(57)【要約】【課題】簡素な構成で小型化が図れ、且つＩＣタグとリーダ／ライタ間の通信距離を長くすることが可能なＩＣタグを提供する。【解決手段】磁性体コア６と、磁性体コア６の外周に巻回された第１のアンテナ２ａ及び第１のアンテナ２ａに接続されたＩＣチップ３を含むＩＣタグ回路１ａと、第１のアンテナ２ａから離間し、磁性体コア６の外周に巻回された第２のアンテナ２ｂ及び第２のアンテナ２ｂに接続された第１のコンデンサ４ｂを含む第１の共振回路１ｂとを備える。【選択図】図１
2011253362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体コアと、
前記磁性体コアの外周に巻回された第１のアンテナ及び前記第１のアンテナに接続されたＩＣチップを含むＩＣタグ回路と、
前記第１のアンテナから離間し、前記磁性体コアの外周に巻回された第２のアンテナ及び前記第２のアンテナに接続された第１のコンデンサを含む第１の共振回路と
を備えることを特徴とするＩＣタグ。
【請求項２】
前記ＩＣタグ回路が、前記第１のアンテナに接続された第２のコンデンサを更に備える請求項１に記載のＩＣタグ。
【請求項３】
前記ＩＣタグ回路単体の共振周波数と前記第１の共振回路単体の共振周波数との差が２ＭＨｚ以内である請求項１又は２に記載のＩＣタグ。
【請求項４】
前記磁性体コアが中空構造を有し、
前記ＩＣチップ及び前記第１のコンデンサが前記中空構造内に収納されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
【請求項５】
前記磁性体コアが、１枚の磁性シートを丸めて筒状にしたことを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
【請求項６】
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとが２〜５ｍｍ離間する請求項１〜５に記載のＩＣタグ。
【請求項７】
前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナの巻回数が２〜４ターンである請求項２〜６のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
【請求項８】
前記第１及び前記第２のアンテナから離間し、前記磁性体コアの外周に巻回された第３のアンテナ及び前記第３のアンテナに接続された第３のコンデンサを含む第２の共振回路を更に備える請求項１〜６のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触で情報の読み書きを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）技術を用いたＩＣタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ＲＦＩＤ技術を用いたＩＣタグが様々な分野で使用されている。ＩＣタグと、情報の読み書きを行うリーダ／ライタとの間で通信することができ、物流管理や工程管理、食品などのトレーサビリティなどの分野で使用されるようになってきた。また、セキュリティデバイスとして、偽造防止や改ざん防止のラベルなどにもＩＣタグが使用されている。
【０００３】
これらＩＣタグは、ベースフイルムに貼り合せた銅箔やアルミニウム箔などをエッチング処理してアンテナを形成し、非接触ＩＣタグ用のＩＣチップを接続したものが知られている。或いは、表面に絶縁皮膜を形成したエナメル線などの銅線を渦巻き状に巻きアンテナを形成し、非接触ＩＣタグ用のＩＣチップを接続したものなどもある。これらのＩＣタグは、厚手のフイルムとフイルムの間に挟み込み熱圧着して貼り合せてカード状に加工したり、粘着付き用紙を貼り合せてラベル状に加工して、会員カードや学生証として用いられたり、物品等に貼ったりして様々な分野で使用される。
【０００４】
基本的に１２５ＫＨｚ帯や１３．５６ＭＨｚ帯の電磁誘導方式で動作するＩＣタグの通信距離は、アンテナの開口面積（コイルの巻回直径）によるところが大きい。即ちアンテナ開口面積が大きいほど通信距離が長くなり、アンテナの開口面積が小さいほど通信距離が短くなる傾向にある。通信距離を長くするためには、アンテナの開口面積を大きくする必要があるが、アンテナの開口面積を大きくすることにより、ＩＣタグの小型化が難しくなる。
【０００５】
アンテナ開口面積が小さくても通信性能を向上可能なＩＣタグとして、例えば特許文献１には、棒状に形成された磁性体コアと、磁性体コアに巻回されて装着されるコイルと、コイルが電気的に接続されたＩＣチップと、磁性体コア、コイル及びＩＣチップが収納される筐体とを備えたＲＦＩＤタグが記載されている。特許文献１によれば、棒状に形成された磁性コアを設けることにより、磁束密度を高め、小型化が可能で、形状を問わず様々な電子機器に搭載し易くなることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２３７７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、コイルが巻回された磁性体コアの一端を複雑な形状のベースを介してＩＣチップに接続し、磁性コアの他端をねじ等により周波数調整コアに接続している。そのため、構成が複雑で、部品点数が多くなり、組立も煩雑である。
