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Patent Searching and Data


Title:
WIRELESS IC DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/008296
Kind Code:
A1
Abstract:
A wireless IC device main section (6) is arranged on a surface opposite to a surface which receives signals from a reader/writer. The wireless IC device main section (6) is provided with a loop-like electrode (7) on an insulating substrate, and an electromagnetically coupled module (1) coupled with the electrode. An eddy current (J) is generated over the entire conductor main surface of a metal article (60) due to the signals (magnetic field (Ho)) transmitted from the reader/writer, and a magnetic field (Hi) is generated in a direction vertical to the conductor main surface by the eddy current (J). Then, the loop-like electrode (7) is coupled with the magnetic field (Hi). The device functions as an RF-ID also to a signal from the main surface opposite to the wireless IC device main section (6). Thus, manufacturing cost of the metal article is reduced, and the wireless IC device wherein the metal article is used as a radiator is configured.

Inventors:
KATO NOBORU (JP)
IKEMOTO NOBUO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/061955
Publication Date:
January 15, 2009
Filing Date:
July 02, 2008
Export Citation:
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Assignee:
MURATA MANUFACTURING CO (JP)
KATO NOBORU (JP)
IKEMOTO NOBUO (JP)
International Classes:
H01Q7/00; G06K19/07; G06K19/077; H01Q9/40; H01Q23/00; H04B5/02
Foreign References:
JP2001351084A2001-12-21
JP2003249813A2003-09-05
JP2003216919A2003-07-31
JP2005124061A2005-05-12
JP2003046318A2003-02-14
JP2003069335A2003-03-07
JP2004297681A2004-10-21
JP2003006599A2003-01-10
US6249258B12001-06-19
EP1280232A12003-01-29
US6812707B22004-11-02
US7088249B22006-08-08
EP1357511A22003-10-29
DE102006057369A12008-06-05
Other References:
See also references of EP 2166617A4
Attorney, Agent or Firm:
KOMORI, Hisao (Noninbashi Chuo-ku, Osaka-sh, Osaka 11, JP)
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Claims:
 無線ICと該無線ICに導通あるいは電磁界結合すると共に外部回路に結合する給電回路基板とからなる電磁結合モジュールまたは無線ICチップである、高周波デバイスと、
 放射体として作用する放射電極と、
 前記高周波デバイスおよび前記放射電極に結合し、ループ面が前記放射電極の面に対して垂直または傾斜関係にあるループ状電極と、
 を備えたことを特徴とする無線ICデバイス。
 前記ループ状電極は絶縁層を介して前記放射電極と電磁界結合する請求項1に記載の無線ICデバイス。
 前記ループ状電極は前記放射電極に対して電気的に直接導通し、前記放射電極の一部をループ状電極に兼用した請求項1に記載の無線ICデバイス。
 前記高周波デバイスの実装部と前記ループ状電極との間に、前記高周波デバイスと前記ループ状電極とを直接導通させる整合回路を備えた請求項1~3の何れかに記載の無線ICデバイス。
 前記給電回路基板内に共振回路および/または整合回路を備えた請求項1~4の何れかに記載の無線ICデバイス。
 前記共振回路の共振周波数は前記放射電極により送受信される信号の周波数に実質的に相当する請求項5に記載の無線ICデバイス。
 前記高周波デバイスまたは前記ループ状電極を樹脂により被覆した請求項1~6の何れかに記載の無線ICデバイス。
 前記高周波デバイスおよび前記ループ状電極を前記放射電極に樹脂でモールドした請求項1~6の何れかに記載の無線ICデバイス。
 前記放射電極は導電層を含む円柱状の金属物品である請求項1~8の何れかに記載の無線ICデバイス。
 前記放射電極は電子機器内の回路基板に形成された電極パターンである請求項1~8の何れかに記載の無線ICデバイス。
 前記放射電極は電子機器内のコンポーネントに設けられた金属板である請求項1~8のいずれかに記載の無線ICデバイス。
 前記ループ状電極は、前記放射電極の外部の電磁波送受信面とは反対面側に配置した、請求項1~11のいずれかに記載の無線ICデバイス。
 前記ループ状電極は、前記放射電極または当該放射電極を含む導体面で覆われた、請求項12に記載の無線ICデバイス。
Description:
無線ICデバイス

 本発明は、電磁波により非接触でデータ 信を行うRFID(RadioFrequency Identification)システ に適用する無線ICデバイスに関する。

 近年、物品の管理システムとして、誘導 磁界を発生するリーダ・ライタと物品に付 れた所定の情報を記憶した無線ICデバイス で非接触通信をし、情報を伝達するRFIDシス ムが利用されている。

 図1はその特許文献1に示されているICタグ ラベルを装着した金属物品の例を示す外観斜 視図である。

 ICタグラベル102は四角形の薄いフィルム をなし、その中央にICチップ102aが配置され 外側周辺にはアンテナ102bが薄膜で形成され いる。このICタグ102を金属物品101の頭部101a 設けている凹部105aに浮かせて収納するため にICタグ102は非金属性プレート103の裏面に固 している。この非金属性プレート103を凹部1 05a内に嵌合して固定する。また、この頭部101 aには切欠部106を形成している。

