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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023163334
(43)【公開日】2023-11-10
(54)【発明の名称】ＲＦＩＤタグ
(51)【国際特許分類】
H01Q 1/38 20060101AFI20231102BHJP
G06K 19/077 20060101ALI20231102BHJP
H01Q 9/16 20060101ALI20231102BHJP
H01Q 1/24 20060101ALN20231102BHJP
【ＦＩ】
H01Q1/38
G06K19/077 248
G06K19/077 280
H01Q9/16
H01Q1/24 C
【審査請求】有
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022074173
(22)【出願日】2022-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】523107477
【氏名又は名称】渡辺 明
(71)【出願人】
【識別番号】523106643
【氏名又は名称】ラハマン アシク
(74)【代理人】
【識別番号】100143834
【弁理士】
【氏名又は名称】楠 修二
(72)【発明者】
【氏名】河村 亮
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 明
(72)【発明者】
【氏名】ラハマン アシク
【テーマコード（参考）】
5J046
5J047
【Ｆターム（参考）】
5J046AA03
5J046AB07
5J047FC06
(57)【要約】
【課題】人体や水のような高誘電体に接触した状態の通信距離が、接触していない状態よりも長いＲＦＩＤタグの提供。
【解決手段】開口４０を有するアンテナパターン３０と、開口４０の近傍でアンテナパターン３０に電気的に接続されたＩＣチップ２０と、を備え、アンテナパターン３０は、開口４０を形成するインピーダンス整合部３２と、第１端部３５まで第１方向に延伸する第１放射導体３３と、第２端部３６まで第１方向とは反対向きの第２方向に向けて延伸する第２放射導体３４と、を含み、第１端部３５と第２端部３６との間のアンテナ長Ｌは、２ｃｍ以上６ｃｍ以下であり、第１放射導体３３の幅Ｗ１、第２放射導体３４の幅Ｗ２及びインピーダンス整合部３２の幅Ｗ３は、０．５ｃｍ以上３．０ｃｍ以下である、ＲＦＩＤタグ。
【選択図】図４Ａ
【解決手段】開口４０を有するアンテナパターン３０と、開口４０の近傍でアンテナパターン３０に電気的に接続されたＩＣチップ２０と、を備え、アンテナパターン３０は、開口４０を形成するインピーダンス整合部３２と、第１端部３５まで第１方向に延伸する第１放射導体３３と、第２端部３６まで第１方向とは反対向きの第２方向に向けて延伸する第２放射導体３４と、を含み、第１端部３５と第２端部３６との間のアンテナ長Ｌは、２ｃｍ以上６ｃｍ以下であり、第１放射導体３３の幅Ｗ１、第２放射導体３４の幅Ｗ２及びインピーダンス整合部３２の幅Ｗ３は、０．５ｃｍ以上３．０ｃｍ以下である、ＲＦＩＤタグ。
【選択図】図４Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１表面と、前記第１表面とは反対側の第２表面とを有する絶縁層と、
前記第１表面の側に設けられ、開口を有するアンテナパターンと、
前記開口の近傍で前記アンテナパターンに電気的に接続されたＩＣチップと、を備え、
前記アンテナパターンは、
前記開口を形成する環状パターンと、
前記環状パターンから第１端部まで第１方向に延伸する第１パターンと、
前記環状パターンから第２端部まで前記第１方向とは反対向きの第２方向に延伸する第２パターンと、を含み、
前記第２端部から前記第１端部まで前記第１方向のアンテナ長は、２ｃｍ以上６ｃｍ以下であり、
前記第１方向に平面視で直角な方向を第３方向とすると、
前記第１パターンは、前記第３方向の幅である第１導体幅を有し、
前記第２パターンは、前記第３方向の幅である第２導体幅を有し、
前記環状パターンは、前記第３方向の幅である第３導体幅を有し、
前記第１導体幅、前記第２導体幅及び前記第３導体幅は、０．５ｃｍ以上３．０ｃｍ以下であり、
比誘電率が１２以上８８以下の誘電体が前記絶縁層に接触した状態での通信距離をＣＬｄ、空気中での通信距離をＣＬａとするとき、ＣＬｄは、ＣＬａよりも長い、ＲＦＩＤタグ。
前記第１表面の側に設けられ、開口を有するアンテナパターンと、
前記開口の近傍で前記アンテナパターンに電気的に接続されたＩＣチップと、を備え、
前記アンテナパターンは、
前記開口を形成する環状パターンと、
前記環状パターンから第１端部まで第１方向に延伸する第１パターンと、
前記環状パターンから第２端部まで前記第１方向とは反対向きの第２方向に延伸する第２パターンと、を含み、
前記第２端部から前記第１端部まで前記第１方向のアンテナ長は、２ｃｍ以上６ｃｍ以下であり、
前記第１方向に平面視で直角な方向を第３方向とすると、
前記第１パターンは、前記第３方向の幅である第１導体幅を有し、
前記第２パターンは、前記第３方向の幅である第２導体幅を有し、
前記環状パターンは、前記第３方向の幅である第３導体幅を有し、
前記第１導体幅、前記第２導体幅及び前記第３導体幅は、０．５ｃｍ以上３．０ｃｍ以下であり、
比誘電率が１２以上８８以下の誘電体が前記絶縁層に接触した状態での通信距離をＣＬｄ、空気中での通信距離をＣＬａとするとき、ＣＬｄは、ＣＬａよりも長い、ＲＦＩＤタグ。
【請求項2】
ＣＬａ／ＣＬｄは、０以上０．８以下である、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項3】
前記第３導体幅は、前記第１導体幅及び前記第２導体幅と略等しい、請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項4】
前記第１パターンは、前記第３導体幅と同一幅で前記環状パターンから前記第１端部まで前記第１方向に延伸し、
前記第２パターンは、前記第３導体幅と同一幅で前記環状パターンから前記第２端部まで前記第２方向に延伸する、請求項３に記載のＲＦＩＤタグ。
前記第２パターンは、前記第３導体幅と同一幅で前記環状パターンから前記第２端部まで前記第２方向に延伸する、請求項３に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項5】
前記第２表面の側に設けられ、平面視で前記開口と重複する導電層を更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項6】
ＣＬａ／Ｃｌｄは、０以上０．１以下である、請求項５に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項7】
前記導電層の表面抵抗率は、８Ω／□以上５０Ω／□以下である、請求項５に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項8】
前記第１パターンは、前記第１端部に開放端を有する第１凹凸構造を有し、
前記第２パターンは、前記第２端部に開放端を有する第２凹凸構造を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
前記第２パターンは、前記第２端部に開放端を有する第２凹凸構造を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項9】
前記第１凹凸構造は、前記第１端部に開放端を有するラダー状の凹凸構造であり、
前記第２凹凸構造は、前記第２端部に開放端を有するラダー状の凹凸構造である、請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
前記第２凹凸構造は、前記第２端部に開放端を有するラダー状の凹凸構造である、請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項10】
前記第１凹凸構造は、前記第１端部又は前記開口に向けて先細るスパイク状の凹凸構造であり、
前記第２凹凸構造は、前記第２端部又は前記開口に向けて先細るスパイク状の凹凸構造である、請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
前記第２凹凸構造は、前記第２端部又は前記開口に向けて先細るスパイク状の凹凸構造である、請求項８に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項11】
前記第２表面の側に設けられ、平面視で前記開口と重複する導電層を更に備える、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ＲＦＩＤタグに関する。
【背景技術】
【0002】
従来技術として、電磁界や電波を用いて非接触でデータの読み書きを行い、それらのデータによって認証を行うＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術が知られている。ＲＦＩＤ技術は、在庫管理、入出荷管理、商品管理、物流等における業務の効率化・省力化を目的として、近年広く用いられている。
【0003】
最近では、認証機能だけにとどまらず、貼付した対象物の温度データを非接触で取得できるセンサー機能を有したＲＦＩＤ用ＩＣとこれを用いたタグが開発されている。
【0004】
ＲＦＩＤ技術の応用分野に関しても、従来のモノの管理を目的とした分野から、ヒトの管理を目的とした分野にも応用が広がりつつある。医療の現場では、患者の識別情報を非接触で得て管理することを目的として、ＲＦＩＤタグを有したリストバンド等が開発されている。
【0005】
しかし、ＲＦＩＤタグを有したリストバンドを手首に装着して人体に密着させると、体内に７０％前後含まれる体内水分によって、ＲＦＩＤタグの読み書きのための通信距離の大幅な低下が起こるという問題があった。
【0006】
水のような高誘電体による通信特性の低下は、フリースペースでは、通信距離が数十ｃｍであるようなＨＦ帯域（３ＭＨz～３０ＭＨｚ）に比べて、通信距離が数ｍと長くなるＵＨＦ帯（９２０ＭＨｚ）でより顕著となる。従来の技術では、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを有するリストバンドを人体に密着させると、ほとんど通信が行えなくなる。
【0007】
このような問題に対して、人体とＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの間に、５ｍｍ～１５ｍｍの空隙を形成するような構造のリストバンドが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、空気の内包部を有する弾性緩衝部材をスペーサーとして用いて、ＵＨＦ帯域の電磁波が人体から受ける影響を小さくするリストバンドが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【0008】
一方、水分を多量に含む対象物上に直接貼付して使用する、ＵＨＦ帯Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ型ＲＦＩＤタグがある。しかしながら、このＲＦＩＤタグの通信方式は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤリーダーが発する電磁波の電界成分と磁界成分のうち、近傍界（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ）で強くなる磁界成分による電磁誘導方式（磁界結合方式）である。電磁誘導方式（磁界結合方式）のＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグは、通信距離が数ｃｍ～数十ｃｍと短く、電波方式のＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグに比べて、通信距離の面での制限がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開２０１５－２３０５０２号公報
【特許文献2】特開２０１６－１８６７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
従来においては、人体のような水分を多量に含む高誘電体に、ＵＨＦ帯のＲＦＩＤタグが近接する場合、水による電磁波の反射や吸収の低減を考え、ＲＦＩＤタグと高誘電体との間に空隙やスペーサー層を設けることで、通信距離の低下を防ぐことが考えられてきた。
【0011】
この場合、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグと対象物は、空隙やスペーサー層で分離された状態となり、温度センサー等のセンサー機能を有したＲＦＩＤタグによって、対象物の状態を正確にセンシングすることが難しくなる。
【0012】
例えば、センサー機能を有したＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを用いた、ウェアラブルな人体のバイタルセンシングを考えた場合、人体とセンサー機能を有したＲＦＩＤタグとは、直接接触していることが好ましい。
【0013】
また、従来の空隙やスペーサー層を用いた方法では、たとえＵＨＦ帯のＲＦＩＤタグの通信距離の低下を低減できたとしても、その通信距離は、フリースペースでの通信距離よりも短くなる。このため、タグから情報をリーダーで読み込む際の通信距離は、人体に装着したタグよりも、フリースペースにある未装着のタグのほうが長くなり、タグが装着状態にあるのか、タグが未装着状態にあるのかを、区別することができない。また、未装着のタグの情報が読み込まれることで、データ処理が煩雑となる。
【0014】
図１は、患者の識別情報をＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ及びリーダーで管理する場合の病室内において、患者、看護師、装着されたＲＦＩＤタグ、及び未装着のＲＦＩＤタグの相対的な位置関係の一例を示す概略的な図である。ＲＦＩＤタグからの情報の読み込みは、リーダー３によって行われる。図１に示すような一般的な病室では、看護師５が所持するリーダー３と患者１に装着されたタグ２との距離は、看護師５が所持するリーダー３と患者１に装着されていないタグ４又はタグ６との距離と、ほとんど違いがない。そのため、患者１に装着されていないタグ４又はタグ６の情報がリーダー３に読み込まれ、データの取得及び処理を効率的に行うことが難しくなるおそれがある。
【0015】
図２は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤ用リーダーを備えたスマートゲートを人が通過する場合において、その通過者の装着したＲＦＩＤタグと、未装着のＲＦＩＤタグとの相対的な位置関係の一例を示す概略的な図である。温度センサー付きのタグを身体に装着した者が、ＲＦＩＤリーダーを備えたスマートゲート７を通過するとき、その通過者の識別情報と体温情報とを管理したい場合がある。しかしながら、従来の技術では、人体に接触したタグ８と、人体に非接触のタグ９（例えば、ポケットの中のタグ）とを、区別することが困難であった。
【0016】
また、データの取りこぼしを防ぐためには、ＲＦＩＤタグの通信可能距離は、一対のスマートゲート７間の幅の１／２以上、すなわち、一対のスマートゲート７の中央部を通過する場合のリーダーとＲＦＩＤタグとの間の距離以上であることが望ましい。しかしながら、スマートゲート幅として、建築物移動等円滑化基準値である１．２ｍ以上を考えた場合、通信可能距離が数ｃｍ～数十ｃｍである従来のＵＨＦ帯Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ型ＲＦＩＤタグでは、ゲート通過者の識別情報や体温情報の取得に欠損が生じうる。そのため、ゲート通過者の管理が困難であった。
【0017】
本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、人体や水のような高誘電体に接触した状態の通信距離が、接触していない状態よりも長いＲＦＩＤタグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本開示の一態様では、
