(57)【要約】  無線周波数識別タグにおいて、薄くてフレキシブルで金属に貼り付けても通信でき、製造コストも低減する。  逆Ｆアンテナ（１０）は、放射エレメント（１１）、ショートピン（１２）、給電部（１３）、およびグランド地板（１４）を有し、フィルム（３０）の表面に平面状に形成されている。フィルム（３０）は、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどの絶縁フィルムであり、表面に形成された逆Ｆアンテナ（１０）の放射エレメント（１１）、ショートピン（１２）、および給電部（１３）が、電子機器などの金属筐体（４０）から突出するように貼り付けられる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属に貼り付け可能な無線周波数識別タグにおいて、
フィルムと、
前記フィルムに平面状に形成される逆Ｆアンテナと、
を有し、
前記フィルムは、形成された前記逆Ｆアンテナの放射エレメント、ショートピン、および給電部が前記金属から突出するように貼り付けられることを特徴とする無線周波数識別タグ。
【請求項２】
前記給電部は、前記放射エレメントの一端に形成され、前記ショートピンは、前記放射エレメントの両端の間に形成されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線周波数識別タグ。
【請求項３】
前記ショートピンの位置は、搭載される半導体装置のインピーダンスと整合するように決められることを特徴とする請求の範囲第２項記載の無線周波数識別タグ。
【請求項４】
前記ショートピンは、前記放射エレメントの一端に形成され、前記給電部は、前記放射エレメントの両端の間に形成されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線周波数識別タグ。
【請求項５】
前記給電部の位置は、搭載される半導体装置のインピーダンスと整合するように決められることを特徴とする請求の範囲第４項記載の無線周波数識別タグ。
【請求項６】
前記逆Ｆアンテナは、印刷によって前記フィルムに形成されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線周波数識別タグ。
【請求項７】
前記逆Ｆアンテナは、金属箔で形成され、前記フィルムに貼り付けられることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線周波数識別タグ。
【請求項８】
前記逆Ｆアンテナは、蒸着によって前記フィルムに形成されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線周波数識別タグ。
【請求項９】
前記逆Ｆアンテナは、前記フィルム上に積層された金属をエッチングすることにより形成されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線周波数識別タグ。
【請求項１０】
前記フィルムは、ポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の無線周波数識別タグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線周波数識別タグに関し、特に金属に貼り付け可能な無線周波数識別タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグなどの非接触タグは、無線通信によって情報を読み出し／書き込みを行うことができ、製品のロット管理や生産工程の履歴管理などの情報を管理することが可能である。そのため、現在の製品情報の管理に用いられているバーコードにとって代わるものと期待されている。【０００３】
従来、ＲＦＩＤタグでは、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚ等の周波数が用いられていたが、現在、９５３ＭＨｚ等のＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の使用も解禁となった。しかし、ＲＦＩＤタグは、ＰＣ（Personal Computer）筐体、計器、金属資材などの金属物体（高導電率物体）に貼り付けると、通信できなくなるという性質がある。【０００４】