 上記構造にすることにより、ICタグ102内 アンテナ102bで発生する磁界を、切欠部106、 属物品101の外部、非金属性プレート103を通 てアンテナ102bに戻るループ状にすることが できる。

 これによって、ICタグ付き金属物品が構成 れている。

特開2003-6599号公報

 しかしながら、上記特許文献1のICタグや れを設けた金属物品では、以下のような問 がある。

(1)凹部や切欠部等、複雑な構造を作る必要 があり、工程が長くなること、余分な部材が 必要なことにより金属物品の作製コストが高 くなる。

(2)凹部を閉鎖するプレートは非金属性であ るため、金属物品とは異なる材料を用意する 必要があり、工程が長くなることおよび余分 な材料が必要なことにより金属製構造物の作 製コストが高くなる。また、金属物品との固 着部分において、熱膨張係数の差による応用 歪みが発生するため、クラックの発生や、破 壊の可能性もある。

(3)ICタグとして動作するためのアンテナパ ーンが必要になる。

 そこで、本発明の目的は、上述の問題を 消して、金属物品の作製コストを低減し、 属物品を放射体として用いる無線ICデバイ を提供することにある。

 前記課題を解決するために、この発明の無 ICデバイスは次のように構成する。
(1)無線ICと該無線ICに導通あるいは電磁界結 すると共に外部回路に結合する給電回路基 とからなる電磁結合モジュールである、ま は前記無線ICチップ自体である、高周波デバ イスと、
 放射体として作用する放射電極と、
 前記高周波デバイスおよび前記放射電極に 合し、ループ面が前記放射電極の面に対し 垂直または傾斜関係にあるループ状電極と
 を備えて無線ICデバイスとする。

(2)前記ループ状電極は絶縁層を介して前記 放射電極と電磁界結合させる。

(3)前記ループ状電極は前記放射電極に対し て電気的に直接導通し、前記放射電極の一部 をループ状電極に兼用させる。

(4)前記高周波デバイスの実装部と前記ルー プ状電極との間に、前記高周波デバイスと前 記ループ状電極とを直接導通させる整合回路 を備える。

(5)前記給電回路基板内に共振回路および/ たは整合回路を備える。

(6)前記共振回路の共振周波数は前記放射電 極により送受信される信号の周波数に実質的 に相当する。

(7)前記高周波デバイスまたは前記ループ状 電極を樹脂により被覆する。

(8)前記高周波デバイスおよび前記ループ状 電極を前記放射電極に樹脂でモールドする。

(9)前記放射電極は導電層を含む円柱状の金 属物品とする。

(10)前記放射電極は電子機器内の回路基板 形成された電極パターンとする。

(11)前記放射電極は電子機器内のコンポー ントに設けられた金属板とする。

(12)前記ループ状電極は、前記放射電極の 部の電磁波送受信面とは反対面側に配置す 。

(13)前記ループ状電極は、前記放射電極ま は当該放射電極を含む導体面で覆われたも とする。

(1)図1に示したような切欠部、凹部、プレ ト等を金属物品に形成するための工程や部 が不要になるため、物品に無線ICデバイスを 設けることによるコストアップが殆ど無い。

 また、金属物品の全体または一部を放射 として利用できるため、放射特性を向上さ ることができる。

 さらに、電磁結合モジュールを用いるこ により、無線ICチップと放射電極とのイン ーダンス整合を給電回路基板内で設計でき ため、設計自由度が向上する。

 この発明に係るループ状電極を放射電極 対して垂直にしたときに放射電極とループ 電極とが最も結合するが、ループ状電極の ープ面が放射電極の面に対して斜めに傾斜 ても結合量が小さくなるものの両者は結合 る。そのため、放射電極に対するループ状 極の配置関係の自由度が高い。

(2)高周波デバイスと結合し、且つ放射電極 と絶縁層を介して電磁界結合するループ状電 極を備えることによって、高周波デバイスと ループ状電極とを容易に整合させることがで き、且つループ状電極と放射電極とが直流的 に絶縁されているので静電気に対する耐性が 高い。

(3)高周波デバイスと結合し、且つ放射電極 と電気的に直接導通し、放射電極の一部をル ープ状電極に兼用したことによって、高周波 デバイスとループ状電極とを容易に整合させ ることができ、且つループ状電極が放射電極 と強く結合するので高利得化が図れる。

(4)高周波デバイスを実装する実装部とルー プ状電極との間に整合回路を備えることによ り、整合回路を放射電極と高周波デバイスと のインピーダンス整合用インダクタとして利 用することができ、無線ICデバイスとしての ンピーダンス整合設計の設計自由度が高ま 、その設計も容易になる。

(5)前記給電回路基板内に共振回路を設ける ことによって、周波数の選択性が高まり、自 己共振周波数により無線ICデバイスの動作周 数をほぼ決定することができる。それに伴 、RFIDシステムで用いる周波数の信号のエネ ルギーの授受(送受信)を高効率のもとで行う とができる。これにより無線ICデバイスの 射特性を向上させることができる。

