无线通信改善薄片体、无线ic标签、天线以及使用这些的无线通信系统的制作方法

专利名称：无线通信改善薄片体、无线ic标签、天线以及使用这些的无线通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过使用无线IC标签或天线时加以利用，而改善通信距离的无 线通信改善薄片体、无线IC标签、天线以及无线通信系统。
背景技术：
无线通信技术不仅应用于信息通信领域，也应用于物流管理、制造现场等领域 中。无线通信用的IC标签(以下简称为“IC标签”或者“标签”)作为身兼RFID(RadiC) Frequency Identification，无线射频识别)技术的一面的产品而广为人知。由于作为物流 管理或价廉的信息存储介质，其使用用途多样化，故IC标签置于多种多样的使用环境中。IC标签是包含对识别编号等数据进行存储的芯片与用来收发电波的天线的无线 通信设备，能够以小型、薄型，轻量实现而成为一大优点。为充分发挥如此的优点，优选地构成为，IC标签的贴附位置不受限制，无论以何种 方式贴附于何处，均可进行通信。图30是简略化表示现有技术的IC标签1的剖面图。RFID (RadioFrequency IDentification)系统是用于固体的从动辨识的系统，总体而言具备读取器与应答器。作为 该RFID系统的应答器，使用IC标签1。图30的通信方式是基于利用标签以及读取器的线圈天线间的磁通量交链(耦合) 来传递能量及信号的电磁感应方式的方式。电磁感应方式的被动式IC标签，其通信距离最 大为Im左右，故用于近距离通信。该方式中所用的频率为LF((Low Frequency，低频)(长 波)频带或HF(HighFrequency，高频)(短波)频带等。IC标签1具备检测磁力线的磁场型 天线即线圈天线2、及使用该线圈天线2进行无线通信的集成电路(ICGntegratecircuit， 集成电路)芯片)3。IC标签1构成为若接收来从读取器5的请求信号，则发送存储于IC 芯片3内的信息，换言之，能够由读取器读取保持于IC标签1中的信息。IC标签1例如贴 附设置于商品上，用于防止商品被盗以及掌握库存状况等商品管理。在该IC标签1贴附于金属制商品上而被使用等，IC标签1附近存在通信干扰部 件4(该例中为由导电性材料构成的物体)的情况下，由IC标签1接发的电磁波信号所形 成的磁场的磁力线因接近通信干扰部件4，而与电场情况的行为不同，并不进入通信干扰部 件4中，而是平行通过通信干扰部件4的表面附近。其结果，会导致通信干扰部件4表面上 产生涡电流，使电磁波能量转换为热能而被吸收(电阻损耗引起的损耗)。若如此般能量被 吸收，则电磁波信号将会衰减，使得IC标签1无法进行无线通信。又，经感应的涡电流会产 生与标签的通信用磁场反向的磁场(反向磁场)，由此也会产生磁场被抵消的现象。该现象 也会使得IC标签1无法进行无线通信。进而，因通信干扰部件4的影响，也会出现IC标签 1的共振频率偏移的现象等。因此，电磁感应方式的IC标签1无法用于通信干扰部件4附 近。如上所述，通信干扰部件是具有如下作用的材料的总称，即因存在于天线附近，而导致对自由空间中的环境设计的天线共振频率产生变动，或者导致天线间电磁波的交换下 降。本发明主要针对通信干扰部件为金属的情形实施解决方案。图31是简略化表示其它现有技术的IC标签IA的剖面图。图31所示的IC标签IA 与图30的IC标签1类似，故对相应的部分赋予相同符号，仅对不同构成加以说明。为解决 图30的IC标签1的课题，图31的IC标签IA构成为具备作为被贴附物品的部件4、配设于 与天线2之间的磁吸收板7。作为具有复合相对导磁率的薄片的磁吸收板7包含铁硅铝磁合 金(Sendust)、铁氧体(ferrite)以及羰基铁等高导磁率材料，即复合相对导磁率高的材料。复合相对导磁率具有实数部与虚数部，若实数部变大则复合相对导磁率变大。换 言之，复合相对导磁率高的材料的复合相对导磁率中的实数部大。磁场中若存在复合相对 导磁率中的实数部大的材料，则磁力线将集中穿过该部件内。使用对电磁感应方式通信中 的磁力线进行检测的磁场型天线2的IC标签1A，因设有磁吸收板7，而可防止磁场向通信 干扰体4泄漏，故即便用于通信干扰体4的附近，也可抑制磁场能量的衰减，从而可进行无 线通信。这样的IC标签IA揭示于例如日本专利特开2000-113142号中。这里，无线通信 是通过调变磁场而进行的，就是本发明中的电磁感应方式的通信。该通信改善方法是在第1天线2与通信干扰部件4之间设置具有磁性的磁吸收体 7，从而将通信用的磁力线取入并使其穿过磁吸收体7内的方法。磁吸收体7的导磁率起到 重要作用。然而，该改善对策有效的是，进行磁耦合通信的电磁感应方式通信的情形，而在 电波方式的通信的情形中尚未发现具有效果。其原因在于，磁场(磁通回路)即便为近场， 也可以用磁性材料控制前进方向，而在电波方式的通信中使用的高频率电波，直线传播性 强，故只要未经由天线体等则前进方向不易变更。IC标签因所利用的电波频率不同，通信机制不同。当使用较高频率的电波的 情况下，标签的天线与读取器的天线间进行电磁波交换，成为传递能量·信号的电波方 式。在例如使用UHF(ultrahigh frequency，特高频)(超极短波)频带、SHF(super-high frequency，超高频)(厘米波)频带，EHF (extremely high frequency，极高频)(毫米波) 频带的电波的情况下，标签基于使用着所谓偶极天线等电场型天线的电波方式的通信进行 接发。并非为基于电磁感应方式的磁通交链而进行的通信，而是以电波方式在空中发射电 磁波实现长距离通信。本发明的无线通信改善薄片体、无线IC标签、天线以及使用这些的 无线通信系统适用于该电波方式下的无线通信。电磁感应方式与电波方式的不同之处在于 电磁波的波长与天线间的距离的关系。若距离相对于波长较短，则采用电场/磁场的变化 在空间发射之前传递至其它天线的电磁感应方式，若距离相对于波长较长，则采用作为在 空中传递的电磁波而被传播的电波方式。并且，天线也是，在电磁感应方式中为线圈天线等 磁场型天线，在电波方式中为偶极天线、片状天线(patchanterma)等电场型天线，因此，通 信系统本身也不相同。在以电波方式进行通信的IC标签附近，存在金属等导电性材料(通信干扰部件) 的情况下，也无法利用与电磁感应方式不同的机制进行通信。若IC标签进行接收而使共振 电流流过天线，则在位于附近的金属面侧会感应与共振电流反向的电流，并因该感应电流 而使传递信号的阻抗大幅下降。因此，将无法达成与针对自由空间中的通信而设计的IC芯 片的输入阻抗的匹配，导致可通信距离缩短。一般而言，偶极天线、单极天线以及回路天线等电场型天线被设计为，通过接收特定频率的电波，而在天线产生共振电流，且在该共振电流流过IC芯片时，与芯片的输入阻 抗相匹配。图32表示在将标签本体22 (IC标签)配置于作为通信干扰部件的导电性部件的 附近的状态下，标签本体22 (IC标签)附近所形成的瞬间性电场(电流方向)的剖面图。
当天线元件211附近存在通信干扰部件212的情况下，产生从天线元件211的另 一端部211b朝向一端部211a的共振电流111，并且在通信干扰部件212中产生从其中一部 分212a朝向另一部分212b的电流112，由此，在天线元件211与通信干扰部件212中产生 反向电流。即，导致出现对通信干扰部件212进行相反动作的相同大小的天线。施加于IC217或者从能量传递而启动的IC217施加的电压为交替电压，故而，交替 出现产生图示的流向的电流的状态与产生相反流向的电流的状态。若频率变高，则在天线 元件211的一端部211a与通信干扰部件212的其中一部分212a之间，以及天线元件211 的另一端部211b与通信干扰部件212的另一部分212b之间，成为恰好与产生电流IO等效 的状态，而天线元件211的一端部211a与通信干扰部件212的其中一部分212a之间，以及 天线元件211的另一端部211b与通信干扰部件212的另一部分212b之间，成为所谓高频 短路的状态。若产生如此的高频短路，则由天线元件211与通信干扰部件212形成闭回路， 导致与附近不存在通信干扰部件212的情形相比，电流值增加。即，与在天线元件211附近 没有通信干扰部件212的情形相比，阻抗大幅下降。其结果，无法与芯片的输入阻抗获得匹 配，终将导致信息信号无法传递。因此，可通信距离缩短。另外，不限于金属，像纸张、玻璃、树脂、液体、磁体及其它天线等也可以成为在存 在于附近的情况下使IC标签的通信特性劣化的材质。这些材质的情况下，天线的共振频率因这些材质所具有的介电系数或导磁率而产 生变化，导致通信对方使用的电波频率与天线的共振频率相异，使得可通信距离缩短。图33是简略化表示其它现有技术的IC标签IB的剖面图。图33所示的IC标签 IB与图30的IC标签1类似，对相应部分赋予相同符号，而仅对不同构成加以说明。图33 的IC标签IB在基材8上设置有作为偶极天线的第1天线2与IC3，并在第1天线2的通信 方向侧，经由第1间隔片(spacer) 9设置有第2天线1C。进而，IC标签IB在基材8的第1 天线2的相反侧设置有第2间隔片11，并在第1天线2与通信干扰部件4之间，插入着基材 8以及第2间隔片11的状态下，在通信干扰部件4附近使用。该IC标签IB构成为相对连 接有IC的第1天线2，在通信方向侧设置作为辅助天线的第2天线IC，由此防止第1天线2 的电波强度因通信干扰部件4而削弱。该IC标签IB揭示于例如日本专利特开2005-210676 号中。图33的IC标签IB是利用第2天线1C、第1及第2间隔片9、11夹持第1天线2 而成为一体化构造，其是经特殊设计的标签。该形状并不具有仅靠贴合市场上的无线IC标 签便可实现通信性能改善的通用性。又，在解决方案之后，第1天线2与IC3也将位于通信 干扰部件4的附近，将受到基于通信干扰部件4的种类的影响，例如因介电系数不同而导致 共振频率偏移。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够改善无线通信用的IC标签的可通信距离的无线通信改善薄片体、无线IC标签、天线以及无线通信系统。又，本发明的其它目的在于提供一种仅通过贴合无线IC标签便可改善无线通信特性的具有通用性的薄片体。本发明是一种无线通信改善薄片体，在通信干扰部件附近，使用以电波方式进行 通信的天线来进行无线通信时，用于无线IC标签与通信干扰部件之间，且以不接线的方式 配置无线IC标签，由此改善无线IC标签的无线通信特性，其特征在于，层叠有第1间隔片，具有以不接线的方式配置无线IC标签的配置面；辅助天线，设于第1间隔片的上述配置面相反侧的面，并且具有第1导体层；及第2间隔片，在辅助天线上，夹持着第1导体层而设于第1间隔片的相反侧，在上述辅助天线的第1导体层设有非连续区域。又，本发明的特征在于上述辅助天线的第1导体层具有单个或者多个导体元件， 且导体元件相互为绝缘关系，第1导体层或者导体元件中的至少一个对于上述无线通信中 使用的电磁波产生共振。