【０００８】
また用途によっては通信距離を更に長くしたい場合もある。例えば、道路やトンネル等の管理用としてＩＣタグを使用する場合、道路やトンネルに穴を開けてＩＣタグを埋め込む際にあまり大きな穴は開けられないため、限られた寸法の中にＩＣタグを埋め込む必要があるが、アンテナの開口面積が限られるため通信距離にも限度が出てくる。
【０００９】
上記課題を鑑み、本発明は、簡素な構成で小型化が図れ、且つＩＣタグとリーダ／ライタ間の通信距離を長くすることが可能なＩＣタグを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討の結果、磁性体とＩＣタグ回路と共振回路の構成及び配置関係を適正な条件とすることにより、ＩＣタグを大きくできない用途であっても、ＩＣタグとリーダ／ライタ間の通信距離を長くすることができ、且つ部品の簡略化及び小型化が可能なＩＣタグを見出した。
【００１１】
上記知見を基礎として完成した本発明は一側面において、磁性体コアと、磁性体コアの外周に巻回された第１のアンテナ及び第１のアンテナに接続されたＩＣチップを含むＩＣタグ回路と、第１のアンテナから離間し、磁性体コアの外周に巻回された第２のアンテナ及び第２のアンテナに接続された第１のコンデンサを含む第１の共振回路とを備えるＩＣタグを備える。
【００１２】
本発明に係るＩＣタグの一実施態様では、ＩＣタグ回路が、第１のアンテナに接続された第２のコンデンサを更に備える。
【００１３】
本発明に係るＩＣタグの一実施態様では、ＩＣタグ回路単体の共振周波数と第１の共振回路単体の共振周波数との差が２ＭＨｚ以内である。
【００１４】
本発明に係るＩＣタグの一実施態様では、磁性体コアが中空構造を有し、ＩＣチップ及び第１のコンデンサが中空構造内に収納されている。
【００１５】
本発明に係るＩＣタグの一実施態様では、磁性体コアが、１枚の磁性シートを丸めて筒状にしたことを含む。
【００１６】
本発明に係るＩＣタグの一実施態様では、第１のアンテナと第２のアンテナとが２〜５ｍｍ離間する。
【００１７】
本発明に係るＩＣタグの一実施態様では、第１のアンテナ及び第２のアンテナの巻回数が２〜４ターンである。
【００１８】
本発明に係るＩＣタグの一実施態様では、第１及び第２のアンテナから離間し、磁性体コアの外周に巻回された第３のアンテナ及び第３のアンテナに接続された第３のコンデンサを含む第２の共振回路を更に備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡素な構成で小型化が図れ、且つＩＣタグとリーダ／ライタ間の通信距離を長くすることが可能なＩＣタグが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係るＩＣタグの一例を示す模式図である。
【図２】図２は、第２の実施の形態に係るＩＣタグの一例を示す模式図である。
【図３】図３は、第３の実施の形態に係るＩＣタグの一例を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）は、第１の実施の形態の変形例に係るＩＣタグの一例を示す模式図であり、図４（ｂ）は、基板を磁性体コア内側に収納した状態を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）は、第２の実施の形態の変形例に係るＩＣタグの一例を示す模式図であり、図５（ｂ）は、基板を磁性体コア内側に収納した状態を示す模式図である。
【図６】図６（ａ）は、第３の実施の形態の変形例に係るＩＣタグの一例を示す模式図であり、図６（ｂ）は、基板を磁性体コア内側に収納した状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下図面を参照して、本発明の第１〜第３の実施の形態を説明する。以下の図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお、以下に示す第１〜３の実施の形態はこの発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。
【００２２】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係るＩＣタグは、図１に示すように、磁性体コア６と、磁性体コア６の外周に巻回された第１のアンテナ２ａ及び第１のアンテナ２ａに接続されたＩＣチップ３を含むＩＣタグ回路１ａと、第１のアンテナ２ａから離間し、磁性体コア６の外周に巻回された第２のアンテナ２ｂ及び第２のアンテナ２ｂに接続された第１のコンデンサ４ｂを含む第１の共振回路１ｂとを備える。