 また、前記給電回路基板内に整合回路を けることによって、RFIDシステムで用いる周 波数の信号のエネルギーの授受(送受信)を高 率のもとで行うことができる。

(6)前記共振回路の共振周波数を前記放射電 極により送受信される信号の周波数に実質的 に合わせることにより、RFIDシステムで用い 周波数の信号のエネルギーの授受(送受信)を 高効率のもとで行うことができる。また、放 射用電極は単に給電回路部と結合して、必要 な利得に応じた大きさを備えていればよく、 使用する周波数に応じて放射電極の形状や材 質を限定する必要がなく、どのような物品に も対応することができる。

(7)高周波デバイスまたはループ状電極を樹 脂により被覆したことによって、電磁結合モ ジュールを金属物品に直接取り付けることが でき、設計自由度が向上する。

(8)高周波デバイスおよびループ状電極を放 射電極に樹脂でモールドしたことによって、 電磁結合モジュールの被覆工程と金属物品へ の接着を同時に行うことができ、工程の短縮 が図れ、低コスト化が可能になる。

(9)導電層を含む円柱状の金属物品に成形し た物品を放射電極とすることによって、金属 物品をそのまま利用でき、且つ物品のほぼ全 体が放射体として作用するので、複数の物品 が重なっていても、各物品のIDを読み取るこ が可能となる。

(10)電子機器内の回路基板に形成された電 パターンを放射電極とすることによって、 子機器に備える回路基板をそのまま利用で 、且つ高周波デバイスの実装が容易となる

(11)電子機器内の例えば、液晶表示パネル のコンポーネントに設けられた金属板を放 電極とすることによって、電子機器内に設 られるコンポーネントをそのまま利用する とができ、大型化・コストアップすること ない。

(12)前記ループ状電極を、前記放射電極の 部の電磁波送受信面、すなわち高周波デバ スの設置面とは反対面側に配置することに って、物品の内部に無線ICデバイスを設ける ことができ、無線ICデバイスが放射電極で保 され、その耐久性が増す。

(13)前記ループ状電極を、前記放射電極ま は当該放射電極を含む導体面で覆うことに り 無線ICデバイスの耐久性が増し、耐環境 が高まる。

特許文献1に示されている無線ICデバイ の構成を示す図である。 第1の実施形態に係る無線ICデバイスお びそれを備えた物品の構成を示す図である 図2に示した無線ICデバイスの主要部の 大図である。 図2に示した金属物品表面の無線ICデバ ス付近の電磁界分布を示す概略図である。 第2の実施形態に係る無線ICデバイスの 成を示す図である。 第3の実施形態に係る無線ICデバイスお びそれを備えた物品の構成を示す図である 図6に示した物品の無線ICデバイスの主 部の拡大図である。 第4の実施形態に係る無線ICデバイスお びそれを備えた物品の構成を示す図である 図8に示した無線ICデバイスの主要部の 大図である。 第5の実施形態に係る無線ICデバイスお よびそれを備えた物品の構成を示す図である 。 図10に示した無線ICデバイス主要部の 大図である。 第6の実施形態に係る無線ICデバイスお よびそれを備えた物品の構成を示す図である 。 図12に示した物品の無線ICデバイス主 部の拡大図である。 無線ICデバイスの電磁結合モジュール 外観斜視図である。 給電回路基板の内部の構成を示す分解 図である。 給電回路基板の等価回路図である。 第7の実施形態に係る無線ICデバイスの 電磁結合モジュールの構成を示す図である。 図17に示した電磁結合モジュールの主 部の断面図である。 第8の実施形態に係る無線ICデバイスの 電磁結合モジュールの構成を示す図である。 第9の実施形態に係る無線ICデバイスの 給電回路基板の分解斜視図である。 図20に示した無線ICデバイスの主要部 等価回路図である。 第10の実施形態に係る無線ICデバイス よびそれを備えた物品の構成を示す図であ 。 図22に示した無線ICデバイスを備えた ート型パソコン内部の回路基板の主要部の 面図である。 第11の実施形態に係る無線ICデバイス 主要部の断面図である。 第12の実施形態に係る無線ICデバイス 主要部の断面図である。 第13の実施形態に係る無線ICデバイス 主要部の断面図である。 第14の実施形態に係る無線ICデバイス 主要部の断面図である。 第15の実施形態に係る無線ICデバイス 主要部の断面図である。 第16の実施形態に係る無線ICデバイス 主要部の断面図である。

符号の説明

1…電磁結合モジュール
4…給電回路基板
5…ICチップ
6…無線ICデバイス主要部
7…ループ状電極
8…インピーダンス整合部
9,9a,9b…金属リボン部
10…基材
11…整合回路
15…回路基板
16…電極パターン
17,18…電子部品
20…インダクタ電極
21…モールド樹脂
25…キャパシタ電極
30…ループ状電極
35a~35d…無線ICチップ実装用ランド
40…給電回路基板
41A~41H…誘電体層
42a…ビアホール
45a,45b…インダクタ電極
46,47…インダクタ電極
51…キャパシタ電極
53~57…キャパシタ電極
60~64,70…金属物品
65…絶縁性シート
66,67,68,69…無線ICデバイス主要部
71,72,73…ループ状電極部
81~86…金属ケース
87,88…金属トレイ
91,92…パッキン
93…ヒンジ
94…突起部
95…隙間
96…リム
C1,C2…キャパシタ
L1,L1a,L1b,L2…インダクタ
E…電界
H…磁界

