特許 7470526 ＲＦＩＤタグ、及びアンテナ

(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】

(24)【登録日】2024-04-10

(45)【発行日】2024-04-18

(54)【発明の名称】ＲＦＩＤタグ、及びアンテナ

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/077 20060101AFI20240411BHJP

   H01Q 13/10 20060101ALI20240411BHJP

   H01Q 9/16 20060101ALI20240411BHJP

   H01Q 1/50 20060101ALI20240411BHJP

【ＦＩ】

G06K19/077 248

G06K19/077 144

G06K19/077 280

H01Q13/10

H01Q9/16

H01Q1/50

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020026431

(22)【出願日】2020-02-19

(65)【公開番号】P2021131700

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2023-01-12

(73)【特許権者】

【識別番号】390029148

【氏名又は名称】大王製紙株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】嶋田 卓朗

(72)【発明者】

【氏名】エリナ ビスタ

(72)【発明者】

【氏名】井川 太郎

【審査官】土谷 慎吾

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０４１４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０８１２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０３７６５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｋ １９／０７７

Ｈ０１Ｑ １３／１０

Ｈ０１Ｑ ９／１６

Ｈ０１Ｑ １／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の導電層と、
アンテナが形成される第２の導電層と、
前記第１の導電層と前記第２の導電層との間に設けられた絶縁層と、
前記アンテナに接続されるＩＣチップと、
を備え、
前記アンテナは、
第１のスロットと、
前記第１のスロットと対向する第２のスロットと、
前記第１のスロットの中央部と前記第２のスロットの中央部とを連結する連結スロットと、
前記第１のスロットの一方の端部に連結され、前記第１のスロットより幅が広く、前記第１のスロットと直交する方向に延伸する第１の調整スロットと、
前記第１のスロットの他方の端部に連結され、前記第１のスロットより幅が広く、前記第１のスロットと直交する方向に延伸する第２の調整スロットと、
前記第２のスロットの一方の端部に連結され、前記第２のスロットより幅が広く、前記第２のスロットと直交する方向に延伸する第３の調整スロットと、
前記第２のスロットの他方の端部に連結され、前記第２のスロットより幅が広く、前記第２のスロットと直交する方向に延伸する第４の調整スロットと、
を有し、
前記アンテナに、
前記第１の調整スロットを介して前記第１のスロットに連結され、前記第１のスロットと平行に、かつ前記第１のスロットから離れる方向に延伸する第１の拡張スロットと、
前記第２の調整スロットを介して前記第１のスロットに連結され、前記第１のスロットと平行に、かつ前記第１のスロットから離れる方向に延伸する第２の拡張スロットと、
を付加し、
前記第１の拡張スロット、及び前記第２の拡張スロットの形状により、前記ＩＣチップと前記アンテナとの間のインピーダンスマッチング、又は前記アンテナの共振周波数を調整可能な、ＲＦＩＤタグ。

【請求項2】

前記アンテナに、
前記第３の調整スロットを介して前記第２のスロットに連結され、前記第２のスロットと平行に、かつ前記第２のスロットから離れる方向に延伸する第３の拡張スロットと、
前記第４の調整スロットを介して前記第２のスロットに連結され、前記第２のスロットと平行に、かつ前記第２のスロットから離れる方向に延伸する第４の拡張スロットと、
をさらに付加し、
前記第１の拡張スロット、前記第２の拡張スロット、前記第３の拡張スロット、及び前記第４の拡張スロットの形状により、前記ＩＣチップと前記アンテナとの間のインピーダンスマッチング、又は前記アンテナの共振周波数を調整可能な、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項3】

前記連結スロットは、前記第２の導電層において、前記第１のスロットと前記第２のスロットとの間に形成される導電部を２つに分割し、
前記ＩＣチップは、分割した２つの導電部の間に電気的に接続される、請求項１又は２に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項4】

前記第２の導電層の外形は矩形であり、
前記第１のスロット及び前記第２のスロットは、前記矩形の一辺と平行な方向に延伸する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項5】

前記第１の調整スロット及び前記第２の調整スロットは、前記第２のスロットから離れる方向に延伸し、
前記第３の調整スロット及び前記第４の調整スロットは、前記第１のスロットから離れる方向に延伸する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項6】

前記第１の調整スロット、前記第２の調整スロット、前記第３の調整スロット、及び前記第４の調整スロットの形状により、前記ＩＣチップと前記アンテナとの間のインピーダンスマッチング、又は前記アンテナの共振周波数を調整可能な、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項7】

前記アンテナは、前記第１の導電層を介して被着体に被着される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれか一項に記載のＲＦＩＤタグに用いられるアンテナ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ、及びアンテナに関する。

【背景技術】

【0002】

物流管理や商品管理のため、被着体に貼付されるＲＦＩＤタグが普及している。ＲＦＩＤタグは、ＩＣチップとＩＣチップに電気的に接続されるアンテナとを備える。ＲＦＩＤタグは、無線タグ、ＩＣタグ、ＲＦ－ＩＤタグ、ＲＦタグ等と呼ばれることもある。

