WO2007122870A1

WO2007122870A1 - 無線ｉｃデバイス

Info

Publication number: WO2007122870A1
Application number: PCT/JP2007/054050
Authority: WO
Inventors: Noboru Kato
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2007-11-01
Also published as: US8384547B2; JP4998463B2; JP2012168983A; JPWO2007122870A1; CN101416353A; CN101416353B; US20090002130A1; JP5482824B2; DE112007000799B4; DE112007000799T5

Abstract

　アンテナ利得が大きく、リーダライタと十分な距離をもって動作し、かつ、ＵＨＦ帯以上の周波数帯域であっても十分に使用することのできる無線ＩＣデバイスを得る。　所定の共振周波数を有する共振回路を含む給電回路（７）を有する無線ＩＣチップ（５）と、該給電回路（７）から供給された送信信号を外部に放射するとともに、外部からの受信信号を給電回路（７）に供給する放射板（１１）とを備えた無線ＩＣデバイス。放射板（１１）と給電回路（７）とは電界又は磁界を介して接続されている。放射板（１１）は、外部との送受信信号の交換を行う放射部（１３）と、給電回路（７）との送受信信号の交換を行う給電部（１２）とを有する両面開放型である。

Description

明細書

無線 ICデバイス

技術分野

[0001] 本発明は、無線 ICデバイス、特に、 RFID(Radio Frequency Identification)システムに用いられる無線 ICデバイスに関する。

背景技術

[0002] 近年、物品の管理システムとして、誘導電磁界を発生するリーダライタと物品に付された所定の情報を記憶した ICタグ (以下、無線 ICデバイスと称する）とを非接触方式で通信し、情報を伝達する RFIDシステムが開発されている。 RFIDシステムに使用される無線 ICデバイスは、一般的には、無線 ICチップを搭載する基板にエッチングや印刷などにより形成された卷線コイルで形成されている。

[0003] 一方、特許文献 1には、小型化などを目的として、無線 ICチップにアンテナコイルを再配線によって形成した無線 ICデバイスが開示されている。しカゝしながら、無線 ICチップ自体が非常に小さいので、該チップに形成されたアンテナも非常に小さぐアンテナの利得が微小であり、リーダライタと密着レベルでな、と ICが駆動しな、と、う問題点を有している。

[0004] また、特許文献 2には、放射用アンテナを有する基板に、アンテナコイル付きの無線 ICチップを搭載した無線 ICデバイス、即ち、基板のアンテナと無線 ICチップのァンテナコイルとを対向配置させた構造の無線 ICデバイスが開示されてヽる。しかしながら、この構造では、基板側のアンテナは閉ループであるため、例えば、 13. 56MH zのような低周波帯域であれば十分な利得を得ることができるものの、 UHF帯以上の周波数帯域になると、無線 ICチップ側のアンテナコイルと基板側のアンテナとのインピーダンスマッチングが困難になる。

特許文献 1：特開 2000— 276569号公報

特許文献 2：特開 2000 - 311226号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題 [0005] そこで、本発明の目的は、アンテナ利得が大きぐリーダライタと十分な距離をもつて動作し、かつ、 UHF帯以上の周波数帯域であっても十分に使用することのできる無線 ICデバイスを提供することにある。

課題を解決するための手段

[0006] 前記目的を達成するため、本発明に係る無線 ICデバイスは、所定の共振周波数を有する共振回路を含む給電回路を有する無線 ICチップと、前記給電回路から供給された送信信号を外部に放射する、及び Z又は、外部からの受信信号を前記給電回路に供給する放射板と、を備えた無線 ICデバイスであって、

前記放射板と前記給電回路とは電界又は磁界を介して接続されており、前記放射板は、外部との送受信信号の交換を行う放射部と、前記給電回路との送受信信号の交換を行う給電部とを有する両面開放型の放射板であること、

を特徴とする。

[0007] 本発明に係る無線 ICデバイスにおヽては、無線 ICチップに給電回路を設け、放射板を外部との送受信信号の交換を行う放射部と、前記給電回路と電界又は磁界を介して接続されて送受信信号の交換を行う給電部とを有する両面開放型としたため、放射部によってアンテナ利得が向上し、小さな給電回路であっても十分な利得を得ることができ、無線 ICチップはリーダライタとは十分な距離をもって作動することになり、かつ、 UHF帯以上の周波数帯域であっても十分に使用することができる。また、給電回路で共振周波数がほぼ決定され、放射部の形状が自由に設計可能であり、放射部の大きさなどで利得を調整でき、放射部の形状などで中心周波数を微調整できる。

