層３ｂを挟んでアンテナ２と反対側には、スペーサ７（誘電体層）が粘着層５ｂを介して接着されている（但し、固定は接着に限られるものではない）。なお、粘着層５ｂとスペーサ７との間は第２導電体層６（詳細は後述）が設けられていることにより隙間が空いているように見えるが、実際は密着しているものである。このスペーサ７が、物品１００に粘着層等を介して取り付けられることで無線ＩＣタグ１が物品１００に取り付けられる。

スペーサ７は、誘電体層であり、物品１００の影響による通信性能の低下を抑制する。このスペーサ７は、物品１００が金属など通信性能を著しく低下させるものである場合に
好適に用いられる。スペーサ７は、物品１００が導体の場合、第２導電体層と物品１００を直流的に導通させない。スペーサ７の厚さは、厚いほどよく、少なくともアンテナ２の厚さよりも厚く、さらに無線ＩＣタグ１のうちスペーサ７を除く部分の厚さよりも厚いことが好ましい。なお、スペーサ７は必須ではない。

（保護シート８）
絶縁層３ａを挟んでアンテナ２と反対側には、保護シート８が粘着層５ａを介して接着されている（但し、固定は接着に限られるものではない）。保護シート８は、アンテナ２やＩＣチップ４等を保護する役割を果たし、また、粘着層５ａとは反対側の面に文字等が印刷できるようになっている。なお、保護シート８は必須ではない。

（第２導電体層６）
絶縁層３ｂとスペーサ７との間には、粘着層５ｂを介して第２導電体層６が接着されている。第２導電体層６は、矩形板状の部材であり、その幅（第１導電体層１１の短手方向、奥行き）は第１導電体層１１と同じであり、長さ（第１導電体層１１の長手方向）は第１導電体層１１より狭いものである。第２導電体層６の材料としては、第１導電体層１１と同様、たとえば、アルミニウム、銅、鉄などの金属、合金材料、又はカーボン等の炭素系材料を用いることができる。なお、第１導電体層１１と第２導電体層６とは同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。第２導電体層６は、図１（ｂ）に示すように、アンテナ２の主面２ａと直交する方向から見て、孔２１（第１の孔）の一部に重なり、かつ、孔２１を分断しないように配置されている。その結果、第１導電体層１１、第２導電体層６及びＩＣチップ４によって孔２２（第２の孔）が画定される。孔２２は、図１（ｂ）においては、第１導電体層１１の周、第２導電体層６の周及びＩＣチップ４の外周をｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ’→ｇ’→ｈ→ｉ→ｂの順に結ぶ部分である。

ここで、孔２２（第２の孔）の周長は、孔２１（第１の孔）の周長よりも短くされている。孔２２の周長とは、第１導電体層１１の周、第２導電体層６の周及びＩＣチップ４の外周のうち孔２２を画定する部分の長さであり、孔２１の周長とは、第１導電体層１１の周及びＩＣチップ４の外周のうち孔２１を画定する部分の長さである。例えば、図１（ｂ）においては、孔２２の周長は、ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ’→ｇ’→ｈ→ｉ→ｂの順に結ぶ部分の長さであり、孔２１の周長は、ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ｇ→ｈ→ｉ→ｂの順に結ぶ部分の長さである。したがって、図１（ｂ）においては、孔２２の周長の方がｆ→ｆ’及びｇ→ｇ’の長さの分、孔２１の周長よりも短い。

無線ＩＣタグ１の通信距離の改善度合いは、この孔２２（第２の孔）の周長に依存する。但し、通信距離の改善度合いは、無線ＩＣタグ１を取り付ける物品１００の材質やアンテナの形状等によっても異なるものであるので、孔２２の周長を一義的に定めることはできない。そのため、孔２２の周長は物品１００の材質やアンテナの形状等に合わせて適宜設計される。なお、通信距離の改善度合いは、第２導電体層６の形状には依存しない。したがって、第２導電体層６の形状は、孔２２の周長が設計値となる限り、様々な形状とできる。