【００２３】
磁性体コア６は、円形の筒状に成形された中空構造を有する。磁性体コア６の形状は円形の筒状に限定されず、三角形や四角形、その他多角形の筒状でも良い。棒状又は円柱構造であってもよい。磁性体コア６の材質は、パーマロイ粉、センダスト粉、ソフトフェライト、その他磁性粉を、プラスチックなどの樹脂を結合材として成型したものなどが利用可能であるが、これに限定されない。軽量化の観点から、磁性体コア６は、短冊状にした１枚の磁性シートを丸めて筒状にした筒体を用いることができる。また、磁性体コア６は、複数の磁性シートからなる積層体であってもよい。
【００２４】
第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂは、磁性体コア６の外周に巻回されている。第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂの形状は、磁性体コア６の形状に合わせて円形、三角形、四角形、多角形としても良い。第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂの材質は、例えば、エナメル線やポリウレタン線などの表面を皮膜で絶縁した銅線が好適である。或いは、絶縁皮膜の上に熱風やアルコールなどで融着する皮膜を施した自己融着線でも良い。自己融着線の融着皮膜としては、ポリエステル系の樹脂やポリアミド系の樹脂が利用可能である。共振回路においては、抵抗が低い方が性能は良くなるため、第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂの銅線の径は、例えばφ０．１〜φ１．０ｍｍとするのが好ましく、更に好ましくはφ０．５〜φ１．０ｍｍである。
【００２５】
ＩＣチップ３は、１２５ＫＨｚ帯や１３．５６ＭＨｚ帯の電磁誘導方式で動作するＩＣタグ用のＩＣチップ３が用いられるが、ＩＣチップ３の種類は特に限定されない。第１のアンテナ２ａとＩＣチップ３との接続は、直接ＩＣチップ３の端子と第１のアンテナ２ａとを接続しても良いが、図４（ａ）に示すように、基板７上にＩＣチップ３を実装してから、基板７と第１のアンテナ２ａを接続しても良い。基板７上にＩＣチップ３を実装する方法としては、ワイヤーボンディングによる接続や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）又は異方性導電フィルム（ＡＣＦ）等の異方性導電材料を用いた熱圧着による接続、ハンダや超音波による接続が利用可能である。
【００２６】
第１のコンデンサ４ｂは、セラミックコンデンサや電解コンデンサなどが用いられるが、コンデンサの種類は特に限定されない。第２のアンテナ２ｂと第１のコンデンサ４ｂとの接続は、第１のコンデンサ４ｂの端子と第２のアンテナ２ｂを直接接続しても良いが、図４（ａ）に示すように、第１のコンデンサ４ｂを基板７上に実装してから、第１のコンデンサ４ｂと第２のアンテナ２ｂを接続しても良い。基板７上に第１のコンデンサ４ｂを実装する方法としては、例えばハンダや超音波による接続が利用可能である。なお、第１のコンデンサ４ｂの容量は、第２のアンテナ２ｂの径や巻き数に応じて設定可能である。
【００２７】
ＩＣタグの共振周波数は、磁性体コア６の影響及びＩＣタグ回路１ａと第１の共振回路１ｂとの増幅効果の影響により、ＩＣタグ回路１ａと第１の共振回路１ｂの各々単体時での共振周波数よりも低くなる。そのため、ＩＣタグ回路１ａと第１の共振回路１ｂの各々単体時での共振周波数を、目的とする共振周波数（目的共振周波数）よりも高めに設定することが好ましい。例えば、内径φ１５ｍｍの第１及び第２のアンテナ２ａ、２ｂ（銅線径がφ０．５ｍｍとして）を用いて、目的共振周波数が１３．５６ＭＨｚのＩＣタグを作製する場合、ＩＣタグ回路１ａと第１の共振回路１ｂの各々単体時での共振周波数をそれぞれ２０〜２６ＭＨｚ付近に設定するのが好ましい。そして、ＩＣタグ回路１ａと第１の共振回路１ｂを隣接配置させて本実施形態に係るＩＣタグを組み立てた場合に、目的共振周波数である１３．５６ＭＨｚ付近を実現させるようにする。この場合、例えば第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂの巻き数は、それぞれ８〜１０ターン程度とし、第２のアンテナ２ｂに接続する第１のコンデンサ４ｂの容量は、第１のアンテナ２ａに接続するＩＣチップ３の容量に合わせることできる。例えばＩＣチップ３の容量が３０ｐＦであれば、第１のコンデンサ４ｂの容量も３０ｐＦ付近のものを使用することができる。
【００２８】