[0008] 本発明に係る無線 ICデバイスにお、て、放射板の給電部はその少なくとも一部が給電回路の投影面内に位置するように配置されており、かつ、給電部の面積は給電回路の投影面の面積よりも小さいことが好ましい。ここで、投影面とは給電回路の外形線で囲まれた面を意味し、給電部の面積とは金属部分の面積を意味する。放射板の給電部と無線 ICチップの給電回路とが磁界を介して結合されて、る場合、給電部の面積が給電回路の投影面の面積よりも小さいと、給電回路の磁束を妨げる部分が小さくなるので、信号の伝達効率が向上する。 [0009] また、前記給電部はその長手方向の長さが給電回路の投影面を跨ぐように、例えば、直線状に形成されていてもよい。そして、放射部は給電部の両端側にそれぞれ設けられていてもよぐあるいは、給電部の一端側にのみ設けられていてもよい。放射部が給電部の両端側に設けられていれば給電回路との容量結合性が強くなる。放射部が給電部の一端側にのみ設けられていれば給電回路との磁気結合性が強くなり、利得が大きくなる。

[0010] さらに、無線 ICチップに複数の給電回路が形成されていてもよぐこの場合、給電部の少なくとも一つは複数の給電回路の各投影面の間に位置するように配置されていることが好ましい。給電部はその長手方向の長さが前記複数の給電回路の各投影面の間を跨ぐように、例えば、直線状に形成されていてもよい。給電部が複数の給電回路の間に配置されていれば、給電部と給電回路間の電力の供給量が大きくなる。

[0011] また、放射板は X— y平面内に形成されており、 X軸方向及び y軸方向に延在している放射部を有していてもよい。円偏波の受信が可能となり、アンテナ利得が向上する。一方、放射板は X— y— z空間において、 X軸方向、 y軸方向、 z軸方向に延在している放射部を有していてもよい。放射部が 3次元的に延在していれば、いずれの方向からも効率のよい送受信が可能になる。

[0012] 一方、給電部の投影面の面積は給電回路の投影面の面積と同じか又はそれ以上であってもよ、。給電部と給電回路とで交換されるエネルギー効率が大きくなる。

[0013] また、放射部は給電回路の形成面に対して垂直方向に延在していてもよい。即ち、針状の放射部の先端であって該放射部に垂直な面内に給電部を設け、この給電部と給電回路とを電界又は磁界を介して接続してもよい。針状の放射部を物品に差し込むかたちで無線 ICデバイスを物品に取り付けることが可能となる。

[0014] また、給電部と給電回路とは磁性体で覆われて、てもよ、。これにて、電磁ェネルギ一の漏れを防止することができ、給電部と給電回路との結合度が向上し、アンテナ利得の向上につながる。

[0015] また、放射板の電気長は送受信信号の半波長の整数倍の長さであることが好ましい。放射板と給電回路との共鳴を利用することにより、アンテナ利得が向上する。但し、周波数は給電回路で実質的に決められているので、放射板の電気長は必ずしも共振周波数の半波長の整数倍である必要はない。このことは、放射板が特定の共振周波数を有するアンテナ素子である場合に比べて、大きな利点となる。

[0016] また、放射板はフレキシブルな金属膜によって形成されていてもよぐ該金属膜はフレキシブルなフィルムによって支持されて、ることが好ま、。放射板が変形可能であれば取り扱いが容易であり、どの方向にも放射角を変更できる。また、前述のように給電回路で共振周波数がほぼ決定されるため、放射板の変形などによっても中心周波数は実質的に変化しない。

[0017] また、給電回路はコイル状の電極パターンであってもよぐ給電部は給電回路と同形状のコイル状の電極パターンであってもよい。いずれも、給電部と給電回路とで交換されるエネルギー効率が大きくなる。

発明の効果

[0018] 本発明によれば、小さな給電回路であっても十分な利得を得ることができ、リーダライタとは十分な距離をもって無線 ICチップが作動することになり、かつ、 UHF帯以上の周波数帯域であっても十分に使用することができる。また、無線 ICチップ側の給電回路で共振周波数がほぼ決定されるため、放射部の形状が自由に設計可能であり、放射部の大きさなどで利得を調整でき、放射部の形状などで中心周波数を微調整できる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]本発明に係る無線 ICデバイスの第 1実施例を示し、（A)は平面図、（B)は側面図である。