また、第２導電体層６のうち、アンテナ２の主面２ａと直交する方向から見て第１導電体層１１と重なる部分については、孔２２の周長に関与し得ない部分であるため、通信性能には影響しない。したがって、第２導電体層６のうち、第１導電体層１１と重なる部分については、その形状や大きさは特に限定されない。そのため、本実施形態においては、第２導電体層６の幅を第１導電体層１１の幅と同じとしたが、同じである必要はない。

また、第２導電体層６は、第１導電体層１１とは絶縁層３ｂによって電気的に絶縁されている。短絡させる場合には、絶縁層３ｂを剥がし、つなぐ必要があるため工程が複雑になってしまう。さらに、短絡していると、接触状態により接触抵抗が影響し、性能が不安定になってしまうため第２導電体層６と第１導電体層１１とは絶縁層３ｂによって絶縁されている。さらに、第２導電体層６は、孔２１の全部と重なってはならない。第２導電体層６が孔２１の全部と重なるとアンテナ２が開口部を有するアンテナとしての機能を果たせなくなるからである。

以上述べたとおり、本実施形態に係る無線ＩＣタグ１は、アンテナ２が開口部１２を有するアンテナであり、開口部１２とＩＣチップ４とによって画定される孔２１の一部と重なる第２導電体層６を有し、さらに、孔２２の周長は孔２１の周長よりも短い。その結果、通常の無線ＩＣタグを高誘電率の物品に取り付けた場合、自由空間での使用に比べて通信距離が低下するが、本発明の無線ＩＣタグ１であれば、無線ＩＣタグ１のアンテナ２のリアクタンスを自由空間の場合のリアクタンスの値に近づけることができ、通信距離の低下を改善できる。

通常の無線ＩＣタグは、自由空間で最大通信距離が得られるように設計・製造されており、最大通信距離を得るための共振調整回路としてアンテナに開口部を有している。そして、開口部及びＩＣチップによって画定される孔（即ち、本発明の第１の孔に相当）の縁に沿って流れるループ状の電流がアンテナのリアクタンスとして働いている。この無線ＩＣタグを高誘電率の物品（例えば、ガラス、アクリル板、木材、紙、金属）に貼り付けた場合、誘電体による波長短縮効果や導電体との容量結合により無線ＩＣタグのアンテナのリアクタンスが変化し、自由空間での使用に比べ、共振状態が悪化して通信距離が低下する。

しかしながら、本発明の無線ＩＣタグ１のように、第２導電体層６を孔２１の一部に重ねて、孔２２の周の長さを孔２１の周長よりも短くすることによって、孔２２により構成されるループ状の電流に起因するインダクタンスを小さくでき、無線ＩＣタグ１のアンテナ２のリアクタンスの再調整が可能となる。これは、第２導電体層６を重ねることにより、無線ＩＣタグ１が電波を受信する時に誘導される第１導電体層１１の開口部１２のループ状の電流から第２導電体層６に新たなループ状の電流が誘導され、これらの電流による電磁界が干渉した結果、開口部１２の外周に流れる電流の見かけ上の経路が変化するためである。そして、このようにリアクタンスの再調整が行われた結果、共振の状態が改善され、通信距離の低下を抑制できる。

次に、図２を参照しつつ第２導電体層６の配置位置のバリエーションについて説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は、図１に示した無線ＩＣタグ１の第２導電体層６の位置を変更させた無線ＩＣタグ１ａ〜１ｃを示す断面図である。但し、図２においては、図１に示した無線ＩＣタグ１と構成が同一であるものには、同じ符号を付してある。

前記した無線ＩＣタグ１においては、第２導電体層６は、絶縁層３ｂとスペーサ７との間に配置されているが、第２導電体層６が第１導電体層１１と絶縁されるのであれば（即ち、絶縁層３を挟んでアンテナ２の反対側であれば）、どこに配置されていてもよい。例えば、図２（ａ）に示すように、絶縁層３ａと保護シート８との間に配置してもよいし、図２（ｂ）に示すように、保護シート８の両面のうち絶縁層３ａとは反対側の面（即ち、文字等の印刷面）に配置してもよいし、図２（ｃ）に示すように、スペーサ７の両面のうち絶縁層３ｂとは反対側の面に配置することもできる。