又，本发明的特征在于上述辅助天线的第1导体层具有沿平面方向或者层叠方 向分割的多个导体部分，且导体部分相互为绝缘关系，第1导体层或者导体部分中的任一 个对于上述无线通信中使用的电磁波产生共振。又，本发明的特征在于在上述辅助天线的上述第2间隔片相反侧还设有第2导体层。又，本发明的特征在于在上述辅助天线的上述第2间隔片相反侧还设有第2导体 层，且该第2导体层大于辅助天线所具有的第1导体层。又，本发明的特征在于上述非连续区域中的至少1个被设置为，在配置了上述无 线IC标签时，至少与上述无线IC标签所具有的IC芯片或者电抗负载部相对置。又，本发明的特征在于上述非连续区域中的至少1个被设置为，对于上述无线通 信中使用的电磁波产生共振。又，本发明的特征在于上述第1导体层或者上述非连续区域的至少一部分的外 廓形状为曲线状。又，本发明的特征在于用介电材料被覆外表面的一部分或者全部。又，本发明的特征在于上述第1间隔片、上述第2间隔片以及被覆介电材料中的 至少一个为非导电性，且包含使电磁波聚集并穿过的低损耗材料层。又，本发明的特征在于上述第1间隔片以及上述第2间隔片中的至少一个由发泡 体构成。又，本发明的特征在于至少一个面具有粘着性或者粘接性，或者通过使用固结机 构而可安装于被粘附体。又，本发明是一种无线IC标签，其特征在于其是在上述无线通信改善薄片体的 配置面上以不接线方式配置的无线IC标签，或者是在无线通信改善薄片体或上述辅助天 线中组装有IC芯片的无线IC标签。又，本发明是一种电波方式的天线，其特征在于使用上述无线通信改善薄片体。又，本发明是一种无线通信系统，其特征在于至少使用上述无线IC标签或者上 述天线。


通过下述的详细说明及附图，本发明的目的、特征以及优点会更加明确。图1是示意性表示具备本发明的第一实施形态的薄片体20的标签21的剖面图。图2是表示标签21的立体图。图3是表示标签21的剖面图。图4是示意性表示设于自由空间中的天线元件23或者标签本体22 (IC标签)的 主视图。图5是说明附近有通信干扰部件的状态下的局部现象的主视图。图6是示意性表示在作为通信干扰部件的物品25的附近所设置的天线元件23或 者标签本体22的微电波的到达以及反射的正视图。图7A是表示共振层27的形状例的平面图。图7B是表示共振层27的形状例的平面图。图7C是表示共振层27的形状例的平面图。图7D是表示共振层27的形状例的平面图。图7E是表示共振层27的形状例的平面图。图7F是表示共振层27的形状例的平面图。图7G是表示共振层27的形状例的平面图。图7H是表示共振层27的形状例的平面图。图71是表示共振层27的形状例的平面图。图7J是表示共振层27的形状例的平面图。图8是本发明的实施形态的薄片体20的平面图。图9是薄片体1的放大剖面图。图10是表示设置有未形成非连续区域40的共振层27的作为比较例的标签21的 立体图。图11是表示设有图8B所示的形成有H状槽孔的非连续区域40的共振层27的标 签21的立体图。图12是实施形态B的薄片体20的平面图。图13是设有图8C所示的形成有狭缝(slit)状非连续区域40的共振层27的标 签21的立体图。图14是用以说明通信距离的推算方法的图表。图15是表示用于标签21的性能评估的共振层27的平面图。图16是用以说明标签21的增益的图。图17是表示可用于本发明的标签21的标签本体22的平面图。
图18是表示用于标签21的性能评估的其它的共振层27的平面图。图19是表示反射特性值S11，作为使用图17所示的标签本体22且具备图18所示 的薄片体20的标签21的评估结果的图表。图20是表示反射特性值Sl 1，作为使用图17所示的标签本体22且具备图18所示 的共振层27的标签21的评估结果的图表。
图21是表示反射特性值S11，作为使用图17所示的标签本体22且具备图15所示 的共振层27的标签21的评估结果的图表。图22是表示本发明的其他实施形态的共振层27的平面图。图23是表示通信距离的测定方法的概略图。 图24是表示反射特性值Sll作为实施例的评估结果的图表。图25是表示反射特性值Sll作为实施例的评估结果的图表。图26是本发明的其它实施形态的薄片体101的放大剖面图。图27A是表示辅助天线的其它例的平面图。图27B是表示辅助天线的其它例的平面图。图28A是表示本发明的另一个其它实施形态的无线通信用IC标签130的平面图。图28B是表示本发明的另一个其它实施形态的无线通信用IC标签130的平面图。图29是表示本发明的另一个其它实施形态的无线通信用系统40的平面图。图30是简略化表示现有技术的IC标签1的剖面图。图31是简略化表示其它现有技术的IC标签IA的剖面图。图32是表示于标签本体22 (IC标签)配置于导电性部件附近的状态下，形成于标 签本体22附近的电场的剖面图。图33是进而简略化表示其它先前技术的IC标签IB的剖面图。
具体实施例方式本发明是一种以不接线的方式配置无线IC标签以改善无线IC标签的无线通信特 性的无线通信改善薄片体(以下只称为“薄片体”)。本发明的薄片体层叠有第1间隔片，具有以不接线的方式配置无线IC标签的配 置面；辅助天线，具有设于第1间隔片的上述配置面的相反侧的面上的第1导体层；及第2 间隔片，夹持着上述辅助天线而设于第1间隔片的相反侧；在上述辅助天线的第1导体层设 有非连续区域。非连续区域以槽孔(slot)、狭缝、槽、孔等构成。本发明的发明者们，经由以下过程，发明了如此构成的薄片体。如现有技术中提出的那样，使用了用于无线IC标签的偶极天线、单极天线以及回 路天线等的电波方式的无线通信装置的情况下，由于假设在自由空间中使用，因此若天线 附近存在干扰通信的部件(金属等导电性部件、纸张、玻璃、液体等介电性部件、磁性部件、 天线、电子设备、电子基板等)，则会受其影响而导致难以进行无线通信，使可通信距离缩 短。相对于此，例如使用包含片状天线(patch antenna)的无线IC标签的情况下，作 为其结构而具备以通信频率产生共振的共振板、及接地电位的导体板(接地板)，因此能够 通过该接地板的存在，而减小通信干扰部件的影响，充分确保可通信距离。然而，此类标签如果是将IC芯片接合于片状天线的，且可调节阻抗，则显然也能 够确保通信距离，这是公知常识。接合着片状天线的标签因具有接地板，故不管在自由空间 还是通信干扰部件的附近，都能够使用，但由于与通用的偶极天线结构的无线标签相比，较 为昂贵，因此除了读取器侧天线，尚未用于一般的标签用途。本发明的发明者们开发出了相对于通用标签比较价廉的薄片体以及辅助天线，其无需接线而仅通过进行重叠配置便可改善在通信干扰部件附近的通信。由此，将广泛普及 的类型的通用无线IC标签也可用于至今尚无法使用的通信干扰部件，也可使用途得以显 著扩展。首先，可考虑将具备偶极天线、单极天线以及回路天线的电波方式的无线IC标签，与片状天线结构的辅助天线加以组合，从而改善无线IC标签的通信的情况。因此，首先制作层叠着上述构成中的第1间隔片、片状天线结构的辅助天线的薄 片体，并测定了在该薄片体上以不接线的方式配置的无线IC标签的可通信距离时，未见改 善，通信距离变短。可认为其原因在于，无线IC标签的偶极天线、单极天线以及回路天线等 与辅助天线之间并未产生电磁耦合，使得辅助天线并未充分发挥功能。详细而言，偶极天 线、单极天线以及回路天线等与辅助天线的电磁耦合，仅以回绕片状天线的共振板外围的 方式耦合，因此实际上几乎不能够耦合，无法表现出作为辅助天线的功能。进而，IC芯片以 及电抗负载部(标签天线的回路部)由于受到辅助天线的影响，而使可通信距离缩短。艮口， 原因在于，具有辅助天线的第1导体层(共振板)因位于IC芯片以及电抗负载部的附近， 故而该导体层表面产生感应电流而使阻抗降低(参照比较例1)。如此，并未指出附近通信 干扰部件对电抗负载部的影响。根据这些见解，反复进行改良而了解到，通过在辅助天线的第1导体层上设置非 连续区域，能够改善无线IC标签的通信。无线IC标签与辅助天线，通过非连续区域而加强耦合，由此，能够基于辅助天线 而改善无线通信，其结果起到对IC标签的可通信距离进行改善的作用。进而，在辅助天线的第1导体层的IC芯片以及回路部(电抗负载部)相对置的位 置处设置非连续区域，从而减小第1导体层带来的影响，实现对可通信距离的改善。即，通 过在辅助天线中设置非连续区域，而显著提高作为第1导体层的感应电流路径的区域的电 阻值，防止因阻抗降低而引起的导体层表面的感应电流的产生。此时在辅助天线中设置非连续区域，则相应于天线(IC标签)的共振动作，以横切 非连续区域的方式，与天线(IC标签)的长轴方向平行地产生电场，并且由此而与第2导体 层或通信干扰部件之间也产生电场。通过这些电场，激发天线(IC标签)以及芯片与辅助 天线之间的电磁耦合。本发明的辅助天线在以下之处与片状天线不同。不仅在共振层上具有非连续区域 的构造上的不同，而且通过使非连续区域成为电磁能量的进出口，而使作为电场型天线的 片状天线中，在原本电场为0的片(patch)的中央附近，电磁能量的进出口及传播路径也在 其内部重叠，不仅承担现有的天线动作，而且承担在附近交换电磁能量的动作机制。具体而言，片状天线包括共振层与反射层的两片导体板，而作为电波的发射及入 射部的两端部分(边缘部分，片状天线有仅为2个方向的情况及全部4个方向的情况)的 2片导体间的电场变强而成为最大，由此发射出的电场在片状天线上部合成后，直接发射到 空间。接收则以与其相反的动作进行。如上所述的作为电场型天线的片状天线，两端部分电场最大，而中央附近电场最 小(几乎为0)。作为电磁场的动作，在电场最大处磁场最小，而在电场最小处磁场最大。虽 存在此关系，但片状天线的强磁场区域并未用于其它目的。在本发明中，利用该磁场成分，与位于近场的无线IC标签进行电磁耦合。进而发现若由槽孔天线等形成非连续区域，则可使该磁场型天线效果与电磁耦合进行复合，使得 辅助天线与无线IC标签即便不接线，也能坚固稳定地连结。继而，本发明的非连续区域也 具备可同时获得该电磁耦合效果与阻抗调节效果的特征。本发明的辅助天线的结构为与无线IC标签组合时，可作为整体在无线通信频率 中产生共振，而辅助天线的共振层具有若以无线通信频率的电波波长为λ，则以λ/2为中 心，且至少一边为λ/8 3λ/4的范围的共振尺寸。该辅助天线与如下结构不同，该结构为例如沿水平方向排列多片(2片或者4片) 的λ /2共振的片状天线，并在相互接近的该片状天线间的间隙之间，对从两个片状天线的 端部(即电场较强的区域)相互发射的电场进行合成的结构。像这样沿水平方向排列多片 片状天线，是能起到电场被合成而增强发射电波的定向性的效果。然而，由于沿水平方向排 列多片λ/2共振的片状天线，因此存在无论如何尺寸均将变大的缺点。再者，以与发射动 作相反的动作进行接收的情况如上所述。本发明不同之处在于，在一片片状天线构成(一片共振层)中设置非连续区域，使 之作为辅助天线进行动作。即，因发现经由利用上述磁场的非连续区域的电磁能量耦合效 果，以及通过一片片状天线构成发现辅助天线效果，而达成共振层的小型化，以及实现无线 通信的改善。本发明的特征在于，以不接线的方式配置无线IC标签便可改善无线IC标签的通 信。