(57)【要約】【課題】ＩＣチップに影響を与えずに、共振周波数をシフトさせるとともに通信距離を延ばす。【解決手段】インレット基材１６と、インレット基材１６上にて給電点１５ａ，１５ｂから互いに離れる方向に延びて形成されたアンテナ１２ａ，１２ｂと、給電点１５ａ，１５ｂに接続されるようにインレット基材１６上に搭載されたＩＣチップ１１とを有し、アンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部に対向する領域に、その端部を跨ぐように金属層２０ａ，２０ｂが配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基材と、該ベース基材上にて給電点から所定方向に延びて形成されたアンテナと、前記給電点に接続されるように前記ベース基材上に搭載されたＩＣチップとを有してなるＲＦ−ＩＤメディアにおいて、
前記アンテナの前記給電点とは反対側の端部に対向する領域に、当該端部を跨ぐように少なくとも１つの導電層が配置されていることを特徴とするＲＦ−ＩＤメディア。
【請求項２】
請求項１に記載のＲＦ−ＩＤメディアにおいて、
前記アンテナは、前記給電点とは反対側の端部にて折り返された折り返し部を有し、
前記導電層は、前記所定方向に直交する方向の幅が、前記アンテナの前記給電点とは反対側の端部における前記折り返し部を含む同方向の幅よりも広いＲＦ−ＩＤメディア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣチップに対して所定の共振周波数で情報が書き込まれたり読み出されたりするＲＦ−ＩＤメディアに関し、特に、共振周波数の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、情報化社会の進展に伴って、情報をカードに記録し、該カードを用いた情報管理や決済等が行われている。また、商品等に貼付されるラベルやタグに情報を記録し、このラベルやタグを用いての商品等の管理も行われている。このようなカードやラベル、あるいはタグを用いた情報管理においては、カードやラベル、あるいはタグに対して非接触状態にて情報の書き込みや読み出しを行うことが可能な非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣラベル、あるいは非接触型ＩＣタグがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。
【０００３】
このような非接触型ＩＣカードや非接触型ＩＣラベル、あるいは非接触型ＩＣタグといったＲＦ−ＩＤメディアは、ベース基材上に導電性のアンテナが形成されるとともにこのアンテナに接続されるようにＩＣチップが搭載されてなるインレットが表面シートやカード基材に挟み込まれて構成されており、予め決められた共振周波数でＩＣチップに対して情報の書き込みや読み出しが行われる。
【０００４】
ところが、ＵＨＦ帯やマイクロ波帯の周波数で情報の書き込みや読み出しが行われるＲＦ−ＩＤメディアにおいては、そのアンテナは周囲の物質の影響を受け、共振周波数が変化しやすい。その結果、アンテナの通信性能が劣化し、通信距離が短くなることがある。
【０００５】
また、アンテナの共振周波数ｆは、
ｆ＝１／｛２π（ＬＣ）1/2｝
で示されるようにインダクタンスＬとキャパシタンスＣとによって変化するため、これらのパラメータを調整することにより、使用環境に合わせたアンテナを設計することができる。しかしながら、アンテナを使用環境に合わせて毎回設計するとなると膨大な時間がかかってしまい、また、アンテナサイズ等の設計上の制限によって使用環境に合わせた設計をすることができない場合がある。
【０００６】
そこで、基材上にループ部を含むアンテナが形成されてなるＩＣタグラベルにおいて、ループ部に重なるように金属層を配置することによってキャパシタンスＣを増加させ、共振周波数を低周波側にシフトさせる技術が、特許文献１に開示されている。
【０００７】
また、基材上にＵＨＦ帯またはマイクロ波帯用のアンテナが形成されてなる非接触ＩＣタグにおいて、基材のアンテナとは反対側に、ＩＣチップに対向する部分を除いた全ての領域に金属層を設け、それにより、液体容器への貼付け時に水分の影響を受けにくくする技術が、特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１２３６７１号公報
【特許文献２】特開２００７−３１１９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したようにアンテナに重なるように金属層が配置されたものにおいては、アンテナが小型であると、金属層がＩＣチップの近傍に配置された構成となる場合があり、その場合、ＩＣチップが金属層の影響を受けて情報の書き込みや読み取りができなくなる虞れがある。
【００１０】
