(57)【要約】  無線ＩＣとのエネルギーの伝達効率のよい無線ＩＣデバイス用のアンテナ、及び、該アンテナを備えた無線ＩＣデバイスを得る。  コイルパターン（３１）と、該コイルパターン（３１）の両端部に形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターン（３２ａ），（３２ｂ）とからなるアンテナ（３０）。無線ＩＣチップ（２１）と、該無線ＩＣチップ（２１）と結合される給電回路を有する給電回路基板（２５）とからなる結合モジュール（２０）が結合用パターン（３２ａ）上に搭載されて無線ＩＣデバイス（１Ａ）が構成される。コイルパターン（３１）は開放型であり、結合用パターン（３２ａ），（３２ｂ）が近接して全体的に一つのＬＣ共振器を形成し、結合用パターン（３２ａ），（３２ｂ）にエネルギーが集中し、アンテナ（３０）と無線ＩＣチップ（２１）とのエネルギーの伝達効率が向上する。
2010087429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナパターンと、
前記アンテナパターンに結合され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターンと、
を備えたことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記アンテナパターンはコイル状パターンであり、
前記結合用パターンは前記コイル状パターンの両端部に形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記アンテナパターンは互いに対向して配置されている二つのコイル状パターンであり、
前記結合用パターンは前記二つのコイル状パターンの一端部にそれぞれ形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記アンテナパターンは、少なくとも一対の端部を有して互いに対向して配置されている二つの環状パターンであり、かつ、該環状パターンと結合したダイポール型の放射体を有し、
前記結合用パターンは前記二つの環状パターンの一端部にそれぞれ形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
アンテナパターンと、
前記アンテナパターンに結合され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターンと、
無線ＩＣと、該無線ＩＣと結合される給電回路を有する給電回路基板とからなる結合モジュールと、
を備え、
前記給電回路はインダクタを含み、
前記結合モジュールは前記結合用パターン上に搭載されていること、
を特徴とする無線ＩＣデバイス。
【請求項６】
前記アンテナパターンはコイル状パターンであり、
前記結合用パターンは前記コイル状パターンの両端部に形成されていること、
を特徴とする請求項５に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項７】
前記アンテナパターンは互いに対向して配置されている二つのコイル状パターンであり、
前記結合用パターンは前記二つのコイル状パターンの一端部にそれぞれ形成されていること、
を特徴とする請求項５に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項８】
前記アンテナパターンは、少なくとも一対の端部を有して互いに対向して配置されている二つの環状パターンであり、かつ、該環状パターンと結合したダイポール型の放射体を有し、
前記結合用パターンは前記二つの環状パターンの一端部にそれぞれ形成されていること、
を特徴とする請求項５に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項９】
前記結合モジュールと前記結合用パターンとは磁気結合していること、を特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１０】
前記インダクタは前記結合用パターンと同方向に電流が流れるようにスパイラル状に形成されていること、を特徴とする請求項５ないし請求項９のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１１】
前記給電回路の共振周波数が送受信信号の共振周波数に実質的に相当していること、を特徴とする請求項９又は請求項１０記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１２】
前記アンテナパターンの共振周波数は前記給電回路の共振周波数よりも高いこと、を特徴とする請求項５ないし請求項１１のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１３】