《第1の実施形態》
 図2は、第1の実施形態に係る無線ICデバイス およびそれを備えた金属物品の外観斜視図で ある。金属物品60は、少なくとも表面または 面付近が金属である金属物品である。

 この金属物品60の所定の面に対して無線IC デバイス主要部6を設けている。符号6を無線I Cデバイスと呼ばないのは、この符号6部分だ で無線ICデバイスを構成しているのではな 、金属物品60の金属面の一部を含めて無線IC バイスとして作用させているからである。

 図3は無線ICデバイス主要部を拡大した図 ある。無線ICデバイス主要部6は、絶縁性基 にループ状電極7と、それに結合する電磁結 合モジュール1とを備えている。この無線ICデ バイス主要部6は、ループ状電極7のループ面 金属物品60に対してほぼ垂直に向くように 置している。

 なお、ループ状電極7を形成した無線ICデ イス主要部6は、絶縁性接着剤等により金属 物品60に貼着している。

 図4は、ループ状電極7を送信用補助放射 として作用させた場合の金属物品60に生じる 電磁界分布の例を概略的に示すものである。 図中破線は、磁界Hのループ、実線は電界Eの ープをそれぞれ示している。ループ状電極7 は磁界用補助放射体として作用し、ループ状 電極7によって磁界Hは金属物品60の表面に対 て平行に発生し、金属物品60の面に対してほ ぼ垂直に電界Eを誘起し、この電界ループに って磁界ループを誘起し、その連鎖により 磁界分布が広がる。

 上述の例ではループ状電極7を送信用補助 放射体として説明したが、これが受信用補助 放射体として作用する場合にも同様に作用し て高利得が得られる。

 なお、図3に示した電磁結合モジュール1 、後述する無線ICチップと給電回路基板とか らなる。無線ICチップと給電回路基板は、電 的に導通するように接続しても、電磁界的 結合するようにしても構わない。電磁界結 させる場合は、両者の接続電極間に誘電体 膜等で容量を形成する。無線ICチップと、 電回路基板と、を容量で結合させることに り、無線ICチップの静電気による破壊を防ぐ ことができる。

 また、給電回路基板を用いる場合には、 電回路基板の電極をループ状電極7の両端に 電磁界結合させる。または電磁結合モジュー ル1は単体の無線ICチップに置換してもよい。 いずれの場合でも、ループ状電極7は金属物 60から直流的には分離されているので、この 無線ICデバイスは静電気に対する耐性が高い いう効果をもつ。

 また、ループ状電極7は、電磁結合モジュ ール1の入出力端子間を結合するように配置 れているものであれば、どのような形状で ってもよい。

 因みに、金属物品の表面の電界は金属物 の表面に対して垂直に立つので、ループ状 極7のループ面が金属物品60の面に対して垂 から傾くと、ループ状電極7による磁界から 誘起される電界の強度が低下するので、アン テナの利得は低下する。そのため、ループ状 電極7のループ面は金属物品60に対してほぼ垂 直に向ける程高利得が得られるが、ループ状 電極7のループ面が金属物品60の面に対して斜 めに傾斜していても、金属物品60は放射体と て作用するため、必要に応じてループ状電 7のループ面を傾斜させてもよい。

 なお、ループ状電極7を金属物品60に対し ほぼ垂直に配置するために、金属物品60の 面に給電回路基板の先端部を挿入するよう 凹部を形成しても構わない。その場合、凹 の内部に絶縁性接着剤等の絶縁材料を配置 てもよい。

 また、第1の実施形態においては、ループ 状電極7を金属物品60の表面に直接貼付してい るが、例えば金属箔または金属板等の上にル ープ状電極7を貼付し、その金属箔または金 板を金属物品60に貼付してもよい。

《第2の実施形態》
 図5は第2の実施形態に係る2つの無線ICデバ スの構成を示す図である。この第2の実施形 は、高周波デバイスの実装部とループ状電 との間に、高周波デバイスとループ状電極 を直接導通させる整合回路を備えたもので る。

 図5(A)において、金属物品70は、少なくと 表面または表面付近が金属である金属物品 ある。そして、この金属物品70に対して、 ープ状電極73のループ面がほぼ垂直に向いて 配置されることで、金属物品70が放射体とし 作用する。

 無線ICデバイス主要部69の内部には、ミア ンダ状の電極からなる整合回路11および、高 波デバイス(電磁結合モジュールまたは無線 ICチップ)の実装部である金属リボン部9a,9bを 成している。

 このように、整合回路11による整合回路 設けたことにより、金属リボン部9a,9bに無線 ICチップを直接実装することができる。なお 無線ICチップをループ状電極に直接実装し 場合は、整合回路11を含むループ状電極によ り無線ICデバイスの動作周波数を実質的に決 している。

 図5(B)は、図5(A)で示した無線ICデバイス主 要部69の金属リボン部9a,9bに対して、電磁結 モジュール1を実装した状態を示している。 合回路11および電磁結合モジュールの実装 である金属リボン部9a,9b、ループ状電極73の 成は図5(A)と同様である。

