(57)【要約】【課題】ＲＦＩＤのインレットを頑丈に保護する、または取り付け対象物とリベットや溶接など強固な取り付けを行いたいといった用途において、インレットを金属板などで包み込むと電磁波が内部に入らずＲＦＩＤの交信が出来ない。【解決手段】ＬＦやＨＦ帯の電磁波は金属板表面で渦電流による反射を生ずるため、対策として金属板にスリット状の切込みを入れ、その直下にインレットを配置する。一方、ＵＨＦやマイクロ波の電磁波に対しては、金属板がその周波数で共振し、高感度になるような寸法に設定する。このような金属板で保護金具を構成し、内部に複数種類のインレットを収納したマルチ周波数対応の金属対応タグ。【選択図】図７Ａ
2011204130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護金具に組み込まれたＲＦＩＤインレットを備えたＲＦＩＤタグであって、
保護金属板と、
該保護金属板に固定される絶縁層とを有し、
前記保護金属板は、長手軸方向に延びる少なくとも１つのスリットを有し、該スリットは前記保護金属板の表面に発生する渦電流を阻止する機能を有しており、
前記絶縁層は、前記保護金属板に形成される前記スリットの直下の位置において、前記ＲＦＩＤインレットを保持する機能を有しており、
該絶縁層に、ＬＦ帯域、ＨＦ帯域、ＵＨＦ帯域およびマイクロ波帯域の各帯域のＲＦＩＤタグのインレットを、択一的に収納可能に構成されている
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
請求項１において、
前記保護金属板は、その先端から前記絶縁層への固定位置まで、スリット入り金属アーム部が形成されており、
該スリットは前記保護金属板の一部を櫛状に分離し絶縁被覆が入り込む構造を有しており、
前記絶縁層は、前記スリット入り金属アーム部の直下において前記インレットを収納する１つのインレット挿入ホールを備えている
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
請求項１において、
前記ＬＦ帯域、ＨＦ帯域、ＵＨＦ帯域およびマイクロ波帯域の各帯域に対応するＲＦＩＤタグのインレットは、外形が実質的に同じサイズに構成されている
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
請求項３において、
前記ＵＨＦ帯域のＲＦＩＤタグのインレットを構成する微小ループアンテナのループ面が前記保護金具の上面又は下面に直交するように、さらに、前記微小ループアンテナが前記スリットの直下に位置するようにして、前記インレットが前記絶縁層の挿入ホールに設置される
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
請求項３において、
前記マイクロ波帯域ＲＦＩＤタグのインレットを構成する微小ダイポールアンテナの軸方向を前記保護金具の軸方向と一致させ、前記インレットが前記絶縁層内の挿入ホールに設置される
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
請求項１において、
前記保護金属体は、前記スリットを複数有しており、該スリットにより複数の切り込みの入ったスリット入り金属アームを前記長手方向に概略平行に形成し、これらを一体化させたものであり、
前記絶縁層は、前記スリット入り金属アームが形成された保護金属板の直下位置に設けられたインレット挿入ホールを有している
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
請求項６において、
前記保護金属板は、
ＬＦやＨＦ帯など低い周波数では、前記スリット入り金属アームのスリット状の絶縁被覆が渦電流を阻止し、交信電磁波が絶縁被覆を透過することにより、該電磁波で該アームを見た時、あたかも一体化した絶縁体とみなせ、
ＵＨＦやマイクロ波帯など格段に高い周波数では、前記金属アームのスリット状の絶縁被覆が格段に低いインピーダンスとなり、前記金属アームの表面に分布する高周波電流が、スリットを電磁結合しながら連続に流れ、高い周波数で該スリット入り金属アームを見た時、あたかも一体化した導体とみなせるという、周波数の高低により相反する二面性の性質を持つ
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
請求項６において、
前記保護金属板は、保護金具各周波数共通に使用可能な広帯域保護金具としての機能を有し、
ＬＦやＨＦの交信電磁波では、前記スリット入り金属アームの絶縁特性により電磁波透過を助長し、
ＵＨＦやマイクロ波帯の交信電磁波では、該保護金属体の長い辺をＵＨＦの交信電磁波に共振させ、該保護金属体の短い辺をマイクロ波に共振させる
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
保護金具に組み込まれたＲＦＩＤインレットを備えたＲＦＩＤタグであって、
保護金属板と、
該保護金属板に固定される絶縁層とを有し、
前記保護金属板は、長手軸方向に延びる少なくとも１つのスリットを有し、該スリットは前記保護金属板の表面に発生する渦電流を阻止する機能を有しており、
前記絶縁層は、保護金属板に形成される前記スリットの直下の位置において、前記ＲＦＩＤインレットを保持する機能を有しており、
該絶縁層は、ＵＨＦ又はマイクロ波帯のＲＦＩＤインレットから１つと、ＬＦ又はＨＦ帯のＲＦＩＤインレットから１つの２種類のインレットを、同時に収納するように構成されている
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
請求項９において、
前記絶縁層は、ＬＦ又はＨＦ帯のいずれかのアンテナに対応するインレットと、及び、ＵＨＦ又はマイクロ波帯のいずれかのアンテナに対応するインレットが、互いに干渉して前記アンテナの機能を低下させることを避けるために該アンテナのアンテナ面が直交するようにして、かつ、該アンテナが離間して配置された状態で該絶縁層に埋設されている複合のインレットである
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
請求項９において、
前記絶縁層は、ＬＦ又はＨＦ帯のいずれかのアンテナに対応するインレットと、及び、ＵＨＦ又はマイクロ波帯のいずれかのアンテナに対応するインレットとが、互いに干渉して前記アンテナの機能を低下させることを避けるために該アンテナのアンテナ面が直交するようにして、かつ該アンテナが交差する位置に配置された状態で該絶縁層に埋設されている複合のインレットである
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
請求項９において、
前記保護金属板に、１つのＨ字型のスリットにより向かい合う一対の金属アームが形成されており、
前記保護金属体の寸法は、ＵＨＦ又はマイクロ波帯の電磁波の波長で共振するサイズである
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
保護金具に組み込まれたＲＦＩＤインレットを備えたＲＦＩＤタグであって、
保護金属板と、
該保護金属板に固定される絶縁層とを有し、
前記絶縁層は、ＬＦ、ＨＦ、ＵＨＦ及びマイクロ波帯の各帯域に対応する複数のＲＦＩＤインレットの収納個所を有し、
前記保護金属板は、スリット入り金属アームとスリット無し金属アームとを有し、
前記ＬＦ及びＨＦ帯ＲＦＩＤインレットはスリット入り金属アームの直下にそれぞれ収納し、
前記ＵＨＦ及びマイクロ波帯のＲＦＩＤインレットはスリット無し金属アームの直下にそれぞれ収納し、
それぞれの周波数でそれぞれ独立に機能するように構成した
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記保護金属板のスリット無し金属アームの１つは、
該アームの寸法を、前記ＵＨＦ帯の１/４波長の共振寸法に一致させ、該アームの直下に前記ＵＨＦ波帯のＲＦＩＤインレットを収納し、該アームと電磁結合させるように構成され、
他の１つのスリット無し金属アームの寸法を、前記マイクロ波帯の１/４波長の共振寸法に一致させ、該アームの直下に前記マイクロ波帯のＲＦＩＤインレットを収納し、該アームと電磁結合させるように構成され、
他の１つのスリット有り金属アームにおいては、前記スリットの絶縁特性により前記ＬＦ帯の交信電磁波が該アームを透過するようにして該アームの直下に前記ＬＦ帯のＲＦＩＤインレットを収納し該アームと電磁結合させない構成であり、
他の１つのスリット有り金属アームにおいては、前記スリットの絶縁特性により前記ＨＦ帯の交信電磁波が該アームを透過するようにして該アームの直下に前記ＨＦ帯のＲＦＩＤインレットを収納し該アームと電磁結合させない構成とした
