JP2006174151A - Ｉｃタグおよびｉｃタグの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 自由空間においては広範囲の指向性を持つとともに金属や誘電体上でも動作し、さらに、アンテナとＩＣチップとの整合をとることができ、しかも薄型化可能なＩＣタグおよびＩＣタグの取付構造を提供する。
【解決手段】 板状の誘電体１０の一方の面に第１の放射用金属板１１が、また、他方の面に第２の放射用金属板１２が固着されている。金属板１２の外縁と金属板１１の外縁が実質的に一致している。金属板１２の孔１３内において整合用金属板１４が誘電体１０に固着され、孔１３の内壁と金属板１４との間にスリットが形成されている。金属板１４は誘電体１０を貫通した状態で金属板１１にスルーホール接続されている。誘電体１０の他方の面側においてＩＣチップ２０が金属板１２と金属板１４とをつなぐように表面実装されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線媒体としてマイクロ波帯を使用した、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に使用されるＩＣタグに関するものである。特に、ＩＣタグの取り付け場所によらず、安定したデータの授受ができるシステムを構築可能な技術に関する。ここで、ＩＣタグの取り付け場所とは、誘電体や金属などを指す。

ＲＦＩＤとはＩＣタグと呼ばれる媒体に記憶された人やモノの個別情報を、無線通信によって読み書き（データ呼び出し・登録・削除・更新など）を行う自動認識システムのことである。その概略を図１８に示す。

ＲＦＩＤを実現するためには、２つの装置が必要となる。一つはリーダー／ライタ１００、もう一つはＩＣタグ１２０である。リーダー／ライタ１００は、ＩＣタグ１２０のＩＣチップ１２１に設けたメモリ１２１ａに情報を書き込んだり、その書き込まれた情報を読み出したりする装置である。ＩＣタグ１２０は、内蔵電池を有しないパッシブタイプの場合、リーダー／ライタ１００から送出される搬送波の一部を整流し、動作するために必要な電源を再生する。これにより、ＩＣタグ１２０は、リーダー／ライタ１００との交信が可能となり、内部メモリ１２１ａへのデータの書き込みや、データの送出（変調）を行う装置となる。

ＩＣタグ１２０に使用されるアンテナ１２２に関して、ＲＦＩＤにおいて、リーダー／ライタ１００とＩＣタグ１２０の交信距離を長くするためには、ＩＣタグ１２０にアンテナ１２２を取り付ける必要がある。従来、マイクロ波帯（９６０ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚなど）で使用されるＩＣタグ１２０の代表的なアンテナとしては、ダイポールアンテナやパッチアンテナがある。

ダイポールアンテナの概略図を図１９に示す。このアンテナは、２本の線状金属１３０，１３１により構成された単純な構造であるため、印刷でも簡単に作ることができる。このような理由から、安価なＩＣタグ用のアンテナとして広く利用されている。

パッチアンテナの概略図を図２０に示す。このアンテナは、２枚の金属板（接地金属板１４０、パッチ金属板１４１）が、誘電体１４２を介して平行に配置された構造をもつ。
アンテナの指向性とタグ認識エリアに関して、アンテナの性能を示す指標として指向性がある。指向性とは、どの方向にどれくらいの電力を送受信できるかを示すものである。ダイポールアンテナとパッチアンテナの指向性を図２１，２２に示す。図２１に示すダイポールアンテナは図中の上下方向に電波を放射できるのに対し、図２２に示すパッチアンテナは主に図中の上方向（パッチ金属板１４１方向）に電波を放射する。これを、リーダーがＩＣタグを認識するエリアとして置き換えると、図２１に示すダイポールアンテナの方が図２２に示すパッチアンテナよりも、広い角度範囲で認識されることを意味している。別の見方をすると、ＩＣタグが乱雑に置かれているような場合に（リーダーから見て、ＩＣタグの角度が一様ではない状況）、図２１に示すダイポールアンテナの方が認識されやすいということになる。

金属上に置かれたＩＣタグに関して、ＩＣタグは、何かに貼り付けられて使用されることが多い。貼り付ける対象としては、ペットボトルなどの誘電体やコンテナなどの金属が挙げられる。これらの物体は、アンテナの性能を劣化させるもので、その最たるものが金属となる。ここでは、前述のダイポールアンテナとパッチアンテナの金属上での動作を説明する。