 このような構成により、ループ状電極73 磁界用補助放射体として作用し、金属物品70 と結合し、図4に示したものと同様の作用に り、金属物品70が放射体として作用する。

 なお、図5の金属物品70は、例えば、携帯 話端末内部の回路基板上に形成したベタ電 であってもよい。

《第3の実施形態》
 図6は第3の実施形態に係る無線ICデバイスお よびそれを備えた金属物品の外観斜視図であ る。金属物品61は、少なくとも表面または表 付近が金属である金属物品である。

 図3に示した例では、無線ICデバイス主要 6の基板にループ状電極の全体を設けたが、 この図6に示す例では、無線ICデバイス主要部 66の基板にループ状電極の一部であるループ 電極部71を設け、金属物品61の一部をループ 状電極の一部に兼用している。

 図7は図6に示した無線ICデバイス主要部66 拡大図である。無線ICデバイス主要部66は、 基板にループ状電極部71,71と、それに結合す 電磁結合モジュール1とを備えている。この 電磁結合モジュール1の構成については図3に したものと同様である。ループ状電極部71,7 1は、ループ状電極の一部を構成し、金属物 61の表面の一部をループ状電極の一部に兼用 している。すなわち、ループ状電極部71,71と 属物品61の表面とによって、図中Lで示すよ にループ状電極を構成している。

 このような構成であっても、ループ状電 部71,71と金属物品61の表面とによるループ状 電極は磁界用補助放射体として作用し、金属 物品61と結合して、図4に示したものと同様の 作用により、金属物品61の表面が放射体とし 作用する。

《第4の実施形態》
 図8は第4の実施形態に係る無線ICデバイスを 備えた金属物品の外観図である。金属物品62 例えば円柱状の金属製の缶である。図2・図 6に示した例では金属物品は多面体状であっ が、この図8に示す例では、金属物品62は円 状であり、その側面に無線ICデバイス主要部 67を取り付けている。

 図9は、図8に示した無線ICデバイス主要部 67の実装部分の拡大図である。無線ICデバイ 主要部67は、ループ状電極部72,72と、それに 合する電磁結合モジュール1とを備えている 。図7に示した例では基板にループ状電極部71 ,71を形成したが、この図9の例では金属板に りループ状電極部72,72を形成している。電磁 結合モジュール1の構成は図3または図7で示し たものと同様である。

 このような構成であっても、ループ状電 部72,72と金属物品62の表面とによるループ状 電極は磁界用補助放射体として作用し、金属 物品62と結合して、図4に示したものと同様の 作用により、金属物品62の表面が放射体とし 作用する。

 なお、導電部が放射体として作用する物 であれば、それらが多数重なっている場合 は、上記電界と磁界の誘起は物品間でも連 して拡がっていく。そのため、多数の物品 重なっていても(寧ろ重なっている方が)、 利得な無線ICデバイスとして作用する。例え ば、本願発明を適用した缶入り清涼飲料水の 山の一部に対して、リーダ・ライタのアンテ ナを近接させた状態で、その山となっている 全ての缶入り清涼飲料水のIDを読み取ること できる。

 また、紙製の容器であっても、アルミニ ム等の導電層を含むものであれば、その導 層が放射体として作用する。

 《第5の実施形態》
 図10は、第5の実施形態に係る無線ICデバイ を備えた金属物品の外観図である。金属物 63は例えば円柱状の金属製の缶である。図8 示した例では、金属物品62の側面に電磁結合 モジュール1を配置したが、この図10に示した 例では、金属物品63の一部に金属リボン部9,9 設け、その金属リボン部9,9に電磁結合モジ ール1を配置している。この電磁結合モジュ ール1および金属リボン部9,9の周囲には樹脂 の絶縁物を被覆またはモールドしてもよい

 図11は図10に示した電磁結合モジュール1 実装部分の拡大図である。金属物品63の一部 に設けている金属リボン部9および金属物品63 の一部が図中Lで示すようにループ状電極と て作用する。

 このような構成であっても、金属リボン 9および金属物品63の一部が磁界用補助放射 として作用し、金属物品63と結合して、図4 示したものと同様の作用により、金属物品6 3が放射体として作用する。

《第6の実施形態》
 図12は、第6の実施形態に係る無線ICデバイ を備えた金属物品の外観図である。この金 物品64の表面には無線ICデバイス主要部68を えている。

 図13は、この無線ICデバイス主要部68の拡 図である。無線ICデバイス主要部68は全体の 形状が所謂タックインデックス形状をなし、 絶縁性シート65の内面には粘着層を備えてい 、絶縁性シート65でループ状電極7および電 結合モジュール1を挟みこんでいる。ループ 状電極7および電磁結合モジュール1の構成は 3に示したものと同様である。

 そして、ループ状電極7が図12に示した金 物品64の面に対して垂直に向くように丁度 ックインデックスを貼り付けるようにして り付ける。

 このような構成であっても、ループ状電 7は磁界用補助放射体として作用し、金属物 品64と結合して、図4に示したものと同様の作 用により、金属物品64の表面が放射体として 用する。