本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、ＩＣチップに影響を与えずに、共振周波数をシフトさせるとともに通信距離を延ばすことができるＲＦ−ＩＤメディアを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、
ベース基材と、該ベース基材上にて給電点から所定方向に延びて形成されたアンテナと、前記給電点に接続されるように前記ベース基材上に搭載されたＩＣチップとを有してなるＲＦ−ＩＤメディアにおいて、
前記アンテナの前記給電点とは反対側の端部に対向する領域に、当該端部を跨ぐように少なくとも１つの導電層が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
上記のように構成された本発明においては、アンテナの端部に対向する領域にその端部を跨ぐように配置された導電層によって、アンテナとして機能する面積が増加して通信距離が延びるとともに共振周波数がシフトし、また、この導電層が、ＩＣチップが接続された給電点とは反対側の端部に対向する領域に配置されていることにより、ＩＣチップに影響を与えない。
【００１３】
また、アンテナが、給電点とは反対側の端部にて折り返された折り返し部を有し、導電層の、アンテナが延びる所定方向に直交する方向の幅が、アンテナの給電点とは反対側の端部における折り返し部を含む同方向の幅よりも広い構成とすることにより、通信距離が大幅に延びるとともに、共振周波数のシフト量が大きくなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、ベース基材上にて給電点から所定方向に延びて形成されたアンテナの、ＩＣチップが接続された給電点とは反対側の端部に対向する領域にその端部を跨ぐように導電層が配置されているため、ＩＣチップに影響を与えずに、共振周波数をシフトさせるとともに通信距離を延ばすことができる。
【００１５】
また、アンテナが、給電点とは反対側の端部にて折り返された折り返し部を有し、導電層の、アンテナが延びる所定方向に直交する方向の幅が、アンテナの給電点とは反対側の端部における折り返し部を含む同方向の幅よりも広いものにおいては、通信距離を大幅に延ばすことができるとともに、共振周波数のシフト量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のＲＦ−ＩＤメディアの第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は内部構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’部分の断面図である。
【図２】図１に示したＩＣタグにおいて金属層を有することによる周波数特性の変化を示すグラフである。
【図３】図１に示したＩＣタグにおいて金属層をアンテナの端部を跨がらせずにアンテナの端部にて重ねて配置した構成を示す図である。
【図４】図３に示したＩＣタグにおいて金属層を有することによる周波数特性の変化を示すグラフである。
【図５】本発明のＲＦ−ＩＤメディアの第２の実施の形態を示す図である。
【図６】図５に示したＩＣタグにおいて金属層を有することによる周波数特性の変化を示すグラフである。
【図７】本発明のＲＦ−ＩＤメディアの第３の実施の形態を示す図である。
【図８】図７に示したＩＣタグにおいて金属層を有することによる周波数特性の変化を示すグラフである。
【図９】図５に示したＩＣタグについて金属層がアンテナと対向する領域の面積の割合による通信距離や周波数のシフト量の違いを説明するための図であり、（ａ）はＩＣタグの構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＩＣタグにおける周波数特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明のＲＦ−ＩＤメディアの第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は内部構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ’部分の断面図である。
【００１９】
本形態は図１に示すように、インレット１０が２枚の表面基材３０ａ，３０ｂに挟み込まれてなるＩＣタグ１である。
【００２０】
インレット１０は、ベース基材となるインレット基材１６上に２つのアンテナ１２ａ，１２ｂが形成されるとともに、ＩＣチップ１１が搭載されて構成されている。
【００２１】
２つのアンテナ１２ａ，１２は、空隙を介して対向する領域に、ＩＣチップ１１が接続される給電点１５ａ，１５ｂをそれぞれ有し、この給電点１５ａ，１５ｂから離れる方向に放射状に広がりながら延びたボウタイ形状となっている。そして、アンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部にて折り返されて折り返し部１３ａ，１３ｂが形成されている。また、２つのアンテナ１２ａ，１２ｂ間がＩＣチップ１１と並列に短絡された短絡部１４を有している。
