特許 6973661 ＲＦＩＤモジュール、ＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグ付き物品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6973661

(24)【登録日】2021年11月8日

(45)【発行日】2021年12月1日

(54)【発明の名称】ＲＦＩＤモジュール、ＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグ付き物品

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/077 20060101AFI20211118BHJP

   H01Q 7/00 20060101ALI20211118BHJP

   H01Q 9/04 20060101ALI20211118BHJP

   H01Q 19/02 20060101ALI20211118BHJP

【ＦＩ】

   G06K19/077 248

   G06K19/077 216

   G06K19/077 296

   H01Q7/00

   H01Q9/04

   H01Q19/02

【請求項の数】13

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2020-555251(P2020-555251)

(86)(22)【出願日】2020年4月10日

(86)【国際出願番号】JP2020016093

(87)【国際公開番号】WO2021065055

(87)【国際公開日】20210408

【審査請求日】2020年10月8日

(31)【優先権主張番号】特願2019-178309(P2019-178309)

(32)【優先日】2019年9月30日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】特許業務法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】植木 紀行

【審査官】 境 周一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１６７８８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２００３−５３６３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表昭６２−５０１６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２０４３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７８８４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１８／１０１３１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１９−１７００３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−０１７１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０８５６８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｋ １９／０７７

Ｈ０１Ｑ ７／００

Ｈ０１Ｑ １９／０２

Ｈ０１Ｑ ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

面状に拡がる導電体に電磁界結合する位置に配置されるＲＦＩＤモジュールであって、
受電用の電磁波を受けて誘起される電力を入力しＲＦＩＤ用の送信信号を出力するＲＦＩＣと、
前記導電体に電磁界結合して前記受電用の電力を受ける受電結合部と、
前記導電体に電磁界結合して前記ＲＦＩＤ用の送信信号を前記導電体へ出力する送信結合部と、
を備え、
前記受電用の電磁波が属する周波数帯域と前記送信信号が属する周波数帯域とは、同じである、
ＲＦＩＤモジュール。

【請求項2】

前記受電結合部は前記導電体に対して磁界結合するコイルで構成された、
請求項１に記載のＲＦＩＤモジュール。

【請求項3】

前記受電結合部は前記導電体に対して電界結合する面状導体で構成された、
請求項１又は２に記載のＲＦＩＤモジュール。

【請求項4】

前記送信結合部は前記導電体に対して磁界結合するコイルで構成された、
請求項１から３のいずれかに記載のＲＦＩＤモジュール。

【請求項5】

前記送信結合部は前記導電体に対して電界結合する面状導体で構成された、
請求項１から４のいずれかに記載のＲＦＩＤモジュール。

【請求項6】

前記導電体は、当該導電体の面に沿って長手方向を有し、
前記磁界結合するコイルは、前記導電体の長手方向の一辺に沿った位置で、かつ前記一辺の両端より中央寄りの位置に配置される、
請求項２又は４に記載のＲＦＩＤモジュール。

【請求項7】

前記電界結合する前記面状導体は、前記導電体の面に沿った当該導電体の中央に比べて縁に寄った位置に配置される、
請求項３又は５に記載のＲＦＩＤモジュール。

【請求項8】

前記コイルと共にＬＣ共振するコンデンサを備える、
請求項２又は４に記載のＲＦＩＤモジュール。

【請求項9】

前記面状導体に接続されるインダクタ及びキャパシタを備え、前記面状導体、前記インダクタ及び前記キャパシタによってＬＣ共振回路が構成された、
請求項３又は５に記載のＲＦＩＤモジュール。

【請求項10】

前記受電結合部に接続される第１キャパシタと、
前記送信結合部に接続される第２キャパシタと、を更に備え、
前記受電結合部および前記第１キャパシタにより、受電用ＬＣ共振回路が構成され、
前記送信結合部および前記第２キャパシタにより、送信用ＬＣ共振回路が構成され、
前記受電用ＬＣ共振回路の共振周波数が属する周波数帯域と前記送信用ＬＣ共振回路の共振周波数が属する周波数帯域とは、同じである、
請求項１に記載のＲＦＩＤモジュール。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれかに記載のＲＦＩＤモジュールと、前記導電体とで構成される、
ＲＦＩＤタグ。

【請求項12】

請求項１から１０のいずれかに記載のＲＦＩＤモジュールと、一部又は全部が前記導電体である物品と、で構成されるＲＦＩＤタグ付き物品。

【請求項13】

面状に拡がる導電体と、前記導電体に電磁界結合する位置に配置されるＲＦＩＤモジュールと、で構成されるＲＦＩＤタグであって、
前記ＲＦＩＤモジュールは、受電用の電磁波を受けて誘起される電力を入力しＲＦＩＤ用の送信信号を出力するＲＦＩＣと、
前記導電体に電磁界結合して前記受電用の電力を受ける受電結合部と、
前記導電体に電磁界結合して前記ＲＦＩＤ用の送信信号を前記導電体へ出力する送信結合部と、
を備え、
前記ＲＦＩＤモジュールの全ては、前記導電体が拡がる面の法線方向に見て、前記導電体と重なる、
ＲＦＩＤタグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばＲＦＩＤタグを構成するＲＦＩＤモジュール、それを備えるＲＦＩＤタグ、及びＲＦＩＤタグ付き物品に関する。

