JP7433630B2 - タグ情報読み取り回路及びチップレス・タグシステム - Google Patents

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Description

本発明は、伝送線路を用いた共振器の共振周波数を変えることでコード情報を付与するチップレス・タグのタグ情報読み取り回路並びにチップレス・タグシステムに関する。
バーコードは在庫管理、物流管理、入退室管理などに広く普及しており、ＩＤタグが印刷で作成できることから極めて安価であり、読取装置もスマートフォンなどのカメラで実現でき、タグシステムとしても安価であるという特長がある。しかしながら、バーコードの情報には、秘匿性がなく、汚れで誤認識したり、複製も容易で改ざんされるリスクもある等の信頼性に乏しい面や、読み取り領域が狭く、障害物があると読み取れないという欠点も有している。
また、最近普及が拡大している半導体チップを用いたＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）は、これらの欠点を克服するもので、読み取りだけでなく書き込みも可能であるなど優れた特長を有しているが、半導体チップを用いるためにチップや基板実装でタグがコスト高になること、半導体が誤動作する高温や放射線の強い環境下では適用不可能という問題点や、アンテナなどで読取装置のサイズが大きくなり、消費電力も大きく、携帯化が困難で装置のコストも高いという課題も有している。
本発明はチップレスＲＦＩＤに関わるものであり、バーコードの機能を補完するものである。本発明のチップレスＲＦＩＤタグは、基本的に複数の共振周波数が異なる伝送線路共振器の共振周波数に情報を付与するものであり、タグの回路パターンをコーティングすることで外からは見えないようにすることが可能で、情報の秘匿性が高く、複製も困難で、改ざんに対する耐性はバーコードよりもはるかに強く、また金属以外の紙、布、プラスチックなどの障害物、遮蔽物があっても情報の読み出しが可能である。以上は、従来から知られているチップレス・タグ全般に共通する特徴であるが、従来方式のチップレス・タグは情報量（符号数）が余りとれず、読み取り精度もよくないという欠点がある。本発明では新しい進行波マルチバンドフィルタやマルチプレクサ型のタグの読み取り方式を提案し、これまでの課題となっている周波数利用効率（タグの符号数の拡大）と読み取り精度の向上を改善するものである。
チップレスＲＦＩＤに関しては下記文献に示すように、既にいろいろな技術が開示され、実用化もなされている。
非特許文献１は、チップレスＲＦＩＤタグの解説論文であり、この分野の全般的な技術が開示されている。本発明と直接関連するところは同文献Ｆｉｇｕｒｅ１１に示すような多数の共振素子を用いる構成例で、基本的に１つの共振器に１ビットを対応させたマルチ共振器構成となっている。本発明と異なるところは、共振器の共振周波数の検出方式（読み取り回路方式）で同文献はノッチフィルタ構成であるのに対し，本発明はマルチバンドのバンドパス構成となることであり、本発明の方がマルチビット化に適し、精度の良い情報検出も可能となる。非特許文献２にはステップ・インピーダンス共振器（ＳＩＲ：Stepped Impedance Resonator）を一個用いたマルチモード共振周波数によるチップレス・タグの符号化方式を開示しているが、本発明は、シングルモードを用いたマルチ共振器を適用するので符号化方式が基本的に異なっている。非特許文献３は最近発表されたタグ共振器の共振周波数情報読み取りにアンテナではなく近傍電磁界を利用するものであり、本発明と手法は同一となるが、共振器がＳＩＲであるため読み取り回路の構成は全く異なったものとなる。特許文献１は、非特許文献２と技術的には同一内容でＳＩＲによるチップレス・タグの符号化方式を開示している。特許文献２は非特許文献３の近傍電磁界によるプローブ検出の手法を開示しているが、対象としているのはＳＩＲ構成のタグであり、前述したように読み取り回路の構成は本発明と異なる。特許文献３は、タグにＳＩＲを適用したノッチフィルタ型のマルチ共振器のタグで、タグ情報の書き込みに特徴がある。本発明においてもＳＩＲ構造の適用は可能であるが、タグの共振器構造自体に制約はなく、ＳＩＲが発明を構成する必須の要素ではない。またタグ検出は本発明においてはバンドパス構成となることも根本的に異なっている。
特開２０１５－１９５５６１号公報 特開２０１７－１２３５２０号公報 特開２０１７－２１１８７３号公報
P.Preradovic and N.C.Karmakar、"Chipless RFID: Bar Code of theFuture、" IEEE Microwave Magazine、vol.11、No.7、pp.87-97、 Dec.2010 牧本，酒井，和田，"マルチモード・ステップインピーダンス共振器を用いたチップレスRFIDの検討"，電子情報通信学会，信学技報SRW2014-37（2014-37），pp.11-16，2014年12月 F.Sakai, M.Makimoto and K.Wada, "Near-field chipless RFID tag system using inductive coupling between a multimode resonator and detection probes," Trans. IEICE Com., Vol.E102-B, No.4, pp.722-731, Apr. 2019
マルチ共振器型のタグの構成は、これまでノッチフィルタ型が適用されてきたが、検出レベルを上げるにはタグ共振器の無負荷Ｑを大きく取り、タグ共振器と読み取り回路との結合を強くすることが要求される。無負荷Ｑを大きくするには低損失の基板が要求されコスト高となること、結合を強くすると隣接する共振器との識別が困難となり周波数間隔を広げる必要があり、与えられた周波数帯域内で符号数が取れないという課題がある。これを解決するには、マルチバンドのバンドパスフィルタ構成が望まれるが、広帯域な共振器と読み取り回路との結合回路がボトルネックとなって現時点ではまだ開発事例の開示がなされていない。
複数個の共振器を利用する従来のチップレスＲＦＩＤタグにおいては共振周波数１個に１ビット対応させる構成をとるのが一般的である。本発明においてもコードを付与する基本的な考え方はこれと同じである。
図１４に従来のノッチフィルタ型チップレス・タグ用マルチ共振器の例を示す。
図１４において（Ａ）は情報書き込み前の基本回路を示し、（Ｂ）は情報を書き込んだ状態の回路を示している。
図１４の（Ａ）に基本的な構成を示す従来のノッチフィルタ型チップレス・タグ用マルチ共振器１０００は、入出力端子１１０３，１１０４を持つ主伝送線路１１０１に共振周波数の異なるｎ個の両端開放１／２波長一様線路共振器１１０２１、１１０２２、１１０２３、・・・１１０２ｎ－１、１１０２ｎを逆Ｌ字状に構成し、線路の一部を伝送線路と平行結合した回路となっている。回路の動作としては共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３、・・・ｆｎ－１、ｆｎごとにｎ個の減衰極を持つノッチフィルタ（狭帯域の帯域阻止フィルタ）となっている。実際のタグはこの回路の入出力端子１１０３，１１０４にアンテナを空間的に直交させて送信波と受信波を分離できるように構成し、読み取り装置で周波数特性を検出し、各共振器の共振点が検出される場合を[１]、共振点が検出されない場合を[０]に対応させるようにしてタグ情報の読み出しを行う。図１４の（Ａ）はすべてを[１]のｎビットをあらわしていることになる。情報を[０]に書き込む場合は、共振器の共振周波数を離調すればよく、図１４の（Ｂ）に示す共振器１１０２２、１１０２ｎ－１のように切断部を設けることで共振器長を短縮することで実現できる。このノッチフィルタ型チップレス・タグは、検出レベル（ノッチ深さのレベル）を上げるには、タグ共振器と読み取り回路との結合を強くすること、共振器の無負荷Ｑを大きくすることが要求されるため、減衰特性が広がって尖鋭度が劣化することよりノッチ周波数の間隔を広くとる必要があり周波数有効利用（符号数の拡大）という点や低損失基板を用いるためにコスト高になる点で実用上課題を有している。
共振器の共振周波数を検出するには、ノッチフィルタ（狭帯域帯域阻止フィルタ）のほかに狭帯域帯域通過（バンドパス）フィルタでも可能で、検出ピークレベルは小さくなる（挿入損失が大きくなる）が、ピーク高さ（共振ピークレベルとノイズレベルの差）が高いので正確な検出が可能であり、ノッチフィルタ型より精度の高い検出が可能となる。ただ、チップレス・タグの利用する周波数帯域は広帯域であるため、すべての帯域にわたってタグの共振器と読み取り回路の結合を実現する適切な手法が知られておらず、この方式はいままで実用化されていない。