ＩＣタグ回路１ａと第１の共振回路１ｂの各々単体時での共振周波数は、ある程度同じ数値に設定した方が良い。ＩＣタグ回路１ａと第１の共振回路１ｂの各々単体時での共振周波数がかけ離れていると、本実施形態に係るＩＣタグを組み立てた場合に、共振周波数のピークが２つできてしまい、増幅効果が低減する場合がある。例えば、第１及び第２のアンテナ２ａ、２ｂの内径がφ１５ｍｍ（銅線径がφ０．５ｍｍとして）で目的共振周波数が１３．５６ＭＨｚのＩＣタグを作製する場合、ＩＣタグ回路１ａの共振周波数を２７．５８ＭＨｚとし、第１の共振回路１ｂの共振周波数を２１．２０ＭＨｚと設定して、本実施形態に係るＩＣタグを組み立てたところ、共振周波数のピークが２つ確認され、増幅効果も低減していることが確認された。
【００２９】
ＩＣタグ回路１ａと第１の共振回路１ｂの各々単体時での共振周波数の差が２ＭＨｚ程度であれば、共振周波数のピークは２つ確認されることはないことが本発明者らの検討により分かった。よって、ＩＣタグ回路１ａ単体の共振周波数と第１の共振回路１ｂ単体での共振周波数との差は、ＩＣタグ回路１ａ単体と第１の共振回路１ｂ単体とを隣接配置することにより実現される目的共振周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）に対して１５％以内（２２．１０〜２４．１０ＭＨｚ）、更に好ましくは１０％以内（２２．０５〜２３．０５ＭＨｚ）となるように設定するのが好ましい。
【００３０】
第１の実施の形態に係るＩＣタグによれば、磁性体コア６にアンテナを巻回することにより磁束の収束効果が高まり、アンテナとＩＣチップのみからなる通常のＩＣタグに比べてＱ値が高くなり、通信距離が長くなる。更に磁性体コア６の外周にＩＣタグ回路１ａに近接させて第２のアンテナ２ｂを巻回することで、ＩＣタグ回路１ａと第１の共振回路１ｂとの増幅効果により更にＱ値が高くなり、ＩＣタグとリーダ／ライタ間の通信距離が長くなる。更に、磁性体コア６の外周上に第１及び第２のアンテナ２ａ、２ｂ、ＩＣチップ３、第１のコンデンサ４ｂを集積させることにより、簡素な構成で小型化も図れる。更に、第１のアンテナ２ａ及び第２のアンテナ２ｂを三次元的に配置することにより、配置間隔を変えるだけで、共振周波数の調整が可能となり、二次元的に配置した従来のＩＣタグに比べて小型化が実現できる。
【００３１】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係るＩＣタグは、図２に示すように、第１のアンテナ２ａに接続された第２のコンデンサ４ａを更に含むＩＣタグ回路１ｄを備える点が、図１に示すＩＣタグと異なる。
【００３２】
第２のコンデンサ４ａは、ＩＣタグ回路１ｄの共振周波数を調整するためのものであると同時にＩＣタグ回路１ｄのインダクタンスとキャパシタンスのバランスを調整し、ＩＣタグ回路１ｄ自体のＱ値を高めるためのものである。例えば、第１及び第２のアンテナ２ａ、２ｂの内径がφ１５ｍｍ（銅線径がφ０．５ｍｍとして）で目的共振周波数が１３．５６ＭＨｚのＩＣタグを作製する場合は、ＩＣタグ回路１ｄと第１の共振回路１ｂの各々単体時での共振周波数を２０〜２６ＭＨｚ付近でほぼ同じ共振周波数に設定し、本実施形態に係るＩＣタグを組み立てた場合に、目的共振周波数の１３．５６ＭＨｚ付近を実現するようにすることができる。この場合の第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂの巻き数は２〜４巻き程度とする。第２のアンテナ２ｂに接続する第１のコンデンサ４ｂの容量は、第１のアンテナ２ａに接続するＩＣチップ３及び第２のコンデンサ４ａの容量に合わせるのが好ましい。例えばＩＣチップ３の容量が３０ｐＦ、第２のコンデンサ４ａの容量が３３０ｐＦであれば、第１のコンデンサ４ｂの容量も３６０ｐＦ付近のものを使用することができる。３６０ｐＦ付近のコンデンサが無い場合は、複数のコンデンサを並列に接続し、総容量が３６０ｐＦ付近となるようにしても良い。この場合も、ＩＣタグ回路１ｄと共振回路（１ｂの）各々単体時での共振周波数は、ある程度同じ数値が得られるように設定した方が好ましい。
【００３３】
アンテナ巻き数（インダクタンスＬ）とキャパシタンスＣのバランスにより、共振波形の振幅が変わってくる。通信距離を長くするためには、共振波形の振幅は大きくなるように設定することが好ましい。表１に、第２の実施の形態に係るＩＣタグを作製した場合のアンテナ巻き数、コンデンサ及びＩＣチップの容量、ＩＣタグの共振周波数、共振波形の振幅の関係を示す。第１及び第２のアンテナ２ａ、２ｂとして内径φ１５ｍｍのアンテナ２ａ、２ｂ（銅線径がφ０．５ｍｍとして）を使用する場合、アンテナの巻き数は４回巻きよりも３回巻き、３回巻きよりも２回巻きの方が、ＩＣタグ回路１ｄの共振波形の振幅が大きくなり（Ｑ値が高くなる）、通信性能が向上することが分かった。そのため、第２の実施の形態に係るＩＣタグにおいては、第１及び第２のアンテナ２ａ、２ｂ巻回数を２〜４ターン、より好ましくは２〜３ターン、更に好ましくは２ターンとすることができる。
【００３４】
【表１】
2011253362.tif 000003
【００３５】
