JPWO2009014213A1 - 無線タグ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1には、地板における所定の端辺から所定形状に切り込まれて形成された切り込み部を有し、切り込み部のみ折り返し構造にすることで、インピーダンスを下げることができ、インピーダンス変換回路などの別の回路を設けなくても、50Ωの給電線路に整合させることができ、構造を簡略化できて、コスト削減を図れる、平面アンテナが記載されている。
(1)即ち、チップが接続されるチップ接続部と前記チップとのインピーダンス整合を調整しうるインダクタンス部とを有する第1の共振器パターンと、前記インダクタンス部を介した電磁誘導結合により給電される第2の共振器パターンと、をそなえる無線タグを用いることができる。
また、前記無線タグをコンパクトに実現することも可能である。
2,200 アンテナパターン
20 アンテナパターンシート
20A 導体パターンシート
21,201 第1の導体パターン(共振器パターン)
22,202 第2の導体パターン(共振器パターン)
23 ウレタン樹脂シート(シート状樹脂材)
24,203 第3の導体パターン(共振器パターン)
204,205,206 側面導体
211 チップ接続部(給電点)
212 インダクタンス部
3 反射層(reflector)
30 反射シート(シート状反射部材)
4 金属(metal)
110 ガイド(位置決め部材)
300 導体パターン(共振器パターン)
600 樹脂(保護部材)
図1は、一実施形態に係る無線タグの構成を示す模式的斜視図で、この図1に示す無線タグは、金属(metal)4に貼り付けられることを想定しており、厚さt=5mm,比誘電率εr=4,誘電正接tanδ=0.001の平板状の誘電体スペーサ(誘電体基板)1の一方の面(図1における表面)にアンテナパターン2(21,22)が形成されている。
第1の導体パターン21は、共振周波数f1の共振器パターンとして機能し、第2の導体パターン22は、共振周波数f1よりも大きい共振周波数f2の共振器パターンとして機能する。また、アンテナパターン2のY軸方向の長さ(幅)は前記2mmの間隔を含めて27mmである。したがって、図1に示すスペーサ1のサイズは、少なくとも長さ90mm×幅27mm×厚さ(t)5mmである。
(1)チップとの整合用インダクタンス
(2)第1の共振器パターン21への直接給電
(3)第2の共振器パターン22への電磁結合給電
まず、図3に、チップとアンテナパターン2の反射特性(S11)を示す。縦軸のS11は0に近いほど反射量が多く、値が小さい(マイナス)ほど整合し、アンテナパターン2の入力パワーがチップ接続部211(つまりチップ)へ伝達されやすくなることを表す。
次に、上述した本例の無線タグは、例えば図13に模式的に示すように、フィルムや紙等のシート状部材に、銅(Cu),銀(Ag),アルミニウム(Al)等の導電性材料を印刷する等してアンテナパターン2(共振器パターン21,22)を形成したアンテナパターンシート20と、同じくフィルムや紙等のシート状部材にCu,Ag,Al等の印刷等により反射板3を形成した反射シート(シート状反射部材)30とを、ABS樹脂製のスペーサ1に、接着剤で接着あるいはラミネート加工する等の方法により一体化することで製造することができる。
なお、前記の例では、アンテナパターン2を2つの共振器パターン21,22で構成しているが、3つ以上の共振器パターンで構成してもよい。例えば図35〜図38により後述するように、共振器パターン21,22に加えて、さらにもう1つの共振器パターン24を、例えば第1の共振器パターン21を挟んで第2の共振器パターン22の反対側へ構成して、3共振点をもつように構成することも可能である。つまり、共振器パターン数は2個に限定されないことは自明である。
図17は、変形例1に係る無線タグを部分的に透視して示す模式的斜視図で、この図17に示す無線タグは、例示的に、誘電体スペーサ(以下、誘電体ブロックともいう)100の一方の面(図17のZ軸方向の一方の面)に、アンテナパターン200(201,202)が形成されている。また、誘電体ブロック100の他方の面には、導体パターン300が形成されている。
(1)チップとの整合用(チップのキャパシタンス成分をキャンセルする)インダクタンス
(2)第1の共振器パターン21への直接給電
(3)第2の共振器パターン22への電磁結合給電
上述した変形例1の無線タグは、例えば図23に例示するようにして製造することができる。図23の(1)に例示するように、フィルムや紙等のシート状部材(導体パターンシート)20Aに、銅(Cu),銀(Ag),アルミニウム(Al)等の導電性材料を印刷する等して、導体パターン201,202,300を形成する。
上述した共振器パターン201,202,300は、必ずしも誘電体ブロック100の表面において四角形状を有していなくてもよい。例えば図28に例示するように、誘電体ブロック100の長辺と平行な方向から所定角度だけずれた方向をX軸とし、このX軸方向と平行な方向に、第1及び第2の共振器パターン201,202が延在するようにしてもよい。