前記結合用パターンの面積は前記給電回路基板の面積よりも大きいこと、を特徴とする請求項５ないし請求項１２のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１４】
前記給電回路基板は磁性体を含む材料で形成されていること、を特徴とする請求項５ないし請求項１３のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１５】
前記給電回路基板は複数の層で形成されており、前記結合用パターンへの搭載面側の層の透磁率が低いこと、を特徴とする請求項１４に記載の無線ＩＣデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ及び無線ＩＣデバイス、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる無線ＩＣデバイス用のアンテナ及び該アンテナを備えた無線ＩＣデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品の管理システムとして、電磁波を発生するリーダライタと物品や容器などに付された所定の情報を記憶した無線ＩＣ（ＩＣタグ、無線ＩＣデバイスなどと称する）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。無線ＩＣはアンテナ（放射板）と結合されることによりリーダライタとの通信が可能になる。【０００３】
この種の無線ＩＣとして、特許文献１には、図１４に示すように、ＩＤモジュール１００のコイルＬ１１とコイルモジュール１１０のコイルＬ１２とを結合させ、所定の周波数で共振するように設定したものが記載されている。ＩＤモジュール１００は１次コイルＬ１１とコンデンサＣ１１を並列共振させている。コイルモジュール１１０は二つのコイルＬ１２，Ｌ１３の両端を互いに電気的に接続して閉ループに構成され、二つのコイルＬ１２，Ｌ１３間は電流によってエネルギーが伝達される。即ち、１次コイルＬ１１と結合するコイルＬ１２により発生する電流がコイルＬ１３を通ることで磁界を放射している。【０００４】
しかしながら、リーダライタからの受信磁界エネルギーを大きくするために、放射用コイルＬ１３のインダクタンス値を大きくし、結合コイルＬ１２のインダクタンス値を小さくすると、コイルＬ１２の両端の電圧が小さくなる。そのため、二つのコイルＬ１２，Ｌ１３間に流れる電流の量が少なくなり、ＩＣから放射用コイルＬ１３に十分なエネルギーが伝達されず、通信距離が低下するという問題点を有していた。また、放射用コイルＬ１３がリーダライタのアンテナに近接したり、他の無線ＩＣに近接すると、相互インダクタンスによりその値が変化し、１次コイルＬ１１の共振周波数も変化してしまう。その結果、リーダライタでの読取りが不能になるおそれも有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９３８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、無線ＩＣとのエネルギーの伝達効率のよい無線ＩＣデバイス用のアンテナ、及び、該アンテナを備えた無線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】
【０００７】
以上の目的を達成するため、本発明の第１の形態であるアンテナは、
アンテナパターンと、
前記アンテナパターンに結合され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターンと、
を備えたことを特徴とする。【０００８】
本発明の第２の形態である無線ＩＣデバイスは、
アンテナパターンと、
前記アンテナパターンに結合され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターンと、
無線ＩＣと、該無線ＩＣと結合される給電回路を有する給電回路基板とからなる結合モジュールと、
を備え、
前記給電回路はインダクタを含み、
前記結合モジュールは前記結合用パターン上に搭載されていること、
を特徴とする。【０００９】
前記アンテナ及び無線ＩＣデバイスにおいて、アンテナパターンに結合されているスパイラル状の結合用パターンは、互いに対向して配置されていることによって一つのＬＣ共振器を形成する。即ち、対向して配置されたスパイラル状の結合用パターン間に容量が形成され、この容量とスパイラル状の結合用パターンで形成されるインダクタンスによってＬＣ共振する。このＬＣ共振によってインピーダンスが無限大となり、結合用パターンにエネルギーが集中する。この結果、アンテナとそれに搭載される無線ＩＣとのエネルギーの伝達効率が向上する。【００１０】
