JP2018160736A - 非接触型データ受送信体 - Google Patents

Abstract

【課題】メアンダ構造を有するアンテナを備え、誘電体に貼付した場合におけるアンテナの放射効率の劣化を抑えながら、アンテナを小型化することができる非接触型データ受送信体を提供する。【解決手段】ＩＣチップ２０と、ＩＣチップ２０に接続されたアンテナ３０とを備え、アンテナ３０は、主線部３１，３２と、インピーダンス調整部３３，３４と、放射部３５，３６とを有し、放射部３５，３６は、主線部３１，３２と連接するメアンダ部３９，４０と、主線部３１，３２と反対側にてメアンダ部３９，４０に連接するアンテナ端部４１，４２と、アンテナ端部４１，４２の幅方向の端の少なくとも一方を基端として、主線部３１，３２側に、主線部３１，３２と平行に延在する折返部４３，４４，４５，４６とを有し、メアンダ部３９，４０は、折返部４３，４４，４５，４６とアンテナ端部４１，４２で形成される領域内に配置された非接触型データ受送信体１０。【選択図】図１

Description

本発明は、非接触型データ受送信体に関する。

近年、流通管理、履歴管理、物品管理、その他の各種管理を効率的に行うべく、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が様々な用途に用いられている。このＲＦＩＤを応用したＲＦＩＤタグにおいて、アンテナの放射効率の劣化を抑えながら、アンテナを小型化する方法としては、例えば、アンテナをメアンダ構造とすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−８１６３２号公報

しかしながら、メアンダ構造を有するアンテナは、構造が複雑であるため、電流が上手く流れず、放射効率が大きく劣化する。その結果、メアンダ構造を有するアンテナは通信距離が短くなり、実際の運用に必要な通信距離を有していないことがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、メアンダ構造を有するアンテナを備え、誘電体に貼付した場合におけるアンテナの放射効率の劣化を抑えながら、アンテナを小型化することができる非接触型データ受送信体を提供することを目的とする。

ＩＣチップと、該ＩＣチップに接続されたアンテナと、を備え、前記アンテナは、２つの主線部と、２つの給電部と、２つの放射部と、を有し、前記放射部は、前記主線部と連接するメアンダ部と、前記主線部と反対側にて前記メアンダ部に連接するアンテナ端部と、前記アンテナ端部の幅方向の端の少なくとも一方を基端として、前記主線部側に、前記主線部と平行に延在する折返部と、を有し、前記メアンダ部は、前記折返部と前記アンテナ端部で形成される領域内に配置されたことを特徴とする非接触型データ受送信体。

本発明によれば、メアンダ構造を有するアンテナを備え、誘電体に貼付した場合におけるアンテナの放射効率の劣化を抑えながら、アンテナを小型化することができる非接触型データ受送信体を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る非接触型データ受送信体を示す概略平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る非接触型データ受送信体を示す概略平面図である。 比較例１の非接触型データ受送信体を示す概略平面図である。 比較例２の非接触型データ受送信体を示す概略平面図である。 実施例１および２の非接触型データ受送信体、並びに比較例１および２の非接触型データ受送信体の通信特性を示す図である。

本発明の非接触型データ受送信体の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。

［非接触型データ受送信体］
本実施形態の非接触型データ受送信体は、ＩＣチップと、該ＩＣチップに接続されたアンテナと、を備え、前記アンテナは、２つの主線部と、２つの給電部と、２つの放射部と、を有し、前記放射部は、前記主線部と連接するメアンダ部と、前記主線部と反対側にて前記メアンダ部に連接するアンテナ端部と、前記アンテナ端部の幅方向の端の少なくとも一方を基端として、前記主線部側に、前記主線部と平行に延在する折返部と、を有し、前記メアンダ部は、前記折返部と前記アンテナ端部で形成される領域内に配置されている。

以下、図面を参照して、本実施形態の非接触型データ受送信体を具体的に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る非接触型データ受送信体を示す概略平面図である。
図１に示すように、本実施形態の非接触型データ受送信体１０は、ＩＣチップ２０と、ＩＣチップ２０と電気的に接続されたアンテナ３０とから概略構成されている。