【背景技術】

【0002】

非特許文献１には、パッシブ Bluetooth（登録商標）センサーが示されている。この装置は、無線ＬＡＮの電波や携帯電話の電波などのＲＦ電力を利用して、温度、圧力、動き、を検出し、その情報をBluetooth（登録商標）で送信することが示されている。この装置は、パッシブUHF RFID トランスポンダのように、リーダーに反射信号を返す方式ではなく、次のような方式で通信する。まず、上記電波を信号としてではなくエネルギーとして受電して充電し、十分なエネルギーが充電されると、メッセージの一部を送信し、さらにエネルギーが充電されるのを待つ。その後、メッセージの次の部分を送信する。つまり、周囲の電波からエネルギーを受電しつつ、メッセージを分割して順次送信する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Mark Roberti、“Wiliot Unveils Passive Bluetooth（登録商標） Sensor”、［online］、［令和１年９月１１日検索］、インターネット＜URL：https://www.rfidjournal.com/articles/view?18235＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

非特許文献１に記載の装置は、周囲の電波を受電する二つのアンテナと、 Bluetooth（登録商標）で信号を送信するアンテナとを個別に設ける必要があるので、これら複数のアンテナとＲＦＩＣとを備えるＲＦＩＤタグを構成すると、全体的に大型になってしまい、適用範囲が制限される懸念がある。また、導電性を有する物品にＲＦＩＤタグを設けた場合や、物品の一部である導電性部材にＲＦＩＤタグを設けた場合に、ＲＦＩＤタグのアンテナが、上記導電性を有する物品や導電性部材の影響を受けやすい。つまり、ＲＦＩＤタグ単体での特性と、物品に取り付けた状態でのＲＦＩＤタグの特性とが大きく変化してしまうことがある。

【0005】

そこで、本発明の目的は、導電性を有する物品にＲＦＩＤタグを設ける場合や、物品の一部である導電性部材にＲＦＩＤタグを設ける場合に、所定のＲＦＩＤタグ特性を発現するＲＦＩＤモジュール、それを備えるＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグ付き物品を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のＲＦＩＤモジュールは、面状に拡がる導電体に電磁界結合する位置に配置される。このＲＦＩＤモジュールは、受電用の電磁波を受けて誘起される電力を入力しＲＦＩＤ用の送信信号を出力するＲＦＩＣと、前記導電体に電磁界結合して前記受電用の電力を受ける受電結合部と、前記導電体に電磁界結合して前記ＲＦＩＤ用の送信信号を前記導電体へ出力する送信結合部と、を備える。

【0007】

本発明のＲＦＩＤタグは、前記ＲＦＩＤモジュールと、前記導電体とで構成される。

【0008】

本発明のＲＦＩＤタグ付き物品は、前記ＲＦＩＤモジュールと、一部又は全部が前記導電体である物品と、で構成される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、複数の大きなアンテナが不要であるので、全体に小型化されたＲＦＩＤタグが構成できる。また、導電体にＲＦＩＤモジュールを設けることでＲＦＩＤタグが容易に構成できる。同様に、物品の一部である導電性部材にＲＦＩＤモジュールを設けることによって、所定のＲＦＩＤタグ特性を発現するＲＦＩＤタグが構成できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は第１の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０１の回路構成を示す図である。

【図2】図２はＲＦＩＤタグ２０１の斜視図である。

【図3】図３は、導電体１に搭載されたＲＦＩＤモジュール１０１を通る面での縦断面図である。

【図4】図４は、ＲＦＩＤモジュール１０１内のコイルＬ２の構成、及びチップキャパシタＣ２Ａ，Ｃ２Ｂ，ＣｔＡ，ＣｔＢの実装状態を示す部分斜視図である。

【図5】図５はＲＦＩＤモジュール１０１内の構成を示す透視斜視図である。

【図6】図６はＲＦＩＤタグ付き物品３０１の斜視図である。

【図7】図７は第２の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０２の斜視図である。

【図8】図８はＲＦＩＤモジュール１０２内の構成を示す透視斜視図である。

【図9】図９は第３の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０３の回路構成を示す図である。

【図10】図１０はＲＦＩＤタグ２０３の斜視図である。

【図11】図１１はＲＦＩＤモジュール１０３内の構成を示す透視斜視図である。

【図12】図１２は第４の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０４Ａの回路構成を示す図である。