前記アンテナ及び無線ＩＣデバイスにおいて、アンテナパターンは、単一のコイル状パターンであってもよく、互いに対向して配置されている二つのコイル状パターンであってもよく、あるいは、少なくとも一対の端部を有して互いに対向して配置されている二つの環状パターンであり、かつ、該環状パターンと結合したダイポール型の放射体を有していてもよい。特に、アンテナパターンが２層対向して配置されていれば、磁界をより多く発生させることができる。さらに、それぞれ二つずつ配置されているアンテナパターン同士、結合用パターン同士が結合していれば、複数の無線ＩＣデバイスが近接したり、人間の手などの誘電体が近接してもパターン間に浮遊容量が生じることが抑制され、共振周波数の変動が防止される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アンテナと無線ＩＣとの伝達効率が向上し、エネルギーが効率よく伝達される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例である無線ＩＣデバイスを示す断面図である。
【図２】第１実施例である無線ＩＣデバイスの要部を示す斜視図である。
【図３】第１実施例である無線ＩＣデバイスの結合用パターンを拡大して示す斜視図である。
【図４】第１実施例である無線ＩＣデバイスに搭載される給電回路基板の積層構造を分解して示す平面図である。
【図５】第２実施例である無線ＩＣデバイスの要部を示す斜視図である。
【図６】第２実施例である無線ＩＣデバイスの結合用パターンを拡大して示す平面図である。
【図７】第１実施例を構成するアンテナの等価回路図である。
【図８】第２実施例を構成するアンテナの等価回路図である。
【図９】第３実施例である無線ＩＣデバイスを示す平面図である。
【図１０】第３実施例である無線ＩＣデバイスの表面側に設けたアンテナパターンを示す平面図である。
【図１１】第３実施例である無線ＩＣデバイスの裏面側に設けたアンテナパターンを示す平面図である。
【図１２】第３実施例である無線ＩＣデバイスに搭載される給電回路基板の積層構造を分解して示す平面図である。
【図１３】第３実施例である無線ＩＣデバイスの利得を示すグラフである。
【図１４】従来の無線ＩＣデバイスの一例を示す等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るアンテナ及び無線ＩＣデバイスの実施例について、添付図面を参照して説明する。なお、各図面において、同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
（第１実施例、図１〜図４及び図７参照）
第１実施例である無線ＩＣデバイス１Ａは、図１及び図２に示すように、基板１０と結合モジュール２０とアンテナ３０とで構成されている。結合モジュール２０は、無線ＩＣチップ２１と、該無線ＩＣチップ２１と結合される給電回路を有する給電回路基板２５とからなる。アンテナ３０は、コイル状パターン３１と、該コイル状パターン３１の両端部に形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターン３２ａ，３２ｂとからなる。
【００１５】
基板１０はＰＥＴフィルムなどの誘電体からなる。コイル状パターン３１は、基板１０の表面に図２に示すようにコイル状に形成されており、一方の端部にはスパイラル状の結合用パターン３２ａが形成されている。基板１０の裏面にはスパイラル状の結合用パターン３２ｂが前記結合用パターン３２ａと対向して配置されており、この結合用パターン３２ｂの端部３２ｃはビアホール導体３３を介してコイル状パターン３１の他方の端部３１ｃと電気的に接続されている。
【００１６】
無線ＩＣチップ２１は、従来から知られているように、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路などを含み、必要な情報がメモリされており、図示しない入力端子電極、出力端子電極及び実装用の端子電極が設けられている。給電回路基板２５は、以下に図４を参照して説明するように、インダクタを含む給電回路を内蔵した積層基板であり、前記結合用パターン３２ａ上に搭載（接着）されている。なお、結合モジュール２０としては、無線ＩＣチップ２１と給電回路基板２５とが別体に構成したもの以外に、無線ＩＣと給電回路とが一つの基板に一体的に形成されたものであってもよい。
【００１７】
ここで、給電回路基板２５に内蔵された給電回路の一例について図４を参照して説明する。給電回路基板２５は、それぞれ電極を形成した複数枚のシート４１ａ〜４１ｇを積層したもので、各シート４１ａ〜４１ｇはセラミック製あるいは樹脂製である。
【００１８】
シート４１ａには電極４２ａ〜４２ｄとビアホール導体４３ａ，４３ｂが形成されている。シート４１ｂ〜４１ｆには電極４４とビアホール導体４３ｃ、４３ｄが形成されている。シート４１ｇには電極４４が形成されている。
【００１９】