市售的无线IC标签因各从使用的IC芯片不同，而芯片输入阻抗值相异。该输入阻抗 在静置与动作时也不相同，又，在动作条件下也依赖于接收的能量而变化。通常，标签的情 况下，对IC芯片与天线元件进行电性接线，并根据天线性能确认阻抗调节后形成产品。此 为重要工序，该接线的不稳定性直接关系到标签产品的不稳定性。本发明的无线通信改善薄片体的特征在于，在具有如以上那样不稳定且易于变动 的阻抗的无线IC标签，以不进行接线而只是与非连续区域相对置的方式将IC芯片或电抗 负载部一边控制其位置，一边进行配置，从而便可实现阻抗匹配以及匹配改善。通过研究构 成或配置位置，可知对无线IC标签实现输入阻抗调节功能而无需进行接线，由此完成本发 明。通过该简易的输入阻抗调节方法，而能够获得无线通信改善效果。又，辅助天线有时具有两个导体层，由于第2导体层具备抑制无线IC标签受被 黏附物品种类的影响的效果，因此即便在无线IC标签附近存在金属、纸张、玻璃、树脂、液 体等或电子设备、天线、电子基板等电子噪音源，也可通过使用本发明的无线通信改善薄片 体，而获得良好稳定的无线通信特性。以下参考图式，详细说明本发明的较佳实施形态。图1是示意性表示具备本发明一实施形态的薄片体20的标签21的剖面图。图2 是表示标签21的立体图，图3是表示标签21的剖面图。标签21是RFID系统的应答器(transponder)，与读取器进行无线通信，例如安装 于物品后，用于物品的管理，也可用于除此以外的用途。作为通信装置的标签21是作为通 信构成体的标签本体22与薄片体20或者辅助天线35层叠而构成的。该标签21包含天线 装置，而该天线装置包括标签本体22的天线元件23与薄片体20或者辅助天线35。标签本 体22是包含基材30、天线元 件23以及IC31的通用IC标签产品。天线元件23与IC31为 标签本体22的必须构成要素。标签本体22可被覆，或者在标签本体22与薄片体20或者辅助天线35之间夹着基材、包覆材料、粘着材料等介电质等。薄片体20是用于在通信干扰 部件25附近利用标签本体22等进行较佳无线通信的薄片体，其构成中包含辅助天线35，且 设于天线元件23或者标签本体22与通信干扰部件25之间。图1的辅助天线35中设置着 第2导体层28。以下，将用于天线元件23、标签本体22或者标签21所进行的无线通信的 电磁波频率称为通信频率。
本发明中所谓的通信干扰部件是通过存在于天线元件23或者标签本体22附近， 而使天线元件23或者标签本体22的通信特性并自由空间的情形更劣化的物体。在通信干 扰部件中，具有例如由金属等导电性材料、抗静电材、玻璃、纸张、液体等介电质材料、磁性 材料、电子设备、天线、标签、IC卡、电子基板等电子噪音源等构成的部分的物体属于通信干 扰部件。若天线元件23或者标签本体22附近存在金属等导电性材料，则天线元件23或者 标签本体22的阻抗会明显降低，难以进行无线通信。又，瓦楞板纸、树脂、玻璃、液体等介电 质材料因其所具有的介电常数，而使天线元件23或者标签本体22的共振频率产生变化，使 无线通信受到干扰。进而，磁性材料也因导磁率，依然会使天线元件23或者标签本体22的 共振频率产生变化，故使无线通信受到干扰。电子噪音源因噪音的影响而使天线灵敏度的 SN比(signal to noise ratio，信噪比)降低。这些干扰天线元件23或者标签本体22的 无线通信的物体，均为通信干扰部件。图1中，表示安装着标签21的物品25为通信干扰部件的情形。该标签21以薄片 体20或者辅助天线35介于天线元件23或者标签本体22与作为通信干扰部件的物品25之 间的方式安装于物品25而被使用。因此，薄片体20或者辅助天线35设于标签本体22与 物品25之间。天线元件23或者标签本体22与薄片体20或者辅助天线35为电绝缘。为 了控制间隔，如图2所示，在天线元件23或者标签本体22与辅助天线35之间设置非导电 性第1间隔片层32。薄片体20或者辅助天线35，相对于天线元件23或者标签本体22，设 于通信方向A的相反侧。薄片体20或者辅助天线35具备分别由导电性材料形成的两个导体层27、28。各 导体层27、28与天线元件23或者标签本体22电绝缘，并且相互电绝缘。两个导体层中至 少其中任一个导体层，例如本实施形态中靠近天线元件23或者标签本体22配置的第1导 体层27为具有与天线元件23或者标签本体22的无线通信所使用的电磁波产生共振的结 构的共振层。而且，起到共振层作用的第1导体层27中，设有非连续区域40。图1的非连 续区域40为槽状(槽孔(slot)状)，并使之为实施形态A。该非连续区域40的功能随后 叙述。以下，将靠近天线元件23或者标签本体22而配置的第1导体层27称为共振层27， 另一个第2导体层28因起到反射层作用，而称为反射层28。该反射层28与通信干扰部件 25之间，并非必须电绝缘。与共振层27 —并，第1间隔片层32或者第2间隔片层33中也设有非连续区域。 间隔片层也可为空间，且因是由抑制电磁波损耗的材料构成，故包括设置如此的非连续区 域的情况在内，若可保持较低的电磁能量损耗，则可实施任何加工。反射层28可形成为等同于或者小于共振层27的形状以及尺寸，但本实施形态中 则形成为等同于共振层27，或者大于共振层27。若将共振层27投影于反射层28的表面 上，则共振层27的区域收纳于反射层28的表面内。通过使反射层28大于共振层27，而可更加不会受到物品25种类的影响，且提高电波向通信方向A的定向性，延长通信距离。又， 反射层28中也可设置非连续区域。从层叠方向观察薄片体20或者辅助天线35时的平面形状，虽也取决于所配置的 无线IC标签的形状，但大多为矩形。又，薄片体20或者辅助天线35的总厚度为约0. 1 20mmo标签21的标签本体22在基材30的厚度方向的其中一方或两方的表面上，形成有 天线元件23，并且搭载有作为信息存储部的IC31。未图示的基材30例如由作为合成树脂的 介电质构成，具有电绝缘性。作为基材30的材料，可使用例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、 环氧树脂等树脂或纸张等所有绝缘材料。天线元件23由形成于基材30表面上的导体图案 实现。天线元件23由导电性材料例如金属形成。作为天线元件23的材料，可使用例如金、 钼、银、镍、铬、铝、铜、锌、铅、钨、铁、其它金属或者合金材料、金属氧化物、碳等碳系材料等 导电性高的材料。天线元件23通过例如配线，蒸镀，蚀刻处理或者网版印刷等涂布法而形 成于基材30上。IC31与天线元件23电连接，并经由天线元件23进行通信。薄片体20或者辅助天线35层叠于如此的标签本体22的基材30上。天线元件2 3 以及IC31相对于基材30的方向并无限制。薄片体20或者辅助天线35是使第2间隔片层 33介于共振层27与反射层28之间经层叠而成的层叠体。该薄片体20从标签本体22侧， 依序层叠有第1间隔片层32、共振层27、第2间隔片层33、反射层28。第1间隔片层32、 第2间隔片层33具备非导电性。在标签本体22与共振层27之间，介入有也能起到第1间 隔片层32的功能的基材30，在共振层27与反射层28之间，介入有第2间隔片层33。在天 线元件23或者标签本体22与共振层27之间，通常设有非导电性的第1间隔片层32。第1 间隔片层32或者第2间隔片层33只要为非导电性，也可兼具粘接层或粘着层。又，第1间 隔片层32及第2间隔片层33可为单层也可为复层，且也可由不同材料构成。又，也无需一 定由损耗成分低的材料构成。因此，共振层27以及反射层28，相对天线元件23或者标签本 体22电绝缘，并且相互为电绝缘。该薄片体20或者辅助天线35在第2间隔片层33的厚度方向的其中一方的表面上 形成共振层27，而在第2间隔片层33的厚度方向的另一方的表面上形成反射层28。薄片 体20的构成中第1间隔片层32与辅助天线35为一体化。共振层27以及反射层28为由 导电性材料形成的层，且可使用例如与天线元件23相同的材料，以相同的方法形成。天线 元件23、共振层27、反射层28可由相同材料形成，也可由不同材料形成。又，天线元件23、 共振层27、反射层28可以相同方法形成，也可以不同方法形成。第1间隔片层32或者第2间隔片层33或包覆材料的介电质材料只要为至少具有 非导电性的构成即可，其材料不受限制。例如既可为如橡胶铁氧体般具有磁性的材料，也可 将磁体(金属氧化物、陶瓷、微粒薄膜、铁氧体镀膜等)直接形成为层状而用作间隔片层。 又，第1间隔片层32或者第2间隔片层33可为介电质材料。例如，本实施例形态般可为发 泡树脂，也可为其它发泡体。若为通过热、压力、紫外线、固化剂等因素而在加工时形成为薄 片状的材料，则可选择任意材料。这些材料以外还可使用帆布、布、织布、无纺布、陶瓷、纸 张、黏土、水泥、土系材料等有机物质、无机物质的所有材料。也可为粘着材或粘接剂。如上所述，第1间隔片层32或者第2间隔片层33或包覆材料的介电质材料等构 成IC标签21、薄片体20或者辅助天线35的材料，除了由金属等导电性材料构成的部分以外，可选择低损耗性的能量损耗小的材料。在得不部分使用能量损耗多的材料时，应尽量抑制其使用量，整体上确保较低的能量损耗。S卩，为引起波长缩短效果的小型化或电场，优选具有介电常数，而重要的是选择损 耗低的材料。具体而言，通信频域中相对介电常数的实数部ε’以及/或者相对导磁率的 实数部μ，的值，略微大于真空时的相对介电常数1以及/或者相对导磁率1，相同频带的 相对介电常数的虚数部ε ”以及/或者相对导磁率的虚数部μ ”则尽可能低。本发明中将 如此的材料，作为使电磁波聚集并穿过的材料。通信频带中介电正切tan δ ( ε ”/ ε ’)或 者磁性正切tan δ (μ ”/μ ’)较低，故电磁能量的损耗降低。作为具体性材料，也可为例如空间，但通常使用下述例示的有机材料。作为有机材 料，可列举例如橡胶、热塑性弹性体、各种塑料、木材、纸材等有机材料等或这些多孔体。作 为上述橡胶，除天然橡胶之外，可列举异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、乙 烯_丙烯橡胶、乙烯_丙烯橡胶、乙烯_丙烯_ 二烯橡胶(EPDM橡胶)、乙烯-醋酸乙烯酯 系类橡胶、丁基橡胶、商化丁基橡胶、氯丁二烯橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、乙烯丙烯酸 酯类橡胶、环氧氯丙烷橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氯化聚乙烯橡胶、氢化丁腈橡胶 (HNBR)、液态橡胶等合成橡胶单体、它们的衍生物、或者对这些进行各种改性处理而改质的 物体。这些橡胶除单独使用之外，也可将多个进行混合而使用。作为热塑性弹性体，可列举例如氯化聚乙烯之类的氯系、乙烯类共聚物、丙烯酸 类、乙烯丙烯酸酯共聚物类、聚氨酯类、酯类、硅类、苯乙烯类、酰胺类、烯烃类等各种热塑性 弹性体以及它们的衍生物。