(57)【要約】【課題】ＩＣチップ１２の通信距離を改善する。【解決手段】シート状の基材１１に搭載する無接触形の通信用のＩＣチップ１２に対し、スレッド１５上のブースタアンテナ１３と、基材１１上のリフレクタパターン１４とを組み合わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の基材と、該基材に搭載する無接触形の通信用のＩＣチップと、該ＩＣチップのアンテナに電磁結合するブースタアンテナと、前記基材上に形成するリフレクタパターンとを備えてなり、前記ブースタアンテナは、前記ＩＣチップを作動させるリーダライタからの電波の周波数に共振する共振回路と、所定長さの直線状のラジェータパターンとを有し、前記リフレクタパターンは、前記ブースタアンテナの水平指向特性を設定することを特徴とするＩＣチップ付きのシート材。
【請求項２】
前記ＩＣチップは、前記基材に埋設し、前記ブースタアンテナは、前記基材上に形成することを特徴とする請求項１記載のＩＣチップ付きのシート材。
【請求項３】
前記ＩＣチップは、前記基材に埋設し、前記ブースタアンテナは、前記基材に剥離不能に貼着するスレッド上に形成することを特徴とする請求項１記載のＩＣチップ付きのシート材。
【請求項４】
前記ＩＣチップ、ブースタアンテナは、それぞれ前記基材に剥離不能に貼着する共通のスレッド上に配置し、形成することを特徴とする請求項１記載のＩＣチップ付きのシート材。
【請求項５】
前記リフレクタパターンは、前記ラジェータパターンと平行な直線状に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のＩＣチップ付きのシート材。
【請求項６】
前記リフレクタパターンは、前記ラジェータパターンと平行な一辺を有する面状に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載のＩＣチップ付きのシート材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば紙幣や株券などの印刷用紙を含むシート材に非接触形のＩＣチップを装着してなるＩＣチップ付きのシート材に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙幣や株券、商品券、各種のチケットなどの有価証券などの印刷用紙に非接触形のＩＣチップを装着することにより、偽造を防止し、セキュリティを向上させることができる。
【０００３】
たとえば、印刷用紙の所定位置に非接触形の通信用のＩＣチップを抄き込むことにより、ＩＣチップを印刷用紙に埋設するようにして装着することができる（特許文献１）。また、ＩＣチップをテープやシールなどに装着し、このテープやシールなどを印刷用紙の所定位置に貼着することも提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−１２０４７５号公報
【特許文献２】特開２００２−３４２５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる従来技術によるときは、ＩＣチップは、抄紙工程において印刷用紙に直接抄き込まれ、またはテープやシールなどを介して印刷用紙に添付されるが、ＩＣチップ単独の通信距離が極めて小さいにも拘らず、印刷用紙上に本来の印刷用スペースを適切に確保するために、たとえばＩＣカード用などとして使用される開口面積が大きいブースタアンテナを導入することが本質的に困難であるという問題があった。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、直線状のラジェータパターンを有するブースタアンテナと、基材上のリフレクタパターンとを組み合わせることによって、ブースタアンテナの物理的な開口面積を小さく抑えながら通信距離の改善を実現することができるＩＣチップ付きのシート材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、シート状の基材と、基材に搭載する無接触形の通信用のＩＣチップと、ＩＣチップのアンテナに電磁結合するブースタアンテナと、基材上に形成するリフレクタパターンとを備えてなり、ブースタアンテナは、ＩＣチップを作動させるリーダライタからの電波の周波数に共振する共振回路と、所定長さの直線状のラジェータパターンとを有し、リフレクタパターンは、ブースタアンテナの水平指向特性を設定することをその要旨とする。
【０００７】
なお、ＩＣチップは、基材に埋設し、ブースタアンテナは、基材上に形成することができ、ＩＣチップは、基材に埋設し、ブースタアンテナは、基材に剥離不能に貼着するスレッド上に形成することができ、ＩＣチップ、ブースタアンテナは、それぞれ基材に剥離不能に貼着する共通のスレッド上に配置し、形成することができる。
【０００８】
また、リフレクタパターンは、ラジェータパターンと平行な直線状に形成してもよく、ラジェータパターンと平行な一辺を有する面状に形成してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