ダイポールアンテナを金属近傍に置くと、図２３に示すように、金属１３２へ進行する入射波と、金属１３２から反射する反射波が発生する。ここで、金属１３２上では電界がゼロとなるという境界条件により、金属端での入射波と反射波は逆相の関係になる。従って、アンテナと金属１３２が極近傍にある場合、図中の上方への放射波と、金属１３２からの反射波も、ほぼ逆相になるため、電波は打ち消し合って放射されない。つまり、ダイポールアンテナを金属１３２の近傍に置くと、動作しなくなる。

この問題を解決するために、特許文献１では、アンテナと金属の間をλ／４±５０％とするようにスペーサーを挟む構成となっている。λ／４とは、金属板上を反射した電波がアンテナの位置で同相となる距離となる。しかし、この条件をＵＨＦ帯（９６０ＭＨｚ帯）に置き換えると、λ／４＝約８ｃｍものスペースが必要となるため、実用的ではない。

これに対し、パッチアンテナを金属上に置いた場合には図２４に示すようになり、パッチアンテナは、元々金属のグランド（接地金属板１４０）を持ったアンテナであるため、アンテナの接地金属板１４０と金属１４３を密着させても、その放射特性にほとんど影響を及ぼさない。

以上より、金属上では、パッチアンテナの方が、ダイポールアンテナより優れていることが分かる。
ＩＣチップとアンテナの整合について説明する。これまで、アンテナからの電波の放射という観点でＩＣタグ用アンテナについて述べてきた。これは、ＩＣチップとアンテナのインピーダンス整合が正しく行われているという前提での話である。通常の無線機では、送受信機とアンテナの入出力ポートのインピーダンスは予め５０Ωなどに決まっていることがほとんどである。しかし、ＩＣタグ用のＩＣチップの場合、安価に作ることが求められているため、整合回路を具備していない。従って、アンテナのインピーダンスを調整してＩＣチップと整合をとる必要がある。具体的には、ＩＣチップのインピーダンスがＲ−ｊＸ[Ω]であった場合、アンテナのインピーダンスをＩＣチップのインピーダンスの共役となるＲ＋ｊＸにする必要がある。
特開２００４−１６４０５５号公報

ＲＦＩＤのＩＣタグ用アンテナには、以下の要求を同時に満足するものが求められている。
（１）自由空間においては広範囲の指向性を持つ
（２）金属上でも動作する（金属上で動作すれば、誘電体上でも動作する）
（３）ＩＣチップとの整合をとる
（４）薄型
本発明は、上記問題点に着目してなされたものであり、その目的は、自由空間においては広範囲の指向性を持つとともに金属や誘電体上でも動作し、さらに、アンテナとＩＣチップとの整合をとることができ、しかも薄型化可能なＩＣタグおよびＩＣタグの取付構造を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、板状の誘電体と、前記誘電体の一方の面に固着された第１の放射用金属板と、外縁を前記第１の放射用金属板の外縁に実質的に一致させた状態で前記誘電体の他方の面に固着され、かつ孔を有し、第１の放射用金属板と共にアンテナを構成する第２の放射用金属板と、前記孔内で前記誘電体に固着され、かつ孔の内壁との間にスリットを形成するとともに前記誘電体を貫通した状態で前記第１の放射用金属板にスルーホール接続された整合用金属板と、前記誘電体の他方の面側において前記第２の放射用金属板と整合用金属板とをつなぐように表面実装されたＩＣチップと、を備えたＩＣタグをその要旨とする。

また、請求項２に記載の発明は、板状の誘電体と、前記誘電体の一方の面に固着された第１の放射用金属板と、外縁と前記第１の放射用金属板の外縁との前記誘電体の面方向におけるズレ量がλ／３０以内（ただし、λは前記誘電体内での電波の波長）となる状態で前記誘電体の他方の面に固着され、かつ孔を有し、第１の放射用金属板と共にアンテナを構成する第２の放射用金属板と、前記孔内で前記誘電体に固着され、かつ孔の内壁との間にスリットを形成するとともに前記誘電体を貫通した状態で前記第１の放射用金属板にスルーホール接続された整合用金属板と、前記誘電体の他方の面側において前記第２の放射用金属板と整合用金属板とをつなぐように表面実装されたＩＣチップと、を備えたＩＣタグをその要旨する。