优选地，氢化SBS(Styrene-butadiene-styrene，苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物)(SEBS，Styrene-ethylene-butylene-styrene，苯乙烯-乙烯-丁 烯-苯乙烯嵌段共聚物)或聚酯弹性体等。进而，作为各种塑料，可列举例如聚乙烯、聚丙烯、ASfecrylonitrile-styrene，丙 烯腈-苯乙烯)树脂、ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene,丙烯睛-丁二烯-苯乙 烯)树脂、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等氯类树脂；聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯共 聚物、氟树脂、硅树脂、丙烯酸类树脂、尼龙、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸 乙二醇酯、PPE树脂、醇酸树脂、不饱和聚酯、聚砜、聚氨酯类树脂、酚树脂、尿素树脂、环氧树 脂等所有种类的热塑性树脂或者热固化树脂以及这些的衍生物。以上材料可直接、或复合化、改性化、组合使用。优选进行发泡。代表性的低密度 介电质材料为发泡苯乙烯树脂等发泡树脂。构成第1间隔片层32以及第2间隔片层33的介电质材料，优选是例如密度不足 1. Og/cm3。如此的低密度介电质材料可使用选从多孔有机材料、多孔无机材料中的一种或者 多种材料。既可使用未经发泡的材料，也可组合使用未经发泡的材料与发泡材料。除上述以 夕卜，也可使用瓦楞板纸等纸材、木材、玻璃、石膏、土类材料、布、织布、无纺布、复合材料等。作为发泡方法，其手段可以是任意的手段，但可分类为添加发泡剂，或者添加热膨 胀性微粒等。发泡剂分为有机类发泡剂与无机类发泡剂。也可利用玻璃珠等发泡物的添加 或者水分或气体的发泡化，又，也可利用超临界二氧化碳或超临界氮等超临界流体。作为有机类发泡剂，可添加例如二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)、偶氮二甲酰胺 (ADCA)、p，p’_氧代双苯磺酰胼(0BSH)、胼二甲酰胺(HDCA，也称为联二脲)等，但并不限于此。作为无机类发泡剂，添加有碳酸氢钠等，但并不限于此，可根据材料适当选择添 加。又，作为热膨胀性微粒，添加有经微胶囊化处理的热膨胀性微珠等。发泡倍率也无特别限定，但必须为吸收体的厚度变化小，可保持强度，且可轻量化 的形态。由此优选的是，发泡倍率为1 50倍左右。发泡构造方面也无特别限定，而优选的是压缩方向上耐压缩的结构，例如厚度方 向上进行扁平发泡的发泡形态。木材为胶合板、柳安木材、刨花板(particle board)、MDF(Medium densityfiber board，中密度纤维板)等木质材料，该材料不受本质限制，可组合使用多种材料。作为多孔无机材料，可列举各种陶瓷材料、石膏板、混凝土、发泡玻璃、浮石、浙青 、 土材等，但并非限于此。第1间隔片层32以及第2间隔片层33或包覆材料的介电质材料，由于必须将接 收到的电波能量尽可能无损耗地转换为发送能量，故而必须尽可能地选择材料造成的能量 损耗少的材料。因此，优选的是，无线IC标签在用于无线通信的电磁波频率中，介电正切 tanS (ε ”/ε ’)为0. 5以下，更优选的是0. 2以下。发泡体因具有该能量损耗低，以及柔 软性、轻量性，价廉的效果，故可较佳地用作本发明的材料。作为间隔片材，最好兼具低密度与低介电正切tan δ ( ε ”/ ε ’)，但更重要的是呈 现出通信频带(UHF频带等)内的低介电正切tan δ。进而，若复合相对介电常数的实部ε，高，则通过由此带来的波长缩短效果，可实 现薄片尺寸薄型化、小型化，因此，优选的是该ε ’为1 10。其中，薄片可由各种参数构 成，因此不限于上述数值。第1间隔片层32以及第2间隔片层33或包覆材料的介电质材料，可由分别不同 的介电质材料构成，也可由相同的介电质材料构成。图4是示意性表示设于自由空间中的天线元件23或者标签本体22 (IC标签)的 正视图。包括图4中例示的偶极天线等电波方式的在内，天线元件23或者标签本体22是 假设设于自由空间中的状态而设计。在此，因依赖于交流，偶极天线间产生的电场方向交替 变动。图4表示某一时刻的电场的方向。芯片31的输入阻抗也在设于自由空间的条件下 与天线元件23相匹配。因此，天线元件23或者标签本体22在设于自由空间的状态下，如 箭头B所示，在天线元件23或者标签本体22的周围(相对360° )，可扩展电磁场，提高通 信效率且增长通信距离。如图32所示，在具有以电波方式进行通信的偶极天线等的标签本体22的附近存 在金属等导电性材料的情况下，也如上所述，无法以与电磁感应方式不同的机制进行通信。 若通过标签本体22接收信号而使电流I 11流过天线元件211，则位于附近的金属面侧会感 应出反向电流I 12，产生基于感应电流的回路状电流路径，从而会导致阻抗大幅下降。由 此，无法与针对自由空间中的通信而设计的IC芯片217的输入阻抗取得匹配，使能量以及 信号的传递无法进行，导致可通信距离缩短。图5是对图32所示的通信干扰部件位于附近的状态下的部分现象加以说明的正 视图。在电波方式的天线元件23或者标签本体22设于作为通信干扰部件的物品25的附近的状态下，如箭头C所示，电磁场会集中形成于天线元件23或者标签本体22与作为通信 干扰部件的物品25之间。如此的状态下，即便从IC31传递到天线元件23，也会因电磁场集 中于天线元件23或者标签本体22与作为通信干扰部件的物品25之间，产生供给至天线元 件23中的功率无法发射至空间，而是返回IC31中的现象，使得天线元件23与IC31的匹配 恶化。若如此般匹配恶化，则将导致通信无法进行。即便如此般作为共振器进行动作，若仅 能存储电磁波而无法发射，则无法用作无线通信改善用途。图6是示意性表示作为通信干扰部件的物品25附近所设置的天线元件23或者标签本体22的微电波到达以及反射的正视图。来从远方的电磁波被位于天线元件23或者标 签本体22附近的作为通信干扰部件的物品25反射的情况下，电场会成为反相而进行反射。 因此，在天线元件23或者标签本体22设置于作为通信干扰部件的物品25附近的状态下， 通过箭头D所示的来从读取器的直射波与箭头E所示的作为通信干扰部件的物品25所反 射的反射波的干涉，而使天线元件23或者标签本体22附近位置的合成电场强度值接近零。 如此般因干涉而消耗能量，将导致通信无法进行。本案发明的薄片体以及辅助天线对无线IC标签的通信改善机制取决于以下3个 理由。第1是通过使薄片体以及辅助天线共存来对通信干扰部件附近的无线IC标签的共 振进行改善，第2是通过对薄片体、辅助天线以及非连续区域的结构、形状的设计以及配置 位置进行研究而改善阻抗匹配，第3是如上所述将构成材料用作使电波聚集并穿过的能量 损耗小的低损耗材料，以实现能量低损耗结构。以下对这些加以说明。本发明如图1 图3所示，在天线元件23或者标签本体22与通信干扰部件25之 间，设置具有共振层27的薄片体20。共振层27与反射层28协同，构成作为辅助天线的微 带天线35。微带天线也称为片状天线，因此薄片体20是具有片状天线构成的辅助天线。电 波的接收以及发射中进行片状天线形的动作。片状天线是由共振频率中的波长确定尺寸的 天线，因此是通常以极超短波(UHF频带)或者其以上的频率使用的天线。具体而言，该天 线在导体的长度为1/2波长时，因驻波载入而成为共振状态。片状天线为如下天线，即该天 线的构成包含作为接地板的导体层，且可通过将接地板配置于通信干扰部件侧来使用，抑 制通信干扰部件的影响。在薄片体20或者辅助天线35中，作为构成片状天线的两个导体 层的共振层27、反射层28中的反射层28发挥接地板的功能，因而，可通过将反射层28配 置于物品25侧使用，而使辅助天线从身不受物品25的影响，作为稳定的天线进行动作。以 上，通过在无线IC标签中复合薄片体或者辅助天线的效果，而即便在通信干扰部件25的附 近也可确保稳定的天线共振状态。当将该辅助天线35层叠于作为金属等导电性物质的物 品中的情况下，该物品可代替反射层28的功能，因此反射层28并非必需，故不设置反射层 28也可获得相同效果。进而，通过在上述状态的薄片体20或者辅助天线35的共振层27中，设置狭缝或 者槽孔等非连续区域40，而使得即便片状天线内部的电场较低，也可利用磁场较强的区域， 并经由该部分增强电磁耦合，使天线元件23或者标签本体22的无线通信得以改善。而且， 通过使具有这种非连续区域40的薄片体20或者辅助天线35介于天线元件23或者标签本 体22与物品25之间，而缓解物品25对天线元件23或者标签本体22的影响。其结果，在 物品25附近，天线元件23或者标签本体22与薄片体20或者辅助天线35之间的电磁耦合 得以增强，故可实现共振，以及无需接线而仅改变配置位置便可实现简易的阻抗匹配。
薄片体20或者辅助天线35的共振层27为与通信频率的电磁波产生共振的构成， 因此，薄片体20的辅助天线35会与通信频率的电磁波产生共振。通过设置该辅助天线35， 而将辅助天线35所接收到的电磁波的能量供给至天线元件23或者标签本体22中。这样， 天线元件23或者标签本体22从辅助天线35也可获得能量。无需接线而将天线元件23或 者标签本体22配置于辅助天线35中，便可利用辅助天线35的发射而进行能量释放，故也 能够以较大发射功率将来从IC31的信号释放至空间。片状天线构成的辅助天线35是共振 动作时两个导体层中尤其共振层27的中间部分附近的区域的电场为零的天线。由于电场 为零，故成为与电性短路相同的状态。因此，即使在该部分设置通孔等而导致电性短路，动 作也不会受到影响。 在此，薄片体20并非将辅助天线35的导体层27、28，尤其作为第1导体层的共振 层27，用作所谓的反射器(Reflector)。为获得反射器的反射效果，反射器必须从天线元件 23或者标签本体22离开电长度计为1/4λ (λ =通信频率的电磁波波长)的距离，而薄片 体20则并未隔开此距离。天线元件23或者标签本体22与共振层27的间隔，不足通信频 率的电磁波波长λ的四分之一，使得标签21的厚度尺寸较小。辅助天线35，并非通过反射 效果，而是通过与天线元件23或者标签本体22的电磁耦合而使较大电流流过天线元件23 或者标签本体22中，由此提高通信效率，使通信距离变大。进而，薄片体20的辅助天线35，可通过改变其形状以及尺寸，而易于改变辅助天 线35的共振频率。因此，可结合标签本体22的构成，使辅助天线35具有与通信频率一致 的共振频率，并应用于具有各种电场型天线元件23的标签本体22而构成标签21。进而，若 为如此的无线通信用天线，则可不必限定于无线IC标签，使用本发明的作用同样可改善无 线通信。图7Α 图7J是表示共振层27的形状例的平面图。将与共振层27的1条边平行 的方向(例如图7的左右方向)设为第1方向X，将垂直于第1方向χ的与其它边平行的方 向(例如图7的上下方向)设为第2方向y。共振层27的构成如图7A 图7J所示，使长 方形的一部分欠缺而形成非连续区域40。共振层27或者非连续区域40可取长方形、正方 形、多边形、椭圆形、圆形、不规则形等任意的外廓形状。不仅形状无限制，个数也无限制。非连续区域40可如图7A所示，形成为在第1及第2方向x、y的中央部，沿第2方 向y延伸的细长的长方形，也可如图7B所示，形成为在第1及第2方向x、y的中央部，连结 着沿第1方向χ延伸的长方形部分的H状，也可如图7C所示，形成为在第1方向χ的中央 部，从共振层27的端部形成缺口的形状。又，也可如图7D所示，形成为在第1及第2方向 x、y的中央部，长边与第2方向y平行的长方形，也可如图7E所示，形成为在第1及第2方 向x、y的中央部，连结着沿第1方向χ延伸的长度较短的长方形部分的H状。也可如图7F 所示，形成为在从第1及第2方向x、y的中央部偏向第2方向y的其中一方的位置上，连结 着长度不同的平行的长方形部分的“工”字状。又，非连续区域40可如图7G所示，除了图 7F的构成以外，也可形成为在第2方向y的两端部具有长方形缺口的构成，也可如图7H所 示，除了图7A的构成以外，在第1方向χ两侧，平行具有略短的细长长方形，而形成为“小” 字状。图71以及图7J为图7A以及图7B的非连续区域40部分进一步变形后的例。使非 连续区域40的中央附近的宽度宽于其它部分，从而进一步减小对IC芯片31或者标签本体 22的影响。可不受以上限制而具有任意形状。
