JP7157970B2 - Ｒｆｉｄタグ及びアンテナ - Google Patents

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ及びアンテナに関する。

物流管理や商品管理のため、被着体に貼付されるＲＦＩＤラベルが普及している。ＲＦＩＤラベルは、ＲＦＩＤタグを有するラベルである。ＲＦＩＤタグは、ＩＣチップとＩＣチップに電気的に接続されるアンテナとを備える。ＲＦＩＤタグは、無線タグやＲＦＩＤタグと呼ばれることもある。薄型、軽量の利点を生かして無線タグは、物流管理に使用することができ、さらに情報記憶媒体としても利用できる。ただし、その用途が多岐にわたることから、様々な使用環境に置かれることになるため、広帯域での通信が可能なように構成することが望ましい。

特許文献１には、無線タグの貼り付け位置を変えずに複数の通信用周波数に対応することができる技術が開示される。特許文献１に開示される情報記憶媒体は、矩形状のループアンテナと、当該ループアンテナに接続され、識別情報が記憶される集積回路素子とからなる無線ＩＣタグと、無線ＩＣタグが配置される配置面を有する第１のスペーサと、第１のスペーサの配置面とは反対側の面に設けられる補助アンテナとを備える。補助アンテナは、無線ＩＣタグの通信周波数で共振することで、無線ＩＣタグのアンテナと電磁的に結合し、しかもそれ自身が共振アンテナとして機能する。補助アンテナを設けることで、無線ＩＣタグの貼り付け位置を変えることなく、通信周波数帯域をより広帯域とすることができる。

特開２０１３－１１４５１３号公報

しかしながら、特許文献１に開示される従来技術は、通信の広帯域化を図るために第１スペーサの上下面のそれぞれにアンテナを設ける必要があるため、構造を複雑にすることなく通信の広帯域化を図る上での改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、構造を複雑にすることなく通信の広帯域化を図ることができるＲＦＩＤタグを得ることを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係るＲＦＩＤタグは、識別情報が記録されるＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続されるループ状導体と、前記ループ状導体に接続されると共に前記ループ状導体から互いに離れる方向に伸びる２つの格子形状のアンテナパターンを有するアンテナ部と、を備える。

本発明によれば、構造を複雑にすることなく通信の広帯域化を図ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係るＲＦＩＤタグ１００が設けられる収納体３００の斜視図 ＲＦＩＤタグ１００の構成例を示す図 ＲＦＩＤタグ１００の周波数特性を示す図 ＲＦＩＤタグ１００の比較例の構成例を示す図 ＲＦＩＤタグ１００Ａの周波数特性を示す図 変形例に係るＲＦＩＤタグ１００－１の構成例を示す図

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す説明では、各図において共通する部分について、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするため、各図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。なお、各形態において、平行、直角、水平、垂直、上下、左右などの方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。図１以降において、Ｘ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＸ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＸ軸方向とする。Ｙ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＹ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＹ軸方向とする。Ｚ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＺ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＺ軸方向とする。Ｘ軸方向は後述する容器を側面から平面視したときの高さ方向に等しい。Ｙ軸方向は後述する容器を側面から平面視したときの横幅方向に等しい。Ｚ軸方向は、後述する容器を側面から平面視したときの奥行き方向に等しい。

図１は本発明の実施の形態に係るＲＦＩＤタグ１００が設けられる収納体３００の斜視図である。図１に示す収納体３００は、ＲＦＩＤタグ１００が設けられる被識別対象の一例あり、被識別対象は、例えば段ボール箱、食品の包装体などである。被識別対象は、物流管理、在庫管理などの対象物であればよく、例えば、衣服、液体が収容されるペットボトルなどでもよい。ＲＦＩＤタグ１００にはダイポールアンテナが設けられているため、ＲＦＩＤタグ１００が縦長になるように収納体３００に設けられているが、収納体３００へのＲＦＩＤタグ１００の取り付け方法は、これに限定されるものではない。