[図 2]無線 ICチップの変形例 1を示し、（A)は第 1主面側の斜視図、（B)は第 2主面側の斜視図である。

[図 3]無線 ICチップの変形例 2を示し、（A)は裏面図、（B)は断面図である。

[図 4]無線 ICチップの変形例 2における給電回路の等価回路図である。

[図 5]本発明に係る無線 ICデバイスの第 2実施例を示す平面図である。

[図 6]本発明に係る無線 ICデバイスの第 3実施例を示す平面図である。

[図 7]前記第 3実施例の変形例を示す平面図である。

[図 8]前記第 3実施例の使用状態を示す斜視図である。 [図 9]本発明に係る無線 ICデバイスの第 4実施例を示す平面図である。

[図 10]本発明に係る無線 ICデバイスの第 5実施例を示し、（A)は斜視図、（B)は断面図である。

[図 11]前記第 5実施例の使用状態を示す平面図である。

[図 12]本発明に係る無線 ICデバイスの第 6実施例を示す平面図である。

[図 13]本発明に係る無線 ICデバイスの第 7実施例を示す平面図である。

[図 14]本発明に係る無線 ICデバイスの第 8実施例を示す平面図である。

[図 15]本発明に係る無線 ICデバイスの第 9実施例を示す平面図である。

[図 16]本発明に係る無線 ICデバイスの第 10実施例を示す平面図である。

[図 17]本発明に係る無線 ICデバイスの第 11実施例を示す平面図である。

[図 18]本発明に係る無線 ICデバイスの第 12実施例を示し、 (A)は展開状態の平面図、（B)は使用時の斜視図である。

[図 19]本発明に係る無線 ICデバイスの第 13実施例を示す平面図である。

[図 20]前記第 13実施例の要部を示す斜視図である。

[図 21]本発明に係る無線 ICデバイスの第 14実施例を示す斜視図である。

[図 22]本発明に係る無線 ICデバイスの第 15実施例を示す分解斜視図である。

[図 23]本発明に係る無線 ICデバイスの第 16実施例を示す分解斜視図である。

[図 24]本発明に係る無線 ICデバイスの第 17実施例を示し、（A)は平面図、（B)は側面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下、本発明に係る無線 ICデバイスの実施例にっヽて添付図面を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施例において共通する部品、部分は同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

[0021] (第 1実施例、図 1参照）

第 1実施例である無線 ICデバイス laは、図 1 (A) , (B)に示すように、支持フィルム 10上に放射板 11を形成し、支持フィルム 10の上面であって放射板 11の給電部 12 上に無線 ICチップ 5を接着剤にて貼り付けたものである。放射板 11は、ライン状の給電部 12と、比較的広い面積の放射部 13とで構成された両面開放型 (両端開放型）である。放射板 11はフレキシブルなアルミ箔ゃ金属蒸着膜などの金属薄膜からなり、支持フィルム 10は PETなどの絶縁性のフレキシブルなフィルムからなる。フィルム以外に、紙や合成紙を使用することもできる。

[0022] 無線 ICチップ 5は、信号処理部 6が内蔵され、給電部 12と対向する第 1主面 5a側にコイル状の電極パターン力もなる給電回路 7が形成されて、る。給電回路 7は所定の共振周波数を有する共振回路を含み、この給電回路 7と信号処理部 6とは電気的に接続されており、給電回路 7と給電部 12とは電磁結合されている。また、無線 ICチップ 5は周知のクロック回路、ロジック回路、メモリ回路を含み、必要な情報がメモリされており、所定の高周波信号を送受信できるものである。

[0023] 放射板 11は、給電回路 7から供給された所定の周波数を有する送信信号を給電回路 7と磁界結合してヽる給電部 12を介して放射部 13に供給し、該放射部 13から外部のリーダライタに放射する。また、放射部 13で受けたリーダライタ力もの受信信号 (高周波信号、例えば、 UHF周波数帯)を給電部 12を介して給電回路 7に供給する。給電回路 7は放射板 11で受けた信号から所定の周波数を有する受信信号を選択し、無線 ICチップ 5の信号処理部 6に伝達する。

[0024] 即ち、この無線 ICデバイス laは、リーダライタ力も放射される高周波信号 (例えば、 UHF周波数帯）を放射部 13で受信し、給電部 12と磁界結合している給電回路 7を共振させてエネルギーを無線 ICチップ 5に供給する。一方、このエネルギーを駆動源として無線 ICチップ 5にメモリされて、る情報を給電回路 7から給電部 12を介して放射部 13に供給し、リーダライタに放射する。

[0025] 第 1実施例である無線 ICデバイス laにおいて、無線 ICチップ 5に給電回路 7を設け、放射板 11を外部との送受信信号の交換を行う放射部 13と、給電回路 7と電磁的に結合されて送受信信号の交換を行う給電部 12とを有する両面開放型としたため、放射部 13によってアンテナ利得が向上し、小さな給電回路 7であっても十分な利得を得ることができる。従って、無線 ICチップ 5はリーダライタとは十分な距離をもって作動することになり、かつ、 UHF帯以上の周波数帯域であっても十分に使用することができる。

[0026] また、給電回路 7で共振周波数がほぼ決定され、放射部 13の形状が自由に設計可能であり、放射部 13の大きさなどで利得を調整でき、放射部 13の形状などで中心周波数を微調整できる。しカゝも、無線 ICデバイス laを書籍の間に挟んだりしても共振周波数特性が変化することはなぐ無線 ICデバイス laを丸めたり、放射部 13のサイズを変化させても、共振周波数特性が変化することはない。そして、給電回路 7に対して全ての方向に放射板 11の放射部 13を延ばすことができ、アンテナ利得が向上する。

[0027] また、放射板 11のライン状給電部 12は、無線 ICチップ 5の給電回路 7の投影面 (給電回路 7の外形線で囲まれた部分）内に、投影面を跨ぐように配置され、給電部 12の面積は給電回路 7の投影面の面積よりも小さい。ここで、給電部 12の面積とは金属部分の面積を意味する。給電部 12の面積を給電回路 7の投影面の面積よりも小さくすれば、給電回路 7の磁束を妨げる部分力 S小さくなるので、信号の伝達効率が向上する。また、無線 ICチップ 5を放射板 11上に貼り付ける際にそれほどの高精度を要求されることはない。そして、放射部 13が給電部 12の両端側に設けられているため、給電部 12と給電回路 7との容量結合性が強くなる。