アンテナ３０は、２つの主線部３１，３２と、２つのインピーダンス調整部３３，３４と、２つの放射部３５，３６と、を有する。
２つの主線部３１，３２は、対をなしており、ＩＣチップ２０を中心として互いに対向し、その対向する側がそれぞれインピーダンス調整部（ＩＣチップ２０と接続する部分）３３，３４と連接している。また、２つの主線部３１，３２はそれぞれ、インピーダンス調整部３３，３４と反対側にて、外形が平面視長方形状の放射部３５，３６と連接している。また、主線部３１と放射部３５は放射素子３７を形成し、主線部３２と放射部３６は放射素子３８を形成している。

放射部３５，３６は、メアンダ部３９，４０と、アンテナ端部４１，４２と、折返部４３，４４，４５，４６と、を有する。
メアンダ部３９は、主線部３１におけるインピーダンス調整部３３とは反対側の端と連接している。メアンダ部４０は、主線部３２におけるインピーダンス調整部３４とは反対側の端と連接している。
アンテナ端部４１は、メアンダ部３９における主線部３１とは反対側の端と連接している。アンテナ端部４２は、メアンダ部４０における主線部３２とは反対側の端と連接している。
折返部４３，４４は、対をなしている。折返部４３，４４はそれぞれ、アンテナ端部４１の幅方向（アンテナ３０の長さ方向と直交する方向）の両端を基端として、主線部３１側に、主線部３１と平行に延在している。折返部４５，４６は、対をなしている。折返部４５，４６はそれぞれ、アンテナ端部４２の幅方向（アンテナ３０の長さ方向と直交する方向）の両端を基端として、主線部３２側に、主線部３２と平行に延在している。

メアンダ部３９は、折返部４３，４４とアンテナ端部４１で形成される領域（図１において、折返部４３，４４とアンテナ端部４１で形成される平面視コ字状の領域）内に配置されている。メアンダ部３９が、前記の領域内に配置されているとは、メアンダ部３９が折返部４３，４４における主線部３１側の端４３ａ，４４ａから突出していない状態を言う。メアンダ部４０は、折返部４５，４６とアンテナ端部４２で形成される領域（図１において、折返部４５，４６とアンテナ端部４２で形成される平面視コ字状の領域）内に配置されている。メアンダ部４０が、前記の領域内に配置されているとは、メアンダ部４０が折返部４５，４６における主線部３２側の端４５ａ，４６ａから突出していない状態を言う。

アンテナ３０は、非接触ＩＣカードなどの非接触ＩＣモジュールに利用できる極超短波帯〈ＵＨＦ〉やマイクロ波帯の電波帯の周波数（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）の１／２波長に相当する長さとなっている。すなわち、放射素子３７，３８の長手方向における長さは、１／４波長に相当する長さとなっている。

インピーダンス調整部３３，３４は、ＩＣチップ２０とアンテナ３０のインピーダンスを整合するために設けられている。インピーダンス調整部３３，３４は、アンテナ３０にて受信した、情報読出／書込装置（リーダ／ライタ）からの高周波電力をＩＣチップ２０に供給するためのものである。

メアンダ部３９，４０は、目的とするアンテナ３０の通信距離に応じて、長さや折り返しの数が適宜調整される。メアンダ部３９，４０が、アンテナ端部４１，４２の幅方向のほぼ全域にわたって１回折り返されている場合、折り返しの数を１回とする。したがって、本実施形態の非接触型データ受送信体１０では、メアンダ部３９，４０の折り返しの数は１．２５回である。

アンテナ端部４１，４２の形状は、特に限定されないが、平面視面状（正方形状、長方形状等）であることが好ましい。アンテナ端部４１，４２の形状を平面視面状とすることにより、アンテナ３０の指向性を広くすることができる。