第１表面と、前記第１表面とは反対側の第２表面とを有する絶縁層と、
前記第１表面の側に設けられ、開口を有するアンテナパターンと、
前記開口の近傍で前記アンテナパターンに電気的に接続されたＩＣチップと、を備え、
前記アンテナパターンは、
前記開口を形成する環状パターンと、
前記環状パターンから第１端部まで第１方向に延伸する第１パターンと、
前記環状パターンから第２端部まで前記第１方向とは反対向きの第２方向に延伸する第２パターンと、を含み、
前記第２端部から前記第１端部まで前記第１方向のアンテナ長は、２ｃｍ以上６ｃｍ以下であり、
前記第１方向に平面視で直角な方向を第３方向とすると、
前記第１パターンは、前記第３方向の幅である第１導体幅を有し、
前記第２パターンは、前記第３方向の幅である第２導体幅を有し、
前記環状パターンは、前記第３方向の幅である第３導体幅を有し、
前記第１導体幅、前記第２導体幅及び前記第３導体幅は、０．５ｃｍ以上３．０ｃｍ以下であり、
比誘電率が１２以上８８以下の誘電体が前記絶縁層に接触した状態での通信距離をＣＬｄ、空気中での通信距離をＣＬａとするとき、ＣＬｄは、ＣＬａよりも長い、ＲＦＩＤタグが提供される。
第１表面と、前記第１表面とは反対側の第２表面とを有する絶縁層と、
前記第１表面の側に設けられ、開口を有するアンテナパターンと、
前記開口の近傍で前記アンテナパターンに電気的に接続されたＩＣチップと、を備え、
前記アンテナパターンは、
前記開口を形成する環状パターンと、
前記環状パターンから第１端部まで第１方向に延伸する第１パターンと、
前記環状パターンから第２端部まで前記第１方向とは反対向きの第２方向に延伸する第２パターンと、を含み、
前記第２端部から前記第１端部まで前記第１方向のアンテナ長は、２ｃｍ以上６ｃｍ以下であり、
前記第１方向に平面視で直角な方向を第３方向とすると、
前記第１パターンは、前記第３方向の幅である第１導体幅を有し、
前記第２パターンは、前記第３方向の幅である第２導体幅を有し、
前記環状パターンは、前記第３方向の幅である第３導体幅を有し、
前記第１導体幅、前記第２導体幅及び前記第３導体幅は、０．５ｃｍ以上３．０ｃｍ以下であり、
比誘電率が１２以上８８以下の誘電体が前記絶縁層に接触した状態での通信距離をＣＬｄ、空気中での通信距離をＣＬａとするとき、ＣＬｄは、ＣＬａよりも長い、ＲＦＩＤタグが提供される。
【0019】
上記のＲＦＩＤタグにあっては、
例えば、ＣＬａ／ＣＬｄは、０以上０．８以下である。
例えば、ＣＬａ／ＣＬｄは、０以上０．８以下である。
【0020】
上記のＲＦＩＤタグにあっては、
前記第３導体幅は、前記第１導体幅及び前記第２導体幅と略等しくてもよい。
前記第３導体幅は、前記第１導体幅及び前記第２導体幅と略等しくてもよい。
【0021】
上記のＲＦＩＤタグにあっては、
前記第１パターンは、前記第３導体幅と同一幅で前記環状パターンから前記第１端部まで前記第１方向に延伸してもよく、
前記第２パターンは、前記第３導体幅と同一幅で前記環状パターンから前記第２端部まで前記第２方向に延伸してもよい。
前記第１パターンは、前記第３導体幅と同一幅で前記環状パターンから前記第１端部まで前記第１方向に延伸してもよく、
前記第２パターンは、前記第３導体幅と同一幅で前記環状パターンから前記第２端部まで前記第２方向に延伸してもよい。
【0022】
上記のＲＦＩＤタグにあっては、
前記第２表面の側に設けられ、平面視で前記開口と重複する導電層を更に備えてもよい。
前記第２表面の側に設けられ、平面視で前記開口と重複する導電層を更に備えてもよい。
【0023】
上記のＲＦＩＤタグにあっては、
前記導電層を備える場合、
例えば、ＣＬａ／ＣＬｄは、０以上０．１以下である。
前記導電層を備える場合、
例えば、ＣＬａ／ＣＬｄは、０以上０．１以下である。
【0024】
上記のＲＦＩＤタグにあっては、
前記導電層の表面抵抗率は、８Ω／□以上５０Ω／□以下でもよい。
前記導電層の表面抵抗率は、８Ω／□以上５０Ω／□以下でもよい。
【0025】
本開示の一態様では、
前記第１パターンは、前記第１端部に開放端を有する第１凹凸構造を有してもよく、
前記第２パターンは、前記第２端部に開放端を有する第２凹凸構造を有してもよい。
前記第１パターンは、前記第１端部に開放端を有する第１凹凸構造を有してもよく、
前記第２パターンは、前記第２端部に開放端を有する第２凹凸構造を有してもよい。
【0026】
前記第１凹凸構造は、前記第１端部に開放端を有するラダー状の凹凸構造でもよく、
前記第２凹凸構造は、前記第２端部に開放端を有するラダー状の凹凸構造でもよい。
前記第２凹凸構造は、前記第２端部に開放端を有するラダー状の凹凸構造でもよい。
【0027】
あるいは、
前記第１凹凸構造は、前記第１端部又は前記開口に向けて先細るスパイク状の凹凸構造でもよく、
前記第２凹凸構造は、前記第２端部又は前記開口に向けて先細るスパイク状の凹凸構造でもよい。
前記第１凹凸構造は、前記第１端部又は前記開口に向けて先細るスパイク状の凹凸構造でもよく、
前記第２凹凸構造は、前記第２端部又は前記開口に向けて先細るスパイク状の凹凸構造でもよい。
【発明の効果】
【0028】
本開示の一態様によれば、人体や水のような高誘電体に接触した状態の通信距離が、接触していない状態よりも長いＲＦＩＤタグを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】患者の識別情報をＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ及びリーダーで管理する場合の病室内において、患者、看護師、装着されたＲＦＩＤタグ、及び未装着のＲＦＩＤタグの相対的な位置関係の一例を示す概略的な図である。
【図2】ＵＨＦ帯ＲＦＩＤ用リーダーを備えたスマートゲートを人が通過する場合において、その通過者の装着したＲＦＩＤタグと、未装着のＲＦＩＤタグとの相対的な位置関係の一例を示す概略的な図である。
【図3】種々の物質、並びに人体を構成する各種の組織及び臓器について、９２０ＭＨｚ帯での比誘電率と誘電正接ｔａｎδを示す表である。
【図4A】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ａ）である。
【図4B】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの断面図（アンテナ形状Ａ）である。
【図4C】比較の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｂ）である。
【図5A】比較の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｃ－１）である。
【図5B】比較の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの断面図（アンテナ形状Ｃ－１）である。
【図5C】比較の形態３に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｃ－２）である。
【図5D】比較の形態４に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｃ－３）である。
【図6A】比較の形態５に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｄ－１）である。
【図6B】比較の形態６に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｄ－２）である。
【図6C】比較の形態７に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｄ－３）である。
【図7A】比較の形態８に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｅ）である。
【図7B】比較の形態９に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｆ）である。
【図8A】ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの特性を表すパラメータであるフリースペースでの通信距離ＣＬａの測定に関する概念図である。
【図8B】ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグが高誘電体の人体に接触している状態での通信距離ＣＬｄの測定に関する概念図である。
【図9A】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ幅Ｗが０．３ｃｍのときの、通信距離とアンテナ長Ｌとの関係を示すグラフである。
【図9B】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍのときの、通信距離とアンテナ長Ｌとの関係を示すグラフである。
【図9C】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ幅Ｗが１．０ｃｍのときの、通信距離とアンテナ長Ｌとの関係を示すグラフである。
【図10】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長Ｌとアンテナ幅ＷとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。
【図11】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、接触対象物とアンテナ長ＬとＣＬａとＣＬｄとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。
【図12】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍのときの、アンテナ長Ｌとタグアンテナの配向方向とフリースペースでの通信距離ＣＬａとの関係を示す表である。
【図13】比較の形態２～９に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長ＬとＣＬａとＣＬｄとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。
【図14A】フリースペースにあるＲＦＩＤタグを模擬した電磁界シミュレーションモデルの断面を示す模式図である。
【図14B】高誘電体に直接接触した状態にあるＲＦＩＤタグを模擬した電磁界シミュレーションモデルの断面を示す模式図である。
【図15A】実施の形態１（アンテナ形状Ａ）に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにより得られた電流分布および電流ベクトルを示す図である。
【図15B】比較の形態４（アンテナ形状Ｃ－３）に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにより得られた電流分布および電流ベクトルを示す図である。
【図15C】比較の形態７（アンテナ形状Ｄ－３）に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにより得られた電流分布および電流ベクトルを示す図である。
【図15D】比較の形態８（アンテナ形状Ｅ）に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにより得られた電流分布および電流ベクトルを示す図である。
【図15E】実施の形態３（アンテナ形状Ｇ－７）に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにより得られた電流分布および電流ベクトルを示す図である。
【図16】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ｂ使用）において、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍのときの、通信距離とアンテナ長Ｌとの関係を示すグラフである。
【図17】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ｂ使用）において、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍのときの、アンテナ長ＬとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。
【図18】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長Ｌが４ｃｍのときの、通信距離とアンテナ幅Ｗとの関係を示すグラフである。
【図19】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長Ｌが４ｃｍのときの、アンテナ幅ＷとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。
【図20A】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにおいて、誘電体上に形成されたアンテナモデルの平面図である。
【図20B】電磁界シミュレーションで得られるインピーダンスＺの実部と虚部及びそれらの位相差を示すグラフである。
【図21A】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにおいて、複数の異なる高誘電体にアンテナを接触させたときの、インピーダンスＺの実部と虚部の位相差とアンテナ長Ｌとの関係を示すグラフである。
【図21B】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにおいて、複数の異なる高誘電体にアンテナを接触させたときの、インピーダンスＺの実部と虚部の位相差とアンテナ長Ｌとの関係を示すグラフである。
【図22A】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにおいて、複数の異なる高誘電体にアンテナを接触させたときの、高誘電体の誘電正接ｔａｎδとアンテナ長Ｌとの関係を示すグラフである。
【図22B】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにおいて、複数の異なる高誘電体にアンテナを接触させたときの、高誘電体の誘電正接ｔａｎδとアンテナ長Ｌとの関係を示すグラフである。
【図23】実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにおいて、複数の異なる高誘電体にアンテナを接触させたときの、高誘電体の誘電正接ｔａｎδのピーク値とそのピーク値でのアンテナ長Ｌとを示す表である。
【図26A】実施の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図である。
【図26B】実施の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの断面図である。
【図26C】実施の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグにおいて、通信距離と導電層の表面抵抗率との関係を示す図である。
【図27】実施の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグにおいて、通信距離と導電層の表面抵抗率との関係を示す図である。
【図28】実施の形態３に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図である。
【図29】実施の形態１及び形態３に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ形状とＣＬａとＣＬｄとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。
【図30】実施の形態３に係るアンテナ形状Ｇ－７を有するＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ）において、第１接続部又は第２接続部にある尖頭とインピーダンス整合部の開口とのギャップＤが通信距離に与える影響を示すグラフである。
【図31】ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを入れた直径４０ｍｍの円筒ガラス容器に水を満たしてく状態を示す図である。
