(57)【要約】【課題】衣類等に縫い込むことが可能な線状アンテナを有する線状アンテナＩＣタグを提供することを目的とする。【解決手段】第１の端子及び第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップ１と、第１の端子Ｐ１に接続され、パッシブタグが送受信する電波の１／４波長〜１／２波長の長さを有するアンテナＡ１と、第１の端子Ｐ１と第２の端子Ｐ２の間に接続され、ＩＣチップ１との共振回路を擬似的に構成する金属線と、を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。【選択図】図２
2017076340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端子及び第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有するアンテナ線と、
前記第１の端子と前記第２の端子の間に接続され、前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成する所定の長さを有する金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【請求項２】
第１の端子及び第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さに所定の長さを加えた長さを有するアンテナ線と、
前記第１の端子と前記第２の端子の間に接続され、前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成する所定の長さを有する金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【請求項３】
第１の端子及び第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１及び前記第２の端子にそれぞれ接続される、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有するアンテナ線と、
更に前記第１の端子に接続される、前記電波の電気長で１／４波長よりも長い、前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成するための金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【請求項４】
第１の端子及び第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有するアンテナ線と、
前記第２の端子に接続され、前記電波の電気長で１／４波長より長い長さを有し、前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成する金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【請求項５】
第１の端子と第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有するアンテナ線と、
前記第１の端子に接続され、電気長で前記１／４より長い長さを有する第１の金属線と、
前記第２の端子に接続されるとともに、前記第１の金属線の開放端から前記１／４波長の位置に接続される第２の金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【請求項６】
第１の端子と第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有する２本のアンテナ線と、
前記第２の端子に接続され、電気長で前記１／４波長より長い長さを有する前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成する金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【請求項７】
第１の端子と第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有するアンテナ線と、
前記第１の端子及び前記第２の端子のそれぞれに接続される電気長で前記１／４波長より長い長さを有する２本の金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【請求項８】
第１の端子と第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子と前記第２の端子にそれぞれ接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有する２本のアンテナ線と、
前記第１の端子に一端が接続され、前記第２の端子に接続されたアンテナ線の所定位置に他端が接続され、前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成する金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【請求項９】
前記金属線が導電性糸であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の線状アンテナＩＣタグ。
【請求項１０】
前記ＩＣチップが載置・接続された基板を更に有し、
前記基板は、前記第１の端子と前記第２の端子が挿入された穴と導通する他の穴を有し、前記アンテナ線及び前記金属線が前記他の穴に接続されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の線状アンテナＩＣタグ。
【請求項１１】
前記ＩＣチップ及び前記アンテナ線、前記金属線の前記第１の端子と前記第２の端子との接続部が、モールドされていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の線状アンテナＩＣタグ。
【請求項１２】
所定のデータを取得するセンサと、
前記センサが取得したデータを読み取る請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の線状アンテナＩＣタグと、
前記線状アンテナＩＣタグからのデータを読み取る読取機と、
を有することを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の線状アンテナＩＣタグと、
前記線状アンテナＩＣタグからの情報を受信する端末又は読取機と、
前記端末又は読取機が受信した情報をインターネットに接続するためのネットワークと、を有することを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の複数の線状アンテナＩＣタグの前記ＩＣチップと前記アンテナ線、前記金属線と共に導糸を沿わせて製造することを特徴とする線状アンテナＩＣタグの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ＵＨＦＩＣタグの技術分野に属する線状アンテナＩＣタグとそのシステム及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＨＦＩＣタグは、従来はＩＣとＩＣの容量と共振させるためのインダクタンスで構成される共振回路部と、放射を行わせるためのアンテナ部より構成されている。この共振回路部がアンテナ部の一部で構成されている場合と、アンテナ部と共振回路部が電磁結合を行うよう構成されている場合があり両者ともよく使用される。
【０００３】