[0028] さらに、放射板 11はフレキシブルなフィルム 10に保持されたフレキシブルな金属膜によって形成されて、るため、プラスチックフィルム製の袋のようなフレキシブルな物に何ら支障なく貼着することができる。

[0029] また、放射板 11と無線 ICチップ 5は接着剤で接合してヽるため、はんだ付けや導電性接着剤などの加熱接合を行う必要がなく、放射板 11やその支持部材 (フィルム 1 0)には熱に弱い材料を使用することができる。

[0030] なお、前記給電回路 7はヘリカル状のコイルを例示した力スノィラル状のコイルであってもよぐあるいは、ミアンダ状のライン電極パターンで形成されていてもよい。

[0031] (無線 ICチップの変形例 1、図 2参照）

図 2に、無線 ICチップ 5の第 1主面 5a (放射板 11と接合される面）にミアンダ状の給電回路 7を形成してインピーダンス変換や中心周波数の設計を行い、第 1主面 5aとは反対側の第 2主面 5bに信号処理回路の集積回路 8を形成した例を示す。第 1主面 5aに給電回路 7を形成し、第 2主面 5bに集積回路 8を形成することで、無線 ICチップ 5の小型化、強度アップを図ることができる。 [0032] (無線 ICチップの変形例 2、図 3及び図 4参照）

図 3に、無線 ICチップ 5の第 1主面 5a (放射板 11と接合される面）〖こスパイラル状の導体パターン 7a, 7bからなる多層の給電回路 7を形成した例を示す。導体パターン 7 aは一端が IN端子部とされ、導体パターン 7bは一端が OUT端子部とされ、互いに重なり合い、かつ、互いの他端がビアホール導体 7cを介して接続されている。この給電回路 7は図 4に示す等価回路を構成し、 2重に卷回されて、るのでコイル自体が小型ィ匕されるととも〖こ、浮遊容量が並列に形成されるため、共振周波数を低下させることができる。

[0033] (第 2実施例、図 5参照）

第 2実施例である無線 ICデバイス lbは、図 5に示すように、支持フィルム 10上に十字形状の給電部 12と該給電部 12の両端に接続した比較的広!、面積の X方向、 y方向にそれぞれ延びた放射部 13とからなる放射板 11をアルミ箔ゃ金属蒸着膜などの金属薄膜にて形成し、支持フィルム 10上に無線 ICチップ 5をその給電回路 7の中心が給電部 12の交点に一致するように接着剤にて貼り付けたものである。なお、給電回路 7の中心は給電部 12の交点に一致していることが好ましいが、多少ずれても構わない。

[0034] この無線 ICデバイス lbの作用効果は前記第 1実施例と同様である。即ち、リーダライタ力も放射される高周波信号 (例えば、 UHF周波数帯)を放射部 13で受信し、給電部 12と磁界結合して、る給電回路 7を共振させてエネルギーを無線 ICチップ 5に供給する。一方、このエネルギーを駆動源として無線 ICチップ 5にメモリされている情報を給電回路 7から給電部 12を介して放射部 13に供給し、リ一ダライタに放射する。

[0035] (第 3実施例、図 6〜図 8参照）

第 3実施例である無線 ICデバイス lcは、図 6に示すように、無線 ICチップ 5の裏面に二つのコイル状電極パターン力もなる給電回路 7を設け、この給電回路 7の間に放射板 11のライン状給電部 12を配置したものである。

[0036] 図 7に変形例である無線 ICデバイス lc'を示す。この無線 ICデバイス lc'は無線 IC チップ 5の給電回路 7を二つのミアンダ状の電極パターンにて形成したもので、他の構成は無線 ICデバイス lcと同様である。なお、ミアンダの方向は縦横のいずれでも構わない。

[0037] この無線 ICデバイス lc, lc'の作用効果は前記第 1実施例と同様である。即ち、リ一ダライタカゝら放射される高周波信号 (例えば、 UHF周波数帯)を放射部 13で受信し、給電部 12と磁界結合して、る給電回路 7を共振させてエネルギーを無線 ICチップ 5に供給する。一方、このエネルギーを駆動源として無線 ICチップ 5にメモリされている情報を給電回路 7から給電部 12を介して放射部 13に供給し、リーダライタに放射する。

[0038] 特に、この無線 ICデバイス lc, lc'にあっては、放射板 11の給電部 12が給電回路 7を遮ることがないので、電磁界の乱れ (変化）が極めて小さぐ中心周波数の変化がほとんどなぐ無線 ICチップ 5の搭載位置が多少ずれたとしても中心周波数の変化が起きにくくなる。