次に図２を用いてＲＦＩＤタグ１００の構成例を説明する。図２はＲＦＩＤタグ１００の構成例を示す図である。ＲＦＩＤタグ１００は、帯状のシート４０と、識別情報が記録されるＩＣチップ１０と、ループ状導体２０と、アンテナ部３０とを備える。

シート４０は、例えば、ポリエチレンテレフタラート、ポリプロピレン等の合成樹脂製フィルムを、複数枚積層して帯状に形成されるフィルムである。ＩＣチップ１０、ループ状導体２０、及びアンテナ部３０は、例えば積層される複数の合成樹脂製フィルムの間に、挟み込まれるように配置される。

ＩＣチップ１０は内部容量を有し、アンテナ部３０が有するインダクタンスとＩＣチップ１０の内部容量とにより、整合回路が構成される。

ループ状導体２０は、シート４０をＺ軸方向に平面視した形状が、１ターン以下のループ状（環状）の導電性配線パターンである。導電性の配線パターンは、銅箔やアルミ箔のプレス加工やエッチング加工、めっきによって形成する方法、金属ペーストのシルクスクリーン印刷、金属線などの既存の方法によって形成できるが、ここではアルミのエッチングにより形成した。

ループ状導体２０は、ＩＣチップ１０及びアンテナ部３０と電気的に接続される。ＩＣチップ１０に記録される識別情報をリーダで読み出す場合、ＵＨＦ帯の電波、例えば９２０ＭＨｚ付近（例えば、８６０ＭＨｚ～１２００ＭＨｚ、より好ましくは、９１５ＭＨｚ～９３５ＭＨｚ）の電波をアンテナ部３０が受信すると、共振作用によりループ状導体２０に電流が流れる。これにより、ＩＣチップ１０を動作する起電力が発生する。ＩＣチップ１０が動作すると、ＩＣチップ１０に記録される識別情報は、ＩＣチップ１０によって符号化され、符号化されたデータは、９２０ＭＨｚ付近の電波を搬送波として、リーダ等の通信装置に無線伝送される。この信号を受信したリーダは、信号を複合化して外部機器に転送する。このようにＲＦＩＤタグ１００は、識別情報の保持や送信のための電力源（バッテリ）を持たない受動型の電波式の無線タグである。従って、バッテリを持つ能動型の無線タグと比べて、バッテリを持たない分、小型化と低価格化を実現できる。

アンテナ部３０は、無線通信用電波の周波数（例えばＵＨＦ帯の周波数）に対して、ＩＣチップ１０との間で共振特性を示すように構成されるダイポールアンテナである。アンテナ部３０は、全体でλ／２付近（λは通信波長）に相当する電気長を有する。

アンテナ部３０は、例えば９２０ＭＨｚ付近の周波数の電波に対して、収納体３００が液体で満たされた状態でも、ＩＣチップ１０とのインピーダンス共役整合を実現する構造を有する。アンテナ部３０は、ＩＣチップ１０とのインピーダンス共役整合を実現する構造として、２つの導体部（導体部３０Ａ及び導体部３０Ｂ）を備える。導体部３０Ａ及び導体部３０Ｂは、ループ状導体２０に接続されると共に、ループ状導体２０から互いに離れる方向に伸びる導電性配線パターンである。

導体部３０Ａ及び導体部３０Ｂは、ＩＣチップ１０の略中心を通る仮想線ＶＬに対して、線対称に形成される。仮想線ＶＬは、ＸＹ平面に平行で、かつ、Ｙ軸方向に伸びる線である。仮想線ＶＬは、ＲＦＩＤタグ１００をＸ軸方向の領域に略二等分する線でもある。