【００２２】
このように構成されたインレット１０は、表裏から２枚の表面基材３０ａ，３０ｂによって挟み込まれ、接着剤５０によってこれら表面基材３０ａ，３０ｂに接着されているが、インレット１０のアンテナ１２ａ，１２ｂが形成された面には、表面基材３０ｂとの間に導電層となる金属層２０ａ，２０ｂが挟み込まれている。
【００２３】
金属層２０ａ，２０ｂは、例えば、１０μｍ〜５００μｍ程度の厚さを有するアルミニウム箔等からなり、アンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部に対向する領域に、この端部を跨ぐように配置されている。また、金属層２０ａ，２０ｂのアンテナ１２ａ，１２ｂが並ぶ方向とは直交する方向の幅Ｌ2が、アンテナ１２ａ，１２ｂの端部における同方向の幅Ｌ1よりも狭くなっている。このような構成の金属層２０ａ，２０ｂは、インレット１０のアンテナ１２ａ，１２ｂが形成された面に形成された絶縁性の接着層４０によってインレット１０に接着されている。
【００２４】
上記のように構成されたＩＣタグ１は、外部に設けられた情報書込／読出装置（不図示）に近接させることにより、情報書込／読出装置からの電波に共振してアンテナ１２ａ，１２ｂに電流が流れ、この電流がＩＣチップ１１に供給され、それにより、非接触状態において、情報書込／読出装置からＩＣチップ１１に情報が書き込まれたり、ＩＣチップ１１に書き込まれた情報がアンテナ１２ａ，１２ｂを介して情報書込／読出装置にて読み出されたりする。
【００２５】
以下に、上述したＩＣタグ１において金属層２０ａ，２０ｂを有することによる作用について説明する。
【００２６】
図２は、図１に示したＩＣタグ１において金属層２０ａ，２０ｂを有することによる周波数特性の変化を示すグラフであり、図中実線は、金属層２０ａ，２０ｂが配置された場合の周波数特性を示し、図中破線は、金属層２０ａ，２０ｂが配置されていない場合の周波数特性を示す。
【００２７】
図２に示すように、図１に示したＩＣタグ１においては、金属層２０ａ，２０ｂが配置されていない場合に比べて、金属層２０ａ，２０ｂが配置されている場合の方が、通信距離が長くなっている。また、金属層２０ａ，２０ｂが配置されている場合のピーク値の周波数は、金属層２０ａ，２０ｂが配置されていない場合のピーク値の周波数よりも低周波数側にシフトしている。
【００２８】
ここで、金属層をアンテナの端部を跨がらせずにアンテナの端部にて重ねて配置した場合の周波数特性について説明する。
【００２９】
図３は、図１に示したＩＣタグにおいて金属層をアンテナの端部を跨がらせずにアンテナの端部にて重ねて配置した構成を示す図である。図４は、図３に示したＩＣタグ１０１において金属層１２０ａ，１２０ｂを有することによる周波数特性の変化を示すグラフであり、図中実線は、金属層１２０ａ，１２０ｂが配置された場合の周波数特性を示し、図中破線は、金属層１２０ａ，１２０ｂが配置されていない場合の周波数特性を示す。
【００３０】
本構成は図３に示すように、図１に示したものに対して、金属層１２０ａ，１２０ｂが、アンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部に対向する領域において、この端部を跨がらずにアンテナ１２ａ，１２ｂに重ねて配置されている点が異なる。
【００３１】
このように構成されたＩＣタグ１０１においては、図４に示すように、金属層１２０ａ，１２０ｂが配置された場合と、金属層１２０ａ，１２０ｂが配置されていない場合とで、周波数特性はほとんど変化しない。
【００３２】
このように、図３に示したもののように、金属層１２０ａ，１２０ｂが、アンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部に対向する領域において、この端部を跨がらずにアンテナ１２ａ，１２ｂに重ねて配置されている場合は、金属層１２０ａ，１２０ｂが配置されていない場合と比べて周波数特性は変化しないのに対して、図１に示したもののように、金属層２０ａ，２０ｂが、アンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部に対向する領域において、この端部を跨ぐように配置されている場合は、金属層２０ａ，２０ｂが配置されていない場合と比べて、通信距離が長くなるとともに、ピーク値の周波数がシフトする。これは、アンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部に対向する領域において、この端部を跨ぐように配置された金属層２０ａ，２０ｂによって、アンテナとして機能する面積が増加することによるものである。そのため、アンテナ１２ａ，１２ｂと金属層２０ａ，２０ｂとが対向しない領域の面積に応じて、通信距離や周波数のシフト量が変化することになる。また、そのようにアンテナとして機能する面積を増加させるための金属層２０ａ，２０ｂが、アンテナ１２ａ，１２ｂのうち、ＩＣチップ１１が接続された給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部に対向する領域に配置されていることで、ＩＣチップ１１が金属層２０ａ，２０ｂによる影響を受けにくくなることによっても通信距離が長くなっている。