[0039] また、支持フィルム 10及び放射板 11がフレキシブルであることから、図 8に示すように、湾曲させてボトル状の物品に貼り付けて使用することも可能である。給電回路 7で共振周波数がほぼ決定され、放射部 13の形状変化で中心周波数が変化しないという利点を生かすことができる。なお、支持フィルム 10を丸めて物品に貼り付けることができる点は、他の実施例でも同様である。

[0040] (第 4実施例、図 9参照）

第 4実施例である無線 ICデバイス Idは、図 9に示すように、無線 ICチップ 5の裏面に四つのコイル状電極パターンからなる給電回路 7を設け、かつ、支持フィルム 10上には十字形状の給電部 12と該給電部 12の両端に接続した比較的広!、面積の放射部 13とからなる放射板 11をアルミ箔ゃ金属蒸着膜などの金属薄膜にて形成したものである。支持フィルム 10上には無線 ICチップ 5が四つの給電回路 7間の中心を給電部 12の交点に一致させて貼り付けられて、る。

[0041] この無線 ICデバイス Idの作用効果は前記第 1実施例と同様である。即ち、リーダライタ力も放射される高周波信号 (例えば、 UHF周波数帯)を放射部 13で受信し、給電部 12と磁界結合して、る給電回路 7を共振させてエネルギーを無線 ICチップ 5に供給する。一方、このエネルギーを駆動源として無線 ICチップ 5にメモリされている情報を給電回路 7から給電部 12を介して放射部 13に供給し、リ一ダライタに放射する。 [0042] 特に、この無線 ICデバイス Idにあっては、前記第 3実施例と同様に、放射板 11の給電部 12が給電回路 7を遮ることがないので、電磁界の乱れ (変化）が極めて小さく、中心周波数の変化がほとんどなぐ無線 ICチップ 5の搭載位置が多少ずれたとしても中心周波数の変化が起きにくくなる。

[0043] (第 5実施例、図 10及び図 11参照）

第 5実施例である無線 ICデバイス leは、図 10に示すように、無線 ICチップ 5の第 1 主面 5aに二つのコイル状電極パターン力なる給電回路 7を設け、この給電回路 7の間に放射板 11のライン状給電部 12を配置したもので、給電回路 7と給電部 12とは磁性体 15で覆われている。

[0044] 放射板 11は長尺状の支持フィルム 10上に 1本のラインにて形成され、一端部が給電部 12とされ、該給電部 12から放射部 13が延在している。そして、給電部 12は二つの給電回路 7の間に配置されている。また、支持フィルム 10は給電部 12に対応する部分が無線 ICチップ 5の第 2主面 5b側に回り込んでいる。

[0045] この無線 ICデバイス leの作用効果は前記第 1実施例と同様である。即ち、リーダライタ力も放射される高周波信号 (例えば、 UHF周波数帯)を放射部 13で受信し、給電部 12と磁界結合して、る給電回路 7を共振させてエネルギーを無線 ICチップ 5に供給する。一方、このエネルギーを駆動源として無線 ICチップ 5にメモリされている情報を給電回路 7から給電部 12を介して放射部 13に供給し、リ一ダライタに放射する。

[0046] 特に、この無線 ICデバイス leにあっては、給電回路 7と給電部 12とがフェライトなどの磁性粉末を榭脂中に分散してなる磁性体 15によって覆われてヽるため、電磁エネルギ一が磁性体 15から漏れなくなり、給電回路 7と給電部 12との結合度が向上し、アンテナ利得の向上につながる。また、前記第 3実施例と同様に、放射板 11の給電部 12が給電回路 7を遮ることがないので、電磁界の乱れ (変化）が極めて小さぐ中心周波数の変化がほとんどなぐ無線 ICチップ 5の搭載位置が多少ずれたとしても中心周波数の変化が起きに《なる。なお、無線 ICチップ 5は放射板 11の一端部ではなぐ放射板 11の中央部に設けられていてもよい。

[0047] 図 11にこの無線 ICデバイス leを有価証券 30に挟み込んだ使用例を示す。有価証券 30を 2枚のシートを貼り合わせたものとし、一方のシート上に放射板 11を形成することで支持フィルム 10は不要である。従来のマイクロチップなどは、アンテナ利得が小さいので実質的にリーダライタと密着させなければ通信が不可能である。即ち、図

11中、矢印 Aで示した箇所をリーダライタでスキャンしなければならず、実質的には使用することが難しい。これに対して、無線 ICデバイス leを用いればアンテナ利得が向上しており、矢印 B, Cで示した箇所をリーダライタでスキャンしても通信が可能である。また、放射板 11を数/ z mと薄くできるので、有価証券のみならず紙幣などにも使用可能である。また、本無線 ICデバイス leのみならず、前記無線 ICデバイス la〜： Ld 、さらに以下に説明する種々の無線 ICデバイスもこのような形態で使用することができる。

[0048] (第 6実施例、図 12参照）

第 6実施例である無線 ICデバイス Ifは、図 12に示すように、ライン状の給電部 12と比較的面積の大きい放射部 13とからなる放射板 11を支持フィルム 10上にアルミ箔や金属蒸着膜などの金属薄膜にて形成し、支持フィルム 10上に無線 ICチップ 5をその給電回路 7が給電部 12と重なるように貼り付けたものである。