そして、本発明は、以下に示すように要約することができる。
(付記1) チップが接続されるチップ接続部と前記チップとのインピーダンス整合を調整しうるインダクタンス部とを有する第1の共振器パターンと、
前記インダクタンス部を介した電磁誘導結合により給電される第2の共振器パターンと、
をそなえたことを特徴とする、無線タグ。
(付記2) 前記第1及び第2の共振器パターンは、それぞれ、方形の導体パターンを有し、同一面において並列に設けられていることを特徴とする、付記1記載の無線タグ。
(付記3) 前記同一面は、誘電体基板の一方の面であることを特徴とする、付記2記載の無線タグ。
(付記4) 前記誘電体基板の他方の面に、反射層が設けられていることを特徴とする、付記3記載の無線タグ。
(付記5) 前記インダクタンス部は、前記第1の共振器パターンの一部にスリットを設けることで形成されたことを特徴とする、付記1〜4のいずれか1つに記載の無線タグ。
(付記6) 前記第1及び第2の共振器パターンが互いに並行する方向の電気長が異なることを特徴とする、付記2記載の無線タグ。
(付記7) 前記第1の共振器パターンの、前記第2の共振器パターンと並行する方向の長さが、前記第2の共振器パターンの長さよりも長いことを特徴とする、付記6記載の無線タグ。
(付記8) 前記第1及び第2の共振器パターンは、誘電体基板である樹脂製基板の一方の面に貼り付けられたシート状部材に導電性材料で形成されたことを特徴とする、付記1〜7のいずれか1つに記載の無線タグ。
(付記9) 前記第1及び第2の共振器パターンを被覆する樹脂材が設けられたことを特徴とする、付記1〜8のいずれか1つに記載の無線タグ。
(付記10) 前記チップ接続部に、前記チップが接続されたことを特徴とする、付記1〜9のいずれか1つに記載の無線タグ。
(付記11) 前記第1及び第2の共振器パターンは、誘電体を介して金属に貼り付けられることを特徴とする、付記1〜10のいずれか1つに記載の無線タグ。
(付記12) 前記誘電体基板の他方の面の、前記第1及び第2の共振器パターンと対向する領域を含む部分に、導体パターンが設けられるとともに、
前記導体パターンと、前記第1及び第2の共振器パターンとが、前記誘電体基板の一方の側面を経由する経路で電気的に接続された、ことを特徴とする、付記3記載の無線タグ。
(付記13) 前記一方の側面に、前記導体パターンと前記第1及び第2の共振器パターンとを電気的に接続する側面導体が設けられた、ことを特徴とする、付記12記載の無線タグ。
(付記14) 前記側面導体は、金属メッキ又は導電性のシート状部材である、ことを特徴とする、付記13記載の無線タグ。
(付記15) 前記側面導体は、前記導体パターンと前記第1及び第2の共振器パターンとの一方又は双方と一体形成された、ことを特徴とする、付記13又は14に記載の無線タグ。
(付記16) 前記導体パターンは、前記第1及び第2の共振器パターンに共通の共振器パターンである、ことを特徴とする、付記12〜15のいずれか1つに記載の無線タグ。
(付記17) 前記インダクタンス部を介した電磁誘導結合により給電される第3の共振器パターンをさらにそなえ、
前記第1及び第2の共振器パターンを含む面において、前記第2及び第3の共振器パターンは、前記第1の共振器パターンを中心とした対称な位置に設けられた、ことを特徴とする、付記16記載の無線タグ。
(付記18) 前記第3の共振器パターンは、前記第1及び第2の共振器パターンの電気長よりも短い電気長を有する、ことを特徴とする、付記17記載の無線タグ。
(付記19) 前記第1及び第2の共振器パターンと前記導体パターンとを全体的に被覆する樹脂材が設けられた、ことを特徴とする、付記12〜18のいずれか1つに記載の無線タグ。
(付記20) 誘電体基板の長手方向の周囲長を定める4つの面のうち前記長手方向に対向する前記誘電体基板の側面の一方を除いた3つの面を被覆可能なシート状部材の、前記誘電体基板の一方の面及び側面に相当する領域に、チップが接続されるチップ接続部と前記チップとのインピーダンス整合を調整しうるインダクタンス部とを有する第1の共振器パターンと、前記インダクタンス部を介した電磁誘導結合により給電される第2の共振器パターンと、を形成するとともに、前記シート状部材の前記誘電体基板の他方の面に相当する領域に、前記各共振器パターンと電気的に連通する導体パターンを形成する工程と、
前記第1及び第2の共振器パターンが前記誘電体基板の一方の面に位置し、前記導体パターンが前記誘電体基板の他方の面に位置するように、前記シート状部材を前記誘電体基板に巻きつけて固定する工程と、
を有することを特徴とする、無線タグの製造方法。
(付記21) 前記誘電体基板に、前記巻きつけ時の前記シート状部材の位置決め用ガイド部材が設けられた、ことを特徴とする、付記20記載の無線タグの製造方法。
Claims (21)