 なお、金属物品に沿ったループをループ 電極7として作用させたが、他の実施例で示 した通り、金属物品64をループ状電極の一部 して作用させるとともに金属物品64を放射 として作用させてもよい。

《第7の実施形態》
 図14は第7の実施形態に係る、無線ICデバイ に用いる電磁結合モジュール1の外観斜視図 ある。この電磁結合モジュール1は他の実施 形態における各無線ICデバイスに適用できる のである。この電磁結合モジュール1は無線 ICチップ5と給電回路基板4とで構成している 給電回路基板4は、放射体として作用する金 物品と無線ICチップ5との間のインピーダン 整合をとるとともに共振回路として作用す 。

 図15は給電回路基板4の内部の構成を示す 解図である。この給電回路基板4は、それぞ れに電極パターンを形成した複数の誘電体層 を積層してなる多層基板で構成している。最 上層の誘電体層41Aには無線ICチップ実装用ラ ド35a~35dを形成している。誘電体層41Bには無 線ICチップ実装用ランド35bと導通するキャパ タ電極51を形成している。誘電体層41Cには ャパシタ電極51との間でキャパシタC1を構成 るキャパシタ電極53を形成している。誘電 層41D~41Hにはインダクタ電極45a、45bをそれぞ 形成している。これらの複数層に亘って形 したインダクタ電極45a、45bは全体として2重 のスパイラル状をなし、互いに強く誘電結合 するインダクタL1、L2を構成している。また 誘電体層41FにはインダクタL1と導通するキャ パシタ電極54を形成している。キャパシタ電 54はこの2つのキャパシタ電極53、55の間で挟 まれてキャパシタ電極55を形成している。各 電体層の電極間にはビアホール42a~42iで導通 させている。

 図16は図15に示した給電回路基板4および ープ状電極を含めた等価回路図である。図16 において、キャパシタC1は図15に示したキャ シタ電極51~53間に生じる容量、キャパシタC2 図15に示したキャパシタ電極54と53、55との に生じる容量、インダクタL1,L2は図15に示し インダクタ電極45a、45bによるものである。

 キャパシタ電極55はループ状電極(図3に示 した例ではループ状電極7)の一方の端部に対 て平行に対向していて、その間で容量を構 する。また、インダクタ電極L1,L2はループ 電極7の他方の端部と電磁界結合する。

 給電回路基板4においては、インダクタン ス素子L1,L2とその浮遊容量とで構成される共 回路にて共振周波数が決定される。放射電 から放射される信号の周波数は、共振回路 自己共振周波数によって実質的に決まる。

 給電回路基板4上に前記無線ICチップ5を搭 載してなる電磁結合モジュール1は、図示し いリーダ・ライタから放射される高周波信 (例えばUHF周波数帯)を放射電極を介して受信 し、給電回路基板4内の共振回路を共振させ 所定の周波数帯の受信信号のみを無線ICチッ プ5に供給する。一方、この受信信号から所 のエネルギーを取り出し、このエネルギー 駆動源として無線ICチップ5にメモリされて る情報を、共振回路にて所定の周波数に整 させた後、放射電極に伝え、この放射電極 らリーダ・ライタに送信・転送される。

 このように、給電回路基板内に共振回路 設けることによって、周波数の選択性が高 り、自己共振周波数により無線ICデバイス 動作周波数をほぼ決定することができる。 れに伴い、RFIDシステムで用いる周波数の信 のエネルギーの授受(送受信)を高効率のも で行うことができる。また、放射体の形状 サイズを考慮して最適な共振周波数に設定 ることができ、これにより無線ICデバイスの 放射特性を向上させることができる。

《第8の実施形態》
 図17は、第8の実施形態に係る無線ICデバイ で用いる電磁結合モジュールの構成を示す である。図17において基材10の内層には、ル プ状電極30を形成している。この開放した2 の端部30a,30bの上部に絶縁層を介してインダ クタ電極20およびキャパシタ電極25を形成し いる。インダクタ電極20はスパイラル状であ り、その内側の端部は後述するようにキャパ シタ電極25に接続している。

 このインダクタ電極20とキャパシタ電極25 の端部には図中の拡大図に示す通り、無線IC ップ5を搭載している。すなわちインダクタ 電極20の端部に無線ICチップ実装用ランド35a キャパシタ電極25の端部に無線ICチップ実装 ランド35bをそれぞれ形成し、さらに無線IC 装用ランド35c、35dを形成して無線ICチップ5 搭載している。

 図18は図17におけるII-II部分の断面図であ 。図18において、ワイヤ21はインダクタ電極 20とキャパシタ電極25とを接続している。

 また、第8の実施形態の変形例として、図 19のように、インピーダンス整合部8,8を介し 、無線ICチップ5とループ状電極30とを導通 せてもよい。

 なお、インピーダンス整合部8,8をセラミ ク等の多層基板やガラスエポキシ基板等を いて別に作製し、それをループ状電極30に して導電性接着剤で貼着し導通させてもよ 。