即ち、本願で言う「絶縁層３（＊１）を挟んでアンテナ２（＊２）の反対側には、」とは、「絶縁層３のアンテナ２と反対の面には、」という意味ではなく、アンテナ２と反対側であれば、スペーサ７、保護シート８等の他層や後述する被覆層３１、ケース３２等を介してもよいということを意味する。ここで、（＊１）、（＊２）を他の構成（スペーサ７等）に置き換えてもその意味は同じである。

（変形例）
次に、図３を参照しつつ本発明の無線ＩＣタグの変形例について説明する。図３は、図１（ａ）に示した無線ＩＣタグの変形例を示す断面図であり、（ａ）は第１変形例、（ｂ）は第２変形例、（ｃ）は第３変形例、（ｄ）は第４変形例、（ｅ）は第５変形例を示す。なお、図３において、第１実施形態の無線ＩＣタグ１と構成が同一であるものには、同じ符号を付してある。

（第１変形例）
第１変形例に係る無線ＩＣタグ１０１は、図３（ａ）に示すように、スペーサ７の代わりに中空体７ａ（部材）を有している点で、第１実施形態に係る無線ＩＣタグ１と異なる。中空体７ａ（部材）は、スペーサ７と略同じ大きさで、かつ内部に空隙７ｂを有する樹脂等からなる部材である。この中空体７ａ（部材）によっても、スペーサ７を設けた場合と同様に、物品１００の影響による通信性能の低下を抑制できる。なお、当該部材としては、絶縁層３ｂと物品１００との間に空隙が設けられるもので絶縁材料または誘電材料であれば中空体７ａに限定されず、例えば、断面積が主面２ａよりも小さく、かつ絶縁層３ｂと物品１００とを接続する接続部材（１又は複数の支柱、ばね、線状部材等）であってもよい。

（第２変形例）
第２変形例に係る無線ＩＣタグ２０１は、図３（ｂ）に示すように、スペーサ７を挟んでアンテナ２の反対側に第３導電体層９が設けられている点で、第１実施形態に係る無線ＩＣタグ１と異なる。第３導電体層９の材料としては、第１導電体層１１や第２導電体層６と同様、たとえば、アルミニウム、銅、鉄などの金属、合金材料、又はカーボン等の炭素系材料を用いることができる。この第３導電体層９を設けることにより、第３導電体層９が背面の物体１００の影響を遮蔽するため、水やセラミックなどの高誘電体に無線ＩＣタグを貼り付ける場合、無線ＩＣタグ１を取り付ける物品による通信性能の低下を抑制した無線ＩＣタグ１を提供できる。なお、スペーサ７の代わりに前記した部材（中空体７ａ等）が設けられており、当該部材を挟んでアンテナ２の反対側に、第３導電体層９（第３導電体層）が設けられていてもよい。

（第３変形例）
第１変形例に係る無線ＩＣタグ３０１は、図３（ｃ）に示すように、２つの第２導電体層（６ａ、６ｂ）を有している点で、第１実施形態に係る無線ＩＣタグ１と異なる。第２導電体層６ａは、絶縁層３ａと粘着層５ａとの間に配置されている。一方、第２導電体層６ｂは、粘着層５ｂとスペーサ７との間に配置され、かつ、アンテナ２の主面２ａと直交する方向から見て第２導電体層６ａと異なる位置になるように配置されている。なお、これら２つの第２導電体層（６ａ、６ｂ）は、それぞれ孔２１の一部に重なり、かつ、孔２１を分断しないように配置されている。このように、第２導電体層は複数（３つ以上でもよい）設けられていてもよい。また、これら複数の第２導電体層を設ける位置も様々な位置とできる。