共振周波数は、ＩＣタグ回路１ｄと、第１の共振回路１ｂとの磁性体コア６上の配置間隔によっても変化する。そのため、目的とする共振周波数に合わせてＩＣタグ回路１ｄ、第１の共振回路１ｂの間隔を設定するのが好ましい。表２に、第１のアンテナ２ａと第２のアンテナ２ｂとのアンテナ間隔に対する共振周波数、共振波形の振幅の関係を示す。ＩＣタグ回路１ｄと第１の共振回路１ｂの間隔が狭くなるほど共振周波数はだんだん低くなる傾向にあることがわかる。一方、共振波形の振幅は、アンテナ間隔を離すにつれて徐々に大きくなり、一定以上離れると、逆に振幅幅が小さくなる。第２の実施の形態に係るＩＣタグでは、第１のアンテナ２ａと第２のアンテナ２ｂとを２〜５ｍｍ（アンテナ内径に対して１３〜３３％）離間させるのが好ましく、より好ましくは、４〜５ｍｍ、更に好ましくは４．５ｍｍである。
【００３６】
【表２】
2011253362.tif 000004
【００３７】
第２の実施の形態に係るＩＣタグによれば、第１のアンテナ２ａに第２のコンデンサ４ａを接続することで、ＩＣタグ回路１ｄの共振周波数を調整すると同時に、ＩＣタグ回路１ｄのインダクタンスとキャパシタンスのバランスを調整し、ＩＣタグ回路１ｄ自体のＱ値を高めることができる。その結果、限られたアンテナの大きさの範囲で通信距離を伸ばすことができるため、ＩＣタグの大きさ（アンテナの開口面積）を大きくできない用途であっても、ＩＣタグとリーダ／ライタ間の通信距離を長くすることができ、様々な用途に展開することができる。
【００３８】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係るＩＣタグは、図３に示すように、第１及び第２のアンテナ２ａ、２ｂから離間し、磁性体コア６の外周に巻回された第３のアンテナ２ｃ及び第３のアンテナ２ｃに接続された第３のコンデンサ４ｃを含む第２の共振回路１ｃを更に備え、更に第１のアンテナ２ａ及びＩＣチップ３に第２のコンデンサ４ａが接続されたＩＣタグ回路１ｄを備える点が、図１に示すＩＣタグと異なる。
【００３９】
図３に示すＩＣタグによれば、ＩＣタグ回路１ｄ、第１の共振回路１ｂ、第２の共振回路１ｃの各回路の増幅効果が更に高まってＱ値が高くなり、通信距離を更に長くすることができる。例えば、第１及び第２のアンテナ２ａ、２ｂの内径がφ１５ｍｍ（銅線径がφ０．５ｍｍとして）で目的共振周波数が１３．５６ＭＨｚのＩＣタグを作製する場合、ＩＣタグ回路１ｄと第１の共振回路１ｂ、第２の共振回路１ｃの各々単体時での共振周波数を２０〜２６ＭＨｚ付近でほぼ同じ共振周波数に設定する。そして、第３の実施の形態に係るＩＣタグを組み立てた場合に、目的共振周波数の１３．５６ＭＨｚ付近を実現するようにするのが好ましい。
【００４０】
なお、図１、図２に示すＩＣタグに第２の共振回路１ｃが更に付加されることで、増幅効果が高まる一方、第３の実施の形態に係るＩＣタグを組み立てた場合の周波数の低下が、図１及び図２のＩＣタグに比べて大きくなる場合がある。このため、ＩＣタグ回路１ｄと第１の共振回路１ｂ、第２の共振回路１ｃの各々単体時での共振周波数は図１及び図２よりも更に高めに設定するのが好ましい。この場合の第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂ、第３のアンテナ２ｃの巻き数は２〜４回程度とし、第２のアンテナ２ｂ、第３のアンテナ２ｃに接続する第１のコンデンサ４ｂ、第３のコンデンサ４ｃの容量は、第１のアンテナ２ａに接続するＩＣチップ３及び、必要に応じて接続する第２のコンデンサ４ａの容量に合わせるのが好ましい。例えばＩＣチップ３の容量が３０ｐＦ、第２のコンデンサ４ａの容量が２２０ｐＦであれば、第１のコンデンサ４ｂの容量も２５０ｐＦ付近のものを使用できる。２５０ｐＦ付近のコンデンサがない場合は、複数のコンデンサを並列に接続し、総容量が２５０ｐＦ付近にしても良い。この場合も、ＩＣタグ回路１ｄと第１の共振回路１ｂ、第２の共振回路１ｃの各々単体時での共振周波数は、ある程度同じ数値に設定するのが好ましい。
【００４１】
第３の実施の形態に係るＩＣタグによれば、磁性体コア６に巻回された第１のアンテナ２ａと間隔をあけて第２のアンテナ２ｂ、第３のアンテナ２ｃ・・・と各々間隔をあけて磁性体コア６に複数のコイルを巻回することで、複数の共振回路の増幅効果が更に高まってＱ値が高くなり、通信距離も更に長くすることができる。
【００４２】
（変形例）
図４〜図６は、図１〜図３に示したＩＣタグの変形例である。図４（ａ）、図５（ａ）、図６（ａ）に示すように、ＩＣチップ３、第１のコンデンサ４ｂ、第２のコンデンサ４ａ、第３のコンデンサ４ｃはそれぞれ基板７上に搭載されている。基板７は、図４（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、磁性体コア６のコア内側（中空構造内）に収納される。第１のコンデンサ４ｂ、第２のコンデンサ４ａ、第３のコンデンサ４ｃを基板７上に搭載することにより、組立に際して微小なＩＣチップ、コンデンサ等の取り付けミス、位置ずれを少なくすることができ、組立時の作業性を向上させることができる。また、磁性体コア６の内側に基板７を収納することで、更なる小型化が図れる。このとき磁性体コア６の端部の一部凹部を設け、基板７に接続している配線が磁性体コア６の端面から突出しないようにすることもできる。