よって、請求項１，２に記載のＩＣタグにおいては下記の作用効果を奏する。
自由空間において広範囲な指向性を持つ。詳しくは、パッチアンテナに形成される電界は、図９に示すように、パッチ金属板１４１と接地金属板１４０の間に形成され、接地金属板１４０のサイズがパッチ金属板１４１のサイズより大きい場合には電波は図中の上側（パッチ金属板１４１側）に放射されるが、請求項１，２に記載のＩＣタグのアンテナの電界は図１０に示すように、図中の上下方向に均等化され、そのため、通常のパッチアンテナよりも広いエリアに電波を放射することができる。

また、請求項１，２に記載のＩＣタグは金属上でも動作する。詳しくは、請求項１，２に記載のＩＣタグを金属上に置くと、電界は図１１のように形成され、この場合、アンテナはパッチアンテナのように振る舞い、請求項１，２に記載のＩＣタグのアンテナは金属上でも動作することになる。当然、誘電体上でも動作する。

また、請求項１，２に記載のＩＣタグは、ＩＣチップを表面実装する構成を採り、ＩＣチップとアンテナは整合用金属板により接続されており、アンテナとＩＣチップとの整合をとることができる。

また、請求項１，２に記載のＩＣタグの厚さは、板状の誘電体の厚さと、第１の放射用金属板の厚さと、第２の放射用金属板（整合用金属板）の厚さと、ＩＣチップの厚さの和となるため、特許文献１のＩＣタグに比べて薄型化が可能である。

このようにして、自由空間においては広範囲の指向性を持つとともに金属や誘電体上でも動作し、さらに、アンテナとＩＣチップとの整合をとることができ、しかも薄型化可能となる。

また、請求項２に記載のＩＣタグにおいて、第２の放射用金属板の外縁と第１の放射用金属板の外縁との誘電体の面方向におけるズレ量を、λ／３０以内（ただし、λは誘電体内での電波の波長）とすることにより、板状の誘電体における第１の放射用金属板の配置面と第２の放射用金属板の配置面での電波についてその利得差を３ｄＢ程度とすることができる。

請求項３に記載のＩＣタグは、請求項１または２に記載のＩＣタグにおいて、前記第１の放射用金属板と第２の放射用金属板と整合用金属板とが同一材料および同一厚さを有し、板状の誘電体に対し第１の放射用金属板と第２の放射用金属板と整合用金属板とが密着している。このＩＣタグは、プリント基板を加工することにより構成することができる。

請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＩＣタグにおいて、前記整合用金属板は第２の放射用金属板よりも小さいと、放射効率の低下を回避することができる。

請求項５に記載のように、請求項１〜４のいずれか１項に記載のＩＣタグにおいて、前記整合用金属板は直線的に延びた形状をなしていても、請求項６に記載のように、前記整合用金属板は折れ曲がった形状をなしていても、請求項７に記載のように、前記整合用金属板は曲線形状をなしていてもよい。ここで、請求項７に記載のように曲線形状をなしていると、請求項６に記載のように折れ曲がった形状をなしている場合よりも整合用金属板からの放射を少なくすることができる。

請求項８に記載のように、請求項１〜７のいずれか１項に記載のＩＣタグにおいて、平面形状が方形状をなす第２の放射用金属板における対角での角部を切り欠くことにより、円偏波を放射することができる。

請求項９に記載のＩＣタグの取付構造は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のＩＣタグを、金属または誘電体に、前記第１の放射用金属板が密着する状態で取り付けたことを特徴としている。よって、より少ない設置スペースとすることができる。

請求項１０に記載のＩＣタグの取付構造は、請求項１〜８のいずれか１項に記載のＩＣタグを、金属または誘電体に、前記第２の放射用金属板が対向し、かつ当該第２の放射用金属板と前記金属または誘電体とを離間させた状態で取り付けたことを特徴としている。よって、インピーダンス整合のズレによる動作性の低下を抑制することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本実施形態におけるＩＣタグ１の平面および正面の構造を示す図である。図２はＩＣタグ１の下面図である。図３には要部におけるＩＣタグ１の平面図を示す。図３のＡ−Ａ線での縦断面図を図４（ａ）に示すとともに、図３のＢ−Ｂ線での縦断面図を図４（ｂ）に示す。