【図32】ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを入れた直径４０ｍｍの円筒ガラス容器内の水体積と通信距離Ｃｌｄとの関係を示す図である。
【図33】直径４０ｍｍの円筒ガラス容器に入れたＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。理解の容易のため、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、ならびに、同一および等しいなどの用語には、実施形態の作用及び効果を損なわない程度のずれが許容される。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。
【0031】
図３は、種々の物質、並びに人体を構成する各種の組織及び臓器について、９２０ＭＨｚ帯での比誘電率と誘電正接ｔａｎδを示す表である。本実施の形態に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグは、例えば、人の識別情報や体温情報等を取得し管理するために、人体に装着されて使用される。そのため、本実施の形態に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグは、比誘電率が１２以上の比較的低い組織である爪や比誘電率が４０以上の肌に直接接触した状態で使用できることが要求される。さらに、本実施の形態に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグは、人体に装着された状態での発汗を考慮すれば、比誘電率が８０前後の水に直接接触した状態で使用できることが要求される。このように、本実施の形態に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグは、比誘電率が１２以上８８以下の高誘電体に直接に接触した状態で使用できることが要求される。
【0032】
さらに、高誘電体に装着したタグと未装着のタグを判別しデータ処理の効率化を図るため、本実施の形態に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグでは、高誘電体接触状態での通信距離であるＣＬｄは、フリースペース（空気中）での通信距離であるＣＬａよりも長いことが要求される。それらの比として定義されるパラメータであるＣＬａ／ＣＬｄは、０以上１．０未満であることが要求される。高誘電体に装着したタグと未装着のタグとの判別性を向上させるため、好ましくは０以上０．９以下、より好ましくは０以上０．８以下であることが要求される。
【0033】
ここでの通信距離ＣＬ（ＣＬｄ又はＣＬａ）は、リーダーのアンテナ面とＲＦＩＤタグのＩＣチップとの間の距離として計測される。また、ＣＬａ／ＣＬｄが０という定義には、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグがリーダーのアンテナに直接接触することで通信が起こる場合や、リーダーのアンテナからタグまでの距離が１ｃｍ前後と短く、電磁誘導方式で通信が起こる場合を含めている。図１の病室や図２のバイタルセンシングの現場での使用においては、１ｍ前後の通信距離ＣＬｄが要求される。
【0034】
次に、本実施の形態に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの各要素を詳述する。
【0035】
（実施の形態１）
［ＲＦＩＤタグのアンテナパターン形状］
図４Ａは、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ａ）である。図４Ｂは、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの断面図（アンテナ形状Ａ）である。図４Ａ及び図４Ｂを参照して、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの１０１について説明する。実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ１０１は、絶縁基材１０、アンテナパターン３０及びＩＣチップ２０を備える。
［ＲＦＩＤタグのアンテナパターン形状］
図４Ａは、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ａ）である。図４Ｂは、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの断面図（アンテナ形状Ａ）である。図４Ａ及び図４Ｂを参照して、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグの１０１について説明する。実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ１０１は、絶縁基材１０、アンテナパターン３０及びＩＣチップ２０を備える。
【0036】
絶縁基材１０は、絶縁層の一例である。絶縁基材１０は、第１表面１１と第２表面１２とを有する板状又はフィルム状の部材である。第１表面１１は、Ｚ軸方向の正側に面する。第２表面１２は、第１表面１１とはＺ軸方向において反対側の表面であり、Ｚ軸方向の負側に面する。この例では、絶縁基材１０は、平面視において、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状の外形を有する。しかし、絶縁基材１０の外形は、矩形以外の形状でもよく、例えば、Ｘ軸方向に平行な長軸を有する楕円、Ｘ軸方向に平行な辺とＹ軸方向に平行な辺が等しい正方形などでもよい。
【0037】
絶縁基材１０の材質は、特に限定はされないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ素化樹脂共重合体、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリエステルスルフォン、ポリエーテルイミド、環状ポリオレフィン、ブロム化フェノキシ樹脂、ノルボルネン樹脂、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー、ポリアセタール等の樹脂基材や、紙基材等、紙フェノール基材、紙エポキシ基材、ガラスコンポジット基材、ガラスエポキシ基材等の複合基材等が挙げられる。可撓性の観点からは、樹脂基材や紙基材等が好ましい。絶縁基材１０の厚さは、基板の柔軟性、強度の観点から、８～１０００μｍが好ましく、８～１５０μｍがより好ましい。
【0038】
アンテナパターン３０は、第１表面１１の側に設けられた平面状の導体であり、開口４０を有する。アンテナパターン３０は、絶縁基材１０の第１表面１１に所定の公知の方法で平面状に形成された導電層でよい。
【0039】
アンテナパターン３０の材質は、特に限定はされないが、導電性を有する導体から形成される。例えば、アルミニウム、銅、金、白金、銀、ニッケル、クロム、亜鉛、鉛、タングステン、鉄等の金属であってもよい。アンテナパターン３０の材質は、酸化スズもしくはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の金属酸化物、金、銀もしくは銅等の金属ナノワイヤーを用いた導電膜、樹脂に上記金属粉や導電性カーボン材料を混合した導電性樹脂混合物、または導電性樹脂のフィルム等であってもよい。アンテナ層（アンテナパターン３０）の厚さは、柔軟性、強度の観点から、０．０５～１０００μｍが好ましく、1～１００μｍがより好ましい。
【0040】
ＩＣチップ２０は、開口４０の近傍でアンテナパターン３０に電気的に接続された半導体部品である。ＩＣチップ２０は、ＲＦＩＤタグ１０１外部に存在するリーダー等の通信機器との間で、所定の情報をアンテナパターン３０によって送受する。ＩＣチップ２０は、ＲＦＩＤタグ１０１が接触する高誘電体の状態を検知するセンサーを有してもよい。ＩＣチップ２０は、アンテナパターン３０を介して、センサーにより検知された状態を表す情報を送信する。センサーにより検知される物理量は、特に限定されず、例えば、温度、電流、電圧、抵抗値、圧力、気流などでもよい。ＲＦＩＤタグ１０１が接触する高誘電体が人体の場合、センサーは、人体の生体情報（例えば、体温、脈拍、血圧など）を検知するものでもよい。
【0041】
ＩＣチップ２０は、アンテナパターン３０と同層に配置されてもよいし、アンテナパターン３０とは異なる層に配置されてもよい。ＩＣチップ２０は、アンテナパターン３０に引き出し線を介して電気的に接続されてもよいし、アンテナパターン３０に設けられた電極に実装されてもよい。ＩＣチップ２０は、アンテナパターン３０に形成されたスリット又は切り欠きを跨ぐように配置されてもよい。
【0042】
アンテナパターン３０は、給電部３１、インピーダンス整合部３２、第１放射導体３３及び第２放射導体３４を含み、ダイポールアンテナを形成するパターンである。
【0043】
給電部３１は、ＩＣチップ２０が電気的に接続された箇所である。ＩＣチップ２０は、給電部３１を介してアンテナパターン３０に給電する。給電部３１は、例えば、アンテナパターン３０に形成された導体部（例えば、引き出し線、電極、スリット又は切り欠きなど）である。
【0044】
インピーダンス整合部３２は、開口を形成する環状パターンの一例である。インピーダンス整合部３２は、給電部３１が近傍に設けられた辺４１を有する略四辺形の開口４０を形成する環状導体である。開口４０は、Ｘ軸方向に平行な一対の辺４１と、Ｙ軸方向に平行な一対の辺４２とを有する。インピーダンス整合部３２は、給電部３１を含む領域において、開口４０を囲うループ回路を形成する。インピーダンス整合部３２は、このループ回路の作用によって、ＩＣチップ２０とアンテナパターン３０との間で（具体的には、ＩＣチップ２０と第１放射導体３３及び第２放射導体３４との間で）、インピーダンスを整合する。
【0045】
開口４０の形状は、図示の形態では、Ｘ軸方向に平行な一対の長辺（一対の辺４１）と、Ｙ軸方向に平行な一対の短辺（一対の辺４２）とを有する略四辺形である。しかし、開口４０の形状は、図示の形態に限られず、例えば、Ｘ軸方向に平行な一対の短辺と、Ｙ軸方向に平行な一対の長辺とを有する略四辺形でもよい。開口４０の形状である略四辺形には、完全な四辺形が含まれてもよい。"略"とは、角又は辺が丸みを帯びていることを表す。四辺形には、長方形、ひし形、平行四辺形、正方形が含まれてもよい。開口４０の形状は、四辺形以外の多角形、円形、楕円でもよい。
【0046】
アンテナパターン３０とＩＣチップ２０との間でインピーダンス整合が取れていない場合には、信号の反射が起こってしまい、ＲＦＩＤタグ１０１の通信距離が低下する。ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ用のＩＣチップ２０のインピーダンスは、数十～百数十Ωの範囲であり、統一されてはいない。インピーダンス整合部３２のループ状構造の大きさや形状によって、複素インピーダンスの虚部（リアクタンス）を制御することで、ＩＣチップ２０とのインピーダンス整合を取ることができる。
【0047】
第１放射導体３３は、環状パターンから第１端部まで第１方向に延伸する第１パターンの一例である。第１放射導体３３は、第１方向（この例では、Ｘ軸方向の正側）に向けて、インピーダンス整合部３２の第１方向側から延伸する。この例では、第１放射導体３３は、Ｘ軸方向を長手方向とする帯状領域である。第１放射導体３３は、第１方向側の第１端部３５を有する。
【0048】
第２放射導体３４は、環状パターンから第２端部まで第１方向とは反対向きの第２方向に延伸する第２パターンの一例である。第２放射導体３４は、第１方向とは反対向きの第２方向（この例では、Ｘ軸方向の負側）に向けて、インピーダンス整合部３２の第２方向側から延伸する。この例では、第２放射導体３４は、Ｘ軸方向を長手方向とする帯状領域である。第２放射導体３４は、第２方向側の第２端部３６を有する。
【0049】
この例では、第１放射導体３３は、インピーダンス整合部３２のＹ軸方向の幅と同一幅でインピーダンス整合部３２から第１端部３５まで第１方向に延伸する。一方、第２放射導体３４は、インピーダンス整合部３２のＹ軸方向の幅と同一幅でインピーダンス整合部３２から第２端部３６まで第２方向に延伸する。
【0050】
第１方向に平面視で直角な方向を第３方向とすると、この例では、Ｙ軸方向の正側又は負側に向かう方向に相当する。第１放射導体３３は、第３方向の幅である第１導体幅を有し、第２放射導体３４は、第３方向の幅である第２導体幅を有し、インピーダンス整合部３２は、第３方向の幅である第３導体幅を有する。ここでは、第１放射導体３３の第３方向の幅をＷ１、第２放射導体３４の第３方向の幅をＷ２、インピーダンス整合部３２の第３方向の幅をＷ３と定義する。導体幅Ｗ１,Ｗ２，Ｗ３を、まとめて、アンテナ幅Ｗともいう。図４Ａは、幅Ｗ１と幅Ｗ２と幅Ｗ３が等しい場合を例示する。しかし、幅Ｗ１と幅Ｗ２と幅Ｗ３は、０．５ｃｍ以上３．０ｃｍ以下を満たす限り、互いに異なる寸法でもよい。
【0051】
ＲＦＩＤタグ１０１は、アンテナパターン３０及びＩＣチップ２０を覆う絶縁層５０（図４Ｂ参照）を備えてもよい。アンテナパターン３０及びＩＣチップ２０は、絶縁基材１０と絶縁層５０との間に挟まれる。絶縁層５０は、アンテナパターン３０及びＩＣチップ２０の保護膜として機能する。絶縁層５０の材質及び厚さの例示は、絶縁基材１０の材質及び厚さの上述の例示と同じでよい。
【0052】
次に、本実施の形態と比較される形態（比較の形態）について説明する。
【0053】
［比較の形態１］
図４Ｃは、比較の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｂ）である。比較の形態１に係るＲＦＩＤタグ３０１は、一般的なメアンダライン型アンテナを有する。ＲＦＩＤタグ３０１は、クランク状に折れ曲がった導体からなるメアンダラインアンテナ１２０と、タグの中央に位置するループ状の導体からなるインピーダンス整合部１３２と、インピーダンス整合部３２に配置されたＩＣチップ１３０と、を備える。フリースペースでのダイポールアンテナの最適長は、ＵＨＦ帯（９２０ＭＨｚ）では約１６ｃｍに及ぶため、ＲＦＩＤタグの小型化を図るために、メアンダライン構造を用いることが一般的である。
図４Ｃは、比較の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｂ）である。比較の形態１に係るＲＦＩＤタグ３０１は、一般的なメアンダライン型アンテナを有する。ＲＦＩＤタグ３０１は、クランク状に折れ曲がった導体からなるメアンダラインアンテナ１２０と、タグの中央に位置するループ状の導体からなるインピーダンス整合部１３２と、インピーダンス整合部３２に配置されたＩＣチップ１３０と、を備える。フリースペースでのダイポールアンテナの最適長は、ＵＨＦ帯（９２０ＭＨｚ）では約１６ｃｍに及ぶため、ＲＦＩＤタグの小型化を図るために、メアンダライン構造を用いることが一般的である。
【0054】
図５Ａは、比較の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｃ－１）である。図５Ｂは、比較の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの断面図（アンテナ形状Ｃ－１）である。図５Ｃは、比較の形態３に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｃ－２）である。図５Ｄは、比較の形態４に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｃ－３）である。比較の形態１に係るＲＦＩＤタグ３０１と同様に、比較の形態２，３，４に係るＲＦＩＤタグ３０２，３０３，３０４は、メアンダラインアンテナ１２０と、インピーダンス整合部１３２と、ＩＣチップ１３０と、を備える。ＲＦＩＤタグ３０２，３０３，３０４では、インピーダンス整合部１３２の長手方向の両端部から延伸するメアンダラインアンテナ１２０の折れ曲がり回数が、互いに異なる。
【0055】