また、図１〜６及び下記の実施例１〜３では、１枚の磁性シートを円筒状に丸めた筒体を磁性体コア６として使用する例を示している。しかしながら、磁性体コア６として複数の磁性シートを積層した積層体を筒体に成形する場合でも、ほぼ同等の特性を得ることができる。
【実施例】
【００４３】
以下に本発明の実施例及び比較例を示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、作製順序や作製材料等を含めて本発明が以下の記載に限定されることを意図するものではない。
【００４４】
（実施例１）
磁性体コア６の材料として、ニッタ（株）製の磁性シート（ＲＦＮ１）を使用した。磁性シートの厚みは３００μｍであり、１３．５６ＭＨｚ帯で透磁率の実部（μ´）が５０である。１枚の磁性シートを１２ｍｍ×１７０ｍｍの短冊状にカットし、これを円筒状に丸め、外径φ１５ｍｍの筒状の磁性体コア６を作成した。
【００４５】
次に、第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂを磁性体コア６に巻回して形成した。アンテナ材料としては、理研電線（株）製の銅線（ＵＳＥＷ）を使用した。銅線の径はφ０．５ｍｍ、表面をポリウレタン樹脂で絶縁皮膜したものである。磁性体コア６の外径に合わせ、内径φ１５ｍｍでそれぞれ９ターン巻回した。このときの第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂのインダクタンスは１７００ｎＨであった。
【００４６】
次に、第１のアンテナ２ａとＩＣチップ３を接続してＩＣタグ回路１ａを作製した。ＩＣチップ３は１３．５６ＭＨｚ帯で通信可能なＩＣチップ３を使用した。ＩＣチップ３は別途用意した基板７にワイヤーボンディングで実装し、基板７と第１のアンテナ２ａをハンダで接続した。第１のアンテナ２ａとＩＣチップ３からなるＩＣタグ回路１ａ単体での共振周波数は、２４．０７ＭＨｚであった。
【００４７】
次に、第２のアンテナ２ｂと第１のコンデンサ４ｂを接続して第１の共振回路１ｂを作製した。第１のコンデンサ４ｂは（株）村田製作所製のセラミックコンデンサを使用した。容量は３３ｐＦのものを使用した。第１のコンデンサ４ｂは別途用意した基板７にハンダで実装し、基板７と第２のアンテナ２ｂをハンダで接続した。第２のアンテナ２ｂと第１のコンデンサ４ｂからなる第１の共振回路１ｂ単体での共振周波数は、２２．１８ＭＨｚであった。
【００４８】
次に、磁性体コア６に巻回された第１のアンテナ２ａと第２のアンテナ２ｂの間隔を調整し、目的共振周波数が１３．５６ＭＨｚになるよう設定した。目的共振周波数はネットワークアナライザで測定しながら第１のアンテナ２ａと第２のアンテナ２ｂの間隔を調整した。このときの第１のアンテナ２ａと第２のアンテナ２ｂの間隔は２ｍｍに設定した。
【００４９】
次に、得られたＩＣタグの通信距離を測定した。ＩＣタグをハイトゲージに乗せ、リーダ／ライタとＩＣタグの距離を近づけていき、通信できた最長の距離を測定した。リーダ／ライタはＩＳＯ１４４４３ＴｙｐｅＢ通信プロトコル対応品を使用した。
【００５０】
（実施例２）
まず磁性体コア６の材料として、ニッタ（株）製の磁性シート（ＲＦＮ１）を使用した。磁性シートの厚みは３００μｍであり、１３．５６ＭＨｚ帯で透磁率の実部（μ´）が５０である。磁性シートを１２ｍｍ×１７０ｍｍの短冊状にカットし、これを円筒状に丸め、外径φ１５ｍｍの円形の筒状の磁性体コア６を作成した。
【００５１】
次に、第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂを磁性体コア６に巻回した。アンテナ材料としては、理研電線（株）製の銅線（ＵＳＥＷ）を使用した。銅線の径はφ０．５ｍｍ、表面をポリウレタン樹脂で絶縁皮膜したものである。磁性体コア６の外径に合わせ、内径φ１５ｍｍで２ターン巻回した。このときの第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂのインダクタンスは２５４ｎＨであった。
【００５２】
次に、第１のアンテナ２ａとＩＣチップ３を接続してＩＣタグ回路１ｄを作製した。ＩＣチップ３は１３．５６ＭＨｚ帯で通信可能なＩＣチップ３を使用した。ＩＣチップ３は別途用意した基板７にワイヤーボンディングで実装し、基板７と第１のアンテナ２ａをハンダで接続した。基板７には別途第２のコンデンサ４ａをハンダで実装した。第２のコンデンサ４ａは（株）村田製作所製のセラミックコンデンサを使用した。容量は３３０ｐＦのものを使用した。第１のアンテナ２ａ、ＩＣチップ３、第２のコンデンサ４ａからなるＩＣタグ回路１ｄ単体での共振周波数は、２２．８６ＭＨｚであった。
