JP6474235B2 - Ｉｃタグ - Google Patents

Description

本発明は、外部の通信装置との間で情報の送信または受信を行うためのＩＣタグに関する。

ＩＣタグの中には、金属部分を共振アンテナとして用いるような金属対応のＩＣタグが存在している。かかるタイプのＩＣタグでは、誘電体が金属で覆われつつも、その誘電体の内部にＩＣチップＩＣタグ本体）を内蔵し、さらに誘電体の一部が露出している構成を有するものがある。そのようなものとしては、たとえば特許文献１に開示の構成がある。

特許文献１には、ＵＨＦ帯で共振する折り返し形のアンテナの内側に、核となる小型のＩＣチップが内蔵された構成が開示されている（図１７Ｅ，１７Ｆ等）。また、ＩＣチップの周囲は、誘電体または磁性体の充填剤で覆われている。

特開２０１０−２１８５３７号公報

特許文献１に開示の構成では、内蔵されているＩＣチップが有しているコイル状のループ面Ａ１（図５Ａ参照）が、周囲の金属面に直交するように配置されている。このため、ＩＣタグを薄型化しようとする場合、ループ面Ａ１の一辺の寸法が、ＩＣタグ全体の厚みの限界となってしまう。また、特許文献１に開示のＩＣタグは、ＩＣタグ全体の厚みが大きく、この厚みの大きな部分が取り付けた後の邪魔な突起部となりやすく、さらに柔軟性も備えておらず、たとえば湾曲した湾曲面に貼付する等が困難である。

その一方で、金属対応していないＵＨＦ帯域のＩＣタグの中には、小型のものもあるが、リーダ装置との間で通信を行える距離（飛距離）が、たとえば５ｍｍ程度のように非常に小さくなっている。そのため、飛距離をより増大させたいという要望もある。また、５ｍｍ程度の飛距離でも良いとしたとしてもあまりに小型化し過ぎると、そのＩＣタグを実装する際に指等でつまむことが困難となり、設置部位に取り付ける際の作業性が悪化してしまう、という問題もある。

そのため、薄型化を達成し、飛距離を伸ばすことができ、さらには取り付けの際の作業性を悪化させない、例えば摘める程度に小型化されたＩＣタグを実現することが望まれている。さらに、ＩＣタグが柔軟性を備えることが望ましい。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、薄型化を達成すること、邪魔になりやすい突起部を軽減しながらも飛距離を伸ばすこと、取り付けの際の作業性を悪化させない程度に小型化すること、のうちの少なくとも一つを達成することのできるＵＨＦ帯域のＩＣタグを提供しよう、とするものである。また、これらの目的に加えて、柔軟性を備えるＩＣタグを提供することが一層好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、外部の通信装置からＵＨＦ帯域の電磁波を照射した場合に、表面に定在波の高周波電流を生じさせると共に、金属箔を材質として形成される金属箔部と、金属箔部が表面側および裏面側の両面側に積層されると共に、柔軟に変形可能な材質から形成され、かつ高周波電流に応じた磁束を通過させる磁気回路を形成する媒質としての誘電体層と、誘電体層に取り付けられ、ＩＣチップとこのＩＣチップに接続されたコイルアンテナとを備え、金属箔部に高周波電流が流れた場合にコイルアンテナとの間で電磁結合を生じさせることで外部の通信装置との間で通信を行うためのＩＣタグ本体と、を備え、ＩＣタグ本体のうちコイルアンテナが存在する表面の傾斜方向を、金属箔部と誘電体層とが積層される厚み方向成分と金属箔部の表面方向成分とに分けた場合、表面方向成分が厚み方向成分よりも大きくなるように、ＩＣタグ本体が誘電体層に取り付けられている、ことを特徴とするＩＣタグが提供される。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、誘電体層は、柔軟に変形可能な材質から形成されると共に、ＩＣタグ本体は、誘電体層の内部に配置され、かつ表面側および裏面側の金属箔部にそれぞれ厚みが最小となるように近接もしくは接触する状態で配置されている、ことが好ましい。

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、誘電体層は、柔軟に変形可能な材質から形成されると共に、ＩＣタグ本体は、誘電体層の表面側に取り付けられていて、その取り付け部位には金属箔部の一部を切り欠くと共に磁束を通過させる切欠部が設けられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、切欠部は、ＩＣタグ本体の全体を露出させる大きさに設けられている、ことが好ましい。