《第9の実施形態》
 図20は第9の実施形態に係る無線ICデバイス 給電回路基板40の分解斜視図である。また、 図21はその等価回路図である。

 給電回路基板40は、それぞれに電極パタ ンを形成した複数の誘電体層を積層してな 多層基板で構成している。最上層の誘電体 41Aには無線ICチップ実装用ランド35a~35dを形 している。誘電体層41Bには無線ICチップ実装 用ランド35bと導通するキャパシタ電極51を形 している。誘電体層41Cにはキャパシタ電極5 1との間でキャパシタC1を構成するキャパシタ 電極53を形成している。誘電体層41D~41Hにはイ ンダクタ電極45a、45bは全体として2重のスパ ラル状をなすインダクタL1を構成している。

 また誘電体層41FにはインダクタL1と導通 るキャパシタ電極54を形成している。キャパ シタ電極54はこの2つのキャパシタ電極53、55(5 6)の間で挟まれてキャパシタを構成する。ま 誘電体層41Hにはキャパシタ電極53と導通す キャパシタ電極55を形成している。

 誘電体層41J~41Nにはそれぞれインダクタ電 極46、47を形成している。このインダクタ電 46、47によって複数回巻回したループ状電極L 2を構成している。各誘電体層の電極間はビ ホール42a~42mで導通させている。

 すなわちこの給電回路基板40は丁度図15に 示した給電回路基板4にループ状電極を含め 構成したものである。

 図21においてキャパシタC1は図20に示した ャパシタ電極51-53間に生じる容量、キャパ タC2は図20に示したキャパシタ電極54と53,55と の間に生じる容量、インダクタL1a,L1bはそれ れ図20に示したインダクタ電極45a,45bによる のであり、インダクタL2は図20に示したイン クタ電極46,47によるものである。

《第10の実施形態》
 図22は無線ICデバイスを備えたノート型パソ コンの外観斜視図であり、図23はその内部の 路基板の主要部の断面図である。ノート型 ソコン内の回路基板15には電子部品17、18と に無線ICデバイス主要部6を回路基板15に対 てほぼ垂直に実装している。回路基板15の上 面には電極パターン16を形成している。この 極パターン16は無線ICデバイス主要部6と結 して放射体として作用する。

 また、その他の例として、図22に示した ート型パソコンの内部のコンポーネント(例 ば液晶パネル)の背面に設けられている金属 パネルに無線ICデバイスを構成してもよい、 なわち、第1~第10の実施形態で示した無線IC バイスを適用して上記金属パネルを放射体 して作用させるようにしてもよい。

 なお、以上に示した各実施形態以外にも 属体である物品であれば同様に適用できる 例えば、金庫、コンテナにも適用できる。

《第11の実施形態》
 図24は、第11の実施形態に係る無線ICデバイ の主要部の断面図である。
 第1の実施形態で図2に示した例では、リー ・ライタから信号を受ける面(金属物品60の 部の電磁波送受信面)に無線ICデバイス主要 6を設けたが、第11の実施形態は、リーダ・ イタから信号を受ける面とは反対面側に無 ICデバイス主要部6を設けたものである。

 無線ICデバイス主要部6は、第1の実施形態 の場合と同様に、絶縁性基板にループ状電極 7と、それに結合する電磁結合モジュール1と 備えている。

 この構成によれば、リーダ・ライタから 信号(磁界Ho)により、金属物品60の導体主面 全体にうず電流Jが発生し、このうず電流J より導体主面に垂直な方向に磁界Hiが発生す る。そして、ループ状電極7は磁界Hiと結合す る。このことにより、無線ICデバイス主要部6 とは反対の主面からの信号に対してもRF-IDと て機能させることができる。

 なお、無線ICデバイス主要部6を設ける物品 金属物品に限らず、例えばカーボン等の導 性材料による面を備えていれば同様に適用 きる。
 また、ループ状電極7は導体面に接していて もよいし、離れていてもよい。

《第12の実施形態》
 図25は、第12の実施形態に係る無線ICデバイ の主要部の断面図である。
 第1の実施形態で図2に示した例では、金属 品60の表面(外面)に無線ICデバイス主要部6を けたが、第12の実施形態は、金属物品60の内 部(内面)に無線ICデバイス主要部6を設けたも である。

 図25(A)は金属ケース(ハーフケース)81,82の 合部をケース内部に突出させたもの、図25(B )は金属ケース(ハーフケース)81,82の接合部を ース外部に突出させたものである。図25(C) 金属ケース(ハーフケース)81,82の一端を、導 性を保つヒンジ構造にしたものである。い れも、接合部をゴムパッキンなどの電気絶 物や電気抵抗体を介して接合させている。

 無線ICデバイス主要部6は、第1の実施形態 の場合と同様に、絶縁性基板にループ状電極 7と、それに結合する電磁結合モジュール1と 備えている。

 この構成によれば、第11の実施形態の場 と同様に、リーダ・ライタからの信号(磁界) により、金属ケース81,82の導体主面の全体に ず電流が発生し、このうず電流により導体 面に垂直な方向に磁界が発生する。この磁 がループ状電極7と結合する。このことによ り、RF-IDタグを内蔵した金属物品として用い ことができる。