本発明は、上述の如き従来の実情に鑑み、共振周波数の異なる複数の伝送線路共振器を用いたマルチ共振器型のチップレス・タグにおいて符号数の拡大と精度の高い安定した読み取りを可能にしたチップレス・タグのタグ情報読み取り回路並びにチップレス・タグシステムを提供することを目的とする。
本発明の他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。
本発明では、近傍電磁界結合に着目して、共振周波数を進行波フィルタ構成あるいはマルチプレクサ（分波器）構成の読み取り回路方式で検出することにより、共振周波数の異なる複数の伝送線路共振器を用いたマルチ共振器型のチップレス・タグにおいて符号数の拡大と精度の高い安定した読み取りを実現する。
すなわち、本発明は、誘電体基板上に共振周波数の異なる伝送線路共振器を複数個実装して構成され、伝送線路共振器は、互いに対向し、かつその間隔が一定となる構造を有する第１の伝送線路及び第２の伝送線路と、上記第１の伝送線路及び第２の伝送線路の少なくとも一方の開放端間を接続する第３の伝送線路とを備え、すべての伝送線路共振器の第１の伝送線路及び第２の伝送線路がそれぞれ一直線状に配置されているチップレス・タグのタグ情報読み取り回路であって、誘電体基板上に、上記チップレス・タグの第１の伝送線路と第２の伝送線路との間隔にほぼ等しくなるように配置され、一端に励振端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の励振用伝送線路と、それに平行して一端に検出端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の検出用伝送線路と、上記励振用伝送線路と検出用伝送線路の間に設けられた直線状の接地導体パターンを有することを特徴とする。
本発明に係るタグ情報読み取り回路は、上記検出用伝送線路として、上記チップレス・タグの第１の伝送線路と第２の伝送線路の線路長にほぼ等しい線路をすべての伝送線路共振器に対応して配置するとともに、その線路の一端を開放端とし、他端に線路に直交して検出用出力線路を接続し、その先端に検出端子を設けたものとすることができる。
本発明に係るタグ情報読み取り回路において、上記複数の伝送線路共振器は、上記誘電体基板上に設けられた共振周波数の異なる両端開放１／２波長伝送線路共振器であるものとすることができる。
また、本発明に係るタグ情報読み取り回路において、上記複数の伝送線路共振器は、上記第１の伝送線路、第２の伝送線路、第３の伝送線路がＵ字状に形成されているものとすることができる。
また、本発明に係るタグ情報読み取り回路において、上記複数の伝送線路共振器は、上記第１の伝送線路、第２の伝送線路、第３の伝送線路がＳ字状に形成されているものとすることができる。
また、本発明に係るタグ情報読み取り回路において、上記複数の伝送線路共振器は、上記誘電体基板上に設けられた共振周波数の異なる１波長伝送線路共振器であるものとすることができる。
さらに、本発明に係るタグ情報読み取り回路において、上記伝送線路共振器は、共振器を構成する伝送線路の特性インピーダンスが異なるように設定したステップ・インピーダンス共振器であるものとすることができる。
また、本発明は、誘電体基板上に共振周波数の異なる伝送線路共振器を複数個実装して構成され、上記伝送線路共振器は、互いに対向し、かつその間隔が一定となる構造を有する第１の伝送線路及び第２の伝送線路と、上記第１の伝送線路及び第２の伝送線路の少なくとも一方の開放端間を接続する第３の伝送線路とを備え、すべての上記伝送線路共振器の第１の伝送線路及び第２の伝送線路がそれぞれが一直線状に配置されているチップレス・タグのタグ情報読み取り回路であって、誘電体基板上に、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と同一の共振周波数を有するＵ 字状構造の伝送線路共振器が複数個平行結合され、一端に励振端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の励振用伝送線路と、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と同一の共振周波数を有するＵ字状構造の伝送線路共振器が複数個平行結合され、一端に検出端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の検出用伝送線路とが平行に設けられるとともに、上記励振用伝送線路と検出用伝送線路の間に設けられた直線状の接地導体パターンを有し、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器とともに多段構成のフィルタを形成してタグ情報検出を行うことを特徴とする。
本発明に係るタグ情報読み取り回路では、上記検出用伝送線路として、上記チップレス・タグの第１の伝送線路と第２の伝送線路の線路長にほぼ等しい線路をすべての伝送線路共振器に対応して配置するとともに，その線路の一端を開放端とし、他端に線路に直交して検出用出力線路を接続し、その先端に検出端子を設けたものとすることができる。
本発明に係るタグ情報読み取り回路において、上記複数の伝送線路共振器は、上記誘電体基板上に設けられた共振周波数の異なる両端開放１／２波長伝送線路共振器であるものとすることができる。
また、本発明に係るタグ情報読み取り回路において、上記複数の伝送線路共振器は、上記第１の伝送線路、第２の伝送線路、第３の伝送線路がＵ字状に形成されているものとすることができる。
また、本発明に係るタグ情報読み取り回路において、上記複数の伝送線路共振器は、上記第１の伝送線路、第２の伝送線路、第３の伝送線路がＳ字状に形成されているものとすることができる。
また、本発明に係るタグ情報読み取り回路において、上記複数の伝送線路共振器は、上記誘電体基板上に設けられた共振周波数の異なる１波長伝送線路共振器であるものとすることができる。
さらに、本発明に係るタグ情報読み取り回路において、上記伝送線路共振器は、共振器を構成する伝送線路の特性インピーダンスが異なるように設定したステップ・インピーダンス共振器であるものとすることができる。
本発明は、チップレス・タグシステムであって、誘電体基板上に共振周波数の異なる伝送線路共振器を複数個実装して構成され、上記伝送線路共振器は、互いに対向し、かつその間隔が一定となる構造を有する第１の伝送線路及び第２の伝送線路と、上記第１の伝送線路及び第２の伝送線路の少なくとも一方の開放端間を接続する第３の伝送線路とを備え、すべての上記伝送線路共振器の第１の伝送線路及び第２の伝送線路がそれぞれが一直線状に配置されているチップレス・タグと、誘電体基板上に、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と同一の共振周波数を有するＵ字状構造の伝送線路共振器が複数個平行結合され、一端に励振端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の励振用伝送線路と、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と同一の共振周波数を有するＵ字状構造の伝送線路共振器が複数個平行結合され、一端に検出端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の検出用伝送線路とが平行に設けられるとともに、上記励振用伝送線路と検出用伝送線路の間に設けられた直線状の接地導体パターンを有し、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器とともに多段構成のフィルタを形成してタグ情報検出を行うタグ情報読み取り回路とを備え、上記チップレス・タグとタグ情報読み取り回路のパターン面を対向させた状態で、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と上記タグ情報読み取り回路の励振用伝送線路及び検出用伝送線路が近傍電磁界結合するように接近させて、上記チップレス・タグから上記タグ情報読み取り回路によりタグ情報の読み取りを行うことを特徴とする。