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦＩＤ用広帯域保護金具を備えたＲＦＩＤタグに係り、特に、ＬＦ，ＨＦ，ＵＨＦ，及びマイクロ波帯にわたる広帯域に使用可能でかつ、電気的及び機械的衝撃耐力を向上させた保護金具を有するＲＦＩＤタグに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＲＦＩＤタグは、集積回路にID番号など識別情報を内蔵したＩＣチップが接続されるアンテナと、このアンテナを一体的に搭載する基材とからなるインレットに、このインレットを保護フィルムや取り付け用の接着剤や取り付け具などのユティリティーを付加したものである。そして、ＩＣチップ、アンテナ、取り付け金具を経由して、外部から無線手段としてのリーダ/ライタによりID番号など識別情報を交信するものである。
【０００３】
この一般のＲＦＩＤタグを、金属組み込みＲＦＩＤタグや金属体一体化ＲＦＩＤタグとして、物体の表面に取り付け、屋外の機械的衝撃や電気的衝撃など過酷な現場で動作させるものがある。このような金属対応のＲＦＩＤタグに関して、保護すべきＩＣチップを保護金具の内部に収納し、交信電磁波が保護金具によって反射、吸収または減衰など阻止されないように内部から外部へ、あるいは外部から内部へと電磁波を伝搬させる構造が提案されている。
【０００４】
例えば、ＵＨＦやマイクロ波といった格段に高い周波数帯域では、特許文献１や特許文献２に開示されているように、交信電磁波の周波数に共振する電磁的寸法の保護金具としている。そして、この保護金具内には、ＲＦＩＤインレットの全体を収納させ、インレットのアンテナと保護金具の1部もしくは全体を電磁結合させ、ＲＦＩＤタグ本体部を収納する領域が開口された切り込みスリットを保護金具中央に設け、該保護金具が取り付け相手の金属面に密着し、保護金具が短絡してもスリット部から電磁波が放射されＲＦＩＤの交信を可能としている。
【０００５】
一方、ＬＦやＨＦといった周波数帯域では交信電磁波が金属面において渦電流を発生し、これが入射する電磁波を反射させるため交信を阻害させる。そのため、従来技術として、ＬＦやＨＦ帯のコイルアンテナをもつＲＦＩＤインレットを保護金具の凹み部分に収納し、この凹みの底部で渦電流を発生させないように入射電磁波が上方から底部に突入したとき、底部の金属表面で平行に曲がるように電磁波を誘導する磁性体シートを敷きこの上にＲＦＩＤインレットを載せる方法が実用化されている。あるいは他の方法として、凹み部分に渦電流の方向と直交する方向に溝や切り欠きによる絶縁体を設置し、渦電流を阻止する方法も実用化されている。
【０００６】
例えば、特許文献３には、交信周電磁波をＬＦの周波数を対象とし、ＲＦＩＤタグの全体を、樹脂を介して金属製の保護板で覆うようにした、ＲＦＩＤタグの設置構造が開示されている。
特許文献４や特許文献５には、ＩＣカードのＩＣチップ部分のみを金属補強板で保護し、インレットシートの他の部分は樹脂シートで保護するようにした、ＨＦのＩＣチップの保護に関する技術が開示されている。
さらに、特許文献６には、インレットが半波長のアンテナを有し、インレットの全体を覆う保護材を誘電体など非金属としたＲＦＩＤタグの保護方法に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４２７１２０５号公報
【特許文献２】特開２００８−９０８１３号公報
【特許文献３】特開２００２−１５７５６５号公報
【特許文献４】特開２０００−３１１２２５号公報
【特許文献５】特開２００５−４４２９号公報
【特許文献６】特開２００４−２６５１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＲＦＩＤタグの性能、機能の向上によりその利用分野や用途が急速に拡大しつつあり、金属組み込みＲＦＩＤタグや金属体一体化ＲＦＩＤタグに関しても、さまざまな用途で、屋内、屋外等の種々の場所へ採用されつつある。
【０００９】
ところで、ＬＦ、ＨＦ、ＵＨＦ,マイクロ波帯の電磁波の波長はそれぞれ２.４km、２３m、３１cm、１２２mmで、この寸法違いが、各周波数のインレットのアンテナ形状の違いとなっている。すなわち、ＲＦＩＤタグの寸法は、それを取り扱う人が摘めるあるいは掴めるといった、操作しやすい寸法でなければならない。タグをこのようなサイズに収めるにはＬＦ、ＨＦ帯ではコイル状の微小ループアンテナが用いられ、ＵＨＦやマイクロ波帯では線状のダイポールアンテナが用いられている。
【００１０】
ＵＨＦやマイクロ波帯の線状インレットに対応する保護金具は、金具とインレットが電磁結合しないように高い比誘電率や高い比透磁率の媒質で隔離させる構造と、摘める、掴めるといったタグの取り扱い寸法がダイポールアンテナの半波共振寸法で実現しやすいため、保護金具をアンテナと兼用し積極的に共振させる手法の構造が用いられている。
特許文献１や特許文献２に開示された保護金具は、ＵＨＦやマイクロ波の高い周波数帯域用のダイポールアンテナに対応したものであり、ＬＦやＨＦの周波数帯域用のコイル状微小ループアンテナには対応していない。
【００１１】
一方、ＬＦ、ＨＦ帯のコイル状インレットに対応する保護金具の構造は、共振する半波長が巨大になるため、コイル状の微小ループアンテナが用いられる。この微小ループアンテナを金具で保護することになるが、微小ループアンテナと保護金属との間に高い比透磁率の磁性体シートを設置し、交信電磁波の磁力線が媒質シートに収束し保護金属側に行かない隔離構造、あるいは保護金具に渦電流を発生させないように切り欠きスリットが形成される。
特許文献３開示された保護金具は、交信周電磁波をＬＦの周波数を対象とし、コイル状の微小ループアンテナに対応したものであり、ＵＨＦやマイクロ波では電磁波が金属の隙間に沿って浸入できないことから用いることが出来ない。
また、特許文献４、特許文献５に開示された技術も、ＨＦのＩＣチップ自体の保護に関する技術であり、コイル状の微小ループアンテナに対応した局部的な金属保護板を採用しており、この技術に基づいて機械的な保護強度を高めるべく、金属の保護板をＩＣチップだけでなくインレット全体まで覆うと、渦電流により交信できなくなるという課題がある。
さらに、特許文献６に開示された技術は、インレットが半波長のアンテナを有するＲＦＩＤタグの保護に関するものであり、広帯域性を確保しにくい上、保護材が誘電体であり、耐熱性、金属加工性に課題がある。
【００１２】
このように、従来の技術として周波数帯により異なるＲＦＩＤタグ用の保護金具の実現手法があり、保護金具の種類を増加させている。しかしながら、従来の技術では、周波数帯域により保護金具の構造、機能、あるいはサイズが異なり、ＲＦＩＤタグの周波数帯域毎に保護金具を用意する必要があった。
一方、金属組み込みＲＦＩＤタグや金属体一体化ＲＦＩＤタグの用途の拡大に伴い、目的別に異なる周波数帯域のRFIFタグを複数種類用いたり、タグ取付け寸法を共通にしたり、あるいはＲＦＩＤタグの設置コストの低減が求められている。また、作業性や管理、メンテナンスなどの観点から、これらのＲＦＩＤタグを、実質的に同じ場所、あるいは同じ部材上に設置したいとするニーズも増えている。このようなニーズに対して、ＲＦＩＤタグの周波数帯毎に、個別に保護金具を用意することは、コスト面、設置スペースの問題や、ＲＦＩＤタグの活用面で利便性に欠けるなどの課題がある。
【００１３】
本発明の目的は、ＬＦからマイクロ波に至る広い帯域のＲＦＩＤタグインレットに対して共通に使用できる、電気的、機械的に優れた保護金具を備えたＲＦＩＤタグを提供し、タグ製造面、設置作業、活用等の面でのコストダウンと利便性の向上を図ることに有る。
【００１４】
本発明の他の目的は、共通の１つの保護金具で異なる周波数に対応可能で、かつ、電気的、機械的に優れた保護金具を備えたマルチインレットのＲＦＩＤタグを提供し、タグ製造面及び活用面でコストダウンと利便性の向上を図ることに有る。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の代表的なものの一例を示すと次の通りである。本発明のＲＦＩＤタグは、保護金具に組み込まれたＲＦＩＤインレットを備えたＲＦＩＤタグであって、保護金属板と、該保護金属板に固定される絶縁層とを有し、前記保護金属板は、長手軸方向に延びる少なくとも１つのスリットを有し、該スリットは前記保護金属板の表面に発生する渦電流を阻止する機能を有しており、前記絶縁層は、前記保護金属板に形成される前記スリットの直下の位置において、前記ＲＦＩＤインレットを保持する機能を有しており、該絶縁層に、ＬＦ帯域、ＨＦ帯域、ＵＨＦ帯域およびマイクロ波帯域の各帯域のＲＦＩＤタグのインレットを、択一的に収納可能に構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＬＦ帯からマイクロ波帯に亘る広帯域のＲＦＩＤインレットに対して、共通に使用できる保護金具を備えた金属対応のＲＦＩＤタグを提供できる。