【００３３】
なお、本形態においては、金属層２０ａ，２０ｂが、上述したようにインレット１０のアンテナ１２ａ，１２ｂが形成された面側に設けられているが、インレット１０のアンテナ１２ａ，１２ｂが形成された面とは反対側に金属層２０ａ，２０ｂを設けてもよい。また、本発明のＲＦ−ＩＤメディアとしては上述したようなＩＣタグ１に限らず、表面基材３０ｂの代わりに剥離紙を剥離可能に貼着することにより、ＩＣラベルとして構成することもできる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明のＲＦ−ＩＤメディアの第２の実施の形態を示す図であり、内部構成を示す。図６は、図５に示したＩＣタグ２０１において金属層２２０ａ，２２０ｂを有することによる周波数特性の変化を示すグラフであり、図中実線は、金属層２２０ａ，２２０ｂが配置された場合の周波数特性を示し、図中破線は、金属層２２０ａ，２２０ｂが配置されていない場合の周波数特性を示す。
【００３５】
本形態は図５に示すように、図１に示したものに対して、金属層２２０ａ，２２０ｂのアンテナ１２ａ，１２ｂが並ぶ方向とは直交する方向の幅Ｌ2が、アンテナ１２ａ，１２ｂの端部における同方向の幅Ｌ1と等しくなっている点が異なる。
【００３６】
このように構成されたＩＣタグ２０１においても、図６に示すように、金属層２２０ａ，２２０ｂが配置されていない場合に比べて、金属層２２０ａ，２２０ｂが配置されている場合の方が、通信距離が長くなっている。また、金属層２２０ａ，２２０ｂが配置されている場合のピーク値の周波数は、金属層２２０ａ，２２０ｂが配置されていない場合のピーク値の周波数よりも低周波数側にシフトしている。
【００３７】
（第３の実施の形態）
図７は、本発明のＲＦ−ＩＤメディアの第３の実施の形態を示す図であり、内部構成を示す。図８は、図７に示したＩＣタグ３０１において金属層３２０ａ，３２０ｂを有することによる周波数特性の変化を示すグラフであり、図中実線は、金属層３２０ａ，３２０ｂが配置された場合の周波数特性を示し、図中破線は、金属層３２０ａ，３２０ｂが配置されていない場合の周波数特性を示す。
【００３８】
本形態は図７に示すように、図１に示したものに対して、金属層３２０ａ，３２０ｂのアンテナ１２ａ，１２ｂが並ぶ方向とは直交する方向の幅Ｌ2が、アンテナ１２ａ，１２ｂの端部における同方向の幅Ｌ1よりも広くなっている点が異なる。これにより、本形態のＩＣタグ３０１は、金属層３２０ａ，３２０ｂの幅Ｌ2が、アンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部における折り返し部１３ａ，１３ｂを含む同方向の幅Ｌ1よりも広くなっている。
【００３９】
このように構成されたＩＣタグ３０１においても、図８に示すように、金属層３２０ａ，３２０ｂが配置されていない場合に比べて、金属層３２０ａ，３２０ｂが配置されている場合の方が、通信距離が長くなっている。また、金属層３２０ａ，３２０ｂが配置されている場合のピーク値の周波数は、金属層３２０ａ，３２０ｂが配置されていない場合のピーク値の周波数よりも低周波数側にシフトしている。なお、金属層３２０ａ，３２０ｂのアンテナ１２ａ，１２ｂが並ぶ方向とは直交する方向の幅Ｌ2が、アンテナ１２ａ，１２ｂの端部における同方向の幅Ｌ1よりも広くなっていることにより、通信距離やピーク値のシフト量が図１に示したものよりも大きくなっている。
【００４０】
このように、金属層が、アンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部に対向する領域において、この端部を跨ぐように配置されていれば、金属層のアンテナ１２ａ，１２ｂが並ぶ方向とは直交する方向の幅Ｌ2が、アンテナ１２ａ，１２ｂの端部における同方向の幅Ｌ1に対してどのようなものであっても、通信距離を長くすることができるとともに、周波数特性をシフトさせることができるようになる。なお、図２、図６及び図８に示した周波数特性を比較するとわかるように、図７に示したような、金属層３２０ａ，３２０ｂの幅Ｌ2が、アンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部における折り返し部１３ａ，１３ｂを含む同方向の幅Ｌ1よりも広くなる構成とすることにより、通信距離を大幅に長くすることができるとともに、ピーク値のシフト量も大きくすることができる。
【００４１】