共振层27可如图7A、图7B、图7D 图7F、图71、图7J所示，仅形成有1个非连续 区域40，也可如图7G、图7H所示，形成有多个非连续区域40。又，共振层27可如图7A、图 7B、图7D、图7E、图7H、图71、图7J所示，相对于穿过共振层27的中心的中心轴线L27，对 称地形成非连续区域40，也可如图7C、图7F、图7G所示，相对于穿过共振层27的中心的中 心轴线L27，非对称地形成非连续区域40。又，共振层27可如图7A、图7B、图7D、图7E、图 7F、图7G、图71、图7J所示，构成为仅形成有整个周围由共振层27包围的孔状非连续区域 40，也可如图7G所示，形成孔状非连续区域40，以及部分开放而与共振层27的外部相连的 缺口状非连续区域40，也可如图7C所示，构成为仅形成缺口状非连续区域40。若存在非连 续区域40，则其形状以及结构并不受特别限制。其可为多个，也可为经组合的结构。又，既 可为完全分割共振层27的缺口。又，也可为多边形、线形、棒状、圆形、圆弧形、曲线状、不规 则形等任意形状。这些也有时分布于上下方向上。又，也可将共振单位作为元件(导体元件)，形成将其单个或多个排列配置的共振 层27。在该情况下，导体元件之间被绝缘，由其间隔形成的电容器会对共振频率产生影响。 该间隔的绝缘部分也为本发明的非连续区域40。在共振层27或非连续区域40或者导体元件的外廓形状的至少一部分制成曲线状 的情况下，无论共振层27或非连续区域40或者导体元件等天线部分相对于沿电波入射方 向观察到的极化方向的角度位置关系如何，天线特性均稳定。即，在接收到圆极化波的电波 的情况下，天线部分相对电波极化面的接收特性的角度依赖性小，可实现稳定的共振。当共振层27如图7A 图7J所示构成为形成有非连续区域40的情况下，可使非 连续区域40发挥天线的功能。由此，除了具备上述辅助天线35以外，也可具备非连续区域 40作为天线。若以与通信频率的电磁波产生共振的方式形成该非连续区域40，则可将该非 连续区域40中所接收的电磁波能量提供至天线元件23或者标签本体22。进而，通过非连 续区域40的共振，而沿其周围，共振层27的正反两面均流过共振电流，故可实现更强的电 磁耦合(实现阻抗匹配)，或者可改善无线IC标签21的发射效率。此时，共振层27可仅由 非连续区域40产生共振。在非连续区域40用作天线的情况下，会因该非连续区域周围的形状以及尺寸不 同，频率特性也不相同。结合所需频率特性而确定非连续区域40的形状以及尺寸。例如 槽孔天线，在该槽孔的周长等于电磁波波长时会产生共振。一般而言，其是超短波频带 (30MHz 300MHz)以上的频率中使用的天线。如上所述，来从非连续区域40的发射也成为辅助天线35的发射的一部分。当形 成细长长方形等沿细长线形延伸的非连续区域40的情况下，非连续区域40与标签本体22 的位置关系成为直交，故而受到以连结标签本体22的长度方向的方式产生的电场(电力 线)诱导，使得以穿越槽孔状非连续区域40的方式产生的电场增强，导致产生于槽孔周围 的电流变大。进而，若形成加大其线宽、且使长度方向尺寸与宽度尺寸的差小的非连续区域 40，则槽孔状非连续区域40中产生的电场变小，使得产生于槽孔周围的电流也变小。进而， 若形成组合着长度尺寸不同的长方形等非对称形状的非连续区域40，则可产生复杂的电场 及电流，获得较大接收强度的频率范围大、或者可具有多个共振频率、并且可进行宽频带的 接收的频率特性。又，在实现如此的宽频带的情况下，可通过使非连续区域40形成于偏离 共振层27中心的位置上等，能够在天线构造中导入非对称性、导入多个能够产生共振的部位，实现更大的宽频带。再者，非连续区域40并非必须产生共振。即便不产生共振，也可实现辅助天线35 的第1导体层27中产生的感应电流的电流路径的高电阻化，由此可抑制天线元件23或者 标签本体22的阻抗下降。通过改变非连续区域40的形状，并将多个进行组合等，可设计为增强辅助天线35 与天线元件23或者标签本体22的电磁耦合，或者使之宽频带化，或者增加共振，又，可通过 共振效果而支援辅助天线效果。图8是本发明实施形态的薄片体20的平面图，图9是薄片体1的放大剖面图。使 用图8所示形状的薄片体20的情形为实施形态A。非连续区域40如图9的剖面图所示，构成为沿层叠方向贯穿第1间隔片32与辅 助天线35，其结果为，第2间隔片33形成槽底。因此非连续区域40的深度D等于第1间隔 片32的厚度与辅助天线35的厚度的和，例如0. 1 20mm。非连续区域40的长度L形成为薄片体20的短边方向长度Lo的1 1，000%，若 存在弯曲部分，则总长度包含该弯曲部分在内例如为1 500mm。
非连续区域40的宽度W取决于IC芯片或其焊接部分以及电抗负载部的大小等， 例如为0. 1 50mm。通过设置如此的非连续区域40，无需接线来配置的无线IC标签的偶 极天线与辅助天线35经由该非连续区域40进行电磁耦合，从而使辅助天线35起到共振天 线的作用。进而，由于无线IC标签的正下方设置有非连续区域40，因此作为辅助天线35对 IC芯片的导电体的共振层，可减小通信干扰部件(附近金属)作动产生的影响。非连续区域40可通过普通的形成方法来形成。在第1间隔片32中，利用冲孔、切 削等机械加工，或者利用蚀刻等化学加工，从包含介电质材料的板状部件中去除作为非连 续区域40的特定部分即可。又，根据利用的介电质材料，也可在成型时成型为预先设有非 连续区域40的形状。在辅助天线35中，也与第1间隔片32相同，利用机械、化学加工去除作为非连续 区域40的特定部分即可。又，也可对间隔片直接实施印刷、蒸镀、涂布处理，以形成为预先 设有狭缝、槽孔等的形状。既可采用上述方法在第1间隔片32与辅助天线35中分别形成非连续区域40，也 可在第1间隔片32中预先层叠辅助天线35，使两者同时形成非连续区域40。本发明的非连续区域40在辅助天线35中为必须条件，而在反射层28中则可无该 非连续区域40。同样地，在第1间隔片32以及第2间隔片33中，非连续区域40也可有可 无。在最近处的导体层中设置非连续区域40为本发明的必要条件。图10是表示设置着未形成非连续区域40的共振层27的作为比较例的标签21的 立体图。在图10中省略表示基材30。在使用无非连续区域40的共振层27的情况下，就天 线元件23以及IC31的设置而言，IC31重叠于共振层27的中心位置，天线元件23与共振 层27的一边平行或者大致平行地延伸。图11是表示设有图8B所示的形成着H状槽孔的非连续区域40的共振层27的标 签21的立体图。此为实施形态B。在图11中，省略表示基材30。当使用在共振层27的中 央部中形成以第1方向χ为上下而进行观察时成为“H”的非连续区域40的共振层27的情 况下，就天线元件23以及IC31的设置而言，IC31重叠于共振层27的大致中心位置，天线元件23或者标签本体22沿第1方向χ延伸。在该状态下，IC31或者电抗负载部的位置与 非连续区域40重叠。图12是实施形态B的薄片体20的平面图。 作为非连续区域40，在辅助天线35的长边方向中央部，设有与短边方向平行的直 线状孔Si、以及在短边方向隔开规定间隔，平行于长边方向的两条直线状孔S2，孔Sl与孔 S2设置为在中央部交叉，且直线状孔Si，较之孔S2不突出至外侧。孔Sl以及孔S2的剖面结构，与实施形态A中图9所示的剖面图相同，沿层叠方向 贯穿第1间隔片32与辅助天线35，其结果为第2间隔片33形成槽底。又，孔Sl与孔S2的 深度以及宽度均相同。孔S2的深度D等于第1间隔片32的厚度与辅助天线35的厚度的和，例如为0. 1 20mm。孔Sl以及孔S2的宽度W取决于IC芯片及其焊接部分以及电抗负载部的大小等，例 如为1 30mm。孔Sl的长度LlOl例如为5 100mm，孔S2的长度L102例如为30 500mm。通过设置如此的孔Sl以及孔S2，经安装的无线IC标签的偶极天线与辅助天线35 可经由该孔Sl以及孔S2而电磁耦合，使辅助天线35起到共振天线的作用。进而，在无线 IC标签的正下方设有孔Si，在偶极天线的电抗负载部的附近设有孔S2，因此，可减小辅助 天线35作为附近导电体(作为通信干扰部件)对IC芯片以及电抗负载部的影响。图13是设有图8C所示的形成有狭缝状非连续区域40的共振层27的标签21的 立体图。此为实施形态C。在图13中，省略表示基材30。当使用在共振层27的中央部形 成有从共振层27端部沿第2方向y延伸的长方形非连续区域40的共振层27的情况下，就 天线元件23以及IC31的设置而言，IC31重叠于共振层27的大致中心位置，天线元件23或 者标签本体22沿第1方向χ延伸。在该状态下，IC31或者电抗负载部的位置与非连续区 域40重叠。如图11 图13所示，在使用形成有非连续区域40的共振层27的情况下，优选的 是，以重叠方式设置非连续区域40与IC31或者电抗负载部。若如此般以重叠方式配置非 连续区域40与IC31或者电抗负载部，则可将共振层27对天线元件23或者标签本体22的 阻抗的影响抑制至较小。又，可通过所配置的位置，而使阻抗匹配最佳化。由此，可易于从 IC31对天线元件23或者标签本体22进行供电，提高通信效率。图14是用以说明通信距离的推算方法的图表，在图14中，横轴表示距读取器的距 离，纵轴表示接收功率以及功率密度。通过标签21可进行通信的最大距离(以下称为“通 信距离”)，为标签21的位置与使标签21以远离读取器的方式相对地移位时从可通信状态 变为无法通信状态的位置之间的距离。在标签21中，规定着标签21动作所需的功率(以 下称为“动作功率”)Wd。