JP6975475B2

JP6975475B2 - Ｒｆタグアンテナ、ｒｆタグ、導電体付きｒｆタグ

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Publication number: JP6975475B2
Application number: JP2019544988A
Authority: JP
Inventors: 詩朗杉村
Original assignee: Phoenix Solution Co Ltd
Current assignee: Phoenix Solution Co Ltd
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2018-09-19
Publication date: 2021-12-01
Anticipated expiration: 2038-09-19
Also published as: US11031673B2; US20200243944A1; WO2019065377A1; JPWO2019065377A1

Description

本発明は、ＲＦタグアンテナ、ＲＦタグ、導電体付きＲＦタグに関する。

近年、製品または部品等の在庫管理、物流管理等を行う管理システムにおいて、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術が利用されている。このＲＦＩＤ技術を用いたシステムでは、ＲＦタグとリーダライタ（以下、読取装置という。）との間で無線通信が行われ、ＲＦタグに記憶される識別情報等が読取装置により読み取られる。

例えば、特許文献１（特開２０１２−２５３７００号公報）には、放射導体やグランド導体の取付けを容易なものとし、導体間の接続信頼性の向上を図る無線通信デバイス、その製造方法及び無線通信デバイス付き金属物品について開示されている。

特許文献１に記載の無線通信デバイスは、第１主面及び該第１主面と対向する第２主面を有する誘電体ブロックと、誘電体ブロックの第１主面に設けられた放射導体と、誘電体ブロックの第２主面に設けられたグランド導体と、高周波信号を処理する無線ＩＣ素子と放射導体及びグランド導体とを接続する給電導体と、放射導体とグランド導体とを接続する短絡導体とを含んで構成される逆Ｆ型アンテナを備えた無線通信デバイスであって、少なくとも放射導体、グランド導体、給電導体及び短絡導体は、それぞれ平板状をなす金属導体として構成されており、金属導体は、放射導体部分が誘電体ブロックの第１主面に配置され、グランド導体部分が誘電体ブロックの第２主面に配置され、給電端子部分が主として誘電体ブロックの側面に配置され、短絡導体部分が主として誘電体ブロックの側面に配置されているものである。

特許文献２（特開２００７−１２４６９６号公報）には、ＵＷＢ（ｕｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）技術を利用したＢｒｏａｄｂａｎｄ−ＰＡＮ（ＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）などの、超広帯域かつ小型なアンテナ装置が必要とされる通信システムにおいても利用可能な低背位化した広帯域アンテナ装置について開示されている。

特許文献２記載の広帯域アンテナ装置においては、少なくともその一部が互いに対向するように配設された導体地板と放射導体板とを備えた広帯域アンテナ装置であって、前記導体地板と前記放射導体板との間に、使用無線周波数における比透磁率が１より大きく概ね８以下となる磁性体を介在させるものである。

特許文献３（特開２０１３−１１０６８５公報）には、ＵＨＦ帯の電波で用いられ、金属部材に取り付けられていても通信を良好に行うことができるＲＦＩＤタグの読み取り用の薄型アンテナについて開示されている。

特許文献３に記載の薄型アンテナタイヤは、磁性シートと、磁性シートの一方の面上に配置されたアンテナ部と、磁性シートの他方の面上に配置された導体地板と、を備え、磁性シートの厚さ方向に見たときに、アンテナ部および導体地板は少なくとも一部が重なるように配置され、磁性シートの厚さが２００μｍ以上６００μｍ以下である。

特開２０１２−２５３７００号公報特開２００７−１２４６９６号公報特開２０１３−１１０６８５号公報

先行文献１には、逆Ｆ型のＲＦタグアンテナについて開示されている。しかしながら、誘電体を用いても長距離の読取を行うことができないという問題がある。

また、特許文献２および３においては、同軸線路またはストリップ線路を用いて給電するなど構造が複雑なため、製造コストが嵩むという問題、さらには、用途に応じて共振周波数を調節することが難しいという問題があった。
また、ＲＦタグを導体に近づけると共振周波数がずれてしまい通信に支障が出るという問題、またはＲＦタグ設置面の裏面に電波を照射した場合には通信できないという問題もあった。

本発明の主な目的は、無指向性および通信距離の長いＲＦタグアンテナ、ＲＦタグ、導電体付きＲＦタグを提供することである。

（１）
一局面に従うＲＦタグアンテナは、ＩＣチップを取り付けるＲＦタグアンテナであって、Ｃ型形状を有し、かつ平板状からなるインダクタパターン部と、インダクタパターン部の周囲を切欠く切り欠き部と、切り欠き部の周囲に形成されたアンテナ部と、インダクタパターン部と連続して設けられた平板状からなるグランド部と、を含むものである。