これに対し、金属に貼り付けても通信可能にしたＲＦＩＤタグが存在し、インターメック社（米国）のEncapsulated Stick Tag、ＡＷＩＤ社（米国）のProx Link MT（APT1014）などがある。これらのＲＦＩＤタグは硬く、厚さが約４ｍｍもあり、製品等に貼り付けるタグとしては大きい。また、次のようなＲＦＩＤタグが提案されている。例えば、金属箔などで構成された磁性心材の両面にコイルを挟むように形成したＲＦＩＤ用アンテナコイルがある（例えば、特許文献１）。また、蛇行するシート上のコイルの間隙に磁芯部材が挿入された構造のＲＦＩＤ用アンテナコイルがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２５２５１８号公報
【特許文献２】特開２００２−１１７３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のＲＦＩＤタグは前述したように厚くて硬く、曲面に貼り付けて使用することは困難であるという問題点があった。
また、特許文献１，２では、コイルが磁性心材および磁芯部材を挟む形となり、構造が３次元構造で複雑であるため、製造コストがかかるという問題点があった。【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、薄くてフレキシブルであり、製造コストを低減できる、金属に貼り付けても無線通信可能な無線周波数識別タグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では上記問題を解決するために、図１に示すような金属に貼り付け可能な無線周波数識別タグにおいて、フィルム３０と、フィルム３０に平面状に形成される逆Ｆアンテナ１０と、を有し、フィルム３０は、形成された逆Ｆアンテナ１０の放射エレメント１１、ショートピン１２、および給電部１３が金属から突出するように貼り付けられることを特徴とする無線周波数識別タグが提供される。【０００８】
このような無線周波数識別タグによれば、フィルム３０に平面状の逆Ｆアンテナ１０を形成するので、薄くてフレキシブルであり、構造が簡単である。
また、フィルム３０は、形成された逆Ｆアンテナ１０の放射エレメント１１、ショートピン１２、および給電部１３が、金属から突出するように貼り付けられることにより、金属に貼り付けても無線通信できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の無線周波数識別タグでは、フィルムに平面状の逆Ｆアンテナを形成するようにしたので、薄くてフレキシブルであり、曲面に貼り付けて使用することができる。また、構造が簡単なので、製造コストを低減することができる。【００１０】
また、フィルムは、形成された逆Ｆアンテナの放射エレメント、ショートピン、および給電部が金属から突出するように貼り付けられるので、金属に貼り付けても無線通信することができる。【００１１】
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態に係るＲＦＩＤタグの平面図である。
【図２】図１の逆ＦアンテナとＩＣチップの等化回路を示した図である。
【図３】逆Ｆアンテナのショートピンの位置と容量値の関係を示した図である。
【図４】逆Ｆアンテナのショートピンの位置と抵抗値の関係を示した図である。
【図５】逆Ｆアンテナを銅張板に貼り付けたときの斜視図である。
【図６】逆Ｆアンテナのショートピンの位置と、容量値、抵抗値、および、電波の飛距離との関係について説明する図である。
【図７】図１のＲＦＩＤタグをノート型ＰＣの液晶背面に貼り付けた状態を示した斜視図である。
【図８】図１のＲＦＩＤタグをノート型ＰＣの指紋センサ隣に貼り付けた状態を示した斜視図である。
【図９】逆Ｆアンテナのスミスチャートのシミュレーションを示した図である。
【図１０】逆Ｆアンテナのスミスチャートの実測値を示した図である。
【図１１】特性変化のモデルとなる金属筐体に貼り付けられたＲＦＩＤタグの斜視図である。
【図１２】ＲＦＩＤタグ単体と金属筐体に貼り付けたときの周波数と容量値の関係を示した図である。
【図１３】ＲＦＩＤタグ単体と金属筐体に貼り付けたときの周波数とゲインの関係を示した図である。