また、本発明は、チップレス・タグシステムであって、誘電体基板上に共振周波数の異なる伝送線路共振器を複数個実装して構成されるチップレス・タグと、誘電体基板上に、上記チップレス・タグの伝送線路共振器を構成している各伝送線路のそれぞれ２つの領域と対向可能な間隔をもって配置され、一端に励振端子が接続され他端が抵抗終端された励振用伝送線路と、一端に検出端子が接続され他端が抵抗終端された検出用伝送線路と、上記励振用伝送線路と検出用伝送線路の間に設けられた接地導体パターンを有するタグ情報読み取り回路とを備え、上記チップレス・タグとタグ情報読み取り回路のパターン面を対向させた状態で、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と上記タグ情報読み取り回路の励振用伝送線路及び検出用伝送線路が近傍電磁界結合するように接近させて、上記チップレス・タグから上記タグ情報読み取り回路によりタグ情報の読み取りを行うことを特徴とする。
本発明では、近傍電磁界結合に着目し、進行波の概念に基づく広帯域にわたる読み取り回路とタグ共振器の結合回路を実現してバンドパス型の検出方式を提供することができる。
また、本発明では、近傍電磁界結合に着目して、進行波フィルタの概念に基づく、マルチバンドフィルタやマルチプレクサの読み取り方式を適応したバンドパス構成であるため、共振器と読み取り回路の結合は小さくても識別可能な応答が得られ、タグと読み取り回路の間隔（検出距離）を拡大するとともに符号数の拡大も可能となる。
したがって、本発明によれば、共振周波数の異なる複数の伝送線路共振器を用いたマルチ共振器型のチップレス・タグにおいて符号数の拡大と精度の高い安定した読み取りを可能にしたチップレス・タグのタグ情報読み取り回路及びチップレス・タグシステムを提供することできる。
本発明によるチップレス・タグの基本構成を示す模式的な平面図であり、（Ａ）はタグの情報が書き込まれていない状態のチップレス・タグを示し、（Ｂ）は［０］を二箇所に書き込んだ状態のチップレス・タグを示している。 上記チップレス・タグにより与えられるｎビットのタグ情報を読み取るタグ情報読み取り回路の基本構成を示す模式的な平面図である。 上記チップレス・タグとタグ情報読み取り回路により構成したチップレス・タグシステムを示す模式的な斜視図である。 上記チップレス・タグにおける伝送線路共振器として採用される両端開放１／２波長伝送線路共振器の構造を示す模式的な平面図であり、（Ａ）はＵ字状に形成した一様線路共振器を示し、（Ｂ）、（Ｃ）はＵ字状に形成した各ステップ・インピーダンス共振器を示している。 上記チップレス・タグにおける伝送線路共振器として採用される両端開放１／２波長伝送線路共振器の他の構造を示す模式的な平面図であり、（Ａ）はＳ字状に形成した一様線路共振器を示し、（Ｂ）はＳ字状に形成したステップ・インピーダンス共振器を示している。 上記チップレス・タグにおける伝送線路共振器として採用される１波長伝送線路共振器の構造を示す模式的な平面図であり、（Ａ）はＯ字状に形成した形成した一様線路共振器を示し、（Ｂ）はＯ字状に形成したステップ・インピーダンス共振器を示している。 マルチプレクサ（分波器）方式の回路構成のタグ情報読み取り回路を備えるチップレス・タグシステムを示す模式的な平面図である。 進行波マルチバンド３段フィルタ構成のタグ情報読み取り回路を備えるチップレス・タグシステムを示す模式的な平面図である。 上記進行波マルチバンド３段構成のタグ情報読み取り回路を用いたチップレス・タグシステムについて、シミュレーションを行って得られた２ｂｉｔのタグ情報の周波数応答例を示す図である。 上記チップレス・タグシステムにおいてタグ情報読み取り回路により検出した４ｂｉｔタグ情報の周波数応答例を示す図である。 進行波マルチバンドフィルタの段数を変えた場合の１ｂｉｔタグの情報の読み取りの周波数応答例を示す図である。 ３段構成のマルチプレクサ型のタグ情報読み取り回路を備えるチップレス・タグシステムを示す模式的な平面図である。 上記チップレス・タグシステムにおけるマルチプレクサ３段構成のタグ情報読み取り回路により読み取られる４ｂｉｔのタグ情報［１１１１］とタグ情報［００００］の周波数応答例を示す図である。 従来のノッチフィルタ型チップレス・タグ用マルチ共振器の例を示す模式的な平面図であり、（Ａ）は情報書き込み前の基本回路を示し、（Ｂ）は情報を書き込んだ状態の回路を示している。
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
図１は、本発明によるチップレス・タグ１０の基本構成を示す模式的な平面図であり、（Ａ）はタグの情報が書き込まれていない［１１１・・・１］の状態を示し、（Ｂ）は［０］を二箇所に書き込んだ［１００・・・１］の状態を示している。
本発明によるチップレス・タグ１０（１０Ａ，１０Ｂ）は、誘電体基板１１（１１Ａ，１１Ｂ）上に例えばストリップ線路などの伝送線路を用いて構成される共振周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ｆｎと異なる伝送線路共振器１２をｎ個実装し、それぞれの共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎの共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ｆｎとして１ビット与えることにより、ｎビットのタグを構成したものであって、伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎは、互いに対向し、かつその間隔が一定となる構造を有する第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡ及び第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢと、上記第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡ及び第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢの一方の開放端間を接続する第３の伝送線路１２１Ｃ、１２２Ｃ、１２３Ｃ・・・１２ｎＣとを備え、すべての伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎの第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡ及び第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢがそれぞれ一直線状に配置されている。
このチップレス・タグ１０（１０Ａ，１０Ｂ）における伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎは、誘電体基板１１（１１Ａ，１１Ｂ）上に設けられた共振周波数の異なる両端開放１／２波長伝送線路共振器である。
そして、上記伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎは、上記第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡ、第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢ、第３の伝送線路１２１Ｃ、１２２Ｃ、１２３Ｃ・・・１２ｎＣがＵ字状に形成されている。
すなわち、この図１に示したチップレス・タグ１０（１０Ａ，１０Ｂ）では、第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡ、第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢ、第３の伝送線路１２１Ｃ、１２２Ｃ、１２３Ｃ・・・１２ｎＣにより構成されたＵ字状構造の伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎを備え、二つの開放端のある第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡ及び第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢが、すべての伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎで同一間隔になるように平行で同一方向に一直線に並ぶように配置されている。
図１の（Ａ）に示すタグの情報が書き込まれていないチップレス・タグ１０Ａは、伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎの共振周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ｆｎの状態でｎビットのタグ情報［１１１・・・１］となっている。