この場合、Ｃ型形状の両端部にＩＣチップを架け渡すことにより、インダクタパターン部と、ＩＣチップの内部の静電容量とにより共振回路が形成される。
また、共振回路によりＲＦタグと読取装置との無指向性の通信が可能となるとともに、ＲＦタグの薄膜化または小型化を実現することができる。
なお、本実施の形態において、薄膜は３μｍ以上３５μｍ以下の厚みの範囲を意味する。
また、アンテナ部分については、ダイポールアンテナ、コーリニアアレイアンテナ、およびモノポールアンテナのいずれか一つのアンテナを用いることができる。

（２）
他の局面に従うＲＦタグアンテナは、ＩＣチップを取り付けるＲＦタグアンテナであって、Ｃ型形状を有し、かつ平板状からなるインダクタパターン部と、インダクタパターン部の周囲を切欠く切り欠き部と、切り欠き部の周囲に形成されたアンテナ部と、第１面および第１面に対向する第２面を有する絶縁基材と、インダクタパターン部と連続して設けられた平板状からなるグランド部と、を含み、第１面にインダクタパターン部、切り欠き部、アンテナ部が形成され、第２面にグランド部が形成されたものである。

この場合、Ｃ型形状の両端部にＩＣチップを架け渡すことにより、インダクタパターン部と、ＩＣチップの内部の静電容量および絶縁基材とにより共振回路が形成され、無指向性のＲＦタグを形成することができる。

（３）
さらに他の局面に従うＲＦタグアンテナは、ＩＣチップを取り付けるＲＦタグアンテナであって、Ｃ型形状を有し、かつ平板状からなるインダクタパターン部と、インダクタパターン部の周囲を切欠く切り欠き部と、切り欠き部の周囲に形成されたアンテナ部と、第１面および第１面に対向する第２面を有する絶縁基材と、インダクタパターン部と連続して設けられた平板状からなるグランド部と、を含み、第１面にインダクタパターン部、切り欠き部、アンテナ部が形成され、第２面の延長面で、かつ第１面と対向しない面にグランド部が形成されたものである。

この場合、Ｃ型形状の両端部にＩＣチップを架け渡すことにより、インダクタパターン部と、ＩＣチップの内部の静電容量および絶縁基材とにより共振回路が形成され、無指向性のＲＦタグを形成することができる。
また、第２面の延長面で、かつ第１面と対向しない面にグランド部を形成することによりさらに低背化を実現することができる。

（４）
第４の発明にかかるＲＦタグアンテナは、一局面、他の局面、さらに他の局面に従うＲＦタグアンテナにおいて、アンテナ部の周囲長さは、対象となる周波数λの場合に、λ／２となってもよい。

この場合、アンテナ部の周囲長さは、対象となる周波数λの場合に、λ／２となるので、通信距離の長いＲＦタグを提供することができる。

（５）
第５の発明にかかるＲＦタグアンテナは、他の局面から第４の発明のいずれかにかかるＲＦタグアンテナにおいて、絶縁基材は、誘電体からなってもよい。

この場合、絶縁基材が誘電体からなるので、数ミリサイズの小型ＲＦタグを実現することができる。

（６）
第６の発明にかかるＲＦタグアンテナは、他の局面から第４の発明のいずれかにかかるＲＦタグアンテナにおいて、絶縁基材は、発泡スチロールからなってもよい。

この場合、絶縁基材は、発泡スチロールからなるので、数センチメートルサイズのＲＦタグを実現することができる。また、発泡スチロールを用いることで、空気に近い絶縁基材を用いることができる。
また、アンテナ部とグランド部との開口部を大きく取ることができる。

（７）
第７の発明にかかるＲＦタグアンテナは、他の局面から第６の発明のいずれかにかかるＲＦタグアンテナにおいて、絶縁基材は、第１面側における比誘電率と、第２面側における比誘電率とが互いに異なってもよい。

この場合、第１面側における比誘電率と、第２面側における比誘電率とが互いに異なるので、見かけ上導電板を設けた状態と同じとなり、読取装置との通信距離を延ばすことができる。
なお、第１面側における比誘電率と、第２面側における比誘電率とが互いに異なるとは、第１面側と第２面側との構成部材を変えてもよく、異なる２層で形成されてもよく、１層で形成し、第１面側または第２面側の片側においてドーピングさせてもよい。