図１，２に示すように、ＩＣタグ１は、板状の誘電体１０を具備しており、この板状の誘電体１０は平面形状が正方形をなしている。板状の誘電体１０の下面（一方の面）には第１の放射用金属板１１が固着されている。第１の放射用金属板１１は平面形状が正方形をなしている。

また、板状の誘電体１０の上面（他方の面）には第２の放射用金属板１２が自身の外縁を第１の放射用金属板１１の外縁にほぼ一致させた状態（実質的に一致させた状態）で固着されている。即ち、第２の放射用金属板１２は、その外縁で囲まれた領域の大きさが第１の放射用金属板１１の外縁で囲まれた領域の大きさとほぼ同じである（実質的に同じである）。第２の放射用金属板１２は孔１３を有し、孔１３は長方形状をなしている。第２の放射用金属板１２は、第１の放射用金属板１１と共にアンテナを構成している。

第２の放射用金属板１２の孔１３内において整合用金属板１４が誘電体１０に固着されている。図３、図４（ａ），（ｂ）に示すように、整合用金属板１４は平面形状が長方形であり、直線的に延びた形状をなしている。孔１３の内壁と整合用金属板１４の外縁との間にはスリットＳが形成されている。整合用金属板１４の周囲のスリットＳは一定幅を有し、スリットＳにより整合用金属板１４は第２の放射用金属板１２と絶縁されている。第２の放射用金属板１２のサイズと整合用金属板１４のサイズに関して、整合用金属板１４は第２の放射用金属板１２よりも小さい。整合用金属板１４の配置位置（孔１３の形成位置）に関して、図１に示すように、外縁の形状が正方形をなす第２の放射用金属板１２の中心からズレた位置に配置（形成）されている。

ここで、ＩＣタグ用基板（板状の誘電体１０と第１の放射用金属板１１と第２の放射用金属板１２と整合用金属板１４）として両面プリント配線板を用いており、ガラス・エポキシ基板やセラミック基板等の誘電体基板の両面に配した銅箔等の導電性材料（金属板）をパターニングしてＩＣタグ用基板を構成している。よって、第１の放射用金属板１１と第２の放射用金属板１２と整合用金属板１４とが同一材料および同一厚さを有し、板状の誘電体１０に対し第１の放射用金属板１１と第２の放射用金属板１２と整合用金属板１４とが密着している。

また、図３、図４（ａ），（ｂ）に示すように、整合用金属板１４の一端部（図３での下端部）における板状の誘電体１０には貫通孔１５が形成されている。この貫通孔１５の内壁にはメッキ膜１６が形成されている。メッキ膜１６により整合用金属板１４と第１の放射用金属板１１とが電気的に接続されている（スルーホールにより導通している）。このようにして、整合用金属板１４は、誘電体１０を貫通した状態で第１の放射用金属板１１にスルーホール接続されている。

板状の誘電体１０における上面、即ち、第２の放射用金属板１２および整合用金属板１４の配置面側においてＩＣチップ２０が配置されている。ＩＣチップ２０は、整合用金属板１４における貫通孔１５の形成部とは反対側の端部と第２の放射用金属板１２とをつなぐように表面実装されている。詳しくは、ＩＣチップ２０は、二つの接続端子２０ａ，２０ｂを具備しており、接続端子２０ａが第２の放射用金属板１２と半田付けされるとともに接続端子２０ｂが整合用金属板１４と半田付けされている。

整合をとる際に調整するパラメータを、図５を用いて説明する。図５において、整合用金属板１４の幅Ｗ１、スリットＳの幅Ｗ２、左右方向における第２の放射用金属板１２の外周端部と整合用金属板１４との距離Ｌ１、整合用金属板１４の長さＬ２、上下方向における第２の放射用金属板１２の外周端部と整合用金属板１４との距離（オフセット距離）Ｌ３を調整することにより整合をとることができる。

特に図５の場合、整合用金属板１４は直線的に延びた形状をなしているので、整合用金属板１４の長さＬ２を調整することにより容易に整合をとることができる。
次に、本ＩＣタグ１の使用形態（設置状況）について説明する。