特に、糸状の導電性アンテナをネームタグに縫い込むように構成し、ネームタグの中央部に円形の共振回路部をプラスチックで固め、この共振回路部の共振コイルの電流と縫い込んだ導電性アンテナを結合させるようにしたものが衣料用として用いられている。共振回路部は１ｍｍ厚程度のプラスチックの円盤の中にＩＣと平面コイルを設置してモールドされており、布のネームタグに貼り付けた糸状アンテナを２巻き程度巻き、共振回路部基板の中の共振コイルと結合させるように構成している（図１７（ｃ）参照）。このようなＩＣタグは一般のＩＣタグと同様な性能が得られる。しかし、このようなＩＣタグのアンテナ部は縫い合わされるので問題ないが、共振回路部は固形円盤状で別途貼り合わされるため余分な手間がかかるだけでなく、布地に固形モジュールが貼り合わされるので剥がれ易く、洗濯機等にかけられた場合や揉まれた場合に、共振回路部のみ剥がれてしまい信号が発生せずＩＤが取得できない場合があった。
【０００４】
一方、アルミとプラスチックをラミネートしてエッチングによりアンテナを構成するインレイ形のアンテナを有するＩＣタグは量産に適しているものの、剥がれやすく折り曲げ等に対応するのが難しく量産品が高価となり、アンテナ自体も幅広いＩＣタグであった。
【０００５】
図１７（ａ），（ｂ）は従来多く用いられているラミネート形のＩＣタグ１１０，１１１を示す。ＩＣタグ１１０，１１１は図１７（ｅ）（イ）に示すように、一般にＩＣチップ１の容量Ｃｉ及び抵抗ｒｉ（約２０〜５０Ω）と共振をとるための短絡ループ（コイル）Ｌａ及びアンテナ１１０ａ，１１１ａの放射抵抗ｒａ（約５０〜７０Ω）が並列に接続されている。
【０００６】
図１７（ｅ）（ロ）の回路は、単純にＩＣチップ１の抵抗ｒｉ及び容量Ｃｉに外部回路の放射抵抗ｒａ（他の損失を含む）とリアクタンスＸ（開路のインダクタンスＬａとアンテナ１１０ａ，１１１ａのリアクタンスＸを別に記載している）とインダクタンスＬａとで共振をとれるように構成されている。図１７（ｅ）（ロ）の回路は、アンテナ１１０ａ，１１１ｂ自体が線長等によってインダクティブにもキャパシティブにもなるので、これらを含む総合的なリアクタンスＸと、閉路によるインダクタンスＬａと、ＩＣチップ１の容量Ｃｉが共振をとっていることを示す。
【０００７】
次に図１７（ｃ）には細線のアンテナ（無給電素子）１１２ａが、ＩＣチップ１が取り付けられた約２巻コイル１１２ｃの共振モジュール１１２ｂと結合を行う方式を有するＩＣタグ１１２の例を示す。図１７（ｆ）に図１７（ｃ）のＩＣタグ１１２の回路図を示す。約１０ｍｍφの共振モジュール１１２ｂとアンテナ１１２ａとは別々に構成され、共振モジュール１１２ｂのコイル（約２巻）１１２ｃに流れるコイル電流Ｉ２とアンテナ１１２ａ（一般にはアンテナの電流Ｉ１の腹の部分）との電磁結合Ｍにより、共振モジュール１１２ｂのコイルの信号電流Ｉ２とアンテナ１１２ａとの間で信号の送受が行われる。したがってアンテナ側１次回路のリアクタンスはＸ２＋（Ｌｃ±Ｍ）、ＩＣ側２次側のインダクタンスは（Ｌｉ±Ｍ）となる。
【０００８】
図１７（ｄ）は金属対応ＩＣタグ１１３の例を示したものであり、同様にアンテナ上で構成されるインダクタンスＬとＩＣチップ１の容量Ｃｉとが同調し、放射抵抗ｒａとＩＣの抵抗ｒｉとが整合し、ωＬと１／ωＣｉとは同調をとることができ、両者はほぼ共範のインピーダンスとなり、同調と整合の両方を行っている。同アンテナは人体の影響を受け難いが、特性上、線状や繊維状にすることは困難である。
【０００９】
このように、一般には、通常使用されるＩＣタグはエッチングや蒸着で作成されているので、フィルム状の構造となってしまう。このような構造は量産には適しているが、細い線状、糸状には構成し難く、繊維等には直接取り付けることはできないし、ＩＣタグの製造機械も高価である。
【００１０】
なお、例えば特許文献１には、ＲＦＩＤタグの通信に適したＲＦＩＤタグ付き布、及びＲＦＩＤタグ付き布管理システムに関する技術が開示されている。この技術は、医療ガーゼに線状アンテナを一体成形してタグ用ＩＣチップを埋め込むため、医療ガーゼ自体でリーダと通信を行うことを可能とするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−１５３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記したようにラミネート形のＩＣタグ及び特許文献１のＲＦＩＤタグは衣類等に縫い込むことは困難であり、また円形の共振回路部を有するＩＣタグは共振回路部が剥がれてしまうという課題があった。更に、インレイ形の金属対応ＩＣタグはフィルム状の構造を有しているため、衣類等に縫い込むことはできない。また、特許文献１記載のＲＦＩＤタグはタグ全体を布等に縫い込むことは困難である。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、衣類等に縫い込むことが可能な線状アンテナを有する線状アンテナＩＣ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】
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するために以下の構成を有する。
【００１５】
（１）第１の端子及び第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有するアンテナ線と、
前記第１の端子と前記第２の端子の間に接続され、前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成する所定の長さを有する金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【００１６】
（２）第１の端子及び第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さに所定の長さを加えた長さを有するアンテナ線と、
前記第１の端子と前記第２の端子の間に接続され、前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成する所定の長さを有する金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【００１７】
（３）第１の端子及び第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１及び前記第２の端子にそれぞれ接続される、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有するアンテナ線と、
更に前記第１の端子に接続される、前記電波の電気長で１／４波長よりも長い、前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成するための金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【００１８】
（４）第１の端子及び第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有するアンテナ線と、
前記第２の端子に接続され、前記電波の電気長で１／４波長より長い長さを有し、前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成する金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【００１９】
（５）第１の端子と第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有するアンテナ線と、
前記第１の端子に接続され、電気長で前記１／４より長い長さを有する第１の金属線と、
前記第２の端子に接続されるとともに、前記第１の金属線の開放端から前記１／４波長の位置に接続される第２の金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【００２０】
（６）第１の端子と第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有する２本のアンテナ線と、
前記第２の端子に接続され、電気長で前記１／４波長より長い長さを有する前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成する金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【００２１】