また、第２導電体層６ａは、２つの第２導電体層６ａａ、６ａｂが積層されて構成され、第２導電体層６ｂは、２つの第２導電体層６ｂａ、６ｂｂが積層されて構成されている。このように、第２導電体層は複数（３つ以上でもよい）積層されていてもよい。なお、図３（ｃ）に示す第２導電体層６ａａ、６ａｂ、６ｂａ及び６ｂｂは、全て同一形状、同一材料を想定しているが、形状及び材料は各々異なっていてもよい。

（第４変形例）
第４変形例に係る無線ＩＣタグ４０１は、図３（ｄ）に示すように、粘着層（５ａ、５ｂ）、スペーサ７、及び保護シート８を有さず、絶縁層３の全周を被覆層３１で被覆している点で第１実施形態に係る無線ＩＣタグ１と異なる。

被覆層３１は、例えばゴムや樹脂からなり、アンテナ２やＩＣチップ４等を保護する役目を果たす。そして、保護シート８を被覆した場合に比べて無線ＩＣタグの強度や耐熱性、耐候性、耐薬品性等に優れる。通常の無線ＩＣタグであれば、被覆層３１で被覆されると物品１００に取り付けられる場合と同様、通信性能が低下する。しかし、本実施形態においては、第２導電体層６が設けられているので通信性能の低下の抑制できる。その結果、通信性能の低下を抑制しつつ、無線ＩＣタグの強度等を向上させることが可能となる。

なお、本実施形態では、スペーサ７や保護シート８等を取り除いて被覆層３１を被覆したが、これら取り除かずに被覆してもよい。また、第２導電体層６は、絶縁層３ｂに取り付けているが、絶縁層３ａに取り付けてもよいし、被覆層３１の上面３１ａや下面３１ｂに取り付けることも可能である。また、本願でいう、「絶縁層３の全周を被覆層３１で被覆する」とは、絶縁層３の全周を直接被覆層３１で被覆するという意味ではなく、一旦、スペーサ７や保護シート８等で被覆したものを被覆層３１で被覆する（即ち、絶縁層３を間接的に被覆する）ことも含むものである。

（第５変形例）
第５変形例に係る無線ＩＣタグ５０１は、図３（ｅ）に示すように、第１実施形態に係る無線ＩＣタグ１が、一面が開口した直方体状の筐体３３と当該一面を閉鎖するフタ３４とからなるケース３２に収納されている点で第１実施形態に係る無線ＩＣタグ１と異なる。

ケース３２は、例えばプラスチック製（セラミックやゴム等でもよい）であり、アンテナ２やＩＣチップ４等を保護する役目を果たす。そして、ケース３２に収納されてない場合に比べて無線ＩＣタグの強度や耐熱性、耐候性、耐薬品性等に優れる。通常の無線ＩＣタグであれば、ケース３２に収納されると物品１００に取り付けられる場合と同様、通信性能が低下する。しかし、本実施形態においては、第２導電体層６が設けられているので通信性能の低下の抑制できる。その結果、通信性能の低下を抑制しつつ、無線ＩＣタグの強度等を向上させることが可能となる。

なお、本実施形態では、無線ＩＣタグ１をケース３２に収納したが、少なくともアンテナ２、ＩＣチップ４、絶縁層３、及び第２導電体層６が収納されていればよい。即ち、無線ＩＣタグ１からスペーサ７や保護シート８等を取り除いてケース３２に収納してもよい。また、第２導電体層６は、粘着層５ｂを介して絶縁層３ｂに取り付けたが、粘着層５ａを介して絶縁層３ａに取り付けてもよいし、ケース３２の上面３２ａや下面３２ｂに取り付けることもできる。さらに、ケース３２の内面に取り付けることも可能である。

（実施例）
次に、第２導電体層を取り付けた無線ＩＣタグを実施例、第２導電体層を取り付けてない無線ＩＣタグを比較例として、無線通信距離の測定を行った。以下、測定結果について説明する。