図６Ａは、比較の形態５に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｄ－１）である。図６Ｂは、比較の形態６に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｄ－２）である。図６Ｃは、比較の形態７に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｄ－３）である。比較の形態１に係るＲＦＩＤタグ３０１と同様に、比較の形態５，６，７に係るＲＦＩＤタグ３０５，３０６，３０７は、メアンダラインアンテナ１２０と、インピーダンス整合部１３２と、ＩＣチップ１３０と、を備える。ＲＦＩＤタグ３０５，３０６，３０７では、インピーダンス整合部１３２の短手方向の端部から延伸してから分岐するメアンダラインアンテナ１２０の折れ曲がり回数が、互いに異なる。
【0056】
図７Ａは、比較の形態８に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｅ）である。図７Ｂは、比較の形態９に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｆ）である。比較の形態１に係るＲＦＩＤタグ３０１と同様に、比較の形態８，９に係るＲＦＩＤタグ３０８，３０９は、メアンダラインアンテナ１２０と、インピーダンス整合部１３２と、ＩＣチップ１３０と、を備える。ＲＦＩＤタグ３０８は、インピーダンス整合部１３２を中心とする略Ｚ字状のアンテナパターンを含む。ＲＦＩＤタグ３０９は、インピーダンス整合部１３２を中心とする略Ｈ字状のアンテナパターンを含む。
【0057】
［実施の形態１と比較の形態１～９との相違点］
図４Ａ，４Ｂに示す実施の形態１（アンテナ形状Ａ）に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ１０１では、アンテナパターン３０は、略四辺形の開口４０が形成されたインピーダンス整合部３２の長手方向に沿って直線状に延伸する一対のアンテナ端４３，４４を有する。第１のアンテナ端４３は、インピーダンス整合部３２の第１の辺４１に沿って対向し、第２のアンテナ端４４は、インピーダンス整合部３２の第２の辺４１（第１の辺４１の対辺）に対向する。ＩＣチップ２０は、第１の辺４１と第１のアンテナ端４３との間の導体部である給電部３１に配置されている。
図４Ａ，４Ｂに示す実施の形態１（アンテナ形状Ａ）に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ１０１では、アンテナパターン３０は、略四辺形の開口４０が形成されたインピーダンス整合部３２の長手方向に沿って直線状に延伸する一対のアンテナ端４３，４４を有する。第１のアンテナ端４３は、インピーダンス整合部３２の第１の辺４１に沿って対向し、第２のアンテナ端４４は、インピーダンス整合部３２の第２の辺４１（第１の辺４１の対辺）に対向する。ＩＣチップ２０は、第１の辺４１と第１のアンテナ端４３との間の導体部である給電部３１に配置されている。
【0058】
図４Ａ，４Ｂに示す実施の形態１（アンテナ形状Ａ）は、放射導体（第１放射導体３３及び第２放射導体３４）がインピーダンス整合部３２から連続的かつ直線的にＸ軸方向に繋がって延びている。これに対し、図４Ｃ～図７Ｂに示す比較の形態１～９（アンテナ形状Ｂ～Ｆ）は、放射導体（メアンダラインアンテナ１２０）がインピーダンス整合部１３２に連続的かつ直線的にＸ軸方向に繋がらずに屈曲する部分を有している点で、アンテナ形状Ａと相違する。比較の形態１～９では、放射導体が屈曲し、放射導体に流れる電流のベクトルの方向が反対向きとなる対向部分が形成されているのに対し、実施の形態１（アンテナ形状Ａ）では、そのような対向部分は形成されていない。
【0059】
放射導体とインピーダンス整合部との間の屈曲部の有無、及び、アンテナパターンのアンテナ長Ｌは、高誘電体接触状態での通信距離ＣＬｄがフリースペースでの通信距離ＣＬａよりも長くなるＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを実現するための因子の一つである。
【0060】
図４Ａ，４Ｂに示す実施の形態１（アンテナ形状Ａ）において、アンテナ長Ｌは、第１端部３５と第２端部３６との間の長さ（距離）に相当し、第１放射導体３３及び第２放射導体は、電流ベクトルが屈曲する点（屈曲点）を有しない。これに対し、図４Ｃ～図７Ｂに示す比較の形態１～９では、メアンダラインアンテナ１２０は、屈曲点を有する。電流密度が屈曲点で高くなるので、高誘電体との接触によって屈曲点での放射現象が起こりやすくなり、屈曲点での誘電損失が大きくなりやすい。この屈曲点の存在が、高誘電体との接触で通信距離が低下する原因の一つとなる。
【0061】
［通信距離の測定］
図８は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの通信距離の測定方法を示す概念図である。図８Ａは、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの特性を表すパラメータであるフリースペースでの通信距離ＣＬａの測定に関する概念図である。図８Ｂは、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグが高誘電体の人体に接触している状態での通信距離ＣＬｄの測定に関する概念図である。
図８は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの通信距離の測定方法を示す概念図である。図８Ａは、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの特性を表すパラメータであるフリースペースでの通信距離ＣＬａの測定に関する概念図である。図８Ｂは、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグが高誘電体の人体に接触している状態での通信距離ＣＬｄの測定に関する概念図である。
【0062】
測定装置７０は、リーダ・ライタ７１とアンテナ７２を有する。図８Ａでは、空気中に配置された状態でのタグ７３の通信距離を測定するため、タグ７３は、発泡スチロールプレート７４に固定されている。図８Ｂでは、タグ７３は、人体７５の肌（肩）に取り付けられている。
【0063】
測定装置７０で、比較の形態１（アンテナ形状Ｂ）に係るＲＦＩＤタグ３０１の通信距離（リーダ・ライタ７１でＲＦＩＤタグ３０１の識別情報を読み込むことが可能な最大距離）を測定したところ、フリースペースでの通信距離ＣＬａは、５ｍ以上と測定される。しかし、このＲＦＩＤタグ３０１を人肌（肩）に直接に装着した状態での通信距離ＣＬｄは、１０ｃｍ以下と測定される。それらの比から算出されるパラメータＣＬａ／ＣＬｄは、６０．４であり、１よりも非常に大きい。つまり、比較の形態１（アンテナ形状Ｂ）に係るＲＦＩＤタグ３０１では、高誘電体接触状態での通信距離ＣＬｄは、フリースペースでの通信距離ＣＬａよりも短い。
【0064】
これに対し、実施の形態１（アンテナ形状Ａ）に係るＲＦＩＤタグ１０１では、アンテナ長Ｌ及びアンテナ幅Ｗ（幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３）を所定の寸法範囲に設定することで、比誘電率が１２以上８８以下の高誘電体の接触状態での通信距離ＣＬｄは、フリースペースでの通信距離ＣＬａよりも長くなる。なお、明細書中の説明において特に断りのない限り、アンテナ幅Ｗの数値は、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３の場合の数値とする。
【0065】
図９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長Ｌがフリースペースでの通信距離ＣＬａ及び肌（肩）への直接接触状態での通信距離ＣＬｄに与える影響を示すグラフである。図９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、それぞれ、アンテナ幅Ｗが０．３ｃｍ、０．５ｃｍ、１．０ｃｍのときを示す。図９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、ＩＣチップ２０にＩＣチップ２０Ａを使用した場合を示す。
【0066】
ＩＣチップ２０Ａは、ＩＣチップ２０の一例であり、１００Ω以下の入力インピーダンスを有するチップである。
【0067】
実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ１０１では、アンテナ長Ｌが１２ｃｍよりも長い場合、アンテナ幅Ｗの違いによらず、フリースペースでの通信距離ＣＬａは、６６０ｃｍ以上であり、長距離通信が可能である。しかしながら、アンテナ長Ｌが１２ｃｍよりも短い場合、通信距離ＣＬａは、アンテナ長Ｌが短くなるほど、急激に減少する。
【0068】
これに対して、ＲＦＩＤタグ１０１を人肌（肩）に直接に装着した場合の通信距離ＣＬｄは、アンテナ長Ｌが８ｃｍ以上の範囲では、アンテナ幅Ｗの違いによらず、フリースペースでの通信距離ＣＬａよりも短い。しかし、アンテナ長Ｌが２ｃｍ以上６ｃｍ以下の範囲では、アンテナ幅Ｗの違いによらず、肌（肩）接触状態での通信距離ＣＬｄが、フリースペースでの通信距離ＣＬａよりも長くなる逆転現象が起こる。
【0069】
このように、実施の形態１に係るＲＦＩＤタグ１０１は、アンテナ長Ｌが２ｃｍ以上６ｃｍ以下の範囲では、アンテナ幅Ｗの違いによらず、人肌（肩）に直接に装着した場合の通信距離ＣＬｄは、フリースペースでの通信距離ＣＬａよりも長いという特徴を有する。
【0070】
図１０は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長Ｌとアンテナ幅ＷとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。図１０に示すＣＬａ／ＣＬｄは、ＲＦＩＤタグ１０１に関して、フリースペースでの通信距離ＣＬａと肌（肩）に直接接触して装着した状態での通信距離ＣＬｄとの比に相当する。
【0071】
図１０に示すように、ＲＦＩＤタグ１０１において、アンテナ長Ｌが２ｃｍ～６ｃｍの範囲では、アンテナ幅Ｗの違いによらず、ＣＬａ／ＣＬｄは、１より小さい。つまり、肌（肩）接触状態での通信距離ＣＬｄは、フリースペースでの通信距離ＣＬａよりも長い。
【0072】
ＲＦＩＤタグ１０１において、アンテナ長Ｌが２ｃｍ～６ｃｍの範囲では、ＣＬａ／ＣＬｄの上限値は、アンテナ幅Ｗが０．３、０．５及び１．０ｃｍのとき、それぞれ、０．９８、０．６７、及び０．７３である。アンテナ幅Ｗが０．３ｃｍの場合、ＣＬａ／ＣＬｄは１に近く、フリースペースと人肌（肩）での通信距離の違いが小さい。これに対して、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍおよび１．０ｃｍの場合、ＣＬａ／ＣＬｄは、０．８以下である。
【0073】
ＲＦＩＤタグ１０１において、アンテナ長Ｌが１．５ｃｍまで短くなると、ＣＬａ／ＣＬｄは、増加に転じる。ＣＬａ／ＣＬｄは、アンテナ幅Ｗが０．３、０．５及び１．０ｃｍのとき、それぞれ、１．０２、０．９８、及び０．８７である。このように、アンテナ長Ｌが１．５ｃｍのとき、アンテナ幅Ｗがいずれの場合でも、ＣＬａ／ＣＬｄは、０．８より大きい。この原因としては、ＵＨＦ帯Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ型ＲＦＩＤタグの場合のように、通信距離ＣＬの減少に伴い、電磁誘導による影響が強くなることが挙げられる。
【0074】
図１１は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、接触対象物とアンテナ長ＬとＣＬａとＣＬｄとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。図１１は、アンテナ幅Ｗが１．０ｃｍの場合を示す。図１１の通信距離Ｃｌｄは、爪（比誘電率：１２．４）に接触した状態、６０ｍｌの水（比誘電率：８１）を入れたポリプロピレン容器の底面に接触した状態、及び、６０ｍｌの氷水（比誘電率８７．４）を入れたポリプロピレン容器の底面に接触した状態を示す。ポリプロピレン容器の寸法は、幅６ｃｍ、長さ９ｃｍ、高さ５ｃｍ、厚さ１．５ｍｍである。
【0075】
図１１に示すように、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの場合、比誘電率が１２．４以上８７．４以下のいずれの高誘電体に接触した状態でも、アンテナ長Ｌが２ｃｍ～６ｃｍの範囲において、ＣＬａ／ＣＬｄは、０．８以下である。
【0076】
図１２は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍのときの、アンテナ長Ｌとタグアンテナの配向方向とフリースペースでの通信距離ＣＬａとの関係を示す表である。タグアンテナとは、図４Ａに示す実施の形態１では、アンテナパターン３０に相当する。通信距離ＣＬａは、図８Ａに測定装置７０（リーダ・ライタ７１及びアンテナ７２）によって測定された値である。
【0077】
「（ａ）横」は、タグアンテナ面（アンテナパターン３０のＺ軸方向の正側に面する表面）がリーダー側のアンテナ７２の表面に平行で、タグアンテナの長手方向が地面に対して横向き（地面に対して略平行）の配向方向の場合を示す。「（ｂ）縦」は、タグアンテナ面がリーダー側のアンテナ７２の表面に平行で、タグアンテナの長手方向が地面に対して縦向き（地面に対して略垂直）の配向方向の場合を示す。「（ｃ）水平」は、タグアンテナ面がリーダー側のアンテナ７２の表面に垂直で、タグアンテナの長手方向が地面に対して横向きの配向方向の場合を示す。
【0078】
アンテナ長Ｌが３ｃｍ以下の場合、「（ｃ）水平」は、「（ａ）横」及び「（ｂ）縦」に比べて、アンテナ長Ｌの減少に伴う通信距離ＣＬａの低下が起こっていない。この原因は、ＵＨＦ帯Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ型ＲＦＩＤタグの場合のように、通信距離ＣＬの減少に伴い、電磁誘導による影響が強くなることが挙げられる。
【0079】
アンテナ長Ｌが３ｃｍよりも長い場合、タグアンテナの配向方向の依存性はほとんど無視できる程度である。しかし、上記のようなタグアンテナの配向方向依存が顕著である場合には、複数の異なる配向方向での通信距離の値の中での最大値を示したタグアンテナが採用される。
【0080】
図１３は、図５Ａ～５Ｄ，６Ａ～６Ｃ，７Ａ，７Ｂに示す比較の形態２～９に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長ＬとＣＬａとＣＬｄとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。図１３の通信距離ＣＬｄは、人肌（肩）に直接に装着した場合を示す。比較の形態２～９（アンテナ形状Ｃ－１，Ｃ－２，Ｃ－３，Ｄ－１，Ｄ－２，Ｄ－３，Ｅ，Ｆ）では、ＣＬａ／ＣＬｄが０．８よりも高い。また、比較の形態２～９での通信距離ＣＬｄは、実施の形態１（アンテナ形状Ａ）での通信距離ＣＬｄ（図９Ｂ（アンテナ幅Ｗ＝０．５ｃｍ）及び図９Ｃ（アンテナ幅Ｗ＝１．０ｃｍ）参照）に比べて低い。
【0081】
［アンテナ形状がＣＬｄ及びＣＬａ／ＣＬｄに影響を及ぼす原因］
次に、アンテナ形状がＣＬｄ及びＣＬａ／ＣＬｄに影響を及ぼす原因について、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すモデルを用いた電磁界シミュレーションの結果を示して説明する。
次に、アンテナ形状がＣＬｄ及びＣＬａ／ＣＬｄに影響を及ぼす原因について、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すモデルを用いた電磁界シミュレーションの結果を示して説明する。
【0082】
図１４Ａは、フリースペースにあるＲＦＩＤタグを模擬した電磁界シミュレーションモデルの断面を示す模式図である。このモデルの構造は、厚さ１００μｍのＰＥＴ絶縁層２０３上に５０μｍのアルミニウムからなるアンテナパターン２０２があり、その上層及び下層のそれぞれに、６０ｍｍの厚さの空気層２０１，２０５がある。
【0083】
図１４Ｂは、人肌（肩）上にあるＲＦＩＤタグを模擬した電磁界シミュレーションモデルの断面を示す模式図である。図１４Ｂのモデルは、図１４Ａの構造に加えて、厚さ１００μｍのＰＥＴ絶縁層２０３と空気層２０５との間に、４０ｍｍの厚さの高誘電体層２０４（肌（ｗｅｔ）を想定した４６．００２の比誘電率）が介在する構造を有する。
【0084】
空気層２０１，２０５及び高誘電体層２０４は、シミュレーションがそれらの厚さの影響をほとんど受けなくなる十分な厚さに設定されている。