導体部３０Ａ及び導体部３０Ｂのそれぞれは、λ／４付近（λは通信波長）に相当する電気長を有する。アンテナ部３０のインピーダンス整合の条件は、負荷側から信号源を見たときのインピーダンスと信号源側から負荷を見たときのインピーダンスが、互いに複素共役になる場合である。従って、負荷側からの信号源インピーダンスＺｓがＺｓ＝Ｒｓ＋ｊＸｓであれば、負荷インピーダンスＺｌがＺｌ＝Ｒｓ－ｊＸｓのとき、最大電力が伝達される。

なお、導体部３０Ａ及び導体部３０Ｂは、仮想線ＶＬに対して線対称の形状のため、以下では、導体部３０Ａの構成を説明する。導体部３０Ｂの構成に関しては、導体部３０ＡのＸ軸方向への延伸方向を逆に読み替えることで、その説明を省略する。

導体部３０Ａは、第１エレメント１、第２エレメント２及び第３エレメント３を備える。第１エレメント１、第２エレメント２及び第３エレメント３は、全体として、ループ状導体２０に接続される格子形状のアンテナパターンを構成する。導体部３０Ｂも導体部３０Ａと同様に構成される。従って、アンテナ部３０は、ループ状導体２０に接続されると共にループ状導体２０から互いに離れる方向に伸びる２つの格子形状のアンテナパターンを有する。

第１エレメント１は、例えばループ状導体２０から、マイナスＸ軸方向に延伸する直線形状の導電性配線パターンである。第１エレメント１は、直線エレメントである。第１エレメント１は、プラスＸ軸方向の端部がループ状導体２０に接続される。第１エレメント１とループ状導体２０との接続箇所は、例えばループ状導体２０のプラスＹ軸方向側の周縁部である。第１エレメント１は、ループ状導体２０との接続箇所から、マイナスＸ軸方向に対して所定角度（例えば３０°～６０°）で一定距離延伸し、一定距離延伸した箇所からマイナスＸ軸方向にさらに延伸する。

第１エレメント１が、ループ状導体２０のプラスＹ軸方向側の周縁部に接続されることによって、アンテナ部３０全体のＸ軸方向の幅が狭くなり、縦幅と横幅の比率が小さなＲＦＩＤタグ１００を実現できる。そのため、例えば、Ｘ軸方向の高さが比較的小さな小容量のペットボトルなどに、当該ＲＦＩＤタグ１００を貼付する場合でも、ペットボトルに貼付されたＸ軸方向の高さの低いラベルでもＲＦＩＤタグ１００を配置できる。

なお、第１エレメント１とループ状導体２０との接続箇所は、これに限定されず、ループ状導体２０のマイナスＸ軸方向の周縁部でもよい。この構成により、第１エレメント１を、ループ状導体２０のマイナスＸ軸方向側の領域に配置できる。従って、アンテナ部３０全体のＹ軸方向の幅が狭くなり、細長い形状のＲＦＩＤタグ１００を実現できる。そのため、例えばＸ軸方向の高さが比較的大きな大容量のペットボトルなどに、当該ＲＦＩＤタグ１００を貼付する場合でも、ペットボトルの商品等表示を妨げない領域にＲＦＩＤタグ１００を配置できる。

第２エレメント２は、第１エレメント１のマイナスＸ軸方向の先端から、第１エレメント１が伸びる方向とは異なる方向に伸びるフック形状の導電性配線パターンである。第２エレメント２は、フックエレメントである。第２エレメント２は、Ｕ字形状のパターンでもよいし、Ｌ字形状のパターンでもよい。

なお、第１エレメント１と第２エレメント２が一体でフック形状に形成されてもよい。

図２に示すように、第２エレメント２は、第１エレメント１のマイナスＸ軸方向の先端から、マイナスＹ軸方向に一定距離延伸した後、プラスＸ軸方向に垂直に折れ曲がり、ループ状導体２０に向かって一定距離延伸する。この形状により、ループ状導体２０のマイナスＸ軸方向側の領域を有効に利用できる。従って、縦幅と横幅の比率が小さなＲＦＩＤタグ１００を実現できる。