【図13】図１３は第４の実施形態に係る別のＲＦＩＤタグ２０４Ｂの回路構成を示す図である。

【図14】図１４（Ａ）は第５の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０５Ａの回路構成を示す図である。図１４（Ｂ）は第５の実施形態に係る別のＲＦＩＤタグ２０５Ｂの回路構成を示す図である。

【図15】図１５（Ａ）は第６の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０５Ａの斜視図であり、図１５（Ｂ）は第６の実施形態に係る別のＲＦＩＤタグ２０５Ｂの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明又は理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせは可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

【0012】

《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０１の回路構成を示す図である。このＲＦＩＤタグ２０１は、導電体１と、この導電体１に電磁界結合する位置に配置されるＲＦＩＤモジュール１０１とで構成される。

【0013】

ＲＦＩＤモジュール１０１は、ＲＦＩＣ２と、このＲＦＩＣ２に接続された受電結合部ＰＲと、ＲＦＩＣ２に接続された送信結合部ＰＳと、を備える。

【0014】

受電結合部ＰＲは、導電体１に電磁界結合して受電用の電力を受ける。また、送信結合部ＰＳは、導電体１に電磁界結合して、ＲＦＩＤ用の送信信号を導電体１へ出力する。

【0015】

受電結合部ＰＲは導電体１に対して磁界結合するコイルＬ１で構成されている。このコイルＬ１にはキャパシタＣ１Ａ，Ｃ１Ｂの直列回路が並列接続されて、ＬＣ並列共振回路が構成されている。このＬＣ並列共振回路はキャパシタＣｒＡ，ＣｒＢを介して、ＲＦＩＣ２の受電端子Ｒｘ＋，Ｒｘ−に接続されている。

【0016】

送信結合部ＰＳは、導電体１に対して磁界結合するコイルＬ２で構成されている。このコイルＬ２にはキャパシタＣ２Ａ，Ｃ２Ｂの直列回路が並列接続されて、ＬＣ並列共振回路が構成されている。このＬＣ並列共振回路はキャパシタＣｔＡ，ＣｔＢを介して、ＲＦＩＣ２の送信端子Ｔｘ＋，Ｔｘ−に接続されている。

【0017】

コイルＬ１とキャパシタＣ１Ａ，Ｃ１Ｂとの並列回路はＬＣ共振回路を構成し、この共振周波数は受電周波数帯域内に定められている。例えば、ＬＴＥの１．７ＧＨｚ帯から２．５ＧＨｚ帯の電波や２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮの電波に共振するように定められている。

【0018】

コイルＬ２とキャパシタＣ２Ａ，Ｃ２Ｂとの並列回路はＬＣ共振回路を構成し、この共振周波数は送信周波数帯域内に定められている。例えば、Bluetooth（登録商標）のＢＬＥ規格の２．４ＧＨｚ帯で共振する。

【0019】

図１中の破線は、受電結合部ＰＲのコイルＬ１と導電体１との磁界結合、及び送信結合部ＰＳのコイルＬ２と導電体１との磁界結合をそれぞれ表している。

【0020】

図２はＲＦＩＤタグ２０１の斜視図である。ＲＦＩＤタグ２０１は直方体形状の導電体１にＲＦＩＤモジュール１０１が搭載されることで構成されている。ＲＦＩＤモジュール１０１の内部には、図１に示したＲＦＩＣ２、コイルＬ１，Ｌ２及びその他の回路部品が設けられている。

【0021】

導電体１は、アルミニウム箔、アルミニウム板、銅箔、銅板、ステンレススチール板、めっきされた金属板などである。

【0022】

導電体１は、図２に示す座標軸で、Ｘ−Ｙ面に沿って面状に拡がり、Ｘ軸方向に沿った長手方向を有する。ＲＦＩＤモジュール１０１は、平面視で（Ｚ軸方向に視て）、導電体１の長手方向の一辺Ｓ１に沿った位置で、かつ一辺Ｓ１の両端より中央寄りの位置に配置されている。

【0023】

図３は、導電体１に搭載されたＲＦＩＤモジュール１０１を通る面での縦断面図である。図４は、ＲＦＩＤモジュール１０１内のコイルＬ２の構成、及びチップキャパシタＣ２Ａ，Ｃ２Ｂ，ＣｔＡ，ＣｔＢの実装状態を示す部分斜視図である。また、図５はＲＦＩＤモジュール１０１内の構成を示す透視斜視図である。

【0024】

ＲＦＩＤモジュール１０１はLTCC（低温同時焼成セラミックス）等によるセラミクス基板、ガラス・エポキシ等による樹脂基板、ポリイミド等による基板１０を備える。この基板１０の上に導電部材によるコイルＬ１，Ｌ２が形成されている。また、基板１０の表面にチップキャパシタＣ１Ａ，Ｃ１Ｂ，Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ等が実装されている。コイルＬ１，Ｌ２及び上記チップキャパシタは、基板１０の上面において、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂や、ポリウレタン等のエラストマーによるモールド樹脂１１で被覆されている。