（７）第１の端子と第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子に接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有するアンテナ線と、
前記第１の端子及び前記第２の端子のそれぞれに接続される電気長で前記１／４波長より長い長さを有する２本の金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【００２２】
（８）第１の端子と第２の端子を有するパッシブタグ用のＩＣチップと、
前記第１の端子と前記第２の端子にそれぞれ接続され、前記パッシブタグが送受信する電波の１／４乃至１／２波長の長さを有する２本のアンテナ線と、
前記第１の端子に一端が接続され、前記第２の端子に接続されたアンテナ線の所定位置に他端が接続され、前記ＩＣチップとの共振回路を擬似的に構成する金属線と、
を有することを特徴とする線状アンテナＩＣタグ。
【００２３】
（９）前記金属線が導電性糸であることを特徴とする前記（１）乃至（８）のいずれか１項に記載の線状アンテナＩＣタグ。
【００２４】
（１０）前記ＩＣチップが載置・接続された基板を更に有し、
前記基板は、前記第１の端子と前記第２の端子が挿入された穴と導通する他の穴を有し、前記アンテナ線及び前記金属線が前記他の穴に接続されることを特徴とする前記（１）乃至（９）のいずれか１項に記載の線状アンテナＩＣタグ。
【００２５】
（１１）前記ＩＣチップ及び前記アンテナ線、前記金属線の前記第１の端子と前記第２の端子との接続部が、モールドされていることを特徴とする前記（１）乃至（１０）のいずれか１項に記載の線状アンテナＩＣタグ。
【００２６】
（１２）所定のデータを取得するセンサと、
前記センサが取得したデータを読み取る前記（１）乃至（１１）のいずれか１項に記載の線状アンテナＩＣタグと、
前記線状アンテナＩＣタグからのデータを読み取る読取機と、
を有することを特徴とするシステム。
【００２７】
（１３）前記（１）乃至（１１）のいずれか１項に記載の線状アンテナＩＣタグと、
前記線状アンテナＩＣタグからの情報を受信する端末又は読取機と、
前記端末又は読取機が受信した情報をインターネットに接続するためのネットワークと、を有することを特徴とするシステム。
【００２８】
（１４）前記（１）乃至（１１）のいずれか１項に記載の複数の線状アンテナＩＣタグの前記ＩＣチップと前記アンテナ線、前記金属線と共に導糸を沿わせて製造することを特徴とする線状アンテナＩＣタグの製造方法。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、衣類等に縫い込むことが可能な線状アンテナを有する線状アンテナＩＣタグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のＦＰＣ基板を用いた線状アンテナＩＣタグを示す第１の図
【図２】本発明の線状アンテナＩＣタグを示す第２の図
【図３】本発明の線状アンテナＩＣタグを示す第３の図
【図４】本発明の線状アンテナＩＣタグの電圧と電流を説明するための図
【図５】本発明の線状アンテナＩＣタグの擬似的共振状態を説明するための図
【図６】本発明の線状アンテナＩＣタグを示す第４の図
【図７】本発明の線状アンテナＩＣタグの共振回路を説明するための図
【図８】本発明の線状アンテナＩＣタグの製造状態を示す第１の図
【図９】本発明の線状アンテナＩＣタグの製造状態を示す第２の図
【図１０】本発明の線状アンテナＩＣタグとセンサを用いたシステムを説明するための図
【図１１】本発明の線状アンテナＩＣタグを白衣等に設置した状態を示す図
【図１２】本発明の線状アンテナＩＣタグを布に縫い付けることを説明するための図
【図１３】本発明の線状アンテナＩＣタグを衣類に設置した状態を示す図
【図１４】本発明の線状アンテナＩＣタグをプラスチックケース等に設置した状態を示す図
【図１５】本発明の線状アンテナＩＣタグが病院で使用されている状態を示す図
【図１６】本発明の線状アンテナＩＣタグを有する衣料品の流通状態を示す図
【図１７】従来のＵＨＦＩＣタグを説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
［本発明の概要］
本発明の線状アンテナＩＣタグは、アンテナ、ＩＣチップを含め全ての部分を一つの線状に構成することにより安価に製造することができ、縫い付ける場合も一般の糸を扱うように布地に直接縫い付けることができる。また、従来のように複数の工程ではなく少数の簡単な工程で製作できるとともに、１本又は２本の線状アンテナに直接あるいは薄く細い基板を介してＩＣチップをボンディングすることより、より細身構造の安価で扱い易いＩＣタグを提供することができる。その結果、極細の線状アンテナＩＣタグは、共振部のモジュールが脱落したりモジュールを別に貼り合わせたりする必要もなく、ミシン等で布地やネームタグ等にそのまま縫い込むことができ、共振器とアンテナを合体させる等の工程が不要である。
【００３２】
本発明の線状アンテナＩＣタグでは、金属導電性ポリマーや導電性高分子、例えばポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリビニロール（ドリースロニ）等の導電性物質導体や、導電性糸に直接ないしは間接的にＩＣチップをボンディングし、ＩＣチップの容量に共振するインダクタンスを細線や糸状のアンテナの一部で構成することができる。また、ミシン等の針穴を通るようにＩＣチップの装着部を細くし、衣類に直接縫い込んだり、金属板布や衣類のブランドタグ、腕部、袖部、裾部、ポケット部等に縫い込むことができる。ミシンの針穴は幅０．５ｍｍ、長さ１ｍｍ程度であるが、特殊な針を作成し使用することもできる。更に、ゴムタイヤ、プラスチックケースやガラス瓶等に取付ける際は、細線であるので目立たず邪魔にならず自然な状態で取り付けたり貼り付けたりすることができる。
【００３３】
本発明の他の線状アンテナＩＣタグでは、基板を使用せず線状にのみに構成し、途中で線路に閉路を有さずアンテナ線を２本で構成したり、ＩＣチップの端子から１本ずつのアンテナ線を出し、共振回路を擬似的に構成できるようにアンテナをインダクティブにし、ＩＣチップの容量と擬似的共振状態にすることができる。
【００３４】
本発明の線状又は糸状（ホイスカー）の線状アンテナＩＣタグは線径０．０５〜０．１ｍｍφの細い金属線、例えば０．０２ｍｍφ、０．０３ｍｍφのアルミ線等の金属線を１本から数本を撚り合せ、導通と強度を有するようにした糸状導線にＩＣチップを直接ボンディングする。又は、ＦＰＣ基板等の薄い基板にＩＣチップをボンディングし、これにインダクタンス構成するための線状（ホイスカーブアンテナ）線を接続あるいはボンディングし、アンテナ部は極力細くＩＣチップが取り付けられる部分も極力小さくすることにより、線状アンテナＩＣタグを構成することができる。線状アンテナを用いた線状アンテナＩＣタグの線径は太くても０．５ｍｍφ以下となる。
【００３５】
［線状アンテナＩＣタグの構成］
次に、図１以降で本発明の線状アンテナＩＣタグの具体的な構成を説明する。
【００３６】
図１（ａ）、（ｂ）にはＦＰＣ基板２等の基板を用い線状アンテナＩＣタグを構成する場合を示す。幅０．４ｍｍ前後のＩＣチップ１とほぼ同じ幅、例えば０．４５ｍｍ〜０．５ｍｍ幅のＦＰＣ基板２にＩＣチップ１を載せ、ＩＣチップ１の端子とＦＰＣ基板２のパッドや配線部を半田、ボンディング、ＡＰＣ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐｌａｓｔｉｃ）や導電性接着剤で導通をさせる。そして、ＦＰＣ基板２のスルーホールＳＨを介して裏側の短絡用導線ＳＣ１の折り曲げ部ＳＣ２によってアンテナ線との間隔を保ち、平行線路によるインダクタンスを作成し、短絡用導線ＳＣ１と折り曲げ部ＳＣ２は接点やパッドを介してアンテナ線と接続される。
【００３７】