【0003】

一般的なＲＦＩＤタグは、例えば、金属等の被着体に貼付すると、通信距離が短くなる場合があり、このような問題に対応するため、金属製の被着体に対応したＲＦＩＤタグ（以下、金属対応ＲＦＩＤタグと呼ぶ）が提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１６／１２９５４２号

【文献】特表２０１９－５３３８６０号公報

【文献】特開２０１６－１７０５７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば、特許文献１～３に示すような従来の金属対応ＲＦＩＤタグは、立体的な構造を有するアンテナを含むため、製造や取り扱いに困難を伴っていた。

【0006】

本発明の一実施形態は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、平面的な構造を有するアンテナを含み、製造や取り扱いが容易な金属対応ＲＦＩＤタグを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するため、本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤタグは、第１の導電層と、アンテナが形成される第２の導電層と、前記第１の導電層と前記第２の導電層との間に設けられた絶縁層と、前記アンテナに接続されるＩＣチップと、を備え、前記アンテナは、第１のスロットと、前記第１のスロットと対向する第２のスロットと、前記第１のスロットの中央部と前記第２のスロットの中央部とを連結する連結スロットと、前記第１のスロットの一方の端部に連結され、前記第１のスロットより幅が広く、前記第１のスロットと直交する方向に延伸する第１の調整スロットと、前記第１のスロットの他方の端部に連結され、前記第１のスロットより幅が広く、前記第１のスロットと直交する方向に延伸する第２の調整スロットと、前記第２のスロットの一方の端部に連結され、前記第２のスロットより幅が広く、前記第２のスロットと直交する方向に延伸する第３の調整スロットと、前記第２のスロットの他方の端部に連結され、前記第２のスロットより幅が広く、前記第２のスロットと直交する方向に延伸する第４の調整スロットと、を有し、前記アンテナに、前記第１の調整スロットを介して前記第１のスロットに連結され、前記第１のスロットと平行に、かつ前記第１のスロットから離れる方向に延伸する第１の拡張スロットと、前記第２の調整スロットを介して前記第１のスロットに連結され、前記第１のスロットと平行に、かつ前記第１のスロットから離れる方向に延伸する第２の拡張スロットと、を付加し、前記第１の拡張スロット、及び前記第２の拡張スロットの形状により、前記ＩＣチップと前記アンテナとの間のインピーダンスマッチング、又は前記アンテナの共振周波数を調整可能である。

【発明の効果】

【0008】

本発明の一実施形態によれば、平面的な構造を有するアンテナを含み、製造や取り扱いが容易な金属対応ＲＦＩＤタグを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一実施形態に係るＲＦＩＤタグの層構成の例を示す図である。

【図2】一実施形態に係るアンテナの形状の例を示す図である。

【図3】一実施形態に係るアンテナにおける中央部の形状の一例を示す図である。

【図4】一実施形態に係るアンテナのスロットの構成について説明するための図である。

【図5】一実施形態に係るＲＦＩＤタグの具体的な構成の一例を示す図である。

【図6】一実施形態に係るＲＦＩＤタグの通信特性の例を示す図である。

【図7】第１の変形例に係るアンテナの構成例、及び通信特性の例を示す図である。

【図8】第２の変形例に係るアンテナの構成例を示す図である。

【図9】第２の変形例に係るＲＦＩＤタグの通信特性の例を示す図である。

【図10】第３の変形例に係るアンテナの構成例、及び通信特性の例を示す図である。

【図11】第４の変形例に係るアンテナの構成例、及び通信特性の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下に示す説明では、各図において共通する部分について、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。また、理解を容易にするため、各図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。なお、各形態において、平行、直交、直角、水平、垂直、上下、左右などの方向には、本発明の効果を損なわない程度のずれが許容される。また、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軸に平行な方向を含む。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を含む。図１以降において、Ｘ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＸ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＸ軸方向とする。Ｙ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＹ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＹ軸方向とする。Ｚ軸方向のうち、矢印で示す方向はプラスＺ軸方向とし、当該方向とは逆の方向はマイナスＺ軸方向とする。

【0011】

図１は、一実施形態に係るＲＦＩＤタグの層構成の例を示す図である。ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグ１００は、例えば、グランドプレーンとなる第１の導電層１０１、アンテナを形成する第２の導電層１０２、第１の導電層１０１と第２の導電層１０２との間に設けられた絶縁層１０３、及びアンテナに接続されるＩＣチップ１０４等を備える。