【0025】

ＲＦＩＤモジュール１０１は導電体１に搭載されることでＲＦＩＤタグ２０１が構成される。例えば、ＲＦＩＤモジュール１０１の底面に粘着層８が形成されていて、ＲＦＩＤモジュール１０１は粘着層８を介して導電体１の表面に粘着される。この粘着層８に代えて、例えばアクリル系接着剤などの接着層を介して接合させてもよい。なお、その接着層は導電性を有して、グランド導体ＧＣを導電体１に電気的に導通させてもよい。

【0026】

図３、図４、図５から明らかなように、ＲＦＩＤモジュール１０１の内部に設けられているコイルＬ１，Ｌ２のコイル開口はＸ−Ｚ面にあり、コイルＬ１，Ｌ２のコイル巻回軸はＹ軸方向を向く。つまり、コイルＬ１，Ｌ２のコイル開口は同一面内にあり、コイル巻回軸は平行である。

【0027】

図２、図３において破線で示すような磁束が導電体１を周回し、実線の矢印で示す電流ｉが導電体１に流れる。このようにして、導電体１が放射体（放射素子）として作用する。

【0028】

本実施形態では、コイルＬ１は受電用であるので、導電体１に電流ｉが誘導されることで発生する磁束がコイルＬ１のコイル開口を鎖交する。これにより、コイルＬ１に電流が誘導される。また、コイルＬ２は送信用であるので、コイルＬ２に送信信号の電流が流れることにより、導電体１に電流ｉが誘導され、周囲へ電磁波として放射される。

【0029】

導電体１に流れる電流ｉは、縁端効果により、導電体１の一辺Ｓ１に沿った箇所に集中する。また、長手方向の両端に比べて中央部での電流密度が高い。本実施形態では、ＲＦＩＤモジュール１０１のコイルＬ１，Ｌ２のコイル巻回軸が、上記平面視で一辺Ｓ１に直交する（３次元では角度９０度のねじれの位置の関係である）ので、導電体１とコイルＬ１，Ｌ２との結合度が高い。そのため、導電体１の放射素子としての作用効果が高い。

【0030】

基板１０の下面には、コイルＬ１，Ｌ２の形成領域外で面状に拡がるグランド導体ＧＣが形成されている。そのため、導電体１からのＲＦＩＣ２へのノイズ伝播が抑制され、また、ＲＦＩＣ２からコイルＬ１，Ｌ２までの配線が導電体１の影響を受けにくくなって、特性変動が抑制される。

【0031】

図６はＲＦＩＤタグ付き物品３０１の斜視図である。このＲＦＩＤタグ付き物品３０１は、一部又は全部が導電体である物品３００とＲＦＩＤモジュール１０１とで構成されている。ＲＦＩＤモジュール１０１は物品３００の導電体に貼付されている。

【0032】

図６に示す例のように、導電体で構成される物品３００が長手方向を有する場合、図２に示した、導電体１に対するＲＦＩＤモジュール１０１の搭載位置の関係と同様に、平面視で（Ｚ軸方向に視て）、物品３００の長手方向の一辺に沿った位置で、かつ一辺の両端より中央寄りの位置に配置されていることが好ましい。物品３００とコイルＬ１，Ｌ２との結合度を効果的に高められるからである。

【0033】

なお、図１に示した例では、コイルＬ１に並列接続されるキャパシタを、二つのキャパシタＣ１Ａ，Ｃ１Ｂの直列回路で構成したが、単一のキャパシタをコイルＬ１に並列接続してもよい。また、ＬＣ並列共振回路を二つのキャパシタＣｒＡ，ＣｒＢを介してＲＦＩＣ２に接続したが、ＬＣ並列共振回路を単一のキャパシタを介してＲＦＩＣ２に接続してもよい。または、ＬＣ並列共振回路をＲＦＩＣ２に直接接続してもよい。上述のことは、送信側についても同様である。

【0034】

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、内部の構造が第１の実施形態で示した例とは異なるＲＦＩＤモジュール、及びそれを備えるＲＦＩＤタグについて示す。

【0035】

図７はＲＦＩＤタグ２０２の斜視図である。ＲＦＩＤタグ２０２は直方体形状の導電体１にＲＦＩＤモジュール１０２が搭載されることで構成されている。ＲＦＩＤモジュール１０２及びＲＦＩＤタグ２０２を回路図で表すと、第１の実施形態で図１に示した構成と同じである。ＲＦＩＤモジュール１０２の内部には、図１に示したＲＦＩＣ２、コイルＬ１，Ｌ２及びその他の回路部品が設けられている。

【0036】

導電体１は、図７に示す座標軸で、Ｘ−Ｙ面に沿って面状に拡がり、Ｘ軸方向に沿った長手方向を有する。ＲＦＩＤモジュール１０２は、平面視で（Ｚ軸方向に視て）、導電体１の長手方向の一辺Ｓ１に沿った位置で、かつ一辺Ｓ１の両端より中央寄りの位置に配置されている。