【0085】
図１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅは、種々の形状のＲＦＩＤタグに対する電磁界シミュレーションにより得られた電流分布および電流ベクトルを示す図である。各図において、電流分布密度の高いところほど、より明るく白く表示されている。また、電流ベクトルの方向を矢印で示す。
【0086】
図１５Ａに示すアンテナ形状Ａを有するＲＦＩＤタグ１０１においては、屈曲点が存在しないため、アンテナ部の電流分布は均一で、ＩＣチップ２０が装着されるインピーダンス整合部３２で最も電流分布の密度が高くなっている。
【0087】
これに対して、図１５Ｂに示すアンテナ形状Ｃ－３及び図１５Ｃに示すアンテナ形状Ｄ－３を有するＲＦＩＤタグでは、屈曲点が存在するため、それらの部分で不均一な電流分布が起こっている。さらに、クランク状の折れ曲がり構造のところで、電流ベクトルの方向が異なることで、電流分布密度が高くなっている。さらに、アンテナとループ状のインピーダンス整合部が分離された構造となっているため、ＩＣチップが装着されるインピーダンス整合部の中央部よりも、ループ状のインピーダンス整合部の外側のエッジ部分で電流分布密度が高くなっている。これらの不均一な電流分布密度は、アンテナからＩＣチップへの電流供給を阻害し、高誘電体に接触する場合には、不均一な電流分布密度となっている折れ曲がり点等で、誘電損失が大きくなると考えられる。
【0088】
図１５Ｄに示すアンテナ形状Ｅを有するＲＦＩＤタグにおいても、クランク状の折れ曲がり構造のところで、電流ベクトルの方向が異なることで、電流分布密度が高くなっている。このため、アンテナ形状Ａと同様なアンテナ幅（０．５ｃｍ）を有しているにも関わらず、高誘電体との接触で、折れ曲がり点での誘電損失が大きくなると考えられる。
【0089】
図３に示されるように、高誘電体は、エネルギー損失の度合いを表す誘電正接ｔａｎδの値が大きい。このため、高誘電体に接触した状態で使用されるＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグのアンテナ構造においては、誘電損失によって通信距離の低下の起こりやすい折れ曲がり点を減らした構造が有利となる。実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤのアンテナ形状Ａは、それに最も合致した構造となっている。また、折れ曲がりのないシンプルな形状により、アンテナのパターニング等のプロセスを簡略化できることから、製造コスト面での利点も有している。
【0090】
［異なるＩＣチップへの適用］
次に、ＩＣチップの違いによる、通信距離及びアンテナ長Ｌの変化について説明する。
次に、ＩＣチップの違いによる、通信距離及びアンテナ長Ｌの変化について説明する。
【0091】
図１６は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ｂ使用）において、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍのときの、通信距離とアンテナ長Ｌとの関係を示すグラフである。図９Ｂ（アンテナ幅Ｗ＝０．５ｃｍ）は、ＩＣチップ２０Ａを使用した場合を示すのに対し、図１６は、ＩＣチップ２０Ｂを使用した場合を示す。ＩＣチップ２０ＡとＩＣチップ２０Ｂでの違いの一つは、入力インピーダンスである。ＩＣチップ２０Ｂに関して公開されている等価回路から計算される入力インピーダンスは、１００Ω以上であった。これに対して、ＩＣチップ２０Ａを有する既存ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションでは、１００Ω以下の入力インピーダンスを示した。
【0092】
【0093】
図１７は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ｂ使用）において、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍのときの、アンテナ長ＬとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表であり、図１６に示すデータをまとめたものである。アンテナ長Ｌが２ｃｍ～６ｃｍの範囲のＣＬａ／ＣＬｄの上限値は、０．８以下であり、ＩＣチップ２０Ａを使用する場合と同様である。これにより、アンテナ形状Ａを有するＵＨＦ帯ＲＦＩＤの構造は、入力インピーダンスの異なるＩＣチップにも用いることが可能である。
【0094】
また、ＩＣチップ２０Ｂを使用する場合、アンテナ長Ｌが２ｃｍ～４ｃｍの範囲では、肌（肩）に直接装着した状態の通信距離ＣＬｄは、１００ｃｍ以下ではあるものの（図１６参照）、通信距離ＣＬａが０のため、ＣＬａ／ＣＬｄは０である（図１７参照）。このように、アンテナ形状Ａを有するＵＨＦ帯ＲＦＩＤの構造は、高誘電体接触状態では通信感度を確保しつつ、フリースペースでの通信感度を限りなく零に近づけることができる。
【0095】
［高誘電体に接触するＲＦＩＤタグのアンテナ幅Ｗ］
次に、高誘電体に接触した状態での通信距離に対してアンテナ幅Ｗが与える影響について説明する。
次に、高誘電体に接触した状態での通信距離に対してアンテナ幅Ｗが与える影響について説明する。
【0096】
図１８は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長Ｌが４ｃｍのときの、通信距離とアンテナ幅Ｗとの関係を示すグラフである。０．３ｃｍ以上３．５ｍ以下のアンテナ幅Ｗを有するＲＦＩＤタグ１０１では、肩に直接装着した状態の通信距離ＣＬｄは、フリースペースでの通信距離ＣＬａよりも長く、且つ、１００ｃｍ以上である。通信距離ＣＬｄは、アンテナ幅Ｗが２ｃｍのとき、極大値をとる。
【0097】
図１９は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長Ｌが４ｃｍのときの、アンテナ幅ＷとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表であり、図１８に示すデータをまとめたものである。アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍ以上３．０ｃｍ以下の範囲でＣＬａ／ＣＬｄは０．８以下である。アンテナ幅Ｗが、その範囲より小さい０．３ｃｍおよびその範囲より大きい３．５ｃｍの場合、ＣＬａ／ＣＬｄは、増加する。
【0098】
実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ）において、アンテナ幅Ｗが、３．５ｃｍになりアンテナ長Ｌ（４ｃｍ）に近づくと、ダイポールアンテナの特性に有利な方向に揃った電流ベクトル（図１５Ａ参照）とは異なる挙動が生じる。つまり、アンテナ幅Ｗが３．５ｃｍの場合、アンテナ長Ｌの方向である長手方向に直交する方向の電流ベクトルが生じるため、通信距離ＣＬｄの減少及びＣＬａ／ＣＬｄの増加が起こると考えられる。
【0099】
また、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ）において、アンテナ幅Ｗが、０．３ｃｍとなり開口４０の幅（０．２７ｃｍ＝２．７ｍｍ）に近づくと、ＩＣチップ２０Ａの領域を含むインピーダンス整合部３２の上下の導体領域の幅が狭くなる。そのため、アンテナ幅Ｗが０．３ｃｍの場合、通信距離ＣＬｄの減少及びＣＬａ／ＣＬｄの増加が起こると考えられる。
【0100】
［高誘電体に接触するＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグのアンテナ長Ｌ］
次に、高誘電体に直接接触するＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグに好適なアンテナ長Ｌについて、誘電正接ｔａｎδの周波数特性に関する電磁界シミュレーションの結果を示して説明する。
次に、高誘電体に直接接触するＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグに好適なアンテナ長Ｌについて、誘電正接ｔａｎδの周波数特性に関する電磁界シミュレーションの結果を示して説明する。
【0101】
前述の通り、種々のアンテナ長Ｌを有するＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグでは、アンテナ長Ｌが２ｃｍ～６ｃｍの範囲では、アンテナ幅Ｗの違いによらず、ＣＬａ／ＣＬｄは、１より小さい（図１０参照）。
【0102】
図２０Ｂは、電磁界シミュレーションで得られるインピーダンスＺの実部と虚部及びそれらの位相差を示すグラフである。アンテナの電磁界シミュレーションにおいては、図２０Ｂに示すようなインピーダンスＺの実部（抵抗成分）と虚部（キャパシタンス成分あるいはインダクタンス成分）が得られ、また、インピーダンスＺの実部と虚部の位相差が得られる。
【0103】
図２１Ａ及び図２１Ｂは、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにおいて、複数の異なる高誘電体にアンテナを接触させたときの、インピーダンスＺの実部と虚部の位相差とアンテナ長Ｌとの関係を示すグラフである。図２１Ａ及び図２１Ｂは、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍのアンテナ形状Ａについて、図１４Ｂのモデルの高誘電体層２０４を種々の物質又は人体の組織とした場合の、位相差の、アンテナ長Ｌの依存性を示す。
【0104】
図２２Ａ及び図２２Ｂは、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにおいて、複数の異なる高誘電体にアンテナを接触させたときの、高誘電体の誘電正接ｔａｎδとアンテナ長Ｌとの関係を示すグラフである。図２２Ａ及び図２２Ｂは、インピーダンスＺの実部と虚部の位相差から求まる損失角δの正接である誘電正接ｔａｎδの、アンテナ長Ｌの依存性を、種々の物質および人体の組織にタグが接触している状態に関して示す。誘電正接ｔａｎδのグラフに現れている平坦部及びピークは、それぞれ、アンテナが共振から外れた状態における損失及びアンテナが共振状態にある場合の損失に帰属される。それらの損失は、主に、誘電体による誘電損失及びアンテナからの放射による損失に、それぞれ帰属される。
【0105】
図２２Ａ及び図２２Ｂにおいて、ダイポールアンテナの共振長である約１６ｃｍから外れた、アンテナ長Ｌが２６ｃｍの場合を見ると、フリースペースではｔａｎδは０に近いのに対し、高誘電体接触では高誘電体の比誘電率が高いほど、ｔａｎδは大きくなる。このように、図２２Ａ及び図２２Ｂは、アンテナの共振状態以外でも起こっている誘電損失が、高誘電体にＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグが直接接触した場合に起こる通信距離の低下の原因の一つであることを示す。
【0106】
図２３は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの電磁界シミュレーションにおいて、複数の異なる高誘電体にアンテナを接触させたときの、高誘電体の誘電正接ｔａｎδのピーク値とそのピーク値でのアンテナ長Ｌとを示す表である。図２３は、図２２Ａ及び図２２Ｂから得られたデータを示す。ＣＬａ／ＣＬｄが１より小さくなる範囲（つまり、アンテナ長Ｌが２ｃｍ～６ｃｍの範囲）に、アンテナからの放射によるｔａｎδのピーク値が存在する誘電体の比誘電率は、１２．４（爪）から８７．４（水０℃）までである。
【0107】
したがって、上述の内容により、比誘電率が１０（好ましくは１２）から８８までの高誘電体に、アンテナ長Ｌが２ｃｍ～６ｃｍのＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを接触させることで、ＣＬａ／ＣＬｄを１より小さい値とすることができる。また、実施の形態１（アンテナ形状Ａ）においては、アンテナ長Ｌが２ｃｍ以上６ｃｍ以下の範囲において、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍ以上３．０ｃｍ以下の場合、ＣＬａ／ＣＬｄを０．８以下にできる（図１９参照）。
【0108】
［アンテナ幅Ｗが誘電損失に及ぼす影響］
次に、アンテナ幅Ｗが誘電損失に及ぼす影響について説明する。
次に、アンテナ幅Ｗが誘電損失に及ぼす影響について説明する。
【0109】
図２０Ａは、アンテナ幅Ｗが誘電損失に及ぼす影響に関して、電磁界シミュレーションで使用するアンテナ構造（アンテナ形状Ａ）を示す。アンテナ長Ｌは、放射による損失の影響を除くために、共振周波数よりも十分に長い２６ｃｍとしている。
【0110】
図２４は、図２０Ａのアンテナ構造を用いて、図１４Ｂのモデルの高誘電体層２０４を肌（ｗｅｔ）として電磁界シミュレーションを行った場合の、誘電正接ｔａｎδとアンテナ幅Ｗとの関係を示す図である。図２４に示す誘電正接ｔａｎδは、アンテナ幅Ｗを変化させて、ＵＨＦ帯の９２０ＭＨｚでの位相差から算出された値である。９２０ＭＨｚでの位相差は、位相差の周波数特性のシミュレーション（図２０Ｂ）から導出された値である。
【0111】
図２４において、アンテナ幅Ｗの臨界値は、０．５ｃｍ付近である。アンテナ幅Ｗがその臨界値よりも狭くなると、急激な誘電正接ｔａｎδの増加が起こる。この原因は、アンテナ幅Ｗの減少に伴い、アンテナのエッジにおいて、アンテナと高誘電体（肌（ｗｅｔ））との間での誘電損失の寄与が増加するためと考えられる。
【0112】
図２５は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを用いて、図１４Ｂのモデルの高誘電体層２０４を肌（ｗｅｔ）として電磁界シミュレーションを行った場合の、アンテナの放射パターンを示す図である。図２５は、アンテナ長Ｌが４ｃｍ、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍの場合を示す。図２５に示されるように、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグは、ダイポールアンテナに特徴的な放射パターンを有する。
【0113】
したがって、図４Ａ及び図４Ｂに示す実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグは、アンテナ長Ｌが２ｃｍ以上６ｃｍ以下であり、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍ以上３．０ｃｍ以下であると、比誘電率が１２以上８８以下の誘電体が絶縁基材１０の第１表面１１又は第２表面１２に接触した状態での通信距離ＣＬｄは、空気中での通信距離ＣＬａよりも長くなる。これにより、人体や水のような高誘電体に接触した状態の通信距離が、接触していない状態よりも長いＲＦＩＤタグを提供できる。
【0114】
実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグによれば、例えば図１のような状況で、高誘電率の人体に接触している装着状態のタグ２は、フリースペースにあるタグ４又はタグ６よりも長い通信距離を有することになる。装着状態のタグのみを選択的に読み込むことで、データの取得及び処理を効率的に行うことが可能となる。
【0115】
実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグによれば、例えば図２のような状況で、人体に接触したタグ８と人体に非接触のタグ９とを区別することができる。人体に非接触でフリースペースにあるタグ９の通信距離が０に近いことで、タグ９は、スマートゲート７のＲＦＩＤリーダーに対する感度を低くできる。一方、人体に接触したタグ８は、スマートゲート７のＲＦＩＤリーダーに対する感度を高くでき、リーダーでの読み込みが可能となる。
【0116】
また、図４Ａにおいて、第１接続部３７のＹ軸方向の幅Ｗ１及び第２接続部３８のＹ軸方向の幅Ｗ２は、インピーダンス整合部３２のＹ軸方向の幅と略等しいことが好ましい。これは、比誘電率が１２以上８８以下の誘電体が絶縁基材１０の第１表面１１又は第２表面１２に接触した状態での通信距離ＣＬｄは、空気中での通信距離ＣＬａよりも長くなる点で、有利である。
【0117】