折返部４３，４４，４５，４６は、アンテナ３０が受信する電波の周波数のピークを調整するために設けられる。折返部４３，４４，４５，４６を設けることにより、アンテナ３０が受信する電波の周波数のピークを高周波側にシフトすることができる。折返部４３，４４，４５，４６は、目的とするアンテナ３０が受信する電波の周波数のピークに応じて、長さが適宜調整される。

アンテナ３０を構成する材料としては、例えば、公知のポリマー型導電インク、銀インク組成物等の導電性のインク、金属箔、電気メッキや静電メッキにより形成された金属薄膜、金属蒸着等の各種薄膜形成法により形成された金属薄膜、金属板等が挙げられる。

ＩＣチップ２０としては、特に限定されず、アンテナ３０を介して非接触状態にて情報の書き込みおよび読み出しが可能なものであればよい。ＩＣチップ２０としては、非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベル、あるいは、非接触型ＩＣカード等のＲＦＩＤメディアに適用可能なものであればいかなるものでも用いられる。

なお、本実施形態の非接触型データ受送信体１０は、ＩＣチップ２０とアンテナ３０が基材上に配置されたものであってもよい。
基材としては、特に限定されず、種々の樹脂からなる基材、上質紙、薄葉紙、グラシン紙、硫酸紙などの紙からなる基材等が挙げられる。

なお、本実施形態の非接触型データ受送信体１０では、折返部４３，４４が対をなし、折返部４５，４６が対をなしている場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、アンテナ端部の幅方向の端の少なくとも一方を基端として、主線部側に、主線部と平行に延在する折返部が設けられていればよい。

本実施形態の非接触型データ受送信体１０によれば、メアンダ部３９が折返部４３，４４とアンテナ端部４１で形成される領域内に配置され、メアンダ部４０が折返部４５，４６とアンテナ端部４２で形成される領域内に配置されているため、誘電体に貼付した場合におけるアンテナ３０の放射効率の劣化を抑え、結果として、通信距離の減少を抑えることができる。また、アンテナ３０を小型化することができる。

［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る非接触型データ受送信体を示す概略平面図である。
図２に示すように、本実施形態の非接触型データ受送信体１００は、ＩＣチップ１１０と、ＩＣチップ１１０と電気的に接続されたアンテナ１２０とから概略構成されている。

アンテナ１２０は、２つの主線部１２１，１２２と、２つのインピーダンス調整部１２３，１２４と、２つの放射部１２５，１２６と、を有する。
２つの主線部１２１，１２２は、対をなしており、ＩＣチップ１１０を中心として互いに対向し、その対向する側がそれぞれインピーダンス調整部（ＩＣチップ１１０と接続する部分）１２３，１２４と連接している。また、２つの主線部１２１，１２２はそれぞれ、インピーダンス調整部１２３，１２４と反対側にて、外形が平面視長方形状の放射部１２５，１２６と連接している。また、主線部１２１と放射部１２５は放射素子１２７を形成し、主線部１２２と放射部１２６は放射素子１２８を形成している。

放射部１２５，１２６は、メアンダ部１２９，１３０と、アンテナ端部１３１，１３２と、折返部１３３，１３４，１３５，１３６と、を有する。
メアンダ部１２９は、主線部１２１におけるインピーダンス調整部１２３とは反対側の端と連接している。メアンダ部１３０は、主線部１２２におけるインピーダンス調整部１２４とは反対側の端と連接している。
アンテナ端部１３１は、メアンダ部１２９における主線部１２１とは反対側の端と連接している。アンテナ端部１３２は、メアンダ部１３０における主線部１２２とは反対側の端と連接している。
折返部１３３，１３４は、対をなしている。折返部１３３，１３４はそれぞれ、アンテナ端部１３１の幅方向（アンテナ１２０の長さ方向と直交する方向）の両端を基端として、主線部１２１側に、主線部１２１と平行に延在している。折返部１３５，１３６は、対をなしている。折返部１３５，１３６はそれぞれ、アンテナ端部１３２の幅方向（アンテナ１２０の長さ方向と直交する方向）の両端を基端として、主線部１２２側に、主線部１２２と平行に延在している。