【0037】

図８はＲＦＩＤモジュール１０２内の構成を示す透視斜視図である。ＲＦＩＤモジュール１０２は基板１０を備える。この基板１０の上に導電部材によるコイルＬ１，Ｌ２が形成されている。また、基板１０の表面にチップキャパシタＣ１Ａ，Ｃ１Ｂ，ＣｒＡ，ＣｒＢ，Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ，ＣｔＡ，ＣｔＢ等が実装されている。コイルＬ１，Ｌ２及び上記チップキャパシタは、基板１０の上面においてモールド樹脂１１で被覆されている。

【0038】

図７、図８から明らかなように、ＲＦＩＤモジュール１０２の内部に設けられているコイルＬ１，Ｌ２のコイル開口はＸ−Ｚ面にあり、コイルＬ１，Ｌ２のコイル巻回軸はＹ軸方向を向く。この例では、コイルＬ１，Ｌ２のコイル巻回軸は同軸である。

【0039】

図７において破線で示すような磁束が導電体１を周回し、実線の矢印で示す電流ｉが導電体１に流れる。このように、導電体１が放射体（放射素子）として作用する。

【0040】

第１の実施形態と同様に、本実施形態でも、コイルＬ１は受電用であるので、導電体１に電流ｉが誘導されることで発生する磁束がコイルＬ１のコイル開口を鎖交する。これにより、コイルＬ１に電流が誘導される。また、コイルＬ２は送信用であるので、コイルＬ２に送信信号の電流が流れることにより、導電体１に電流ｉが誘導され、周囲へ電磁波として放射される。

【0041】

導電体１に流れる電流ｉは、縁端効果により、導電体１の一辺Ｓ１に沿った箇所に集中する。また、長手方向の両端に比べて中央部での電流密度が高い。本実施形態では、ＲＦＩＤモジュール１０２のコイルＬ１，Ｌ２のコイル巻回軸が、上記平面視で一辺Ｓ１に直交する（３次元では角度９０度のねじれの位置の関係である）ので、導電体１とコイルＬ１，Ｌ２との結合度が高い。そのため、導電体１の放射素子としての作用効果が高い。

【0042】

特に、コイルＬ２に比べてコイルＬ１は上記一辺Ｓ１寄りに位置するので、導電体１とコイルＬ２との結合度に比べて、導電体１とコイルＬ１との結合度が高い。そのため、より高い結合度を求める方を一辺Ｓ１寄りに配置すればよい。

【0043】

《第３の実施形態》
第３の実施形態では、送信結合部が導電体に対して電界結合するＲＦＩＤモジュール及びＲＦＩＤタグについて示す。

【0044】

図９は第３の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０３の回路構成を示す図である。このＲＦＩＤタグ２０３は、導電体１と、この導電体１に電磁界結合する位置に配置されるＲＦＩＤモジュール１０３とで構成される。

【0045】

ＲＦＩＤモジュール１０３は、ＲＦＩＣ２と、このＲＦＩＣ２に接続された受電結合部ＰＲと、ＲＦＩＣ２に接続された送信結合部ＰＳと、を備える。受電結合部ＰＲの構成は第１の実施形態で図１に示したとおりである。第３の実施形態における送信結合部ＰＳは、導電体１に対して電界結合する面状導体３１，３２を備える。この面状導体３１，３２はインダクタＬＢを介して直列に接続されている。そして、この面状導体３１，３２及びインダクタＬＢの回路がキャパシタＣｔＡ，ＣｔＢを介して、ＲＦＩＣ２の送信端子Ｔｘ＋，Ｔｘ−に接続されている。面状導体３１，３２、インダクタＬＢ及びキャパシタＣｔＡ，ＣｔＢとの直列回路はＬＣ共振回路を構成し、この共振周波数は送信周波数帯域内に定められている。このことにより、ＲＦＩＣ２の送信端子Ｔｘ＋，Ｔｘ−から送信結合部ＰＳ側をみたインピーダンスが所定の整合するインピーダンスとなる。

【0046】

図９中の矢印線は、送信結合部ＰＳの面状導体３１，３２と導電体１との間に生じる電気力線Ｅを表している。このように、送信結合部ＰＳは導電体１に対して電界結合する。

【0047】

図１０はＲＦＩＤタグ２０３の斜視図である。ＲＦＩＤタグ２０３は直方体形状の導電体１にＲＦＩＤモジュール１０３が搭載されることで構成されている。ＲＦＩＤモジュール１０３の内部には、図９に示したＲＦＩＣ２、コイルＬ１、インダクタＬＢ及びその他の回路部品が設けられている。