[0049] 無線 ICチップ 5は放射板 11の一端部に配置され、放射板 11の電気長 Lは中心周波数えに対して λ Ζ2以下の長さとされている。放射板 11の電気長 Lが半波長の長さの場合、放射板 11のエネルギーは端部で最も高くなる。従って、エネルギーの最も高くなる位置で無線 ICチップ 5の給電回路 7と結合させることで、磁気結合が強くなり、アンテナ利得が向上する。

[0050] この無線 ICデバイス Ifにおいて他の作用効果は前記第 1実施例と同様である。即ち、リーダライタ力も放射される高周波信号 (例えば、 UHF周波数帯)を放射部 13で受信し、給電部 12と磁界結合して、る給電回路 7を共振させてエネルギーを無線 IC チップ 5に供給する。一方、このエネルギーを駆動源として無線 ICチップ 5にメモリされている情報を給電回路 7から給電部 12を介して放射部 13に供給し、リーダライタに放射する。

[0051] (第 7実施例、図 13参照）

第 7実施例である無線 ICデバイス lgは、図 13に示すように、基本的な形態は前記第 6実施例である無線 ICデバイス Ifと同様であり、ここでは、放射板 11の電気長 Lを中心周波数えに対して λ Ζ2の整数倍の長さとしている。放射板 11の電気長 Lが半波長の整数倍である場合、放射板 11と給電回路 7との共鳴が起こり、アンテナの利得が向上する。その他の作用効果は第 6実施例と同様である。

[0052] 但し、放射板 11の電気長は λ Ζ2の整数倍でなくてもよい。即ち、放射板 11から放射される信号の周波数は、給電回路 7の共振周波数によって実質的に決まるので、周波数特性に関しては、放射板 11の電気長に実質的に依存しない。放射板 11の電気長が λ Ζ2の整数倍であると、利得が最大になるので好ましい。

[0053] (第 8実施例、図 14参照）

第 8実施例である無線 ICデバイス lhは、図 14に示すように、広い面積の支持フィルム 10上に広い面積の放射板 11をアルミ箔又は金属蒸着膜などの金属薄膜で形成し、その一部をライン状の給電部 12とし、他の部分を放射部 13としたものである。無線 ICチップ 5は支持フィルム 10上にその給電回路 7が給電部 12と重なるように接着剤にて貼り付けられて、る。

[0054] この無線 ICデバイス lhの作用効果は前記第 1実施例や第 6実施例と同様であり、特に、放射部 13の面積が大きいので、アンテナ効率が向上する。

[0055] (第 9実施例、図 15参照）

第 9実施例である無線 ICデバイス liは、図 15に示すように、前記第 8実施例と同様に広、面積の支持フィルム 10上に広、面積の放射板 11をアルミ箔又は金属蒸着膜などの金属薄膜で形成し、その中央に開口部 14を設けてライン状の給電部 12を形成し、他の部分を放射部 13としたものである。無線 ICチップ 5は支持フィルム 10上にその給電回路 7が給電部 12と重なるように接着剤にて貼り付けられて、る。この無線 I Cデバイス liの作用効果は前記第 8実施例と同様である。

[0056] (第 10実施例、図 16参照）

第 10実施例である無線 ICデバイス ljは、図 16に示すように、広い面積の支持フィルム 10上に広い面積の放射板 11をアルミ箔又は金属蒸着膜などの金属薄膜で形成し、かつ、放射板 11には部分的に、複数の開口部を規則的にあるいは不規則的に配したメッシュ状の給電部 12を形成したものである。無線 ICチップ 5は支持フィルム 10上にその給電回路 7がメッシュ状の給電部 12と重なるように接着剤にて貼り付けられ、給電回路 7と給電部 12とが磁界を介して結合している。この無線 ICデバイス lj の作用効果は前記第 8実施例、第 9実施例と同様である。

[0057] (第 11実施例、図 17参照）

第 11実施例である無線 ICデバイス lkは、図 17に示すように、放射板 11を 90度に分岐させたものである。即ち、放射板 11を x—y平面内において X軸方向に延在する放射部 13aと y軸方向に延在する放射部 13bにて構成し、放射部 13aの延長線上にライン状の給電部 12を形成して、る。無線 ICチップ 5は支持フィルム 10上にその給電回路 7が給電部 12と重なるように接着剤にて貼り付けられている。

[0058] この無線 ICデバイス lkにおいて作用効果は前記第 1実施例と同様である。即ち、リ一ダライタ力も放射される高周波信号 (例えば、 UHF周波数帯）を放射部 13a, 13b で受信し、給電部 12と磁界結合して、る給電回路 7を共振させてエネルギーを無線 I Cチップ 5に供給する。一方、このエネルギーを駆動源として無線 ICチップ 5にメモリされている情報を給電回路 7から給電部 12を介して放射部 13a, 13bに供給し、リーダライタに放射する。さらに、無線 ICデバイス lkでは、放射部 13a, 13bが X軸方向及び y軸方向に延在しているため、円偏波の受信が可能であり、アンテナ利得が向上する。