アンテナ線は、ＩＣチップ１の接点を挟んで上下に対称に接続するか、片側のみで接続するかによってアンテナの放射インピーダンスとの整合が僅かに変わるが、閉路の全長は、インダクタンスＬａが主として支配的となるためさほど変わらない。このＩＣチップ１の接点に線状アンテナを接続し、線状アンテナのインダクタンスを構成すると閉路がインダクタンスＬａとなり、ＩＣチップの容量Ｃｉと共振し、
2017076340.tif 000003
となるような長さの線状アンテナとなる。
【００３８】
スルーホールＳＨによりアンテナ側の導体と基板上の短絡線とが接続されるが、上下２接点で接続された方がよい。ＦＰＣ基板２側にもアンテナ線に沿って電線が接続されていれば接点がはずれた場合も誘導結合を行うこともできる。しかし、誘導結合のみでは線間隔により結合が変わるので特性が不安定となる。
【００３９】
線状アンテナＩＣタグは、ＩＣチップ１とＦＰＣ基板２又はＰＩ（ポリイミド）基板を覆い、封止，保護，絶縁をする目的の絶縁体によるモールドＭＯが施される。
【００４０】
このモールドＭＯは柔軟性に優れた熱溶融性プラスチックゴムであったり熱硬化性プラスチック、例えばエポキシ等（ＰＥやＡＢＳ）であったりするが目的によって材料を選択することができる。モールドＭＯは、繊維等に織り込む場合や針に通す場合に邪魔にならない大きさに保つことと、ＩＣと導電性糸が引っ張られた場合でも外れないように確実に固定する機能を有している。
【００４１】
図１（ａ）は、線状アンテナＩＣタグをＦＰＣ基板２又はＰＩ基板を横から見た図で、図１（ｂ）は、線状アンテナＩＣタグをＩＣチップ１が載るＦＰＣ基板２の表側から見た図である。また、図１（ｃ）は線状アンテナＩＣタグを裏側から見た図である。
【００４２】
線状アンテナＩＣタグの等価回路としては、図１（ｇ）（イ）のようにインダクタンスは短絡線ＳＬとＩＣからの導線ＳＣによる閉路線路によって生じるインダクタンスとアンテナ線の一部によるインダクタンスとの直列の和（Ｌａ）となるようにするか、図１（ｇ）（ロ）のように短絡線ＳＬと導線ＳＣのインダクタンスとアンテナ線の一部によるリアクタンスＸと放射抵抗ｒａがＩＣと並列に接続されているかのいずれの場合でも共振がとれるように構成することができる。要するに図１（ｇ）（イ）ではアンテナは放射するのみで、共振回路のインダクタンスＬａとＩＣの内部容量Ｃｉにより共振をとっているが、図１（ｇ）（ロ）はアンテナのリアクタンスＸも考慮した場合の等価回路である。
【００４３】
ＩＣチップ１と基板や細線とはＡＣＰ、ボンディングやフェイスダウン、フェイスアップどちらでも接続可能で、これらを固定した上でモールドによって全体を固め保護する。
【００４４】
図１（ｇ）（イ）、（ロ）は両方とも並列共振であるが、図１（ｇ）（ロ）は共振回路用のインダクタンスＬａと共にアンテナ側のリアクタンスＸを別々に示している。アンテナ線とは導線ＳＣの２個のスルーホールＳＨあるいは適宜な箇所で固定し、アンテナ線の電流と共振回路の電流を共通にすることができる。万一接続が離れた場合には電磁結合を行わせることができる。
【００４５】
線状アンテナＩＣタグは、ＩＣチップ１の部分の太い所でも幅０．８ｍｍ以下、厚さ０．５ｍｍ以下に仕上がるようにする。他の部分は細線で数十ミクロン〜１００ミクロン程度に仕上げる。
【００４６】
図１（ｄ）の線状アンテナＩＣタグは、共振回路と上部のアンテナＡ１のみとし、アンテナ部は上部の片側だけとした場合を示す。共振回路の線路長はインダクタンス長となり上下のアンテナ線がある場合とほぼ同じ構造となるが、励振はアンテナの片側で行っているものの上下にアンテナがある場合とほぼ特性は同じである。図１（ｅ）の線状アンテナＩＣタグは、インダクタンス部をアンテナの両側で均等に構成した場合を、図１（ｆ）の線状アンテナＩＣタグは、インダクタンス部をアンテナの上側又は下側に構成した場合を示し共振回路を構成できれば両者にほとんど差はない。
【００４７】
図２は、ＦＰＣ基板２のような基板を用いず直にＩＣチップ１と線状アンテナを組み合わせた本発明の一体形の線状アンテナＩＣタグを示す。一般的には線状アンテナとして構成する場合の例であるが、以下では細線のアンテナを用いた場合を示す。
【００４８】
図２（ａ）に細線を繋ぎなしでＩＣチップ１の接点Ｐ１，Ｐ２で２個所給電する場合を示す。図２（ａ）（イ）は長さｌ１が約１／４（λ／４）〜１／２（λ／２）波長のアンテナＡ１と２ｌ５の長さの共振部を加えた線状アンテナＩＣタグを示し、図２（ａ）（ロ）の線状アンテナＩＣタグでは、長さｌ４を加えた１／４〜１／２波長のアンテナＡ１を、２ｌ５の長さの共振回路によるインダクタンスとＩＣチップ１の容量による共振電流が励振する。この大きな共振電流によってアンテナは励振される。インダクタンスは概ね、ｊＺ０ｔａｎβｌ５で示される。Ｚｏは長さｌ５による閉路平行線部の特性インピーダンスで、ｌ５は１０〜２５ｍｍ程度である。
【００４９】
したがって、１／４波長のアンテナでは図２（ａ）（イ）の電流の腹の部分にＩＣチップ１が取り付けられており、共振インダクタンスを提供する長さｌ５による平行線路部の特性インピーダンスＺ０によりＩＣの下方のインピーダンスＺＡは次式のようになる。
ＺＡ＝ｊＺ０ｔａｎβｌ５
【００５０】
細線のアンテナの場合には、線状アンテナＩＣタグの太い箇所の幅を０．３〜０．４ｍｍにすることは可能である。一方、１／２波長に近い長さのアンテナ素子の端部に近づくとアンテナのインピーダンスは大きな値になるので、ＩＣチップ１との整合をとるためには適当なＩＣチップ１の位置を選択するとよい。アンテナ端部に近い箇所は電圧が高くなるので励振電圧として用い、アンテナの一部をそのまま共振回路として用いてＩＣチップ１の容量と共振をとり、この共振電流によりアンテナを励振する方法で効率よく放射させることもできる。この場合には共振コイル長を含めてアンテナの全長が約１／２波長となる。すなわち、アンテナ長（ｌ１＋ｌ４）＋コイル２ｌ５を含めてアンテナ自体が約半波長アンテナとなり、更に電圧の高い端部にＩＣを取付け、この部分で共振回路を構成している。
【００５１】
したがって、アンテナ長は１／４波長のモノポールアンテナから１／２波長のダイポールアンテナの長さがあれば、アンテナもほぼ放射抵抗のみとなり、かつ放射インピーダンスをＩＣチップ１の抵抗値に近づけることができる。半波長アンテナの放射抵抗値は７３Ω程度であるが、半分の短いアンテナの場合は３６Ωとなり、誘起電圧は低くなる。また、半波長よりやや短めでリアクタンス値は零となるが、共振回路は別にインダクタンス回路で作成し、ＩＣチップ１の容量とで共振をとっている。半波長アンテナの半分の放射素子による場合は放射抵抗値は７３／２≒３６Ω程度であり、ＩＣチップ１の約２０〜５０Ωとは整合がとり易い。インダクタンスＬによるインピーダンスｊωＬは約２００Ωであり、ＩＣチップ１の容量によるリアクタス（１／ｊωＣ）とほぼ共範となる。ＩＣの容量は製造者により一定ではないので、長さｌ５はそれに合わせて異なる長さとなる。
【００５２】
本発明の線状アンテナＩＣタグの他の重要な構成例を図２（ｂ）を参照しつつ説明する。図２（ｂ）は、図２（ａ）の線状アンテナＩＣタグのＩＣチップ１の容量に対するインダクタンスによる共振回路を作成するためのリアクタンスを、長さｌ５の線路による短絡回路を作成しないで高周波的に実現する線状アンテナＩＣタグを示している。
【００５３】
この線状アンテナＩＣタグは、細い２本線の平行線路あるいはレッヘル線路を張っておき、所定の間隔をおいて周期的にＩＣチップ１をこの線路にボンディングするだけでアンテナ部が共振回路となるインダクタンス部を構成することができ、ＩＣチップ１の容量と共振回路を形成するとともに、放射部を構成できる画期的なＩＣタグである。なお、平行線路部はＩＣチップ１との接続部を除き絶縁することにより短絡されることはない。
【００５４】
従来のＵＨＦＩＣタグでは、ＩＣチップ１の容量と共振を取るためのインダクタンスのために全線長約４０〜５０ｍｍとなる閉路を形成してインダクタンスを作成し、共振回路としてこの共振電流とアンテナの結合を行う方法を採用していた。一方、本発明の線状アンテナＩＣタグでは平行線路の線路長によるリアクタンス回路を電気的に作成することにより、閉路を作成しなくても高周波的にインダクタンス回路を追加したのと同じ効果を得ることができる。本発明の線状アンテナＩＣタグでは、閉路によらないで開放端子でも線長を制御することにより高周波的に閉路と同様な効果を奏する方式であるので、細線のアンテナのみでなく、柱状のアンテナを用いることもできる。