【００５３】
次に、第２のアンテナ２ｂと第１のコンデンサ４ｂを接続して第１の共振回路１ｂを作製した。第１のコンデンサ４ｂは（株）村田製作所製のセラミックコンデンサを使用した。容量は３３０ｐＦと３３ｐＦのものを使用した（容量を３６０ｐＦ付近にしたかったが、３６０ｐＦ付近のコンデンサがなかったため、３３０ｐＦと３３ｐＦのコンデンサを２つを並列に接続し代用した）。第１のコンデンサ４ｂは別途用意した基板７にハンダで実装し、基板７と第２のアンテナ２ｂをハンダで接続した。第２のアンテナ２ｂ、第１のコンデンサ４ｂからなる第１の共振回路１ｂ単体での共振周波数は、２２．６５ＭＨｚであった。
【００５４】
次に、磁性体コア６に巻回された第１のアンテナ２ａと第２のアンテナ２ｂの間隔を調整し、目的共振周波数が１３．５６ＭＨｚになるよう設定した。共振周波数はネットワークアナライザで測定しながら第１のアンテナ２ａと第２のアンテナ２ｂの間隔を調整した。このときの第１のアンテナ２ａと第２のアンテナ２ｂの間隔は４．５ｍｍに設定した。
【００５５】
次に、得られたＩＣタグの通信距離を測定した。ＩＣタグをハイトゲージに乗せ、リーダ／ライタとＩＣタグの距離を近づけていき、通信できた最長の距離を測定した。リーダ／ライタはＩＳＯ１４４４３ＴｙｐｅＢ通信プロトコル対応品を使用した。
【００５６】
（実施例３）
まず磁性体コア６の材料として、ニッタ（株）製の磁性シート（ＲＦＮ１）を使用した。磁性シートの厚みは３００μｍであり、１３．５６ＭＨｚ帯で透磁率の実部（μ´）が５０である。磁性シートを１２ｍｍ×１７０ｍｍの短冊状にカットし、これを円筒状に丸め、外径φ１５ｍｍの円形の筒状の磁性体コア６を作成した。
【００５７】
次に、第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂ、第３のアンテナ２ｃを磁性体コア６の外周に巻回した。材料として、理研電線（株）製の銅線（ＵＳＥＷ）を使用した。銅線の径はφ０．５ｍｍ、表面をポリウレタン樹脂で絶縁皮膜したものである。磁性体コア６の外径に合わせ、内径φ１５ｍｍで２ターン巻回した。このときの第１のアンテナ２ａ、第２のアンテナ２ｂ、第３のアンテナ２ｃのインダクタンスは２５４ｎＨであった。
【００５８】
次に、第１のアンテナ２ａとＩＣチップ３を接続してＩＣタグ回路１ｄを作製した。ＩＣチップ３は１３．５６ＭＨｚ帯で通信可能なＩＣチップ３を使用した。ＩＣチップ３は別途用意した基板７にワイヤーボンディングで実装し、基板７と第１のアンテナ２ａをハンダで接続した。なお、基板７には別途第２のコンデンサ４ａをハンダで実装した。第２のコンデンサ４ａは（株）村田製作所製のセラミックコンデンサを使用した。容量は２２０ｐＦのものを使用した。第１のアンテナ２ａ、ＩＣチップ３、第２のコンデンサ４ａからなるＩＣタグ回路１ｄ単体での共振周波数は、２７．６５ＭＨｚであった。
【００５９】
次に、第２のアンテナ２ｂと第１のコンデンサ４ｂとを接続して第１の共振回路１ｂを、第３のアンテナ２ｃと第３のコンデンサ４ｃとを接続して第２の共振回路１ｃを各々作製した。第１のコンデンサ４ｂ、第３のコンデンサ４ｃは（株）村田製作所製のセラミックコンデンサを使用した。容量は各々２２０ｐＦと２２ｐＦのものを使用した（容量を２５０ｐＦ付近にしたかったが、２５０ｐＦ付近のコンデンサがなかったため、２２０ｐＦと２２ｐＦのコンデンサを２つを並列に接続し代用した）。第１のコンデンサ４ｂ、第３のコンデンサ４ｃは各々別途用意した基板７にハンダで実装し、第２のアンテナ２ｂと第３のアンテナ２ｃを各々基板７にハンダで接続した。第２のアンテナ２ｂ、第１のコンデンサ４ｂからなる第１の共振回路１ｂ、及び第３のアンテナ２ｃ、第３のコンデンサ４ｃからなる第２の共振回路１ｃ単体での共振周波数は、各々２７．５５ＭＨｚであった。
【００６０】
次に、磁性体コア６に巻回された第１のアンテナ２ａと第２のアンテナ２ｂ、及び第３のアンテナ２ｃの間隔を調整し、目的共振周波数が１３．５６ＭＨｚになるよう設定した。共振周波数はネットワークアナライザで測定しながら第１のアンテナ２ａと第２のアンテナ２ｂ、及び第３のアンテナ２ｃの間隔を調整した。このときの第１のアンテナ２ａと第２のアンテナ２ｂ、及び第３のアンテナ２ｃの間隔は２．０ｍｍに設定した。
【００６１】
次に、得られたＩＣタグの通信距離を測定した。ＩＣタグをハイトゲージに乗せ、リーダ／ライタとＩＣタグの距離を近づけていき、通信できた最長の距離を測定した。リーダ／ライタはＩＳＯ１４４４３ＴｙｐｅＢ通信プロトコル対応品を使用した。
【００６２】
（比較例１）
比較例として、アンテナにＩＣチップ３を接続しただけの従来のＩＣタグ回路を作成した。まずアンテナを円状に巻回した。材料として、理研電線（株）製の銅線（ＵＳＥＷ）を使用した。銅線の径はφ０．５ｍｍ、表面をポリウレタン樹脂で絶縁皮膜したものである。内径φ１５ｍｍで１６ターン巻回した。このときのアンテナのインダクタンスは４７３５ｎＨであった。