[0059] (第 12実施例、図 18参照）

第 12実施例である無線 ICデバイス 11は、図 18 (A) , (B)に示すように、放射板 11 を x—y— z空間において、 X軸方向、 y軸方向、 z軸方向に延在する放射部 13a, 13b , 13cにて構成し、各放射部 13a, 13b, 13cのほぼ中心にライン状の給電部 12を形成している。無線 ICチップ 5は支持フィルム 10上にその給電回路 7が給電部 12と重なるように接着剤にて貼り付けられて、る。

[0060] この無線 ICデバイス 11は、例えば、箱状物の隅部に貼り付けて使用することができ、放射部 13a, 13b, 13cが 3次元的に延在しているため、アンテナの指向性がなくなり、いずれの方向においても効率のよい送受信が可能になる。さらに、無線 ICデバイス 11の他の作用効果は前記第 1実施例と同様である。

[0061] (第 13実施例、図 19及び図 20参照）

第 13実施例である無線 ICデバイス lmは、図 19及び図 20に示すように、無線 ICチップ 5の第 1主面 5a上にコイル電極パターンにて給電回路 7を設け、支持フィルム 10 上に給電回路 7と同形状の給電部 12と該給電部 12の一端からコイル状に延在する放射部 13とからなる両端開放型の放射板 11を形成したものである。放射部 13は給電部 12よりも僅かに太、ラインで形成されており、コイル状の給電部 12と給電回路 7 とが磁気的に結合している。

[0062] なお、図 19においては理解しやすくするため、給電回路 7は細線で示している。また、給電回路 7のライン幅と給電部 12のライン幅は同じである。

[0063] この無線 ICデバイス lmにおいて作用効果は前記第 1実施例と同様である。即ち、リーダライタカゝら放射される高周波信号 (例えば、 UHF周波数帯)を放射部 13で受信し、給電部 12と磁界結合して、る給電回路 7を共振させてエネルギーを無線 ICチップ 5に供給する。一方、このエネルギーを駆動源として無線 ICチップ 5にメモリされている情報を給電回路 7から給電部 12を介して放射部 13に供給し、リーダライタに放射する。さらに、無線 ICデバイス lmでは、給電部 12の投影面の面積と給電回路 7 の投影面の面積は同じであり、給電部 12と給電回路 7とで交換されるエネルギー効率が大きくなる。なお、給電部 12の投影面の面積は、利得を向上させることができることから、給電回路 7の投影面の面積より大きくてもよい。

[0064] (第 14実施例、図 21参照）

第 14実施例である無線 ICデバイス Inは、図 21に示すように、針状の放射部 13の先端部を屈曲させて放射部 13とは垂直な面内にヘリカル状の給電部 12を形成し、この給電部 12を無線 ICチップ 5の第 1主面 5aに接着剤にて固定することで、給電部 12と第 1主面 5aに形成した給電回路 7とを磁気的に結合させたものである。給電部 1 2と給電回路 7の形状は前記第 13実施例と同様に同じ形状とされている。

[0065] この無線 ICデバイス Inでは、放射部 13は給電回路 7の形成面に対して垂直方向に延在しており、例えば、ピン止め具のように、針状の放射部 13を物品に差し込むかたちで無線 ICデバイス Inを物品に取り付けることが可能となる。無線 ICデバイス In の作用効果は前記第 13実施例と同様である。

[0066] (第 15実施例、図 22参照）

第 15実施例である無線 ICデバイス loは、図 22に示すように、支持フィルム 10上にベタ状に放射板 11をアルミ箔ゃ金属蒸着膜などの金属薄膜にて形成し、放射板 11 上に無線 ICチップ 5を貼り付けたものである。無線 ICチップ 5の裏面には給電回路 7 が形成されており、この給電回路 7が対向する部分が給電部 12として機能し、その他の部分が放射部 13として機能する。

[0067] この無線 ICデバイス loでは、無線 ICチップ 5の給電回路 7が平面状態の給電部 12 と電磁結合して送受信信号を交換する。その作用効果は前記第 1実施例と基本的に同様である。

[0068] (第 16実施例、図 23参照）

第 16実施例である無線 ICデバイス lpは、図 23に示すように、金属製棒状体 35を放射板として機能させたものである。無線 ICチップ 5は棒状体 35の端面に貼り付けられており、給電回路 7が対向する部分が給電部 12として機能し、棒状体 35の全表面が放射部 13として機能する。

[0069] この無線 ICデバイス lpでは、無線 ICチップ 5の給電回路 7が平面状態の給電部 12 と電磁結合して送受信信号を交換する。その作用効果は前記第 1実施例と基本的に同様である。

