(57)【要約】【課題】  超小型ＩＣチップにも適用が可能で、紙や布等の柔軟な材料に組み込むことができ、しかも、送受信感度も十分に高めることができるＩＣタグ用アンテナを提供する。【解決手段】  ＩＣタグ１１のアンテナ１３を、ＩＣタグ１１とデータを授受する外部送受信機の周波数に対応した長さで、柔軟な素材に対応した柔軟性を有する金属細線で形成するとともに、その給電点にＩＣチップ１２を接続する。金属細線は、銅、モリブデン、金、銀、タングステン、アルミニウムのような金属で形成することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
柔軟な素材に取り付けられる非接触式ＩＣタグ用のアンテナであって、前記ＩＣタグとデータを授受する送受信機の周波数に対応した長さで、前記柔軟な素材に対応した柔軟性を有する金属細線で形成するとともに、その給電点にＩＣチップを接続したことを特徴とするＩＣタグ用アンテナ。
【請求項２】
前記金属細線は、銅、モリブデン、金、銀、タングステン、アルミニウムのいずれか一種、あるいは、伸展性の高い金属からなる細線の表面に金又は銀メッキを施したものであることを特徴とする請求項１記載のＩＣタグ用アンテナ。
【請求項３】
前記金属細線は、直径が１０〜７０μｍの金属細線、あるいは、一本の金属細線を編んで直径を１０〜７０μｍとした金属糸、あるいは、複数本の金属細線を撚って直径を１０〜７０μｍとした金属糸のいずれかであることを特徴とする請求項１記載のＩＣタグ用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＣタグ用アンテナに関し、詳しくは、紙や布のような柔軟性を有する素材に取り付けるＩＣタグに装着するのに適したアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣチップに記憶した多くのデータを非接触方式で送受信する非接触式ＩＣタグ（ＲＦＩＤ）が、従来のバーコードに変わる次世代の個体認識技術として期待されている。このＩＣタグは、ＩＣチップとアンテナとからなるものであり、ラベル型、カード型、スティック型等、様々な形状のものが開発されている。従来のＩＣタグ用アンテナは、ＩＣチップを取り付けた基板に導電塗料を所定形状、通常はコイル状にプリントしたり、所定形状のワイヤーを配置したりしたものが一般的であり、例えばＩＣカードとして繰り返し使用が可能な状態のＩＣタグとして使うため、全体的な強度が高く、サイズも大きいものであった（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−８８５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のように、基板上に実装した状態のＩＣタグは、商品に目立たないように組み込むことは難しく、また、コイル状に形成したアンテナは、折り曲げられるとコイル特性が変化するため、特性低下が著しく、通信距離が大幅に短くなるという問題がある。さらに、超小型ＩＣチップを金属箔片で挟んだ長方形のサンドイッチ・アンテナと称する薄型構造のアンテナも提案されているが、このアンテナ形式では、紙や布等の柔軟な材料に組み込むには柔軟性が不足し、さらに、横方向の幅があるためにＱが低下し、アンテナ効率が低下して通信距離が短くなるという、解決しなければならない問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、超小型ＩＣチップにも適用が可能で、紙や布等の柔軟な素材に組み込むことができ、しかも、送受信感度も十分に高めることができるＩＣタグ用アンテナを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のＩＣタグ用アンテナは、柔軟な素材に取り付けられる非接触式ＩＣタグ用のアンテナであって、前記ＩＣタグとデータを授受する送受信機の周波数に対応した長さで、前記柔軟な素材に対応した柔軟性を有する金属細線で形成するとともに、その給電点にＩＣチップを接続したことを特徴としている。
【０００６】