図６はＩＣタグ１を自由空間に配置した場合を示す。
図７はＩＣタグ１を金属３０上に設置した場合を示す。この際、整合用金属板１４と反対側の面を金属３０に置き、第１の放射用金属板１１と金属３０とは密着させる。

図８はＩＣタグ１を誘電体３１上に設置した場合を示す。この際も、整合用金属板１４と反対側の面を誘電体３１に置き、第１の放射用金属板１１と誘電体３１とは密着させる。

次に、本ＩＣタグ１の特徴（メリット）について説明する。
（１）自由空間において広範囲な指向性を持つ。
ＩＣタグ１のアンテナは、図１０に示すように、自由空間においては広範囲な指向性を持つ。このとき、本ＩＣタグ１のアンテナは、図２０に示したパッチアンテナに似た形状を有している。パッチアンテナに形成される電界は、図９に示すように、パッチ金属板１４１と接地金属板１４０の間に形成される。従って、接地金属板１４０のサイズがパッチ金属板１４１のサイズより大きい場合には、電波は図中の上側（パッチ金属板１４１側）に放射されるようになる。これに対し、図１０に示す本実施形態でのＩＣタグ１のアンテナの電界は、図中の上下方向に等しく形成される。そのため、通常のパッチアンテナよりも広いエリアに電波を放射することができる。
（２）金属上でも動作する。

本実施形態でのＩＣタグ１を金属の上に配置した場合には、電界は図１１に示すように形成される。この場合、ＩＣタグ１のアンテナは、パッチアンテナのように振舞う。従って、ＩＣタグ１のアンテナは、金属３０上でも動作する。同様に、本実施形態でのＩＣタグ１を誘電体３１の上に配置した場合（図８の場合）も同様のことが言える。

これによって、図７，８に示すように、ＩＣタグの取付構造として、ＩＣタグ１を、金属３０または誘電体３１に、第１の放射用金属板１１が密着する状態で取り付けることにより、より少ない設置スペースとすることができる。
（３）アンテナとＩＣチップ２０との整合をとることができる。

ＩＣタグ１は、ＩＣチップ２０を表面実装する構成を採り、ＩＣチップ２０とアンテナは整合用金属板１４により接続されている。このような構成を採ることにより、ＩＣタグ１のアンテナとＩＣチップ２０との整合をとることができる。
（４）小型・薄型可能である。

本ＩＣタグ１の厚さは、図４（ｂ）に示すように、板状の誘電体１０の厚さｔ１と、第１の放射用金属板１１の厚さｔ２と、第２の放射用金属板１２（整合用金属板１４）の厚さｔ３と、ＩＣチップ２０の厚さｔ４の和（＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３＋ｔ４）となる。そのため、特許文献１のＩＣタグに比べてスペーサーが無いため薄型化が可能であり、ＲＦＩＤタグには最適な形状となる。

このようにして、本ＩＣタグ１は、自由空間においては広範囲の指向性を持つとともに金属や誘電体上でも動作し、さらに、アンテナとＩＣチップ２０との整合をとることができ、しかも薄型化可能となる。

その他にも、ＩＣタグ１は、第１の放射用金属板１１と第２の放射用金属板１２と整合用金属板１４とが同一材料および同一厚さを有し、板状の誘電体１０に対し第１の放射用金属板１１と第２の放射用金属板１２と整合用金属板１４とが密着している。このＩＣタグ１は、プリント基板（両面プリント配線板）を加工することにより構成することができる。即ち、プリント基板を加工することによりＩＣタグ用基板が製作できる。

また、整合用金属板１４は第２の放射用金属板１２よりも小さく、これにより、放射効率の低下を回避することができる。
次に、動作確認を行ったので説明する。

動作確認のために用いたＩＣタグ１は、アンテナで受けた電波をダイオードにより整流してＤＣ電圧を取り出すもので、レクテナ（Ｒｅｃｔｉｆｙｉｎｇ Ａｎｔｅｎｎａ）と呼ばれるものである。パッシブ型のＲＦＩＤは、この機能を用いて電源を再生するため、電池不要で動作する。

このＩＣタグ１（アンテナ）を、自由空間と金属上に置いたときの指向性（出力電圧で表示）を図１２に示す。図１２において本実施形態でのＩＣタグ１を自由空間に置いたときの指向特性を実線にて示すとともに本実施形態でのＩＣタグ１を金属上に置いたときの指向特性を破線にて示す。