【0012】

第１の導電層１０１、及び第２の導電層１０２は、導電性の高い導電体（例えば、銅、アルミニウム等の金属）によって形成される。なお、第１の導電層１０１と第２の導電層１０２とは、同じ導電体によって形成されるものであっても良いし、異なる導電体によって形成されるものであっても良い。絶縁層１０３は、導電性の低い絶縁体（例えば、合成樹脂、ゴム等、好ましくは、ウレタンフォーム、アクリルフォーム等の発泡プラスチック）によって、形成される。なお、絶縁層１０３の厚さは任意に定めることができる。例えば、ＲＦＩＤタグ１００の使用周波数を９２０ＭＨｚとした場合、絶縁層１０３の厚さは、１００μｍ～５００μｍ、好ましくは、２００μｍ～４００μｍとすることができる。また、第１の導電層１０１、及び第２の導電層１０２の厚さは、絶縁層１０３の厚さより十分に薄いものとする。例えば、第１の導電層１０１、第２の導電層１０２の厚さは、それぞれ、５μｍ～４０μｍ、好ましくは、７μｍ～３５μｍとすることができる。

【0013】

ＩＣチップ１０４は、ＲＦＩＤシステム用の集積回路であり、第２の導電層１０２に形成されるアンテナに接続される。ＩＣチップ１０４は、ＲＦＩＤシステムのタグリーダから、所定の無線周波数（例えば、８６０ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ）で送信される電波をアンテナで受信し、受信した電波により電力を生成して起動する。また、ＩＣチップ１０４は、生成した電力で、ＩＣチップ１０４に予め記録された識別情報を含む電波を、タグリーダに送信する。

【0014】

また、ＲＦＩＤタグ１００には、図１に示すように、例えば、合成樹脂等で形成され、第１の導電層１０１を形成又は保持するための第１の樹脂層１０５や、例えば、合成樹脂等で形成され、第２の導電層１０２を形成又は保持するための第２の樹脂層１０７等が含まれ得る。

【0015】

好ましくは、第１の樹脂層１０５は、第１の導電層１０１と接する面の反対面が接着面になっており、剥離紙１０６を剥がすことにより、ＲＦＩＤタグ１００を被着体に被着することができる。また、好ましくは、ＲＦＩＤタグ１００には、印刷や書込が可能な上紙１０８を備えている。

【0016】

ＩＣチップ１０４は内部容量を有し、アンテナが有するインダクタンス成分と、ＩＣチップ１０４の内部容量とにより、インピーダンスを整合することにより、タグリーダと通信するための十分な通信距離（例えば、１ｍ～７ｍ程度）を確保することができる。

【0017】

（アンテナの構成）
続いて、図２～４を用いて、第２の導電層１０２に形成されるアンテナの構成について説明する。

【0018】

図２は、第２の導電層１０２に形成されるアンテナの形状の例を示す図である。この図は、図１に示した第２の導電層１０２を、マイナスＺ軸方向から見た状態を示している。好適な一例として、アンテナ２００は、例えば、横幅Ｗ（Ｗ＝８５～１０５ｍｍ程度）、奥行きＤ（Ｄ＝３５～４５ｍｍ程度）の矩形の外形を有する第２の導電層１０２によって形成される。好ましくは、図１で説明したＲＦＩＤタグ１００の他の層も、第２の導電層１０２に対応する矩形の外形を有している。ただし、これに限られず、ＲＦＩＤタグ１００の各層は、矩形以外の外形であっても良い。

【0019】

アンテナ２００は、第２の導電層１０２に設けられた第１のスロット２０１と、第１のスロットと対向する第２のスロット２０２と、アンテナ２００の中央部２０３において第１のスロット２０１と第２のスロット２０２とを連結する連結スロットとを有する。なお、中央部２０３、及び連結スロットについては、図３を用いて後述する。

【0020】

好ましくは、第１のスロット２０１、及び第２のスロット２０２は、矩形の一辺（例えば、長辺）と平行な方向（Ｘ軸方向）に延伸するように形成される。

【0021】

なお、本実施形態では、第２の導電層１０２の範囲内において、導電体が形成されていない部分を「スロット」と呼ぶものとする。なお、第２の導電層１０２、及びスロットは、例えば、銅、アルミ等の金属箔のプレス加工、エッチング加工、めっき加工、又は金属ペーストのシルクスクリーン印刷等によって形成される。なお、図１、２等において、第２の導電層１０２にハッチングがかかっているが、これは、第２の導電層が金属であることを示すハッチングであり、模様を示すものではない。

【0022】

図３は、一実施形態に係るアンテナにおける中央部の形状の一例を示す図である。この図は、図２に示したアンテナ２００の中央部２０３の拡大図である。図３において、第１のスロット２０１と第２のスロット２０２との間の導電体によって形成される導電部は、連結スロット３０３によって、第１の導電部３０１Ａと第２の導電部３０１Ｂとの２つの導電部に分割されている。つまり、連結スロット３０３は、第１のスロット２０１の中央部と、第２のスロット２０２の中央部との間を連結している。

【0023】

また、好適な一例として、第１の導電部３０１Ａ、及び第２の導電部３０１Ｂには、ＩＣチップ１０４を電気的に接続するための取付けパターン３０２Ａ、３０２Ｂが、それぞれ形成されている。なお、図３に示す取付けパターン３０２Ａ、３０２Ｂの形状は、ＩＣチップ１０４の取付け性を考慮して決定されたものであり、他の形状であっても良い。