本発明の他の特徴によれば、金属対応のＲＦＩＤタグが、ＬＦからマイクロ波のインレットに対応する共通の広帯域金属保護金具を備えており、1つのタグで異なる周波数のＲＦＩＤインレットを複数種内蔵できるため複数個のタグを取付けることなく多様なリーダ/ライタでＲＦＩＤ交信が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例になる保護金具付きＦＩＤタグの平面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ’断面を示す図である。
【図３Ａ】図１の保護金具付きＦＩＤタグを展開し分解した状態を示す図である。
【図３Ｂ】通信に使用される周波数帯域と、本実施例のＲＦＩＤタグのインレット４との関係を示す図である。
【図４Ａ】第１の実施例における、絶縁層に対するインレットの挿入について説明する図である。
【図４Ｂ】異なる周波数帯域のＲＦＩＤタグ用インレットを、同じ外形サイズの直方体として構成した例を示す図である。
【図５】ＵＨＦやマイクロ波帯のインレットに対して、同じ保護金具を兼用できる理由を説明する図である。
【図６】ＬＦやＨＦ帯の周波数のインレットに対して、同じ保護金具を兼用できる理由を説明する図である。
【図７Ａ】実施例３における、ＲＦＩＤタグインレットの外観を示す斜視図である。
【図７Ｂ】実施例３における、インレットの構成例を示す斜視図である。
【図８Ａ】実施例４における、ＲＦＩＤタグインレットの外観を示す斜視図である。
【図８Ｂ】実施例４における、保護金属体や絶縁層の外観を示す斜視図である。
【図９Ａ】実施例５おける、絶縁層の外観を示す斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ａの縦断面を示す図である。
【図１０Ａ】実施例６おける、絶縁層の外観を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０の縦断面を示す図である。
【図１１Ａ】実施例７における保護金属体の外観を示す斜視図である。
【図１１Ｂ】実施例７における保護金属体の構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態による保護金具付きＦＩＤタグを、図面を参照して詳細に説明する。   
【実施例１】
【００１９】
本発明の第１の実施例を、図１〜図６により説明する。  
図１は本発明の第１の実施例になる保護金具付きＦＩＤタグの平面図、図２は図１のＢ−Ｂ’断面を示している。また、図３Ａは、保護金具付きＦＩＤタグを展開し分解した状態を示している。保護金具付きＦＩＤタグは、表層の保護金属板１と、底層の金属基板２と、中間の絶縁層３の３層構造になっている。保護金属板１は、該金属板の長手方向にその途中まで平行に延びる1本若しくは複数のスリット１１を有している。スリット１１内には空気による絶縁空間又は絶縁材料などの充填による絶縁層あるいは絶縁膜（これらを以下、単に絶縁被覆）が設けられている。換言すると、スリット１１の幅は、渦電流を阻止できる程度の絶縁抵抗の厚みの絶縁被覆があればよい。保護金属板１の長手方向の下方部分は、バラバラにならないようにスリットの無い連続した一体の板部材となっている。図３Ａに示したように、保護金属板１、絶縁層３、及び金属基板２は各々ネジ穴６１、６２、６３を有し、ネジ６でこれら３層構造のＦＩＤタグが取付けるべき金属対象物に固定される。中間の絶縁層３には、その中央よりも上側の領域で、かつ、保護金属板１のスリット１１の直下の位置に、ＲＦＩＤインレット４を収納するためのインレット挿入ホール３１が設けられている。インレット挿入ホール３１やＲＦＩＤインレット４の平面形状は、矩形、台形、矩形と楕円の組み合わせ、あるいはその他の形状でも良い。なお、図2、図3A、図４Aなどに連結部５の実現方法の例が示されている。連結部５は、主に帯電防止の接地構造及び機械的強度を向上させるための支柱の役割を有し、保護金属板１と金属基板２とが細い金属部材からなる連結部５を介して接続されている。ただし、帯電防止や機械的強度が不要の場合は省略できる。また、接地構造は、金属製のネジ６で代替することもできる。
本実施例の保護金具は、保護金属体１の一部に、スリット１１を、1本若しくは複数本の切り込むようにしたスリット入り金属アーム（図１参照）が形成されるものの、保護金属体１のスリットを含まない他の部分はスリットやアームがばらばらにならないように束ねる構造とし、機械的強度維持のため、あるいはＵＨＦやマイクロ波帯におけるアンテナの共振部分の役割も兼用させるために、一体化した金属部材で構成されるのが好適である。この保護金具は、機械的電気的衝撃から内部のインレットを保護する機能を有すると共に、後で述べるように、広い周波数帯域の複数種類のＲＦＩＤタグ用インレットを収納可能にする機能を有する。
【００２０】
本実施例の保護金具１は、ＲＦＩＤインレット４をスリット入り金属アームの下に収納することで、機械的電気的衝撃からこのインレットを保護する金具であって、ＬＦからマイクロ波帯のいずれの周波数帯であっても動作可能な広帯域特性を持つ。インレット４をスリット１１入りの金属アームの直下に保護するとき、このインレット４を格納する絶縁体で構成された中間層３に格納する。
なお、金属基板２は、ＦＩＤタグを金属部材に直接固定する場合には、これを省略することも出来る。また、ネジ６の代わりに接着材を用いてＦＩＤタグを金属部材などに固定するなど、他の固定接着手段を用いても良い。金属基板２を省略する場合および、帯電防止の電気的接地および機械的強度を向上させる場合は、保護金具１と金属部材とを接続する細い連結部５に相当する部材が必要となる。
インレット挿入ホール３１には、ホールの形状に合わせたインレット４が挿入される。インレット４は、ＬＦからマイクロ波、さらにはミリ波に至る広い周波数帯域に対応した複数種類のＲＦＩＤタグ用インレットであり、これらは、挿入ホール３１に組み込みやすくするため実質的に同じ外形サイズに統一されるのが望ましい。
【００２１】
図３Ｂに、通信に使用される周波数帯域と、本実施例のＲＦＩＤタグのインレット４との関係を示している。図３Ｂの例では、インレット4の1例として、図４Ｂで説明するＬＦ用インレット４５、ＨＦ用インレット４３、ＵＨＦ用インレット４２、及びマイクロ波用インレット４１の、４種類のインレット４が用意されている。
また、外形サイズが統一されたインレットの種類は用途に応じて、入れ替えることが出来る。例えば、２種類の統一されたサイズのＲＦＩＤタグのインレットにも適用可能である。この場合、［共用区分の例１］として示したように、周波数が相対的に高い「第１の周波数帯域群」として、ミリ波からマイクロ波、ＵＨＦ、及びＶＨＦの帯域までを１つのグループ、周波数が相対的に低い「第２の周波数帯域群」として、ＨＦからＬＦの帯域までを他の１つのグループとすると、用意される４種類のインレット４は全体として第1と第２の周波数帯域郡との２郡に大別される。
なお、以降の説明でも明らかな通り、インレット４のタイプを異なる２つの周波数帯域群に大別して区分するのは保護金具内に収納されるアンテナの形状に基づくものであり、むしろ、アンテナの形状に基づいて、インレット４のタイプを上記異なる２つの周波数帯域群を区分するのが、より妥当である。すなわち、［共用区分の例２］として示したように、２つのグループを、アンテナの形状に基づいて、周波数が相対的に高く動作原理がいわゆる距離に反比例した強さの電磁波放射を主体とした「棒状アンテナ帯域」と、周波数が相対的に低く動作原理がいわゆる距離の２乗又は３乗に反比例した強さの電磁波放射を主体とした「コイルアンテナ帯域」により構成しても良い。
換言すると、図３Ｂに示した［共用区分の例１］と［共用区分の例２］における、２つの領域の境界は実質的に同じ思想に基づくものであり、以下の説明における、ＬＦ／ＨＦ帯と、ＵＨＦ／マイクロ波帯の区分も、特に定義しない限り、「コイルアンテナ帯域」と「棒状アンテナ帯域」に置き換え可能である。ただし、ＵＨＦやマイクロ波帯のインレットにおいて小型化を目指し、インレットのアンテナ形状が例えば１ないし２回巻きの微小なコイル状のものもあるが、第１の周波数帯域郡に分類される。従ってＬＦ／ＨＦ帯のコイル状アンテナと区別するため、ＵＨＦ／マイクロ波帯の微小なコイル状アンテナは棒状アンテナ帯域に含めて説明する。