また、図４Ａにおいて、インピーダンス整合部３２のＹ軸方向の幅Ｗ３は、第１放射導体３３のＹ軸方向の幅Ｗ１及び第２放射導体３４のＹ軸方向の幅Ｗ２と略等しいことが好ましい。これは、比誘電率が１２以上８８以下の誘電体が絶縁基材１０の第１表面１１又は第２表面１２に接触した状態での通信距離ＣＬｄは、空気中での通信距離ＣＬａよりも長くなる点で、より有利である。
【0118】
また、図４Ａにおいては、アンテナ長Ｌが２ｃｍ以上６ｃｍ以下の範囲において、アンテナ幅が０．５ｃｍ以上３．０ｃｍ以下の場合、ＣＬａ／ＣＬｄを０以上０．８以下にできる。これにより、フリースペースでのタグの感度を、高誘電体接触状態でのタグの感度よりも下げることができる。
【0119】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグについて説明する。実施の形態２の説明において、実施の形態１と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。
次に、実施の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグについて説明する。実施の形態２の説明において、実施の形態１と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。
【0120】
図２６Ａは、実施の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図である。図２６Ｂは、実施の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの断面図である。図２６Ａ及び図２６Ｂを参照して、実施の形態２に係るＲＦＩＤタグの１０２について説明する。実施の形態２に係るＲＦＩＤタグ１０１は、絶縁基材１０、アンテナパターン３０、ＩＣチップ２０及び導電層６０を備える。
【0121】
導電層６０は、絶縁基材１０の第２表面１２の側に設けられ、平面視で開口４０と重複する平面状の導体である。導電層６０は、絶縁基材１０の第２表面１２に所定の公知の方法で平面状に形成された導電層でよい。ＲＦＩＤタグ１０２は、導電層６０を備えることで、導電層６０及び絶縁基材１０の第２表面１２が高誘電体と接触する場合、ＣＬａが零に近づき、ＣＬａ／ＣＬｄが０以上０．１以下の特性が得られる。導電層６０が平面視で開口４０の一部と重複する形態に比べて、導電層６０が平面視で開口４０の全体と重複する形態の方が、ＣＬａ及びＣＬａ／ＣＬｄは、０に近づく。
【0122】
導電層６０の表面抵抗率は、８Ω／□以上５０Ω／□以下であると、通信距離ＣＬｄが５０ｃｍ以上１５０ｃｍ以下で、且つ、ＣＬａ／ＣＬｄが０以上０．１以下の特性を得ることができる。ただし、導電層６０を、平面視で、インピーダンス整合部３２とは異なる位置に設けた場合には、このような特性を得ることが難しい。
【0123】
導電層６０の材質は、特に限定はされないが、例えば、アルミニウム、銅、金、白金、銀、ニッケル、クロム、亜鉛、鉛、タングステン、鉄等の金属であってもよい。導電層６０の材質は、酸化スズもしくはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の金属酸化物、金、銀もしくは銅等の金属ナノワイヤーを用いた導電膜、樹脂に上記金属粉や導電性カーボン材料を混合した導電性樹脂混合物、または導電性樹脂のフィルム等であってもよい。導電層６０は、絶縁基材１０の第２表面１２に直接形成されてもよいし、なんらかの絶縁性フィルム上に形成された導電層を、絶縁基材１０の第２表面１２に貼り付けて形成されてもよい。
【0124】
図２６Ｃは、実施の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグにおいて、通信距離と導電層の表面抵抗率との関係を示す図である。図２６Ｃは、アンテナ長Ｌが５ｃｍ、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍ、開口４０の大きさが１１．５ｍｍ×３ｍｍ、導電層６０のＸ軸方向の長さが２０ｍｍ、導電層６０のＹ軸方向の長さが５ｍｍの場合を示す。
【0125】
図２６Ｃが示すように、導電層６０の表面抵抗率の減少とともに、フリースペースでの通信距離ＣＬａ及び高誘電体である人肌（肩）に装着した状態の通信距離ＣＬｄは、共に、減少する。導電層６０の表面抵抗率が５０Ω／□以下のとき、ＣＬａ／ＣＬｄを０にできる。ただし、導電層６０を、平面視で、インピーダンス整合部３２とは異なる位置に設けた場合には、このような特性を得ることが難しい。導電層６０の表面抵抗率が２５Ω／□以上５０Ω／□以下のとき、通信距離ＣＬｄが１ｍ以上となる特性を得ることができる。
【0126】
図２７は、実施の形態２に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグにおいて、通信距離と導電層の表面抵抗率との関係を示す図である。図２７の場合は、開口４０の大きさが７．９ｍｍ×２．７ｍｍであることを除いて、図２６Ｃの場合と同じである。
【0127】
図２７の場合でも、導電層６０の表面抵抗率の減少とともに、フリースペースでの通信距離ＣＬａ及び高誘電体である人肌（肩）に装着した状態の通信距離ＣＬｄは、共に、減少する。導電層６０の表面抵抗率が５０Ω／□以下のとき、ＣＬａ／ＣＬｄを０にできる。ただし、導電層６０を、平面視で、インピーダンス整合部３２とは異なる位置に設けた場合には、このような特性を得ることが難しい。導電層６０の表面抵抗率が２５Ω／□以上５０Ω／□以下のとき、通信距離ＣＬｄが１ｍ以上となる特性を得ることができる。
【0128】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグについて説明する。実施の形態３の説明において、実施の形態１と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。
次に、実施の形態３に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグについて説明する。実施の形態３の説明において、実施の形態１と同様の構成、作用及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで省略又は簡略する。
【0129】
図２８は、アンテナ形状Ｇ－１を除いて、実施の形態３に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図（アンテナ形状Ｇ－２，Ｇ－３，Ｇ－４，Ｇ－５，Ｇ－６，Ｇ－７）である。アンテナ形状Ｇ－１は、実施の形態１（アンテナ形状Ａ）と同じである。
【0130】
実施の形態３（アンテナ形状Ｇ－２，Ｇ－３，Ｇ－４，Ｇ－５，Ｇ－６，Ｇ－７）に共通な構造的特徴は、アンテナのダイポール方向に垂直な、クランク状に折れ曲がった構造を有さない点で、図５Ａ～５Ｄ，６Ａ～６Ｃ，７Ａ，７Ｂに示す比較の形態２～９と相違する。
【0131】
実施の形態３は、第１放射導体３３が第１端部３５に開放端を有する第１凹凸構造４５を有し、且つ、第２放射導体３４が第２端部３６に開放端を有する第２凹凸構造４６を有する点で、実施の形態１と相違する。
【0132】
形状Ｇ－２，Ｇ－３，Ｇ－４では、第１凹凸構造４５は、第１放射導体３３が第１端部３５に開放端を有するラダー状の凹凸構造であり、第２凹凸構造４６は、第２放射導体３４が第２端部３６に開放端を有するラダー状の凹凸構造である。ラダー状の凹凸構造は、第１端部３５から第１接続部３７までアンテナパターン３０の長手方向に延伸する一又は複数のスリットを有し、ラダー状の凹凸構造は、第２端部３６から第２接続部３８までアンテナパターン３０の長手方向に延伸する一又は複数のスリットを有する。形状Ｇ－２，Ｇ－３，Ｇ－４は、スリットの本数又は幅が互いに異なる。
【0133】
形状Ｇ－５，Ｇ－６，Ｇ－７では、第１凹凸構造４５は、第１端部３５又は開口４０に向けて先細るスパイク状の凹凸構造であり、第２凹凸構造４６は、第２端部３６又は開口４０に向けて先細るスパイク状の凹凸構造である。形状Ｇ－５は、第１端部３５及び第２端部３６のそれぞれに一つの尖頭を有する。形状Ｇ－６は、第１端部３５及び第２端部３６のそれぞれに二つの尖頭を有し、開口４０の両側のそれぞれに一つの尖頭を有する。形状Ｇ－７は、第１端部３５及び第２端部３６のそれぞれに三つの尖頭を有し、開口４０の両側のそれぞれに二つの尖頭を有する。これらのスパイク状の凹凸構造は、一又は複数の尖頭を有するように、アンテナパターン３０の長手方向に対して傾斜する複数の辺を有する。
【0134】
図２９は、実施の形態１及び形態３に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長Ｌが４ｃｍ、アンテナ幅Ｗが５ｍｍ、開口４０の大きさが９ｍｍ×３ｍｍである場合の、アンテナ形状とＣＬａとＣＬｄとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。図２９の通信距離ＣＬｄは、高誘電体である人肌（肩）に接触した状態での通信距離を示す。
【0135】
図２９に示すように、すべてのアンテナ形状は、０．８以下のＣＬａ／ＣＬであるが、通信距離に違いがある。アンテナ形状Ｇ－７は、最も長いＣＬｄと、最も小さいＣＬａ／ＣＬｄを有する。
【0136】
アンテナ形状Ｇ－７は、開口４０の両側のそれぞれに二つの尖頭を有する。アンテナ形状Ｇ－７は、図１５Ｅに示すように、電磁界シミュレーションより求めた電流分布及び電流ベクトルにおいて、インピーダンス整合部３２に近い側のアンテナの尖頭部分で電流分布が高くなっている。これによって、ＩＣチップ２０への電流の供給がスムーズに行われることになる。アンテナ形状Ｇ－７における通信距離の向上は、このようなアンテナの尖頭部分での電流分布の増加によって起こっている。
【0137】
図３０は、実施の形態３に係るアンテナ形状Ｇ－７を有するＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ）において、アンテナ長Ｌが４ｃｍ、アンテナ幅Ｗが５ｍｍ、開口４０の大きさが１１．５ｍｍ×３ｍｍである場合の、開口４０の両側にある尖頭とインピーダンス整合部３２の開口４０とのギャップＤが通信距離に与える影響を示すグラフである。
【0138】
ギャップＤは、ＩＣチップ２０周りの電流分布に影響を与える。ギャップＤが小さく、インピーダンス整合部３２にアンテナの尖頭が近いほど、誘電体である人肌（肩）に接触した状態での通信距離ＣＬｄは、長くなる。通信距離ＣＬｄを６０ｃｍ以上にする点で、ギャップＤは、例えば、８ｍｍ以下がよく、７ｍｍ以下が好ましく、６ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以下がさらに好ましい。
【0139】
［水中でのＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの特性］
ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグは、人体に装着した場合の発汗を考慮すれば、水の比誘電率である８０前後の高誘電体に直接に接触した状態でも使用可能なことが要求されることから、水中でも動作可能な特性を有していることが好ましい。
ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグは、人体に装着した場合の発汗を考慮すれば、水の比誘電率である８０前後の高誘電体に直接に接触した状態でも使用可能なことが要求されることから、水中でも動作可能な特性を有していることが好ましい。
【0140】
図３１は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを入れた直径４０ｍｍの円筒ガラス容器に水を満たしてく状態を示す図である。図３２は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを入れた直径４０ｍｍの円筒ガラス容器内の水体積と通信距離ＣＬｄとの関係を示す図である。図３３は、直径４０ｍｍの円筒ガラス容器に入れたＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの平面図である。図３３に示すＲＦＩＤタグ１０３は、実施の形態３に係るアンテナ形状Ｇ－７を有するＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用、アンテナ長Ｌ：４ｃｍ、アンテナ幅Ｗ：５ｍｍ、開口４０大きさ：１１．５ｍｍ×３ｍｍ、ギャップＤ：１ｍｍ）に、実施の形態２に係る導電層６０を組み合わせた構造を有する。
【0141】
【0142】
水に接触した状態での通信距離ＣＬｄは、水体積が０ｍｌから６０ｍｌまでの範囲では、水体積に比例して増加せずに、複雑に変化する。このような複雑な変化は、水体積が０ｍｌから６０ｍｌまでの範囲では、ＲＦＩＤタグ１０３と水との接触が部分的であることから、インピーダンス整合部３２のインピーダンス変化に及ぼす影響が連続的ではないことに起因する。水体積が６０ｍｌを超え、ＲＦＩＤタグ１０３が均一に水没してからは、通信距離ＣＬｄは、水体積の増加に伴って連続的に増加する。
【0143】
ＲＦＩＤタグ１０３の上端が水面に重なるとき（水体積が６０ｍｌのとき）、通信距離ＣＬｄは、３０ｃｍ以上である。水面が高くなるほど（つまり、ＲＦＩＤタグ１０３の上端と水面との距離が長くなるほど）、通信距離ＣＬｄは、４０ｃｍ以上、５０ｃｍ以上、６０ｃｍ以上と、長くなる。
【0144】
図３４は、図２８に示すアンテナ形状を有するＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用、アンテナ長Ｌ：４ｃｍ、アンテナ幅Ｗ：５ｍｍ、開口４０大きさ：１１．５ｍｍ×３ｍｍ）を水没させた状態において、リーダーのアンテナから２５０ｃｍの距離での通信の可否と、ギャップＤとの関係を示す表である。ギャップＤが８ｍｍでは、通信（リーダによるタグの識別情報の読み込み）は行えなかったのに対して、ギャップＤが２ｃｍ～６ｃｍの場合には、水中のＲＦＩＤタグ１０３とリーダーとの通信が可能ある。
【0145】
（具体例）
次に、本実施の形態の具体的な実施例及び比較の形態の具体的な比較例について説明する。本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。なお、具体例で使用した材料および装置は、以下のとおりである。
次に、本実施の形態の具体的な実施例及び比較の形態の具体的な比較例について説明する。本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。なお、具体例で使用した材料および装置は、以下のとおりである。
【0146】
［材料］
（１）アンテナパターン形成用導体：日東電工株式会社製；アルミテープＳ、軟質アルミ箔、厚さ０．０５ｍｍ、テープ層厚０．１ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１０ｍ
（２）絶縁フィルム：スリーエムジャパン株式会社製； ポリエステル（ＰＥＴ）フィルム、厚さ０．１０ｍｍ
（３）シリコーン系粘着剤：セメダイン株式会社製；変性シリコーン系粘着剤 ＢＢＸ
（４）伸縮性Ａｇペースト：ナミックス株式会社製；ＸＥ１８１Ｇ
（５）薄型フィルムドレッシング：日東電工株式会社製；パーミロールＬｉｔｅ、厚さ ８μｍ
（６）弱粘着テープ：スリーエムジャパン株式会社製；スコッチテープ ８１１－３－２４、厚さ ０．０５１ｍｍ
（７）ＩＣチップ２０Ａ：ＡＸＺＯＮ社製；Ｍａｇｎｕｓ－Ｓ３、サイズ １．６ＢＳＣ×１．６ＢＳＣ、厚さ ０．３５ｍｍ
（８）ＩＣチップ２０Ｂ：エイリアンテクノロジー社製；Ｈｉｇｇｓ４、ダイサイズ ５８９．５μｍ。
（１）アンテナパターン形成用導体：日東電工株式会社製；アルミテープＳ、軟質アルミ箔、厚さ０．０５ｍｍ、テープ層厚０．１ｍｍ×幅５０ｍｍ×長さ１０ｍ
（２）絶縁フィルム：スリーエムジャパン株式会社製； ポリエステル（ＰＥＴ）フィルム、厚さ０．１０ｍｍ
（３）シリコーン系粘着剤：セメダイン株式会社製；変性シリコーン系粘着剤 ＢＢＸ
（４）伸縮性Ａｇペースト：ナミックス株式会社製；ＸＥ１８１Ｇ
（５）薄型フィルムドレッシング：日東電工株式会社製；パーミロールＬｉｔｅ、厚さ ８μｍ
（６）弱粘着テープ：スリーエムジャパン株式会社製；スコッチテープ ８１１－３－２４、厚さ ０．０５１ｍｍ
（７）ＩＣチップ２０Ａ：ＡＸＺＯＮ社製；Ｍａｇｎｕｓ－Ｓ３、サイズ １．６ＢＳＣ×１．６ＢＳＣ、厚さ ０．３５ｍｍ