【図１４】あるＩＣチップを半波長折り返しダイポールアンテナで無線通信したときの飛距離が２．１５ｍであったとき、このＩＣチップを図１のＲＦＩＤタグに適用した場合のゲインを示した図である。
【図１５】ＲＦＩＤタグの指向性を説明する図である。
【図１６】図１５のＲＦＩＤタグの指向性を示した図である。
【図１７】第２の実施の形態に係るＲＦＩＤタグの平面図である。
【図１８】逆Ｆアンテナのスミスチャートのシミュレーションを示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、第１の実施の形態に係るＲＦＩＤタグの平面図である。図に示すようにＲＦＩＤタグは、逆Ｆアンテナ１０と、ＩＣチップ２０と、フィルム３０とから構成されている。逆Ｆアンテナ１０は箔状の金属で、フィルム３０の表面に平面状に形成されている。なお、図１では、このＲＦＩＤタグが、例えば、電子機器の金属筐体４０に取り付けられているところを示している。【００１４】
逆Ｆアンテナ１０は、放射エレメント１１と、ショートピン（整合回路）１２と、給電部１３と、グランド地板１４とから構成されている。放射エレメント１１は、グランド地板１４の一辺と同じ長さで、並行となるように形成されており、一端は給電部１３と接続され、他端は開放となっている。また、放射エレメント１１の両端の間には、ショートピン１２が設けられ、グランド地板１４と接続されている。給電部１３とグランド地板１４の間には、ＩＣチップ２０が取り付けられており、ＩＣチップ２０は、逆Ｆアンテナ１０を介して、例えば、９５３ＭＨｚのＵＨＦ帯の電波でリードライタと無線通信をする。ＩＣチップ２０は、リードライタから受信したデータを書き込み、また、読み出したデータをリードライタに送信する。【００１５】
逆Ｆアンテナ１０が形成されたフィルム３０は、逆Ｆアンテナの放射エレメント１１、ショートピン１２、および給電部１３が、金属筐体４０から突出するように（金属筐体４０上から外れるように）貼り付ける。フィルム３０の金属筐体４０への貼り付けは、両面テープで貼り付けてもよいし、接着剤によって貼り付けるようにしてもよい。なお、図１では、グランド地板１４のショートピン１２と給電部１３が設けられている一辺が、金属筐体４０の一辺と一致するようにしてフィルム３０が貼り付けられ、金属筐体４０から、逆Ｆアンテナ１０の放射エレメント１１、ショートピン１２、および給電部１３が突出するようになっている。このように、放射エレメント１１、ショートピン１２、および給電部１３を、金属筐体４０と重ならないようにすることにより、リードライタとの無線通信が可能となる。【００１６】
逆Ｆアンテナ１０のグランド地板１４の大きさは、例えば、横ａが８０ｍｍ、縦ｂが４５ｍｍである。放射エレメント１１の長さは、グランド地板１４の横の大きさと同じであり、８０ｍｍである。放射エレメント１１とグランド地板１４との間隔ｃは５ｍｍである。放射エレメント１１、ショートピン１２、および給電部１３の幅ｄ，ｅ，ｆは１ｍｍである。ショートピン１２と給電部１３の間隔ｘは、ＩＣチップ２０のインピーダンスによって決まる。つまり、ショートピン１２の位置は、ＩＣチップ２０のインピーダンスと整合するように決める。なお、フィルム３０の大きさは、逆Ｆアンテナ１０がフィルム３０上に形成されるように、逆Ｆアンテナ１０の外枠と同じ大きさか、それよりも大きい大きさとする。また、前述の逆Ｆアンテナの大きさは一例であり、これに限るものではない。【００１７】
逆Ｆアンテナ１０の材料は、例えば、銅や銀、アルミニウムなどの金属である。逆Ｆアンテナ１０の厚さは、表皮効果による電流損失を考慮して決める。表皮効果は、逆Ｆアンテナを流れる電流の周波数と材料の導電率で決まり、例えば、材料が銅で、電波の周波数が９１３ＭＨｚであるならば、２μｍから３μｍ以上の厚さを必要とする。言い換えれば、逆Ｆアンテナ１０は、例えば、５０μｍ以下という薄さを実現できる。フィルム３０は、絶縁体であり、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いる。フィルム３０の厚さは、特に限定しない。【００１８】