（８）
第８の発明にかかるＲＦタグアンテナは、他の局面から第６の発明のいずれかにかかるＲＦタグアンテナにおいて、絶縁基材は、第１面側から第２面側に向けて縮径する同径または異径の１または複数の穴が形成されてもよい。

この場合、絶縁基材は、第１面側から第２面側に向けて縮径する同径または異径の１または複数の穴が形成されるので、見かけ上導電板を設けた状態と同じとなり、読取装置との通信距離を延ばすことができる。

（９）
第９の発明にかかるＲＦタグアンテナは、他の局面から第６の発明のいずれかにかかるＲＦタグアンテナにおいて、絶縁基材は、第１面側における比誘電率が第２面側における比誘電率よりも小さくなるよう形成されてもよい。

この場合、絶縁基材は、第１面側における比誘電率が第２面側における比誘電率よりも小さくなるよう形成されるので、見かけ上導電板を設けた状態と同じとなり、読取装置との通信距離を延ばすことができる。

（１０）
第１０の発明にかかるＲＦタグアンテナは、他の局面から第８の発明のいずれかにかかるＲＦタグアンテナにおいて、絶縁基材は、第１面側に発泡スチロールの層を形成し、第２面側に発泡スチロールの比誘電率に比べて比誘電率の高い層を形成してもよい。

（１１）
さらに他の局面にかかるＲＦタグは、請求項１から１０のいずれかに記載のＲＦタグアンテナと、ＲＦタグアンテナのＣ型形状の両端部を架け渡すように設けられたＩＣチップと、を含むものである。

（１２）
さらに他の局面にかかるＲＦタグは、請求項１から１０のいずれかに記載のＲＦタグアンテナと、ＲＦタグアンテナのＣ型形状の両端部を架け渡すように設けられたＩＣチップと、ＲＦタグアンテナのグランド部と、直接電気的にあるいは容量を介して接続された導電体と、を含むものである。

この場合、Ｃ型形状の両端部にＩＣチップを架け渡すことにより、インダクタパターン部と、ＩＣチップの内部の静電容量および絶縁基材とにより共振回路が形成される。さらに、導電体をアンテナとして利用することができる。

ＲＦタグの一例を示す模式的斜視図である。ＲＦタグの裏面側の一例を示す模式的斜視図である。アンテナ部の構成の一例を説明するための模式的斜視図である。ＲＦタグ用アンテナの展開図の一例を示す平面図である。ＲＦタグにシート部材を設けた状態を示す模式的断面図である。ＲＦタグを導電性部材に貼着した例を示す模式的断面図である。ＲＦタグおよび導電性部材の等価回路の一例を示す模式図である。ＲＦタグの読取実験の結果を示す模式図である。絶縁基材の他の例を示す模式図である。絶縁基材のさらに他の例を示す模式的断面図である。ＲＦタグを導電性部材に取り付ける場合の他の例を示す模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。

［本実施の形態］
図１は、本実施の形態にかかるＲＦタグ１００の一例を示す模式的斜視図であり、図２は、ＲＦタグ１００の裏面側の一例を示す模式的斜視図である。

図１に示すように、ＲＦタグ１００は、ＲＦタグ用アンテナ１１０、および絶縁基材１４０、およびＩＣチップ５００を含む。なお、図１のＲＦタグ１００は、シート部材６００（図５参照）により包装されていてもよい。
ＲＦタグ用アンテナ１１０は、アンテナ部１２０、グランド部１３０、インダクタパターン部１５０、および短絡部１６０を含む。

（絶縁基材１４０）
本実施の形態においては、絶縁基材１４０は、発泡スチロールからなる。本来は、絶縁基材の代わりに空気を用いることが最も好ましいが、アンテナ部１２０およびグランド部１３０の所定の間隔維持および接触を防止するため、９０容量％以上空気を有する発泡スチロールを利用することが好ましい。さらに好ましくは９５容量％以上９９容量％以下の空気を有する独立発泡の発泡スチロールである。