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、切欠部に隣接して、高周波電流を流す導電路が設けられていると共に、導電路を挟んで切欠部とは反対側には、金属箔部の一部を切り欠いた第２切欠部が設けられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、切欠部は、金属箔部の長手方向に沿って長尺状に設けられていて、ＩＣタグ本体は、長尺状の切欠部に沿ってコイルアンテナが長尺状に設けられている、ことが好ましい。

また、本発明の他の側面は、上述の発明において、金属箔部のうち前記切欠部の周辺の一部は、ＩＣタグ本体を押さえて固定するように設けられている、ことが好ましい。

本発明によると、薄型化を達成すること、柔軟性を備えながらも飛距離を伸ばすこと、取り付けの際の作業性を悪化させない程度に小型化すること、のうち少なくとも一つを達成することのできるＵＨＦ帯域のＩＣタグを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るＩＣタグの構成を示す平面図である。 図１に示すＩＣタグをＡ−Ａ線で切断した状態を示す側面断面図である。 図１に示すＩＣタグをＢ−Ｂ線に沿って切断した状態を示す側面断面図である。 図１に示すＩＣタグの斜視図であり、ＩＣタグ本体を磁力線が通過する様子を示す図である。 共振長の金属箔部を備えるＩＣタグにおいて、ＩＣタグ本体の傾斜角度を種々変更した場合に磁力線が通過するイメージを示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るＩＣタグの構成を示す平面図である。 図６に示すＩＣタグをＣ−Ｃ線で切断した状態を示す側面断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係るＩＣタグの構成を示す平面図である。 図８に示すＩＣタグをＤ−Ｄ線で切断した状態を示す側面断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係るＩＣタグの構成を示す平面図である。 図１０に示すＩＣタグをＥ−Ｅ線で切断した状態を示す側面断面図である。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態に係るＩＣタグ１０Ａについて、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を用いて説明する場合があるものとし、Ｘ方向をＩＣタグ１０Ａの長手方向とし、Ｘ１側は図１において奥側、Ｘ２側は図１において手前側とする。またＹ方向をＩＣタグ１０Ａの幅方向とし、Ｙ１側は図１において右側とし、Ｙ２側は図１において左側とする。また、Ｚ方向をＩＣタグ１０Ａの厚み方向とし、Ｚ１側は図２において奥側、Ｚ２側は図２において手前側とする。

＜ＩＣタグ１０Ａの構成について＞
図１は、ＩＣタグ１０Ａの構成を示す平面図である。図２は、図１に示すＩＣタグ１０ＡをＡ−Ａ線で切断した状態を示す側面断面図である。図１および図２に示すように、ＩＣタグ１０Ａは、金属箔部２０と、誘電体層３０と、ＩＣタグ本体４０Ａとを有している。

金属箔部２０は、たとえばアルミニウム箔のような金属箔と接着材層とが積層された構成となっている。たとえばアルミニウム箔を用いた金属箔部２０の厚みが８０μのものがあるが、その中でアルミニウム箔は５μ〜１０μ程度の厚みとなっていて、アルミニウム箔は接着材層に比べて非常に薄く設けられている。なお、金属箔部２０の厚みは種々変更可能であるが、ＩＣタグ１０Ａ全体での薄型化を図るためには、より薄い方が好ましい。また、誘電体層３０が接着性を有する場合には、金属箔部２０から接着材層を除去するように構成しても良い。

かかる金属箔部２０は、図３および図４に示すように、折り返し部分２１を有する構成となっている。そのため、金属箔部２０は、一方の側面を閉塞しているが、他方の側面は閉塞せずに開放させた構成となっている。なお、図３は、図１に示すＩＣタグ１０ＡをＢ−Ｂ線に沿って切断した状態を示す側面断面図である。また、図４は、図１に示すＩＣタグ１０Ａの斜視図であり、ＩＣタグ本体４０Ａを磁力線φが通過する様子を示す図である。

この金属箔部２０の寸法は、放射されたＵＨＦ帯域の電磁波を受信した場合に、金属箔部２０の表面には図４に示すような高周波電流ｉが流れるが、金属箔部２０はその高周波電流ｉが共振するような長さ（共振長）に設けられている。具体的には、金属箔部２０で挟まれた誘電体３０で短縮された波長をλ１とすると、図３に示すように折り返し部分２１を有して表裏を有するように折り返される構造で、これは、よく知られる基本的な共振長である半波長共振の構造に相当する。この折り返し構造が共振するためには、真空中または空気中の波長の概ね１／４程度の長さ（４分の１波長サイズ）となることが好ましい。なお、空気中の電磁波の波長をλ0 とし、誘電体中の電磁波の波長をλ1 とすると、λ1 ＝λ0 ／√（ε・μ）によって誘電体中の電磁波の波長が求められる。