コイルを基調としたアンテナは、コイルを周回する高周波電流が作る磁力線やその磁界による電磁波放射を用いた交信が主体となる。これに対して棒状のアンテナはその金属棒の軸方向に流れる電流が端部で反射して戻る電流と干渉して生じる半波長の低在波が金属棒表面付近の電磁界を外部空間に向かって電磁波放射する。
【００２２】
次に、ＬＦからマイクロ波に至る広い帯域のＲＦＩＤタグのインレットを共通の保護金具に収納して使用できるために必要な要件について、図４Ａ、図４Ｂを用いてさらに詳しく述べる。
まず、図４Ａの（Ａ）は、保護金属板１、中間の絶縁層３、及び金属基板２の外観を示す斜視図である。絶縁層３の長手方向の中心先線をＡ−Ａ’としたとき、スリット１１はＡ−Ａ’に平行である。また、スリット１１は少なくとも１本設ける。なお、本発明では、保護金属板１におけるその先端からネジ等による固定位置（ネジ穴６１の上部付近）までのＡ−Ａ’方向の長さを、スリット入り金属アーム部と定義する。また、金属部材５は、絶縁層３の両側面のはめ込み用凹部にはめ込まれ、その先端面が保護金属板１に接する。
【００２３】
次に、図４Ａの（Ｂ）、（Ｃ）は、インレット４として、ＵＨＦ用インレットまたはマイクロ波用インレットにおける、インレット挿入ホール３１に対するインレットの挿入の向きを示している。図４Ａの（Ｂ）のインレット４はＩＣチップ７とコイルアンテナの1つであるマイクロ波用微小ループアンテナ８で、（Ｃ）のインレット４はＩＣチップ７と棒状アンテナの1つである微小ダイポールアンテナ８で、それぞれ構成されている。インレット４の格納の向きは、インレットが持っているコイルアンテナ又は微小ループアンテナのループ面を中間層（絶縁層）の上面又は下面に対して直交させ、上下の金属面に少なくともインレットのＩＣ部７が接触しないように設置するのが好適である。また、ＩＣ部７は、出来るだけスリット１１の直下を避けて配置するのが望ましい。
また、微小ループアンテナ８のループ面が金具の上面又は下面に直交するように、すなわち（Ｂ）のＡ−Ａ’の方向が図４Ａ（Ａ）のＡ−Ａ’と一致するように、さらに、微小ループアンテナ８が保護金属板１のスリット１１の直下に位置するようにして、インレット４を絶縁層３内の挿入ホール３１に設置する。
微小ダイポールアンテナ８の場合は、（Ｃ）のＡ−Ａ’の方向が図４Ａ（Ａ）のＡ−Ａ’と一致するように、さらに、アンテナ面が金具の上面又は下面と平行になるようにして、インレット４を絶縁層３内の挿入ホール３１に設置する。
このように、ＵＨＦやマイクロ波のインレットの場合は、インレットが持つ微小ダイポールアンテナや微少ループアンテナの設置の仕方は、その寸法が波長に比べせいぜい４分の一とか十分の一とかの寸法で半波長寸法のダイポールアンテナと比べかなり低い感度となる。従って、ＵＨＦやマイクロ波で共振する寸法の金属アームと電磁結合させる必要があり、そのインレットが微小ループアンテナを有する場合は、金属アームに対して電磁結合させるために、微小ループアンテナを金属アームに平行に設置する。あるいは、微小ループアンテナを持たない微少ダイポールアンテナないしは４分の一波長程度の寸法の棒状アンテナを、金属アームの金属部又は下部の金属部に接触しないようにアームの軸方向に電磁結合させるために、金属アームに平行に設置する。
ＬＦやＨＦの場合、インレットが持つコイルアンテナや微少ループアンテナの設置の仕方は、動作原理が微小ループアンテナからの距離の２乗または３乗に反比例した強さの、たとえば静的磁界からの電磁放射であるため、ループ面の示す向きに対してリーダ/ライタのアンテナの向きが一致していなくても感度にあまり影響を与えない。従って、ＬＦやＨＦの場合は、中間層（絶縁層）の上面又は下面に対して直交、平行設置のいずれであってもよい。しかしながらインレットとリーダ/ライタのアンテナ面は平行に偏波面を合わせるのが感度向上につながることは言うまでも無い。
また、ＬＦからマイクロ波のいずれか周波数帯域のインレット４を中間層３に設置する場合において、インレットのＩＣ部分７は直近の金属部分に接触しないように中間層３の略内部（上面と下面の中間付近）に配置するようにするのが好適である。
【００２４】
本実施例の特徴の１つは、組み込むべきＲＦＩＤタグ用インレット４がどの周波数帯域のものでも保護金具を共通にするため、統一された同一のインレット挿入ホール３１に収納され機能することにある。
図４Ｂに、異なる周波数帯域のＲＦＩＤタグ用インレットを、同じ外形サイズの直方体として構成した例を示す。図４Ｂの（Ａ）はマイクロ波用インレットの斜視図であり、ＩＣチップ７１に接続された薄板状の微小ダイポールプアンテナ８１を絶縁材の略内部にモールドして直方体状のインレット４１としている。（Ｂ）はＵＨＦ用インレットの斜視図であり、ＩＣチップ７２に接続された薄板帯状の微小ループアンテナ８２を絶縁材の略内部にモールドして直方体状のインレット４２としている。（Ｃ）はＨＦ用インレットの斜視図であり、上段の例では、ＩＣチップ７３に接続され、金具の上面又は下面に平行に置かれた複数巻のコイル８３を絶縁材の略内部にモールドして直方体状のインレット４３としている。下段の例では、ＩＣチップ７４に接続され、金具の上面又は下面に直交する方向に置かれた複数巻のコイル８４を絶縁材の略内部にモールドして直方体状のインレット４３としている。（Ｄ）はＬＦ用インレットの斜視図であり、上段の例では、ＩＣチップ７５に接続され、金具の上面又は下面に平行に置かれた多数巻のコイル８５を絶縁材の略内部にモールドして直方体状のインレット４５としている。下段の例では、ＩＣチップ７６に接続され、金具の上面又は下面に直交する方向に置かれた多数巻のコイル８６を絶縁材の略内部にモールドして直方体状のインレット４６としている。なお、インレット４６の立体形状は、インレット挿入ホールの平面形状に対応しており、矩形の場合は直方体状となり、台形その他の形状の場合は、それぞれに対応した立体形状になることは言うまでもない。
このように、周波数帯域によってアンテナ形状は異なるものの外形を統一したインレット４とし、これを保護金属板１のスリット１１の直下に配置するようにしたことより、低い周波数では保護金具の金属アーム部のスリット１１を電磁波が透過するようにさせ、インレット４から直接外部に電磁波放射させることが可能となる。高い周波数においては、保護金具の少なくとも金属アーム部が共振を助長させる。これにより、ＬＦからＵＨＦ又はマイクロ波にわたるインレットに共用できる広帯域保護金具を提供することが可能になる。
【００２５】
次に、広い帯域の複数種類のＲＦＩＤタグ用インレットに対して、同じ保護金具を兼用できる理由について、図５、図６を用いてより詳しく説明する。
まず、ＵＨＦやマイクロ波帯のインレットが保護金具内に装着された場合について、図５を用いて説明する。図５の（Ａ）はＲＦＩＤタグ用インレットの縦断面図、（Ｂ）はＲＦＩＤタグ用インレットの斜視図である。また、（Ｃ）は保護金具表面の高周波電流iの分布を示している。本実施例の保護金具付きＲＦＩＤタグは、保護金属体１にスリットすなわち絶縁空間あるいは絶縁膜等の絶縁被覆をいわば櫛状に交互に配置し、一体化させたものと言える。高周波電流ｉは、スリット１１に略平行に流れたり、あるいは、金属表面の生ずる電磁波共振モードとして分布する電流の向きによってはスリット１１を横切るように流れる。すなわち、スリットの絶縁抵抗が高周波電流iの流路を阻害しない。このように複数の櫛状の金属アームは、ＵＨＦやマイクロ波帯など格段に高い周波数では、櫛状の金属アームに挟まれたスリット状絶縁被覆が格段に低いインピーダンスとなり、これらの櫛状の金属アームの表面に分布する高周波電流ｉが、スリット状絶縁被覆を電磁結合しながら連続的に流れる。すなわち、図５の（Ｅ）に示したように、高い周波数でこれらの櫛状の金属アームの表面を見た時、あたかも一体化した等価的導体板１Aとみなせる。換言すると、外部のリーダから、スリットは見えない。
こように、スリット１１の絶縁被覆が、格段に高い周波数のため隣り合う櫛状の金属片が互いに電磁結合し、格段に低いインピーダンスとなり、スリット部分が導電性を呈し高周波電流を流しやすくし高周波回路における導体と同等な扱いが可能となる。
【００２６】
さらに、導体とみなされる金属アームを高周波におけるアンテナとして共振を助長したりすることが可能になる。例えば保護金属板の長い寸法（軸方向）をＵＨＦ帯域の周波数に共振する寸法、Duに選び、短い寸法（幅方向）Wやスリット入り金属アーム部の寸法（＝保護金属板１のネジ穴６１の下方の一体の板部材の寸法）をマイクロ波に共振する寸法Dｍに選ぶことで、ＵＨＦ及びマイクロ波で高い感度が実現できる。図５の（Ｄ）は保護金具表面の高周波電流ｉと磁力線φの関係を示している。保護金属体１の各部位の寸法をＵＨＦやマイクロ波の共振を助長する寸法にすることで、保護金属体１は少なくともＵＨＦやマイクロ波帯域で電磁波放射能率が高く、しかもＩＣチップ７を保護するアンテナ兼用金具となる。