【0024】

さらに、中央部２０３には、ＩＣチップ１０４の位置決め用のパターン３０４が形成されていても良い。位置決め用のパターン３０４は、第２の導電層１０２において他の導電体部分には接続されておらず、例えば、第２の樹脂層１０７等によって保持される。なお、位置決め用のパターン３０４は、ＩＣチップ１０４の取付け性を考慮して設けられたものであり、他の形状であっても良いし、他の数であっても良い。なお、位置決め用のパターン３０４は、製造用の構成要素であり、アンテナ２００の構成要素には含まれないので、以後、説明を省略する。

【0025】

図４は、一実施形態に係るスロットの構成について説明するための図である。図４において、第１のスロット２０１と第２のスロット２０２とは、同じ幅Ｗ０となるように形成されている。

【0026】

第１のスロット２０１の一方の端部４０１Ａには、第１のスロット２０１より幅Ｗ１が広く、第１のスロット２０１と直交する方向（プラスＹ軸方向）に延伸する第１の調整スロット４０３Ａが連結されている。また、第１のスロット２０１の他方の端部４０１Ｂには、第１のスロット２０１より幅Ｗ１が広く、第１のスロット２０１と直交する方向（プラスＹ軸方向）に延伸する第２の調整スロット４０３Ｂが連結されている。なお、図４において、端部４０１Ａ、４０１Ｂ等を破線で示しているが、これは各スロットの境界を説明するための仮想線であり、実際には存在しない。図４の他の破線についても同様である。

【0027】

同様に、第２のスロット２０２の一方の端部４０２Ａには、第２のスロット２０２より幅Ｗ１が広く、第２のスロット２０２と直交する方向（マイナスＹ軸方向）に延伸する第３の調整スロット４０３Ｃが連結されている。また、第２のスロット２０２の他方の端部４０２Ｂには、第２のスロット２０２より幅Ｗ１が広く、第２のスロット２０２と直交する方向（マイナスＹ軸方向）に延伸する第４の調整スロット４０３Ｄが連結されている。なお、以下の説明において、第１の調整スロット４０３Ａ、第２の調整スロット４０３Ｂ、第３の調整スロット４０３Ｃ、及び第４の調整スロット４０３Ｄのうち、任意の調整スロットを示す場合、「調整スロット４０３」を用いる。

【0028】

図４の例では、各調整スロット４０３の幅Ｗ１が等しくなるように形成されている。ただし、これに限られず、各調整スロット４０３の幅は、調整スロット４０３によって異なっていても良い。なお、調整スロット４０３は、例えば、アンテナ２００とＩＣチップ１０４との間のインピーダンスマッチングの調整、アンテナ２００の共振周波数の調整等に用いることができる。

【0029】

好ましくは、アンテナ２００は、第１の拡張スロット４０４Ａ、第２の拡張スロット４０４Ｂ、第３の拡張スロット４０４Ｃ、及び第４の拡張スロット４０４Ｄを、さらに備える。

【0030】

第１の拡張スロット４０４Ａは、第１の調整スロット４０３Ａを介して第１のスロット２０１に連結され、第１のスロット２０１と平行に、かつ第１のスロット２０１から離れる方向（マイナスＸ軸方向）に延伸するように形成されている。図４の例では、第１の拡張スロット４０４Ａは、第１の調整スロット４０３Ａの第１のスロット２０１と対向する位置に連結されている。

【0031】

第２の拡張スロット４０４Ｂは、第２の調整スロット４０３Ｂを介して第１のスロット２０１に連結され、第１のスロット２０１と平行に、かつ第１のスロット２０１から離れる方向（プラスＸ軸方向）に延伸するように形成されている。図４の例では、第２の拡張スロット４０４Ｂは、第２の調整スロット４０３Ｂの第１のスロット２０１と対向する位置に連結されている。

【0032】

第３の拡張スロット４０４Ｃは、第３の調整スロット４０３Ｃを介して第２のスロット２０２に連結され、第２のスロット２０２と平行に、かつ第２のスロット２０２から離れる方向（マイナスＸ軸方向）に延伸するように形成されている。図４の例では、第３の拡張スロット４０４Ｃは、第３の調整スロット４０３Ｃの第２のスロット２０２と対向する位置に連結されている。

【0033】

第４の拡張スロット４０４Ｄは、第４の調整スロット４０３Ｄを介して第２のスロット２０２に連結され、第２のスロット２０２と平行に、かつ第２のスロット２０２から離れる方向（プラスＸ軸方向）に延伸するように形成されている。図４の例では、第４の拡張スロット４０４Ｄは、第４の調整スロット４０３Ｄの第２のスロット２０２と対向する位置に連結されている。なお、以下の説明において、第１の拡張スロット４０４Ａ、第２の拡張スロット４０４Ｂ、第３の拡張スロット４０４Ｃ、及び第４の拡張スロット４０４Ｄのうち、任意の拡張スロットを示す場合、「拡張スロット４０４」を用いる。