しかしながら、金属箔部２０の表面においては、誘電体層３０の他に、金属箔部２０の接着材層の影響や、その接着材層に混入した気泡他、様々な影響を受けるので、実際の表面における波長は、誘電体３０の中の電磁波の波長λ1を近似的に求めておいて、これを基準に、種々な寸法で試作を行い、その試作品に対する実際の測定に基づいて決定される。実際の試作では、ＩＣタグ１０Ａの金属箔部２０のＹ方向の、すなわち幅に相当する寸法が比較的大きく影響する。幅を狭くすると共振寸法は長い方にずれ、狭くすると短いほうにずれるという短縮効果があるなど、最良の金属箔部の長さ（Ｌ）を決める実験で確かめられている。

誘電体３０は、高周波電流に応じた磁束を通過させる磁気回路を形成する媒質として機能するものである。なお、この媒質の補足説明は、概略次の通りである。ここで言う媒質とは、電磁気学で知られるとおり、真空や空気も含み電磁界に対する作用は後でも説明するが、電磁波成分のうち、電界の波長短縮作用をする成分としての誘電体、磁界の波長短縮作用をする成分としての磁性体に分類でき、媒質はこれら２つの作用を同時に兼ね備える。媒質を物質で見た場合、誘電体の性質と磁性体の性質の比率の大小はあるにせよこれらの性質を同時に兼ね備える。媒質定数で、同時に兼ね備えるとは誘電率と透磁率の積で表される。ＵＨＦ帯域においては、電界を低損失で通過させる誘電体に対応した物質は一般的な樹脂に多く存在するが、磁界に対応する低損失の磁性体が入手困難になる。そこで、磁気回路は磁性体を用いることを避け、誘電体を代用することがある。たとえゴムに永久磁石になる磁性体粉を混ぜたゴムまたは樹脂を用いたとしても、ＵＨＦ帯域では磁性体としての磁界の波長短縮作用はなく単に磁界をそのまま通過させ、電界のみに作用しその波長を短縮させることになる。

電磁気学では、誘電率や透磁率は真空中の誘電率（ε０）と真空中の透磁率（μ０）をそれぞれ１と置いたときの倍数としてそれぞれ比誘電率（ε）、比透磁率（μ）を定義し、誘電率とはε・ε０なる積に、透磁率とはμ・μ０なる積としている。ただし、本実施の形態では、波長の短縮率、すなわち倍数に着目し、真空中の誘電率（ε０）と真空中の透磁率（μ０）を省略し、比誘電率（ε）とすべきところこれを誘電率（ε）、比透磁率（μ）とすべきところこれを透磁率（μ）として説明している。

上述のように、誘電体層３０は、誘電性を備える材質から形成されていて、低損失であり、誘電率（ε）および透磁率（μ）のいずれも高い値の材質であることが好ましい。また、ＵＨＦ帯域においても、媒質定数（ε・μ）を低下させずに、高い値の材質であることも望まれている。

詳述すると、ＨＦ帯域の周波数では、電磁波の波長短縮に寄与する媒質定数ε（誘電率）、μ（透磁率）のいずれにおいても、低損失で高い値となる物質が存在している。また、ＨＦ帯域の周波数のＩＣタグにおいて、手のひらサイズに小型化されたものは、誘導電磁波で通信を行うものが一般的であり、その誘導電磁波の性質上、トランスの一次コイル、二次コイルの間のように、一次コイル側に相当するリーダ装置のアンテナコイルと、二次コイル側に相当するＩＣタグのアンテナコイルとの相互誘導が通信を行うための原理となっている。

そのため、ＩＣタグのコア材としては、磁界（磁力線）をどれだけ引き寄せて透過させるかという、透磁率（μ）が低損失で値の高い、たとえばフェライト系の物質が用いられることが多い。

しかしながら、ＨＦ帯域の周波数で有効な高い値の透磁率（μ）となるコア材は、ＵＨＦ帯域（例えば９２０ＭＨｚ）の周波数では、空気等とほとんど変わらないような低い透磁率（μ）の値となってしまうことが知られている。したがって、ＵＨＦ帯域において小型のＩＣタグを実現しようとする場合、ＵＨＦ帯域においても媒質定数（ε・μ）を低下させずに、高い値になることも望まれている。つまり、透磁率（μ）が１でも誘電率（ε）が１以上なら波長短縮することになる。