第２エレメント２がループ状導体２０に向かって伸びる部分と、第２エレメントとの間には、隙間が形成される。この隙間（Ｙ軸方向における離間距離）は、例えば１．０ｍｍから３０．０ｍｍまでの値に設定されと、９２０ＭＨｚでの通信距離が最適化する点から好ましい。この隙間に、複数の第３エレメント３－１、第３エレメント３－２及び第３エレメント３－３が設けられる。以下では、第３エレメント３－１、第３エレメント３－２及び第３エレメント３－３のそれぞれを区別しない場合、「第３エレメント３」と称する場合がある。

第３エレメント３は、第１エレメント１から第２エレメント２に向かって伸び、第１エレメント１及び第２エレメント２と共に、格子形状のパターンを形成する導電性配線パターンである。第３エレメント３は、格子エレメントである。

第３エレメント３－１のマイナスＹ軸方向の端部は、例えば、第２エレメント２のプラスＸ軸方向の端部２ａに接続される。

第３エレメント３－２のマイナスＹ軸方向の端部は、例えば、第２エレメント２のプラスＸ軸方向の端部２ａと第２エレメント２の中間点２ｂとの間に接続される。第２エレメント２の中間点２ｂは、第２エレメント２の全体の内、Ｘ軸方向に延伸するエレメントをＸ軸方向に二等分する部分である。

第３エレメント３－３のマイナスＹ軸方向の端部は、第２エレメント２の中間点２ｂと、第２エレメント２のマイナスＸ軸方向の端部との間に接続される。

隣接する２つの第３エレメント３の間隔は略等しい。すなわち、第３エレメント３－１から第３エレメント３－２までのＸ軸方向の幅Ｗ１は、第３エレメント３－２から第３エレメント３－３までのＸ軸方向の幅Ｗ２と略等しい。略等しいとは、例えば、幅Ｗ２がＷ１×１．２～Ｗ１×０．８の範囲に設定されることを意味する。

第２エレメント２の全体の内、Ｙ軸方向に延伸するエレメントから第３エレメント３－３までの幅をＷ３としたとき、幅Ｗ３は、幅Ｗ１及び幅Ｗ２の少なくとも一方と略等しい。略等しいとは、例えば、幅Ｗ３が、Ｗ１×１．２～Ｗ１×０．８の範囲に設定されること、又はＷ２×１．２～Ｗ２×０．８の範囲に設定されることを意味する。

幅Ｗ１、幅Ｗ２及び幅Ｗ３のそれぞれは、例えば１．０ｍｍから３０．０ｍｍまでの値に設定されると、目的とする周波数帯での通信距離が最適化される点から好ましい。これらが大きくなり過ぎるとダイポールの長さが目的とする周波数帯での通信に最適な長さから外れてしまい、共振を得ることが難しくなる。

複数の第３エレメント３を設けることにより、３つの閉ループ部５が形成される。

ループ状導体２０寄りの位置に形成される閉ループ部５は、第１エレメント１と、第２エレメント２と、第３エレメント３－１と、第３エレメント３－２とによって形成される。

第２エレメント２の中間点２ｂ付近に形成される閉ループ部５は、第１エレメント１と、第２エレメント２と、第３エレメント３－２と、第３エレメント３－３とによって形成される。

第１エレメント１と第２エレメント２との接続部寄りの位置に形成される閉ループ部５は、第１エレメント１と、第２エレメント２と、第３エレメント３－３とによって形成される。

各閉ループ部５は、略四角形のループエレメントである。２つ以上の閉ループ部５（図２では３つの閉ループ部５）が形成されることで、導体部３０Ａのインピーダンスを下げられるため、アンテナ利得を高める効果が得られる。