これに対して、図１の（Ｂ）に示す［０］を二箇所に書き込んだチップレス・タグ１０Ｂは、伝送線路共振器１２２、１２３の各第３の伝送線路１２２Ｃ、１２３Ｃの線路中央部に切断部１２２Ｃ’、１２３Ｃ’を設けて、共振周波数ｆ２’、ｆ３’を離調させて［０］を書き込んだｎビットのタグ情報［１００・・・１］となっている。
なお、このチップレス・タグ１０（１０Ａ，１０Ｂ）に用いる誘電体基板１１（１１Ａ，１１Ｂ）は、裏面に接地導体を設ける必要はないが、共振器を小型化したり、ステップ・インピーダンス共振器（SIR）を採用する場合は接地導体を設けることが望ましい。
図２は、このような構成のチップレス・タグ１０により与えられるｎビットのタグ情報を読み取るタグ情報読み取り回路２０の基本構成を示す模式的な平面図である。
図２に示すタグ情報読み取り回路２０は、進行波マルチバンド方式のタグ情報読み取り回路であって、それぞれ特性インピーダンス５０Ωに設定されたタグ共振器励振用の伝送線路２２及びタグ情報検出用の伝送線路２３と、励振用伝送線路２２と検出用伝送線路２３の結合を低減してアイソレーション特性を向上するための接地導体パターン２４を有し、接地導体パターン２４は、接地用ビアホール２５を介して裏面の全面接地導体に接続されている。励振用伝送線路２２は、一端に励振端子２６が設けられ、他端に抵抗終端器２７が設けられている。また、検出用伝送線路２３は、一端に検出端子２８が設けられ、他端に抵抗終端器２９が設けられている。
上記励振用伝送線路２２と検出用伝送線路２３は、平行になるようにし、その間隔が上記チップレス・タグ１０の第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡと第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢ、の間隔とほぼ等しくなるように配置されている。
なお、検出用伝送線路２３の検出端子２８と抵抗終端器２９は入れ替えてもよい。
すなわち、このタグ情報読み取り回路２０は、誘電体基板２１上に、上記チップレス・タグ１０の第１の伝送線路と第２の伝送線路との間隔にほぼ等しくなるように配置され、一端に励振端子２６が接続され他端が抵抗終端された直線状の励振用伝送線路２２と、それに平行して一端に検出端子２８が接続され他端が抵抗終端された直線状の検出用伝送線路２３と、上記励振用伝送線路２２と検出用伝送線路２３の間に設けられた直線状の接地導体パターン２４を有するものとなっている。
図３は、上記チップレス・タグ１０とタグ情報読み取り回路２０で構成されるチップレス・タグシステム１００の基本構成を示す模式的な斜視図である。
図３において 図１及び図２と共通する符号は同一の構成要素を示しており、その詳細な説明は省略する。
このチップレス・タグシステム１００では、上記チップレス・タグ１０とタグ情報読み取り回路２０のパターン面を対向させた状態で、上記チップレス・タグ１０の各伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎと上記タグ情報読み取り回路２０の励振用伝送線路２２及び検出用伝送線路２３が平行になるように接近させることにより、上記チップレス・タグ１０から上記タグ情報読み取り回路２０によりタグ情報の読み取りを行う。
すなわち、このチップレス・タグシステム１００において、チップレス・タグ１０からタグ情報を検出する場合、チップレス・タグ１０のパターン面とタグ情報読み取り回路２０のパターン面を対向させた状態で、チップレス・タグ１０をタグ情報読み取り回路２０の上方から、上記チップレス・タグ１０の各伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎと上記タグ情報読み取り回路２０の励振用伝送線路２２及び検出用伝送線路２３が平行になるように接近させる。このとき、チップレス・タグ１０とタグ情報読み取り回路２０の基板間隔が１０ｍｍ程度以下になると、上記タグ情報読み取り回路２０の励振用伝送線路２２と上記チップレス・タグ１０の各伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎが電磁界結合して共振が生じる。励振用伝送線路２２と電磁界結合した伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎが共振すると、伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎが検出用伝送線路２３とも結合し、その信号は検出用伝送線路２３の検出端子２８に進行波として伝搬する。電磁界結合は伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎのすべての共振点で発生するから検出用伝送線路２３の検出端子２８ですべての共振情報をタグ情報として一括して検出することができる。
上記タグ情報読み取り回路２０の励振用伝送線路２２は５０Ω終端されているため進行波だけ存在し、上記チップレス・タグ１０の伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎとも進行波だけで結合する。このため結合自体は大きくできないが、どの伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎともそれぞれの帯域でほとんど同一の結合度で結合が可能となり広帯域にわたって特性を検出することができ、このチップレス・タグシステム１００では、利用周波数帯域が広い特性を具現化している。
ここで、上記チップレス・タグ１０の伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎは、上記第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡ、第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢ、第３の伝送線路１２１Ｃ、１２２Ｃ、１２３Ｃ・・・１２ｎＣがＵ字状に形成されているが、基本的に、互いに対向し、かつその間隔が一定となる構造を有する第１の伝送線路１２Ａ及び第２の伝送線路１２Ｂと、上記第１の伝送線路１２Ａ及び第２の伝送線路１２Ｂの少なくとも一方の開放端間を接続する第３の伝送線路１２Ｃとを備え、すべての伝送線路共振器の第１の伝送線路１２Ａ及び第２の伝送線路１２Ｂがそれぞれが一直線状に配置されたものであればよい。
図４は、上記チップレス・タグ１０における伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎとして採用される両端開放１／２波長伝送線路共振器の構造を示す模式的な平面図であり、（Ａ）はＵ字状に形成した一様線路共振器１２を示し、（Ｂ）、（Ｃ）はＵ字状に形成した各ステップ・インピーダンス共振器１２ＳＡ、１２ＳＢを示している。
すなわち、上記チップレス・タグ１０では、図４の（Ａ）に示すように、第１乃至第３の伝送線路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの特性インピーダンスが等しい、すなわち、線路幅が均一の第１乃至第３の伝送線路１２Ａ、１２Ｂ、１２ＣによりＵ字状に形成した両端開放１／２波長伝送線路共振器１２を採用し、第１乃至第３の伝送線路１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの線路長を変えることにより、互いの共振周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ｆｎと異なる伝送線路共振器１２をｎ個実装したが、図４の（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、伝送線路共振器１２を構成する伝送線路の第１乃至第３の伝送線路１２’Ａ、１２’Ｂ、１２’Ｃの特性インピーダンスが異なるように、線路幅を変えて、共振周波数を設定したステップ・インピーダンス共振器１２ＳＡやステップ・インピーダンス共振器１２ＳＢをｎ個実装するようにしてもよい。
特性インピーダンスを変えたステップ・インピーダンス共振器（ＳＩＲ）では、共振周波数を同一にして、図４の（Ｂ）に示すステップ・インピーダンス共振器１２ＳＡのように中央部の特性インピーダンスを低くして共振器長を一様線路共振器より長くしたり、逆に図４の（Ｃ）に示すステップ・インピーダンス共振器１２ＳＢのように中央部の特性インピーダンスを高くして共振器長を短くしたりすることが可能で、結合の大きさや、高次モードの共振周波数を変えたりすることができる。