[0070] (第 17実施例、図 24参照）

第 17実施例である無線 ICデバイス lqは、図 24に示すように、支持フィルム 10上に放射板 11がフレキシブルなアルミ箔ゃ金属蒸着膜などの金属薄膜にて形成され、支持フィルム 10上に無線 ICチップ 5を貼り付けたものである。無線 ICチップ 5はその第 1主面 5aにコイル状の電極パターン力もなる給電回路 7が形成され、第 2主面 5b側が支持フィルム 10上に、給電部 12が給電回路 7の投影面内に該投影面を跨ぐように配置されている。

[0071] この無線 ICデバイス lqの作用効果は前記第 1実施例と同様である。特に、給電回路 7と給電部 12とが直接対向することなぐ無線 ICチップ 5の厚み分だけ一定の距離を保って対向しているので、送受信信号の中心周波数 (fo)がずれにくい利点を有している。

[0072] (他の実施例）

なお、本発明に係る無線 ICデバイスは前記実施例に限定するものではなぐその要旨の範囲内で種々に変更することができる。

[0073] 例えば、無線 ICチップ 5の内部構成の細部、放射板 11や支持フィルム 10の細部形状は任意である。また、無線 ICチップ 5を支持フィルム 10上に固定するのに接着剤以外の手法を用いてもよい。

産業上の利用可能性

[0074] 以上のように、本発明は、 RFIDシステムに用いられる無線 ICデバイスに有用であり、特に、アンテナ利得が大きぐリーダライタと十分な距離を持って動作し、かつ、 UH F帯以上の周波数帯域であっても十分に使用することができる点で優れている。

Claims

請求の範囲

[1] 所定の共振周波数を有する共振回路を含む給電回路を有する無線 ICチップと、前記給電回路から供給された送信信号を外部に放射する、及び Z又は、外部からの受信信号を前記給電回路に供給する放射板と、を備えた無線 ICデバイスであって前記放射板と前記給電回路とは電界又は磁界を介して接続されており、前記放射板は、外部との送受信信号の交換を行う放射部と、前記給電回路との送受信信号の交換を行う給電部とを有する両面開放型の放射板であること、

を特徴とする無線 ICデバイス。

[2] 前記給電部はその少なくとも一部が前記給電回路の投影面内に位置するように配置されており、かつ、前記給電部の面積は前記給電回路の投影面の面積よりも小さいことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の無線 ICデバイス。

[3] 前記給電部はその長手方向の長さが前記給電回路の投影面を跨ぐように形成されていることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の無線 ICデバイス。

[4] 前記放射部は前記給電部の両端側にそれぞれ設けられてヽることを特徴とする請求の範囲第 2項又は第 3項に記載の無線 ICデバイス。

[5] 前記放射部は前記給電部の一端側にのみ設けられて、ることを特徴とする請求の範囲第 2項又は第 3項に記載の無線 ICデバイス。

[6] 前記無線 ICチップには複数の前記給電回路が形成されており、前記給電部の少なくとも一つは前記複数の給電回路の各投影面の間に位置するように配置されていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の無線 ICデバイス。

[7] 前記給電部はその長手方向の長さが前記複数の給電回路の各投影面の間を跨ぐように形成されてヽることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の無線 ICデバイス。

[8] 前記放射板は X— y平面内に形成されていることを特徴とする請求の範囲第 1項な

V、し第 7項の、ずれかに記載の無線 ICデバイス。

[9] 前記放射板は X軸方向及び y軸方向に延在して、る放射部を有して、ることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の無線 ICデバイス。

[10] 前記放射板は X— y— z空間において、 X軸方向、 y軸方向、 z軸方向に延在している放射部を有して、ることを特徴とする請求の範囲第 1項な、し第 7項の、ずれかに記載の無線 ICデバイス。

[11] 前記給電部の投影面の面積は前記給電回路の投影面の面積と同じか又はそれ以上であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の無線 ICデバイス。

[12] 前記放射部は前記給電回路の形成面に対して垂直方向に延在していることを特徴とする請求の範囲第 1項な、し第 11項の、ずれかに記載の無線 ICデバイス。

[13] 前記給電部と前記給電回路とは磁性体で覆われて、ることを特徴とする請求の範囲第 1項な、し第 12項の、ずれかに記載の無線 ICデバイス。

[14] 前記放射板の電気長は送受信信号の半波長の整数倍の長さであることを特徴とする請求の範囲第 1項ないし第 13項のいずれかに記載の無線 ICデバイス。

[15] 前記放射板はフレキシブルな金属膜によって形成されて、ることを特徴とする請求の範囲第 1項ないし第 14項のいずれかに記載の無線 ICデバイス。

[16] 前記金属膜はフレキシブルなフィルムによって支持されて、ることを特徴とする請求の範囲第 15項に記載の無線 ICデバイス。

[17] 前記給電回路はコイル状の電極パターンであることを特徴とする請求の範囲第 1項な!、し第 16項の、ずれかに記載の無線 ICデバイス。

[18] 前記給電部は前記給電回路と同形状のコイル状の電極パターンであることを特徴とする請求の範囲第 17項に記載の無線 ICデバイス。