かかる発明の構成によるときは、ブースタアンテナは、ＩＣチップのチップ本体上のアンテナに電磁結合することにより、ＩＣチップの外部アンテナとして作動し、外部のリーダライタからの作動用の電波を受信してＩＣチップに伝達することができ、ＩＣチップからの応答データをリーダライタに伝達することができる。また、ブースタアンテナは、リーダライタからの電波の周波数に共振する共振回路と、所定長さの直線状のラジェータパターンとを有することにより、物理的な開口面積を小さく抑えながら、ＩＣチップ単独の場合より大きな通信距離を実現するとともに、基材上のリフレクタパターンと組み合わせて水平指向特性を設定することにより、リフレクタパターンと反対方向のフロント側のゲインを向上させることができる。
【００１０】
この発明において、基材は、たとえば紙またはプラスチック製の可撓性のシート状であり、リーダライタは、ＩＣチップのデータの読取りだけを目的とするリーダを含むものとする。また、ブースタアンテナは、Ｃu 、Ａl などの箔材をエッチングによって所定の導電パターンに形成してもよく、Ａg ペーストなどの導電パターンを印刷によって形成してもよい。基材上に形成するリフレクタパターンについても、全く同様である。
【００１１】
なお、ＩＣチップは、紙製の基材に抄き込み、プラスチック製の基材に埋め込むなどの方法により基材に埋設してもよく、あるいは、ブースタアンテナとともに、基材に剥離不能に貼着する共通のスレッド上に配置してもよい。また、ブースタアンテナは、基材上に形成してもよく、スレッド上に形成してもよい。ただし、ここでいうスレッドとは、プラスチックフィルムなどによる細幅のテープであって、所定の間隔を置いて多数のブースタアンテナを長さ方向に形成し、必要に応じてブースタアンテナごとに切断して基材に剥離不能に貼着して使用するものをいう。また、ＩＣチップ、ブースタアンテナは、いずれの配置形態、形成形態をとるにしても、後者を前者のチップ本体上のアンテナに十分密に電磁結合させるために、両者の相対位置関係を厳密にコントロールするものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
ＩＣチップ付きのシート材は、シート状の基材１１と、基材１１に搭載するＩＣチップ１２と、ブースタアンテナ１３、リフレクタパターン１４とを備えてなる（図１、図２）。なお、ブースタアンテナ１３は、基材１１上に剥離不能に貼着するスレッド１５上に形成されており、直線状のリフレクタパターン１４は、基材１１上に形成されている。
【００１４】
基材１１は、可撓性の紙またはプラスチック製であり、たとえばＡ４サイズの定形に裁断されている。基材１１は、その片面または両面に任意の文字、図形、記号などを印刷して表示することができる。
【００１５】
ＩＣチップ１２は、たとえば基材１１の一方の短辺に近い中央部付近の定位置に埋設されている。ＩＣチップ１２は、無接触形の通信用のＩＣチップであって、図示しないアンテナが上面に搭載されている。
【００１６】
ブースタアンテナ１３は、スレッド１５上において、エッチングまたは印刷などの導電パターンにより、一部折返しのＪ字状に形成されている。ブースタアンテナ１３の折返し側の一端には、基材１１側のＩＣチップ１２を収納可能な約１ターンのループ部１３ａが形成されている（図２、図３）。ループ部１３ａの両端には、微少間隔ｄを介して平行に延びる電極部１３ｂ、１３ｂが形成され、一方の電極部１３ｂの先端は、直線状のラジェータパターン１３ｃとして延長されている。
【００１７】
ブースタアンテナ１３を形成するスレッド１５は、基材１１上のＩＣチップ１２がブースタアンテナ１３のループ部１３ａ内に位置するように正確に位置決めされ（図３の二点鎖線）、基材１１の一方の短辺に対してブースタアンテナ１３が平行するようにして基材１１上に剥離不能に貼着されている（図１）。なお、スレッド１５は、多数のブースタアンテナ１３、１３…を長さ方向に適切な間隔ごとに形成して準備し、基材１１ごとに１組のブースタアンテナ１３相当分を切断して使用すればよい。スレッド１５は、基材１１に対し、適切な接着剤を介して接着してもよく、ホットメルト形の接着剤を介して、または接着剤を用いることなく、基材１１に熱接着してもよい。
【００１８】
リフレクタパターン１４は、基材１１の一方の短辺に対して平行に、基材１１を横切るようにして基材１１上に形成されている（図１、図２）。そこで、リフレクタパターン１４は、ブースタアンテナ１３のラジェータパターン１３ｃと平行であり、ラジェータパターン１３ｃより十分に長く、ラジェータパターン１３ｃの幅より十分幅広に形成されている。
【００１９】
ブースタアンテナ１３の電極部１３ｂ、１３ｂは、微少間隔ｄを介して対向し、両者間にコンデンサＣを形成している（図３、図４）。また、ループ部１３ａは、ＩＣチップ１２のアンテナＡと電磁結合するインダクタンスＬを形成する。ただし、図４において、ＩＣチップ１２は、チップ本体１２ａと、チップ本体１２ａ上のアンテナＡとに分解して図示されている。また、ブースタアンテナ１３のラジェータパターン１３ｃは、ループ部１３ａによるインダクタンスＬ、電極部１３ｂ、１３ｂによるコンデンサＣによって形成される共振回路１３ｄの一端に付設されている。