また、前記金属細線は、銅、モリブデン、金、銀、タングステン、アルミニウムのいずれか一種、あるいは、伸展性の高い金属からなる細線の表面に金又は銀メッキを施したものであることを特徴とし、さらに、直径が１０〜７０μｍの金属細線、あるいは、一本の金属細線を編んで直径を１０〜７０μｍとした金属糸、あるいは、複数本の金属細線を撚って直径を１０〜７０μｍとした金属糸のいずれかであることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のＩＣタグ用アンテナは、柔軟性を有する金属細線で形成されているので、このアンテナを小型ＩＣチップに接続したＩＣタグは、紙や布のような柔軟性を有する素材に取り付けても違和感がなく、紙や布を用いた紙幣や衣服にＩＣタグを一体的に目立たない状態で取り付けることが可能となる。また、送受信周波数に合わせてＱが高く、効率の良いアンテナ系を作ることができるので、ＩＣタグと送受信機との間の通信距離を大きくすることができ、ＩＣタグの利用範囲を大幅に拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明の第１形態例を示すもので、本発明のアンテナを用いたＩＣタグの一例を示す斜視図である。このＩＣタグ１１は、ＩＣチップ１２と、該ＩＣチップ１２に接続したアンテナ１３とで形成されている。なお、ＩＣチップ１２は、従来から用いられている各種構造、形状のものを任意に使用することができるので、詳細な説明は省略する。
【０００９】
アンテナ１３は、ＩＣタグ１１を取り付ける紙や布、あるいは、これらを素材とした紙幣や衣服等の柔軟性に対応した柔軟性を有する金属細線で形成されている。このような金属細線としては、銅、モリブデン、金、銀、タングステン、アルミニウム（これらの合金も含む）のような導電性が高く、伸展性の高い金属を、直径が１０〜７０μｍとなるように形成した金属細線や、伸展性の高い金属、例えば、鉄等の表面に金メッキや銀メッキを施した金属細線を使用することができる。また、アンテナ１３は、前記金属細線を単線の状態で用いることもできるが、一本の金属細線をリリアン編みのような編み方で編んだ金属糸や、複数の金属細線を撚った金属糸も使用可能である。
【００１０】
アンテナ１３の太さ（直径）は、送受信機の周波数における表皮効果を考慮して電流が流れる深さ以上の太さとする必要がある。また、使用する金属によっても多少は異なるが、一般的には、アンテナ１３として使用する状態での直径が１０μｍ未満だと、破断や抗張力等の機械的強度が不足するので、直径が１０μｍ未満の金属細線を使用する場合には、編んだり、撚ったりして直径を１０μｍ以上にすることが好ましい。逆に、直径が７０μｍを超えると十分な柔軟性が得られなくなることがある。
【００１１】
さらに、アンテナ１３を１０〜７０μｍの金属細線で形成することにより、アンテナ１３が外部からの電波に強く共振してＩＣチップ１２に高電力を供給するとともに、ＩＣチップ１２が発する応答信号強度も高めることが可能になる。なお、編んだり、撚ったりした糸の柔軟性は、この糸を構成する細線の柔軟性のままであり、破断や抗張力等の機械的強度は、糸の断面を構成する細線の本数と等しくなる。
【００１２】
アンテナ１３の長さＬは、ＩＣチップ１２とデータの送受信を行う外部送受信機の周波数の波長の１／２に設定されている。例えば、アンテナの長さＬは、周波数が２．４５ＧＨｚの場合は１／２波長の６．１２ｃｍ弱となり、同様に、周波数が１３．５６ＧＨｚの場合は１．１１ｃｍ弱となる。
【００１３】
ＩＣチップ１２は、アンテナ１３の中央の給電点に接続されている。ＩＣチップ１２とアンテナ１３との接続は、ＩＣチップ１２の大きさや形状、アンテナ１３の材質や構造等の条件に応じて最適なものを選択することができ、半田、圧着、導電性塗料や接着剤による接着、機械的な嵌め込み等の方法を採用することができる。
【００１４】
このように形成したＩＣタグ１１は、堅いものに取り付けて使用することもできるが、柔軟な紙や布に取り付けて使用するのに最適である。このような柔軟なアンテナ１３を有するＩＣタグ１１を紙や布からなる対象物に取り付けると、対象物の形状に沿うようにアンテナ１３を折り曲げることができる。また、対象物の長さが十分でない場合は、アンテナ１３をジグザグに折り曲げるなどして、アンテナ１３が電力供給用の電波に共振するようにアンテナ長を定めておけばよい。
【００１５】
