(57)【要約】【課題】本発明は電波の偏波方向に依存しない通信が可能であるダブルダイポールアンテナを備えていても、大きさの増大を抑制可能なセミアクティブタグを提供することを課題とする。【解決手段】基材上に備えられた１／２波長ダイポールアンテナ２と、その１／２波長ダイポールアンテナの長手方向に直交する方向の両側に配置された回路部Ａ１と回路部Ｂ３が、もう一つのダイポールアンテナとして機能することを特徴とするダブルダイポールアンテナ１０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に備えられた１／２波長ダイポールアンテナと、その１／２波長ダイポールアンテナの長手方向に直交する方向の両側に配置された回路部Ａと回路部Ｂが、もう一つのダイポールアンテナとして機能することを特徴とするダブルダイポールアンテナ。
【請求項２】
１／２波長ダイポールアンテナが形成された基材表面において、その１／２波長ダイポールアンテナの中心部にＩＣチップが接続されており、且つその１／２波長ダイポールアンテナの長手方向に直交する方向の両側に回路部Ａと回路部Ｂが配置され、１／２波長ダイポールアンテナの中心部にてＩＣチップに接続されることによってもう一方のダイポールアンテナとして備えられることにより得られたダブルダイポールアンテナを使用したセミアクティブタグ用インレットであって、
１／２波長ダイポールアンテナの長手方向に直交する方向における、回路部Ａおよび回路部Ｂの長さをそれぞれａおよびｂとし、回路部Ａと回路部Ｂの離間距離をｃとし、ダイポールアンテナの長手方向の長さをＬとする場合、ａ＋ｂ＋ｃがＬの値と等しいことを特徴とするインレット。
【請求項３】
前記回路部Ａおよび前記回路部Ｂは、それぞれ、センサ回路および電池搭載回路、または電池搭載回路およびセンサ回路であることを特徴とする請求項２に記載のインレット。
【請求項４】
請求項２または３に記載のインレットを使用したことを特徴とするセミアクティブタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、０．３〜３ＧＨｚ）帯の電波を使用するセミアクティブ型の電池付き非接触ＩＣタグ（セミアクティブタグとも称する。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＨＦ帯の電波を使用したセミアクティブタグは、特定の信号を検知した時にアクティブタグとして機能するＩＣタグである。特定の信号を検知するのはパッシブ方式で行い、検知した後はアクティブタグとしての機能を起動させる。アクティブタグとしての通信が終了した後は、機能を停止し電池の消耗を抑制する。そのため電池を内蔵しないパッシブタグよりも読み取り可能な通信距離が数ｍ〜数十ｍと長く、センサと通信に電池を使用するアクティブタグよりも電力消費が少なく電池寿命が長いという特徴を備えている。
【０００３】
ＵＨＦ帯の電波を使用したセミアクティブタグに使用されるアンテナにはダイポールアンテナが使用される。一本のダイポールアンテナを使用した場合、電波の偏波方向によっては、通信可能距離が著しく短くなる欠点を持っている。電波の偏波方向に依存せずに安定した通信距離を保つ技術としてダブルダイポールアンテナがある。ダブルダイポールアンテナとは、２つのダイポールアンテナが双方の中心部で直交する配置関係にあり、その中心部で各々ＩＣチップに接続されたダイポールアンテナを指す。
【０００４】
ダブルダイポールアンテナを使用した非接触ＩＣタグとしては、例えば特許文献１には、部材コストを大幅に削減すると共に、従来のＩＣタグと同等の高い受信性能を確保することができるダブルダイポールタイプのＩＣタグとその製造方法の提供を目的として、基材シート上にシングルダイポールアンテナを形成した２つのアンテナシートを用い、一方のアンテナシート（以下、「第１のアンテナシート」と呼ぶ）にＩＣチップを実装し、その上に、もう一方のアンテナシート（以下、「第２のアンテナシート」と呼ぶ）を、前記ＩＣチップを覆うように十字状に配置して積層し、対向する２つのダイポールアンテナの導体部同士を電気的に接続した構造のＩＣタグが開示されている。
【０００５】
このように、ダイポールアンテナを使用した非接触ＩＣタグにおいて、２つのダイポールアンテナを各々の中心で直交するように交差させて配置するダブルダイポールアンテナを採用した非接触ＩＣタグであるため、電波の偏波方向に依存しない通信が可能となる優れた技術である。
【０００６】