【００２７】
前述の櫛状の金属アームの電磁結合の程度は、高周波回路理論から、絶縁被覆を挟み向かい合う金属板の構造が電気部品のコンデンサーの構造と等価と見なせ、高周波電流の抵抗の目安としてインピーダンスＺを用いることで、定量的に取り扱うことが可能になる。ここで、Ｚはよく知られたＺ=１/（２πｆC）（オーム）で与えられ、ｆやCで変化する。ここにπは円周率、ｆは高周波の周波数、Cは櫛状の金属アームで挟まれた絶縁被覆の電気容量を示す。ＬＦまたはＨＦと、ＵＨＦまたはマイクロ波との周波数比が、１０の２乗から５乗に及ぶと、これに伴いＺは百分の一から十万分の一まで変化する。
本発明では、ＬＦ又はＨＦの高周波電流iを阻止する高い抵抗値のインピーダンスＺに設定しても、ＵＨＦ又はマイクロ波ではインピーダンスZ（抵抗値）が百分の一以下、ほぼ０に見立てることが出来る。すなわち、櫛状の金属アームが高周波電流iを阻止することなく流すという点に着目している。このように、空気を含む絶縁被覆のスリット入り金属アームの表面は、低い周波数で高インピーダンスになり渦電流が流れず電磁波を透過させ、高い周波数では低いインピーダンスになり、スリット入り金属アーム表面に高周波電流iが阻止されることなく流れる。そこで、該アーム自信の寸法を、共振を助長するアンテナの寸法にした広帯域の保護金具を実現するものである。
【００２８】
次に、ＬＦやＨＦ帯の周波数のインレットが保護金具内に装着された場合について、図６を用いて説明する。図６の（Ａ）はＲＦＩＤタグ用インレットの縦断面図、（Ｃ）はＲＦＩＤタグ用インレットの斜視図である。また、（Ｂ）は（Ｃ）のＢ−Ｂ’断面を記している。（Ｂ）、（Ｃ）に示したように、高周波の磁力線の閉ループでは、磁力線φ１、φ２が保護金属体１のスリット１１を通過する。この磁力線φ１、φ２は、ＲＦＩＤタグ用インレットの内部に侵入し、インレット内部のコイルアンテナ８のコイルと交差して相互作用する。また、これらの磁力線φ１、φ２は、リーダ／ライタのアンテナと相互作用する。
まず、ＬＦやＨＦ帯の低い周波数の場合は、アームのスリット入り金属表面に入射しようとする交信電磁波、すなわち高周波の磁力線φ１、φ２を反射する方向に渦電流が流れようとするが、スリット１１部の絶縁被覆が渦電流を阻止するために結果的に交信電磁波が反射しないで透過し、内部のインレットのコイルアンテナ８に交信電磁波の強度に応じた誘導電流が流れる。
一方、スリット１１の形成されていない、金属表面の下部領域では、表面に突入しようとする磁力線φ３が金属表面で渦電流iZのために反射し、ＲＦＩＤタグ用インレットの内部に入らない閉ループを形成する。すなわち、スリットが無いので、渦電流ｉZが磁力線φ３の貫通を阻止するように逆向きに流れるため、磁力線φ３は金属表面で反射され、コイルアンテナ８との相互作用は生じない。等価的に、スリット１１は高周波の磁力線の貫通する絶縁体となるが、それ以外の金属表面では導体のままである。
このように、ＬＦやＨＦ帯など低い周波数では、交信電磁波がスリット１１の絶縁被覆を透過するので、図６の（Ｄ）に示したように、スリットのある領域があたかも一体化した高周波の磁力線φ１及びφ２の貫通する等価的絶縁体板１Ｓとみなせる。
【００２９】
以上述べたとおり、本実施例では、保護金具が、周波数が低いか高いかにより相反する二面性を持つという機能を発揮する。すなわち、スリット入り金属アーム構造が、低い周波数では等価的絶縁体板１Ｓ（図６の（Ｄ））、高い周波数では等価的導体板１Ａ（図５の（Ｅ）になるという相反する２面性の性質をもつ。従って、スリット入り金属アーム構造のスリット直下にインレット４を設置することで、低い周波数では保護金具を電磁波が透過するようにさせ、高い周波数では電磁波がアームと電磁結合し共振するようにさせることで高い感度を得ることのできる、広帯域保護金具を提供可能とする。
さらに、インレットが露出することなく金属で覆われるため、機械的強度や静電気やサージ電流などに対して、内部ＩＣ部分の高い保護性能を維持しながらＬＦからマイクロ波に至る広い帯域のＲＦＩＤタグのインレットに対して共通に使用できる保護金具を提供することができる。
【００３０】
このように、本発明の実施例１における保護金具は、１つ以上の金属棒又は金属板からなる金属体を、絶縁被覆を介して交互に配置し一体化させた例えば櫛状スリット入り金属アームによる保護金具であって、ＬＦやＨＦ帯など低い周波数では、該アームの絶縁被覆が渦電流を阻止し、交信電磁波が絶縁被覆を透過、すなわち該電磁波で該アームを見た時、あたかも一体化した絶縁体とみなせ、該アームは、ＵＨＦやマイクロ波帯など格段に高い周波数では、アーム金属のスリット状絶縁被覆が格段に低いインピーダンスとなり、該アーム表面に分布する高周波電流が、スリット状絶縁被覆を電磁結合しながら連続に流れる、すなわち高い周波数でスリット入り金属アームを見た時、あたかも一体化した導体とみなせるという周波数が低いか高いかにより相反する二面性の性質を持つ。
【００３１】
また、本発明の広帯域のＲＦＩＤインレットの保護金具において、機械的外力及び溶接電流や静電気などの電気的衝撃、さらに熱衝撃から内部に収納する重要なＩＣチップ部分を強力に保護するために、保護金属体（保護金属体１）の材料は、切削や折り曲げ加工がしやすく安価なコストで調達が可能である金属材料がふさわしい。金属材料の選択は、保護金具をアンテナと兼用させたり連続して形成させたりするのに好都合である。高周波の電流、電圧を扱う場合の導体として、非金属で導電性を示す炭素や豊富なイオンを含む個体の無機又は有機材料が考えられる。安価で低い導電率と切削性、耐熱性などの優れた特性を備えた非金属材料があれば、これを金属材料の代わりに使用しても良い。
【実施例２】
【００３２】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。  
本発明のアンテナの保護金具において、ＬＦやＨＦの交信電磁波では、スリット入り金属アーム部のスリットの絶縁特性により電磁波透過を助長することができる。また、ＵＨＦやマイクロ波帯の交信電磁波では、アンテナ構造の寸法を例えば金具の長い辺をＵＨＦの交信電磁波に共振させ、短い辺をマイクロ波に共振させて、感度を向上させる。このような、共通の保護金具とすることが出来る。
本発明の第２の実施例によれば、保護金属体１の軸方向の外形寸法が、ダイポールアンテナの寸法、あるいは、電磁波共振モードの寸法に設定される。
例えば、図５における外形寸法をＤｕ、ネジ止め固定位置から保護金属体１の先端までの長さをＤmとしたとき、Ｄｕ、Ｄmを次式の関係に設定することにより、アンテナの感度を向上させることが出来る。
Ｄｕ＝λ／２＝λu／（２√（εr・μr））
なお、ＵＨＦ波において、
λu：ＵＨＦ波の真空中の波長、εr：絶縁体を形成する媒質の比誘電率、μr：絶縁体を形成する媒質の比透磁率とする。
電磁波共振モードの1つであるＴＭ基本モードのときは、
Ｄｕ＝１．８４１・・λu／（π√（εr・μr））
但し、１．８４１・・は、第一種ベッセル関数の導関数の最小根
Ｄm＝λm／（４√（εr・μr））
λm：マイクロ波の真空中の波長
また、保護金属体１の軸方向に直角な方向の幅をＷとすると、Ｗは、マイクロ波共振寸法、たとえば、
W=λm／（２√（εr・μr））
で与えられるダイポール寸法、あるいは
W=１．８４１・・λm／（π√（εr・μr））
で与えられる電磁波共振モード寸法（TM１１モード）に選ぶと感度向上において一層効果的となる。
一方、ＬＦ／ＨＦ帯の交信電磁波では、保護金具での共振はなく、外形寸法の最適化により感度を上げることは困難である。しかし、スリット入り金属アームのスリットの本数が多い程、スリット幅が広い程、電磁波の透過を助長しやすくするので、この観点での電磁波放射の効率向上を図ることが出来る。反面、機械的な強度が低下する。従って、実用化にあたっては、双方を勘案して決めればよい。
【実施例３】
【００３３】
実施例１、２は、ＬＦからマイクロ波に至る広い帯域に対応する複数のＲＦＩＤタグインレットのずれか１つを択一的に絶縁層内の挿入ホールに設置して共用化を図るものであった。これに対し、絶縁層内に同時に２種類のアンテナ、すなわち、図３Ｂに示した［共用区分の例１］の「第１の周波数帯域群」と「第２の周波数帯域群」から各々１つ、あるいは、［共用区分の例２］の「棒状アンテナ帯域」と「コイルアンテナ帯域」から各々１つのアンテナを選んで、これら２種類のアンテナのインレットを同時に１つの保護金具に収納するようにしても良い。
【００３４】
本発明の第３の実施例として、上記２種類のアンテナのインレットを同時に１つの保護金具に収納する構成について、図７Ａ〜図７Ｂで説明する。  