【0048】

導電体１は、図１０に示す座標軸で、Ｘ−Ｙ面に沿って面状に拡がり、Ｘ軸方向に沿った長手方向を有する。ＲＦＩＤモジュール１０３は、平面視で（Ｚ軸方向に視て）、導電体１の長手方向の一辺Ｓ１に沿った位置で、かつ一辺Ｓ１の両端より中央寄りの位置に配置されている。そして、ＲＦＩＤモジュール１０３の内部のコイルＬ１のコイル巻回軸がＹ軸方向を向くように配置されている。

【0049】

図１１はＲＦＩＤモジュール１０３内の構成を示す透視斜視図である。ＲＦＩＤモジュール１０３は基板１０を備える。この基板１０の上に導電部材によるコイルＬ１及び面状導体３２が形成されている。基板１０の下面には面状導体３１が形成されている。また、基板１０の表面に、チップキャパシタＣｔＡ，ＣｔＢ、チップインダクタＬＢ等のチップ部品が実装されている。コイルＬ１及び上記チップ部品は、基板１０の上面においてモールド樹脂１１で被覆されている。コイルＬ１及びそれに接続される回路部分の構成は図４、図５、図８に示した例と同じである。図１１中に示す例では、ＲＦＩＣ２と面状導体３２との結合により発生する浮遊容量を軽減するために、面状導体３２に開口部Ｈが形成されている。

【0050】

面状導体３１，３２はコイルＬ１のコイル巻回軸に対して平行である。したがって、コイルＬ１のコイル開口を抜ける磁束によって面状導体３１，３２に渦電流は生じ難い。つまり、面状導体３１，３２は、コイルＬ１と導電体１との磁界結合に対して悪影響を与えない。また、面状導体３１，３２は平面視でコイルＬ１から離れているので、コイルＬ１は、面状導体３１，３２と導電体１との電界結合に対して悪影響を与えない。

【0051】

図１０においては、コイルＬ１と鎖交し導電体１を周回する磁束φを表している。本実施形態では、図１０に示したように、磁界結合するコイルＬ１が、導電体１の長手方向（Ｘ軸方向）の一辺に沿った位置に配置され、かつ一辺の両端より中央寄りの位置に配置されているので、導電体１とコイルＬ１との結合度が高い。そのため、導電体１の放射素子としての作用効果が高い。

【0052】

本実施形態では、送信周波数において、導電体１の短手方向（Ｙ軸方向）に電圧強度分布の半波長又は１／４波長が乗るように電界が励振される。図１０においては、面状導体３１，３２と導電体１との間に生じる電気力線Ｅを表している。面状導体３１，３２は、導電体１の短手方向（Ｙ軸方向）の中央に比べて縁（辺Ｓ１）に寄った（偏移した）位置に配置されている。そのため、面状導体３１，３２と導電体１との電界結合が高く、受電電力が高効率でＲＦＩＣ２に給電される。

【0053】

図１０、図１１の示した例では、送信周波数において、半波長又は１／４波長が乗る導電体１の方向（短手方向（Ｙ軸方向））の最も端に受電用コイルＬ１を配置したが、面状導体３１，３２と導電体１との電界結合を優先する場合には、コイルＬ１に比べて面状導体３１，３２の方が、導電体１の短手方向（Ｙ軸方向）の端に位置するように、ＲＦＩＤモジュール１０３を導電体１に配置してもよい。

【0054】

なお、図９に示した例では、インダクタＬＢと面状導体３１，３２との接続回路を二つのキャパシタＣｔＡ，ＣｔＢを介してＲＦＩＣ２に接続したが、単一のキャパシタを介してＲＦＩＣ２に接続してもよい。また、面状導体３１，３２の一方が導電体１に直接（直流的に）導通していてもよい。例えば、面状導体３２が導電体１に導通する場合、面状導体３１と導電体１との電位差によって、その間に電界が発生する。

【0055】

《第４の実施形態》
第４の実施形態では、送信結合部と導電体との結合構造、または受電結合部と導電体との結合構造が、これまでに示した例とは異なるＲＦＩＤモジュール及びＲＦＩＤタグについて示す。

【0056】

図１２は第４の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０４Ａの回路構成を示す図である。このＲＦＩＤタグ２０４Ａは、導電体１と、この導電体１に電磁界結合する位置に配置されるＲＦＩＤモジュール１０４Ａとで構成される。

【0057】

ＲＦＩＤモジュール１０４Ａは、ＲＦＩＣ２と、このＲＦＩＣ２に接続された受電結合部ＰＲと、ＲＦＩＣ２に接続された送信結合部ＰＳと、を備える。受電結合部ＰＲは、導電体１に対して電界結合する面状導体４１，４２を備える。この面状導体４１，４２はインダクタＬＡを介して直列に接続されている。そして、この面状導体４１，４２及びインダクタＬＡの回路がキャパシタＣｒを介して、ＲＦＩＣ２の受電端子Ｒｘ＋，Ｒｘ−に接続されている。送信結合部ＰＳは、導電体１に対して電界結合する面状導体３１，３２を備える。この面状導体３１，３２はインダクタＬＢを介して直列に接続されている。そして、この面状導体３１，３２及びインダクタＬＢの回路がキャパシタＣｔを介して、ＲＦＩＣ２の送信端子Ｔｘ＋，Ｔｘ−に接続されている。