また、閉ループ部５の数が増えるほど導体部３０Ａインピーダンスを下げられるため、より広い周波数帯域で高アンテナ利得であり、かつ、バラつきが小さく平坦性を有するアンテナ利得が得られる。

なお、本実施の形態では、一例として、３つの第３エレメント３が用いられているが、第３エレメント３の数は、２つ以上であればよい。例えば、３つの第３エレメント３の内、何れか１つを省くことで、２つの閉ループ部５が形成されるように構成してもよい。この構成の場合でも、第３エレメント３が１つの場合に比べて、導体部３０Ａのインピーダンスを下げられるため、広い周波数帯域で高アンテナ利得を得られる。

各エレメントの電気長は、以下のように設定される。

例えば、第１エレメント１の電気長が、使用周波数の波長のλ／４の倍数に設定される。この場合、第２エレメント２の電気長は、使用周波数の波長のλ／４の倍数の電気長とは異なる電気長に設定される。この場合の異なる電気長は、例えば、使用周波数の波長のλ／３．５からλ／４．５までの範囲である。

また、第１エレメント１の代わりに、第１エレメント１の電気長と、Ｌ字（逆Ｌ字）形状の第２エレメント２の電気長とを合計した値が、使用周波数の波長のλ／４の倍数に設定されてもよい。この場合、第３エレメント３（例えば３つの第３エレメント３の内の何れか１つ）の電気長は、使用周波数の波長のλ／４の倍数の電気長とは異なる電気長に設定される。この場合の異なる電気長は、例えば、使用周波数の波長のλ／３．５からλ／１５．５までの範囲である。なお、この場合の異なる電気長は、例えば３つの第３エレメント３の内、何れか２つ又は３つを合計した値としてもよい。

また、第１エレメント１の代わりに、第１エレメント１の電気長と、第２エレメント２の電気長と、第３エレメント３（例えば３つの第３エレメント３の内の何れか１つ）の電気長とを合計した電気長が、使用周波数の波長のλ／４の倍数に設定されてもよい。この場合、例えば、３つの第３エレメント３の内、残りの２つのエレメントのそれぞれの電気長は、使用周波数の波長のλ／４の倍数の電気長とは異なる電気長に設定される。この場合の異なる電気長は、例えば、使用周波数の波長のλ／３．５からλ／１５．５までの範囲である。

次に図３を用いて、ＲＦＩＤタグ１００の周波数特性について説明する。

図３はＲＦＩＤタグ１００の周波数特性を示す図である。横軸は無線通信用電波の周波数を表す。縦軸はＲＦＩＤタグ１００からリーダまでの通信可能距離を表す。図３より、ＲＦＩＤタグ１００では、有効共振周波数の帯域（例えば８６０ＭＨｚ～１１５０ＭＨｚ、好ましくは９２０ＭＨｚ～１１５０ＭＨｚ）を広く確保できることが分かる。

図４を用いて、本実施の形態の比較例について説明する。図４はＲＦＩＤタグ１００の比較例の構成例を示す図である。比較例に係るＲＦＩＤタグ１００Ａは、第１エレメント１、第２エレメント２、及び第３エレメント３の代わりに、ミアンダ形状の配線パターンであるエレメント６を備える。エレメント６は、ループ状導体２０に接続されると共に、ループ状導体２０からＸ軸方向に延伸する矩形状の導電性配線パターンである。エレメント６は、使用周波数の波長の１／４の倍数の電気長に設定されている。

このように構成されるＲＦＩＤタグ１００Ａの周波数特性を図５を用いて説明する。図５はＲＦＩＤタグ１００Ａのインピーダンス特性を示す図である。横軸は無線通信用電波の周波数を表す。縦軸はＲＦＩＤタグ１００Ａからリーダまでの通信可能距離を表す。