【0034】

図４の例では、各拡張スロット４０４の幅Ｗ２が等しくなるように形成されている。ただし、これに限られず、各拡張スロット４０４の幅は、例えば、拡張スロット４０４によって異なっていても良い。なお、拡張スロット４０４は、例えば、アンテナ２００とＩＣチップ１０４との間のインピーダンスマッチングの調整、アンテナ２００の共振周波数の調整等に用いられる。

【0035】

なお、Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２、及び後述するＷ３の寸法は任意に定めることができる。例えば、ＲＦＩＤタグ１００の使用周波数を９２０ＭＨｚとした場合、Ｗ０は、１．００ｍｍ～３．００ｍｍ、好ましくは、１．５０ｍｍ～２．５ｍｍとすることができる。Ｗ１は、４．００ｍｍ～１０．００ｍｍ、好ましくは、５．００ｍｍ～８．００ｍｍとすることができる。Ｗ２は、０．８ｍｍ～２．００ｍｍ、好ましくは１．０ｍｍ～１．５ｍｍとすることができる。Ｗ３は、０．５ｍｍ～１．５ｍｍ、好ましくは、０．７ｍｍ～１．３ｍｍとすることができる。

【0036】

［ＲＦＩＤタグの具体的な構成の例］
続いて、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００のより具体的な構成の例について説明する。

【0037】

図５は、一実施形態に係るＲＦＩＤタグの具体的な構成の一例を示す図である。この図は、発明者らが作成し、良好な結果が得られたＲＦＩＤタグ１００の具体的な構成の一例を示している。

【0038】

図５（Ａ）は、作成したＲＦＩＤタグ１００の層構成を示している。ＲＦＩＤタグ１００は、グランドプレーンとなる第１の導電層１０１、アンテナ２００を形成する第２の導電層１０２、及び第１の導電層１０１と第２の導電層１０２との間に設けられた絶縁層１０３を備える。また、第１の導電層１０１は、第１の樹脂層１０５を介して、被着体５００に被着される。

【0039】

第１の導電層１０１、及び第２の導電層１０２は、アルミニウム（厚さ：１０μｍ）を導電体として使用した。ただし、導電体は、例えば、銅等のアルミニウム以外の金属等を用いても良い。

【0040】

絶縁層１０３には、アクリルフォーム（厚さ：３００μｍ）を絶縁体として使用した。ただし、絶縁体は、例えば、ウレタンフォーム等のアクリルフォーム以外の絶縁体を用いても良い。

【0041】

図５（Ｂ）は、作成したＲＦＩＤタグ１００の第２の導電層１０２に形成したアンテナ２００の形状を示している。アンテナ２００は、横幅Ｗ＝９５．００ｍｍ、奥行きＤ＝４０．００ｍｍの矩形の導電体である第２の導電層１０２に、図３、４で説明した、第１のスロット、第２のスロット２０２、連結スロット３０３、調整スロット４０３、拡張スロット４０４等を形成した。

【0042】

なお、第１のスロット２０１及び第２のスロットの２０２の長さＬ０、調整スロットの長さＬ１、及び拡張スロット４０４の長さＬ２は、任意に定めることができる。例えば、ＲＦＩＤタグ１００の使用周波数を９２０ＭＨｚとした場合、Ｌ０は、９．００ｍｍ～１３．００ｍｍ、好ましくは、１０．００ｍｍ～１２．００ｍｍとすることができる。Ｌ１は、２．５０ｍｍ～５．００ｍｍ、好ましくは、３．００ｍｍ～４．００ｍｍとすることができる。Ｌ２は、１０．００ｍｍ～１５．００ｍｍ、好ましくは１１．５０ｍｍ～１３．５０ｍｍとすることができる。

【0043】

なお、第２の導電層１０２の中央には、図３に示すような中央部２０３を形成し、取付けパターン３０２Ａ、３０２Ｂの間にＩＣチップ１０４を電気的に接続した。また、第１のスロット２０１、及び第２のスロットを、矩形の長辺（一辺）と平行な方向（Ｘ軸方向）に延伸するように形成した。なお、第１のスロット２０１、及び第２のスロット２０２の幅Ｗ０は１．９０ｍｍ、第１の導電部３０１Ａ、及び第２の導電部３０１Ｂの幅Ｗ３は１．００ｍｍとした。また、第１のスロット２０１、及び第２のスロットの長さＬ０を、１０．８０ｍｍとした。

【0044】

また、図５（Ｂ）に示すように、第２の導電層１０２のＹ軸方向の中心線５０１に対して線対称となり、かつＸ軸方向の中心線５０２に対して線対称となるように、第１～４の調整スロット４０３、及び第１～４の拡張スロット４０４を形成した。なお、調整スロット４０３の幅Ｗ１は６．５０ｍｍとし、長さＬ１は３．６ｍｍとした。また、拡張スロット４０４の幅Ｗ２は１．３０ｍｍとし、長さＬ２は１２．５０ｍｍとした。なお、各部の寸法は、実際に試作を行い、中心周波数と通信距離のバランスとが最も良くなるように決定した。