【００５５】
図２（ｂ）の線状アンテナＩＣタグでは、左の線はＩＣチップ１の上下で１体の線となっており、この途中にＩＣチップ１の片方の端子が接続されている。ＩＣチップ１を挟んで上側の線長は約１／４〜１／２波長程度で、下側の線路は電気長で１／４波長に更にｌ６≒約２５ｍｍ〜４０ｍｍが加えられた長さを有している。この加えられた長さの線は、ＩＣチップ１の給電点においてＩＣチップ１の容量と共振を行うための誘導リアクタンス、即ちインダクタンスを擬似的に構成するために必要である。このように線路長を伸ばすだけで閉路を作成する必要がないので、図２（ａ）の線状アンテナＩＣタグのように細線を折曲げたり接続したり、別途基板等で回路を構成したりする必要がなくなり、平行な細線にＩＣチップ１を載せてボンディングするだけで連続的に線状アンテナＩＣタグを作成することができる。線状アンテナＩＣタグは２本の細線にＩＣチップ１がボンディングされているだけであるので、ＩＣチップ１の部分のみが突起となり糸状とはならないが、０．４ｍｍ〜０．４５ｍｍ角あるいはそれ以下のＩＣチップ１が糸状の線に載せられているので裁縫用の針の穴に通すこともでき、衣類や布、皮、ガーゼ、包袋タグ等に直接又は間接的に縫い付けることができる。また、将来ＩＣチップ１が更に小さくなれば針の穴に線状アンテナＩＣタグを通すことが更に容易になる。
【００５６】
なお、下方の線長は１／４波長より長いので、途中で電流の最大値を得て電流が徐々に減じて行く箇所でＩＣチップ１に給電されるため、この部分で下方の線路を見るとインダクティブとなることは、負荷側開放（オープン）又は開放端より１／４波長過ぎた箇所から誘導的（インダクティブ）になることからも分かる。このことは、後に図５でも説明する。
【００５７】
即ち、左の下方向の線路Ｂ２は共振用インダクタンスとして機能する線路となる。一方右側の下方の線路Ｂ１は左側の上のアンテナＡ１と同じく１／４波長〜１／２波長のアンテナ線であるため、左側の上方のアンテナ線と同様に放射アンテナとして機能する。
【００５８】
先に説明したように、上記した原理は線の太さに関係なく応用することができる。また、アンテナ素子の材料も先に述べたように金属でも導電性ポリマーでも形状記憶合金であってもよく、線状アンテナＩＣタグを使用する分野によって選択することができる。
【００５９】
図２（ｃ）は、更に簡略化した線状アンテナタグの構造を示す。図２（ｂ）ではリアクタンス回路を作成するための素子を別途左側の線路Ｂ２で実現したが、図２（ｃ）ではこれも省略し、右側のアンテナ素子の長さを調整することにより、誘導リアクタンスを作成するとともに放射も行わせるものであって、図２（ｂ）のアンテナ程ではないが、充分な通信距離を有する性能が得られる。当然ながら上下のアンテナを入れ替えても同じである。構造的には最も簡単なアンテナとなり、連続して本発明の線状アンテナＩＣタグを製造するのには適している。
【００６０】
図３（ａ）の線状アンテナＩＣタグは、図２（ａ）の線状アンテナＩＣタグのアンテナと類似のアンテナ構成を有するもので、原理は図２（ａ）の線状アンテナＩＣタグと同一である。図３（ａ）の線状アンテナＩＣタグは、約１／２波長アンテナのほぼ中央部に共振用回路を設けた場合で、下方のアンテナＡ２の途中に短絡線ＳＣにより２本の平行線路を用いて共振部を構成した場合の例である。図２（ｂ）と比べて線の途中で短絡のための接続部ＳＰが増える問題がある。したがって、この接続部をなくすために図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のように平行線路部を利用し、等価となるインダクタンス、即ち擬似的なリアクタンスを作成することにより、ＩＣチップ１の容量と共振回路を構成することができ、ＬＣによる共振回路を得るとともに、下方のアンテナ素子からの放射も得られる。
【００６１】
図３（ｂ）は、ＩＣチップ１の端子に短絡部を有さないが、高周波的に短絡部を構成する方法でアンテナ素子自体が更に誘導性リアクタンスを有する場合の線状アンテナＩＣタグを示している。即ち、短絡路によりＩＣチップ１の容量に合うインダクタンスを作成するのと異なり、等価のインダクタンスを作成するために電気長で約１／４波長のオープン回路を追加することにより、高周波的な短絡回路を構成するものである。図３（ａ）の線状アンテナＩＣタグと比較して短絡線路ＳＣにより下方のアンテナＡ２の途中の接続部ＳＰでは短絡されていない。
【００６２】
また、アンテナＢ１の他に平行線のアンテナＢ２があり、この先端部ＯＥＢ２は開放（オープン）となっているため、ほぼ電流は零で電圧は最大となっている。これにより、ほぼ電気長が１／４波長の給電部に近い箇所では電流値が最大で、電圧は低い。即ち、電圧と電流値の比抵抗値Ｚ＝Ｖ／Ｉは低い値となる。
【００６３】
次に、図３（ｃ）は図３（ｂ）の下方のアンテナ素子を入れ替えた場合の線状アンテナＩＣタグを示し、図３（ｂ）の線状アンテナＩＣタグと等価な回路でありアンテナＢ２の途中に接点のない構造であって図３（ａ），（ｂ）の線状アンテナＩＣタグと等価な特性を示す。即ち、アンテナＢ１と平行なアンテナＢ２を設け、この線路の長さを少し長くし、給電部Ｐ２で見たリアクタンスがインダクティブであってＩＣチップ１の容量と共振するためのインダクタンスと同様に機能する長さとすることにより、擬似的にインダクタンスを装荷することができる。つまり、アンテナＢ２の途中で短絡部を設けなくともアンテナＢ２の電流の腹部が短絡部と同じ位置に来るように構成することにより、短絡部があるのと同様な効果により擬似的にインダクタンス回路を構成することができる。
【００６４】
図３（ｄ）の線状アンテナＩＣタグは下方の素子をリアクタンス回路とし、上方のアンテナＡ１をアンテナ素子とした場合の例で図２（ａ）（イ）、（ロ）の線状アンテナＩＣタグと等価となる。アンテナＡ１とアンテナＢ２とが一本の線で構成され、ＩＣチップ１の容量にインダクタンスを与える共振回路の機能を有している。
【００６５】
図４により、更に詳しく本発明の線状アンテナＩＣタグの動作原理を述べる。図４（ａ）は線状アンテナＩＣタグの細線状のアンテナＡの電流分布（一点鎖線）と電圧分布（破線）を示す図であり、細線状のアンテナＡの先端部はオープンとなっているので、アンテナ線を流れる導電電流は先端部で零となり、徐々にほぼｓｉｎ分布でＩＣチップ１側に向かって大きくなる。矢印は電流の流れる方向を示し一般には交流であるので、交互に変化する。便宜上、上向きの電流が流れているものとする。上方の細線状のアンテナＡの長さは約１／４〜１／２波長であるので、ＩＣチップ１を取り付ける給電部近くではほぼ電流の腹振幅Ｉｏであり、電圧Ｖｏは零に近くなる。細線アンテナからの放射があるので、放射抵抗のため電圧Ｖｈは零とはならないし、Ｖｏ／Ｉｏは所定の値となる。半波長（λ／２）アンテナの給電部における放射抵抗は約７３Ωであり、約半分の長さ即ち１／４波長アンテナは半分の約３６Ωとなる。ＩＣチップ１の抵抗は約２０Ω〜５０Ωであるので、ほぼＩＣチップ１との整合もとることができる。細線に誘起された電圧と電流によりＩＣチップ１の接点から給電され、電流の一部はＩＣチップ１に流れ、一部の電流ＩＬは共振回路Ｌに流れる。共振電流は一般に大きな値となるが、この一部がアンテナを励振することになる。電流ＩＬは線の長さによって振幅や位相も変化する。
【００６６】
一方電圧は逆に徐々に増える傾向となり、ＩＣチップ１の給電部において、両端の電位差により給電されるが、蓄積電力ではあるが共振電流が共振回路Ｌに流れるため何倍もの共振電流により、ＩＣチップ１の接点には高い電圧と高い電流でＩＣチップ１を励振する。したがって、ＩＣチップ１からの信号で再度細線のアンテナＡを励振することができ、ＩＣチップ１の信号を再放射することができる。
【００６７】