また、図５は、上記チップレス・タグ１０における伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎとして採用される両端開放１／２波長伝送線路共振器の他の構造を示す模式的な平面図であり、（Ａ）はＳ字状に形成した一様線路共振器１２Ａを示し、（Ｂ）はＳ字状に形成したステップ・インピーダンス共振器１２ＡＳを示している。
すなわち、図５の（Ａ）に示すように、第１乃至第３の伝送線路１２ＡＡ、１２ＡＢ、１２ＡＣの特性インピーダンスが等しい、すなわち、線路幅が均一の第１乃至第３の伝送線路１２ＡＡ、１２ＡＢ、１２ＡＣによりＳ字状に形成した両端開放１／２波長伝送線路共振器１２Ａを採用し、第１乃至第３の伝送線路１２ＡＡ、１２ＡＢ、１２ＡＣの線路長を変えることにより、互いの共振周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ｆｎと異なる伝送線路共振器１２Ａをｎ個実装したり、図５の（Ｂ）に示すように、伝送線路共振器を構成する伝送線路の第１乃至第３の伝送線路１２Ａ’Ａ、１２Ａ’Ｂ、１２Ａ’Ｃの特性インピーダンスが異なるように、線路幅を変えて、共振周波数を設定したステップ・インピーダンス共振器１２ＡＳをｎ個実装するようにしてもよい。
図５の（Ａ）、（Ｂ）に示す両端開放１／２波長伝送線路共振器１２Ａ、１２ＡＳのＳ字状構造は、共振周波数が低くて共振器長が長くなる場合に小型化設計のために適用できる構造である。この構造の場合、タグ共振器の特性検出のためにすべての共振器において開放端を含む二つの線路は互いに平行でその間隔は一定でなければならない。
さらに、図６は、上記チップレス・タグ１０における伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎとして採用される１波長伝送線路共振器の構造を示す模式的な平面図であり、（Ａ）はＯ字状に形成した形成した一様線路共振器１２Ｂを示し、（Ｂ）はＯ字状に形成したステップ・インピーダンス共振器１２ＢＳを示している。
すなわち、図６の（Ａ）に示すように、第１乃至第４の伝送線路１２ＢＡ、１２ＢＢ、１２ＢＣ、１２ＢＤの特性インピーダンスが等しい、すなわち、線路幅が均一の第１乃至第４の伝送線路１２ＢＡ、１２ＢＢ、１２ＢＣ、１２ＢＤによりＯ字状に形成した１波長伝送線路共振器１２Ｂを採用し、第１乃至第４の伝送線路１２ＢＡ、１２ＢＢ、１２ＢＣ、１２ＢＤの線路長を変えることにより、互い共振周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ｆｎと異なる伝送線路共振器１２Ｂをｎ個実装したり、図６の（Ｂ）に示すように、１波長伝送線路共振器を構成する伝送線路の第１乃至第４の伝送線路１２Ｂ’Ａ、１２Ｂ’Ｂ、１２Ｂ’Ｃ、１２Ｂ’Ｄの特性インピーダンスが異なるように、線路幅を変えて、共振周波数を設定したステップ・インピーダンス共振器１２ＢＳをｎ個実装するようにしてもよい。
この図６の（Ａ）、（Ｂ）に示す１波長伝送線路共振器１２Ｂ、１２ＢＳの１波長の矩形構造は、共振器長を長く設計して製作精度を上げる場合に採用することができる。この共振器の場合も、実装する全ての共振器において対向する二つの辺のうちどちらか一組は、互いに平行でその間隔を一定に設定する必要がある。
図２に示したタグ情報読み取り回路２０、すなわち、誘電体基板２１上に、上記チップレス・タグ１０の第１の伝送線路１２Ａと第２の伝送線路１２Ｂとの間隔にほぼ等しくなるように配置され、一端に励振端子２６が接続され他端が抵抗終端された直線状の励振用伝送線路２２と、それに平行して一端に検出端子２８が接続され他端が抵抗終端された直線状の検出用伝送線路２３と、上記励振用伝送線路２２と検出用伝送線路２３の間に設けられた直線状の接地導体パターン２４を有するタグ情報読み取り回路２０は、図４の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、図５の（Ａ），（Ｂ）に示すような両端開放１／２波長伝送線路共振器１２，１２ＳＡ，１２ＳＢ，１２Ａ，１２ＡＳや図６の（Ａ），（Ｂ）に示すような１波長伝送線路共振器１２Ｂ，１２ＢＳの何れかを採用したｎ個の伝送線路共振器を備えるチップレス・タグ１０からｎビットのタグ情報を読みとる利用周波数帯域が広い特性を具現化したチップレス・タグシステム１００を構成することができる。
また、図４の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、図５の（Ａ），（Ｂ）に示すような両端開放１／２波長伝送線路共振器１２，１２ＳＡ，１２ＳＢ，１２Ａ，１２ＡＳや図６の（Ａ），（Ｂ）に示すような１波長伝送線路共振器１２Ｂ，１２ＢＳの何れかを採用したｎ個の伝送線路共振器を備えるチップレス・タグ１０からｎビットのタグ情報を読みとるタグ情報読み取り回路としては、図７に示すチップレス・タグシステム２００のように、マルチプレクサ（分波器）方式の回路構成のタグ情報読み取り回路１２０を採用してもよい。
このチップレス・タグシステム２００においてタグ情報読み取り回路１２０は、上記タグ情報読み取り回路２０における検出用伝送線路２３として、上記チップレス・タグ１０の第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡ、第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢの各線路長にほぼ等しい検出用結合線路１２３１Ａ、１２３２Ａ、１２３３Ａ・・・１２３ｎＡをすべての伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎに対応して配置するとともに，その検出用結合線路１２３１Ａ、１２３２Ａ、１２３３Ａ・・・１２３ｎＡの一端を開放端とし、他端に線路に直交して検出用出力線路１２３１Ｂ、１２３２Ｂ、１２３３Ｂ・・・１２３ｎＢを接続し、その先端に検出端子１２８１、１２８２、１２８３・・・１２８ｎを設けたものである。
図７に示すチップレス・タグシステム２００において、図３に示したチップレス・タグシステム１００と同一の構成要素は、図７中に同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図７は、破線で示すタグ誘電体基板１１の上方にタグ情報読み取り回路１２０の誘電体基板１２１を位置してタグ情報を検出する状況を示している。
図７に示す・タグシステム２００において、タグ情報読み取り回路１２０は、誘電体基板１２１上に一端に励振端子２６が設けられ、他端に抵抗終端器２７が設けられたタグ共振器励振用の伝送線路２２及び接地導体パターン２４を有するとともに、上記チップレス・タグ１０の第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡ、第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢの各線路長にほぼ等しい検出用結合線路１２３１Ａ、１２３２Ａ、１２３３Ａ・・・１２３ｎＡをすべての伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎに対応して配置するとともに，その検出用結合線路１２３１Ａ、１２３２Ａ、１２３３Ａ・・・１２３ｎＡの一端を開放端とし、他端に線路に直交して検出用出力線路１２３１Ｂ、１２３２Ｂ、１２３３Ｂ・・・１２３ｎＢを接続し、その先端に検出端子１２８１、１２８２、１２８３・・・１２８ｎが設けられている。
すなわち、検出側の結合線路１２３１、１２３２、１２３３・・・１２３ｎは、チップレス・タグ１０の伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎごとに、その線路長が対応する伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎの第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢの各線路長にほぼ等しい検出用結合線路１２３１Ａ、１２３２Ａ、１２３３Ａ・・・１２３ｎＡを伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎの第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡと第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢの間隔だけ励振用伝送線路２２から離れた位置に設け、その一端を開放とし，他端に出力用伝送線路１２３１Ｂ、１２３２Ｂ、１２３３Ｂ・・・１２３ｎＢを直角に接続して検出端子１２８１、１２８２、１２８３・・・１２８ｎを設けた構成となっている。