その結果、アンテナ部１２０およびグランド部１３０の空間距離を所定の間隔に維持することができる。そのような間隔としては０．５以上３．０ｍｍ以下が好ましい。また、絶縁基材の比誘電率は、１％以上２０％以下の範囲内であることが望ましい。さらに望ましくは１．０１％以上１．２０％以下であり、最も望ましくは１．０１％以上１．１０％以下であり、さらに最も望ましくは１．０２％以上１．０８％以下である。絶縁基材１４０として発泡スチロールを用いる場合、発泡スチロールの発泡倍率は１５倍以上６０倍以下のものが好ましい（この場合、比誘電率は１．０１％以上１．１０％以下となる）。
絶縁基材１４０としてセラミック（比誘電率が５％を超え９％以下）を用いた場合には、アンテナ部１２０およびグランド部１３０の開口面積が小さくなり、通信距離が低減されるが、ＲＦタグ１００を小型化することができる。

一方、絶縁基材１４０として発泡スチロール等の比誘電率が１％以上５％以下（特に１．０１％以上１．２０％以下）の材質を用いた場合には、アンテナ部１２０およびグランド部１３０の開口面積を大きく維持することができ、通信距離を数メートルから数十メートルまで延ばすことができる。

なお、発泡スチロールからなる絶縁基材１４０の厚みは、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲であることが望ましい。
なお、本実施の形態において絶縁基材１４０は、発泡スチロールからなることとしているが、これに限定されず、絶縁体であればよく、ポリエチレン、ポリイミド、薄物発泡体（ボラ―ラ）等、絶縁性を有する他の発泡体または素材を用いてもよい。

以上のように、本実施の形態にかかるＲＦタグ用アンテナ１１０は、ＲＦタグ用アンテナ１１０の絶縁基材１４０として発泡スチロールを用いているため、ある程度の大きさの開口面積を確保することができ、板状アンテナの感度向上を図ることができる。

なお、上記の実施の形態においては、絶縁基材１４０として発泡スチロールを用いる場合について説明したが、誘電体を用いてもよい。例えば、誘電体として、樹脂、セラミック、紙等であってもよい。さらに、絶縁基材は、発泡形状でもよく、空洞が１または多数形成されていてもよく、異種の材質が混合または積層された複合材料からなってもよい。

図３は、アンテナ部１２０の構成の一例を説明するための模式的斜視図であり、図４は、ＲＦタグ用アンテナ１１０の展開図の一例を示す平面図である。

（アンテナ部１２０）
図３に示すように、アンテナ部１２０は、辺１２１、辺１２２、辺１２３、辺１２４、辺１２５、辺１２６、辺１２７、辺１２８により囲まれた領域からなる。
本実施の形態のアンテナ部１２０において、辺１２１、辺１２２、辺１２３、辺１２４、辺１２５、辺１２６、辺１２７、辺１２８の合計の値と、辺１５５、辺１５４、辺１５３、辺１５２の合計の値と、を合算した値を値Ｔとする。辺１５２、辺１５３、辺１５４、辺１５５は、インダクタパターン部１５０の外周部である。

すなわち、図４に示すように、値Ｔは、１２０ａ＋１２０ｂ＋１２０ｃ＋１２０ｄ＋１２０ｅ＋１２０ｆ＋１２０ｇで求められる。

当該値Ｔは、電波の波長λ（ラムダ）を用いた場合、λ／４、λ／２、３λ／４、５λ／８のいずれか１つに該当するように設計されている。

本実施の形態において、値Ｔは、使用する周波数の波長λの半分の長さに設計した。波長λは、伝搬速度（光速（ｃ））／周波数（Ｆ）により算出できる。
具体的に周波数が９２０ＭＨｚの場合、伝搬速度（光速（ｃ））を３００Ｍｍ／ｓとし、値Ｔは、値Ｔ＝（３００÷９２０ＭＨｚ）／２≒１６３ｍｍとなる。
この場合、値Ｔが１６３ｍｍとなるように各辺の長さを調整する。なお、当該値Ｔは、近似値であるので、値Ｔの数値自体が±５％前後の誤差を有してもよい。ＲＦタグ１００の読取距離が短くなるが、調整により仕様に適応させることができるからである。

また、本実施の形態において、アンテナ部１２０は、アルミニウムの金属薄膜からなる。一般的に本実施の形態における薄膜は３μｍ以上３５μｍ以下の厚みから形成される。
アンテナ部１２０は、エッチングまたはパターン印刷等の手法によって形成される。

（グランド部１３０）
次に、図２に示すように、グランド部１３０は、辺１３１、辺１３２、辺１３３、辺１３４により囲まれた領域からなる。
グランド部１３０は、アルミニウムの金属薄膜からなる。一般的に本実施の形態における薄膜は３μｍ以上３５μｍ以下の厚みから形成される。
グランド部１３０は、エッチングまたはパターン印刷等の手法によって形成される。