【0045】

［ＲＦＩＤタグの通信特性］
図６は、一実施形態に係るＲＦＩＤタグの通信特性の例を示す図である。図６（Ａ）は、図５で説明したＲＦＩＤタグ１００において、被着体５００を金属板（ステンレス板）とした場合における、周波数と通信距離との関係を、市販のＲＦＩＤタグ・ラベル性能検査装置で測定した測定結果の例を示している。

【0046】

図６（Ａ）において、横軸は周波数（ＭＨｚ）、縦軸は通信距離（ｍ）を表している。なお、以下の説明において、ＲＦＩＤタグ１００の通信距離が最長となった周波数を中心周波数ｆｃと呼ぶものとする。

【0047】

図６（Ａ）に示すように、作成したＲＦＩＤタグ１００は、ＲＦＩＤシステムで用いられる９２０ＭＨｚ付近に中心周波数ｆｃがあり、中心周波数ｆｃにおいて、３ｍ以上の通信距離が得られた。このように、作成したＲＦＩＤタグ１００は、金属板に被着したときに、良好な通信特性が得られることを確認した。

【0048】

なお、ＲＦＩＤタグ１００の中心周波数ｆｃは、例えば、拡張スロット４０４の長さＬ２を変更することにより、中心周波数ｆｃを、所定の周波数に調整することができる。例えば、拡張スロット４０４の長さＬ２をより長くすることにより、中心周波数ｆｃを、より低い周波数に変更することができる。また、拡張スロット４０４の長さＬ２をより短くすることにより、中心周波数ｆｃを、より高い周波数に変更することができる。

【0049】

図６（Ｂ）は、図５（Ａ）において、被着体５００を紙とした場合における、周波数と通信距離との関係を、ＲＦＩＤタグ・ラベル性能検査装置で測定した測定結果の例を示している。作成したＲＦＩＤタグ１００は、被着体５００を紙とした場合でも、中心周波数ｆｃの変化が少なく、ＲＦＩＤシステムで用いられる９２０ＭＨｚ付近の周波数において、２ｍ程度の通信距離を確保できることを確認した。

【0050】

このように、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００は、第２の導電層１０２に形成されるアンテナ２００が、グランドプレーンとなる第１の導電層１０１を介して、被着体５００に被着されるので、被着体５００の材質の影響を受け難いという特長がある。

【0051】

以上、本発明の一実施形態によれば、平面的な構造を有するアンテナ２００を含み、製造や取り扱いが容易な金属対応ＲＦＩＤタグ（ＲＦＩＤタグ１００）を提供することができる。

【0052】

例えば、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００のアンテナ２００は、図１～５で説明したように、平面的な構造を有している。従って、例えば、金属箔のプレス加工、エッチング加工、めっき加工、又は金属ペーストのシルクスクリーン印刷等により、立体的な構造を有する従来の金属対応ＲＦＩＤタグより容易に製造することができる。

【0053】

また、例えば、図５（Ａ）に示すような層構成のＲＦＩＤタグ１００は、５００～６００μｍ程度の厚みで製造することができるので、ラベルプリンタによる印字や、エンコード等が可能になる。

【0054】

さらに、例えば、特許文献３に示されるような金属対応ＲＦＩＦタグでは、アンテナ部が金属被着体から飛び出る構造であるため、ＲＦＩＤタグが脱落や、破損するリスクがある。一方、本実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００は、平面的な構造を有しているので、ＲＦＩＤタグ１００が脱落、破損するリスクが低くなり、取り扱いが容易になる。

【0055】

［変形例について］
図５に示したＲＦＩＤタグ１００、及びアンテナ２００は、様々な変形や応用が可能である。ここでは、図５（Ａ）に示した層構成を有し、図５（Ｂ）に示したアンテナ２００の一部の構成を変更した第１～４の変形例について説明する。

【0056】

（第１の変形例）
図７は、第１の変形例に係るアンテナの構成例、及び通信特性の例を示す図である。図７（Ａ）は、第１の変形例に係るＲＦＩＤタグ１００の第２の導電層１０２に形成されるアンテナ２００の構成例を示している。

【0057】

図７（Ａ）に示すように、第１の変形例に係るアンテナ２００は、図５（Ｂ）で説明した一実施形態に係るアンテナ２００の構成に対して、拡張スロット４０４の位置が変更されている。例えば、図７（Ａ）において、第１の拡張スロット４０４Ａは、第１の調整スロット４０３Ａとの連結位置がプラスＹ方向に移動されており、第２の拡張スロット４０４Ｂは、第２の調整スロット４０３Ｂとの連結位置がプラスＹ方向に移動されている。また、第３の拡張スロット４０４Ｃは、第３の調整スロット４０３Ｃとの連結位置がマイナスＹ方向に移動されており、第４の拡張スロット４０４Ｄは、第４の調整スロット４０３Ｄとの連結位置がプラスＹ方向に移動されている。