図７Ａは、ＲＦＩＤタグインレットの外観を示す斜視図である。保護金属体１は中央に１つのスリット１１０が形成されている。第１の実施例とは異なり、保護金属体１の下方部は折り曲げられて金属基板２と一体化されている。インレットは絶縁層３内の挿入ホールに設置される。図７Ｂは、２種類のアンテナに対応するいわば複合のインレット４００の構成例を示す斜視図であり、例えば、ＬＦ／ＨＦ帯のアンテナ８１０とＩＣチップ７１０を有するインレット４１０、及び、ＵＨＦ／マイクロ波帯のアンテナ８２０とＩＣチップ７２０を有するインレット４２０が、両アンテナのアンテナループ面が干渉を避けるために直交するようにして、かつ、離間して配置された状態で１つにセットされ、樹脂材などの媒質内に例えば立体のインレット４として一体に形成される。あるいは、ＬＦ／ＨＦ帯のいずれかのアンテナ８３０とＩＣチップ７３０を有するインレット４３０、及び、ＵＨＦ／マイクロ波帯のいずれかのアンテナ８４０とＩＣチップ７４０を有するインレット４４０が、両アンテナのアンテナループ面が直交するようにして、かつ交差する位置に配置された状態で１つにセットされ、樹脂材などの媒質内に例えば立体のインレット４００として一体に形成される。このようにして形成された複合のインレット４００は、絶縁層３としてスリット入り金属アームの直下に設置される。その他、スリットの方向と各アンテナの位置、向きの関係などは、前の実施例と同じである。
保護金属板１の軸方向の長さＤ、すなわちスリット入り金属アームの長さＤを、挿入するＵＨＦ又はイクロ波帯の周波数で共振する寸法にすると、ＵＨＦ／マイクロ波帯に関しては高い感度が得られる。
なお、ＬＦ／ＨＦ帯のいずれかのアンテナと、ＵＨＦ／マイクロ波帯の双方のアンテナ、すなわち３つのアンテナを１つにセットしてインレット４００を形成しても良い。
また、上記２種類のアンテナに対応するインレットを一体形成する代わりに、絶縁（媒質）層３内に挿入ホールを設けてここに２種類のアンテナに対応するインレットを２個同時に設置するようにしても良い。
【実施例４】
【００３５】
次に、本発明の第４の実施例として、ＵＨＦ／マイクロ波帯とＬＦ／ＨＦ帯の、少なくとも２種類のアンテナに対応する複合のインレットを１つの保護金具に収納する構成について、図８Ａ〜図８Ｂで説明する。  
図８Ａは、ＲＦＩＤタグインレットの外観を示す斜視図である。図８Ｂの（Ａ）は、底の金属基板２と一体化された保護金属体１の外観を示す斜視図、（Ｂ）はインレットが内装された絶縁（媒質）層３の外観を示す斜視図である。第１の実施例とは異なり、保護金属体１の側辺が下方に延び、さらに内側に折り曲げられて金属基板２と一体化されている。保護金属体１の中央には、例えば打ち抜きにより１つのＨ字型のスリット１１２が形成されている。この例では、絶縁層３内に上記２種類のアンテナに対応する複合のインレットが一体的に構成されている。
Ｈ字型のスリット１１２は、ＬＦ／ＨＦ帯のインレットに対して渦電流阻止の役割がある。保護金属体１には、Ｈ字型のスリット１１２により、向かい合う一対のアームが形成されている。実施例３と異なりスリット入り金属アーム部が金属平面の内部に形成され、1対のアームのまわりにH字形模様となるスリットが形成されている。保護金属体１の全長を決める外形寸法は、ＵＨＦ／マイクロ波帯の電磁波の波長で共振するサイズとする。すなわち、Ｈ字型のスリットの長さは、媒質中の波長をλg、空気中又は真空中の波長をλoとしたとき、アームの長が中央から上下軸方向に各々、略λg／４であり、保護金属体１の全長さが略λo／２である。
ちなみに
λｇ=λo／（√（εr・μr））
である。
【００３６】
図８Ｂの（Ｂ）に示したように、ＬＦ／ＨＦ帯のチップ７５０とアンテナ８５０、ＵＨＦ／マイクロ波帯のチップ７６０とアンテナ８６０とは、媒質中に上下に重ねて配置されている。ＵＨＦ／マイクロ波帯の電磁波が媒質内部へ供給されるように、向かい合う一対のアームの先端は接触しない距離に接近して配置される。すなわち、一対のアームの先端間のギャップをＧapとすると、ＧapはＵＨＦ／マイクロ波帯の共振を阻害しない幅、換言すると、おおむね、λg／２０程度とする。Ｇapが大きいと、機械的衝撃に対する強度が低下し、狭いと、ＬＦ／ＨＦ帯の電磁波交信の感度を低下させるという関係にあるので、使用目的に応じて、Ｇapのサイズを決めればよい。
また、ＵＨＦ／マイクロ波帯の電磁波のインレットを樹脂材などの媒質３中に充填封入する際に、金属ケースに接触しないようにすれば、感度を高めることが出来るだけでなく、水分の浸入に対してインレットを腐食から保護できる。
【実施例５】
【００３７】
次に、本発明の第５の実施例として、ＵＨＦ／マイクロ波帯とＬＦ／ＨＦ帯の、少なくとも２種類のアンテナに対応する複合のインレットが一体的に構成され、このインレットを１つの保護金具に収納する他の構成例について、図９Ａ〜図９Ｂで説明する。なお、本実施例は、実施例４に示した、金属基板２と一体化された保護金属体１を用いるものとし、絶縁（媒質）層３のインレットの構成のみが異なる。
図９Ａ〜図９Ｂに示したように、ＬＦ／ＨＦ帯のチップ７８０とアンテナ８８０、ＵＨＦ／マイクロ波帯のチップ７７０とアンテナ８７０とは、媒質３中に上下に離間して、上面から見ると重ねて配置されている。すなわち、ＵＨＦ／マイクロ波帯のアンテナ８７０がステップを有する形状に形成され、その低い段の部分の上にＬＦ／ＨＦ帯のチップ７８０とアンテナ８８０が配置されている。
【実施例６】
【００３８】
次に、本発明の第６の実施例として、ＵＨＦ／マイクロ波帯とＬＦ／ＨＦ帯の、少なくとも２種類のアンテナに対応する複合のインレットが一体的に構成され、このインレットを１つの保護金具に収納する他の構成例について、図１０Ａ〜図１０Ｂで説明する。なお、本実施例は、実施例４に示した、金属基板２と一体化された保護金属体１を用いるものとし、絶縁（媒質）層３のインレットの構成のみが異なる。
図１０Ａに示したように、ＬＦ／ＨＦ帯のチップ７９５とアンテナ８９５、ＵＨＦ／マイクロ波帯のチップ７９０とアンテナ８９０とは、媒質３中に軸方向に離間して配置されている。すなわち、ＵＨＦ／マイクロ波帯のアンテナとＬＦ／ＨＦ帯アンテナが分離して、かつ、軸線Ａ−Ａ’に沿って配置されている。
【実施例７】
【００３９】
次に、本発明の第７の実施例について、図１１Ａ〜Ｂで説明する。図１１ＡはＲＦＩＤタグの斜視図で、図１１Ｂは複数のインレットを収納する部位すなわち各インレット挿入ホール４１、４２、４３、４５（図中の矩形の点線枠）を示す図である。 
本実施例では、広帯域対応の保護金具１の直下に配置される絶縁（媒質）層３が、複数のＲＦＩＤインレットの収納個所を有する。広帯域対応の保護金属体１には、各周波数帯域のＲＦＩＤインレットに対応した各種金属アームが用意される。ＬＦやＨＦ帯のインレット４３、４５はスリット有り金属アーム１１７及び１１８の直下のインレット挿入ホール３１へ、ＵＨＦやマイクロ波帯のインレット４１、４２では渦電流を発生させない電磁波の交信経路をとることが出来るため、アームの周辺にアームを共振させるためのスリットを作ればよくアーム自身にスリットを作りこむ必要が無い。このためＵＨＦやマイクロ波帯のインレットはスリット無し金属アーム１１５及び１１６直下のインレット挿入ホール３１へ設置する。アーム１１５はＵＨＦ帯用でその長さＤｕはモノポールアンテナ長、アーム１１６はマイクロ波帯用でその長さＤmはモノポールアンテナ長とし、これらのアームは感度を高めるために共振を助長する長さとする。ちなみにモノポールアンテナはダイポールアンテナに比べ略半分に出来るのでＲＦＩＤタグの小型化に都合がよい。なお、Ｇは保護金属体１の長手方向の全長とする。
Ｄｕ＝λu／（４√（εr・μr））
Ｄm＝λm／（４√（εr・μr））
一方、ＬＦ帯に対応するアーム１１７、ＨＦ帯に対応するアーム１１８に関し、それらの交信周波数では保護金具での共振は困難で、外形寸法の変更は使用目的に合わせ自由にできる。主にインレットを機械的に保護する機能を有する。しかし、スリット幅が広い程電磁波の透過を助長しやすくするので、この観点において感度は向上を図ることが出来る。
以上の配置により、各アームに対応するそれぞれの収納個所に、ＬＦ、ＨＦ、ＵＨＦまたはマイクロ波帯の所望のＲＦＩＤインレットを入れ、それぞれの周波数でそれぞれ独立にＲＦＩＤインレットが機能する。
【符号の説明】
【００４０】
１…保護金属板、
１Ａ…等価的導体板、
１Ｓ…等価的絶縁体板、
２…底層の金属基板、
３…絶縁層、
４…ＲＦＩＤインレット、
５…連結部、
６…ネジ、
７…ＩＣチップ、
８…微小ループアンテナ、…、…、…、…、…、
１１…スリット、
３１…インレット挿入ホール、
４１、４２、４３、４４、４５、４６…インレット、
６１、６２、６３…ネジ穴、
８１、８２、８３、８４、８５、８６…微小ループアンテナ、