次に図４（ｂ）にはＩＣチップ１の取り付け位置を少し変え、約半波長アンテナの中央部でなくて、アンテナの端部の側に取り付けた場合の線状アンテナＩＣタグを示す。アンテナ長が長くなる分、誘起電圧は大きくなる。このアンテナ長は、共振状態を得ることにより大きな電流をアンテナに流し再放射を大きくすることにも有効である。
【００６８】
この場合ＩＣチップ１の取付け位置は、ＩＣチップ１の抵抗成分ｒｉと放射抵抗ｒａとが整合が取れるような（ｒｉ≒ｒａ）位置であり、共振回路とアンテナの誘導リアクタンスＬａとＩＣの容量Ｃｉとが共振をとれる。したがって、次式を満たすような位置にＩＣチップ１を取り付けるようにする。
2017076340.tif 000004
【００６９】
ＩＣチップ１の取付け部の電流や電圧分布は図４（ａ）の場合と比べて多少は異なっている。図４（ｂ）では、電圧Ｖｈが高く電流ＩＡ２が既に低くなる位置で、共振回路Ｌに流れる電流ＩＬ２も低くなっている。したがって、ＩＣチップ１に加わる電圧Ｖｈは高いが、抵抗値ｒａ＝Ｖｈ／ＩＲは高い抵抗となり、整合はとりにくいものの電圧給電には適している。
【００７０】
アンテナとＩＣチップ１の取付け位置は中央部が一番良いとは限らない。線長にもよるが給電部は中央部よりずれた位置が最適となる場合もある。
【００７１】
図４（ｃ）は、図４（ａ）の共振部を構成する短絡回路と等価な回路を閉路、即ち短絡回路を用いないで開放、即ちオープン線路で実現する場合の線状アンテナＩＣタグを示している。測定の結果は全く同様な特性が得られており、アンテナにおいても線路と同じように短絡をしなくても擬似的な短絡回路を構成することができ、従来のように短絡回路によるインダクタンスによらなくても、電気長で１／４波長の奇数倍長くしたオープン線路、あるいはアンテナ線路によってもＩＣチップ１の容量とアンテナ線路によるインダクタンスとの共振を得ることができ、一般のタグと損色のない通信特性が得られる。
【００７２】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は上方の片側のアンテナを有する線状アンテナＩＣタグであるが、上下両側でインダクタンス回路を構成する場合は図６（ｆ）のように上下の回路を分けて行う場合も同様であり、上下の線路で半分のインダクタンスを構成し、即ちＬ／２ずつインダクタンスを分配して上下両方でインダクタンスＬとすればよい。
【００７３】
図４（ｅ）は、折り曲げたアンテナＡを図４（ｆ）のようにＩＣチップ１の端子にボンディングする例を示す。このボンディングの後、図４（ｇ）に示すようにモールディングＭＯによりＩＣチップ１とアンテナ用の導線をしっかり固定し、接点が引っ張りや曲げにより外れないようにする。
【００７４】
図５を参照しつつ、アンテナ素子を伝送線路に例えて誘導リアクタンスを作成することができる理由を示す。図５（ａ）は、シェルクノフが提案する円錐の伝送線路を示している。上下のアンテナ線を線路と考えると、図５（ｂ）の等価の伝送線路に置き換えて考えることができるので次式が成り立つ。
2017076340.tif 000005
ＺＢは開放端であるからＺＢ＝∞とする。
【００７５】
ここで、Ｚａｖは線路の平均特性インピーダンスとする。Ｚｉｎは給電部のインピーダンスで負荷ＺＢから線路長ｌを隔てて負荷を見たインピーダンスである。
【００７６】
先端が切れた状態即ちオープン状態であるので、仮に先端のインピーダンスＺＢが無限大ＺＢ＝∞とするとＺｉｎは次の式のようになり、ｌ＜λ／４の範囲ではキャパシティブリアクタンスとなる。
Ｚｉｎ＝−ｊＺａｖｃｏｔβｌ
【００７７】
ｌがλ／４以上、λ／２より小さいλ／４＜ｌ＜λ／２の範囲では、図５（ｃ）のように誘導リアクタンスを示すようになる。これをｔａｎｇｅｎｔ又はｃｏｔａｎｇｅｎｔの曲線で示すと、図５（ｄ）のようになる。即ち先端より１／４波長より長い箇所では線路のリアクタンスは誘導性となるので、１／４波長の約８ｃｍより長い線路（約８〜１６ｃｍ）では誘導性となるため、閉路コイルのように線路を追加しなくても誘導リアクタンスを得ることができる。開放線路であるにも関わらず、誘導リアクタンスを持たせることができるので、ＩＣチップ１の容量と共範のインダクタンスを作成することができる。そのため、ＩＣチップ１を挟む上側や下側に１本の適切な長さの線を接続するだけで、ほぼ共振状態を実現することができる。図５（ｅ）（イ）は下方の片側のみを電気長で約１／４波長より長くして片側のみでほぼ共範の誘導リアクタンスＬを作成する場合を示し、図５（ｅ）（ロ）は両側でＬ／２ずつのインダクタンスを作成し、両側でＬの共範インダクタンスを作成する場合を示す。
【００７８】
線状アンテナの実部及び虚部の詳しい値についてはハレン氏の式を展開し、キング氏等が詳細に計算をし、ＩＲＥ等で発表されているのでここでは特に述べない。
【００７９】
次に、図６を参照しつつ、開放形線路によって誘導リアクタンスを作成するのと同時にＩＣタグのアンテナとしての動作を同時に実現できる構造の線状アンテナＩＣタグの各種の例を述べる。なお、図中に示された数値はアンテナ線の長さを示し、単位はｍｍである。
【００８０】
図６（ａ）には、比較のために図３（ａ）とほぼ同様な構造の線状アンテナＩＣタグを示す。図６（ｂ）の線状アンテナＩＣタグは、図６（ａ）の線状アンテナＩＣタグのリアクタンス部を構成する回路と等価な回路を作成するために、短絡部に相当する位置に短絡と同等な効果を有する電流の腹の部分を構成することにより、下方を見たリアクタンスは図２（ｂ）で説明したように接続部ＳＰの部分で短絡されているものと同等な誘導リアクタンスを構成する。その結果、ＩＣチップ１の容量と共範なインダクタンス値を構成するので共振回路を付加させることができる。
【００８１】
図６（ｃ）の線状アンテナＩＣタグは、図６（ｂ）の線状アンテナＩＣタグの下方の左右の素子を入れ換えた場合を示し、多少の違いはあるものの図６（ａ）の線状アンテナＩＣタグの動作と等価の動作となる。図６（ｄ）の線状アンテナＩＣタグは下方の平行２本線により２分の１ずつリアクタンスを分配し、図４（ａ）の線状アンテナＩＣタグと等価のリアクタンス部Ｌを構成する場合を示す。図６（ｅ）の線状アンテナＩＣタグはアンテナＡ１の長さが１／４波長より長く構成されている場合で、ＩＣチップ１の給電部分にＩＣチップ１の容量と共範な誘導リアクタンスが挿入されるような長さで素子Ｂ２が構成されている場合を示す。図４（ｂ）の線状アンテナＩＣタグと等価の回路となる。
【００８２】
図６（ｆ）の線状アンテナＩＣタグのアンテナは、図３（ｃ）の線状アンテナＩＣタグと等価のアンテナとなる。図６（ｇ）は、更に簡略化してＩＣチップ１の上下のアンテナ素子を変えてアンテナＡ１と素子Ｂ２のみで放射素子とリアクタンス回路を組み合わせた場合の線状アンテナＩＣタグを示す。上方のアンテナＡ１は約１／４〜１／２波長の素子であるが、下方の素子Ｂ２は誘導リアクタンスが追加される長さが加わっている。アンテナ素子の長さは図に示したように８０〜１００ｍｍ程度であり、誘導リアクタンスとするための素子Ｂ２の長さは約１３０ｍｍで構成されているが、場合によってはインダクタンス値が足りず、ＩＣチップ１の容量に共振できない場合がある。線長やアンテナの太さ等で完全に共振とはならなくとも通信距離はそれ程劣化しない。
【００８３】
図６（ｈ）には、上下のアンテナＡ１，素子Ｂ２で放射素子とインダクティブリアタンスを構成する場合の線状アンテナＩＣタグを示す。おおよその長さは、上下とも１０５ｍｍ程度である。
【００８４】
このようにＩＣチップ１の両側のアンテナ素子の長さを変えるだけで等価なリアクタンス回路すなわちインダクティブリアクタンスを構成することができ、特に共振用短絡回路を用いずとも等価的な共振回路付の線状アンテナＩＣタグのアンテナを構成することができる。
【００８５】
図７にはアンテナによる放射抵抗ｒａとアンテナの誘導リアクタンス部Ｌａの合成のリアクタンス回路とＩＣチップ１の抵抗ｒｉｃと容量Ｃｉｃとの等価回路を示す。
【００８６】
図７（ａ）は並列回路で示したもので、アンテナ側の放射抵抗ｒａと誘導リアクタンスＬａが直列に接続されており、ＩＣチップ１側の抵抗ｒｉｃ、容量Ｃｉｃとが並列に接続されている。図７（ｂ）はインダクタンスＬａがアンテナ放射抵抗ｒａとアンテナのリアクタンスＸに並列となり、更にＩＣチップ１の抵抗ｒｉｃ、容量Ｃｉｃと並列となっている場合を示す。図７（ｃ）はアンテナの放射抵抗ｒａ、誘導リアクタンスＸ、ＩＣチップ１の抵抗ｒｉｃ、容量Ｃｉｃがすべて直列となっている場合の等価回路を示す。