ＩＣタグ１１を対象物に取り付ける方法は、主としてアンテナ１３を利用して行うが、対象物によって様々な方法を選択することができる。例えば、対象物が布の場合は、接着剤で接着してもよく、糸を用いて縫い付けることもでき、布中に編み込むことも可能である。また、対象物が紙の場合は、接着剤での接着の他、２枚の紙の間に挟み込んだり、紙を漉くときに同時に紙の中に漉き込んだりするなどの方法を用いることができる。さらに、紙幣等の価値が高い対象物の場合は、不透明なアンテナ１３の配置形状に特徴を持たせて紙幣の “透かし”と同じ偽造防止効果をもたせることもできる。
【００１６】
図２は、本発明の第２形態例を示すＩＣタグの斜視図である。本形態例は、ＩＣタグ１１のアンテナ１３と平行に補助アンテナ１４を付加してアンテナ１３の集電能力を高くした例を示している。この補助アンテナ１４は、前記アンテナ（主アンテナ）１３と同様の金属細線や金属糸を使用することもできるが、導電性塗料を所定位置にプリントして形成したり、繊維に銅等の金属をメッキした導電性糸を使用することもできる。また、補助アンテナ１４の長さは、主アンテナ１３の長さに対して９０〜１１０％の範囲が適当である。
【００１７】
このような補助アンテナ１４を適宜配置することにより、ＩＣタグ１１におけるアンテナ効率を改善することができ、送受信電力を増加させて検知距離を長くすることができる。また、このＩＣタグ１１と送受信を行う外部送受信機は、導波器となる一方の補助アンテナ１４からＩＣタグ１１及び反射器となる他方の補助アンテナ１４を含む平面に対して、偏波面が合えば、いかなる方向にでも設置することができる。さらに、ＩＣタグ１１とアンテナ１３、補助アンテナ１４を含む面と平行で、外部送受信機の反対側に、アンテナ１３，１４と絶縁された金属面を設置することにより、アンテナ効率を大幅に増加させることができる。
【００１８】
図３は、本発明の第３形態例を示すＩＣタグの斜視図である。本形態例は、外部送受信機とＩＣタグのアンテナとの相対的な向きが定まらず、偏波面が一致させることができない場合にも対応可能な状態としたものであって、前述のような直線偏波方式に対して、円偏波送受信方式を採用することにより、アンテナと外部送受信機との偏波面の不一致を解消するようにしている。
【００１９】
すなわち、ＩＣチップ１２の出力端子を２組で４個とし、対向する一組、２個の出力端子には、前記同様のアンテナ１３ａ，１３ａを接続するとともに、他の一組の出力端子には、前記アンテナ１３ａ，１３ａに対して位相を９０度ずらした状態のアンテナ１３ｂ，１３ｂを接続している。このとき、直交するアンテナ１３ａ，１３ｂのどちら側に給電するかで、右回転あるいは左回転が決まる。
【００２０】
図４は、本発明の第４形態例を示すＩＣタグの斜視図である。本形態例は、ＩＣチップ１２の出力端子が一組しかないＩＣチップ１２に、前記同様の直交するアンテナ１３ａ，１３ｂを接続する例を示している。すなわち、主となるアンテナ１３ａに対して、従となるアンテナ１３ｂは、アンテナ１３ａに、１／４波長の遅延線路１５を介して接続することにより、位相を９０度遅らせるようにしている。このように形成しても、前記第３形態例と同様の作用効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明のＩＣタグ用アンテナは、紙や布のような柔軟性を有するものにも、ＩＣタグを違和感なく取り付けることができる。また、ＩＣタグの送受信感度が高くなって外部送受信機との距離を大きくとれるので、様々な物品に取り付けて各種データの送受信を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１形態例を示すもので、本発明のアンテナを用いたＩＣタグの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２形態例を示すＩＣタグの斜視図である。
【図３】本発明の第３形態例を示すＩＣタグの斜視図である。
【図４】本発明の第４形態例を示すＩＣタグの斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１…ＩＣタグ、１２…ＩＣチップ、１３…アンテナ（主アンテナ）、１３ａ，１３ｂ…アンテナ、１４…補助アンテナ、１５…１/４波長の遅延線路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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