このような材質としては、たとえばフッ素樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＴ等のような高分子材料があり、またセラミック粉末を高分子材料に混合した複合材料も挙げられる。かかる複合材料としては、磁性を帯びることが可能な磁性粉を、天然ゴムや合成ゴムあるいはエラストマーや、軟質塩化ビニルに混合させた磁性ゴムが挙げられる。そして、磁性を帯びることが可能な磁性粉の中でも、たとえば硬磁性のフェライトのような永久磁石として機能する磁性粉を用いる場合には、たとえば鉄のような磁性材の表面に磁力によって取り付けることが可能となる。つまり、透磁率（μ）による波長短縮効果が無くても、ＩＣタグ１０Ａの接着が完全になされていない時でも、ＩＣタグ１０Ａを一時的に固定することができ、取り付けの作業性を向上させることができる。

また、図３に示すように、ＩＣタグ本体４０Ａは、ＩＣタグ基板４１と、ＩＣチップ４２と、コイルアンテナ４３とを備えている。ＩＣタグ基板４１は、略矩形状をなす平板形状に形成されている。ＩＣタグ基板４１としては、たとえばＰＥＴを始めとした樹脂製のフィルムを用いることができる。かかるＩＣタグ基板４１には、ＩＣチップ４２と、コイルアンテナ４３とが設けられているが、そのうちＩＣチップ４２は、各種のデータを記憶する。また、コイルアンテナ４３は、電磁誘導方式の場合には、近くを流れる高周波電流iに対してフレミング右手などに代表される電磁気の法則により決まる方向のコイルアンテナ４３の電流を生じさせるが、電波方式の場合には、コイルアンテナ４３が直接受信した電波の成分の中の磁界に基づいて、やはりフレミングの右手などの法則により決まる向きに高周波電流を生じさせる。いずれであっても金属箔部２０には高周波電流ｉが流れて共振状態となることで、この金属箔部２０に囲まれた内部で強い電磁結合状態となる。この電磁結合でコイルアンテナ４３に電流が流れ、ＩＣチップ４２も動作することになる。

ここで、本実施の形態では、平板状のＩＣタグ本体４０Ａは、ＩＣタグ１０Ａの幅方向（Ｙ方向）に対して、傾斜して設けられている。このとき、ＩＣタグ本体４０Ａのうちコイルアンテナ４３が存在する表面の傾斜方向を、金属箔部２０と誘電体層３０とが積層される厚み方向成分（Ｚ方向の成分）と金属箔部２０の表面方向成分とに分けた場合、厚み方向成分よりも表面方向成分の方が大きくなるような傾斜角度となっており、具体的には、４５度よりも小さな傾斜角度となっている。

なお、ＩＣタグ本体４０Ａの寸法例としては、たとえば縦横の長さが共に２．５ｍｍ、厚みが０．４ｍｍとするものがある。しかしながら、ＩＣタグ本体４０Ａの寸法はこれに限られず、種々の寸法のものを用いることが可能である。

図５は、共振長の金属箔部２０を備えるＩＣタグ１０Ａにおいて、ＩＣタグ本体４０Ａの傾斜角度を種々変更した場合に磁力線φが通過するイメージを示す図である。この図５において、ＩＣタグ本体４０Ａは、位置Ｐ１から位置Ｐ４の各位置に位置している。位置Ｐ１は、従来のように、設置面に対してＩＣタグ本体４０Ａが直交する状態で配置されている場合を示している。位置Ｐ２は、図２に示すように、ＩＣタグ本体４０Ａが誘電体層３０の内部で傾斜した状態を示している。位置Ｐ３は、ＩＣタグ本体４０Ａの傾斜角度θがほぼゼロであるが、磁力線φはＩＣタグ本体４０Ａを通過する状態を示している。位置Ｐ４は、ＩＣタグ本体４０Ａが誘電体層３０の外部に位置し、かつＩＣタグ本体４０Ａが設置面に対して傾斜している状態を示している。

図５から明らかなように、位置Ｐ１の場合が最大の電磁結合となる。しかしながら、位置Ｐ１から位置Ｐ４のいずれの場合であっても、磁力線φのループは、ＩＣタグ本体４０Ａを通過する。このように、磁力線φのループがＩＣタグ本体４０Ａを貫通する状態では、その磁力線φのループのいずれの位置にＩＣタグ本体４０Ａが存在していても、電磁結合の強弱の差は生じてもコイルアンテナ４３に電流が流れてＩＣチップ４２が動作する。