【0058】

図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示すような第１の変形例に係るアンテナ２００が、第２の導電層１０２に形成されたＲＦＩＤタグ１００において、被着体５００を金属板とした場合における、周波数と通信距離との関係を示す測定結果の例を示している。

【0059】

図７（Ｂ）の例では、図６（Ａ）に示した、一実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００の測定結果と比較して、中心周波数ｆｃが、９２０ＭＨｚ付近から、８８０ＭＨｚ付近まで下がっていることが判る。

【0060】

この結果より、例えば、図７（Ａ）に示すように、拡張スロット４０４と調整スロット４０３との連結位置を、Ｙ軸の方向に移動することにより、ある程度、中心周波数ｆｃを調整可能であると推測される。

【0061】

また、例えば、中心周波数ｆｃをより低い方向に調整したいが、アンテナ２００のＸ軸方向の長さを伸ばしたくないような場合には、図７（Ａ）に示すような第１の変形例に係るアンテナ２００を採用することが考えられる。

【0062】

なお、第１の変形例に係るアンテナ２００は、拡張スロット４０４の長さＬ２を短くし、中心周波数ｆｃを９２０ＭＨｚ付近に調整することにより、ＲＦＩＤタグ１００用のアンテナとして良好な特性が得られると考えられる。

【0063】

（第２の変形例）
図８は、第２の変形例に係るアンテナの構成例を示す図である。この図は、第２の変形例に係るＲＦＩＤタグ１００の第２の導電層１０２に形成されるアンテナ２００の構成例を示している。

【0064】

図８に示すように、第２の変形例に係るアンテナ２００は、図５（Ｂ）で説明した一実施形態に係るアンテナ２００の構成に含まれる拡張スロット４０４が省略された構成を有している。このような第２の変形例に係るアンテナ２００では、拡張スロット４０４の長さＬ２に代えて、調整スロット４０３の長さＬ１を変更することにより、中心周波数ｆｃを変更することができる。

【0065】

図９（Ａ）は、図８に示すような第２の変形例に係るアンテナ２００において、調整スロット４０３の長さＬ１を３．６ｍｍとしたＲＦＩＤタグ１００を、金属板に被着した場合における、周波数と通信距離との関係を示す測定結果の例を示している。

【0066】

図９（Ａ）の例では、図６（Ａ）に示した、一実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００の測定結果と比較して、中心周波数ｆｃが、９２０ＭＨｚ付近から、１０９０ＭＨｚ付近まで高くなっていることが判る。これにより、拡張スロット４０４は、図８に示すような第２の変形例に係るアンテナ２００において、中心周波数ｆｃを低くする効果があると言える。

【0067】

図９（Ｂ）は、図８に示すような第２の変形例に係るアンテナ２００において、調整スロット４０３の長さＬ１を４．６ｍｍとしたＲＦＩＤタグ１００を、金属板に被着した場合における、周波数と通信距離との関係を示す測定結果の例を示している。

【0068】

図９（Ｂ）の例では、図９（Ａ）に示した、測定結果と比較して、中心周波数ｆｃが、１９００ＭＨｚ付近から１０２０ＭＨｚ付近まで下がっていることが判る。これにより、拡張スロット４０４の長さＬ１をより長くすることにより、中心周波数ｆｃを、より低い周波数に調整することができると考えられる。

【0069】

図９（Ｃ）は、図８に示すような第２の変形例に係るアンテナ２００において、調整スロット４０３の長さＬ１を５．１ｍｍとしたＲＦＩＤタグ１００を、金属板に被着した場合における、周波数と通信距離との関係を示す測定結果の例を示している。

【0070】

図９（Ｃ）の例では、図９（Ｂ）に示した、測定結果と比較して、中心周波数ｆｃが、１０２０ＭＨｚ付近から９４０ＭＨｚ付近まで下がっていることが判る。従って、調整スロット４０３の長さＬ１をもう少し長く形成することにより、中心周波数ｆｃを、ＲＦＩＤシステムで用いられる９２０ＭＨｚ付近まで合わせ込むことができる可能性がある。

【0071】

一方、通信距離に関しては、図９（Ｃ）の例では、９４０ＭＨｚ付近における通信距離が２．５ｍ程度となっており、調整スロット４０３の長さＬ１をもう少し長くして、中心周波数ｆｃを９２０ＭＨｚにした場合、さらに通信距離が短くなる可能性がある。しかし、例えば、通信距離が２ｍ程度で十分な用途では、図８に示すような、第２の変形例に係るアンテナ２００を採用することも可能である。

【0072】

なお、ここでは、図８に示すような第２の実施形態に係るアンテナ２００において、調整スロット４０３の長さＬ１だけを変更したが、調整スロット４０３の幅Ｗ１を変更することでも、中心周波数ｆｃを変更することができる。

【0073】

（第３の変形例）
図１０は、第３の変形例に係るアンテナの構成例を示す図である。図１０（Ａ）は、第３の変形例に係るＲＦＩＤタグ１００の第２の導電層１０２に形成されるアンテナ２００の構成例を示している。