【００２０】
そこで、外部の図示しないリーダライタからの電波Ｓ1 が到来すると、共振回路１３ｄは、電波Ｓ1 の周波数に共振する。すなわち、電極部１３ｂ、１３ｂは、ループ部１３ａとともに、電波Ｓ1 の周波数に適合するように設定して形成されている。また、ループ部１３ａ内のＩＣチップ１２用のスペース１３ｅは、ＩＣチップ１２の外形が縦横各０．７mm、厚さ７０μｍ、電波Ｓ1 の周波数２．４５GHz として、縦横各１mm程度に設定する。
【００２１】
ブースタアンテナ１３は、共振回路１３ｄが電波Ｓ1 の周波数に共振することにより、アンテナＡを介してＩＣチップ１２のチップ本体１２ａに高周波電力を供給し、チップ本体１２ａを起動するとともに、電波Ｓ1 に含まれるデータをチップ本体１２ａに伝送する。また、ＩＣチップ１２は、必要に応じてリーダライタからの電波Ｓ1 に含まれるデータに応答し、応答データに従って電波Ｓ1 を負荷変調する。負荷変調の内容は、アンテナＡからブースタアンテナ１３に伝送され、ブースタアンテナ１３を介してリーダライタに伝達される。すなわち、ブースタアンテナ１３は、アンテナＡを介してＩＣチップ１２の外部アンテナとして作動し、ＩＣチップ１２の通信距離を大きくすることができる。
【００２２】
ブースタアンテナ１３は、電波Ｓ1 の波長λとして、電気的にラジェータパターン１３ｃの長さＬr ≒λ／２、λ／４、３λ／４、５λ／８相当などの共振可能長さに設定し（図２）、ラジェータパターン１３ｃとリフレクタパターン１４との間隔Ｄ≒０．２λ相当に設定することにより、全体として明確なＦＢ比（フロント側、バック側のゲイン比）を有する適切な水平指向特性に設定することができる（図５（Ｂ））。ただし、図５（Ａ）は、リフレクタパターン１４を設けないブースタアンテナ１３のみの典型的な８字形の水平指向特性である。なお、図５（Ａ）、（Ｂ）において、各Ｘ方向は、図１のＸ方向のフロント側に一致しており、同心円のゲインスケールは、１目盛１０dBd であり、最外周が０dBd 、中心が−６０dBd である。
【他の実施の形態】
【００２３】
基材１１上のリフレクタパターン１４は、直線状に代えて、面状に形成してもよい（図６）。リフレクタパターン１４は、ＩＣチップ１２、ブースタアンテナ１３用のスレッド１５に対面する側の一辺をスレッド１５と平行に、すなわちスレッド１５上のブースタアンテナ１３のラジェータパターン１３ｃと平行に形成するものとする。ただし、図６において、ブースタアンテナ１３は、図示が省略されている。
【００２４】
また、ＩＣチップ１２、ブースタアンテナ１３用のスレッド１５は、直線状のリフレクタパターン１４の左右両側に各１組を配置することができる（図７）。各組のブースタアンテナ１３は、共通のリフレクタパターン１４とともに、同図のＸ、Ｘ方向をフロント側とする互いに逆方向の水平指向特性を実現することができる。ただし、図７において、各スレッド１５上のブースタアンテナ１３、１３は、図示が省略されている。
【００２５】
以上の説明において、ＩＣチップ１２は、基材１１に埋設するに代えて、ブースタアンテナ１３を形成するスレッド１５上の所定位置に配置してもよい。なお、このときのＩＣチップ１２は、ブースタアンテナ１３のループ部１３ａ内のスペース１３ｅに対応させて、スレッド１５内に完全に埋め込んでもよく、上面だけをスレッド１５の表面に露出させて、またはスレッド１５上に全体を露出させて、スレッド１５に接着してもよい。また、ブースタアンテナ１３は、スレッド１５上に形成するに代えて、基材１１上に直接形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】全体構成分解斜視図
【図２】図１の要部拡大平面図
【図３】図１の要部拡大分解斜視図
【図４】等価回路図
【図５】水平指向特性線図
【図６】他の実施の形態を示す全体平面図（１）
【図７】他の実施の形態を示す全体平面図（２）
【符号の説明】
【００２７】
Ｓ1 …電波
Ａ…アンテナ
１１…基材
１２…ＩＣチップ
１３…ブースタアンテナ
１３ｃ…ラジェータパターン
１３ｄ…共振回路
１４…リフレクタパターン
１５…スレッド
特許出願人          株式会社  エフ・イー・シー
代理人  弁理士                  松  田  忠  秋
【図１】
2009271630.tif 000003
【図２】
2009271630.tif 000004
【図３】
2009271630.tif 000005
【図４】
2009271630.tif 000006
【図５】
2009271630.tif 000007
【図６】
2009271630.tif 000008
【図７】
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