各シート４１ａ〜４１ｇを積層することにより、それぞれの電極４４がビアホール導体４３ｄを介して電気的に接続され、インダクタが形成される。インダクタの一端（シート４１ｂ上の電極４４の一端４４ａ）はビアホール導体４３ｂを介してシート４１ａ上の電極４２ｂに接続される。インダクタの他端（シート４１ｇ上の電極４４の一端４４ｂ）はビアホール導体４３ｃ，４３ａを介してシート４１ａ上の電極４２ａに接続される。インダクタはそれ自身のインダクタンスと電極４４の線間容量とで所定の共振周波数で共振する。
【００２０】
シート４１ａ上の電極４２ａ，４２ｂはそれぞれ無線ＩＣチップ２１の入力端子電極及び出力端子電極に接続される。シート４１ａ上の電極４２ｃ，４２ｄは無線ＩＣチップ２１の実装用端子電極に接続される。また、インダクタは結合用パターン３２ａ，３２ｂと磁気的に結合する。
【００２１】
以上の構成からなる無線ＩＣデバイス１Ａにおいて、リーダライタから放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯やＨＦ周波数帯）をコイル状パターン３１で受信し、結合用パターン３２ａ，３２ｂと磁気的に結合している給電回路を共振させ、所定の周波数の受信信号のみを無線ＩＣチップ２１に供給する。無線ＩＣチップ２１は受信信号から所定のエネルギーを取り出し、このエネルギーを駆動源としてメモリされている情報を読み出し、給電回路にて所定の周波数に整合させた後、結合用パターン３２ａ，３２ｂを介して送信信号としてコイル状パターン３１から放射し、リーダライタに送信する。
【００２２】
コイル状パターン３１は開放型であり、コイル状パターン３１の両端に位置する結合用パターン３２ａ，３２ｂが近接し、結合用パターン３２ａ，３２ｂでＬＣ共振器を形成している（図７参照）。即ち、対向して配置されたスパイラル状の結合用パターン３２ａ，３２ｂ間に容量Ｃが形成され、この容量Ｃとスパイラル状の結合用パターン３２ａ，３２ｂで形成されるインダクタンスＬ１，Ｌ２によってＬＣ共振する。このＬＣ共振によってインピーダンスが無限大となり、結合用パターン３２ａ，３２ｂにエネルギーが集中する。この結果、アンテナ３０とそれに搭載される無線ＩＣチップ２１とのエネルギーの伝達効率が向上する。また、対向する二つの結合用パターン３２ａ，３２ｂは、平面視で、中心部から互いに逆方向に巻回していることにより、電流が流れる方向が同じになり、磁界の向きが一致するために結合度が向上する。
【００２３】
そして、給電回路の共振周波数は送受信信号の共振周波数に実質的に相当している。即ち、共振回路の共振周波数で無線ＩＣデバイス１Ａとしての共振周波数を決定している。従って、コイル状パターン３１の共振周波数とは関係なく共振回路の共振周波数による通信が可能であり、１種類のアンテナ３０に対して種々の共振周波数の給電回路基板２５を組み合わせることができる。また、他からの影響で共振回路の共振周波数が変化することはないので、リーダライタとの通信は安定している。
【００２４】
コイル状パターン３１の共振周波数は給電回路基板２５に含まれる共振回路の共振周波数よりも高く設定されていることが好ましい。例えば、給電回路の共振周波数が１３．５６ＭＨｚの場合、コイル状パターン３１の共振周波数は１４ＭＨｚに設定する。これにて、給電回路とコイル状パターン３１とが常に磁界結合することになる。アンテナ３０単体で見れば、その共振周波数が共振回路の共振周波数と近接すると通信距離が長くなる。しかし、他の無線ＩＣデバイスと近接したり、人間の手などの誘電体が近接した場合の通信障害を考慮すると、コイル状パターン３１の共振周波数は高周波側に設定することが好ましい。
【００２５】
また、結合用パターン３２ａ，３２ｂは給電回路基板２５から放射される磁場の直下に配置され、給電回路基板２５内のインダクタは結合用パターン３２ａ，３２ｂと同方向に電流が流れるようにスパイラル状に形成されているため（図４にインダクタに流れる電流の方向Ａを示し、図３に結合用パターン３２ａ，３２ｂに流れる電流の方向Ｂを示す）、より効率的にエネルギーを伝達することができる。
【００２６】
無線ＩＣチップ２１と給電回路基板２５とは電気的に接続されているが、給電回路基板２５とアンテナ３０とは絶縁性の接着剤で接合するだけでよい。接合の向きも任意であり、結合用パターン３２ａ，３２ｂの面積は給電回路基板２５の面積よりも大きいので、結合モジュール２０を結合用パターン３２ａ上に実装する場合の位置合わせは極めて容易である。
【００２７】
前記給電回路基板２５は磁性体を含む材料で形成されていることが好ましい。内蔵されるインダクタが小型であってもＱ値が高くなるので給電回路基板２５を小型にすることができる。給電回路基板２５が複数の層で形成されている場合、結合用パターン３２ａへの搭載面側の層の透磁率が低いこと（例えば、非磁性層とすること）が好ましい。透磁率が低いと近接した外部に磁界が出やすく、結合用パターン３２ａ，３２ｂとのみ結合が強くなり、他からの干渉にも強くなる。
【００２８】
（第２実施例、図５、図６及び図８参照）