ＲＦＩＤタグ１００Ａは、電気長を稼ぐためミアンダ形状の単一のアンテナエレメントを利用するため、図３に示す特性と比べて、通信可能な周波数帯域が狭いことが分かる。

これに対して、本実施の形態に係るＲＦＩＤタグ１００によれば、直線形状の第１エレメント１と、Ｌ字形状の第２エレメント２と、２以上の第３エレメント３とを組み合わせることで、全体としてハシゴ状（格子形状）のアンテナパターンを形成することができる。このハシゴ状のアンテナパターンは、電気長が異なる複数のアンテナエレメントを同一平面上に組み合わせたものに等しい。そのため、単一の電気長を有するアンテナエレメントを利用する場合に比べて、アンテナ部３０とＩＣチップ１０との共振条件を広げることができ、通信周波数が広帯域となる。すなわち幅広い周波数帯域において、インピーダンス共役整合の条件を満たすことができ、アンテナ部３０での電波の受信強度を高めることができる。

また、本実施の形態に係るＲＦＩＤタグ１００によれば、有効共振周波数の帯域（例えば９００ＭＨｚ～１１５０ＭＨｚ）を広く確保できるため、アンテナ部３０の製造時におけるアンテナエレメントのバラつきを或る程度は許容できる。従って、製品の設計及び製造時のバラつき条件を緩和し、検査及び調整コストも削減でき、製品コストを下げることができるという効果が得られる。

また、本実施の形態に係るＲＦＩＤタグ１００によれば、形状及び電気長が異なる複数のアンテナエレメントが同一平面上に組み合わせて配置されるため、前述した従来技術のようにスペーサを利用して、当該スペーサの上下面にアンテナエレメントを設ける必要がない。そのため、アンテナエレメントを設けるためのスペーサを利用しない分、ＲＦＩＤタグ１００の構造が簡素化され、さらに複数のアンテナエレメントの製造公差の管理が容易化される。その結果、ＲＦＩＤタグ１００の歩留まりが向上すると共に、製造コストをより一層低減できる。

なお本実施の形態に係るＲＦＩＤタグ１００は、以下のように構成してもよい。ＲＦＩＤタグ１００と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、異なる部分について述べる。

図６は変形例に係るＲＦＩＤタグ１００－１の構成例を示す図である。ＲＦＩＤタグ１００－１は、ＲＦＩＤタグ１００と比べて、第２エレメント２及び第３エレメント３の代わりに、第４エレメント４が用いられる。

第４エレメント４は、直線エレメントである第１エレメント１の途中から分岐するように第１エレメント１に接続され、第１エレメント１と平行に伸びる導体である。第４エレメント４は、分岐エレメントである。

第１エレメント１への第４エレメント４の接続部４ａは、例えば第１エレメント１とループ状導体２０との接続点から所定距離離れた位置に設けられる。所定距離は、例えば５．０ｍｍから１００．０ｍｍまでの値に設定されと、通信距離が伸びるため好ましい。

第１エレメント１と、第４エレメント４がループ状導体２０側とは反対方向に伸びる部分との間には、隙間が形成される。この隙間（Ｙ軸方向における離間距離）は、例えば１．０ｍｍから３０．０ｍｍまでの値に設定されると目的とする周波数帯で最適な通信距離を得ることができるため好ましい。この距離が長すぎると目的とする周波数帯で最適なダイポールの長さから外れてしまい、共振を得ることが難しくなる。この隙間に、例えば第３エレメント３－１及び第３エレメント３－２が設けられる。第３エレメント３－１及び第３エレメント３－２は、互いにＸ軸方向に離れて設けられている。

第３エレメント３－１及び第３エレメント３－２は、第１エレメント１から第４エレメント４に向かって伸び、第１エレメント１及び第４エレメント４と共に、格子形状のパターンを形成する導電性配線パターンである。第３エレメント３－１及び第３エレメント３－２は、格子エレメントである。