図１２から次のことが分かる。本実施形態でのＩＣタグ１を自由空間に置いたときには、ほぼ全方位からの電波を受信している。また、本実施形態でのＩＣタグ１を金属上に置いたときには、金属と反対側の方向（図１２の上側）からの電波を受信している。この結果から、本実施形態でのＩＣタグ１のアンテナが自由空間と金属上のどちらでも動作していることが分かる。
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

図１３（ａ）や図１３（ｂ）に示すように、第２の放射用金属板１２の外縁と第１の放射用金属板１１の外縁との誘電体１０の面方向におけるズレ量ΔＹがλ／３０以内（ただし、λは誘電体１０内での電波の波長）となる状態で両放射用金属板１１，１２が誘電体１０に固着されている。

より詳しくは、図１３ａ（ａ）においては、第２の放射用金属板１２の外縁は第１の放射用金属板１１の外縁よりも小さく、誘電体１０の面方向における両放射用金属板１１，１２の外縁のズレ量ΔＹがλ／３０以内となっている（逆に、第２の放射用金属板１２の外縁は第１の放射用金属板１１の外縁よりも大きく、誘電体１０の面方向における両放射用金属板１１，１２の外縁のズレ量ΔＹがλ／３０以内となっていてもよい）。

また、図１３（ｂ）においては、第２の放射用金属板１２の外縁と第１の放射用金属板１１の外縁とは同じ大きさであり、誘電体１０の面方向における両放射用金属板１１，１２の外縁のズレ量ΔＹがλ／３０以内となっている。

その他の構成については第１の実施の形態と同じである。
この場合には、板状の誘電体１０における第１の放射用金属板１１の配置面と第２の放射用金属板１２の配置面での電波についてその利得差（図１０での図中の上方と下方の利得差）を３ｄＢ程度、即ち、放射電力を半分程度とすることができる。

以下、第１および第２の実施形態に対する別例について説明する。
帯状の整合用金属板に関して、図１等に示した整合用金属板１４は直線的に延びた形状をなしていたが、これに限ることなく、図１４に示す整合用金属板４０のように、Ｌ字状に折れ曲がった形状をなしていてもよい。他にも、図１５に示す整合用金属板５０のように、円弧を描くように曲線形状をなしていてもよい。この場合（図１５）には、図１４に示した折れ曲がった形状をなしている場合よりも整合用金属板からの放射を少なくすることができる。

また、図１６に示すように、板状の誘電体１０の上面（チップ実装面）に配する方形状の放射用金属板１２において、対角における角部に切り欠き部６０ａ，６０ｂ（あるいは、切り欠き部６１ａ，６１ｂ）を形成してもよい。このように、平面形状が方形状をなす第２の放射用金属板１２における対角での角部を切り欠くことにより円偏波を放射することができる。

図７に示したように、ＩＣタグ１を金属３０上に設置する場合、板状の誘電体１０における第１の放射用金属板１１の配置面側を金属３０に対向させ第１の放射用金属板１１を金属３０に密着させた。これに対し、図１７に示すように、板状の誘電体１０における第２の放射用金属板１２および整合用金属板１４の配置面側を金属７１に対向させた状態で設置する場合、第２の放射用金属板１２から離間させた状態で取り付ける。具体的には、誘電体１０、金属板１２，１４、ＩＣチップ２０を樹脂７０にてモールドして、このモールド樹脂７０にて第２の放射用金属板１２の表面と樹脂表面との距離（樹脂７０の厚さ）を所定量Ｌ１０とする。このようにＩＣタグ１を樹脂モールドして、第２の放射用金属板１２が金属７１と対向する状態で金属７１に装着する。このようにすることにより、金属７１に対し第２の放射用金属板１２が対向するように装着する場合に、所定の距離以上離間させることができる。

同様に、図１７での金属７１に代わり誘電体にＩＣタグ１の第２の放射用金属板１２が対向するように設置する場合も、所定の距離以上離間させる。
このようにして、ＩＣタグの取付構造として、ＩＣタグ１を、金属７１または誘電体に、第２の放射用金属板１２が対向し、かつ第２の放射用金属板１２と金属７１または誘電体とを離間させた状態で取り付けることにより、インピーダンス整合のズレによる動作性の低下を抑制することができる。