逆Ｆアンテナ１０の製造方法は、例えば、銅箔を図１に示す形状に切り、フィルム３０に接着剤などで貼り付ける。または、例えば、銅をフィルム３０に、スクリーン印刷などによって図１に示す形状に印刷することにより、逆Ｆアンテナ１０を形成する。または、例えば、銅をフィルム３０に蒸着して、図１に示す形状の逆Ｆアンテナ１０をフィルム３０上に形成する。または、例えば、フィルム３０に積層された金属をマスキングしてエッチングすることにより、図１に示す形状の逆Ｆアンテナ１０をフィルム３０上に形成する。【００１９】
このように、フィルム３０に逆Ｆアンテナを形成することによって、簡単な構造のＲＦＩＤタグを実現でき、金属にＲＦＩＤタグを貼り付けてもリードライタと無線通信をすることが可能となる。また、フィルム３０に平面状の逆Ｆアンテナを形成するという簡単な構造から、金属の曲面にも貼り付け可能である。また、フィルム３０に平面状に逆Ｆアンテナを形成するので、製造が容易であり、製造コストを低減することができる。【００２０】
次に、ＲＦＩＤタグを金属筐体４０に貼り付けても通信可能となる原理について簡単に説明する。金属表面に電波が入射される場合、金属表面でその電波は反射される。このとき、反射された電波の電界の位相は、入射される電波の電界の位相に対して１８０度ずれ、金属内の電界は０となる。そのため、ＲＦＩＤタグ全体を金属筐体４０上に貼り付けると、電波を送受信することができなくなる。【００２１】
図１のＲＦＩＤタグでは、放射エレメント１１、ショートピン１２、および給電部１３を、金属筐体４０から突出するように取り付ける。そのため、放射エレメント１１、ショートピン１２、および給電部１３の部分には、金属筐体４０が存在せず、電波が金属筐体４０によって反射することがないので、無線通信が可能となる。【００２２】
次に、図１に示したＲＦＩＤタグの逆Ｆアンテナ１０とＩＣチップ２０の回路について説明する。
図２は、図１の逆ＦアンテナとＩＣチップの等化回路を示した図である。図に示すように逆Ｆアンテナ１０は、ＩＣチップ２０から見ると、抵抗Ｒ１とコイルＬ１の回路とみなすことができる。ＩＣチップ２０は、逆Ｆアンテナ１０から見ると、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２を有した回路とみなすことができる。なお、図中ノードＮ１は図１の給電部１３に対応し、ノードＮ２はグランド地板１４に対応する。【００２３】
ＩＣチップ２０の逆Ｆアンテナ１０から見たインピーダンスは、ＩＣチップ２０の内部回路によって決まっている（図２では、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ２）。そこで、逆Ｆアンテナ１０のインピーダンスを変えることによって、ＩＣチップ２０のインピーダンスに整合するようにする。【００２４】
逆Ｆアンテナ１０のインピーダンス（図２のコイルＬ１と抵抗Ｒ１の並列回路）は、図１で説明したように、ショートピン１２と給電部１３の間隔ｘを変えることにより、変えることができる。従って、逆Ｆアンテナ１０のショートピン１２の位置を、ＩＣチップ２０のインピーダンスと整合するように決める。【００２５】
ところで、逆Ｆアンテナ１０のアドミタンスは、図２の回路図より次の式（１）のように示される。また、ＩＣチップ２０のアドミタンスは、図２の回路図より次の式（２）のように示される。ただし、式（１），（２）のｊは虚数、ωは角周波数を示す。【００２６】
Ｙ＝（１／Ｒ１）＋（１／ｊωＬ１）…（１）
Ｙ＝（１／Ｒ２）＋ｊωＣ１…（２）
これにより、逆Ｆアンテナ１０とＩＣチップ２０のインピーダンスが整合するには、Ｒ１＝Ｒ２の関係を持たせ、無効電力をなくすように、ωＣ１＝１／ωＬ１の関係を持たせるように、ショートピン１２の位置を決める必要がある。【００２７】
次に、逆Ｆアンテナ１０のショートピン１２の位置と容量値の関係について説明する。
図３は、逆Ｆアンテナのショートピンの位置と容量値の関係を示した図である。図の横軸は、図１のショートピン１２の位置（間隔ｘ）を示し、縦軸は、逆Ｆアンテナの容量値Ｃｃｐ（ωＣｃｐ＝１／ωＬ１の関係がある）を示している。なお、図のグラフの×印は、図１で説明した大きさの逆Ｆアンテナ１０の、電波の周波数が９５０ＭＨｚにおけるシミュレーション結果を示している。【００２８】