【0074】

図１０（Ａ）に示すように、第３の変形例に係るアンテナ２００は、図５（Ｂ）で説明した一実施形態に係るアンテナ２００の構成に含まれる拡張スロット４０４のうち、第３の拡張スロット４０４Ｃ、及び第４の拡張スロット４０４Ｄが省略された構成を有している。なお、第３の変型例に係るアンテナ２００は、第１の拡張スロット４０４Ａ、第２の拡張スロット４０４Ｂを省略して、第３の拡張スロット４０４Ｃ、第４の拡張スロット４０４Ｄを設ける構成であっても良い。このように、アンテナ２００は、拡張スロット４０４の一部を省略しても良い。

【0075】

図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示すような第３の変形例に係るアンテナ２００が、第２の導電層１０２に形成されたＲＦＩＤタグ１００において、被着体５００を金属板とした場合における、周波数と通信距離との関係を示す測定結果の例を示している。

【0076】

図１０（Ｂ）の例では、図６（Ａ）に示した、一実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００の測定結果と比較して、中心周波数ｆｃが、９２０ＭＨｚ付近から、９７０ＭＨｚ付近まで高くなっていることが判る。この場合、例えば、第１の拡張スロット４０４Ａ、及び第２の拡張スロット４０４Ｂの長さＬ２をより長くすることにより、中心周波数ｆｃを、ＲＦＩＤシステムで用いられる９２０ＭＨｚ付近まで合わせ込むことができる可能性がある。

【0077】

ただし、図１０に示すように、第３の変形例に係るアンテナ２００は、拡張スロット４０４の構成が非対称なので、例えば、ＸＹ平面において、アンテナ２００の指向特性も非対称になっている可能性がある。ただし、用途によっては、アンテナ２００の指向特性が非対称で良い、或いは非対称である方が良い場合があるので、そのような場合に、図１０に示すような、第３の変形例に係るアンテナ２００を採用できる可能性がある。

【0078】

（第４の変形例）
図１１は、第４の変形例に係るアンテナの構成例を示す図である。図１１（Ａ）は、第４の変形例に係るＲＦＩＤタグ１００の第２の導電層１０２に形成されるアンテナ２００の構成例を示している。

【0079】

図１１（Ａ）に示すように、第４の変形例に係るアンテナ２００は、図５（Ｂ）で説明した一実施形態に係るアンテナ２００における第１の拡張スロット４０４Ａ、及び第２の拡張スロット４０４Ｂの長さＬ２を、１５．００ｍｍに伸ばした構成を有している。なお、第４の変型例に係るアンテナ２００は、第３の拡張スロット４０４Ｃ、及び第４の拡張スロット４０４Ｄの長さＬ２を、１５．００ｍｍ伸ばした構成を有していても良い。このように、アンテナ２００において、各拡張スロット４０４の長さＬ２は、必ずしも同一でなくても良い。

【0080】

図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示すような第４の変形例に係るアンテナ２００が、第２の導電層１０２に形成されたＲＦＩＤタグ１００において、被着体５００を金属板とした場合における、周波数と通信距離との関係を示す測定結果の例を示している。

【0081】

図１１（Ｂ）の例では、図６（Ａ）に示した、一実施形態に係るＲＦＩＤタグ１００の測定結果と比較して、中心周波数ｆｃが、９２０ＭＨｚ付近から、９９０ＭＨｚ付近まで高くなっていることが判る。

【0082】

図５（Ｂ）に示した一実施形態に係るアンテナ２００の説明において、拡張スロット４０４の長さＬ２をより長くすることにより、中心周波数ｆｃをより低く調整できると説明した。しかし、第４の変形例に係るアンテナ２００では、逆に周波数がより高い方に中心周波数ｆｃが移動した。このように、拡張スロット４０４の長さＬ２の一部が異なる場合、予想外の測定結果が得られる場合がある。従って、例えば、拡張スロット４０４の長さＬ２を４本同時に変更しても良好な結果が得られない場合、４つの拡張スロット４０４のうち、一部の拡張スロット４０４の長さＬ２を変えることにより、状況を打開できる可能性がある。

【0083】

以上の各実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

【符号の説明】

【0084】

１００ ＲＦＩＤタグ
１０１ 第１の導電層
１０２ 第２の導電層
１０３ 絶縁層
１０４ ＩＣチップ
２０１ 第１のスロット
２０２ 第２のスロット
３０１Ａ 第１の導電部
３０１Ｂ 第２の導電部
３０３ 連結スロット
４０３Ａ 第１の調整スロット
４０３Ｂ 第２の調整スロット
４０３Ｃ 第３の調整スロット
４０３Ｄ 第４の調整スロット
４０４Ａ 第１の拡張スロット
４０４Ｂ 第２の拡張スロット
４０４Ｃ 第３の拡張スロット
４０４Ｄ 第４の拡張スロット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】