なお、図２から図４に示すように、ＩＣタグ本体４０Ａが設置面に対して傾斜角度θで傾斜している場合には、ＩＣタグ本体４０Ａを通過する磁力線φの本数が減じられ、電磁結合が弱まるので、高周波電流ｉも減少する。しかしながら、この場合には、従来構成と比較してＩＣタグの厚みを、ＩＣチップ４２が動作する限界まで傾けて低減することができる。

以上のような構成によると、ＩＣタグ本体４０Ａは、誘電体層３０の内部で傾斜した状態で配置されている。このため、ＩＣタグ本体４０Ａが傾斜した分だけＩＣタグ１０Ａを薄型化することが可能となる。たとえば、全体の厚みが１ｍｍといった程度まで薄型化することが可能となる。

また、誘電体層３０は磁性ゴムのような柔軟性を備える材質から形成することができる。この場合には、ＩＣタグ１０Ａを容易に曲げることができる。このため、たとえば各種のパイプ等のような湾曲している部分に対しても、ＩＣタグ１０Ａを容易に取り付けることが可能となる。

さらに、本実施の形態では、金属箔部２０にＵＨＦ帯域の電磁波、特に遠方からの放射電波が照射されると、この表面に定在波の高周波電流ｉを生じさせる。そのため、金属箔部２０は遠方と通信を行うための放射電波用のアンテナとしての機能を果たすことが可能となり、リーダ／ライタといった外部の通信装置との間で通信を行う際の飛距離を伸ばすことが可能となる。

また、金属箔部２０の長さは、高周波電流ｉが共振するような共振長に設けられている。具体的には、ＵＨＦ帯域の９２０ＭＨｚであって、誘電体３０の誘電率（ε）が１の場合、約８０ｍｍであり、仮にフェライト粉が混入した磁性ゴムの誘電率を約４とすると、金属箔部２０の長さＬは、おおむね４０ｍｍとなるが、Ｙ方向の幅が短縮効果を持つことがありこの効果と、折り返し部２１の半波長（８０ｍｍに相当）を半分にする効果等を加味して、約３０ｍｍ程度とすることが可能となる。このようなサイズは、指で摘める程度の大きさである。そのため、指で摘むことが困難なほどには小型化はされておらず、そのためＩＣタグ１０Ａを設置部位等に取り付ける際の作業性が悪化するのを防止可能となる。

なお、誘電体層３０の材質やあるいはＩＣタグ１０ＡのＹ方向の幅を種々調整することによって、金属箔部２０の長さＬを調整することも可能となる。

また、本実施の形態では、ＩＣタグ本体４０Ａは、誘電体層３０の内部に配置されているが、その配置の態様は、ＩＣタグ１０Ａの表側および裏側に位置する金属箔部２０に接触する状態で配置されている。このため、ＩＣタグ１０Ａのより一層の薄型化が可能となる。

さらに、本実施の形態では、ＩＣタグ１０Ａは、表側と裏側の形状が同様の形状に設けられている。そのため、ＩＣタグ１０Ａに接着剤や粘着剤を塗布等する場合には、表裏の区別をする必要がないので、塗布等における作業性を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係るＩＣタグ１０Ｂについて、図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態に係るＩＣタグ１０Ｂでは、上述したＩＣタグ１０Ａと同様の構成については、その説明を省略することがある。例えばＩＣタグ１０Ｂの長さや幅を決める手法は、ＩＣタグ１０Ａと同じなので省略する。

＜ＩＣタグ１０Ｂの構成について＞
図６は、ＩＣタグ１０Ｂの構成を示す平面図である。図７は、図６に示すＩＣタグ１０ＢをＣ−Ｃ線で切断した状態を示す側面断面図である。図６および図７に示すように、ＩＣタグ１０Ｂは、金属箔部２０Ｂと、誘電体層３０と、ＩＣタグ本体４０Ｂとを有している。

本実施の形態では、金属箔部２０Ｂには切欠部２２が設けられている。切欠部２２は、図６に示す構成では幅方向（Ｙ方向）の中心を挟んで両方側（Ｙ１側とＹ２側）に設けられている。そのうちの一方側（図６ではＹ１側）の切欠部２２には、ＩＣタグ本体４０Ｂが配置されている。なお、一対の切欠部２２の間には、高周波電流ｉを流すことが可能な部分として、導電路２３が設けられている。