例えば、ＩＣチップ２０の容量値が１．０ｐＦの場合、図のシミュレーション結果から、ｘの値を大体１８ｍｍに設定すれば、インピーダンス整合を取ることができることがわかる。また、例えば、ＩＣチップ２０の容量値が０．５ｐＦの場合、図のシミュレーション結果から、ｘの値を大体３５ｍｍに設定すれば、インピーダンス整合を取ることができることがわかる。【００２９】
なお、図のグラフの●印は、図１で説明した大きさの逆Ｆアンテナ１０の、電波の周波数が９５０ＭＨｚにおける実測値を示している。実測値は、大体シミュレーション結果に沿う値となっていることが分かる。【００３０】
次に、逆Ｆアンテナ１０のショートピン１２の位置と抵抗値の関係について説明する。
図４は、逆Ｆアンテナのショートピンの位置と抵抗値の関係を示した図である。図の横軸は、図１のショートピン１２の位置（間隔ｘ）を示し、縦軸は、逆Ｆアンテナの抵抗値Ｒａｐを示している。なお、図のグラフは、図１で説明した大きさの逆Ｆアンテナ１０の、電波の周波数が９５０ＭＨｚにおけるシミュレーション結果を示している。【００３１】
例えば、ＩＣチップ２０の抵抗値が１２５００Ωの場合、図のシミュレーション結果から、ｘの値を大体２０ｍｍに設定すれば、インピーダンス整合を取ることができる。また、例えば、ＩＣチップ２０の抵抗値が１７５００Ωの場合、図のシミュレーション結果から、ｘの値を大体２５ｍｍに設定すれば、インピーダンス整合を取ることができる。【００３２】
なお、図３，４に示すように、ショートピン１２の位置によって、逆Ｆアンテナ１０の容量値と抵抗値は別々に変化する。従って、一方のみの値を一致させるだけでなく、両方のシミュレーション結果の値を考慮して、ショートピン１２の位置を決定する必要がある。また、実際にＲＦＩＤタグを金属に貼り付けた場合、抵抗値がシミュレーションと大きく変わることもあり、ＲＦＩＤタグを貼り付ける金属によっても、抵抗値を調整する必要がある。【００３３】
次に、図１のＲＦＩＤタグを銅張板に貼り付けたときの、逆Ｆアンテナ１０のショートピン１２の位置と、容量値、抵抗値、および、電波の飛距離との関係について説明する。
図５は、逆Ｆアンテナを銅張板に貼り付けたときの斜視図である。図には、銅張板５２に、ＲＦＩＤタグ５１が貼り付けられている。ＲＦＩＤタグ５１は、図１で示したＲＦＩＤタグであり、逆Ｆアンテナ１０およびフィルム３０を有している。銅張板５２は長方形状を有し、２０５ｍｍ×１３０ｍｍの大きさを有している。【００３４】
図６は、逆Ｆアンテナのショートピンの位置と、容量値、抵抗値、および、電波の飛距離との関係について説明する図である。図の表６１は、図５の銅張板５２に貼り付けられたＲＦＩＤタグ５１を、９１３ＭＨｚの電波で無線通信したときの実測値を示している。【００３５】
表６１に示すように、ショートピン１２の位置（間隔ｘ）が２０ｍｍのとき、逆Ｆアンテナ１０の容量値Ｃｃｐの実測値は１．２８ｐＦであり、抵抗値は３２６４Ωであった。電波の飛距離は、１９０ｃｍであった。ショートピン１２の位置が２５ｍｍのとき、逆Ｆアンテナ１０の容量値Ｃｃｐの実測値は１．１０ｐＦであり、抵抗値は３２４２Ωであった。電波の飛距離は、１４０ｃｍであった。ショートピン１２の位置が３０ｍｍのとき、逆Ｆアンテナ１０の容量値Ｃｃｐの実測値は０．７９ｐＦであり、抵抗値は３７７２Ωであった。電波の飛距離は、８０ｃｍであった。【００３６】
次に、ＲＦＩＤタグをノート型ＰＣに貼り付けたときの電波の飛距離について述べる。
図７は、図１のＲＦＩＤタグをノート型ＰＣの液晶背面に貼り付けた状態を示した斜視図である。図には、ノート型ＰＣ７１の液晶画面背面７２に、ＲＦＩＤタグ５１が貼り付けられている。ＲＦＩＤタグ５１は、図１で示したＲＦＩＤタグであり、逆Ｆアンテナ１０およびフィルム３０を有している。なお、逆Ｆアンテナ１０のショートピン１２の位置は、２０ｍｍである。このように、ノート型ＰＣ７１の液晶画面背面７２に、ＲＦＩＤタグ５１を貼り付けた場合、電波の飛距離は１４０ｃｍであった。【００３７】
図８は、図１のＲＦＩＤタグをノート型ＰＣの指紋センサ隣に貼り付けた状態を示した斜視図である。図には、ノート型ＰＣ７１の指紋センサ７３の隣に、ＲＦＩＤタグ５１が貼り付けられている。ＲＦＩＤタグ５１は、図１で示したＲＦＩＤタグであり、逆Ｆアンテナ１０およびフィルム３０を有している。なお、逆Ｆアンテナ１０のショートピン１２の位置は、２０ｍｍである。このように、ノート型ＰＣ７１の指紋センサ７３の隣に、ＲＦＩＤタグ５１を貼り付けた場合、電波の飛距離は１４０ｃｍであった。【００３８】