（８）ＩＣチップ２０Ｂ：エイリアンテクノロジー社製；Ｈｉｇｇｓ４、ダイサイズ ５８９．５μｍ。
【0147】
［装置］
（９）固定型ＵＨＦ帯ＲＦＩＤリーダ・ライタ：Ｉｍｐｉｎｊ社；ＳＰＥＥＤＷＡＹ ＲＥＶＯＬＵＴＩＯＮ ＩＰＪ－ＲＥＶ－Ｒ４２０－ＪＰ２２Ｍ、日本国内電波法対応、９１６．８ ＭＨｚ － ９２０．４ ＭＨｚ、ＲＦ出力 日本最大３０．０ｄＢｍ、感度 －８４ｄＢｍ
（１０）ＵＨＦ帯 （９２０ＭＨｚ） アンテナ： ＭＴＩ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｄｇｅ社、ＭＴ－２６３０２０、円偏波
（１１）イオンスパッタ装置：ＪＥＯＬ社，イオンコータ ＪＦＣ－１５００
（１２）３５５ｎｍナノ秒パルスレーザー光源：Ｉｎｎｇｕ ｌａｓｅｒ社； Ｐｕｌｓｅ ３５５－３Ａ，３５５ｎｍ、３Ｗ、繰り返し周波数 ３０ｋＨｚ、パルス幅 １３ｎｓ
（１３）ガルバノスキャナー：ＭＡＳＴＥＲ ＬＡＳＥＲ社製；Ｍｏｄｅｌ ＧＨ２Ｄ１０Ｃ ｆ‐θレンズ焦点距離 １００ｍｍ、制御ソフトウェア ＢＪＪＣＺ社製 ＥｚＣＡＤ
（１４）表面抵抗率測定：測定部 ＡＤＣＭＴ社製；直流電圧・電流源／モニタ ６２４１Ａ、プローブ部 ビー・エー・エス株式会社製；４探針プローブ モデル１１１６ＳＬＤ。
（９）固定型ＵＨＦ帯ＲＦＩＤリーダ・ライタ：Ｉｍｐｉｎｊ社；ＳＰＥＥＤＷＡＹ ＲＥＶＯＬＵＴＩＯＮ ＩＰＪ－ＲＥＶ－Ｒ４２０－ＪＰ２２Ｍ、日本国内電波法対応、９１６．８ ＭＨｚ － ９２０．４ ＭＨｚ、ＲＦ出力 日本最大３０．０ｄＢｍ、感度 －８４ｄＢｍ
（１０）ＵＨＦ帯 （９２０ＭＨｚ） アンテナ： ＭＴＩ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｅｄｇｅ社、ＭＴ－２６３０２０、円偏波
（１１）イオンスパッタ装置：ＪＥＯＬ社，イオンコータ ＪＦＣ－１５００
（１２）３５５ｎｍナノ秒パルスレーザー光源：Ｉｎｎｇｕ ｌａｓｅｒ社； Ｐｕｌｓｅ ３５５－３Ａ，３５５ｎｍ、３Ｗ、繰り返し周波数 ３０ｋＨｚ、パルス幅 １３ｎｓ
（１３）ガルバノスキャナー：ＭＡＳＴＥＲ ＬＡＳＥＲ社製；Ｍｏｄｅｌ ＧＨ２Ｄ１０Ｃ ｆ‐θレンズ焦点距離 １００ｍｍ、制御ソフトウェア ＢＪＪＣＺ社製 ＥｚＣＡＤ
（１４）表面抵抗率測定：測定部 ＡＤＣＭＴ社製；直流電圧・電流源／モニタ ６２４１Ａ、プローブ部 ビー・エー・エス株式会社製；４探針プローブ モデル１１１６ＳＬＤ。
【0148】
（実施例１）
［ＲＦＩＤタグの作成］
アルミテープを、ガルバノスキャナーのｆ‐θレンズ下にマグネットプレートで固定し、制御ソフトウェアのＥｚＣＡＤで作成したアンテナパターンのデータを用いて、ｆ‐θレンズで集光した３５５ｎｍナノ秒パルスレーザー光をガルバノスキャナーで走査することによって、アルミテープのレーザーカット加工を行った。レーザーカット加工における、レーザー光のスキャン速度は５ｍｍ／ｓで、アンテナパターン形状のレーザー光スキャン操作を４サイクル行った。レーザーカット加工で形成したアルミニウム（Ａｌ）アンテナパターンを、ＰＥＴフィルム上に張り付けてＲＦＩＤタグのアンテナとした。
［ＲＦＩＤタグの作成］
アルミテープを、ガルバノスキャナーのｆ‐θレンズ下にマグネットプレートで固定し、制御ソフトウェアのＥｚＣＡＤで作成したアンテナパターンのデータを用いて、ｆ‐θレンズで集光した３５５ｎｍナノ秒パルスレーザー光をガルバノスキャナーで走査することによって、アルミテープのレーザーカット加工を行った。レーザーカット加工における、レーザー光のスキャン速度は５ｍｍ／ｓで、アンテナパターン形状のレーザー光スキャン操作を４サイクル行った。レーザーカット加工で形成したアルミニウム（Ａｌ）アンテナパターンを、ＰＥＴフィルム上に張り付けてＲＦＩＤタグのアンテナとした。
【0149】
上記Ａｌアンテナパターンにおいては、ＩＣチップを装着するインピーダンス整合部の１箇所に、数ｍｍのギャップが形成されており、この部分に、市販のＵＨＦ帯用ＲＦＩＤタグからＩＣチップの部分を切り出して、移植した。Ａｌアンテナパターンと移植したＩＣチップとの接合部に、伸縮性Ａｇペーストを塗布し、７０℃で加熱乾燥することで、電気的な導通をとった。
【0150】
上記のＰＥＴフィルム上のＩＣチップを有するＡｌアンテナパターン上に、シリコーン系粘着剤を塗布し、その上にＰＥＴフィルムを被せて接着することで、封止を行った。
【0151】
上記製造プロセスによって、アンテナ形状Ａ等の本実施の形態の複数のアンテナ形状を有するアンテナを作成した。しかし、ＲＦＩＤタグを製造するための材料や加工プロセスは、それらに限定されるものではない。
【0152】
（実施例２）
［ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの通信距離の測定］
上記で作成したＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの通信距離の評価は、図８Ａ及び図８Ｂに示すような、ＵＨＦ帯リーダ・ライタ、アンテナ、及びＲＦＩＤタグの配置で行った。床からアンテナ中心までの距離は、１．０ｍであった。ここでの通信距離は、タグのＩＣの識別情報を、ＵＨＦ帯リーダ・ライタで読み込むことが可能な距離とした。ＵＨＦ帯リーダ・ライタ、アンテナ、及びアンテナケーブルからなる測定系の等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）は、電波法により免許局（構内無線局）で許される、４Ｗ（３６ｄＢｍ）とした。
［ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの通信距離の測定］
上記で作成したＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの通信距離の評価は、図８Ａ及び図８Ｂに示すような、ＵＨＦ帯リーダ・ライタ、アンテナ、及びＲＦＩＤタグの配置で行った。床からアンテナ中心までの距離は、１．０ｍであった。ここでの通信距離は、タグのＩＣの識別情報を、ＵＨＦ帯リーダ・ライタで読み込むことが可能な距離とした。ＵＨＦ帯リーダ・ライタ、アンテナ、及びアンテナケーブルからなる測定系の等価等方輻射電力（ＥＩＲＰ）は、電波法により免許局（構内無線局）で許される、４Ｗ（３６ｄＢｍ）とした。
【0153】
上記ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの通信距離の評価において、フリースペースでの通信距離ＣＬａは、図８Ａに示されるような測定系で行った。通信距離の評価においては、ＲＦＩＤタグを発泡スチロールからなるプレート（２２０ｍｍ×９０ｍｍ×５ｍｍ）の上に弱粘着テープで固定した。発泡スチロールのような発泡体は、空気を内包し、ＲＦＩＤタグのフリースペースでの特性の評価に影響しない点で、好ましい物質となる。
【0154】
上記発泡スチロールプレートの先端に固定したＲＦＩＤタグを、上述の「（ａ）横」「（ｂ）縦」「（ｃ）水平」の３通りの配向方向に配向を変え、通信可能な距離の測定を行った。これらの異なるアンテナ配向での測定値のなかで、最も通信距離が長いものを、ＣＬａとして評価した。
【0155】
上記ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを、人体の右肩部に、薄型フィルムドレッシング（厚さ８μｍ）をタグの上から被せて貼り付けることにより、人肌に密着した状態で装着した。この時、ＩＣチップの上面（金属との導通がとられている面の反対側）を人肌に密着させるように装着した。また、ここで用いた薄型フィルムドレッシングは、水蒸気透過性に優れたポリウレタン系の材料がからできており、極薄で柔軟なことから、人肌への装着時に容易に伸び縮みすることで、人肌に密着した状態へ影響が無視できる素材となっている。
【0156】
上記にように人肌（右肩）に装着したＲＦＩＤタグの通信距離を、右腕を下した状態で、アンテナと身体との位置を変えながら測定し、その値を、高誘電体である人肌（肩）に装着した場合の通信距離ＣＬｄとした。この場合、ＲＦＩＤタグのアンテナの長手方向を、右腕が伸びた方向に合わせて、薄型フィルムドレッシングで装着しており、右腕を下した状態で測定していることから、ＲＦＩＤタグのアンテナの長手方向は、地面に対して縦向きの配向方向であった。
【0157】
（実施例３）
［ＣＬａ／ＣＬｄの評価］
ＣＬａ／ＣＬｄを評価するため、インピーダンス整合部３２の開口４０は、略四辺形（７．９ｍｍ×２．７ｍｍ、四隅の半径０．５ｍｍ）の孔とした。
［ＣＬａ／ＣＬｄの評価］
ＣＬａ／ＣＬｄを評価するため、インピーダンス整合部３２の開口４０は、略四辺形（７．９ｍｍ×２．７ｍｍ、四隅の半径０．５ｍｍ）の孔とした。
【0158】
図８Ａ及び図８Ｂの測定系においては、ＲＦＩＤリーダ・ライタのアンテナからＲＦＩＤタグまでの最長距離が３３０ｃｍであったため、これを越えるような通信距離を有するＲＦＩＤタグの場合には、ＲＦＩＤリーダ・ライタのＲＦ出力を３ｄＢｍ落として測定し、３ｄＢｍの出力低下分の補正をすることで通信距離を求めた。図９Ａ，９Ｂ，９Ｃにおいて、それ以上の通信距離を有する場合には、６６０ｃｍ以上と表記している。
【0159】
上記のＣＬａ及びＣＬｄの測定においては、Ａｌ箔及びＰＥＴフィルムからなるＲＦＩＤタグの、長手方向の左右端の部分のアンテナをカットしながら測定を繰り返すことで、ＣＬａ及びＣＬｄのアンテナ長Ｌ依存性を評価した。
【0160】
図１０のＣＬａ／ＣＬｄは、上記のＣＬａ及びＣＬｄの測定値の比から算出した。アンテナ長６ｃｍ付近が、ＣＬａとＣＬｄの値の大小の逆転の起こる臨界値となった。また、アンテナ長が２ｃｍより小さい場合には、ＣＬａとＣＬｄの値が再度近くなり、Ｗ＝０．３ｃｍの場合には、ＣＬａとＣＬｄの値の大小の再逆転が起こっている。
【0161】
図１２に示すように、ＣＬａの測定においては、ＲＦＩＤリーダ・ライタのアンテナとＲＦＩＤタグとの通信可能距離が短くなると、電磁誘導機構の影響によって、タグアンテナ配向方向の影響が顕著になった。
【0162】
（実施例４）
［種々の高誘電体におけるＣＬａ／ＣＬｄの評価］
上記のＣＬｄは、高誘電体である肌（比誘電率 ４１．３～４６．０、図１１参照）に対して測定されたものであった。異なる比誘電率を有する人体組織あるいは物質として、爪（比誘電率 １２．４）、水（比誘電率８１）、及び氷水（比誘電率８７．４）に対して、ＣＬｄ及びＣＬａ／ＣＬｄパラメータの測定を、実施の形態１のＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ）において、アンテナ幅Wを１．０ｃｍとして行った。この場合のインピーダンス整合部３２の開口４０は、略四辺形（７．９ｍｍ×２．７ｍｍ、四隅の半径０．５ｍｍ）の孔とした。
［種々の高誘電体におけるＣＬａ／ＣＬｄの評価］
上記のＣＬｄは、高誘電体である肌（比誘電率 ４１．３～４６．０、図１１参照）に対して測定されたものであった。異なる比誘電率を有する人体組織あるいは物質として、爪（比誘電率 １２．４）、水（比誘電率８１）、及び氷水（比誘電率８７．４）に対して、ＣＬｄ及びＣＬａ／ＣＬｄパラメータの測定を、実施の形態１のＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ）において、アンテナ幅Wを１．０ｃｍとして行った。この場合のインピーダンス整合部３２の開口４０は、略四辺形（７．９ｍｍ×２．７ｍｍ、四隅の半径０．５ｍｍ）の孔とした。
【0163】
爪にＲＦＩＤタグが接触した状態での測定においては、アンテナ長Ｌが２ｃｍでアンテナ幅Wが１ｃｍのＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを、ＩＣチップ上面側が爪に接触するように弱粘着テープで固定した。この時、アンテナの長さ方向は、親指の伸びる方向に垂直になった。このようにＲＦＩＤタグを爪に装着した右手親指を、リーダ・ライタのアンテナ方向に向けて、通信可能な距離の測定を行った。
【0164】
水および氷水にＲＦＩＤタグが接触した状態での測定においては、６０ｍｌの水あるいは氷水を、幅６ｃｍ×長さ９ｃｍ×高さ５ｃｍ、厚さ １．５ｍｍのポリプロピレン容器に入れ、その底面にＲＦＩＤタグを接触させ、弱粘着テープで固定して測定を行った。
【0165】
図１１は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ）において、アンテナ幅Wが１．０ｃｍの場合を示す。実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグにおいては、比誘電率が１２．４～８７．４の範囲にある、いずれの高誘電体に対しても、アンテナ長Ｌが、２ｃｍ～６ｃｍの範囲において、ＣＬａ／ＣＬｄパラメータは、０．８以下であった。
【0166】
上記のＣＬａ／ＣＬｄパラメータの評価では、ＣＬａの評価の際に、上述の「（ａ）横」「（ｂ）縦」「（ｃ）水平」の３通りのアンテナ配向方向での測定を行い、もっとも通信距離が長い値を採用して、ＣＬａ／ＣＬｄの算出を行った。
【0167】
（比較例１）
［一般的なメアンダラインアンテナ型ＲＦＩＤタグ］
一般的なメアンダライン型アンテナを有したＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの形状は、例えば、アンテナ形状Ｂで示されるような形状である。一般的なメアンダライン型アンテナは、クランク状に折れ曲がった導体からなるメアンダラインアンテナ、タグの中央に位置するループ状の導体からなるインピーダンス整合部、及びＩＣチップを備えたものである。
［一般的なメアンダラインアンテナ型ＲＦＩＤタグ］
一般的なメアンダライン型アンテナを有したＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの形状は、例えば、アンテナ形状Ｂで示されるような形状である。一般的なメアンダライン型アンテナは、クランク状に折れ曲がった導体からなるメアンダラインアンテナ、タグの中央に位置するループ状の導体からなるインピーダンス整合部、及びＩＣチップを備えたものである。
【0168】
また、本実施の形態に係るＲＦＩＤタグの構造との大きな違いは、屈曲点であり、図４Ｃに示す接続幅ＷＡは、０．１ｃｍとした。ＩＣチップ２０Ｂを備えるメアンダラインアンテナ型ＲＦＩＤタグ（アンテナ形状Ｂ）においては、ＣＬａは５４４ｃｍ、高誘電体である肌（肩）に直接接触して装着した場合の通信距離ＣＬｄは９ｃｍ、ＣＬａ／ＣＬｄは６０．４となった。
【0169】
（比較例２）
［種々の形状のメアンダラインアンテナ型ＲＦＩＤタグ］
図１３は、図５Ａ～５Ｄ，６Ａ～６Ｃ，７Ａ，７Ｂに示す比較の形態２～９に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長ＬとＣＬａとＣＬｄとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。接続幅ＷＡは、アンテナ形状Ｃ，Ｄ，Ｅ及びＦで、それぞれ、０．１５ｃｍ、０．１５ｃｍ、０．５ｃｍ、及び０．５ｃｍとした。
［種々の形状のメアンダラインアンテナ型ＲＦＩＤタグ］
図１３は、図５Ａ～５Ｄ，６Ａ～６Ｃ，７Ａ，７Ｂに示す比較の形態２～９に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長ＬとＣＬａとＣＬｄとＣＬａ／ＣＬｄとの関係を示す表である。接続幅ＷＡは、アンテナ形状Ｃ，Ｄ，Ｅ及びＦで、それぞれ、０．１５ｃｍ、０．１５ｃｍ、０．５ｃｍ、及び０．５ｃｍとした。
【0170】
アンテナ長が短くなるにつれて、ＣＬａが減少し、ＣＬｄが増加する傾向は、アンテナ形状Ａの場合と同様であったが、ＣＬａ／ＣＬｄ値を０．８以下に下げることができなかった。また、ＣＬｄは、アンテナ形状Ａでのアンテナ幅Ｗが０．５ｃｍの場合（図９Ｂ）および１．０ｃｍの場合（図９Ｃ）に比べて、低くなった。
【0171】
（実施例５）
［ＲＦＩＤタグアンテナにおける電流分布および電流密度の電磁界シミュレーション］
図１４Ａ及び図１４Ｂに示すモデルを用いて、電磁界解析（ＮＩ ＡＷＲソフトウェア）により、ＲＦＩＤタグアンテナ上の電流分布及び電流ベクトルのシミュレーションを行った。
［ＲＦＩＤタグアンテナにおける電流分布および電流密度の電磁界シミュレーション］
図１４Ａ及び図１４Ｂに示すモデルを用いて、電磁界解析（ＮＩ ＡＷＲソフトウェア）により、ＲＦＩＤタグアンテナ上の電流分布及び電流ベクトルのシミュレーションを行った。