【0058】

図１２中の矢印線は、受電結合部ＰＲの面状導体４１，４２と導電体１との間に生じる電気力線Ｅ、及び送信結合部ＰＳの面状導体３１，３２と導電体１との間に生じる電気力線Ｅをそれぞれ表している。このように、受電結合部ＰＲ、送信結合部ＰＳのいずれも導電体１に対して電界結合する。

【0059】

面状導体４１，４２、インダクタＬＡ及びキャパシタＣｒとの直列回路はＬＣ共振回路を構成し、この共振周波数は受電周波数帯域内に定められている。このことにより、ＲＦＩＣ２の受電端子Ｒｘ＋，Ｒｘ−から受電結合部ＰＲ側をみたインピーダンスが所定の整合するインピーダンスとなる。同様に、面状導体３１，３２、インダクタＬＢ及びキャパシタＣｔとの直列回路はＬＣ共振回路を構成し、この共振周波数は送信周波数帯域内に定められている。このことにより、ＲＦＩＣ２の送信端子Ｔｘ＋，Ｔｘ−から送信結合部ＰＳ側をみたインピーダンスが所定の整合するインピーダンスとなる。

【0060】

このＲＦＩＤタグ２０４Ａのように、ＲＦＩＤモジュール１０４Ａの受電結合部、送信結合部のいずれも導電体１に対して電界結合するように構成してもよい。

【0061】

図１３は第４の実施形態に係る別のＲＦＩＤタグ２０４Ｂの回路構成を示す図である。このＲＦＩＤタグ２０４Ｂは、導電体１と、この導電体１に電磁界結合する位置に配置されるＲＦＩＤモジュール１０４Ｂとで構成される。

【0062】

ＲＦＩＤモジュール１０４Ｂは、ＲＦＩＣ２と、このＲＦＩＣ２に接続された受電結合部ＰＲと、ＲＦＩＣ２に接続された送信結合部ＰＳと、を備える。受電結合部ＰＲは、導電体１に対して電界結合する面状導体４１，４２を備える。この面状導体４１，４２はインダクタＬＡを介して直列に接続されている。そして、この面状導体４１，４２及びインダクタＬＡの回路がキャパシタＣｒを介して、ＲＦＩＣ２の受電端子Ｒｘ＋，Ｒｘ−に接続されている。送信結合部ＰＳは導電体１に対して磁界結合するコイルＬ２で構成されている。このコイルＬ２にはキャパシタＣ２が並列接続されて、ＬＣ並列共振回路が構成されている。このＬＣ並列共振回路はＲＦＩＣ２の送信端子Ｔｘ＋，Ｔｘ−に接続されている。

【0063】

このＲＦＩＤタグ２０４Ｂのように、ＲＦＩＤモジュール１０４Ｂの受電結合部が導電体１に対して電界結合し、送信結合部が導電体１に対して磁界結合するように構成してもよい。

【0064】

《第５の実施形態》
第５の実施形態では、不平衡端子を有するＲＦＩＣを備えるＲＦＩＤモジュール及びＲＦＩＤタグについて示す。

【0065】

図１４（Ａ）は第５の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０５Ａの回路構成を示す図である。このＲＦＩＤタグ２０５Ａは、導電体１と、この導電体１に電磁界結合する位置に配置されるＲＦＩＤモジュール１０５Ａとで構成される。

【0066】

ＲＦＩＤモジュール１０５Ａは、ＲＦＩＣ２と、このＲＦＩＣ２に接続された受電結合部ＰＲ及び送信結合部ＰＳと、を備える。受電結合部ＰＲは、導電体１に対して電界結合する面状導体４１を備える。この面状導体４１にインダクタＬＡが直列接続されている。そして、この面状導体４１及びインダクタＬＡの回路がキャパシタＣｒを介して、ＲＦＩＣ２の受電端子ＲｘとグランドＧＮＤとの間に接続されている。送信結合部ＰＳは、導電体１に対して電界結合する面状導体３１を備える。この面状導体３１にインダクタＬＢが直列接続されている。そして、この面状導体３１及びインダクタＬＢの回路がキャパシタＣｔを介して、ＲＦＩＣ２の送信端子ＴｘとグランドＧＮＤとの間に接続されている。そして、グランドＧＮＤは導電体１に接続されている。

【0067】

図１４（Ｂ）は第５の実施形態に係る別のＲＦＩＤタグ２０５Ｂの回路構成を示す図である。このＲＦＩＤタグ２０５Ｂは、導電体１と、この導電体１に電磁界結合する位置に配置されるＲＦＩＤモジュール１０５Ｂとで構成される。