次に、周波数による逆Ｆアンテナ１０のインピーダンスの変化について説明する。
図９は、逆Ｆアンテナのスミスチャートのシミュレーションを示した図である。図の（Ａ）は、ショートピンの位置が２０ｍｍのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を８００ＭＨｚから１．１ＧＨｚまで変化させると、図の（Ａ）の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図の（Ｂ）は、ショートピンの位置が２５ｍｍのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を８００ＭＨｚから１．１ＧＨｚまで変化させると、図の（Ｂ）の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図の（Ｃ）は、ショートピンの位置が３０ｍｍのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を８００ＭＨｚから１．１ＧＨｚまで変化させると、図の（Ｃ）の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。【００３９】
図１０は、逆Ｆアンテナのスミスチャートの実測値を示した図である。図の（Ａ）は、ショートピンの位置が２０ｍｍのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を８００ＭＨｚから１．１ＧＨｚまで変化させると、図の（Ａ）の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図の（Ｂ）は、ショートピンの位置が２５ｍｍのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を８００ＭＨｚから１．１ＧＨｚまで変化させると、図の（Ｂ）の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図の（Ｃ）は、ショートピンの位置が３０ｍｍのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を８００ＭＨｚから１．１ＧＨｚまで変化させると、図の（Ｃ）の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図１０に示すインピーダンスの実測値は、図９に示すシミュレーションとほぼ同じ変化を示している。【００４０】
ところで、逆Ｆアンテナ１０のインピーダンスの変化は、小さい方が望ましい。周波数によってインピーダンスが大きく変化すると、ＩＣチップ２０の容量値と整合を取ることが難しくなるからである。図１に示す逆Ｆアンテナ１０は、図９，１０に示すようにインピーダンスの変化が小さいので、ＩＣチップ２０とインピーダンス整合を取りやすい。また、周波数によるインピーダンスの変化が小さいので、使用する電波の帯域を広くとることができる。【００４１】
次に、図１のＲＦＩＤタグを金属筐体に貼り付けたときの、逆Ｆアンテナ１０の特性の変化について説明する。
図１１は、特性変化のモデルとなる金属筐体に貼り付けられたＲＦＩＤタグの斜視図である。図に示す金属筐体８１は鉄であり、７０ｍｍ×１００ｍｍ×５ｍｍの大きさを有している。金属筐体８１の導電率は、１×１０7Ｓ／ｍである。ＲＦＩＤタグ５１は、図１に示したＲＦＩＤタグであり、逆Ｆアンテナ１０およびフィルム３０を有している。なお、ショートピン１２の位置は３５ｍｍである。また、フィルム３０の厚さは０．２ｍｍであり、逆Ｆアンテナ１０は金属筐体８１から０．２ｍ浮いている状態にある。【００４２】
図１２は、ＲＦＩＤタグ単体と金属筐体に貼り付けたときの周波数と容量値の関係を示した図である。図の実線は、図１１に示すＲＦＩＤタグ５１単体での周波数と容量値の関係を示す。図の点線は、図１１に示すＲＦＩＤタグ５１を金属筐体８１に貼り付けたときの周波数と容量値の関係を示す。図に示すようにＲＦＩＤタグ５１を金属筐体８１に貼り付けることにより、容量値が全周波数において大体０．０８５ｐＦ上昇している。【００４３】