第１の実施の形態におけるＩＣタグの平面および正面図。 ＩＣタグの下面図。 要部におけるＩＣタグの平面図。 （ａ）は図３のＡ−Ａ線での縦断面図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ線での縦断面図。 ＩＣタグにおける整合用調整パラメータを説明するための平面図。 ＩＣタグを自由空間に配したときの縦断面図。 ＩＣタグを金属上に配したときの縦断面図。 ＩＣタグを誘電体上に配したときの縦断面図。 通常のパッチアンテナの電界の分布図。 第１の実施の形態におけるＩＣタグの自由空間での電界の分布図。 第１の実施の形態におけるＩＣタグを金属上に配したときの電界の分布図。 第１の実施の形態におけるＩＣタグでのアンテナの指向性の測定結果を示す図。 （ａ），（ｂ）は第２の実施の形態におけるＩＣタグの平面および正面図。 別例のＩＣタグの平面図。 別例のＩＣタグの平面図。 別例のＩＣタグの平面および正面図。 別例のＩＣタグの装着状態を示す断面図。 ＲＦＩＤシステムの構成図。 ダイポールアンテナの構成図。 パッチアンテナの平面および断面図。 ダイポールアンテナの指向性を示す図。 パッチアンテナの指向性を示す図。 金属板上のダイポールアンテナの電波の放射状態を示す図。 金属板上のパッチアンテナの指向性を示す図。

符号の説明

１０…誘電体、１１…第１の放射用金属板、１２…第２の放射用金属板、１３…孔、１４…整合用金属板、１５…貫通孔、２０…ＩＣチップ、４０…整合用金属板、５０…整合用金属板、Ｓ…スリット。

Claims (10)

1. 板状の誘電体と、
   前記誘電体の一方の面に固着された第１の放射用金属板と、
   外縁を前記第１の放射用金属板の外縁に実質的に一致させた状態で前記誘電体の他方の面に固着され、かつ孔を有し、第１の放射用金属板と共にアンテナを構成する第２の放射用金属板と、
   前記孔内で前記誘電体に固着され、かつ孔の内壁との間にスリットを形成するとともに前記誘電体を貫通した状態で前記第１の放射用金属板にスルーホール接続された整合用金属板と、
   前記誘電体の他方の面側において前記第２の放射用金属板と整合用金属板とをつなぐように表面実装されたＩＣチップと、
   を備えたことを特徴とするＩＣタグ。
2. 板状の誘電体と、
   前記誘電体の一方の面に固着された第１の放射用金属板と、
   外縁と前記第１の放射用金属板の外縁との前記誘電体の面方向におけるズレ量がλ／３０以内（ただし、λは前記誘電体内での電波の波長）となる状態で前記誘電体の他方の面に固着され、かつ孔を有し、第１の放射用金属板と共にアンテナを構成する第２の放射用金属板と、
   前記孔内で前記誘電体に固着され、かつ孔の内壁との間にスリットを形成するとともに前記誘電体を貫通した状態で前記第１の放射用金属板にスルーホール接続された整合用金属板と、
   前記誘電体の他方の面側において前記第２の放射用金属板と整合用金属板とをつなぐように表面実装されたＩＣチップと、
   を備えたことを特徴とするＩＣタグ。
3. 前記第１の放射用金属板と第２の放射用金属板と整合用金属板とが同一材料および同一厚さを有し、板状の誘電体に対し第１の放射用金属板と第２の放射用金属板と整合用金属板とが密着していることを特徴とする請求項１または２に記載のＩＣタグ。
4. 前記整合用金属板は第２の放射用金属板よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
5. 前記整合用金属板は直線的に延びた形状をなしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
6. 前記整合用金属板は折れ曲がった形状をなしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
7. 前記整合用金属板は曲線形状をなしていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
8. 平面形状が方形状をなす第２の放射用金属板における対角での角部を切り欠いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のＩＣタグ。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のＩＣタグを、金属または誘電体に、前記第１の放射用金属板が密着する状態で取り付けたことを特徴とするＩＣタグの取付構造。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のＩＣタグを、金属または誘電体に、前記第２の放射用金属板が対向し、かつ当該第２の放射用金属板と前記金属または誘電体とを離間させた状態で取り付けたことを特徴とするＩＣタグの取付構造。

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