しかしながら、ダブルダイポールアンテナは十字に交差しているためシングルダイポールアンテナよりアンテナが占める面積が大きくなる欠点がある。また、それに加えて断線検知回路を有するアンテナやセンサ機能を有する外部からの引き込み回路を構成すると、非接触ＩＣタグ自体が大きくなってしまう問題がある。
【０００７】
また特許文献２には、非接触で充電機能及び信号送受信機能を備えたセンサ付きＩＣタグ若しくはセンサ装置の小型化を図ることを目的として、第１の基体に、外部装置から送信される電磁波を受信する第１のアンテナと、前記第１のアンテナが受信した電磁波を整流して電力として蓄える蓄電部と、前記蓄電部から供給される電力を変調して送電する第２のアンテナとを有し、第２の基体に、前記第２のアンテナと電磁結合する第３のアンテナと、前記第３のアンテナが受信した電磁波を整流した電力で動作するセンサ部とを有し、前記第１のアンテナは、前記第２のアンテナより大型であり、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナは、前記第１の基体の同一の面に設けられ、前記蓄電部は、前記第１の基体の前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナが設けられている面と反対側の面に設けられており、前記第１のアンテナと、前記第２のアンテナと、前記蓄電部とは、前記第１の基体を貫通するコンタクトホールを介して電気的に接続されていることを特徴とするセンサ装置が開示されている。
しかしながら、この技術においては、電波が無いエリアでは給電が行えないため、常時センシングが必要な場合でも、センサ回路を作動させることができない虞がある。
【０００８】
そのため、電波の偏波方向に依存しない通信が可能なダブルダイポールアンテナであるがアンテナの面積の増大は抑制させることが可能なセミアクティブタグが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−１５１５７６号公報
【特許文献２】特許第５０５２０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の事情に鑑み、本発明は電波の偏波方向に依存しない通信が可能であるダブルダイポールアンテナを備えていても、大きさの増大を抑制可能なセミアクティブタグを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決する手段として、本発明の第一の態様は、基材上に備えられた１／２波長ダイポールアンテナと、その１／２波長ダイポールアンテナの長手方向に直交する方向の両側に配置された回路部Ａと回路部Ｂが、もう一つのダイポールアンテナとして機能することを特徴とするダブルダイポールアンテナである。
【００１２】
従来、１／２波長ダイポールアンテナとして使用して来なかった、回路部をダイポールアンテナとして使用可能とする事によって、ダブルダイポールアンテナの問題であった占有面積の増大化を抑制可能とした。
【００１３】
また第二の態様は、第一の態様に記載のダブルダイポールアンテナを使用したことを特徴とするセミアクティブタグ用インレットである。
【００１４】
また第三の態様は、１／２波長ダイポールアンテナが形成された基材表面において、その１／２波長ダイポールアンテナの中心部にＩＣチップが接続されており、且つその１／２波長ダイポールアンテナの長手方向に直交する方向の両側に回路部Ａと回路部Ｂが配置され、１／２波長ダイポールアンテナの中心部にてＩＣチップに接続されることによってもう一方のダイポールアンテナとして備えられることにより得られたダブルダイポールアンテナを有するセミアクティブタグにおいて、
１／２波長ダイポールアンテナの長手方向に直交する方向における、回路部Ａおよび回路部Ｂの長さをそれぞれａおよびｂとし、回路部Ａと回路部Ｂの離間距離をｃとし、ダイポールアンテナの長手方向の長さをＬとする場合、ａ＋ｂ＋ｃがＬの値に等しいことを特徴とするセミアクティブタグである。
【００１５】
また第四の態様は、回路部Ａおよび回路部Ｂは、それぞれ、センサ回路および電池搭載回路、または電池搭載回路およびセンサ回路であることを特徴とする第三の態様に記載のセミアクティブタグである。
【００１６】
セミアクティブタグは、常時通信を行わず、パッシブ方式の特定の信号を検知するセンサ回路がその信号をキャッチした場合に、通信回路を作動させアクティブタグとして起動するため、常時通信回路を作動させるアクティブタグより電池寿命を長くすることができる。