１１０、１１２スリット、
１１５、１１６…スリット無し金属アーム、
１１７、１１８…スリット有り金属アーム、
４００，４１０，４２０，４３０，４４０…インレット、
７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０、７７０、７８０、７９０、７９５…ＩＣチップ、
８１０、８２０、８３０、８４０、８５０、８６０、８７０、８８０、８９０、８９５…微小ループアンテナ、
λｇ…媒質中の波長、
λo…真空中の波長、
i、…高周波電流、
iz…渦電流、
Du…ＵＨＦの周波数に共振する寸法、
W…マイクロ波の周波数に共振する寸法、
Dm…マイクロ波の周波数に共振する寸法、
D…スリット入り金属アーム部、
φ１…高周波の磁力線、
φ２…高周波の磁力線、
φ３…高周波の磁力線、
Gap…向かい合う一対のアームの先端間ギャップ、
G…保護金属体全長。
【図１】
2011204130.tif 000003
【図２】
2011204130.tif 000004
【図３Ａ】
2011204130.tif 000005
【図３Ｂ】
2011204130.tif 000006
【図４Ａ】
2011204130.tif 000007
【図４Ｂ】
2011204130.tif 000008
【図５】
2011204130.tif 000009
【図６】
2011204130.tif 000010
【図７Ａ】
2011204130.tif 000011
【図７Ｂ】
2011204130.tif 000012
【図８Ａ】
2011204130.tif 000013
【図８Ｂ】
2011204130.tif 000014
【図９Ａ】
2011204130.tif 000015
【図９Ｂ】
2011204130.tif 000016
【図１０Ａ】
2011204130.tif 000017
【図１０Ｂ】
2011204130.tif 000018
【図１１Ａ】
2011204130.tif 000019
【図１１Ｂ】
2011204130.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月23日(2010.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施例になる保護金具付きＲＦＩＤタグの平面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ’断面を示す図である。
【図３Ａ】図１の保護金具付きＲＦＩＤタグを展開し分解した状態を示す図である。
【図３Ｂ】通信に使用される周波数帯域と、本実施例のＲＦＩＤタグのインレット４との関係を示す図である。
【図４Ａ】第１の実施例における、絶縁層に対するインレットの挿入について説明する図である。
【図４Ｂ】異なる周波数帯域のＲＦＩＤタグ用インレットを、同じ外形サイズの直方体として構成した例を示す図である。
【図５】ＵＨＦやマイクロ波帯のインレットに対して、同じ保護金具を兼用できる理由を説明する図である。
【図６】ＬＦやＨＦ帯の周波数のインレットに対して、同じ保護金具を兼用できる理由を説明する図である。
【図７Ａ】実施例３における、ＲＦＩＤタグインレットの外観を示す斜視図である。
【図７Ｂ】実施例３における、インレットの構成例を示す斜視図である。
【図８Ａ】実施例４における、ＲＦＩＤタグインレットの外観を示す斜視図である。
【図８Ｂ】実施例４における、保護金属体や絶縁層の外観を示す斜視図である。
【図９Ａ】実施例５おける、絶縁層の外観を示す斜視図である。
【図９Ｂ】図９Ａの縦断面を示す図である。
【図１０Ａ】実施例６おける、絶縁層の外観を示す斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０の縦断面を示す図である。
【図１１Ａ】実施例７における保護金属体の外観を示す斜視図である。
【図１１Ｂ】実施例７における保護金属体の構造を示す平面図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本発明の第１の実施例を、図１〜図６により説明する。  
図１は本発明の第１の実施例になる保護金具付きＲＦＩＤタグの平面図、図２は図１のＢ−Ｂ’断面を示している。また、図３Ａは、保護金具付きＲＦＩＤタグを展開し分解した状態を示している。保護金具付きＲＦＩＤタグは、表層の保護金属板１と、底層の金属基板２と、中間の絶縁層３の３層構造になっている。保護金属板１は、該金属板の長手方向にその途中まで平行に延びる1本若しくは複数のスリット１１を有している。スリット１１内には空気による絶縁空間又は絶縁材料などの充填による絶縁層あるいは絶縁膜（これらを以下、単に絶縁被覆）が設けられている。換言すると、スリット１１の幅は、渦電流を阻止できる程度の絶縁抵抗の厚みの絶縁被覆があればよい。保護金属板１の長手方向の下方部分は、バラバラにならないようにスリットの無い連続した一体の板部材となっている。図３Ａに示したように、保護金属板１、絶縁層３、及び金属基板２は各々ネジ穴６１、６２、６３を有し、ネジ６でこれら３層構造のＲＦＩＤタグが取付けるべき金属対象物に固定される。中間の絶縁層３には、その中央よりも上側の領域で、かつ、保護金属板１のスリット１１の直下の位置に、ＲＦＩＤインレット４を収納するためのインレット挿入ホール３１が設けられている。インレット挿入ホール３１やＲＦＩＤインレット４の平面形状は、矩形、台形、矩形と楕円の組み合わせ、あるいはその他の形状でも良い。なお、図2、図3A、図４Aなどに連結部５の実現方法の例が示されている。連結部５は、主に帯電防止の接地構造及び機械的強度を向上させるための支柱の役割を有し、保護金属板１と金属基板２とが細い金属部材からなる連結部５を介して接続されている。ただし、帯電防止や機械的強度が不要の場合は省略できる。また、接地構造は、金属製のネジ６で代替することもできる。
本実施例の保護金具は、保護金属体１の一部に、スリット１１を、1本若しくは複数本の切り込むようにしたスリット入り金属アーム（図１参照）が形成されるものの、保護金属体１のスリットを含まない他の部分はスリットやアームがばらばらにならないように束ねる構造とし、機械的強度維持のため、あるいはＵＨＦやマイクロ波帯におけるアンテナの共振部分の役割も兼用させるために、一体化した金属部材で構成されるのが好適である。この保護金具は、機械的電気的衝撃から内部のインレットを保護する機能を有すると共に、後で述べるように、広い周波数帯域の複数種類のＲＦＩＤタグ用インレットを収納可能にする機能を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本実施例の保護金具１は、ＲＦＩＤインレット４をスリット入り金属アームの下に収納することで、機械的電気的衝撃からこのインレットを保護する金具であって、ＬＦからマイクロ波帯のいずれの周波数帯であっても動作可能な広帯域特性を持つ。インレット４をスリット１１入りの金属アームの直下に保護するとき、このインレット４を格納する絶縁体で構成された中間層３に格納する。
なお、金属基板２は、ＲＦＩＤタグを金属部材に直接固定する場合には、これを省略することも出来る。また、ネジ６の代わりに接着材を用いてＦＩＤタグを金属部材などに固定するなど、他の固定接着手段を用いても良い。金属基板２を省略する場合および、帯電防止の電気的接地および機械的強度を向上させる場合は、保護金具１と金属部材とを接続する細い連結部５に相当する部材が必要となる。
インレット挿入ホール３１には、ホールの形状に合わせたインレット４が挿入される。インレット４は、ＬＦからマイクロ波、さらにはミリ波に至る広い周波数帯域に対応した複数種類のＲＦＩＤタグ用インレットであり、これらは、挿入ホール３１に組み込みやすくするため実質的に同じ外形サイズに統一されるのが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
１…保護金属板、
１Ａ…等価的導体板、
１Ｓ…等価的絶縁体板、
２…底層の金属基板、
３…絶縁層、
４…ＲＦＩＤインレット、
５…連結部、
６…ネジ、
７…ＩＣチップ、
８…微小ループアンテナ、
１１…スリット、
３１…インレット挿入ホール、
４１、４２、４３、４４、４５、４６…インレット、
６１、６２、６３…ネジ穴、
８１、８２、８３、８４、８５、８６…微小ループアンテナ、
１１０、１１２スリット、
１１５、１１６…スリット無し金属アーム、
１１７、１１８…スリット有り金属アーム、
４００，４１０，４２０，４３０，４４０…インレット、
７１０、７２０、７３０、７４０、７５０、７６０、７７０、７８０、７９０、７９５…ＩＣチップ、
８１０、８２０、８３０、８４０、８５０、８６０、８７０、８８０、８９０、８９５…微小ループアンテナ、