第２実施例である無線ＩＣデバイス１Ｂは、図示しない基板（第１実施例での基板１０と同じ）と、結合モジュール２０と、図５に示すアンテナ５０とで構成されている。アンテナ５０は、基板の表裏面に互いに対向して配置された二つのコイル状パターン５１ａ，５１ｂと、コイル状パターン５１ａ，５１ｂの一端部にそれぞれ形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターン５２ａ，５２ｂとからなる。結合モジュール２０は前記第１実施例で説明したとおりであり、結合用パターン５２ａ上に搭載（接着）される。また、本無線ＩＣデバイス１Ｂとリーダライタとの通信形態も第１実施例と同様である。
【００２９】
本第２実施例である無線ＩＣデバイス１Ｂにおいても、コイル状パターン５１ａ，５１ｂは開放型であり、対向して配置されたコイル状パターン５１ａ，５１ｂ間及びスパイラル状の結合用パターン５２ａ，５２ｂ間に容量Ｃが形成され、この容量Ｃと二つのコイル状パターン５１ａ，５１ｂ及び結合用パターン５２ａ，５２ｂで全体的に形成されるインダクタンスＬ１，Ｌ２によってＬＣ共振する（図８参照）。このＬＣ共振によってインピーダンスが無限大となり、コイル状パターン５１ａ，５１ｂ及び結合用パターン５２ａ，５２ｂにエネルギーが集中する。この結果、アンテナ５０とそれに搭載される無線ＩＣチップ２１とのエネルギーの伝達効率が向上する。また、コイル状パターン５１ａ，５１ｂが２層配置されているので、磁界をより多く発生させることができる。さらに、それぞれ二つずつ配置されているコイル状パターン５１ａ，５１ｂ同士、結合用パターン５２ａ，５２ｂ同士が結合しているので、複数の無線ＩＣデバイスが近接したり、人間の手などの誘電体が近接してもパターン間に浮遊容量が生じることが抑制され、共振周波数の変動が防止される。その他の作用効果は前記第１実施例と同様である。
【００３０】
ちなみに、本第２実施例では、アンテナ５０の全体が所定周波数で共振する。よって、アンテナ５０の一部である結合用パターン５２ａ，５２ｂ上に結合モジュール２０を搭載すると、アンテナ５０と結合モジュール２０とは所定周波数で磁界によってのみ結合する。アンテナ５０とリーダライタとは電磁界結合である。
【００３１】
（第３実施例、図９〜図１３参照）
第３実施例である無線ＩＣデバイス１Ｃは、図９に示すように、基板１１０と結合モジュール１２０とアンテナ１３０とで構成されている。結合モジュール１２０は、無線ＩＣチップ２１と、該無線ＩＣチップ２１と結合される給電回路を有する給電回路基板１２５とからなる。
【００３２】
アンテナ１３０は（表面側を図１０に示し、裏面側を図１１に示す）、一対の端部を有して基板１１０の表裏面に互いに対向して配置された二つの環状パターン１３１ａ，１３１ｂと、環状パターン１３１ａ，１３１ｂの一端部にそれぞれ形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターンと１３２ａ，１３２ｂと、環状パターン１３１ａの一部から側方に延在されている二つの放射体１３３とからなる。放射体１３３はそれぞれ環状パターン１３１ａと結合しており、ミアンダ状をなすダイポール型アンテナとして機能する。
【００３３】
給電回路基板１２５に内蔵された給電回路基板の一例について図１２を参照して説明する。給電回路基板１２５は、それぞれ電極を形成した複数枚のシート１４１ａ〜１４１ｄを積層したもので、各シート１４１ａ〜１４１ｄはセラミック製あるいは樹脂製である。
【００３４】
シート１４１ａには電極１４２ａ〜１４２ｄとビアホール導体１４３ａ，１４３ｂが形成されている。シート１４１ｂ，１４１ｃには電極１４４とビアホール導体１４３ｃ、１４３ｄが形成されている。シート１４１ｄには電極１４４が形成されている。
【００３５】
各シート１４１ａ〜１４１ｄを積層することにより、それぞれの電極１４４がビアホール導体１４３ｃを介して電気的に接続され、インダクタが形成される。インダクタの一端（シート１４１ｂ上の電極１４４の一端１４４ａ）はビアホール導体１４３ｂを介してシート１４１ａ上の電極１４２ｂに接続される。インダクタの他端（シート１４１ｄ上の電極１４４の一端１４４ｂ）はビアホール導体１４３ｄ，１４３ａを介してシート１４１ａ上の電極１４２ａに接続される。インダクタはそれ自身のインダクタンスと電極１４４の線間容量とで所定の共振周波数で共振する。
【００３６】
シート１４１ａ上の電極１４２ａ，１４２ｂはそれぞれ無線ＩＣチップ２１の入力端子電極及び出力端子電極に接続される。シート１４１ａ上の電極１４２ｃ，１４２ｄは無線ＩＣチップ２１の実装用端子電極に接続される。また、インダクタは結合用パターン１３２ａ，１３２ｂと磁気的に結合する。
【００３７】