第３エレメント３－１のマイナスＹ軸方向の端部は、例えば、第４エレメント４の接続部４ａと、第４エレメント４の中間点４ｂとの間に接続される。第４エレメント４の中間点４ｂは、第４エレメント４の全体の内、Ｘ軸方向に延伸するエレメントをＸ軸方向に二等分する部分である。

第３エレメント３－２のマイナスＹ軸方向の端部は、第４エレメント４の中間点４ｂと、第４エレメント４のマイナスＸ軸方向の端部との間に接続される。

第４エレメント４の全体の内、Ｙ軸方向に延伸するエレメントから、第３エレメント３－１までの幅をＷ４とし、第３エレメント３－１から第３エレメント３－２までのＸ軸方向の幅をＷ５としたとき、幅Ｗ４は幅Ｗ５と略等しい。略等しいとは、例えば、幅Ｗ４がＷ５×１．２～Ｗ５×０．８の範囲に設定されることを意味する。

幅Ｗ４及び幅Ｗ５のそれぞれは、例えば１．０ｍｍから３０．０ｍｍまでの値に設定される。

複数の第３エレメント３を設けることにより、２つの閉ループ部５が形成される。

ループ状導体２０寄りの位置に形成される閉ループ部５は、第１エレメント１と、第４エレメント４と、第３エレメント３－１とによって形成される。

第４エレメント４の中間点４ｂ付近に形成される閉ループ部５は、第１エレメント１と、第４エレメント４と、第３エレメント３－１と、第３エレメント３－２とによって形成される。

各閉ループ部５は、略四角形のループエレメントである。このように２つ以上の閉ループ部５が形成されることで、導体部３０Ａのインピーダンスを下げられるため、アンテナ利得を高める効果が得られる。

各エレメントの電気長は、以下のように設定される。

例えば、第１エレメント１の長さは、使用周波数の波長のλ／３～λ／５の倍数の電気長に設定される。この場合、第４エレメント４の長さは、λ／３．５～λ／８の倍数の電気長に設定される。異なる電気長は、例えば、使用周波数の波長のλ／３．５からλ／４．５までの範囲である。

また、第１エレメント１の代わりに、第４エレメント４の電気長が、使用周波数の波長のλ／４の倍数に設定されてもよい。この場合、第１エレメント１の電気長は、使用周波数の波長のλ／４の倍数の電気長とは異なる電気長に設定される。この場合の異なる電気長は、例えば、使用周波数の波長のλ／３．５からλ／４．５までの範囲である。

また、第１エレメント１の代わりに、第４エレメント４の電気長と第３エレメント３（例えば２つの第３エレメント３の内の何れか１つ）の電気長とを合計した値が、使用周波数の波長のλ／３～λ／５の倍数に設定されてもよい。この場合、第１エレメント１の電気長は、使用周波数の波長のλ／３～λ／５の倍数の電気長とは異なる電気長に設定される。この場合の異なる電気長は、例えば、使用周波数の波長のλ／３．５からλ／８までの範囲である。

ＲＦＩＤタグ１００－１によれば、電気長と形状の双方が異なる複数のエレメントを組み合わせることで、ＲＦＩＤタグ１００と同様の効果を得ることができる。

また、ＲＦＩＤタグ１００－１によれば、第４エレメント４の分岐箇所、すなわち第１エレメント１からの第４エレメント４の引き出し位置を、調整しやすい構造のため、ＲＦＩＤタグ１００－１の設計条件に自由度を持たせることができる。例えば、ＲＦＩＤタグ１００－１の表面積を極力狭くしなければならない特殊形状の収納体３００の場合、第１エレメント１の下側（マイナスＹ軸方向側）の領域が狭くなることが想定される。この場合でも、第４エレメント４の分岐箇所を極力ループ状導体２０に近づけた上で、第４エレメント４のＸ軸方向に伸びる部分の長さを短くすることで、特殊な収納体３００にも適用可能となる。従って、ＲＦＩＤタグ１００－１を適用可能な収納体３００が増える分、ＲＦＩＤタグ１００－１の生産量を増やすことができる、ＲＦＩＤタグ１００－１の製造単価をより一層低減することができる。