なお、本発明のＲＦ−ＩＤメディアは、上述した実施の形態に示すように、周波数特性を低周波数側にシフトさせるものである。そのため、金属層が設けられていない状態での周波数特性を所定のものよりも高周波数側にシフトしたものとしておけば、金属層がアンテナと対向しない領域の面積を調整することで、周波数特性を所定のものに設定することができる。
【００４２】
ここで、金属層がアンテナと対向する領域の面積の割合によって通信距離や周波数のシフト量がどのように変化するかについて説明する。
【００４３】
図９は、図５に示したＩＣタグ２０１について金属層２２０ａ，２２０ｂがアンテナ１２ａ，１２ｂと対向する領域の面積の割合による通信距離や周波数のシフト量の違いを説明するための図であり、（ａ）はＩＣタグ２０１の構成を示す図、（ｂ）は（ａ）に示したＩＣタグ２０１における周波数特性を示すグラフである。なお、図９（ｂ）中破線は、金属層３２０ａ，３２０ｂが配置されていない場合の周波数特性を示す。
【００４４】
図９（ａ）に示すように、本例においては、金属層２２０ａ，２２０ｂをアンテナ１２ａ，１２ｂが延びる方向に移動させることによって、金属層２２０ａ，２２０ｂの外側端部とアンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｎとは反対側のアンテナ端部１７との距離ｂを変化させ、それにより、金属層３２０ａ，３２０ｂのアンテナ１２ａ，１２ｂと対向しない領域の面積の割合を変化させてその周波数特性を測定した。
【００４５】
その結果、距離ｂが、金属層３２０ａ，３２０ｂの幅ａの９０％である場合、すなわち、金属層３２０ａ，３２０ｂのアンテナ１２ａ，１２ｂと対向しない領域の面積の割合が全体の９０％である場合、図９（ｂ）中実線で示すように、図９（ｂ）中破線で示す、金属層３２０ａ，３２０ｂが配置されていない場合に対して、通信距離が約２．５ｍ延びるとともに、共振周波数が３０ＭＨｚ程低周波側にシフトしている。
【００４６】
また、距離ｂが、金属層３２０ａ，３２０ｂの幅ａの５０％である場合、すなわち、金属層３２０ａ，３２０ｂのアンテナ１２ａ，１２ｂと対向しない領域の面積の割合が全体の５０％である場合、図９（ｂ）中二点鎖線で示すように、金属層３２０ａ，３２０ｂが配置されていない場合に対して、通信距離が約１．５ｍ延びるとともに、共振周波数が１０ＭＨｚ程低周波側にシフトしている。
【００４７】
また、距離ｂが、金属層３２０ａ，３２０ｂの幅ａの２５％である場合、すなわち、金属層３２０ａ，３２０ｂのアンテナ１２ａ，１２ｂと対向しない領域の面積の割合が全体の２５％である場合、図９（ｂ）中一点実線で示すように、金属層３２０ａ，３２０ｂが配置されていない場合に対して、通信距離が約１ｍ延びるとともに、共振周波数が１０ＭＨｚ程低周波側にシフトしている。
【００４８】
このように、金属層３２０ａ，３２０ｂのアンテナ１２ａ，１２ｂと対向しない領域の面積の割合が大きくなるほど、通信距離が延びるとともに、共振周波数のピーク値のシフト量も大きくなる。そのため、上述した効果を顕著に得るためには、金属層２２０ａ，２２０ｂのアンテナ１２ａ，１２ｂと対向しない領域の面積の割合を全体の５０％以上とすることが好ましい。
【００４９】
なお、上述した実施の形態においては、アンテナ１２ａ，１２ｂの給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部に対向する領域のそれぞれに金属層２０ａ，２０ｂ，２２０ａ，２２０ｂ，３２０ａ，３２０ｂが設けられているが、アンテナ１２ａ，１２ｂのいずれか一方の給電点１５ａ，１５ｂとは反対側の端部に対向する領域に金属層を設けることで、上述したような効果を得ることができる。
【００５０】
また、上述した実施の形態においては、ＩＣチップ１１に２つのアンテナ１２ａ，１２ｂが接続されたものを例に挙げて説明したが、ＩＣチップ１１に１つのアンテナが接続されたものであってもよい。また、その形状は、上述したようなボウタイ形状に限らず、メアンダ形状等であってもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１，１０１，２０１，３０１    ＩＣタグ
１０    インレット部
１１    ＩＣチップ
１２ａ，１２ｂ    アンテナ
１３ａ，１３ｂ    折り返し部
１４    短絡部
１５ａ，１５ｂ    給電点
１６    インレット基材
１７    アンテナ端部
２０ａ，２０ｂ，１２０ａ，１２０ｂ，２２０ａ，２２０ｂ，３２０ａ，３２０ｂ    金属層
３０ａ，３０ｂ    表面基材
４０，５０    接着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014072643.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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