なお、ＩＣタグ本体４０Ｂを切欠部２２に配置する場合、たとえばＩＣタグ本体４０Ｂの裏面等に接着剤を塗布したり、接着性を有するテープ部材を貼付する等により、誘電体層３０の表面に取り付けられる。

以上のような構成によっても、上述の第１の実施の形態と同様の作用効果を発揮させることができる。

加えて、第２の実施の形態における構成では、設置面に対するＩＣタグ本体４０Ｂの傾斜角度θは、ほぼゼロとなる。すなわち、上述の厚み方向成分は、ほぼゼロとなっている。しかも、ＩＣタグ本体４０Ｂは、金属箔部２０の一部を切り欠いた切欠部２２に取り付けられていて、誘電体層３０の表面側に取り付けらているので、誘電体層３０には内蔵されていない。すなわち、ＩＣタグ本体４０Ｂは、金属箔部２０の表面と同等の位置に配置される。それにより、ＩＣタグ１０Ｂの厚みを薄くするための制約条件が減り、ＩＣタグ１０Ｂの厚みを一層薄くすることが可能となる。

また、本実施の形態では、切欠部２２は、ＩＣタグ本体４０Ｂの全体を露出させる大きさに設けられている。このため、切欠部２２に対して、ＩＣタグ本体４０Ｂを容易に取り付けることができる。それにより、ＩＣタグ本体４０Ｂの取り付けの際の作業性を向上させることができる。

さらに、本実施の形態では、切欠部２２に隣接して、高周波電流を流れる導電路２３が設けられていると共に、導電路２３を挟んで切欠部２２とは反対側には、金属箔部２０の一部を切り欠いた、さらなる切欠部２２（第２切欠部に対応）が設けられている。そのため、導電路２３を流れる高周波電流ｉの密度は大きくなり、それに応じて導電路２３の周囲の磁界が集中して強くなる。したがって、その導電路２３に近接するＩＣタグ本体４０Ｂのコイルアンテナ４３に流れる電流を大きくすることができる。そのため、外部の通信装置との間で通信を行う際の飛距離を伸ばすことが可能となる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係るＩＣタグ１０Ｃについて、図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態に係るＩＣタグ１０Ｃでは、上述したＩＣタグ１０ＡおよびＩＣタグ１０Ｂと同様の構成については、その説明を省略することがある。例えばＩＣタグ１０Ｃの長さや幅を決める手法は、ＩＣタグ１０Ａと同じなので省略する。

＜ＩＣタグ１０Ｃの構成について＞
図８は、ＩＣタグ１０Ｃの構成を示す平面図である。図９は、図８に示すＩＣタグ１０ＣをＤ−Ｄ線で切断した状態を示す側面断面図である。図８および図９に示すように、ＩＣタグ１０Ｃは、金属箔部２０Ｃと、誘電体層３０と、ＩＣタグ本体４０Ｃとを有している。

本実施の形態においても、上述した第２の実施の形態におけるＩＣタグ１０Ｂと同様に、金属箔部２０Ｃには切欠部２２Ｃが設けられているが、この切欠部２２Ｃは、ＩＣタグ１０Ｃの長手方向（Ｘ方向）に沿って長尺状に設けられている。そして、この長尺状の切欠部２２ＣにＩＣタグ本体４０Ｃが配置される。ここで、本実施の形態のＩＣタグ本体４０Ｃも、長尺状に設けられている。特に、ＩＣタグ本体４０Ｃにおけるコイルアンテナ４３Ｃが長尺状となるように設けられている。つまり、長尺状のＩＣタグにあわせた切欠形状である。

以上のようなＩＣタグ１０Ｃによっても、上述の第１の実施の形態と同様の作用効果を発揮させることができる。加えて、本実施の形態では、切欠部２２Ｃは、金属箔部２０Ｃの長手方向に沿って長尺状に設けられている。また、ＩＣタグ本体４０Ｃは、長尺状のコイルアンテナ４３Ｃを備えている。このため、金属箔部２０Ｃの表面を流れる高周波電流ｉによる磁束線φを、長尺状のコイルアンテナ４３Ｃにより多く通過させることができ、それによってコイルアンテナ４３Ｃを流れる電流を大きくすることが可能となり、外部の通信装置との間で通信を行う際の飛距離を伸ばすことが可能となる。