标签21进行接收的功率(以下称为“接收功率”)Wr为动作功率 Wd以上(Wr彡ffd)的情况下，标签21可进行通信，而当接收功率Wr小于动作功率Wd (Wr < Wd)的情况下，标签21无法进行通信。通信距离为在接收功率Wr等于动作功率W的情 况下读取器至标签21为止的距离。标签21的接收功率与标签21的动作增益成比例，并且与来从读取器的电磁波功 率密度成比例。到达标签的功率密度与相对于读取器的距离的平方成反比。因此，若知道 标签21的动作增益与标签本体22位于自由空间的情况下的动作增益之比，则可推算标签21的通信距离与标签本体22位于自由空间的情况下的通信距离之比。如图14所示，通信 距离之比=V动作增益之比R(图14所示)。这样便可推算标签21的通信距离。图15是表示用于标签21的性能评估的共振层27的平面图。图15所示的比较例 的共振层27为长方形，且并未形成有非连续区域40。设与共振层27的一边平行的第1方 向χ的尺寸为第1尺寸(边长)Wl，设垂直于第1方向X，且与共振层27的其它边平行的第 2方向y的尺寸为第2尺寸(宽度)W2。图16是用以说明标签21增益的图。标签21构成为在天线元件23或者标签本体 22中，相互转换电信号与电磁波信号，电信号所具有的电功率与电磁波信号所具有的电磁 波功率之间的转换效率愈高，则性能愈佳。标签21的发送性能与接收性能一致，发送性能 高，则接收性能也高。在此，以由天线元件23进行发送的情形为例，说明天线元件23或者 标签本体22的增益。从作为供电机构的IC31向天线元件23供给功率，并从天线元件23发射功率作为 电磁波。在此，由IC31供给至天线元件23的功率为供给功率P0，而供给功率PO中，仅一部 分输入至天线元件23中。实际输入至天线元件23中的功率为天线功率Pin，由反射特性 值Sll表示被输入了供给功率PO中的何种程度的功率。天线功率Pin中作为电磁波而发 射的功率为发射功率Prad，该发射功率Prad为除去天线元件23或者其附近物体所带来的 损耗后的功率。进而，发射功率Prad中，除去发射至作为发射目的方向的通信方向A以外 的功率，朝向通信方向A作为电磁波而发射的功率为定向发射功率Pt。增益中有动作增益Gw、绝对增益Ga、定向性增益Gd。动作增益Gw表示相对供电功 率PO而言可获得何种程度的定向发射功率Pt。绝对增益Ga表示相对天线功率Pin而言可 获得何种程度的定向发射功率Pt。定向性增益Gd表示相对发射功率Prad而言可获得何种 程度的定向发射功率Pt。如上所述，增益为表示功率转换效率的指标。反射特性值Sll为供电匹配的评估值，可评估其共振频率，以式(1)表示，越小越 好。供电部中的能量传递效率(Pin/PO)以式(2)表示。又，设天线元件23的阻抗为Z11， IC31的阻抗为Zport，与IC31的阻抗共轭的复数为Z*port，则式(3)的关系成立。进而发 射效率n以式⑷表示。Sll(dB) = 10 X log ((PO-Pin)/Ρ0) . . . (1)Pin/PO = l-10(sll/10). · · (2)Slll (绝对值)=I (Zll-Z^port) / (Zll+Zport) | ... (3)
n = Prad/Pin = 10((Ga_Gd)/10)... (4)该增益愈大，通信距离愈大，以此实现优选构成。因此，若可增大功率转换效率，提 高增益，则可获得优选构成。若不使用薄片体20或者辅助天线35，而在作为通信干扰体的 物品25附近使用天线元件23或者标签本体22，则物品25中的损耗会变大，导致从天线功 率Pin向发射功率Prad的转换效率变差。又，若在天线元件23或者标签本体22附近存在 作为通信干扰体的物体，则天线元件23或者标签本体22的阻抗Zll会发生变化，使得与 IC31的阻抗Zport的差变大，使反射特性值Sll变大，导致供电匹配变差。可通过使用薄片体20或者辅助天线35，而防止物品25的恶劣影响，以此防止从天 线功率Pin向发射功率Prad的转换效率的恶化，并且防止物品25导致天线元件23或者标 签本体22的阻抗Zll发生变化，使反射特性值Sll变小，使供电匹配良好。如此，通过使用薄片体20或者辅助天线35，而防止物品25的恶劣影响，实现获得高增益的通信环境。 图17是表示用于本发明的标签21的标签本体22的平面图。作为标签本体22， 可使用包含以直线状延伸的偶极天线，或者如图17所示的弯曲型偶极天线的标签本体22。 该标签本体22也为偶极天线，其构成为连接于IC31的基端部23a与自由端部23b之间的 中间部23c呈S状蜿蜒前进，自由端部23b形成为宽度宽于中间部23c而呈平面状，进而， IC31的两侧部分构成为通过回路部23d绕过IC31而被电连接。在图17所示的天线元件 23，形成有回路部23d，作为电抗负载部。部分具有该回路部的构造为能在诸多电波方式IC 标签中看到的构造。图17的标签本体22的长度方向为94mm，宽度方向为16mm，回路部分 的长径为12mm。图18是表示用于标签21的性能评估的又另一个共振层27的平面图。图18所示 的共振层27为长方形，且形成着H状非连续区域40，第1尺寸Wl为95mm，笫2尺寸W2为 43mm。非连续区域40为H状，其具有沿第1方向χ延伸且相互平行的两个细长长方形部分 40a、40b，以及连接这些的连接部40c。第2方向y的其中一侧的一个长方形部分40a的宽 度(第2方向y的尺寸)Dl为2mm，长度方向尺寸(第1方向χ的尺寸)L5为75mm，且该长 方形部分40a在与共振层27的第1方向χ两端相距的距离各为L7 = IOmm内侧的位置间， 并沿与共振层27的第2方向y的其中的一端相距的距离L6 = 8mm内侧的位置延伸。第2 方向y另一侧的另一长方形部分40b的宽度(第2方向y的尺寸)D2为2mm，长度方向尺 寸(第1方向χ的尺寸)L8为75mm，该长方形部分40b在与共振层27的第1方向χ两端相 距的距离各为LlO = IOmm内侧的位置间并沿与共振层27的第2方向y的其它端相距的距 离L9= 15mm内侧的位置延伸。该两个长方形部分40a、40b在第2方向y上隔开间隔D3 =16mm。连接部40c在共振层27的第1方向χ的中央位置沿第2方向y延伸。宽度(第 1方向χ的尺寸)D5为2謹。图19是表示反射特性值Sll来作为使用图17所示的标签本体22，且具备图8所 示的薄片体20的标签21的评价结果的图表。图20是表示反射特性值Sll来作为使用图 17所示的标签本体22，且具备图18所示的共振层27的标签21的评价结果的图表。图21 是表示反射特性值Sll来作为使用图17所示的标签本体22，且具备实施例7以及实施例8 的共振层27的标签21的评价结果的图表。在图19 图21表示结果的标签21中，使第1 间隔片层32的厚度尺寸为1mm，并使第2间隔片层33的厚度尺寸为2mm。第1间隔片层32 以及第2间隔片层33假设为树脂发泡体，且就相对介电常数的实部而言第1间隔片层32 为1. 1，第2间隔片层33为1. 2，介电常数损耗项tan δ ( = ε ”/ ε，)均为0. 01。再者不 具磁性。又，相对介电常数取UHF频带中不依赖于频率的相对稳定的值，因此UHF的整个频 带内可应用该数值。材料常数是通过同轴管法，并使用网际网路分析器(安捷伦科技有限 公司制造，商品名HP8720ES)进行测定。用于图19中表示结果的标签21的共振层27中，第1尺寸Wl为110mm，第2尺寸 W2为46mm，非连续区域40的宽度Ll为1mm，长度尺寸L2为42mm，距离L3为2mm。用于图 20中表示结果的标签21的共振层27具有图18所示的尺寸。用于图21表示中表示结果的 标签21的共振层27中，第1尺寸Wl为107mm，第2尺寸W2为67mm。在图19以及图20中，对比表示自由空间的情形与标签21的情形。图19中表示 结果的标签21设置为，标签本体22沿第1方向χ延伸，IC31与非连续区域40重叠，回路部23c横切非连续区域40。图20中表示结果的标签21设置为，标签本体22沿第1方向χ 延伸，IC31与非连续区域40的连接部40c重叠，回路部23c与其它长方形部分40b重叠。 图21中表示结果的标签21设置为标签本体22沿第1方向χ延伸。在图19 图21中，横轴表示频率，纵轴表示供电匹配Sll。又，在图19 图21中， 以点划线表示自由空间的结果，而以线与圆圈的组合表示无非连续区域的片状构造的共振 层的结果，以实线表示标签21的结果。如图21所示，当使用具有回路部23d的标签本体22 的情况下，无非连续区域40的共振层27无法获得充分效果，如表2及表3以及图19及图 20所示，可通过使用形成着非连续区域40的共振层27，提高供电匹配。当非连续区域40 为细长狭缝的情况下，频带会变小，但可获得通信频率(953MHz)中极佳的供电匹配。若以 上述推算方法推算通信距离，则如表3的实施例4所示，可获得能够取得自由空间的情况时 的约76%的通信距离的结果。又，当非连续区域40为H状槽孔的情况下，与非连续区域40 为长方形槽孔的情形相比，供电匹配出现若干劣化，而若以上述推算方法推算通信距离，则 可获得能够获取略低于自由空间的情况时的60%的通信距离的结果。如上所述，当使用具 有回路部23d等电抗负载部的标签本体22的情况下，可通过使用形成有非连续区域40的 共振层27，而实现通信距离长的标签21。图22是表示本发明其它实施形态的共振层27的平面图。例如图22所示，共振层 27可构成为具有相互电绝缘的多个导体元件70。在如此的构成中，通过各导体元件70而 分别形成片状天线或分形天线等，由此达成相同效果。又，共振层27如图22所示，可构成 为至少1个角部，图22的例中则所有角部具有曲线状的近似多边形的外廓形状。根据这样 的角部被倒圆的构成，可获得不依赖于所传递的电波的极化方向而能够进行稳定接收的极 化特性优异的标签21。通过在设于导体元件70之间或者导体元件70的非连续区域40的 绝缘部分配置IC31或电抗负载部，能够获取相同的效果。