 図25(A)(B)の例では、上部の金属ケース82が 、無線ICデバイス主要部6を設けた側の金属ケ ース81から直流的には絶縁されているが、金 ケースによる導体面に沿って電界ループお び磁界ループの連鎖が広がるので、上部の 属ケース82側も放射体として作用する。

 このようにケース内に無線ICデバイス6を けることによって無線ICデバイスの耐久性 耐環境性が向上する。

 また、図25に示した無線ICデバイス主要部 6が例えば食品に設けられたRF-IDタグであり、 金属ケース81,82が冷蔵庫や冷凍庫の筐体であ 場合も同様であるので、冷蔵庫や冷凍庫の アを開けることなく、外部から各食品の情 を読み取ることができる。

 また、図25に示した無線ICデバイス主要部 6が例えば電子部品や回路基板に設けられたRF -IDタグであり、金属ケース81,82がパソコンや 帯電話端末の筐体であるような場合にも同 であるので、パソコンや携帯電話端末の筐 を開くことなく、外部から各電子部品や回 基板の情報を読み取ることができる。

 図25に示した例では、缶状の金属ケース 用いる例について示したが、筒状やカップ の導体ケースにも同様に適用できる。例え カーボンシャフトのゴルフクラブのシャフ 内に無線ICデバイス主要部6を設けることに って、外部から読み書きできるRF-IDタグ内蔵 のゴルフクラブとして用いることができる。

《第13の実施形態》
 図26は、第13の実施形態に係る無線ICデバイ の主要部の断面図である。
 図26の例では、表面に電気絶縁体または電 抵抗体の被膜を形成した金属ケース83,84を用 いている。その他の構成は図25に示したもの 同様である。

 このようにケース表面の被膜で、上下の ース同士の界面が絶縁状態または略絶縁状 になっていてもよい。

《第14の実施形態》
 図27は、第14の実施形態に係る無線ICデバイ の主要部の断面図である。
 図27の例では、下部の金属ケース85と上部の 金属ケース86との接合部に突起部94が設けら ていて、隙間95が生じている。その他の構成 は図25に示したものと同様である。

 このように金属ケースの一部に隙間があ ても同様の作用によって、RF-IDタグを内蔵 た金属物品として用いることができる。

《第15の実施形態》
 図28は、第15の実施形態に係る無線ICデバイ の主要部の断面図である。
 図28の例では、表面に電気絶縁体または電 抵抗体の被膜を形成した金属トレイ87の内部 に無線ICデバイス主要部6を設けて、RF-IDタグ き金属トレイを構成している。また、この 28の例では複数の金属トレイを積み重ねた を示している。

 このように金属トレイ同士を重ねること よって、上記電気絶縁体または電気抵抗体 被膜によって金属トレイ同士が直流的に絶 され、無線ICデバイス主要部6が金属体で囲 れることになるが、第12~第14の実施形態の 合と同様に、リーダ・ライタは各金属トレ のRF-IDタグと通信できる。

《第16の実施形態》
 図29は、第16の実施形態に係る無線ICデバイ の主要部の断面図である。
 図29の例では、縁部分に電気絶縁体または 気抵抗体のリム96を形成した金属トレイ88の 部に無線ICデバイス主要部6を設けて、RF-ID グ付き金属トレイを構成している。この図29 の例では複数の金属トレイを積み重ねた例を 示している。

 このように金属トレイ同士を重ねること よって、上記電気絶縁体または電気抵抗体 よって金属トレイ同士が直流的に絶縁され 無線ICデバイス主要部6が金属体で囲まれる とになるが、第12~第14の実施形態の場合と 様に、リーダ・ライタは各金属トレイのRF-ID タグと個別に通信できる。

 なお、図25~図29に示した例はいずれも電 絶縁体または抵抗体で直流的に絶縁された 分を備えた例を示したが、隙間無く導体で まれたケースや筐体の内部に無線ICデバイス 主要部6を設けた場合でも、アンテナ利得が 少低下するものの、同様にRD-IDタグとして用 いることができる。

 なお、以上の各実施形態では矩形を成す ープ状電極を用いたが、ループ状電極の形 は、収納する物品にあわせて円、楕円、多 形等、種々の形状をとることができる。ま 、ケースの底面と側面にまたがるように形 することもできる。このような形状によっ 信号の送受信面が変わってもRF-IDとして機 する。

 また、以上の各実施形態では単層の導体 ターンによるループ状電極を形成したが、 層ループではなく、多層コイル構造にして よい。

 また、以上の各実施形態では開ループを すループ状電極を形成したが、ループ状電 が給電回路基板内のインダクタと磁界結合 るように構成すれば、ループ状電極は閉ル プを成していてもよい。すなわち、ループ 電極のループ面に平行なインダクタ用パタ ンを給電回路基板に形成し、このインダク 用パターンが閉ループのループ状電極と磁 結合するように構成してもよい。

 また、以上の各実施形態ではループ状電 を備えた無線ICデバイス主要部を所定の面 接して配置したが、これを面から離間して 置する構造にしてもよく、ケースの内部で ースの内面から吊す(空中に浮かす)構造にし てもよい。

 また、以上の各実施形態ではループ状電 を備えた無線ICデバイス主要部をケースの 積の広い主面に配置したが、これをケース 側面に配置してもよい。