まず、実施例に用いた無線ＩＣタグ１’について図４を参照しつつ説明する。図４は、実施例に用いた無線ＩＣタグの平面図である。無線ＩＣタグ１’は、第１導電体層１１’と開口部１２’を含むアンテナ２’と、絶縁層（不図示）と、ＩＣチップ４と、第２導電体層６とを有する無線ＩＣタグである。一方、比較例に用いた無線ＩＣタグ（不図示）は、実施例に用いた無線ＩＣタグ１’に第２導電体層６が取り付けられていないタグである。以下、無線ＩＣタグ１’の各部材の固定寸法及び材質を以下に示す。
１．重要寸法
アンテナ２’
長さＬ１：９３ｍｍ
幅Ｗ１：１９ｍｍ
スリット１２’
長さＬ２：３１ｍｍ
幅ｔ：１．４ｍｍ
曲率：０．０２
２．材質
アンテナ２’：アルミニウム
絶縁層３’：ＰＥＴ

なお、無線ＩＣタグ１’に用いたアンテナ２’及び絶縁層（不図示）は、各実施形態のアンテナ２及び絶縁層３に相当するアンテナである。但し、アンテナ２’は、図４に示すとおり、開口部１２’が曲率を有している点、及び第１導電体層１１’の一部に弧型の切り欠きが設けられている点でアンテナ２と異なる。また、絶縁層（不図示）も、アンテナ２’の形状と同じ形状であり、絶縁層３と異なる。但し、無線ＩＣタグ１’に用いたＩＣチップ４は、各実施形態のＩＣチップ４と同じである（そのため、同じ符号を付している）。

（実施例１）
この無線ＩＣタグ１’を実施例、無線ＩＣタグ１’に第２導電体層６が取り付けられていないタグを比較例とし、それぞれのタグを管理対象物（物品）に貼り付け、通信距離を測定した。ここで、第２導電体層６は、アルミニウム製であり、幅Ｗはアンテナ２’の幅と同じ１９ｍｍで固定とし、長さＬは可変とした。また、第２導電体層６は、図４に示すとおり、一端６ｘが基準ラインＳと一致し、他端６ｙがスリット１２’と重なるように貼り付けた。基準ラインＳとは、開口部１２’の一端１２’ａから１ｍｍ外側に設けたラインである。通信距離は、図５に記載の通常の測定方法で測定した。図５は、無線ＩＣタグの通信性能を測定する方法を示す図である。リーダアンテナには、NECトーキン株式会社製ICT-5050（円偏波アンテナ）を用い、リーダには、NECトーキン株式会社製ICT-5047-20（送信出力：30dBm、チャネル数：9チャネル、チャネル幅：200KHｚ、対応プロトコル：UHF帯 EPCglobal Class1 Gen2準拠）を用いた。なお、無線ＩＣタグ１’は、ＵＨＦ帯の電波のうち特に９５０ＭＨｚで用いることを想定しているので、本実施例（他の実施例も同じ）では９５０ＭＨｚでの通信距離を測定した。

表１に測定結果を示す。なお、表１の各項目についての説明（説明を要するものに限る）は以下のとおりである（後述する表２〜表４も同じ）。また、表１では、第２導電体層６の長さＬを可変させていき、最も通信距離が長くなったときの長さＬの値での結果を記載している。
各項目の説明
スペーサ７：発泡体（材質：ＰＥ）、幅２３ｍｍ×長さ９７ｍｍ×厚さ２ｍｍ
通信距離比率（％）：通信距離／自由空間での通信距離（比較例１０参照）×１００

表１から分かるとおり、無線ＩＣタグ１’（実施例）では、第２導電体層６を貼り付けていないタグ（比較例）に比べて、いずれの管理対象物に対しても通信距離の改善が見られた。また、スペーサ７を設けた場合にも、スペーサ７を設けていない場合に比べて通信距離が延びていることが分かる。以上より、第２導電体層６を設けることで、いずれの管理対象物（物品）に対しても通信距離を改善できることが分かった。

（実施例３）
今度は、第２導電体層６の長さＬを固定とし、幅Ｗを可変させて、通信距離を測定した。表２に測定結果を示す。幅Ｗは、アンテナ２’の幅Ｗ１よりも長い２３ｍｍ、アンテナ２’の幅Ｗ１と同じ１９ｍｍ、アンテナ２’の幅Ｗ１よりも短く開口部１２’の幅ｔよりも長い４ｍｍ（開口部１２’を覆える幅）の３つに可変させた。