λｇ…媒質中の波長、
λo…真空中の波長、
i、…高周波電流、
iz…渦電流、
Du…ＵＨＦの周波数に共振する寸法、
W…マイクロ波の周波数に共振する寸法、
Dm…マイクロ波の周波数に共振する寸法、
D…スリット入り金属アーム部、
φ１…高周波の磁力線、
φ２…高周波の磁力線、
φ３…高周波の磁力線、
Gap…向かい合う一対のアームの先端間ギャップ、
G…保護金属体全長。
【手続補正５】
【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】
保護金具に組み込まれたＲＦＩＤインレットを備えたＲＦＩＤタグであって、
保護金属板と、
該保護金属板に固定される絶縁層とを有し、
前記保護金属板は、長手軸方向に延びる少なくとも１つのスリットを有し、該スリットは前記保護金属板の表面に発生する渦電流を阻止する機能を有しており、
前記絶縁層は、前記保護金属板に形成される前記スリットの直下の位置において、前記ＲＦＩＤインレットを保持する機能を有しており、
該絶縁層に、ＬＦ帯域、ＨＦ帯域、ＵＨＦ帯域およびマイクロ波帯域の各帯域のＲＦＩＤタグのインレットを、択一的に収納可能に構成されている
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
請求項１において、
前記保護金属板は、その先端から前記絶縁層への固定位置まで、スリット入り金属アーム部が形成されており、
該スリットは前記保護金属板の一部を櫛状に分離し絶縁被覆が入り込む構造を有しており、
前記絶縁層は、前記スリット入り金属アーム部の直下において前記インレットを収納する１つのインレット挿入ホールを備えている
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
請求項１において、
前記ＬＦ帯域、ＨＦ帯域、ＵＨＦ帯域およびマイクロ波帯域の各帯域に対応するＲＦＩＤタグのインレットは、外形が実質的に同じサイズに構成されている
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
請求項３において、
前記ＵＨＦ帯域のＲＦＩＤタグのインレットを構成する微小ループアンテナのループ面が前記保護金具の上面又は下面に直交するように、さらに、前記微小ループアンテナが前記スリットの直下に位置するようにして、前記インレットが前記絶縁層の挿入ホールに設置される
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
請求項３において、
前記マイクロ波帯域ＲＦＩＤタグのインレットを構成する微小ダイポールアンテナの軸方向を前記保護金具の軸方向と一致させ、前記インレットが前記絶縁層内の挿入ホールに設置される
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
請求項１において、
前記保護金属板は、前記スリットを複数有しており、該スリットにより複数の切り込みの入ったスリット入り金属アームを前記長手方向に概略平行に形成し、これらを一体化させたものであり、
前記絶縁層は、前記スリット入り金属アームが形成された保護金属板の直下位置に設けられたインレット挿入ホールを有している
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
請求項６において、
前記保護金属板は、
ＬＦやＨＦ帯など低い周波数では、前記スリット入り金属アームのスリット状の絶縁被覆が渦電流を阻止し、交信電磁波が絶縁被覆を透過することにより、該電磁波で該アームを見た時、あたかも一体化した絶縁体とみなせ、
ＵＨＦやマイクロ波帯など格段に高い周波数では、前記金属アームのスリット状の絶縁被覆が格段に低いインピーダンスとなり、前記金属アームの表面に分布する高周波電流が、スリットを電磁結合しながら連続に流れ、高い周波数で該スリット入り金属アームを見た時、あたかも一体化した導体とみなせるという、周波数の高低により相反する二面性の性質を持つ
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
請求項６において、
前記保護金属板は、保護金具各周波数共通に使用可能な広帯域保護金具としての機能を有し、
ＬＦやＨＦの交信電磁波では、前記スリット入り金属アームの絶縁特性により電磁波透過を助長し、
ＵＨＦやマイクロ波帯の交信電磁波では、該保護金属板の長い辺をＵＨＦの交信電磁波に共振させ、該保護金属板の短い辺をマイクロ波に共振させる
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項９】
保護金具に組み込まれたＲＦＩＤインレットを備えたＲＦＩＤタグであって、
保護金属板と、
該保護金属板に固定される絶縁層とを有し、
前記保護金属板は、長手軸方向に延びる少なくとも１つのスリットを有し、該スリットは前記保護金属板の表面に発生する渦電流を阻止する機能を有しており、
前記絶縁層は、保護金属板に形成される前記スリットの直下の位置において、前記ＲＦＩＤインレットを保持する機能を有しており、
該絶縁層は、ＵＨＦ又はマイクロ波帯のＲＦＩＤインレットから１つと、ＬＦ又はＨＦ帯のＲＦＩＤインレットから１つの２種類のインレットを、同時に収納するように構成されている
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１０】
請求項９において、
前記絶縁層は、ＬＦ又はＨＦ帯のいずれかのアンテナに対応するインレットと、及び、ＵＨＦ又はマイクロ波帯のいずれかのアンテナに対応するインレットが、互いに干渉して前記アンテナの機能を低下させることを避けるために該アンテナのアンテナ面が直交するようにして、かつ、該アンテナが離間して配置された状態で該絶縁層に埋設されている複合のインレットである
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１１】
請求項９において、
前記絶縁層は、ＬＦ又はＨＦ帯のいずれかのアンテナに対応するインレットと、及び、ＵＨＦ又はマイクロ波帯のいずれかのアンテナに対応するインレットとが、互いに干渉して前記アンテナの機能を低下させることを避けるために該アンテナのアンテナ面が直交するようにして、かつ該アンテナが交差する位置に配置された状態で該絶縁層に埋設されている複合のインレットである
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
請求項９において、
前記保護金属板に、１つのＨ字型のスリットにより向かい合う一対の金属アームが形成されており、
前記保護金属板の寸法は、ＵＨＦ又はマイクロ波帯の電磁波の波長で共振するサイズである
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
保護金具に組み込まれたＲＦＩＤインレットを備えたＲＦＩＤタグであって、
保護金属板と、
該保護金属板に固定される絶縁層とを有し、
前記絶縁層は、ＬＦ、ＨＦ、ＵＨＦ及びマイクロ波帯の各帯域に対応する複数のＲＦＩＤインレットの収納個所を有し、
前記保護金属板は、スリット入り金属アームとスリット無し金属アームとを有し、
前記ＬＦ及びＨＦ帯ＲＦＩＤインレットはスリット入り金属アームの直下にそれぞれ収納し、
前記ＵＨＦ及びマイクロ波帯のＲＦＩＤインレットはスリット無し金属アームの直下にそれぞれ収納し、
それぞれの周波数でそれぞれ独立に機能するように構成した
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記保護金属板のスリット無し金属アームの１つは、
該アームの寸法を、前記ＵＨＦ帯の１/４波長の共振寸法に一致させ、該アームの直下に前記ＵＨＦ波帯のＲＦＩＤインレットを収納し、該アームと電磁結合させるように構成され、
他の１つのスリット無し金属アームの寸法を、前記マイクロ波帯の１/４波長の共振寸法に一致させ、該アームの直下に前記マイクロ波帯のＲＦＩＤインレットを収納し、該アームと電磁結合させるように構成され、
前記保護金属板のスリット有り金属アームの１つは、前記スリットの絶縁特性により前記ＬＦ帯の交信電磁波が該アームを透過するようにして該アームの直下に前記ＬＦ帯のＲＦＩＤインレットを収納し該アームと電磁結合させない構成であり、
他の１つのスリット有り金属アームにおいては、前記スリットの絶縁特性により前記ＨＦ帯の交信電磁波が該アームを透過するようにして該アームの直下に前記ＨＦ帯のＲＦＩＤインレットを収納し該アームと電磁結合させない構成とした
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。