このチップレス・タグシステム２００において、タグ情報読み取り回路１２０の励振用伝送線路２２の進行波でチップレス・タグ１０の伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎを励振する手法は、図２に示した進行波マルチバンド方式のタグ情報読み取り回路２０と同一であるが、検出はチップレス・タグ１０の実装される複数の伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎごとに結合を取って行い、それぞれ個別（bit単位ごと）に出力を得ることが可能となっている。
したがって、このチップレス・タグシステム２００は、回路動作的には分波器の機能を有している。
このチップレス・タグシステム２００におけるタグ情報読み取り回路１２０は、図２に示した進行波マルチバンドフィルタのタグ情報読み取り回路２０と比較すると検出端子がbit数だけ必要となるため回路処理が煩雑になるが，周波数特性は共振器（bit）ごとに独立して検出できるため共振器間の共振周波数の識別が容易で周波数分解能が向上し符号数を拡大できる。
ここで、図３に示したチップレス・タグシステム１００及び図７に示したチップレス・タグシステム２００では、フィルタや分波器を構成する共振器はチップレス・タグ１０の伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎの一個だけであるが、共振器を多段構成にすることにより周波数特性を尖鋭化することができる。周波数特性を尖鋭化することでタグの共振器ごとの周波数識別が容易となるため多ビット化が可能となり、より実用的な方式となる。
図８に進行波マルチバンド３段フィルタ構成のタグ情報読み取り回路２２０を備えるチップレス・タグシステム３００を示す。
図８に示すチップレス・タグシステム３００において、図３に示したチップレス・タグシステム１００と同一の構成要素は、図８中に同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
図８は、破線で示すタグ誘電体基板１１の上方にタグ情報読み取り回路２２０の誘電体基板２２１を位置してタグ情報を検出する状況を示している。
すなわち、図８に示すチップレス・タグシステム３００において、タグ情報読み取り回路２２０は、誘電体基板２２１上に、一端に励振端子２６が接続され他端が抵抗終端された直線状の励振用伝送線路２２２と、一端に検出端子２８が接続され他端が抵抗終端器２９を介して終端された直線状の検出用伝送線路２２３とが平行に設けられ、上記励振用伝送線路２２２と検出用伝送線路２２３の間に設けられた直線状の接地導体パターン２４を有するとともに、励振用伝送線路２２２及び検出用伝送線路２２３に平行結合される複数個の共振器として、上記チップレス・タグ１０の各伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎと同一の共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ｆｎを有するＵ字状構造の伝送線路共振器２２４１Ａ、２２４２Ａ、２２４３Ａ・・・２２４ｎＡと、検出用伝送線路共振器２２４１Ｂ、２２４２Ｂ、２２４３Ｂ・・・２２４ｎＢが設けられている。
このチップレス・タグシステム３００におけるタグ情報読み取り回路２２０は、励振用伝送線路２２２及び検出用伝送線路２２３には、上記チップレス・タグ１０の各伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎと同一の共振周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３・・・ｆｎを有するＵ字状構造の励振用伝送線路共振器２２４１Ａ、２２４２Ａ、２２４３Ａ・・・２２４ｎＡと、検出用伝送線路共振器２２４１Ｂ、２２４２Ｂ、２２４３Ｂ・・・２２４ｎＢが平行結合され、それぞれの共振器グループは上記チップレス・タグ１０の各伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎの第１の伝送線路１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡ、と第２の伝送線路１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢの間隔に等しい距離に配置することにより、上記チップレス・タグ１０の各伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎとともに３段構成のフィルタを形成してタグ情報検出を行うようにしたものである。
多段フィルタの結合はよく知られているように共振器と入出力との結合は強く、共振器間の結合はそれより一桁小さい結合となるので、このチップレス・タグシステム３００では、チップレス・タグ１０の各伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎとタグ情報読み取り回路２２０の励振用伝送線路共振器２２４１Ａ、２２４２Ａ、２２４３Ａ・・・２２４ｎＡ及び検出用伝送線路共振器２２４１Ｂ、２２４２Ｂ、２２４３Ｂ・・・２２４ｎＢとの共振器間結合も小さくすることができる。このことはチップレス・タグ１０のタグ誘電体基板１１とタグ情報読み取り回路２２０の誘電体基板２２１の間隔を広くできることを意味するから、チップレス・タグ１０の検出距離が長くなることになる。このチップレス・タグシステム３００では、励振用、検出用にそれぞれ１個の共振器を設けた３段構成の例を説明したが、複数個の共振器を設けて更に多段構成にすることも可能である。
図９は、図８に示した進行波マルチバンド３段構成のタグ情報読み取り回路２２０を用いたチップレス・タグシステム３００について、利用周波数帯域をマイクロ波ＵＷＢ帯域７．２５～１０．２５ＧＨｚを想定してシミュレーションを行って得られた２ｂｉｔのタグ情報の周波数応答の例を示している。
ここでは、励振用と検出用の伝送線路には不要結合（迷結合）はない場合を想定している。
そして、共振周波数ｆ１，ｆ２にそれぞれ１ｂｉｔ与えるものとし，ｆ１を固定（８．５２ＧＨｚ）し，共振周波数ｆ２を変化させたときの周波数特性（それぞれ［１］の状態）を示している。
二つのピークレベルは変化しないが，共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２が接近してくると応答レベルが加算されてボトムレベルが高くなってピーク高さ（ピークとボトムのレベル差）が小さくなり、識別が困難となることがわかる。この例では共振周波数ｆ１と共振周波数ｆ２の間隔が６０ＭＨｚとなるとピーク高さは１５ｄＢになっており、ピークの識別に余裕を持たせるには周波数間隔は６０ＭＨｚ以上に設定することが望ましい。
次に、図８に示したチップレス・タグシステム３００において、タグ情報読み取り回路２２０により検出した４ｂｉｔタグ情報の周波数応答例を図１０に示す。
ここでは、チップレス・タグ１０の共振周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４に１ビット付与するものとし周波数間隔は６０ＭＨｚに設定している。
図１０において、共振状態は[１]，共振器を切断し離調させた状態を[０]で表している。
この図１０からわかるようにタグ情報が［１１１１］の場合は４つのレベルの高いピークが現れ、タグ情報が［００００］の場合にも４つのピークが現れるが、ピークレベルか５０ｄＢほど低くなっており容易に識別可能である。
タグ情報が［０１０１］の場合は共振周波数ｆ２，ｆ４に二つのピークがあり、タグ情報が［１００１］には、共振周波数ｆ１，ｆ４に二つのピークがあり、符号検出が容易に行えることがわかる。
次に、進行波マルチバンドフィルタの段数を変えた場合の１ｂｉｔタグの情報読み取りの周波数応答例を図１１に示す。
図１１に示すように、進行波マルチバンドフィルタの段数を増加させるとピークレベルは小さくなるが、周波数応答は尖鋭化する。ピークレベルから１５ｄＢ小さくなる周波数の間隔を１５ｄＢ帯域とすると１段，３段，５段でそれぞれ、２７０ＭＨｚ，８５ＭＨｚ，７０ＭＨｚとなることがわかる。
これよりピークレベルの検出に問題なければマルチバンドフィルタの段数を増やした方が隣接するビットの共振周波数を接近させることが可能となる。したがって、与えられた帯域内に識別可能な共振点すなわちビット数を多く設定でき、周波数分解能がよくなって周波数利用効率を向上可能とすることができる。
図１２に３段構成のマルチプレクサ型のタグ情報読み取り回路３２０を備えるチップレス・タグシステム４００を示す。