【００６３】
次に、アンテナにＩＣチップを接続した。ＩＣチップは１３．５６ＭＨｚ帯で通信可能なＩＣチップを使用した。ＩＣチップは別途用意した基板にワイヤーボンディングで実装し、基板とアンテナをハンダで接続した。アンテナ、ＩＣチップからなる比較例１のＩＣタグ回路の共振周波数を１３．５６ＭＨｚとした。
【００６４】
次に、得られたＩＣタグの通信距離を測定した。ＩＣタグをハイトゲージに乗せ、リーダ／ライタとＩＣタグの距離を近づけていき、通信できた最長の距離を測定した。リーダ／ライタはＩＳＯ１４４４３ＴｙｐｅＢ通信プロトコル対応品を使用した。
【００６５】
（比較例２）
比較例２として、比較例１のＩＣタグに更にコンデンサを搭載した例、即ち、アンテナ及びＩＣチップ３、共振周波数調整用のコンデンサからなる従来のＩＣタグ回路を作成した。まずアンテナを円状に巻回した。材料として、理研電線（株）製の銅線（ＵＳＥＷ）を使用した。銅線の径はφ０．５ｍｍ、表面をポリウレタン樹脂で絶縁皮膜したものである。内径φ１５ｍｍで３ターン巻回した。このときのアンテナのインダクタンスは３８２ｎＨであった。
【００６６】
次に、アンテナとＩＣチップを接続した。ＩＣチップは１３．５６ＭＨｚ帯で通信可能なＩＣチップを使用した。ＩＣチップは別途用意した基板にワイヤーボンディングで実装し、基板とアンテナをハンダで接続した。なお別途、基板には別途コンデンサをハンダで実装した。コンデンサは（株）村田製作所製のセラミックコンデンサを使用した。容量は３９０ｐＦと１２０ｐＦのものを使用した。アンテナ、ＩＣチップ、コンデンサからなる比較例２のＩＣタグ回路の共振周波数を１３．５６ＭＨｚとした。
【００６７】
次に、得られたＩＣタグの通信距離を測定した。ＩＣタグをハイトゲージに乗せ、リーダ／ライタとＩＣタグの距離を近づけていき、通信できた最長の距離を測定した。リーダ／ライタはＩＳＯ１４４４３ＴｙｐｅＢ通信プロトコル対応品を使用した。
【００６８】
（比較例３）
比較例３として、比較例２のＩＣタグに磁性体コアを配置した例、即ち、アンテナ及びＩＣチップ、共振周波数調整用のコンデンサからなる従来のＩＣタグ回路と磁性体コアからなるＩＣタグを作成した。
【００６９】
磁性体コア６の材料として、ニッタ（株）製の磁性シート（ＲＦＮ１）を使用した。磁性シートの厚みは３００μｍであり、１３．５６ＭＨｚ帯で透磁率の実部（μ´）が５０である。磁性シートを１２ｍｍ×１７０ｍｍの短冊状にカットし、これを円筒状に巻いて外径φ１５ｍｍの円形の筒状の磁性体コアを作成した。
【００７０】
次に、アンテナを磁性体コアに巻回して形成した。材料として、理研電線（株）製の銅線（ＵＳＥＷ）を使用した。銅線の径はφ０．５ｍｍ、表面をポリウレタン樹脂で絶縁皮膜したものである。磁性体コアの外径に合わせ、内径φ１５ｍｍで２ターン巻回した。このときのアンテナのインダクタンスは２５４ｎＨであった。
【００７１】
次に、アンテナとＩＣチップを接続した。ＩＣチップは１３．５６ＭＨｚ帯で通信可能なＩＣチップを使用した。ＩＣチップは別途用意した基板にワイヤーボンディングで実装し、基板とアンテナをハンダで接続した。なお別途、基板には別途コンデンサをハンダで実装した。コンデンサは（株）村田製作所製のセラミックコンデンサを使用した。容量は３９０ｐＦと５１ｐＦのものを使用した。アンテナ、ＩＣチップ、コンデンサからなるＩＣタグ回路と、磁性体コアからなるＩＣタグの共振周波数を１３．５６ＭＨｚとした。
【００７２】
次に、得られたＩＣタグの通信距離を測定した。ＩＣタグをハイトゲージに乗せ、リーダ／ライタとＩＣタグの距離を近づけていき、通信できた最長の距離を測定した。リーダ／ライタはＩＳＯ１４４４３ＴｙｐｅＢ通信プロトコル対応品を使用した。
【００７３】
＜結果＞
実施例１〜３及び比較例１〜３のＩＣタグの通信距離を表３に示す。
【００７４】
【表３】
2011253362.tif 000005
【００７５】
実施例１〜３共に、比較例１〜３の構成のＩＣタグより通信距離が伸びていることが分かる。特にＩＣタグ回路に第２のコンデンサ４ａを付加した実施例２と、第３のアンテナ２ｃ及び第３のコンデンサ４ｃからなる第２の共振回路１ｃを付加した実施例３では、比較例１、２のＩＣタグの２倍程度まで通信距離が伸びていることが分かる。
【符号の説明】
【００７６】
１ａ、１ｄ…ＩＣタグ回路
１ｂ…第１の共振回路
１ｃ…第２の共振回路
２ａ…第１のアンテナ
２ｂ…第２のアンテナ
２ｃ…第３のアンテナ
３…ＩＣチップ
４ａ…第２のコンデンサ
４ｂ…第１のコンデンサ
４ｃ…第３のコンデンサ
６…磁性体コア
７…基板
【図１】
2011253362.tif 000006
【図２】
2011253362.tif 000007
【図３】
2011253362.tif 000008
【図４】
2011253362.tif 000009
【図５】
2011253362.tif 000010
【図６】
2011253362.tif 000011