なお、本実施の形態に係るＲＦＩＤタグ１００～１００－１のそれぞれは、ＵＨＦ帯の電波だけでなく、ＶＨＦ帯、ＳＨＦ帯などの電波にも適用可能である。ＲＦＩＤタグ１００～１００－１の使用周波数がＵＨＦ帯の周波数である場合、ＵＨＦ帯はＶＨＦ帯に比べて、周波数が高いため、波長が短くなり、アンテナの小型化に有利である。従って、本実施の形態に係るＲＦＩＤタグ１００～１００－１をＵＨＦ帯の電波に好適な形状にすることで、ＩＣチップ１０の小型化を図ることができると共に、メモリ容量も小さく安価な無線タグを得ることができる。

また、本実施の形態に係るＲＦＩＤタグ１００～１００－１のそれぞれは、電磁誘導式の無線タグ、電波式の無線タグの何れにも適用可能である。特に、ＲＦＩＤタグ１００～１００－１のそれぞれを、電波式の無線タグに適用した場合、リーダとの所定の無線通信距離を確保できる。所定の無線通信距離は、例えば０ｍから２０ｍまでの範囲である。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ ：第１エレメント
２ ：第２エレメント
３ ：第３エレメント
４ ：第４エレメント
１０ ：ＩＣチップ
２０ ：ループ状導体
３０ ：アンテナ部
３０Ａ ：導体部
３０Ｂ ：導体部
４０ ：シート
１００ ：ＲＦＩＤタグ
１００－１ ：ＲＦＩＤタグ
３００ ：収納体
ＩＣ ：無線
ＶＬ ：仮想線

Claims (8)

1. 識別情報が記録されるＩＣチップと、
   前記ＩＣチップに接続されるループ状導体と、
   前記ループ状導体に接続されると共に前記ループ状導体から互いに離れる方向に伸びる２つの格子形状のアンテナパターンを有するアンテナ部と、
   を備えるＲＦＩＤタグ。
2. 前記格子形状のアンテナパターンは、
   前記ループ状導体に接続される共に前記ループ状導体から互いに離れる方向に伸びる直線エレメントと、
   前記直線エレメントの先端に設けられ、前記直線エレメントの先端から前記直線エレメントが伸びる方向とは異なる方向に伸びるフック形状の導体であるフックエレメントと、
   前記直線エレメントから前記フックエレメントに向かって伸び、前記直線エレメント及び前記フックエレメントと共に格子形状のパターンを形成する導体である２以上の格子エレメントと、
   を備える請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
3. 前記格子形状のアンテナパターンは、前記直線エレメントと前記フックエレメントと２以上の前記格子エレメントとによって形成される２以上の閉ループ部を有する請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
4. 前記格子形状のアンテナパターンは、
   前記ループ状導体に接続される共に前記ループ状導体から互いに離れる方向に伸びる直線エレメントと、
   直線エレメントの途中から分岐するように前記直線エレメントに接続され、前記直線エレメントと平行に伸びる導体である分岐エレメントと、
   前記直線エレメントから前記分岐エレメントに向かって伸び、前記直線エレメント及び前記分岐エレメントと共に格子形状のパターンを形成する導体である２以上の格子エレメントと、
   を備える請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
5. 前記格子形状のアンテナパターンは、前記直線エレメントと前記分岐エレメントと２以上の前記格子エレメントとによって形成される２以上の閉ループ部を有する請求項４に記載のＲＦＩＤタグ。
6. 使用周波数がＵＨＦ帯の周波数である請求項１～５の何れか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
7. 電波式の無線タグである請求項１～６の何れか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
8. 請求項１～７の何れか一項に記載のＲＦＩＤタグに用いられるアンテナ。

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