【００８７】
ＩＣチップ１にアンテナ素子のみでなく短絡回路によるインダクタンスを並列に接続しなくとも直列回路でもインダクタンスを作成することができるので、アンテナの素子を変えるだけで、ＩＣチップ１側から見た回路には並列でも直列でもインダクタンス効果を付加することができる。
【００８８】
［線状アンテナＩＣタグの製造方法］
図８を参照しつつ、本発明の線状アンテナＩＣタグを連続して製造する方法を説明する。この製造方法は、インレイ形のタグを作るための高価な製造機械を必要とせず、一般の細線を扱う機械と、ボンディング、モールディングやポッティング等で、アンテナとなる細線と０．４〜０．４５ｍｍ角のＩＣチップ１とを接続しながら線状に構成し、これをモールドし縫製加工ができるように糸巻き等に巻きとる方法である。このような製造方法は、インレイ形のタグを製造するための大規模な製造機械を必要とせず、小規模な工場でも製作できるため、価格が安く、製造数が多くても少なくても作成できるので、フレキシブルマニュファクチュリングに向いている。目的によっては必ずしも細線でなくてもよいが、縫製等を考慮して細線で構成する場合を示す。なお、アンテナの細線は断面が円形、楕円形、平板状など使用用途によって選択することができる。
【００８９】
図８（ａ）（イ）、（ロ）は２本の極細線を平行に並べ、周期的に２本線の間にＩＣチップ１を接続し、これをモールドする方法を示している。平行線の間隔は約０．３ｍｍでＩＣチップ１の端子間隔に合わせている。間隔を保つ方法は、糸等の絶縁体や熱可塑性プラスチックで被覆する方法であってもよい。線状アンテナＩＣタグの構成としては図３（ｂ），（ｃ）、図４（ｃ）、図６（ｂ），（ｃ）等で示した構成で連続して作成する場合を示している。図８（ａ）（イ）の矢印は極細線の切断位置を示し、図８（ａ）（ロ）は極細線の切断後の状態を示している。
【００９０】
線状アンテナＩＣタグとしては連続して製造し適切な線長に切り離せばよいのであるが、連続して巻き取るようにするためには、図８（ａ）（ニ）に示したように導糸ＧＬを別途添えて、線状アンテナＩＣタグとして成立するアンテナ線のみを切り離して連続的に製造することにより、線状アンテナＩＣタグを連続した糸として扱うことができる。
【００９１】
線状アンテナＩＣタグのアンテナの終端と夫々切り離してもよい長さの位置で導糸ＧＬにマークＭａを付加すれば、後に例えば線状アンテナＩＣタグを巻き取った糸巻きやボビンから、連続して線状アンテナＩＣタグをミシン等に供給する場合に個々に切り離す目印となる。
【００９２】
図８（ａ）（ホ）には、導糸ＧＬを線状アンテナＩＣタグに巻き付け（ストランド）して一体化している場合を示す。導糸ＧＬの代わりにラミネートフィルムのようなプラスチックのフィルムで連続的に繋いでもよい。
【００９３】
図８（ａ）（ヘ），（ト）は、図６（ｇ），（ｈ）等のようにリアクタンス部を作るための平行線を有さない見掛け上一本線で構成されている線状アンテナＩＣタグに導糸ＧＬが巻かれている場合を示す。
【００９４】
図８（ａ）（チ）には図４（ａ），（ｂ）等で示した共振回路付き線状アンテナＩＣタグを導糸ＧＬで連続して繋げた場合を示す。ミシンを使用して連続して線状アンテナＩＣタグを縫製する場合に有効である。
【００９５】
ＩＣチップ１の端子とアンテナ線との接続例を図８（ｂ）（イ），（ロ），（ハ）に示す。０．３〜０．４５ｍｍ角のＩＣチップ１と０．０２〜０．０５ｍｍφの極細線とが端子部で接続されてモールドＭｏされ、厚み０．４ｍｍ程度に仕上がるのが分かる。端子の位置やアンテナ線とのボンディングやモールディングについては最も適切な方法がよい。
【００９６】
図８（ｃ）には導糸ＧＬの代わりに幅の細いプラスチックフィルムＦを沿えて両側から挟み、固定するか、のり付けにする場合の線状アンテナＩＣタグを示す。図示したように連続した線状アンテナＩＣタグとし、後にＹの位置で切り離して使う。
【００９７】
また、図８（ｄ）、（ｅ）に示したように細線でできた線状アンテナＩＣタグを被覆するにあたって、ケーブルに連続的に被覆するようにインジェクション又はノズルを通して連続して軟らかいプラスチックＥの被覆を行い、後にこれをタグとして切り分けるようにしてもよい。図中の矢印は切断位置を示す。
【００９８】
図９（ａ）を参照しつつ本発明の線状アンテナＩＣタグを連続して製造する場合の製造法を説明する。図９（ａ）において、アンテナ線供給ロール２０にはアンテナ線ＡＬが、また導糸ＧＬが導糸供給ロール２１に巻かれている。図９（ａ）では２本のアンテナ線ＡＬが供給される場合を示しているが、１本のアンテナ線ＡＬのみを供給してもよい。また、導糸ＧＬを使用しない場合には導糸ＧＬの供給は不要である。アンテナ線供給ロール２０から供給されたアンテナ線ＡＬには、ＩＣフィーダ２３から供給されたＩＣチップ１がＩＣボンディング機２４によってボンディングされる。この場合、導糸ＧＬも一緒に撚り合される。
【００９９】
そして、ＩＣチップ１がボンディングされたアンテナ線ＡＬはモールド機２５によってモールドされる。更に、導糸保護材供給ロール２６から供給された導糸保護材２６ａが接合部２７において接合される。このように、連続して製造された線状アンテナＩＣタグは最終的に巻き取り機２２に巻き取られる。
【０１００】
上記した図８（ｃ）で示すようなプラスチックフィルムＦを貼り付ける場合には、下方のローラに巻かれたプラスチックフィルムＦを供給し、線状アンテナＩＣタグと連続して貼り合わせ巻き取ればよい。
【０１０１】
図９（ｂ）、（ｃ）には連続して作成された線状アンテナＩＣタグ１０を糸巻き２８に巻き取り、又は連続して作成されたテープ状ＩＣタグ１２をリール２９に巻き取っている状態を示す。図９（ｄ）は、連なった状態の線状アンテナＩＣタグ１０に絶縁被膜槽３０の絶縁被膜液３１により絶縁被膜を被膜している状態を示す。
【０１０２】
上記した例では、アンテナ線ＡＬを直接ＩＣの端子に接続する方法を説明してきたが、図９（ｅ）にはＩＣチップ１とアンテナ線ＡＬとを接続する小型の部品であるホルダー５７を用いた場合の例を示す。このホルダー５７は、アンテナ線ＡＬを押さえ、かつＩＣチップ１の端子にアンテナ線ＡＬを接続する機能を有している。ホルダー５７は、導体部５７ａと絶縁体部５７ｂより構成されている。絶縁体部５７ｂにはアンテナ線ＡＬが載置される。また、導体部５７ａはＦＰＣ基板２を貫通し、ＩＣチップ１のラウンド１ａとアンテナ線ＡＬを電気的に接続する。
【０１０３】
［線状アンテナＩＣタグの使用例］
図１０には、線状アンテナＩＣタグ１０のＩＣチップ１がインターフェースを有し、センサ４２等のＩＣ４２ｂと接続ができ、センサ４２等のデータを線状アンテナＩＣタグ１０のレスポンス信号からデータとして読み取れる場合の例を示す。なお、センサ４２はセンサ素子４２ａとＩＣ４２ｂから構成される。
【０１０４】
例えば、衣類やウエアラブルに取付けられた本発明の線状アンテナＩＣタグ１０に取付けられたＩＣチップ１のインターフェース、例えばＩ２Ｃ，ＰＳ１，ＧＰ１等を介してセンサデータを線状アンテナＩＣタグ１０のＩＣチップ１に伝達し、このデータをリーダからのコマンドに応じて、応答信号として送り出しリーダ側で読み取るものである。温度センサ、湿度センサ、脈拍センサ、気圧センサ、振動センサ、腐食センサ等により測定されたデータを送り返す構成である。リーダは固定リーダ４０でもハンディーターミナル４１でもよい。このデータは適宜取得してデータとして保存され、通信回線等を通じて必要な所に伝達される。
【０１０５】
電力はリーダ側から電波として送られて来る場合はパッシブ的となり、距離にして１．５〜２ｍ程度で線状アンテナＩＣタグにアクセスが可能である。リーダ側の電力を大きくすれば通信距離は更に伸びる。電源をバッテリー等で供給し、電力をリーダ側から供給されなくて済むアクティブタイプの線状アンテナＩＣタグの場合には１０ｍ近くの通信距離でデータの取得が可能となる。