（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態に係るＩＣタグ１０Ｄについて、図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態に係るＩＣタグ１０Ｄでは、上述したＩＣタグ１０ＡおよびＩＣタグ１０ＢおよびＩＣタグ１０Ｃと同様の構成については、その説明を省略することがある。例えばＩＣタグ１０Ｄの長さや幅を決める手法は、ＩＣタグ１０Ａと同じなので省略する。

＜ＩＣタグ１０Ｃの構成について＞
図１０は、ＩＣタグ１０Ｄの構成を示す平面図である。図１１は、図１０に示すＩＣタグ１０ＤをＥ−Ｅ線で切断した状態を示す側面断面図である。図１０および図１１に示すように、ＩＣタグ１０Ｄは、金属箔部２０Ｄと、誘電体層３０と、ＩＣタグ本体４０Ｄとを有している。

本実施の形態では、金属箔部２０Ｄは、図８に示す切欠部２２Ｃと類似する、ＩＣタグ１０Ｄの長手方向（Ｘ方向）に沿って長尺状に設けられている切欠部２２Ｄを有している。ここで、本実施の形態のＩＣタグ１０Ｄでは、図８に示すＩＣタグ１０Ｃとは異なり、ＩＣタグ本体４０Ｄの幅方向（Ｙ方向）の概ね半分（図１０ではＹ２側の概ね半分）を金属箔部２０Ｄで覆うことで、金属箔部２０Ｄを押さえて固定するように構成されている。そのため、ＩＣタグ本体４０Ｄの全面露出の場合に生じる防御性能の低下という課題について、これを軽減することができる、という特徴を持たせることが可能となっている。

上述のように、本実施の形態のＩＣタグ本体４０Ｄも、上述した第３の実施の形態で述べたような長尺状のコイルアンテナ４３Ｄを備えている。なお、ＩＣタグ本体４０Ｄの構成は、上述したＩＣタグ本体４０Ｃと同様であるので、その説明は省略する。

ＩＣタグ本体４０Ｄは、そのコイルアンテナ４３Ｄの概ね半分が切欠部２２Ｄに位置する。そのため、そのコイルアンテナ４３Ｄの概ね半分は、外部に露出するように配置され、その露出しているコイルアンテナ４３Ｄを介して、磁力線φのループを形成することが可能となっている。加えて、本実施の形態において、ＩＣタグ１０Ｄの長さをＬ、切欠部２２Ｄの長さをＬ１とすると、上記の長さＬは、高周波電流ｉが共振するような長さ（共振長）に設けられていて、切欠部２２Ｄの長さＬ１は、その共振がさらに最良となるように長さで調整する整合部とすることができる。

以上のようなＩＣタグ１０Ｄによっても、上述の第１の実施の形態と同様の作用効果を発揮させることができる。加えて、本実施の形態では、金属箔２０ＤがＩＣタグ１０Ｄの一部を覆うような構成でコイルアンテナ４３Ｄと重複されるように切欠部２２Ｄが狭く設けられている。そのため、高周波電流ｉによる磁束線φは、コイルアンテナ４３Ｄ以外の部分を通過するのを防止でき、長尺状のコイルアンテナ４３Ｄにより多く通過させることができ、それによってコイルアンテナ４３Ｄを流れる電流を大きくすることが可能となる。

＜実験結果について＞
以上のような第１、第３、および第４の実施の形態のＩＣタグ１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｄにおける実験結果について述べる。なお、この実験では、ＵＨＦ帯域の周波数を９２０ＭＨｚとし、外部の通信装置として、Ａｔｉｄ社製のＡＴ８８０ハンディリーダを用いた。また、誘電体層３０としては、上述したような永久磁石で鉄板などに吸着させる目的で選んだ磁性ゴムを用いている。また、金属箔部２０，２０Ｃ，２０Ｄの誘電体層３０と接着するための接着層を含んだ全厚みが８０μｍであり、そのうち金属箔をアルミニウム箔とした金属部分の厚みを５μｍとしている。

このようなＩＣタグ１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｄを３０ｃｍ四方の金属板上に設置し、その上空での応答限界を以下の飛距離とする。

先ず、第１の実施の形態のＩＣタグ１０Ａとして、全長が３１ｍｍ、幅が１０ｍｍ、厚みを１．０ｍｍとした場合には、電磁波の飛距離が約３３ｃｍとなっている。また、第３の実施の形態のＩＣタグ１０Ｃとして、全長が３２．５ｍｍ、幅が１０ｍｍ、切欠部２２Ｄの長さＬ１が１７ｍｍ、厚みを０．５ｍｍとした場合には、電磁波の飛距離が１５ｃｍとなっている。また、第４の実施の形態のＩＣタグ１０Ｄとして、全長が２９．５ｍｍ、幅が１０ｍｍ、切欠部２２Ｄの長さＬ１が１７ｍｍ、厚みを１．０ｍｍとした場合には、電磁波の飛距離が３３ｃｍとなっている。