しかしながら単なるダイポールアンテナでは電波の偏波方向に依存する通信となるため、電波の偏波方向に依存しない通信を可能とするにはダブルダイポールアンテナが必要となる。本発明のセミアクティブタグにおいては、ダブルダイポールアンテナとすることによりアンテナが占める面積の増大を抑制するため、センサ回路や電池搭載回路などの回路部の配線をアンテナとして使用することによって、アンテナが占める面積の増大を抑制したダブルダイポールアンテナを可能にした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のダブルダイポールアンテナによれば、１／２波長ダイポールアンテナと、それに直交する様に備えられた第二の１／２波長ダイポールアンテナが、従来ダイポールアンテナとして使用されていなかったセンサ回路や電池搭載回路などの回路部をダイポールアンテナとして使用する。そのため、アンテナが占める面積の増加を抑制することができる事に加え、電波の偏波方向に依存しない通信が可能となる。
【００１８】
また、本発明のセミアクティブタグによれば、本発明のダブルダイポールアンテナを使用しているため、アンテナが占める面積の増加を抑制することができ、また電波の偏波方向に依存しない通信が可能であり、且つ電池を搭載しているため、アクティブタグと同等の長い通信距離を確保できる上に、通常は通信に電池を使用しないため、電池の寿命を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のセミアクティブタグのインレットの構成を例示する説明図である。また、ＩＣチップ４を除けば、本発明のダブルダイポールアンテナを例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜ダブルダイポールアンテナ＞
本発明のダブルダイポールアンテナについて図１を用いて説明する。図１においてＩＣチップ４を除いた部分が本発明のダブルダイポールアンテナ１０である。
本発明のダブルダイポールアンテナ１０は、基材上に備えられた１／２波長ダイポールアンテナ２と、その１／２波長ダイポールアンテナ２の長手方向に直交する方向の両側に配置された回路部Ａ１と回路部Ｂ３が、もう一つのダイポールアンテナとして機能するダブルダイポールアンテナである。
【００２１】
回路部Ａ１と回路部Ｂ３は、センサ回路や電池搭載回路などの機能を担う電子回路であり、それぞれが閉じた回路を構成している。なお、ここでセンサ回路とは、パッシブ方式で特定の電波信号を検知可能なセンサ回路や断線検知回路などを含む。その他の回路が付加されていても構わない。また、電池搭載回路に他の機能を持つ回路が付加されていても構わない。
【００２２】
導電性材料は、受信する電波の波長と同等の長さであれば電波を受信するアンテナとなることができる。
そのため、回路部Ａ１と回路部Ｂ３は、それぞれ、平行に配置された２本の１／２波長ダイポールアンテナが各々の端部で接続されて平ループを形成した折り返しダイポールアンテナ（ｆｏｌｄｅｄ  ｄｉｐｏｌｅ  ａｎｔｅｎａ、フォールデッドダイポールアンテナとも称する。）を形成すると考えられる。そのため、回路部Ａ１と回路部Ｂ３によりダイポールアンテナを形成可能である。
【００２３】
本発明のダブルダイポールアンテナ１０においては、回路部Ａ１および回路部Ｂ３の１／２波長ダイポールアンテナ２の長手方向に直交する方向における長さをそれぞれａおよびｂとし、回路部Ａ１と回路部Ｂ３の離間距離をｃとし、１／２波長ダイポールアンテナ２の長手方向の長さをＬとする場合、ａ＋ｂ＋ｃがＬに等しい値であることが望ましい。ここでａ＋ｂ＋ｃがＬに等しいとは、ａ＋ｂ＋ｃが（１±０．２）Ｌであることを指し、以後も同様とする。
【００２４】
また、回路部Ａ１と回路部Ｂ３は、センサ回路と電池搭載回路あるいはその逆であっても良い。その他の機能を備えた回路が付加されても構わない。
【００２５】
なお、アンテナの構成として、アンテナの形状としてループ回路とアンテナ回路が分かれているものがあり、ループ回路とアンテナ回路が結合することで共振周波数が合うアンテナとなる場合がある。
上記で説明した構成では、センサ回路や電池搭載回路はループ回路の役割を担っていると考えられるため、センサ回路や電池搭載回路によってダイポールアンテナが形成されダブルダイポールアンテナになるというより、センサ回路や電池搭載回路がアンテナ回路とマッチングするダイポールアンテナとして機能すると考えられる。
【００２６】
＜セミアクティブタグのインレット＞
次に、本発明のセミアクティブタグ３０のインレット２０について説明する。
本発明のセミアクティブタグ３０のインレット２０は、本発明のダブルダイポールアンテナ１０に、ＩＣチップ４を実装した構成である。
【００２７】