【０１０６】
次に、このような線状アンテナＩＣタグを利用した例を図１１に述べる。
【０１０７】
図１１（ａ）は、ガーゼ５０等の布に本発明の線状アンテナＩＣタグ１０を縫い込んだ例で、糸状であるので簡単にミシンでガーゼ５０等に縫い込むことができる。図１１（ｂ）は、白衣５１に本発明の線状アンテナＩＣタグ１０を縫い込んだり、縫い込んだネームタグ等を取り付けた場合の例を示す。白衣５１の襟、袖、裾、胸部ポケット等、適宜な箇所に取り付けることができる。なお、裾につけた方が人体から離れ、人体からの影響を軽減することができる。
【０１０８】
図１１（ｃ）は、種々の医薬品５２に線状アンテナＩＣタグを縫い込み、又は目立たないように貼り付けた場合を示す。図１１（ｄ）は、ブレスレッド状のシリコンゴム等で作成された腕輪５３の中に、肌から５ｍｍ〜７ｍｍ離した上部に本発明の線状アンテナＩＣタグ１０を埋めた場合を示す。腕輪５３を取り付けた患者等の状態を管理することができる。線状アンテナＩＣタグ１０の糸状アンテナは人体から数ｍｍ離した方が人体の影響を軽減することができる。
【０１０９】
図１１（ｅ）は、種々のプラスチックやガラスの容器５４等に線状アンテナＩＣタグ１０をシール等とともに貼り付けた例を示す。取り付けに際しては、価格表シール又は商品名シールを貼り付ける場合に線状アンテナＩＣタグ１０を同時に貼り付ければよい。図１１（ｆ）は、線状アンテナＩＣタグ１０のアンテナ線を糸状ではなく、固い柱状アンテナ１１とした場合の例であり、容器５５に取り付けられた状態を示している。
【０１１０】
図１２は、線状アンテナＩＣタグ１０をブランドタグやネームタグ等の布切れ６０に縫い込んだ例を示す。図１２（ａ）は布切れ６０に本発明の線状アンテナＩＣタグ１０をジグザグに縫い込んだ状態を示す図である。糸状の形状を有しているのでミシン等で簡単に縫い込むことができ、大量生産に適している。図１２（ｂ）は、裁縫用針６１に線状アンテナＩＣタグ１０のアンテナ線を通した状態を示している。図１２（ｃ）は、ミシン針部６２でネームタグ、ブランドタグ、布切れ６０等に線状アンテナＩＣタグ１０を縫製する状態を示している。図１２（ｄ）は、図１２（ｃ）と同様に縫製する工程の途中の状態を示している。このように、簡単に線状アンテナＩＣタグ１０を布切れ６０にジグザグに縫い込んだ布タグ１３を製造することができる。なお、線状アンテナＩＣタグ１０を布地の反物に縫い込んでもよい。
【０１１１】
図１３は、スーツ、スポーツウェア、カジュアルウェア等の衣類７０に本発明の線状アンテナＩＣタグ１０が縫い込まれた状態を示す図であり、衣類の流通や、リーテイルやクリーニングメンテナンス等に用いることができる。
【０１１２】
図１４（ａ）は、線状アンテナＩＣタグ１０をプラスチックケース８０に貼り付けた場合の例を示す。図１４（ｂ）に示したように、線状アンテナＩＣタグ１０は細いアンテナ線で構成した場合は目立たない構造となるので、ＤＶＤ、ＣＤ８１等の商品に付けて管理し万引き防止に役立てることができる。図１４（ｃ）は、磁気記録媒体８２のプラスチックケースに線状アンテナＩＣタグ１０を貼り付けた状態を示す。図１４（ｄ）にはゴムタイヤ８３等に貼り付けるためゴムチューブの中に線状アンテナＩＣタグ１０を埋めたり、貼り付けたりする場合の例を示す。図１４（ｅ）は、線状アンテナＩＣタグ１０の平行線あるいは単線のアンテナ線をコイルやスプリングのように巻いて、伸縮したり弾力を持たせたりする場合にも使用することができることを示す図である。
【０１１３】
図１５には病院や在宅医療の現場等において、個人や患者の自動認識や追尾に線状アンテナＩＣタグ１０を用いた場合を示す。図１５（ａ）は、患者９３の線状アンテナＩＣタグ１０からデータを捕捉する場合の例を示す。
【０１１４】
ＩＣカードによる場合は、本人の意志による確認やトランザクションが主であったが、本発明の線状アンテナＩＣタグ１０を使用すれば、本人が気付かない場合、忘れている場合、認知症である場合、病人である場合、又は生命現象が終わっていた場合でも自動的に患者自身を認識、確認することができるので、煩雑で手間のかかる作業を自動的に報知したり、管理できるシステムを構築できる。
【０１１５】
図１５（ａ）では患者９３の衣類に線状アンテナＩＣタグ１０を付けてデータを収集する場合の例を示す。患者９３に付けられた線状アンテナＩＣタグ１０からのデータはＵＨＦリーダ９０で受信され、コントローラ９１を介してＬＡＮ９２に送られる。一方、線状アンテナＩＣタグ１０からのデータは、スマホ９４，タブレット９５，リーダ９７で受信されＰＣ９６やクラウド９９に送られる。
【０１１６】
図１５（ｂ）を参照して、病院において使用される線状アンテナＩＣタグ１０について説明する。衣類に縫い込んだ線状アンテナＩＣタグ１０又は線状アンテナＩＣタグ１０を取り付けたブレスレッド（腕輪）等からのＩＤやデータをリーダ９７で読み、制御器等を介して有線や無線等でネットに伝送し、このデータをサーバに蓄積し、常時関係者が何処でも何時でも見られるように構成し、ＰＣ９６，タブレット９５，スマホ９４でも見られるし、病院９８の診察室や施設のＰＣ９６でも参照することができる。
【０１１７】
患者９３のデータは個人ファイルに蓄積されるので、データの経時変化も知ることができる。図１５（ｂ）（イ）は、診察室で医者が患者９３にデータを基に適切な指示を与えている状態を示す。図１５（ｂ）（ロ）に示したように広い病院９８内等でも医者や患者の居場所はリーダ９７によって管理することができる。また図１５（ｂ）（ハ）に示したように、病室で安静にしている患者９３や在宅で寝ている患者９３の動きやデータを回収することもできる。在宅医療で用いる場合は、台所、トイレ、居間等にリーダを取り付け、リモート監視を行うことにより老人の生活反応を監視することもできる。
【０１１８】
図１６は、縫製工場で取り付けられた本発明の線状アンテナＩＣタグ１０がどのように市場に出回り役立つか、トレーサビリティーやＩＤを利用し、物流の中で役立つ例を示している。
【０１１９】
図１６を参照しつつ説明すると、縫製工場のミシン１００で線状アンテナＩＣタグ１０を取り付けた衣類は、コンテナ１０１に積まれ、販売店内のハンガー１０２に持ち込まれる。店内に並べられた商品から必要なものを選び、レジ１０３で決済を行うが、線状アンテナＩＣタグ１０が付加されているので自動的にリーダで読まれ、ほぼ瞬時に価格は表示され、購入者は短時間に支払いをすることができる。また、無人化することもできる。決済を行わないと何の商品が決済されていないかが判断できるので、出口に設置された万引き防止装置１０４で判定され、商品を店側に取り戻すことができる。また、クリーニング店１０５で洗濯に出すときの管理や中古市場等でも商品認識の自動化を行ったり、商品の選択の間違いをなくしたりすることができる。また、線状アンテナＩＣタグが付された商品がクリーニング店１０５から搬送車１０６によってクリーニング工場１０７に搬送される場合も商品の追跡が可能である。
【０１２０】
以上のように、本発明の線状アンテナＩＣタグ１０は簡単に製造することができ、目立たず装着でき、基板を付加したものはＩＣチップ１のインターフェースを利用してセンサからデータを受信し、リーダに伝送する機能も備えている。アンテナは線状アンテナで構成でき、細線によって共振回路を組み込むことができる線状アンテナＩＣタグは幅が細い構造で構成できる。また、接続点を有さない１本線又は２本線の擬似リアクタンスによる共振回路を構成できるので、ＩＣチップ１の接点のみで上下の１本又は２本の組み合わせのアンテナ線を構成でき、簡単に経済的なフレキシブルな線状アンテナＩＣタグを提供することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１      ＩＣチップ
２      ＦＰＣ基板
１０    線状アンテナＩＣタグ
１３    布タグ
４２    センサ
Ｍ０     モールド
【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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