[实施例]制作上述辅助天线的各实施形态所相应的薄片体，并贴附无线IC标签，对通信距 离进行测定。实施例1 3以及比较例1 3的尺寸、材料等示于表1中。在表1中，尺寸a表 示薄片体的长边长度，尺寸b表示薄片体的短边长度。非连续区域的宽度于实施例1、2(实 施形态A)中表示I型槽孔的宽度。实施例3 (实施形态B)中则表示H型槽孔的宽度，在 此，槽孔Sl与槽孔S2宽度相同。又，H型槽孔的槽孔长度在长度方向上为Li，在宽度方向 上为L2。槽孔Sl与槽孔S2的宽度相同。所有槽孔的长度及宽度可不相同，但在此使长槽 孔彼此的长度相等，且所有槽孔的宽度均相等。辅助天线由包含导体层的共振层与第2间隔片构成，而下层中有时含有导电层 (反射层)，有时不含有导电层(反射层)。用于实施例的第1间隔片以及第2间隔片为发 泡树脂，950MHz频带中的相对介电常数的实部ε ’为1 2，以及介电正切tan δ为0. 5以 下。 在SUS 板(Steel-special Use-Stainless, 7令轧不锈钢卷板) (210mmX300mmX0. 5mm厚)上，设置贴附于薄片体上的状态的无线IC标签，并从通过设于 规定高度的读取器天线而能够通信的距离缓慢地连同SUS板拉开距离，将可读取的最大距 离作为通信距离。无线IC标签中，使用欧姆龙株式会社制造的Wave Tag，在读取器天线中，使用欧 姆龙株式会社制造的V750-HS01CA(圆偏振片状天线)，读取器，使用欧姆株式会社制造的 V750-BA50C04-JP(发送最高输出28. 5dBm，使用通道1CH)。当将无线IC标签配置于薄片 体时，使无线IC标签的IC芯片或电抗负载部的一部分位于与非连续区域部分相对置的位置上。基于经测定的通信距离，来算出通信比率并加以评估。通信比率是通过经测定的 通信距离/自由空间的标签读取通信距离(4.5m)X100(%)而计算的。结果示于表1中。 读取器的输出为高输出(28.5dBm)。比较例1 3中，通信距离均较短，通信比率为4 13%。实施例1 3的通信比率均远远超过比较例，呈现出通信改善效果。使实施例3的无线通信改善薄片体与无线IC标签以贴附状态，沿曲面安装于 小140mm的金属制罐上。该状态下通信距离也为3. 5m，通信比率显示出较高的值79%。由 于构成中并未设置反射层，使薄片体的可挠性提高，其结果，也可对应金属制物品的曲面形 状，使圆筒状金属产品也可进行RFID无线通信管理。表2及表3表示对无线IC标签使用本发明的无线通信改善薄片体20时的形状效 果的模拟结果。表2表示形状以及材料条件，表3表示供电匹配S11(S参数)与953MHz下 的通信特性、以及由这些决定的通信改善率。表2及表3中，表示无非连续区域的情形(片 状天线状结构)以及自由空间中使用无线IC标签120的情形的相对性比较。表2
〔021s IT决，油咔i-f犍浮浊炼(沐砘94mm,铺砘16mm) ±, ICC4 >tspl^<lITSOS雞琳皿&^lHm郐疏浮UHF雞琳茬，钸菡W脂A的950MHz频带的相对介电常数实部￡，为1. 1，介电正切tanS为0.01，发泡树脂B 的该频带的相对介电常数实部￡ ’为1.2，介电正切tan S为0. 01，发泡树脂C的该频带的 相对介电常数实部￡ ’为1. 3，介电正切tan 6为0. 01，PET的该频带的相对介电常数实部 e，为3，介电正切tan S为0. 01。在表3中示出，各条件下的供电匹配S11的峰值频率(GHz)、表示953MHz下电磁波 反射特性的供电匹配Sll(dB)、表示相对于在同一频率下定义为无定向 无损耗的基准天 线的增益的绝对增益Ga(dB)、将式(1)所示的匹配损耗与绝对增益Ga均加以考虑而得的动 作增益Gw、表示无线IC标签120的通信距离相对式(2)所示的自由空间的通信距离产生何 种变化的通信改善率。又，供电匹配S11的结果示于图21、图24、图25中。在图21中，对 实施例7以及实施例8的结果与自由空间的情形加以比较。在图24中，对实施例4(实施 形态A的辅助天线)的结果与无非连续区域的片状构造以及自由空间的情形加以比较。进 而在图25中，对实施例5 (实施形态B的辅助天线)的结果与无非连续区域的片状构造以 及自由空间的情形加以比较。再者，绝对增益Ga是表示供给相同功率时天线所发射的功率 密度存在何种程度的不同的尺度。[公式1] [公式2] Gwfree 表示自由空间(比较例6)中的Gw值。为提高通信改善率，必须通过实现阻抗匹配，尽量缩小供电匹配S11，增加绝对增 益Ga。虽是薄型以及小型的薄片体20，但仅通过贴附该薄片体20，便可获得与无线IC标签 的阻抗匹配，且达成增大天线发射特性(绝对增益Ga)。从供电匹配S11来看频带虽然狭 窄，但可实现不弱于自由空间的通信改善率。又，从图21、图24、图25所示的结果可知，也 可确认到设于共振层中的非连续区域的通信改善效果较大。可通过进一步对材料或构成进 行研究，而提供一种覆盖通信许可频带，且具有高通信改善率的薄片体101。实施例13 18、比较例7 12的尺寸及材料等示于表4中。表4记载的非连续 区域40的形状为H状槽孔，记为实施形态B。非连续区域40的长度与宽度，表示H状槽孔 的长度与宽度。表4
于薄片体产生相对性位置变动，并确认该配置位置的影响。表4中的标签设置位置表示将 无线IC标签设于薄片体上、且使它们的长轴方向平行的情况下的薄片体的一边作为上端， 从该位置至无线IC标签的天线元件部分的下端部为止的距离(mm)。此时，无线IC标签的 IC芯片配置为位于薄片体或辅助天线的非连续区域。具有H状槽孔的非连续区域的实施形态B中，存在即便进行薄型化、通信距离也能 延长的倾向。可认为其原因在于，槽孔部分不仅与IC标签进行电磁能量传递，而且也可能 有利于接发电波。如上所述，非连续区域不仅成为加强IC芯片与薄片体(辅助天线)的电 磁耦合的耦合区域，而且其自身可具备接收或发射电波的天线功能。又，可通过对该槽孔部 分的形状加以调节，而使共振层小型化。又可知，在以包覆材料对配置有IC标签的薄片体20实施包覆处理后，包覆材料的 介电常数有时会对天线共振频率产生影响，故包覆材料的种类或厚度等构成具有调节无线 通信距离的效果。根据通信距离或通信比率，了解到配置IC标签的位置会使通信改善结果受到影 响，最佳配置位置会相应薄片体的总厚度而变化，其明确倾向尚无法把握。其中，发现通过 控制标签配置位置，也能够使阻抗匹配达到适当化，由此可与通信改善相联系。如上所述， 可确认即便不接线而进行配置，仅此也可使无线IC标签充分地传递信号，即便附近存在通 信干扰部件也可改善通信。实施例17与其它例不同，其使用UPM公司制造的Rafsec UHF Web标签(尺寸 30mmX50mm)。薄片体的尺寸也控制为70mmX40mm，是可用作卡片尺寸的尺寸。该标签在自 由空间中的通信距离为2. 6m。对直接使用薄片体的情形与使用由EVA(ethylene-Vinyl Acetate,乙烯-乙酸乙 烯酯)树脂包覆的薄片体的情形的通信距离与通信比率加以表示。其结果可知，包覆材料 会对通信距离产生影响。因此，使用相同的无线IC标签以及薄片体20，仅将薄片体20的 包覆材料改为聚酯弹性体(0.4mm厚)后，通信距离下降至1.2m。EVA树脂的材料常数，在 953MHz下复合相对介电常数的实数部(￡ ’)为2. 4，且其虚数部(￡ ”)为0. 02，介电正切 tan 6 ( = e，，“，)为0. 01，均为较低值，相对于此，聚酯弹性体在953MHz下复合相对介 电常数的实数部(￡ ’)为3. 1，且虚数部(￡ ”)为0.22，介电正切tan S为0. 07。介电常 数的实数部也略高，但其虚数部高，认为该虚数部高使能量损耗效果增大，从而导致通信距 离降低。优选的是，选择通信频率中的介电正切tan S为0.05以下的材料。该材料不仅可 应用于包覆材料，而且也可应用于间隔片层的材料。实施例19 27、比较例13 15的尺寸及材料等示于表5中。表5记载的非连续 区域的形状为I状狭缝，并记为实施形态C。非连续区域的长度与宽度表示I状狭缝的长度 与宽度。
薄片体产生相对性位置变动，并确认到该配置位置的影响。可知，因该位置变动有时会使通 信距离不同，可调节阻抗匹配。实施例28 31、比较例16、17的尺寸及材料等示于表6中。表6记载的非连续区 域40的形状为I型槽孔，并记为实施形态A。非连续区域40的长度与宽度表示I型槽孔的
长度与宽度。
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其结果可确认如下内容无论是否使用包覆材料，无需与薄片体接线来配置无线 IC标签，仅此便可使无线IC标签充分地传递信号，即便附近存在通信干扰部件，也可进行 通信改善。实施例32 34的尺寸、材料等示于表7中。表7记载的非连续区域的形状为图 22所示的图案形状，并记为实施形态K。非连续区域的宽度表示图案元件的间隔。又，非连 续区域的长度在本实施例中对应薄片体的宽度。
具有图案元件的间隔等的非连续区域的实施形态K中，作为小型化天线的图案元 件70分别与IC标签进行电磁能量传递，实现通信干扰部件附近的通信改善。又，可通过使小型的多个图案元件70成为圆形，或者对角部实施倒角R，而降低电波的极化依赖性，提高 例如IC标签以及薄片体即便弯曲，也可对任何极化电波进行通信的能力。该实施形态中使用磁体层。磁体层是通过对PVC(p0lyVinyl chloride，聚氯乙稀) 中混勻50vol. %羰基铁粒子而制成，就950MHz中的材料常数而言，复合相对介电常数的实 数部(￡ ’)为19. 0，且其虚数部(￡ ”)为0. 9，复合相对导磁率的实数部(P ’)为5. 3，且 其虚数部(P”)为1.4。导磁率正切tan S为0.27，而介电正切tan S抑制为较低的0.05。 可通过图案元件与磁体层的组合，而获得通信改善效果。本发明只要不脱离其精神或者主要特征，便可以其它各种形态实施。因此，上述实 施形态在各个方面而言仅为例示，本发明范围由权利要求书的范围所示，不受说明书本文 的任何限制。进而，权利要求书范围内的变形或变更全部属于本发明范围内。上述各实施形态仅为本发明的例示，其构成可进行变更。例如薄片体20或者辅助 天线35也可不具备反射层28。在该情况下，在间隔片层33安装于物品25上。根据如此的 结构，也由共振层27、物品25的表面构成辅助天线，并可获得相同的效果。又，表示了将通 信频率设计为953MHz的情形，但并不限于此，也可调节为任何频率。又，不必使通信频率与 共振频率完全一致，例如，频率调节为UHF频带频率的US频带(911 926MHz)的情况下， EU频带(868 870MHz)或JP频带(952 956MHz)也可进行通信。再者，本次使用的读 取器，采用依据日本电波法的高输出型读取器。该基准中，天线功率为1W以下，天线增益为 6dBi以下。若增加该读取器的输出，则通信距离会延长，但读取器的输出因国家不同而其基 准也不同。例如本说明书中，即便采用日本国内基准的读取器而成为比较例的结构，在可使 用大输出的读取器的情况下，存在通信距离增加而成为可进行通信的实施例的情形。本发明规定了无线通信改善薄片体以及辅助天线的通信改善机制，根据其主旨， 使读取器输出超过日本国内基准的情况下的更薄型且高性能的无线通信改善薄片体，即便 在本说明书中记载于比较例中，也当然包含于本发明中。图26是本发明其它实施形态的薄片体101的放大剖面图。在上述实施形态中，对 在第1间隔片以及辅助天线中设有以第2间隔片为底的非连续区域40的结构进行了说明， 但第1间隔片102中也可不设置孔，而仅在辅助天线103中设置孔。作为本实施形态的制造方法，可在设有孔的辅助天线103上，贴附未设置孔的第1 间隔片102，也可临时在第1间隔片102以及辅助天线103中设置孔，随后填充第1间隔片 102的孔。上述实施形态中，就辅助天线103中设置槽状孔的实施形态进行了说明，但也可 设置缺口。图27是表示辅助天线的其它例示的平面图。图27A表示形成有直线形缺口 S 的辅助天线103a。