図１３は、ＲＦＩＤタグ単体と金属筐体に貼り付けたときの周波数とゲインの関係を示した図である。図の実線は、図１１に示すＲＦＩＤタグ５１単体での周波数とゲインの関係を示す。図の点線は、図１１に示すＲＦＩＤタグ５１を金属筐体８１に貼り付けたときの周波数とゲインの関係を示す。図に示すようにＲＦＩＤタグ５１を金属筐体８１に貼り付けることにより、ゲインが一部周波数において上昇している。【００４４】
このように、ＲＦＩＤタグ５１を金属筐体８１に貼り付けることによって、インピーダンスおよびゲインが変化するので、貼り付ける対象の金属筐体に合わせた設計ができれば、さらに電波の飛距離を伸ばすことも可能である。【００４５】
次に、あるＩＣチップを半波長折り返しダイポールアンテナで無線通信したときの飛距離が２．１５ｍであったとき、このＩＣチップを図１のＲＦＩＤタグに適用した場合の飛距離予想について説明する。【００４６】
図１４は、あるＩＣチップを半波長折り返しダイポールアンテナで無線通信したときの飛距離が２．１５ｍであったとき、このＩＣチップを図１のＲＦＩＤタグに適用した場合のゲインを示した図である。半波長折り返しダイポールアンテナで無線通信したときの飛距離が２．１５ｍであるＩＣチップを図１のＲＦＩＤタグに適用した場合、逆Ｆアンテナ１０のゲインは、図に示すようになる。なお、図の●は、逆Ｆアンテナ１０のショートピン１２の位置が２０ｍｍのとき、図の○は、逆Ｆアンテナ１０のショートピン１２の位置が２５ｍｍのとき、図の△（図では黒い三角）は、逆Ｆアンテナ１０のショートピン１２の位置が３０ｍｍのとき、図の×は、逆Ｆアンテナ１０のショートピン１２の位置が３５ｍｍのときのゲインを示している。【００４７】
図に示すように９５０ＭＨｚにおいては、ゲインは大体−２．２ｄＢｉ〜−１．３ｄＢｉ下がっている。ショートピン１２の位置が２５ｍｍのときは−２．０ｄＢｉ下がっている。【００４８】
半波長折り返しダイポールアンテナのゲインは２ｄＢｉであるから、図１のＲＦＩＤタグでは、半波長折り返しダイポールアンテナのゲインに対し、−４ｄＢｉ下がっている。従って、１０-0.4×２．１５≒１．１ｍとなり、半波長折り返しダイポールアンテナで２．１５ｍの飛距離であったＩＣチップは、図１のＲＦＩＤタグに搭載すると、飛距離は１．１ｍと予測することができる。【００４９】
次に、ＲＦＩＤタグの指向性について説明する。
図１５は、ＲＦＩＤタグの指向性を説明する図である。ＲＦＩＤタグは、図に示すようにｘ−ｙ座標平面に配置されたとする。なお、図のＲＦＩＤタグは、図１に示したＲＦＩＤタグとする。【００５０】
図１６は、図１５のＲＦＩＤタグの指向性を示した図である。図１５に示したＲＦＩＤタグは、図の１６に示すようにｙ軸方向よりは、ｘ軸方向に指向性を有する。
このように、フィルム３０に平面状の逆Ｆアンテナ１０を形成するようにしたので、薄くてフレキシブルであり、金属筐体の曲面に貼り付けて使用することができる。また、構造が簡単なので、製造コストを低減することができる。【００５１】
また、フィルム３０は、形成された逆Ｆアンテナ１０の放射エレメント１１、ショートピン１２、および給電部１３が金属から突出するように貼り付けられるので、金属に貼り付けても通信することができる。【００５２】
なお、ＲＦＩＤタグを金属以外の物体に貼り付ける場合には、放射エレメント１１、ショートピン１２、および給電部１３の部分を突出して張り付ける必要はない。
次に、本発明の第２の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第１の実施の形態では、図１で説明したように給電部１３は、放射エレメント１１の一端と接続され、ショートピン１２は、放射エレメント１１の両端の間に位置していた。第２の実施の形態では、ショートピン１２は、放射エレメント１１の一端と説明され、給電部１３は、放射エレメント１１の両端の間に位置する。【００５３】
図１７は、第２の実施の形態に係るＲＦＩＤタグの平面図である。ＲＦＩＤタグは、図に示すように逆Ｆアンテナ９０と、ＩＣチップ１００と、フィルム１１０とから構成されている。逆Ｆアンテナ９０は、例えば、金属箔で構成され、フィルム１１０に貼り付けられている。なお、図１７では、このＲＦＩＤタグが、例えば、電子機器の金属筐体１２０に取り付けられているところを示している。【００５４】