（切り欠き部１７０）
また、切り欠き部１７０は、空間領域であるため、ＲＦタグ用アンテナ１１０を構成する要素ではないが、説明の便宜上、符号をつけて説明を行う。
切り欠き部１７０は、辺１２８、辺１２７、辺１２６、辺１２５、辺１５５、辺１５４、辺１５３、辺１５２、辺１５１により囲まれた領域からなる。

（インダクタパターン部１５０）
図１および図３に示すように、インダクタパターン部１５０は、環形状の回路の一部である辺１６１と辺１６２との間を切欠いた形状からなる。すなわち、具体的には、アルファベット文字のＣ形状からなる。
すなわち、図３に示すように、辺１５７、辺１５８、辺１５９、辺１６４、辺１６６により囲まれた領域（内部面積Ｓ）からなる。
なお、インダクタパターン部１５０は、辺１６１と辺１６２との間を切欠く場合について説明したが、これに限定されず、辺１６１と辺１６２との間に絶縁部を形成してもよい。

本実施の形態において、インダクタパターン部１５０は、アルミニウムの金属薄膜からなる。一般的に本実施の形態における薄膜は３μｍ以上３５μｍ以下の厚みから形成される。
インダクタパターン部１５０は、エッチングまたはパターン印刷等の手法によって形成される。

また、インダクタパターン部１５０の辺１６１および辺１６２を架け渡すように、ＩＣチップ５００が設けられる。
本実施の形態において、インダクタパターン部１５０の内部面積Ｓにより、インダクタパターン部１５０のインピーダンスを一定にすることができる。

（ＩＣチップ５００）
ＩＣチップ５００は、ＲＦタグ用アンテナ１１０の上面側（アンテナ部１２０と同一平面上）に配置されている。ＩＣチップ５００は、ＲＦタグ用アンテナ１１０の板状アンテナが受信した電波に基づいて動作する。
具体的に本実施の形態にかかるＩＣチップ５００は、まず、読取装置から送信される搬送波の一部を整流して、ＩＣチップ５００自身が、動作するために必要な電源電圧を生成する。そして、ＩＣチップ５００は、生成した電源電圧によって、ＩＣチップ５００内の制御用の論理回路、商品の固有情報等が格納された不揮発性メモリを動作させる。
また、ＩＣチップ５００は、読取装置との間でデータの送受信を行うための通信回路等を動作させる。

（シート部材６００）
図５は、図１から図４のＲＦタグ１００にシート部材６００を設けた状態を示す模式的断面図である。
図５に示すように、ＲＦタグ１００は、周囲をシート部材６００に包まれていても良い。ここで、周囲とは、ＲＦタグ１００の全周囲である。なお、全周囲をシート部材６００で包むことに限定されず、ＩＣチップ５００、アンテナ部１２０およびグランド部１３０のみを包んでもよい。
シート部材６００は、主にポリエチレンテレフタレートからなる。なお、ポリエチレンテレフタレートの他に、シート部材６００としてポリイミド、ポリ塩化ビニル等の絶縁性のある素材または樹脂を１種または複数種用いてもよい。

シート部材６００は、アンテナ部１２０およびグランド部１３０を保護するためのものである。そのため、シート部材６００は、数マイクロメートル以上数百マイクロメートル以下の厚みであることが好ましく、数十マイクロメートル程度の厚みであることがより好ましい。
したがって、本実施の形態においては、シート部材６００を設けることとしているが、これに限定されず、シート部材６００を設けなくてもよく、他の絶縁被膜処理を用いてもよい。

（ＲＦタグ用アンテナ１１０、ＩＣチップ５００および導電性部材９００）
図６は、図１から図５に示したＲＦタグ１００を導電性部材９００に貼着した例を示す模式的断面図である。

図６に示すように、ＲＦタグ１００は、導電性接着剤または接着層４５０等により導電性部材９００に貼着される。本実施の形態において導電性部材９００は、導電性の金属板からなる。具体的には、金属製の箱、金属板を含む箱、ケース、金属部材を含む箱、ケース、等、任意の金属部位を有するものである。

なお、図６においては、導電性接着剤または接着層４５０を用いることとしているが、これに限定されず、導電性の両面テープ、はんだ、１液性または２液性のエポキシ樹脂等の任意の導電性の接着材であってもよい。