- チップが接続されるチップ接続部と前記チップとのインピーダンス整合を調整しうるインダクタンス部とを有する第1の共振器パターンと、
前記インダクタンス部を介した電磁誘導結合により給電される第2の共振器パターンと、
をそなえたことを特徴とする、無線タグ。 - 前記第1及び第2の共振器パターンは、それぞれ、方形の導体パターンを有し、同一面において並列に設けられていることを特徴とする、請求項1記載の無線タグ。
- 前記同一面は、誘電体基板の一方の面であることを特徴とする、請求項2記載の無線タグ。
- 前記誘電体基板の他方の面に、反射層が設けられていることを特徴とする、請求項3記載の無線タグ。
- 前記インダクタンス部は、前記第1の共振器パターンの一部にスリットを設けることで形成されたことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の無線タグ。
- 前記第1及び第2の共振器パターンが互いに並行する方向の電気長が異なることを特徴とする、請求項2記載の無線タグ。
- 前記第1の共振器パターンの、前記第2の共振器パターンと並行する方向の長さが、前記第2の共振器パターンの長さよりも長いことを特徴とする、請求項6記載の無線タグ。
- 前記第1及び第2の共振器パターンは、誘電体基板である樹脂製基板の一方の面に貼り付けられたシート状部材に導電性材料で形成されたことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の無線タグ。
- 前記第1及び第2の共振器パターンを被覆する樹脂材が設けられたことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の無線タグ。
- 前記チップ接続部に、前記チップが接続されたことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載の無線タグ。
- 前記第1及び第2の共振器パターンは、誘電体を介して金属に貼り付けられることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の無線タグ。
- 前記誘電体基板の他方の面の、前記第1及び第2の共振器パターンと対向する領域を含む部分に、導体パターンが設けられるとともに、
前記導体パターンと、前記第1及び第2の共振器パターンとが、前記誘電体基板の一方の側面を経由する経路で電気的に接続された、ことを特徴とする、請求項3記載の無線タグ。 - 前記一方の側面に、前記導体パターンと前記第1及び第2の共振器パターンとを電気的に接続する側面導体が設けられた、ことを特徴とする、請求項12記載の無線タグ。
- 前記側面導体は、金属メッキ又は導電性のシート状部材である、ことを特徴とする、請求項13記載の無線タグ。
- 前記側面導体は、前記導体パターンと前記第1及び第2の共振器パターンとの一方又は双方と一体形成された、ことを特徴とする、請求項13又は14に記載の無線タグ。
- 前記導体パターンは、前記第1及び第2の共振器パターンに共通の共振器パターンである、ことを特徴とする、請求項12〜15のいずれか1項に記載の無線タグ。
- 前記インダクタンス部を介した電磁誘導結合により給電される第3の共振器パターンをさらにそなえ、
前記第1及び第2の共振器パターンを含む面において、前記第2及び第3の共振器パターンは、前記第1の共振器パターンを中心とした対称な位置に設けられた、ことを特徴とする、請求項16記載の無線タグ。 - 前記第3の共振器パターンは、前記第1及び第2の共振器パターンの電気長よりも短い電気長を有する、ことを特徴とする、請求項17記載の無線タグ。
- 前記第1及び第2の共振器パターンと前記導体パターンとを全体的に被覆する樹脂材が設けられた、ことを特徴とする、請求項12〜18のいずれか1項に記載の無線タグ。
- 誘電体基板の長手方向の周囲長を定める4つの面のうち前記長手方向に対向する前記誘電体基板の側面の一方を除いた3つの面を被覆可能なシート状部材の、前記誘電体基板の一方の面及び側面に相当する領域に、チップが接続されるチップ接続部と前記チップとのインピーダンス整合を調整しうるインダクタンス部とを有する第1の共振器パターンと、前記インダクタンス部を介した電磁誘導結合により給電される第2の共振器パターンと、を形成するとともに、前記シート状部材の前記誘電体基板の他方の面に相当する領域に、前記各共振器パターンと電気的に連通する導体パターンを形成する工程と、
前記第1及び第2の共振器パターンが前記誘電体基板の一方の面に位置し、前記導体パターンが前記誘電体基板の他方の面に位置するように、前記シート状部材を前記誘電体基板に巻きつけて固定する工程と、
を有することを特徴とする、無線タグの製造方法。 - 前記誘電体基板に、前記巻きつけ時の前記シート状部材の位置決め用ガイド部材が設けられた、ことを特徴とする、請求項20記載の無線タグの製造方法。
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