＜変形例＞
以上、本発明の第１から第４の実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態においては、金属箔部として、アルミニウム箔を用いる場合について述べている。しかしながら、薄い金属であれば、金属箔部の材質はどのようなものであっても良い。たとえば銀箔、銅箔その他の薄い金属を用いることが可能である。また、樹脂製のフィルムの表面に金属材料を蒸着させた薄膜を用いるようにしても良い。

なお、フィルムの表面に金属材料を蒸着させる場合には、高周波電流の共振に最適な長さとなる回路パターンを印刷するようにしても良い。

また、上述の実施の形態では、ＩＣタグ本体は、１つのみ取り付ける場合について述べている。しかしながら、ＩＣタグに取り付けるＩＣタグ本体は、複数個であっても良い。

１０Ａ〜１０Ｄ…ＩＣタグ、２０，２０Ｂ〜２０Ｄ…金属箔部、２１…折り返し部、２２，２２Ｃ，２２Ｄ…切欠部、２３…導電路、３０…誘電体層、４０Ａ〜４０Ｄ…ＩＣタグ本体、４１…ＩＣタグ基板、４２…ＩＣチップ、４３，４３Ｃ，４３Ｄ…コイルアンテナ

Claims (7)

1. 外部の通信装置からＵＨＦ帯域の電磁波を照射した場合に、表面に定在波の高周波電流を生じさせると共に、金属箔を材質として形成される金属箔部と、
   前記金属箔部が表面側および裏面側の両面側に積層されると共に、前記高周波電流に応じた磁束を通過させる磁気回路を形成する媒質としての誘電体層と、
   前記誘電体層に取り付けられ、ＩＣチップとこのＩＣチップに接続されたコイルアンテナとを備え、前記金属箔部に高周波電流が流れた場合に前記コイルアンテナとの間で電磁結合を生じさせることで外部の通信装置との間で通信を行うためのＩＣタグ本体と、
   を備え、
   前記ＩＣタグ本体のうち前記コイルアンテナが存在する表面の傾斜方向を、前記金属箔部と前記誘電体層とが積層される厚み方向成分と前記金属箔部の表面方向成分とに分けた場合、前記表面方向成分が前記厚み方向成分よりも大きくなるように、前記ＩＣタグ本体が前記誘電体層に取り付けられている、
   ことを特徴とするＩＣタグ。
2. 請求項１記載のＩＣタグであって、
   前記誘電体層は、柔軟に変形可能な材質から形成されると共に、
   前記ＩＣタグ本体は、前記誘電体層の内部に配置され、かつ表面側および裏面側の前記金属箔部にそれぞれ厚みが最小となるように近接もしくは接触する状態で配置されている、
   ことを特徴とするＩＣタグ。
3. 請求項１記載のＩＣタグであって、
   前記誘電体層は、柔軟に変形可能な材質から形成されると共に、
   前記ＩＣタグ本体は、前記誘電体層の表面側に取り付けられていて、その取り付け部位には前記金属箔部の一部を切り欠くと共に前記磁束を通過させる切欠部が設けられている、
   ことを特徴とするＩＣタグ。
4. 請求項３記載のＩＣタグであって、
   前記切欠部は、前記ＩＣタグ本体の全体を露出させる大きさに設けられている、
   ことを特徴とするＩＣタグ。
5. 請求項４記載のＩＣタグであって、
   前記切欠部に隣接して、前記高周波電流を流す導電路が設けられていると共に、
   前記導電路を挟んで前記切欠部とは反対側には、前記金属箔部の一部を切り欠いた第２切欠部が設けられている、
   ことを特徴とするＩＣタグ。
6. 請求項４記載のＩＣタグであって、
   前記切欠部は、前記金属箔部の長手方向に沿って長尺状に設けられていて、
   前記ＩＣタグ本体は、長尺状の前記切欠部に沿って前記コイルアンテナが長尺状に設けられている、
   ことを特徴とするＩＣタグ。
7. 請求項６記載のＩＣタグであって、
   前記金属箔部のうち前記切欠部の周辺の一部は、ＩＣタグ本体を押さえて固定するように設けられている、
   ことを特徴とするＩＣタグ。

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