メアンダ部１２９は、折返部１３３，１３４とアンテナ端部１３１で形成される領域（図２において、折返部１３３，１３４とアンテナ端部１３１で形成される平面視コ字状の領域）内に配置されている。メアンダ部１２９が、前記の領域内に配置されているとは、メアンダ部１２９が折返部１３３，１３４における主線部１２１側の端１３３ａ，１３４ａから突出していない状態を言う。メアンダ部１３０は、折返部１３５，１３６とアンテナ端部１３２で形成される領域（図２において、折返部１３５，１３６とアンテナ端部１３２で形成される平面視コ字状の領域）内に配置されている。メアンダ部１３０が、前記の領域内に配置されているとは、メアンダ部１３０が折返部１３５，１３６における主線部１２２側の端１３５ａ，１３６ａから突出していない状態を言う。

アンテナ１２０は、非接触ＩＣカードなどの非接触ＩＣモジュールに利用できる極超短波帯〈ＵＨＦ〉やマイクロ波帯の電波帯の周波数（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）の１／２波長に相当する長さとなっている。すなわち、放射素子１２７，１２８の長手方向における長さは、１／４波長に相当する長さとなっている。

インピーダンス調整部１２３，１２４は、ＩＣチップ１１０とアンテナ１２０のインピーダンスを整合するために設けられている。インピーダンス調整部１２３，１２４は、アンテナ１２０にて受信した、情報読出／書込装置（リーダ／ライタ）からの高周波電力をＩＣチップ１１０に供給するためのものである。

メアンダ部１２９，１３０は、目的とするアンテナ１２０の通信距離に応じて、長さや折り返しの数が適宜調整される。メアンダ部１２９，１３０が、アンテナ端部１３１，１３２の幅方向のほぼ全域にわたって１回折り返されている場合、折り返しの数を１回とする。したがって、本実施形態の非接触型データ受送信体１００では、メアンダ部１２９，１３０の折り返しの数は２．２５回である。

アンテナ端部１３１，１３２の形状は、特に限定されないが、平面視面状（正方形状、長方形状等）であることが好ましい。アンテナ端部１３１，１３２の形状を平面視面状とすることにより、アンテナ１２０の指向性を広くすることができる。

折返部１３３，１３４，１３５，１３６は、アンテナ１２０が受信する電波の周波数のピークを調整するために設けられる。折返部１３３，１３４，１３５，１３６を設けることにより、アンテナ１２０が受信する電波の周波数のピークを高周波側にシフトすることができる。折返部１３３，１３４，１３５，１３６は、目的とするアンテナ１２０が受信する電波の周波数のピークに応じて、長さが適宜調整される。

アンテナ１２０を構成する材料としては、上記のアンテナ３０と同様のものが挙げられる。

ＩＣチップ１１０としては、上記のＩＣチップ２０と同様のものが挙げられる。

なお、本実施形態の非接触型データ受送信体１００は、ＩＣチップ１１０とアンテナ１２０が基材上に配置されたものであってもよい。
基材としては、特に限定されず、種々の樹脂からなる基材、上質紙、薄葉紙、グラシン紙、硫酸紙等の紙からなる基材等が挙げられる。

なお、本実施形態の非接触型データ受送信体１００では、折返部１３３，１３４が対をなし、折返部１３５，１３６が対をなしている場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明にあっては、アンテナ端部の幅方向の端の少なくとも一方を基端として、主線部側に、主線部と平行に延在する折返部が設けられていればよい。