図７は、ＲＦタグ１００および導電性部材９００の等価回路の一例を示す模式図である。

図７に示すように、ＲＦタグ１００および導電性部材９００の等価回路は、インダクタパターン部１５０のインダクタパターンＬと、ＩＣチップ５００の内部容量からなるコンデンサＣｂと、は互いに並列接続されている。インダクタパターンＬおよびＩＣチップ５００は、読取装置から送信される電波の周波数帯域で共振する共振回路を構成する。
この共振回路の共振周波数ｆ［Ｈｚ］は、式（１）により与えられる。共振周波数ｆの値は、読取装置から送信される電波の周波数帯域に含まれるように設定される。

式（１）において、Ｌ_ａ：インダクタパターンＬのインダクタンス、Ｃ_ｂ：ＩＣチップ５００内部の等価容量を意味する。

ここで、ＩＣチップ５００には、内部にコンデンサを含むものがあり、また、ＩＣチップ５００は浮遊容量を有する。そのため、共振回路の共振周波数ｆを設定する場合、ＩＣチップ５００内部の等価容量Ｃ_ｂを利用したものである。
すなわち、共振回路は、インダクタパターンＬのインダクタンス、およびＩＣチップ５００の内部の等価容量Ｃ_ｂを考慮して設定された共振周波数ｆを有する。なお、Ｃ_ｂとしては、例えば、使用するＩＣチップの仕様諸元の一つとして公表されている静電容量値を用いることができる。

上記のように、ＩＣチップ５００内部の等価容量Ｃ_ｂを利用することで、新たなコンデンサを設ける必要がなくなる。また、共振回路の共振周波数ｆを、電波の周波数帯域に精度良く設定することができる。
また、絶縁基材１４０のコンデンサ容量Ｃを用いることもできる。その結果、ＲＦタグ１００の読み取り性能をさらに向上させることができる。また、ＩＣチップ５００が生成する電源電圧をさらに高くすることができる。

また、図７に示すように、導電性部材９００をアンテナ部１２０と同様に用いることができるので、導電性部材９００の表面側および裏面側のいずれからでも読取装置の電波を受信することができる。

なお、本実施の形態においては、ＲＦタグ１００のグランド部１３０と導電性部材９００との間にシート部材６００が介在される場合について説明したが、また、電気的に直接接続または間接的に接続されていればよい。
さらに、本実施の形態において、導電性部材９００は、金属板からなってもよい。なお、本願において「導体」とは、一般的な辞書的意味と同様に、「電気の伝導率、金属」が典型的な例である。ただし、「導体」は、金属に限定されるものではなく、例えば人体、草木、水、地面などであってもよい。

図８は、図１から図７において説明したＲＦタグ１００の読取実験の結果を示す模式図である。
図８中の符号１００Ｍは、本実施の形態にかかるＲＦタグ１００の表面側から読取装置を用いて読取実験した場合の周波数（横軸）に対する理論読取距離（ｍ）（縦軸）との関係を示した曲線、符号１０１Ｍは、本実施の形態にかかるＲＦタグ１００の裏面側から読取装置を用いて読取実験した場合の周波数（横軸）に対する理論読取距離（ｍ）（縦軸）との関係を示した曲線である。
符号１００Ｎは自社逆ＦアンテナタイプのＲＦタグ（商品名０６）の表面側から読取装置を用いて読取実験した場合の周波数（横軸）に対する理論読取距離（ｍ）（縦軸）との関係を示した曲線、符号１００Ｍは、自社逆ＦアンテナタイプのＲＦタグ（商品名０６）の裏面側から読取装置を用いて読取実験した場合の周波数（横軸）に対する理論読取距離（ｍ）（縦軸）との関係を示した曲線である。

図８に示すように、本実施の形態にかかるＲＦタグ１００は、表面側から読取装置を用いた場合（実線１００Ｍ）１３ｍの距離で読み取ることができる。
一方、ＲＦタグ１００を裏面側から読取装置を用いた場合（実線１０１Ｍ）、７ｍの距離で読み取ることができる。

その結果、本実施の形態にかかるＲＦタグ１００は、自社逆ＦアンテナタイプのＲＦタグ１００の場合、表面側から読取装置を用いた場合（破線１００Ｎ）裏面側から読取装置を用いた場合（破線１０１Ｎ）と同等またはそれ以上の性能を示すことがわかった。