【0068】

ＲＦＩＤモジュール１０５Ｂは、ＲＦＩＣ２と、このＲＦＩＣ２に接続された受電結合部ＰＲ及び送信結合部ＰＳと、を備える。送信結合部ＰＳは、導電体１に対して磁界結合するコイルＬ２を備える。このコイルＬ２にキャパシタＣ２が並列接続されている。そして、この並列回路がＲＦＩＣ２の送信端子ＴｘとグランドＧＮＤとの間に接続されている。そして、グランドＧＮＤは導電体１に接続されている。受電結合部の構成はＲＦＩＤモジュール１０５Ａと同様である。

【0069】

このように、不平衡端子を備えるＲＦＩＣを用いることもできる。また、受電結合部ＰＲ又は送信結合部ＰＳが導電体１に直接導通してもよい。

【0070】

《第６の実施形態》
第６の実施形態では、導電体に対するＲＦＩＤモジュールの搭載位置がこれまでに示した例とは異なるＲＦＩＤタグについて示す。

【0071】

図１５（Ａ）はＲＦＩＤタグ２０５Ａの斜視図であり、図１５（Ｂ）はＲＦＩＤタグ２０５Ｂの斜視図である。いずれのＲＦＩＤタグも、直方体形状の導電体１にＲＦＩＤモジュール１０４Ａが搭載されることで構成されている。ＲＦＩＤモジュール１０４Ａの構成は第４の実施形態で図１２に示したとおりである。

【0072】

図１５（Ａ）に示す例では、ＲＦＩＤモジュール１０４Ａが、平面視で（Ｚ軸方向に視て）、導電体１の長手方向（Ｘ軸方向）の端で、かつ短手方向（Ｙ軸方向）の中央に配置されている。また、図１５（Ｂ）に示す例では、ＲＦＩＤモジュール１０４Ａが、平面視で（Ｚ軸方向に視て）、導電体１の長手方向（Ｘ軸方向）の端で、かつ短手方向（Ｙ軸方向）の端に配置されている。

【0073】

本実施形態では、送信周波数において、または受電周波数において、導電体１の長手方向（Ｘ軸方向）に電圧強度分布の半波長又は１／４波長が乗るように電界が励振される。そのため、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）に示すように、ＲＦＩＤモジュール１０４Ａを、平面視で（Ｚ軸方向に視て）、導電体１の長手方向（Ｘ軸方向）の端に配置することで高い電界結合強度が得られる。

【0074】

また、第１の周波数において、導電体１の長手方向（Ｘ軸方向）に電圧強度分布の半波長又は１／４波長が乗るように電界が励振され、且つ第２の周波数において、導電体１の短手方向（Ｙ軸方向）に電圧強度分布の半波長又は１／４波長が乗るように電界が励振される場合、図１５（Ｂ）に示したように、ＲＦＩＤモジュール１０４Ａが、導電体１の長手方向の端で、かつ短手方向の端に配置されることで、第１の周波数及び第２の周波数のいずれにおいても高い電界結合強度が得られる。

【0075】

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

【0076】

例えば、以上に示したいずれの実施形態においても、受電結合部ＰＲは単一であったが、複数の受電結合部を設けてもよい。また、複数の受電端子Ｒｘ＋，Ｒｘ−を有するＲＦＩＣを用いてもよい。また、その場合に、磁界結合を行い受電結合部と電界結合を行う受電結合部とを設けてもよい。

【0077】

また、図６では、物品３００にＲＦＩＤモジュール１０１を設けることでＲＦＩＤタグ付き物品３０１を構成する例を示したが、ＲＦＩＤモジュールとしては、第２の実施形態以降の実施形態で示した構成のＲＦＩＤモジュールを適用できることは言うまでも無い。

【符号の説明】

【0078】

Ｃ１Ａ，Ｃ１Ｂ，ＣｒＡ，ＣｒＢ，Ｃ２Ａ，Ｃ２Ｂ，ＣｔＡ，ＣｔＢ…チップキャパシタ
Ｃ２，Ｃｒ，Ｃｔ…キャパシタ
ＧＣ…グランド導体
Ｌ１…受電用のコイル
Ｌ２…送信用のコイル
ＬＡ，ＬＢ…インダクタ
ＰＲ…受電結合部
ＰＳ…送信結合部
Ｒｘ，Ｒｘ＋，Ｒｘ−…受電端子
Ｓ１…辺
Ｔｘ，Ｔｘ＋，Ｔｘ−…送信端子
１…導電体
２…ＲＦＩＣ
８…粘着層
１０…基板
１１…モールド樹脂
３１，３２，４１，４２…面状導体
１０１，１０２，１０３，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０５Ａ，１０５Ｂ…ＲＦＩＤモジュール
２０１，２０２，２０３，２０４Ａ，２０４Ｂ，２０５Ａ，２０５Ｂ…ＲＦＩＤタグ
３００…物品
３０１…ＲＦＩＤタグ付き物品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】