本実施形態の非接触型データ受送信体１００によれば、メアンダ部１２９が折返部１３３，１３４とアンテナ端部１３１で形成される領域内に配置され、メアンダ部１３０が折返部１３５，１３６とアンテナ端部１３２で形成される領域内に配置されているため、誘電体に貼付した場合におけるアンテナ１２０の放射効率の劣化を抑え、結果として、通信距離の減少を抑えることができる。また、アンテナ１２０を小型化することができる。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
図１に示す非接触型データ受送信体１０を用意した。
実施例１の非接触型データ受送信体１０において、アンテナ３０の長さ（アンテナ端部４１の端からアンテナ端部４２の端までの長さ）を７０ｍｍ、アンテナ端部４１，４２の幅（アンテナ３０の長さ方向と直交する方向の長さ）を１４ｍｍ、メアンダ部３９，４０の長さ（アンテナ３０の長さ方向と直交する方向の長さ）を９ｍｍとした。

［実施例２］
図２に示す非接触型データ受送信体１００を用意した。
実施例１の非接触型データ受送信体１００において、アンテナ１２０の長さ（アンテナ端部１３１の端からアンテナ端部１３２の端までの長さ）を７０ｍｍ、アンテナ端部１３１，１３２の幅（アンテナ１２０の長さ方向と直交する方向の長さ）を１４ｍｍ、メアンダ部１２９，１３０の長さ（アンテナ１２０の長さ方向と直交する方向の長さ）を９ｍｍとした。

［比較例１］
図３に示す非接触型データ受送信体２００を用意した。
図３に示すように、本実施形態の非接触型データ受送信体２００は、ＩＣチップ２１０と、ＩＣチップ２１０と電気的に接続されたアンテナ２２０とから概略構成されている。
アンテナ２２０は、２つの主線部２２１，２２２と、２つのインピーダンス調整部２２３，２２４と、２つの放射部２２５，２２６と、を有する。
２つの主線部２２１，２２２は、対をなしており、ＩＣチップ２１０を中心として互いに対向し、その対向する側がそれぞれインピーダンス調整部２２３，２２４と連接している。また、２つの主線部２２１，２２２はそれぞれ、インピーダンス調整部２２３，２２４と反対側にて、平面視長方形状の放射部２２５，２２６と連接している。また、主線部２２１と放射部２２５は放射素子２２７を形成し、主線部２２２と放射部２２６は放射素子２２８を形成している。
放射部２２５，２２６は、メアンダ部２２９，２３０と、アンテナ端部２３１，２３２と、を有する。
メアンダ部２２９は、主線部２２１におけるインピーダンス調整部２２３とは反対側の端と連接している。メアンダ部２３０は、主線部２２２におけるインピーダンス調整部２２４とは反対側の端と連接している。
アンテナ端部２３１は、メアンダ部２２９における主線部２２１とは反対側の端と連接している。アンテナ端部２３２は、メアンダ部２３０における主線部２２２とは反対側の端と連接している。
比較例１の非接触型データ受送信体２００において、アンテナ２２０の長さ（アンテナ端部２３１の端からアンテナ端部２３２の端までの長さ）を７０ｍｍ、アンテナ端部２３１，２３２の幅（アンテナ２２０の長さ方向と直交する方向の長さ）を１４ｍｍ、メアンダ部２２９，２３０の長さ（アンテナ２２０の長さ方向と直交する方向の長さ）を１４ｍｍとした。