（絶縁基材）
図９は、絶縁基材１４０の他の例を示す模式図である。

図９に示すように、絶縁基材１４０は、発泡スチロール素材１４５および樹脂素材１４６の積層体からなってもよい。本実施の形態では発泡スチロール素材１４５はアンテナ部１２０側に積層されているが、樹脂素材１４６がアンテナ部１２０側に積層されていてもよい。
本実施の形態においては、発泡スチロール素材１４５および樹脂素材１４６の両者のサイズ長は同一に設計した。本実施の形態において、樹脂素材は、ＡＢＳを用いた。なお、本実施の形態においては、ＡＢＳを用いたが、これに限定されず、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、セラミック、紙等を用いてもよい。

具体的に、発泡スチロール素材１４５においては、発泡スチロール素材１４５の比誘電率εａ＝１．０、周波数９００ＭＨｚとして波長λ１を算出する。
その結果、発泡スチロール素材１４５に貼着したアンテナ部１２０は、比誘電率に影響されないため、波長λ１は、λ１＝（３００／９２０ＭＨｚ）／１^２≒３３３ｍｍとなる。

一方、樹脂素材１４６においては、樹脂素材１４６の比誘電率εｂ＝５．０、周波数９００ＭＨｚ、伝搬速度３００Ｍｍ／ｓとして波長λ２を算出する。
その結果、樹脂素材１４６において、波長λ２は、λ２＝（３００／９２０ＭＨｚ）／５^２≒１４９ｍｍとなる。
なお、樹脂素材１４６に替えて、セラミック、紙等を用いてもよい。

ここで、アンテナ部１２０の値Ｔ１は、３３３ｍｍであるため、３３３／１４９≒２．２３倍長い波長の４０２ＭＨｚで共振することとなる。
つまり、見かけ上７４４ｍｍのグランド部１３０が形成されたものと同じになる。
その結果、導電体９００にＲＦタグ１００を取り付ける状態と同じにすることができ、金属対応または非金属対応の通信距離を充分に有するＲＦタグ１００を実現させることができる。

（絶縁基材）
図１０は、絶縁基材１４０のさらに他の例を示す模式的断面図である。

図１０に示すように、絶縁基材１４０は、表面１４１、裏面１４２を有する。
また、表面１４１から裏面１４２に向かって縮径する、１または複数の穴１４３を有する。ここで、穴１４３は、連続して縮径するものに限定されず、階段状で縮径されるものも含まれる。このような構成によれば、絶縁基材１４０の厚み方向で比誘電率の異なる絶縁基材１４０が得られる。図１０に示す実施の形態では、アンテナ部１２０側ほど順次比誘電率が低くなった絶縁基材１４０が得られる。

本実施の形態において穴１４３は、階段状または円錐状である場合について説明しているが、これに限定されず、表面１４１から裏面１４２まで貫通していない円筒、角筒、楕円筒であってもよく、表面１４１から裏面１４２まで貫通していない、または貫通した円錐筒、角錐筒、楕円錐筒であってもよい。
さらに、表面１４１から裏面１４２に向かって穴の空洞部分の形状が変化するものであってもよい。例えば、表面１４１側においては、星型の穴であり、裏面１４２側に向かって穴の断面が円形になってもよい。
また、図１０においては、穴１４３の径は、同じ場合について説明を行っているが、これに限定されず、同じであってもよく、異なるものであってもよい。

図１１は、ＲＦタグ１００を導電性部材９００に取り付ける場合の他の例を示す模式図である。
図１１に示すように、ＲＦタグ１００のアンテナ部１２０を絶縁基材１４０の裏面側まで延設し、この延設したＲＦタグ１００のグランド部１３０を導電性部材９００に取り付けても良い。この場合、低背化を実現することができる。

以上のように、表面１４１側および裏面１４２側の比誘電率を変化させることにより、見かけ上、所定よりも長いグランド部１３０を形成することとなるため、金属対応または非金属対応の通信距離を充分に有するＲＦタグ１００を実現させることができる。

以上により、ＲＦタグ１００および導電性部材９００は、導電性部材９００をアンテナ部１２０として利用することができるとともに、大きな開口面積を有することができるので、ＲＦタグ１００の感度を向上させることができる。

また、導電性部材９００をアンテナ部１２０として利用することができるので、導電性部材９００のＲＦタグ１００を設けた面の裏側からも読取装置による読み取りが可能となる。