本第３実施例である無線ＩＣデバイス１Ｃにおいても、環状パターン１３１ａ，１３１ｂは開放型であり、対向して配置された環状パターン１３１ａ，１３１ｂ間及びスパイラル状の結合用パターン１３２ａ，１３２ｂ間に容量Ｃが形成され、この容量Ｃと二つの環状パターン１３１ａ，１３１ｂ及び結合用パターン１３２ａ，１３２ｂで全体的に形成されるインダクタンスＬ１，Ｌ２によってＬＣ共振する。即ち、図８と同じ等価回路を構成する。このＬＣ共振によってインピーダンスが無限大となり、環状パターン１３１ａ，１３１ｂ及び結合用パターン１３２ａ，１３２ｂにエネルギーが集中する。この結果、アンテナ１３０とそれに搭載される無線ＩＣチップ２１とのエネルギーの伝達効率が向上する。それゆえ、放射体１３３から高周波信号が効率よく放射され、また、放射体１３３で受信された高周波信号が効率よく給電回路へ伝達される。本第３実施例の無線ＩＣデバイス１Ｃにおいては、給電回路と放射体１３３とに結合するように環状パターン１３１ａ，１３１ｂを配置することにより、放射体１３３へ伝達される信号の損失を小さくすることができ、高い利得を得ることができる。本無線ＩＣデバイス１Ｃの高周波信号の周波数に対する利得は図１３に示すとおりであり、ＵＨＦ周波数帯で高い利得を達成している。
【００３８】
利得に関しては、環状パターン１３１と放射体１３３との結合点Ｋ（図９参照）の位置を変更することにより、広帯域化することができる。例えば、結合点Ｋの位置を結合用パターン１３２ａに近づけて、結合点Ｋ間のインダクタンス値を大きくすることで、広帯域化することができる。結合点Ｋ間のインダクタンス値が大きければ、放射体１３３により形成される２個の共振点間の帯域が広くなるからである。なお、結合点Ｋ間のインダクタンス値を大きくするために、環状パターン１３１をミアンダパターンやスパイラルパターンにしてもよい。
【００３９】
また、環状パターン１３１ａ，１３１ｂが２層配置されているので、磁界をより多く発生させることができる。さらに、それぞれ二つずつ配置されている環状パターン１３１ａ，１３１ｂ同士、結合用パターン１３２ａ，１３２ｂ同士が結合しているので、複数の無線ＩＣデバイスが近接したり、人間の手などの誘電体が近接してもパターン間に浮遊容量が生じることが抑制され、共振周波数の変動が防止される。その他の作用効果は前記第１実施例と同様である。
【００４０】
ちなみに、本第３実施例では、アンテナ１３０の全体が所定周波数で共振する。よって、アンテナ１３０の一部である結合用パターン１３２ａ，１３２ｂ上に結合モジュール１２０を搭載すると、アンテナ１３０と結合モジュール１２０とは所定周波数で磁界によってのみ結合する。アンテナ１３０とリーダライタとは電磁界結合である。
【００４１】
（他の実施例）
なお、本発明に係るアンテナ及び無線ＩＣデバイスは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明は、ＲＦＩＤシステムに用いるアンテナ及び無線ＩＣデバイスに有用であり、特に、無線ＩＣとのエネルギーの伝達効率がよい点で優れている。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…無線ＩＣデバイス
１０，１１０…基板
２０，１２０…結合モジュール
２１…無線ＩＣチップ
２５，１２５…給電回路基板
３０，５０，１３０…アンテナ
３１，５１ａ，５１ｂ…コイル状パターン
３２ａ，３２ｂ，５２ａ，５２ｂ，１３２ａ，１３２ｂ…結合用パターン
１３１ａ，１３１ｂ…環状パターン
１３３…放射体
【図１】
2010087429.tif 000003
【図２】
2010087429.tif 000004
【図３】
2010087429.tif 000005
【図４】
2010087429.tif 000006
【図５】
2010087429.tif 000007
【図６】
2010087429.tif 000008
【図７】
2010087429.tif 000009
【図８】
2010087429.tif 000010
【図９】
2010087429.tif 000011
【図１０】
2010087429.tif 000012
【図１１】
2010087429.tif 000013
【図１２】
2010087429.tif 000014
【図１３】
2010087429.tif 000015
【図１４】
2010087429.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月29日(2010.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナパターンと、
前記アンテナパターンに結合され、かつ、互いに対向して配置されている一対のスパイラル状の結合用パターンと、
を備えたことを特徴とするアンテナ。
【請求項２】
前記アンテナパターンはコイル状パターンであり、
前記結合用パターンは前記コイル状パターンの両端部に形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項３】
前記アンテナパターンは互いに対向して配置されている二つのコイル状パターンであり、