管理対象物がアクリル板、ステンレス板のいずれの場合においても、幅Ｗの長さを変えたところで通信距離はほとんど同じであった。以上より、第２導電体層６のうち開口部１２’（厳密には第１の孔）を覆う部分以外の部分は、通信性能に影響をほとんど与えていないことが分かった。

（実施例４）
今度は、（実施例１）〜（実施例３）においては固定していたアンテナ２’の幅Ｗ１を可変させて（即ち第１導電体層１１’をカットして）、通信距離を測定した。表３に測定結果を示す。但し、第１導電体層１１’及びＩＣチップ４により画定される孔（第１の孔）はカットされないように第１導電体層１１’をカットした。なお、第２導電体層６の幅Ｗも第１導電体層に合わせてカットしている。

管理対象物がアクリル板、ステンレス板のいずれの場合においても、アンテナ２’の幅Ｗ１を短くしていくと通信距離が低下することが分かった。

（実施例５）
今後は、無線ＩＣタグ１’（実施例）と無線ＩＣタグ１’に第２導電体層６が取り付けられていないタグ（比較例）をそれぞれ、第３変形例で示したケース３２と同じケースに収納して、通信距離の測定を行った。表４に測定結果を示す。なお、ケースの材質、寸法は以下のとおりである。また、表４中の比較例１０は、ケースに収納していない場合の自由空間での結果であり、表１の比較例１０と同じである。
材質：ＰＣ樹脂
寸法：長さ１１９ｍｍ×幅３２ｍｍ×高さ６ｍｍ

測定結果より、第２導電体層６を備えていない場合は通信距離の低下が見られたが、第２導電体層６を備えている場合には通信距離がほとんど低下しなかった。したがって、第２導電体層により、無線ＩＣタグをケースに収納した場合にも通信性能の低下を抑制できることが分かった。

（効果）
（効果１）
以下、本発明の無線ＩＣタグの効果について説明する。本発明の無線ＩＣタグにおいては、絶縁層を挟んでアンテナの反対側に、アンテナの主面と直交する方向から見て、第１導電体層とＩＣチップとによって画定される第１の孔の一部に重なり、１又は複数箇所に設置され、１又は複数の層からなる第２導電体層が設けられている。さらに、第１導電体層、第２導電体層、及びＩＣチップによって画定される第２の孔の周長が、第１の孔の周長よりも短い。よって、無線ＩＣタグのアンテナのリアクタンスを再調整でき、共振の状態が改善される。その結果、取り付ける物品の影響による無線ＩＣタグの通信性能の低下を抑制できる。

また、汎用の無線ＩＣタグに第２導電体層を取り付けることにより、本発明を実施することができるので、容易かつ低コストに長距離通信可能な無線ＩＣタグを実現できる。さらに、無線ＩＣタグの強度等を向上させるために、無線ＩＣタグの周りを樹脂やゴムからなる被覆体で被覆した場合や無線ＩＣタグをケースに収納した場合でも十分な通信性能を得ることができる。

（効果２）
また、絶縁層のいずれか一方を挟んでアンテナの反対側には、当該反対側に空隙を有するように形成された部材または誘電体層が設けられている。よって、無線ＩＣタグの当該部材側または誘電体層側を物品等に固定することにより、空隙または誘電体層が物品の影響を抑制し、無線ＩＣタグの通信性能の低下をより抑制できる。その結果、例えば金属等、通信性能の低下が著しい物品に無線ＩＣタグを取り付けた場合であっても、十分な通信性能を得ることができる。

（効果３）
また、部材または誘電体層を挟んでアンテナの反対側には、グランド層（第３導電体層）が設けられている。よって水やセラミックなどの高誘電体に無線ＩＣタグを貼り付ける場合、グランド層が背面の物体の影響を遮蔽するため、タグを貼る物品による通信性能の低下を抑制した無線ＩＣタグを提供することができる。