本発明においては、ＩＣチップ５００が『ＩＣチップ』に相当し、ＲＦタグアンテナ１１０が『ＲＦタグアンテナ』に相当し、インダクタパターン部１５０が『インダクタパターン部』に相当し、切り欠き部１７０が『切り欠き部』に相当し、アンテナ部１２０が『アンテナ部』に相当し、グランド部１３０が『グランド部』に相当し、表面１４１が『第１面』に相当し、裏面１４２が『第２面』に相当し、絶縁基材１４０が『絶縁基材』に相当し、値Ｔが『アンテナ部の周囲長さ』に相当し、樹脂素材１４６が『誘電体』に相当し、発泡スチロール素材１４５、発泡スチロールが『発泡スチロール』に相当し、穴１４３が『１または複数の穴』に相当し、ＲＦタグ１００が『ＲＦタグ』に相当し、導電性部材９００が『導電体』に相当し、導電性部材９００およびＲＦタグ１００が『導電体付きＲＦタグ』に相当する。

本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

１００ＲＦタグ
１１０ＲＦタグアンテナ
１２０アンテナ部
１３０グランド部
１４０絶縁基材
１４１表面
１４２裏面
１４３穴
１４５発泡スチロール素材
１４６樹脂素材
１５０インダクタパターン部
１７０切り欠き部
５００ＩＣチップ
９００導電性部材
Ｔ値

Claims

ＩＣチップを取り付けるＲＦタグアンテナであって、
Ｃ型形状を有し、かつ平板状からなるインダクタパターン部と、
前記インダクタパターン部の周囲を切欠く切り欠き部と、
前記切り欠き部の周囲に形成されたアンテナ部と、
前記インダクタパターン部と連続して設けられた平板状からなるグランド部と、を含む、ＲＦタグアンテナ。
ＩＣチップを取り付けるＲＦタグアンテナであって、
Ｃ型形状を有し、かつ平板状からなるインダクタパターン部と、
前記インダクタパターン部の周囲を切欠く切り欠き部と、
前記切り欠き部の周囲に形成されたアンテナ部と、
第１面および前記第１面に対向する第２面を有する絶縁基材と、
前記インダクタパターン部と連続して設けられた平板状からなるグランド部と、を含み、
前記第１面に前記インダクタパターン部、前記切り欠き部、および前記アンテナ部が形成され、
前記第２面に前記グランド部が形成された、ＲＦタグアンテナ。
ＩＣチップを取り付けるＲＦタグアンテナであって、
Ｃ型形状を有し、かつ平板状からなるインダクタパターン部と、
前記インダクタパターン部の周囲を切欠く切り欠き部と、
前記切り欠き部の周囲に形成されたアンテナ部と、
第１面および前記第１面に対向する第２面を有する絶縁基材と、
前記インダクタパターン部と連続して設けられた平板状からなるグランド部と、を含み、
前記第１面に前記インダクタパターン部、前記切り欠き部、および前記アンテナ部が形成され、
前記第２面の延長面で、かつ前記第１面と対向しない面に前記グランド部が形成された、ＲＦタグアンテナ。
前記絶縁基材は、誘電体からなる請求項２または３に記載のＲＦタグアンテナ。
前記絶縁基材は、発泡スチロールからなる、請求項２または３に記載のＲＦタグアンテナ。
前記絶縁基材は、前記第１面側における比誘電率と、前記第２面側における比誘電率とが互いに異なる、請求項２から５のいずれか１項に記載のＲＦタグアンテナ。
前記絶縁基材は、前記第１面側から前記第２面側に向けて縮径する同径または異径の１または複数の穴が形成された、請求項２から５のいずれか１項に記載のＲＦタグアンテナ。
前記絶縁基材は、前記第１面側における比誘電率が前記第２面側における比誘電率よりも小さくなるよう形成された、請求項２から５のいずれか１項に記載のＲＦタグアンテナ。
前記絶縁基材は、前記第１面側に発泡スチロールの層を形成し、前記第２面側に前記発泡スチロールの比誘電率に比べて比誘電率の高い層を形成した、請求項２から７のいずれか１項に記載のＲＦタグアンテナ。
前記アンテナ部の周囲長さは、対象となる波長λの場合に、λ／２となる、請求項１から９のいずれか１項に記載のＲＦタグアンテナ。
請求項１から１０のいずれか１項に記載のＲＦタグアンテナと、
前記ＲＦタグアンテナの前記Ｃ型形状の両端部を架け渡すように設けられた前記ＩＣチップと、を含むＲＦタグ。
請求項１から１０のいずれか１項に記載のＲＦタグアンテナと、
前記ＲＦタグアンテナの前記Ｃ型形状の両端部を架け渡すように設けられた前記ＩＣチップと、
前記ＲＦタグアンテナの前記グランド部と、直接電気的にあるいは容量を介して接続された導電体と、を含む、導電体付きＲＦタグ。