［比較例２］
図４に示す非接触型データ受送信体３００を用意した。
図４に示すように、本実施形態の非接触型データ受送信体３００は、ＩＣチップ３１０と、ＩＣチップ３１０と電気的に接続されたアンテナ３２０とから概略構成されている。
アンテナ３２０は、２つの主線部３２１，３２２と、２つのインピーダンス調整部３２３，３２４と、２つの放射部３２５，３２６と、を有する。
２つの主線部３２１，３２２は、対をなしており、ＩＣチップ３１０を中心として互いに対向し、その対向する側がそれぞれインピーダンス調整部３２３，３２４と連接している。また、２つの主線部３２１，３２２はそれぞれ、インピーダンス調整部３２３，３２４と反対側にて、外形が平面視長方形状の放射部３２５，３２６と連接している。また、主線部３２１と放射部３２５は放射素子３２７を形成し、主線部３２２と放射部３２６は放射素子３２８を形成している。
放射部３２５，３２６は、メアンダ部３２９，３３０と、アンテナ端部３３１，３３２と、折返部３３３，３３４，３３５，３３６と、を有する。
メアンダ部３２９は、主線部３２１におけるインピーダンス調整部３２３とは反対側の端と連接している。メアンダ部３３０は、主線部３２２におけるインピーダンス調整部３２４とは反対側の端と連接している。
アンテナ端部３３１は、メアンダ部３２９における主線部３２１とは反対側の端と連接している。アンテナ端部３３２は、メアンダ部３３０における主線部３２２とは反対側の端と連接している。
折返部３３３，３３４は、対をなしている。折返部３３３，３３４はそれぞれ、アンテナ端部３３１の幅方向（アンテナ３２０の長さ方向と直交する方向）の両端を基端として、主線部３２１側に、主線部３２１と平行に延在している。折返部３３５，３３６は、対をなしている。折返部３３５，３３６はそれぞれ、アンテナ端部３３２の幅方向（アンテナ３２０の長さ方向と直交する方向）の両端を基端として、主線部３２２側に、主線部３２２と平行に延在している。
メアンダ部３２９は、その一部が折返部３３３，３３４とアンテナ端部３３１で形成される領域（図４において、折返部３３３，３３４とアンテナ端部３３１で形成される平面視コ字状の領域）外に配置されている。メアンダ部３２９の一部が、前記の領域外に配置されているとは、メアンダ部３２９の一部が折返部３３３，３３４における主線部３２１側の端３３３ａ，３３４ａから突出している状態を言う。メアンダ部３３０は、その一部が折返部３３５，３３６とアンテナ端部３３２で形成される領域（図４において、折返部３３５，３３６とアンテナ端部３３２で形成される平面視コ字状の領域）外に配置されている。メアンダ部３３０の一部が、前記の領域外に配置されているとは、メアンダ部３３０の一部が折返部３３５，３３６における主線部３２２側の端３３５ａ，３３６ａから突出している状態を言う。

［通信特性の評価］
実施例１および２の非接触型データ受送信体、並びに比較例１および２の非接触型データ受送信体を、青板ガラス（誘電率＝７．３）に貼付し、情報読出／書込装置（商品名：Ｔａｇ Ｆｏｒｍａｎｃｅｌｉｔｅ、Ｖｏｙａｎｔｉｃ社製）を用いて、電波暗箱内にて、それぞれの非接触型データ受送信体の通信距離を測定した。なお、通信距離を測定するに当たり、情報読出／書込装置の出力を一定とした。結果を図５に示す。
図５の結果から、実施例１および２の非接触型データ受送信体は、比較例１および２の非接触型データ受送信体よりも誘電体に貼付した場合にアンテナの放射効率の劣化が抑えられ、その結果として、通信距離の減少も抑えられていることが確認された。

１０，１００・・・非接触型データ受送信体、２０，１１０・・・ＩＣチップ、３０，１２０，・・・アンテナ、３１，３２，１２１，１２２・・・主線部、３３，３４，１２３，１２４・・・インピーダンス調整部、３５，３６，１２５，１２６・・・放射部、３７，３８，１２７，１２８・・・放射素子、３９，４０，１２９，１３０・・・メアンダ部、４１，４２，１３１，１３・・・アンテナ端部、４３，４４，４５，４６，１３３，１３４，１３５，１３６・・・折返部。

Claims (1)

1. ＩＣチップと、該ＩＣチップに接続されたアンテナと、を備え、
   前記アンテナは、２つの主線部と、２つのインピーダンス調整部と、２つの放射部と、を有し、
   前記放射部は、前記主線部と連接するメアンダ部と、前記主線部と反対側にて前記メアンダ部に連接するアンテナ端部と、前記アンテナ端部の幅方向の端の少なくとも一方を基端として、前記主線部側に、前記主線部と平行に延在する折返部と、を有し、
   前記メアンダ部は、前記折返部と前記アンテナ端部で形成される領域内に配置されたことを特徴とする非接触型データ受送信体。

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