【0172】
図１４Ａは、フリースペースにあるＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグのモデルの断面図であり、空気層２０１及び空気層２０５の厚さは６０ｍｍとし厚さ依存性の無い十分な厚さとした。アルミニウムのアンテナパターン２０２及びＰＥＴ絶縁層２０３の各々の厚さは、５０μｍ及び１００μｍとした。
【0173】
図１４Ｂは、高誘電体に直接接触した状態にあるＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグのモデルの断面図である。空気層２０１及び空気層２０５の厚さは６０ｍｍ、アルミニウムのアンテナパターン２０２の厚さは５０μｍ、ＰＥＴ絶縁層２０３の厚さは１００μｍとした。高誘電体層２０４は、肌（ｗｅｔ）を想定し、解析において厚さ依存性の起こらない十分な厚さである４０ｍｍとした。実施の形態１に係るＲＦＩＤタグにおいては、封止構造形成のためのＰＥＴ膜が上記のアルミニウムのアンテナパターン２０２の上側にあるが、通信距離ＣＬｄにほとんど影響を及ぼさないことから、電磁界シミュレーションのモデルには加えなかった。
【0174】
図１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅには、種々形状のアンテナにおいて、高誘電体である人肌（ｗｅｔ）に接触した状態に対して、電磁界シミュレーションにより得られた電流分布および電流ベクトルを示した。各アンテナの図において、電流分布密度の高いところほど、より明るく白く表示した。また、電流ベクトルの方向を矢印で示した。この場合のインピーダンス整合部３２の開口４０は、略四辺形（７．９ｍｍ×２．７ｍｍ、四隅の半径０．５ｍｍ）の孔とした。
【0175】
（実施例６）
［異なるＩＣチップへの適用］
実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグにおいて、ＩＣチップの違いによるアンテナ長Ｌの影響を調べた結果を調べた。
［異なるＩＣチップへの適用］
実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグにおいて、ＩＣチップの違いによるアンテナ長Ｌの影響を調べた結果を調べた。
【0176】
図１６は、入力インピーダンスが１００Ω以上と測定されたＩＣチップ２０Ｂを使用した場合を示す。アンテナ長Ｌが８ｃｍで、フリースペースでの通信距離ＣＬａよりも、人肌（肩）に直接に装着した場合の通信距離ＣＬｄのほうが大きくなる逆転現象が起こった。
【0177】
図１７は、図１６に示すデータをまとめた表である。アンテナ長Ｌが２ｃｍ～６ｃｍの範囲のＣＬａ／ＣＬｄの値の上限値は、０．８以下であった。また、通信距離ＣＬｄは１００ｃｍ以下ではあるものの、ＣＬａ／ＣＬｄは０であった。
【0178】
（実施例７）
［アンテナ幅Ｗによる通信距離の変化］
図１８は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長Ｌが４ｃｍのときの、通信距離とアンテナ幅Ｗとの関係を示すグラフである。アンテナ幅Ｗが０．３ｃｍから３．５ｍの範囲においては、いずれのアンテナ幅Ｗを有するタグも、肌（肩）に直接装着した状態のほうが、フリースペースよりも通信距離が長くなった。ＣＬｄは、１００ｃｍ以上であった。
［アンテナ幅Ｗによる通信距離の変化］
図１８は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ使用）において、アンテナ長Ｌが４ｃｍのときの、通信距離とアンテナ幅Ｗとの関係を示すグラフである。アンテナ幅Ｗが０．３ｃｍから３．５ｍの範囲においては、いずれのアンテナ幅Ｗを有するタグも、肌（肩）に直接装着した状態のほうが、フリースペースよりも通信距離が長くなった。ＣＬｄは、１００ｃｍ以上であった。
【0179】
図１９は、実施の形態１に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグにおいて、ＣＬａ／ＣＬｄとアンテナ幅Ｗとの関係を示す。アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍ～３．０ｃｍの範囲で、ＣＬａ／ＣＬｄは０．８以下であった。
【0180】
（実施例８）
［アンテナ長Ｌに及ぼす比誘電率の影響に関する電磁界シミュレーション］
電磁界シミュレーションによれば、インピーダンスＺの実部（抵抗成分）と虚部（キャパシタンス成分あるいはインダクタンス成分）が得られ、また、インピーダンスＺの実部と虚部の位相差が得られる。損失角δは、（９０°－位相差）となり、これより、誘電正接ｔａｎδを求めることができる。図２１Ａ及び図２１Ｂには、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍのアンテナ形状Ａに関して、図１４Ｂのモデルの高誘電体層２０４を、種々の物質および人体の組織とした場合の、位相差のアンテナ長Ｌ依存性を示した。
［アンテナ長Ｌに及ぼす比誘電率の影響に関する電磁界シミュレーション］
電磁界シミュレーションによれば、インピーダンスＺの実部（抵抗成分）と虚部（キャパシタンス成分あるいはインダクタンス成分）が得られ、また、インピーダンスＺの実部と虚部の位相差が得られる。損失角δは、（９０°－位相差）となり、これより、誘電正接ｔａｎδを求めることができる。図２１Ａ及び図２１Ｂには、アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍのアンテナ形状Ａに関して、図１４Ｂのモデルの高誘電体層２０４を、種々の物質および人体の組織とした場合の、位相差のアンテナ長Ｌ依存性を示した。
【0181】
図２２Ａ及び図２２Ｂには、インピーダンスＺの実部と虚部の位相差から求まる損失角δの正接である誘電正接ｔａｎδの、アンテナ長Ｌの依存性を、種々の物質および人体の組織にタグが接触している状態に関して示した。
【0182】
図２３には、図２２Ａ及び図２２Ｂから得られたデータを示した。アンテナ長Ｌが２ｃｍ～６ｃｍの範囲）に、アンテナからの放射によるｔａｎδのピーク値が存在する誘電体の比誘電率は、１２．４（爪）から８７．４（水０℃）までの範囲となった。
【0183】
図２２Ａ及び図２２Ｂにおいて、アンテナ長Ｌが、フリースペースでのダイポールアンテナの共振長（約１６ｃｍ）より十分に長い場合には、ｔａｎδの値は、誘電損失の寄与に帰属される。アンテナ長Ｌが２６ｃｍである場合に、アンテナ幅Ｗを変動パラメータとして電磁界シミュレーションを行い、アンテナ幅Ｗとｔａｎδとの相関を図２４に示した。アンテナ幅Ｗが０．５ｃｍ以下になると、ｔａｎδは増加し、すなわち誘電損失の増加が示唆された。
【0184】
アンテナ長Ｌが４ｃｍでアンテナ幅Ｗが０．５ｃｍであるアンテナ形状Ａについて、電磁界シミュレーションを行うと、図２５に示すような、アンテナ放射の仰角平面パターン（方位角０°）が得られた。図２５では、人肌（ｗｅｔ）と接触状態でのシミュレーションであるため、上下の放射形状が非対称になっているものの、ダイポールアンテナに特徴的な、ドーナッツ状の３Ｄ放射パターンに対する断面形状が示された。
【0185】
（実施例９）
［導電層６０によるＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの特性制御］
図２６Ｂに示すように、導電層６０を、アンテナパターン３０が第１表面１１に形成された絶縁フィルム（絶縁基材１０の一例）の第２表面１２に設けることで、ＣＬａ／ＣＬｄパラメータを制御することができた。導電層６０として、例えば、アルミ箔（厚さ１１μｍ）を用いたところ、ＣＬａ及びＣＬｄともに、通信距離はほぼ０となった。そこで、表面抵抗率の異なる導電層６０を用いて、それぞれの通信距離への影響を調べたところ、図２６Ｃ及び図２７のような結果が得られた。人肌と接触した状態での通信距離ＣＬｄが１ｍ以上で、且つ、ＣＬａ／ＣＬｄが０であるような特性を有するＲＦＩＤタグを得ることができた。図２６Ｃ及び図２７において、表面抵抗率の異なる導電層は、ＰＥＴフィルムへの金スパッタによって形成し、スパッタ膜厚を変えることで作成した。
［導電層６０によるＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの特性制御］
図２６Ｂに示すように、導電層６０を、アンテナパターン３０が第１表面１１に形成された絶縁フィルム（絶縁基材１０の一例）の第２表面１２に設けることで、ＣＬａ／ＣＬｄパラメータを制御することができた。導電層６０として、例えば、アルミ箔（厚さ１１μｍ）を用いたところ、ＣＬａ及びＣＬｄともに、通信距離はほぼ０となった。そこで、表面抵抗率の異なる導電層６０を用いて、それぞれの通信距離への影響を調べたところ、図２６Ｃ及び図２７のような結果が得られた。人肌と接触した状態での通信距離ＣＬｄが１ｍ以上で、且つ、ＣＬａ／ＣＬｄが０であるような特性を有するＲＦＩＤタグを得ることができた。図２６Ｃ及び図２７において、表面抵抗率の異なる導電層は、ＰＥＴフィルムへの金スパッタによって形成し、スパッタ膜厚を変えることで作成した。
【0186】
（実施例１０）
［ＲＦＩＤタグアンテナの長手方向の先端の形状の効果］
図２８に示したアンテナ形状が異なる複数のＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ）を作成し、フリースペースでの通信距離ＣＬａ、高誘電体である人肌（肩）に接触した状態での通信距離ＣＬｄ、及び、それらの比として定義されるＣＬａ／ＣＬを測定した。図２９は、その測定値を示す。
［ＲＦＩＤタグアンテナの長手方向の先端の形状の効果］
図２８に示したアンテナ形状が異なる複数のＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ（ＩＣチップ２０Ａ）を作成し、フリースペースでの通信距離ＣＬａ、高誘電体である人肌（肩）に接触した状態での通信距離ＣＬｄ、及び、それらの比として定義されるＣＬａ／ＣＬを測定した。図２９は、その測定値を示す。
【0187】
アンテナ形状Ｇ－２、Ｇ－３及びＧ－４は、アンテナの長手方向の左右端の各々からインピーダンス整合部３２に向かってスリットが延伸するラダー状の凹凸構造を有する。図２９において、アンテナ形状Ｇ－２、Ｇ－３及びＧ－４うち、スリット幅が最も短いアンテナ形状Ｇ－４で、より長いＣＬｄが得られた。
【0188】
アンテナ形状Ｇ－５、Ｇ－６及びＧ－７は、アンテナの長手方向の左右端の各々からインピーダンス整合部３２に向かって傾斜する辺を有するスパイク状の凹凸構造を有する。これらのアンテナ形状は、図４Ｃ～図７Ｂに示す比較の形態１～９（アンテナ形状Ｂ～Ｆ）と違って、アンテナのダイポール方向に垂直なクランク状に折れ曲がった構造を有していない。
【0189】
図２９において、アンテナ形状Ｇ－７を有するアンテナで、矩形状のアンテナ形状Ｇ－１を有するアンテナに比べて、より長いＣＬｄと、より小さなＣＬａ／ＣＬｄとが得られ、特性の向上が示された。
【0190】
図３０には、アンテナ形状Ｇ－７を有するアンテナの通信距離に対してギャップＤが与える影響を示した。ギャップＤが小さいほど、通信距離ＣＬｄは長くなった。
【0191】
（実施例１１）
［水中でのＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの特性］
直径４０ｍｍのガラス容器にＲＦＩＤタグを設置し、水を加えていった場合の通信距離の変化を測定した。ガラス容器には、図３３に示すＲＦＩＤタグ１０３を設置した。ＩＣチップ２０は、ＩＣチップ２０Ａとし、インピーダンス整合部３２の開口４０は、１１．５ｍｍ×３ｍｍの略四辺形の孔とし、導電層６０は、表面抵抗率３９．８Ω／の金スパッタＰＥＴフィルムとした。
［水中でのＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの特性］
直径４０ｍｍのガラス容器にＲＦＩＤタグを設置し、水を加えていった場合の通信距離の変化を測定した。ガラス容器には、図３３に示すＲＦＩＤタグ１０３を設置した。ＩＣチップ２０は、ＩＣチップ２０Ａとし、インピーダンス整合部３２の開口４０は、１１．５ｍｍ×３ｍｍの略四辺形の孔とし、導電層６０は、表面抵抗率３９．８Ω／の金スパッタＰＥＴフィルムとした。
【0192】
水は、蒸留水ではなく、水道水を用いた。ガラス容器に水が無いフリースペースでは、通信距離は０であった。これに対して、容器に水を満たしていって、ＲＦＩＤタグが高誘電体である水に接触することで、ＲＦＩＤリーダ・ライタとＲＦＩＤタグとの間の通信が可能となった。
【0193】
図３４は、アンテナ形状Ｇ－７を有するＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを、８０ｍｌの水をいれた上記のガラス容器に設置して、リーダーのアンテナから２５０ｃｍの距離での通信の可否と、ギャップＤとの関係を示す。ギャップＤが２ｃｍ～６ｃｍの場合には、水中のＲＦＩＤタグとリーダーとの通信が可能であった。
【産業上の利用可能性】
【0194】
本開示により、人体や水のような高誘電体（比誘電率１２～８８）と直接接触しても、ＲＦＩＤリーダ・ライタとの間でのデータ通信に障害の起こらない、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを得ることができる。また、本開示により、人体や水のような高誘電体（比誘電率１２～８８）に接触した状態での通信距離が、フリースペースでの通信距離よりも長くなるＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを得ることができる。さらに、高誘電体とアンテナパターンが形成された絶縁基材との間に導電層を設けることで、フリースペースではほとんど感度を有さず、高誘電体接触状態にのみ通信が可能となる、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグを提供することが可能となる。本開示に係るＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグは、医療分野もしくはバイタルセンシング分野において、又は、高誘電率の水に直接接触する環境下において、好適に利用可能である。
【0195】
以上、実施形態を説明したが、本開示の技術は上記の実施形態に限定されない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【0196】
１０ 絶縁基材
１１ 第１表面
１２ 第２表面
２０ ＩＣチップ
３０ アンテナパターン
３１ 給電部
３２ インピーダンス整合部（環状導体）
３３ 第１放射導体
３４ 第２放射導体
３５ 第１端部
３６ 第２端部
４０ 開口
４１，４２ 辺
４３，４４ アンテナ端
４５ 第１凹凸構造
４６ 第２凹凸構造
５０ 絶縁層
６０ 導電層
７０ 測定装置
７５ 人体
１０１，１０２，１０３ ＲＦＩＤタグ
１２０ メアンダラインアンテナ
１３０ ＩＣチップ
１３２ インピーダンス整合部
２０１，２０５ 空気層
２０２ アンテナパターン
２０３ ＰＥＴ絶縁層
２０４ 高誘電体層
３０１～３０９ ＲＦＩＤタグ
１１ 第１表面
１２ 第２表面
２０ ＩＣチップ
３０ アンテナパターン
３１ 給電部
３２ インピーダンス整合部（環状導体）
３３ 第１放射導体
３４ 第２放射導体
３５ 第１端部
３６ 第２端部
４０ 開口
４１，４２ 辺
４３，４４ アンテナ端
４５ 第１凹凸構造
４６ 第２凹凸構造
５０ 絶縁層
６０ 導電層
７０ 測定装置
７５ 人体
１０１，１０２，１０３ ＲＦＩＤタグ
１２０ メアンダラインアンテナ
１３０ ＩＣチップ
１３２ インピーダンス整合部
２０１，２０５ 空気層
２０２ アンテナパターン
２０３ ＰＥＴ絶縁層
２０４ 高誘電体層
３０１～３０９ ＲＦＩＤタグ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図15D】
【図15E】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図21A】
【図21B】
【図22A】
【図22B】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26A】
【図26B】
【図26C】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】