前記結合用パターンは前記二つのコイル状パターンの一端部にそれぞれ形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項４】
前記アンテナパターンは、少なくとも一対の端部を有して互いに対向して配置されている二つの環状パターンであり、かつ、該環状パターンと結合したダイポール型の放射体を有し、
前記結合用パターンは前記二つの環状パターンの一端部にそれぞれ形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
【請求項５】
アンテナパターンと、
前記アンテナパターンに結合され、かつ、互いに対向して配置されている一対のスパイラル状の結合用パターンと、
無線ＩＣと、該無線ＩＣと結合される給電回路を有する給電回路基板とからなる結合モジュールと、
を備え、
前記給電回路はインダクタを含み、
前記結合モジュールは前記結合用パターン上に搭載されていること、
を特徴とする無線ＩＣデバイス。
【請求項６】
前記アンテナパターンはコイル状パターンであり、
前記結合用パターンは前記コイル状パターンの両端部に形成されていること、
を特徴とする請求項５に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項７】
前記アンテナパターンは互いに対向して配置されている二つのコイル状パターンであり、
前記結合用パターンは前記二つのコイル状パターンの一端部にそれぞれ形成されていること、
を特徴とする請求項５に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項８】
前記アンテナパターンは、少なくとも一対の端部を有して互いに対向して配置されている二つの環状パターンであり、かつ、該環状パターンと結合したダイポール型の放射体を有し、
前記結合用パターンは前記二つの環状パターンの一端部にそれぞれ形成されていること、
を特徴とする請求項５に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項９】
前記結合モジュールと前記結合用パターンとは磁気結合していること、を特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１０】
前記インダクタは前記結合用パターンと同方向に電流が流れるようにスパイラル状に形成されていること、を特徴とする請求項５ないし請求項９のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１１】
前記給電回路の共振周波数が送受信信号の共振周波数に実質的に相当していること、を特徴とする請求項９又は請求項１０記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１２】
前記アンテナパターンの共振周波数は前記給電回路の共振周波数よりも高いこと、を特徴とする請求項５ないし請求項１１のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１３】
前記結合用パターンの面積は前記給電回路基板の面積よりも大きいこと、を特徴とする請求項５ないし請求項１２のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１４】
前記給電回路基板は磁性体を含む材料で形成されていること、を特徴とする請求項５ないし請求項１３のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１５】
前記給電回路基板は複数の層で形成されており、前記結合用パターンへの搭載面側の層の透磁率が低いこと、を特徴とする請求項１４に記載の無線ＩＣデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
以上の目的を達成するため、本発明の第１の形態であるアンテナは、
アンテナパターンと、
前記アンテナパターンに結合され、かつ、互いに対向して配置されている一対のスパイラル状の結合用パターンと、
を備えたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の第２の形態である無線ＩＣデバイスは、
アンテナパターンと、
前記アンテナパターンに結合され、かつ、互いに対向して配置されている一対のスパイラル状の結合用パターンと、
無線ＩＣと、該無線ＩＣと結合される給電回路を有する給電回路基板とからなる結合モジュールと、
を備え、
前記給電回路はインダクタを含み、
前記結合モジュールは前記結合用パターン上に搭載されていること、
を特徴とする。
【国際調査報告】
2010087429.tif 000017
2010087429.tif 000018
2010087429.tif 000019
2010087429.tif 000020