逆Ｆアンテナ９０は、放射エレメント９１と、給電部９２と、ショートピン９３と、グランド地板９４とから構成されている。放射エレメント９１は、グランド地板９４の一辺と同じ長さで、並行となるように形成されており、一端はショートピン９３と接続され、他端は開放となっている。また、放射エレメント９１の両端の間には、給電部９２が設けられている。給電部９２とグランド地板９４の間には、ＩＣチップ１００が取り付けられており、ＩＣチップ１００は、逆Ｆアンテナ９０を介して、例えば、９５３ＭＨｚのＵＨＦ帯の電波でリードライタと無線通信をする。ＩＣチップ１００は、リードライタから受信したデータを書き込み、また、読み出したデータをリードライタに送信する。【００５５】
逆Ｆアンテナ９０が形成されたフィルム１１０は、放射エレメント９１、給電部９２、およびショートピン９３が金属筐体１２０から突出するように（金属筐体１２０上から外れるように）貼り付けられる。ＲＦＩＤタグの金属筐体への貼り付けは、両面テープで貼り付けてもよいし、接着剤によって貼り付けるようにしてもよい。なお、図では、グランド地板９４の給電部９２とショートピン９３とが設けられている一辺が、金属筐体１２０の一辺と一致するようにしてフィルム１１０が貼り付けられ、金属筐体１２０から放射エレメント９１、給電部９２、およびショートピン９３が突出するようにしている。このように、放射エレメント９１、給電部９２、およびショートピン９３が、金属筐体１２０と重ならないようにすることにより、リードライタとの電波の送受信が可能となる。【００５６】
給電部９２とショートピン９３の間隔ｘは、ＩＣチップ１００のインピーダンスによって決まる。つまり、給電部９２の位置は、ＩＣチップ１００のインピーダンスと整合するように決める。なお、フィルム１１０の大きさは、逆Ｆアンテナ９０がフィルム１１０に貼り付けられるように、逆Ｆアンテナ９０の外枠と同じ大きさか、それよりも大きい大きさとする。【００５７】
なお、逆Ｆアンテナ９０、フィルム１１０の材料、製造方法は、図１で説明したのと同様であり、その説明は省略する。
次に、周波数による逆Ｆアンテナ９０のインピーダンスの変化について説明する。【００５８】
図１８は、逆Ｆアンテナのスミスチャートのシミュレーションを示した図である。図の（Ａ）は、ショートピンの位置が２０ｍｍのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を８００ＭＨｚから１．１ＧＨｚまで変化させると、図の（Ａ）の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。図の（Ｂ）は、ショートピンの位置が２５ｍｍのときの、インピーダンスの変化を示している。周波数を８００ＭＨｚから１．１ＧＨｚまで変化させると、図の（Ｂ）の矢印に示すようにインピーダンスは変化する。【００５９】
なお、図１７の逆Ｆアンテナ９０では、図１８に示すように、図１の逆Ｆアンテナ１０よりインピーダンスの変化が大きい。そのため、図１７の逆Ｆアンテナ９０では、図１の逆Ｆアンテナ１０に対し、インピーダンスの整合を取るのが難しい。また、周波数によるインピーダンスの変化が大きいので、図１７の逆Ｆアンテナ９０は、図１の逆Ｆアンテナに対し、使用する電波の帯域が狭くなっている。【００６０】
このように、ショートピン９３が放射エレメント９１の一端にあり、給電部９２が放射エレメント９１の両端の間にある場合でも、ＲＦＩＤタグは、金属筐体１２０に貼り付けて無線通信することができる。【００６１】
なお、ＲＦＩＤタグを金属以外の物体に貼り付ける場合には、放射エレメント１１、ショートピン１２、および給電部１３の部分を突出して張り付ける必要はない。
上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【００６２】
１０  逆Ｆアンテナ
１１  放射エレメント
１２  ショートピン
１３  給電部
１４  グランド地板
２０  ＩＣチップ
３０  フィルム
４０  金属筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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