図１２に示すチップレス・タグシステム４００において、図７、図８に示したチップレス・タグシステム２００、３００と同一の構成要素は、図１２中に同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
このチップレス・タグシステム４００におけるタグ情報読み取り回路３２０は、図７に示したチップレス・タグシステム２００における１段構成のマルチプレクサ（分波器）型のタグ情報読み取り回路１２０を図８に示したチップレス・タグシステム３００におけるタグ情報読み取り回路２２０のように３段構成にしたものである。
すなわち、タグ情報読み取り回路３２０は、タグ情報読み取り回路２２０における進行波マルチバンド３段フィルタと同様に、励振側に励振用伝送線路共振器２２４１Ａ、２２４２Ａ、２２４３Ａ・・・２２４ｎＡを設け、検出側に検出用伝送線路共振器２２４１Ｂ、２２４２Ｂ、２２４３Ｂ・・・２２４ｎＢを設けている。
また、検出側の結合線路１２３１、１２３２、１２３３・・・１２３ｎと検出端子１２８１、１２８２、１２８３・・・１２８ｎは、図７に示したタグ情報読み取り回路１２０と同じであるが、検出側の結合線路１２３１、１２３２、１２３３・・・１２３ｎは、チップレス・タグ１０の各伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎではなく検出用伝送線路共振器２２４１Ｂ、２２４２Ｂ、２２４３Ｂ・・・２２４ｎＢと平行結合する構成となっている。
このチップレス・タグシステム４００におけるマルチプレクサ構成の場合も、図８に示したチップレス・タグシステム３００においてマルチプレクサ構成と同様に、励振用、検出用の共振器を増やすことで尖鋭度の高い周波数特性が実現できる。
ここで、このチップレス・タグシステム４００におけるマルチプレクサ３段構成のタグ情報読み取り回路３２０により読み取られる４ｂｉｔのタグ情報［１１１１］とタグ情報［００００］の周波数応答例を図１３に示す。
チップレス・タグ１０の共振周波数ｆ１～ｆ４にそれぞれ１ｂｉｔ付与している。各ビットは、図１０に示したマルチバンド構成の場合と異なりｂｉｔごとに独立して周波数特性を得ることができ、[１]の場合はピーク値－１６ｄＢ、[０]の場合ピーク値－６４ｄＢとなり、容易に識別できることがわかる。したがって、共振周波数の分解能はマルチプレクサの方式が優れ、共振周波数の間隔を狭くして符号を設定できて周波数利用効率が高くなる。ただし、符号数が増えると端子数も増加するので回路処理は煩雑になり、チップレス・タグ１０の共振周波数を正確に設定することが要求される。
以上説明した本発明の実施の形態では、直線状の伝送路線路を組み合わせて構成したＵ字状構造やＳ字状構造の両端開放１／２波長伝送路線路共振器やＯ字状構造の１波長伝送線路共振器をチップレス・タグ１０の各伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎとしているが、各伝送線路共振器１２１、１２２、１２３・・・１２ｎは、原理的に、タグ情報読み取り回路に備えられた励振用伝送線路と検出用伝送線路に電磁結合される第１の伝送線路と第２の伝送線路を備えていればよく、非直線状の伝送路線路を含むものであってもよい。
また、タグ情報読み取り回路２０、２２０における励振端子２６と検出端子２８には、送受信アンテナとして、例えば、円形又は矩形状の広帯域モノポールアンテナを設けるようにしてもよい。
さらに、本発明の実施の形態におけるチップレス・タグ１０では、互いに対向し、かつその間隔が一定となる構造を有する第１の伝送線路１２Ａ及び第２の伝送線路１２Ｂと、上記第１の伝送線路１２Ａ及び第２の伝送線路１２Ｂの少なくとも一方の開放端間を接続する第３の伝送線路１２Ｃとを備え、すべての伝送線路共振器の第１の伝送線路１２Ａ及び第２の伝送線路１２Ｂがそれぞれが一直線状に配置されたものとしているが、例えば、第１の伝送線路１２Ａ及び第２の伝送線路１２Ｂが配列方向に対して傾斜していてもよく、伝送線路共振器は、伝送線路にてＶ字状、Ｃ字状、Ｄ字状などの各種形状に構成したものであっても、チップレス・タグの各伝送線路共振器とタグ情報読み取り回路の励振用伝送線路及び検出用伝送線路が近傍電磁界結合するように接近させて、上記チップレス・タグから上記タグ情報読み取り回路によりタグ情報の読み取りを行うことができるものであればよい。
すなわち、本発明に係るチップレス・タグシステムは、誘電体基板上に共振周波数の異なる伝送線路共振器を複数個実装して構成されるチップレス・タグと、誘電体基板上に、上記チップレス・タグの伝送線路共振器を構成している各伝送線路のそれぞれ２つの領域と対向可能な間隔をもって配置され、一端に励振端子が接続され他端が抵抗終端された励振用伝送線路と、一端に検出端子が接続され他端が抵抗終端された検出用伝送線路と、上記励振用伝送線路と検出用伝送線路の間に設けられた接地導体パターンを有するタグ情報読み取り回路とを備え、上記チップレス・タグとタグ情報読み取り回路のパターン面を対向させた状態で、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と上記タグ情報読み取り回路の励振用伝送線路及び検出用伝送線路が近傍電磁界結合するように接近させて、上記チップレス・タグから上記タグ情報読み取り回路によりタグ情報の読み取りを行うようにすることもできる。
１０（１０Ａ，１０Ｂ） チップレス・タグ、１１（１１Ａ，１１Ｂ） 誘電体基板、１２、１２１、１２２、１２３・・・１２ｎ 伝送線路共振器、１２Ａ、１２１Ａ、１２２Ａ、１２３Ａ・・・１２ｎＡ 第１の伝送線路、１２Ｂ、１２１Ｂ、１２２Ｂ、１２３Ｂ・・・１２ｎＢ 第２の伝送線路、１２Ｃ、１２１Ｃ、１２２Ｃ、１２３Ｃ・・・１２ｎＣ 第３の伝送線路、１２Ｄ 第４の伝送線路、１２ＳＡ、１２ＳＢ ステップ・インピーダンス共振器、１２Ａ Ｓ字状に形成した一様線路共振器、１２ＡＳ Ｓ字状に形成したステップ・インピーダンス共振器、１２Ｂ Ｏ字状に形成した一様線路共振器、１２ＢＳ Ｏ字状に形成したステップ・インピーダンス共振器、２０、１２０、２２０、３２０ タグ情報読み取り回路、２１、１２１、２２１、３２１ 誘電体基板、２２、２２２ タグ共振器励振用の伝送線路、２３、２２３ タグ情報検出用の伝送線路、２４ 接地導体パターン、２５ 接地用ビアホール、２６ 励振端子、２７、２９ 抵抗終端器、２８、１２８１、１２８２、１２８３・・・１２８ｎ 検出端子、１００、２００、３００、４００ チップレス・タグシステム、１２３１、１２３２、１２３３・・・１２３ｎ 結合線路、１２３１Ａ、１２３２Ａ、１２３３Ａ・・・１２３ｎＡ 検出用結合線路、１２３１Ｂ、１２３２Ｂ、１２３３Ｂ・・・１２３ｎＢ 検出用出力線路、２２４１Ａ、２２４２Ａ、２２４３Ａ・・・２２４ｎＡ 励振用伝送線路共振器、２２４１Ｂ、２２４２Ｂ、２２４３Ｂ・・・２２４ｎＢ 検出用伝送線路共振器

Claims (17)

  1. 誘電体基板上に共振周波数の異なる伝送線路共振器を複数個実装して構成され、上記伝送線路共振器は、互いに対向し、かつその間隔が一定となる構造を有する第１の伝送線路及び第２の伝送線路と、上記第１の伝送線路及び第２の伝送線路の少なくとも一方の開放端間を接続する第３の伝送線路とを備え、すべての上記伝送線路共振器の第１の伝送線路及び第２の伝送線路がそれぞれが一直線状に配置されているチップレス・タグのタグ情報読み取り回路であって、
    誘電体基板上に、上記チップレス・タグの第１の伝送線路と第２の伝送線路との間隔にほぼ等しくなるように配置され、一端に励振端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の励振用伝送線路と、それに平行して一端に検出端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の検出用伝送線路と、上記励振用伝送線路と検出用伝送線路の間に設けられた直線状の接地導体パターンを有することを特徴とするタグ情報読み取り回路。
  2. 上記検出用伝送線路として、上記チップレス・タグの第１の伝送線路と第２の伝送線路の線路長にほぼ等しい線路をすべての伝送線路共振器に対応して配置するとともに、その線路の一端を開放端とし、他端に線路に直交して検出用出力線路を接続し、その先端に検出端子を設けたことを特徴とする請求項１に記載のタグ情報読み取り回路。
  3. 上記複数の伝送線路共振器は、上記誘電体基板上に設けられた共振周波数の異なる両端開放１／２波長伝送線路共振器であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタグ情報読み取り回路。
  4. 上記伝送線路共振器は、上記第１の伝送線路、第２の伝送線路、第３の伝送線路がＵ字状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のタグ情報読み取り回路。