（効果４）
また、第２導電体層は、絶縁層のいずれか一方を挟んでアンテナの反対側、及びその他方を挟んでアンテナの反対側に各々設けられており、かつ、その各々が１又は複数の層からなる。このように、第２導電体層は複数箇所に設置できるし、積層させることもできる。よって、同一形状の第２導電体層を、適宜操作して（複数箇所に設置したり、重ね合わせたり等）、アンテナのリアクタンスを再調整できる。その結果、物品やアンテナの大きさによって、異なる大きさの第２導電体層を用意する必要がない。さらに、第２導電体層を複数箇所設けることによって、用途別など調整を追加で行うことができる。例えば、１つ目の第２導電体層で調整を行い、性能が十分でない場合や物品の種別に応じて、追加での調整が容易に行える。

（効果５）
また、無線ＩＣタグは、絶縁層の全周を被覆する被覆層をさらに備える。よって、通信性能の低下を抑制しつつ、無線ＩＣタグの強度等を向上させることが可能となる。

（効果６）
少なくとも前記アンテナ、前記ＩＣチップ、前記絶縁層、及び前記第２導電体層を収納するケースをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線ＩＣタグ。

（効果７）
また、アンテナの幅は、通信に使用する電波の波長の２．５％以上アンテナの長さ以下である。また、本発明によれば金属などの導電体に無線ＩＣタグを設置した時に、第１導電体層の幅を広くすると空間への放射量を大きくさせることができ、無線ＩＣタグの通信特性を改善することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。

・ １０１、２０１、３０１、４０１、５０１ 無線ＩＣタグ
２ アンテナ
２ａ 主面
３ 絶縁層
４ ＩＣチップ
５ａ、５ｂ 粘着層
６ 第２導電体層
７ スペーサ（誘電体層）
７ａ 中空体（部材）
７ｂ 空隙
８ 保護シート
９ 第３導電体層
１１ 第１導電体層
１２ 開口部
２１ 孔（第１の孔）
２２ 孔（第２の孔）
３１ 被覆層
３２ ケース

Claims (7)

1. 第１導電体層と前記第１導電体層に形成された開口部とで構成されるアンテナと、
   前記アンテナの主面と直交する方向から見て前記開口部を分断するように、前記第１導電体層に配置されるＩＣチップと、
   前記第１導電体層の両面及び前記ＩＣチップを被覆する絶縁層と、
   を備える、無線ＩＣタグにおいて、
   前記絶縁層を挟んで前記アンテナの反対側には、
   前記アンテナの主面と直交する方向から見て、前記第１導電体層及び前記ＩＣチップによって画定される第１の孔の一部に重なり、１又は複数箇所に設置され、１又は複数の層からなる第２導電体層が設けられており、
   前記第１導電体層、前記第２導電体層、及び前記ＩＣチップによって画定される第２の孔の周長が、前記第１の孔の周長よりも短いことを特徴とする無線ＩＣタグ。
2. 前記絶縁層のいずれか一方を挟んで前記アンテナの反対側には、当該反対側に空隙を有するように形成された部材または誘電体層が設けられている、請求項１に記載の無線ＩＣタグ。
3. 前記部材または前記誘電体層を挟んで前記アンテナの反対側には、第３導電体層が設けられている、請求項２に記載の無線ＩＣタグ。
4. 前記第２導電体層は、前記絶縁層のいずれか一方を挟んで前記アンテナの反対側、及びその他方を挟んで前記アンテナの反対側に各々設けられており、かつ、その各々が１又は複数の層からなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線ＩＣタグ。
5. 前記絶縁層の全周を被覆する被覆層をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線ＩＣタグ。
6. 少なくとも前記アンテナ、前記ＩＣチップ、前記絶縁層、及び前記第２導電体層を収納するケースをさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線ＩＣタグ。
7. 前記アンテナの幅は、通信に使用する電波の波長の２．５％以上前記アンテナの長さ以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線ＩＣタグ。

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