すなわち、１／２波長ダイポールアンテナ２が形成された基材表面において、その１／２波長ダイポールアンテナ２の中心部にＩＣチップ４が接続されており、且つその１／２波長ダイポールアンテナ２の長手方向に直交する方向の両側に回路部Ａ１と回路部Ｂ３が配置され、１／２波長ダイポールアンテナ２の中心部にてＩＣチップ４に接続されることによってもう一方のダイポールアンテナとして備えられることにより得られたダブルダイポールアンテナを有するインレット２０である。
【００２８】
本発明のセミアクティブタグのインレット２０は、１／２波長ダイポールアンテナ２の長手方向に直交する方向における回路部Ａ１および回路部Ｂ３の長さをそれぞれａおよびｂとし、回路部Ａ１と回路部Ｂ３の離間距離をｃとし、１／２波長ダイポールアンテナ２の長手方向の長さをＬとする場合、ａ＋ｂ＋ｃがＬの値に等しいことを特徴とするセミアクティブタグである。
【００２９】
＜ダブルダイポールアンテナ、インレットおよびセミアクティブタグの製造方法＞
本発明のダブルダイポールアンテナ１０の製造方法は特に限定されないが、従来のプリント配線基板の製造技術とプリント配線基板に電子部品を実装する実装技術を使用して製造することができる。
【００３０】
例えば、インレット２０の基材上に、導体パターンを形成することによって１／２波長ダイポールアンテナ１０を形成する。例えば、基材上に接着された銅箔やアルミニウム箔などの金属箔を、フォトリソグラフィ工程を通すことによって形成可能である。また、基材上に接着された金属箔上にエッチングレジストをスクリーン印刷、その他の印刷技術によって所望のパターンとして印刷し、その後エッチング処理することによって所望のパターンを備えた１／２波長ダイポールアンテナ２を形成することができる。１／２波長ダイポールアンテナ２を形成する材料としては、金属箔だけでなく、各種の導体材料を使用することができる。例えば金属粉や金属微粒子を含有する導電性インキを基材上にベタで塗布した後、その表面にエッチングレジストパターンを形成後、エッチング処理しても良いし、導電性インキをスクリーン印刷などの印刷技術によって印刷しても１／２波長ダイポールアンテナ２を形成することができる。
【００３１】
なお、基材としては、絶縁性を備えたフレキシブルな材料からなるシート状またはフィルム状の基材であれば特に限定する必要は無く、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂基材を好適に使用することができる。
【００３２】
一方、１／２波長ダイポールアンテナ２とその中心部で直交する形で形成される回路部Ａ１と回路部Ｂ３の形成は、まず、通常の配線基板の製造技術を使用して、１／２波長ダイポールアンテナ２を形成するのと同時に実施することができる。
【００３３】
配線パターンを形成した後、回路部Ａ１と回路部Ｂ３に電子部品を実装することによって回路部Ａ１と回路部Ｂ３を形成することができる。電子部品の実装は、従来の技術を好適に使用可能である。例えば、半田付けやＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）により実施することができる。また導電性接着剤を使用しても良い。電子部品を実装後、必要であれば特定の電子部品に樹脂ポッティングを行い、保護することも可能である。
【００３４】
以上の様にして、本発明のダブルダイポールアンテナ１０を製造する事ができる。このダブルダイポールアンテナ１０を使用して、本発明のセミアクティブタグのインレット２０を製造する方法は、ＩＣチップ４を本発明のダブルダイポールアンテナ１０に実装すれば良い。ＩＣチップ４を実装するのは、通常、回路部Ａ１と回路部Ｂ３の製造時に行う電子部品の実装工程で、一緒にＩＣチップ４を実装すれば良い。そのため、本発明のダブルダイポールアンテナ１０と本発明のセミアクティブタグのインレット２０の製造工程を明確に区分けすることはできない。
【００３５】
本発明のセミアクティブタグのインレット２０を使用して、従来から使用されてきた非接触ＩＣタグの製造方法を使用して、本発明のセミアクティブタグ３０を製造することができる。具体的には、本発明のインレット２０を、樹脂フィルムの間に積層する方法や、樹脂モールドする方法、などによってタグとすることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・回路部Ａ
２・・・１／２波長ダイポールアンテナ
３・・・回路部Ｂ
４・・・ＩＣチップ
１０・・・ダブルダイポールアンテナ
２０・・・インレット
３０・・・セミアクティブタグ
【図１】
2019097138.tif 000003