  5. 上記伝送線路共振器は、上記第１の伝送線路、第２の伝送線路、第３の伝送線路がＳ字状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のタグ情報読み取り回路。
  6. 上記複数の伝送線路共振器は、上記誘電体基板上に設けられた共振周波数の異なる１波長伝送線路共振器であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタグ情報読み取り回路。
  7. 上記伝送線路共振器は、共振器を構成する伝送線路の特性インピーダンスが異なるように設定したステップ・インピーダンス共振器であることを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れか１項に記載のタグ情報読み取り回路。
  8. 誘電体基板上に共振周波数の異なる伝送線路共振器を複数個実装して構成され、上記伝送線路共振器は、互いに対向し、かつその間隔が一定となる構造を有する第１の伝送線路及び第２の伝送線路と、上記第１の伝送線路及び第２の伝送線路の少なくとも一方の開放端間を接続する第３の伝送線路とを備え、すべての上記伝送線路共振器の第１の伝送線路及び第２の伝送線路がそれぞれが一直線状に配置されているチップレス・タグのタグ情報読み取り回路であって、
    誘電体基板上に、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と同一の共振周波数を有するＵ字状構造の伝送線路共振器が複数個平行結合され、一端に励振端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の励振用伝送線路と、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と同一の共振周波数を有するＵ字状構造の伝送線路共振器が複数個平行結合され、一端に検出端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の検出用伝送線路とが平行に設けられるとともに、上記励振用伝送線路と検出用伝送線路の間に設けられた直線状の接地導体パターンを有し、
    上記チップレス・タグの各伝送線路共振器とともに多段構成のフィルタを形成してタグ情報検出を行うことを特徴とするタグ情報読み取り回路。
  9. 上記検出用伝送線路として、上記チップレス・タグの第１の伝送線路と第２の伝送線路の線路長にほぼ等しい線路をすべての伝送線路共振器に対応して配置するとともに、その線路の一端を開放端とし、他端に線路に直交して検出用出力線路を接続し、その先端に検出端子を設けたことを特徴とする請求項８に記載のタグ情報読み取り回路。
  10. 上記複数の伝送線路共振器は、上記誘電体基板上に設けられた共振周波数の異なる両端開放１／２波長伝送線路共振器であることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のタグ情報読み取り回路。
  11. 上記伝送線路共振器は、上記第１の伝送線路、第２の伝送線路、第３の伝送線路がＵ字状に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のタグ情報読み取り回路。
  12. 上記伝送線路共振器は、上記第１の伝送線路、第２の伝送線路、第３の伝送線路がＳ字状に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のタグ情報読み取り回路。
  13. 上記複数の伝送線路共振器は、上記誘電体基板上に設けられた共振周波数の異なる１波長伝送線路共振器であることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のタグ情報読み取り回路。
  14. 上記伝送線路共振器は、共振器を構成する伝送線路の特性インピーダンスが異なるように設定したステップ・インピーダンス共振器であることを特徴とする請求項１０乃至請求項１３の何れか１項に記載のタグ情報読み取り回路。
  15. 誘電体基板上に共振周波数の異なる伝送線路共振器を複数個実装して構成され、上記伝送線路共振器は、互いに対向し、かつその間隔が一定となる構造を有する第１ の伝送線路及び第２ の伝送線路と、上記第１の伝送線路及び第２の伝送線路の少なくとも一方の開放端間を接続する第３の伝送線路とを備え、すべての上記伝送線路共振器の第１の伝送線路及び第２の伝送線路がそれぞれが一直線状に配置されているチップレス・タグと、
    誘電体基板上に、上記チップレス・タグの第１の伝送線路と第２の伝送線路との間隔にほぼ等しくなるように配置され、一端に励振端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の励振用伝送線路と、それに平行して一端に検出端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の検出用伝送線路と、上記励振用伝送線路と検出用伝送線路の間に設けられた直線状の接地導体パターンを有するタグ情報読み取り回路とを備え、
    上記チップレス・タグとタグ情報読み取り回路のパターン面を対向させた状態で、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と上記タグ情報読み取り回路の励振用伝送線路及び検出用伝送線路が近傍電磁界結合するように接近させて、上記チップレス・タグから上記タグ情報読み取り回路によりタグ情報の読み取りを行うことを特徴とするチップレス・タグシステム。
  16. 誘電体基板上に共振周波数の異なる伝送線路共振器を複数個実装して構成され、上記伝送線路共振器は、互いに対向し、かつその間隔が一定となる構造を有する第１の伝送線路及び第２の伝送線路と、上記第１の伝送線路及び第２の伝送線路の少なくとも一方の開放端間を接続する第３の伝送線路とを備え、すべての上記伝送線路共振器の第１の伝送線路及び第２の伝送線路がそれぞれが一直線状に配置されているチップレス・タグと、
    誘電体基板上に、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と同一の共振周波数を有するＵ字状構造の伝送線路共振器が複数個平行結合され、一端に励振端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の励振用伝送線路と、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と同一の共振周波数を有するＵ字状構造の伝送線路共振器が複数個平行結合され、一端に検出端子が接続され他端が抵抗終端された直線状の検出用伝送線路とが平行に設けられるとともに、上記励振用伝送線路と検出用伝送線路の間に設けられた直線状の接地導体パターンを有し、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器とともに多段構成のフィルタを形成してタグ情報検出を行うタグ情報読み取り回路とを備え、
    上記チップレス・タグとタグ情報読み取り回路のパターン面を対向させた状態で、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と上記タグ情報読み取り回路の励振用伝送線路及び検出用伝送線路が近傍電磁界結合するように接近させて、上記チップレス・タグから上記タグ情報読み取り回路によりタグ情報の読み取りを行うことを特徴とするチップレス・タグシステム。
  17. 誘電体基板上に共振周波数の異なる伝送線路共振器を複数個実装して構成されるチップレス・タグと、
    誘電体基板上に、上記チップレス・タグの伝送線路共振器を構成している各伝送線路のそれぞれ２つの領域と対向可能な間隔をもって配置され、一端に励振端子が接続され他端が抵抗終端された励振用伝送線路と、一端に検出端子が接続され他端が抵抗終端された検出用伝送線路と、上記励振用伝送線路と検出用伝送線路の間に設けられた接地導体パターンを有するタグ情報読み取り回路と
    を備え、
    上記チップレス・タグとタグ情報読み取り回路のパターン面を対向させた状態で、上記チップレス・タグの各伝送線路共振器と上記タグ情報読み取り回路の励振用伝送線路及び検出用伝送線路が近傍電磁界結合するように接近させて、上記チップレス・タグから上記タグ情報読み取り回路によりタグ情報の読み取りを行うことを特徴とするチップレス・タグシステム。
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