图27B表示如下的辅助天线103b，其设置为平行于短边方向的直线形缺 口与平行于长边方向的槽状孔在中央部分交叉，并且直线形缺口未从孔突出至外侧。图28是表示本发明的另一个实施形态的无线通信用IC标签130的平面图。本实 施形态的无线通信用IC标签130的特征在于，薄片体101的配置面中安装有无线IC标签 120。图28A表示具有I状槽孔的薄片体101的配置面上安装有无线IC标签120的构成， 图28B表示具有H状槽孔的薄片体101的配置面上安装有无线IC120标签的实施形态。又，薄片体20可构成为至少其中一侧的表面部具备粘着性或者粘接性。也可利用 该粘着性或者粘接性，将薄片体20或者辅助天线35粘贴于标签本体22上。又，也可利用该粘着性或者粘接性，将标签21安装于物品25上。固结方法不限于这些，可使用所有方 法。采用螺母等固定夹具的方法或使用磁铁的方法，嵌入方法或以带状物压紧的方法或使 用面扣的方法等安装方法均可使用。以硬壳等夹入标签21的情况下，标签本体22、薄片体 20或者辅助天线35等有时无需单独粘着或粘接。又，薄片体20或者辅助天线35也可以是在间隔片层32、33等中添加例如难燃剂 或者难燃助剂而具备难燃性、准难燃烧性或者不燃性的结构。又，也可通过具有难燃性或者 不燃性的材料包覆薄片体20或者辅助天线35的至少外周一部分。例如便携式电话等电子 设备也对内置的聚合物材料要求难燃性。无线通信用IC标签21，优选的是，外表面的一部分或者全部由介电材料包覆。作 为用以进行包覆的介电材料，考虑有例如硬壳的情形与提供可挠性的软壳情形。作为硬壳， 可考虑上述各种塑胶以及无机材料、木材等。也可在树脂中添加无机材料等。作为软壳，可 使用上述热塑性弹性体以及各种合成橡胶。使用可赋予刚性的材料形成硬壳，而使用可赋 予可挠性的材料形成软壳。作为材料，可使用作为介电质材料所例示的材料或其它无机材 料、纸类、木材类、土类、玻璃类、陶瓷类材料。可对这些材料任意添加填充材料，或者实施交 联。又，也可具有粘着性或粘接性。也可使用发泡材料。又，薄片体20或者辅助天线35也可具有耐热性。具体而言，在橡胶或者树脂材料 中添加交联剂的情况下薄片体10的耐热温度为150°C，薄片体20或者辅助天线35在至少 超过150°C前，特性不会产生变化。就耐热性而言，可通过利用陶瓷或者耐热性树脂(例如 在聚苯硫醚树脂中添加Si02填料的材料)包覆标签54、薄片体20、天线元件23以及IC芯 片31的至少一部分，而使其在150°C以上也具有耐受性。以陶瓷包覆的情况下，完全烧结、 部分烧结以及未烧结均可。作为本发明的另一个实施形态，可列举无线通信系统。作为无线通信系统，可列举 RFID无线通信系统140，其如图29所示，例如对多个金属制容器131分别贴附无线IC标 签130，使这些一并通过设有读取器142的天线门(gate)部141，进行信息的读取或写入。 又，也可构成如下RFID无线通信系统，其在大量金属制物品上贴附无线IC标签130，并使这 些依次(隔开一定间隔)在传送机上传输，由设于任意处的天线门部对这些进行物流管理 (进出库管理)或跟踪管理等。使用本发明的薄片体20或者辅助天线35可实现IC标签，但此外的无线通信装置 也可应用该通信改善机构或通信改善方法。作为无线通信装置之例，有天线，尤其在金属板 等通信干扰部件附近进行电波方式无线通信的情况下的天线、或者读取器、读取器/写入
嬰坐
■V^^t o[产业上的可利用性]根据本发明，由于天线或者标签本体与通信干扰部件之间插入有薄片体或者辅助 天线，因此，可排除或减小通信干扰部件对天线或者标签本体的影响。而且即便通信干扰体 的构成产生变化，其影响也不会表现于天线或者标签本体中。进而，辅助天线的共振层作为 独立的天线发挥作用，当用于通信的电磁波入射时，会产生共振现象。进而，共振层中设有 包含狭缝或者槽孔等的非连续区域，因此，在该辅助天线附近设置天线或者标签本体的情 况下，可利用以大致、/2产生共振的片状天线的强磁场区域，使辅助天线与天线或者标签 本体产生电磁耦合，激发辅助天线与天线或者标签本体间进行电磁能量转移。又，无需接线而仅使天线或者标签本体的配置位置最佳化，便可使阻抗匹配。由此，不仅可排除通信干扰 体的影响，而且与未设置辅助天线的情形相比，可增加天线或者标签本体的接收(发送)功 率。因此，即便在通信干扰体的附近也可较佳地进行无线通信，又，可确保充分的通信距离。 如上所述，使具备导体层的薄片体(辅助天线)具有天线功能以及无需接线的阻抗匹配调 节功能，由此可排除通信干扰部件的影响，获得较大的通信改善效果。本发明的薄片体构成 为如下构造，即在辅助天线上层叠地设有间隔片，且共振层与通信干扰体电绝缘，故薄片体 本身不受通信干扰体的影响，进而，可利用天线完善用于通信的电磁能量。根据本发明，无线通信改善薄片体可通过以不接线的方式配置无线IC标签而改 善无线IC标签的无线通信特性。本发明的无线通信改善薄片体只需与市售无线IC标签重叠，便可达成通信改善 而不必依赖于被粘附物品的种类的辅助天线。该无线通信改善薄片体在辅助天线与无线IC 标签的IC芯片间的电波信号的交换中无需导线配线、接线、焊接等工序，而仅经由空间中 的电磁场分布，在该条件下可实现阻抗匹配或共振频率调节。第1间隔片具有以不接线方式配置无线IC标签的配置面，且在第1间隔片的上述 配置面相反侧的面上设有辅助天线。第2间隔片夹持着第1导体层而设于第1间隔片的相 反侧。上述辅助天线的第1导体层的特征在于设有非连续区域。由此，无线IC标签的偶极天线与辅助天线可经由非连续区域产生电磁耦合，发挥 辅助天线的通信改善效果。又，根据本发明，上述辅助天线的第1导体层的特征在于具备单个或者多个导体 元件，导体元件相互为绝缘关系，第1导体层或导体元件的至少任一个与用于上述无线通 信的电磁波产生共振。辅助天线通过与无线通信所使用的电磁波产生共振，而可进行无线通信，达到通 信改善的效果。又，根据本发明，上述辅助天线的第1导体层具备沿平面方向或者层叠方向分割 的多个导体部分，导体部分相互为绝缘关系，第1导体层或者导体部分中的任一者与用于 上述无线通信的电磁波产生共振。与无线通信所使用的电磁波产生共振的共振层中设有任意的非连续区域，或者在 共振层以外具有导体层，或排列多个导体层，从而能够追加阻抗调节功能，或者扩展无线通 信频带，发挥通信改善效果。又，根据本发明，在上述辅助天线的第2间隔片的相反侧还设有第2导体层。由此， 可减小无线通信改善薄片体的设置位置(也包括材料种类)的影响。又，根据本发明，在上述辅助天线的第2间隔片的相反侧设有第2导体层，并使该 第2导体层大于辅助天线所具备的导体层。由此，可确实地减小无线通信改善薄片体的设 置位置(也包括材料种类)的影响，且可控制无线电波的定向性。又，根据本发明，上述非连续区域中的至少1个在配置有上述无线IC标签时，设置 为至少与上述无线IC标签所具备的IC芯片或者电抗负载部相对置。由此，可减小辅助天线作为导体材料所带来的影响，且增加阻抗调节功能，进一步 提升通信改善效果。
又，根据本发明，上述非连续区域设为上述辅助天线与用于上述无线通信的电磁 波产生共振。由此，可进一步提升辅助天线的通信改善效果。又，根据本发明，上述第1导体层或者上述非连续区域中的至少一部分的外廓形 状为曲线状。由此，无论导体层或非连续区域等天线部分相对于沿电波入射方向所观察的极化 方向的角度位置关系如何，天线特性均为稳定。又，根据本发明，外表面的一部分或者全部由介电材料包覆。由此，可减小来从外部的多余电磁波的影响、或周边环境(水分、温度、压力等)的 影响，进一步提升通信改善效果。又，根据本发明，上述第1间隔片、上述第2间隔片以及包覆介电材料中的至少任 一个为非导电性，且包含使电磁波聚集并穿过的低损耗材层。通过使用低损耗性材料，能够使薄片体、辅助天线、无线IC标签中的能量损耗减 少，进一步提升通信改善效果。又，根据本发明，上述第1间隔片以及上述第2间隔片中的至少一个包含发泡体。通过使用发泡体，能够提供轻量化、薄型化的能量损耗少的无线通信改善薄片体。又，根据本发明，上述配置面以及上述配置面的相反侧的面中的至少一面具有粘 着性或者粘接性，或者通过固结机构而安装于被粘附体中。由此，可易于实施无线IC标签的安装、或向对象产品的贴附、固定。又，根据本发明，无线通信用IC标签是在上述无线通信改善薄片体的配置面配置 无线IC标签，或者在无线通信改善薄片体或辅助天线中组装IC芯片而得到的。由于无线IC标签与无线通信改善薄片体一体化，因此可不受设置位置、贴附位置 的影响，进行无线通信。又，根据本发明，通过使用上述无线通信改善薄片体，能够实现通信干扰部件附近 的无线通信得以改善的电波方式天线。又，根据本发明，通过至少使用上述无线IC标签或者上述天线，能够实现不产生 读取错误、读取不良的无线通信系统。
权利要求
一种无线通信改善薄片体，在通信干扰部件附近，使用以电波方式进行通信的天线来进行无线通信时，用于无线IC标签与通信干扰部件之间，且以不接线的方式配置无线IC标签，由此改善无线IC标签的无线通信特性，其特征在于，层叠有第1间隔片，具有以不接线的方式配置无线IC标签的配置面；辅助天线，设于第1间隔片的上述配置面相反侧的面，并且具有第1导体层；及第2间隔片，在辅助天线上，夹持着第1导体层而设于第1间隔片的相反侧，在上述辅助天线的第1导体层设有非连续区域。
2.如权利要求1所述的无线通信改善薄片体，其特征在于，上述辅助天线的第1导体层具有单个或者多个导体元件，且导体元件相互为绝缘关 系，第1导体层或者导体元件中的至少一个对于上述无线通信中使用的电磁波产生共振。
3.如权利要求1所述的无线通信改善薄片体，其特征在于，上述辅助天线的第1导体层具有沿平面方向或者层叠方向分割的多个导体部分，且导 体部分相互为绝缘关系，第1导体层或者导体部分中的任一个对于上述无线通信中使用的 电磁波产生共振。
4.如权利要求1至3中任一项所述的无线通信改善薄片体，其特征在于， 在上述辅助天线的上述第2间隔片相反侧还设有第2导体层。
5.如权利要求1至3中任一项所述的无线通信改善薄片体，其特征在于，在上述辅助天线的上述第2间隔片相反侧还设有第2导体层，且该第2导体层大于辅 助天线所具有的第1导体层。
6.如权利要求1至5中任一项所述的无线通信改善薄片体，其特征在于，上述非连续区域中的至少1个被设置为，在配置了上述无线IC标签时，至少与上述无 线IC标签所具有的IC芯片或者电抗负载部相对置。
7.如权利要求1至6中任一项所述的无线通信改善薄片体，其特征在于，上述非连续区域中的至少1个被设置为，对于上述无线通信中使用的电磁波产生共振。
8.如权利要求1至7中任一项所述的无线通信改善薄片体，其特征在于， 上述第1导体层或者上述非连续区域的至少一部分的外廓形状为曲线状。
9.如权利要求1至8中任一项所述的无线通信改善薄片体，其特征在于， 用介电材料包覆外表面的一部分或者全部。
10.如权利要求9所述的无线通信改善薄片体，其特征在于，上述第1间隔片、上述第2间隔片以及包覆介电材料中的至少一个为非导电性，且包含 使电磁波聚集并穿过的低损耗材料层。
11.如权利要求1至10中任一项所述的无线通信改善薄片体，其特征在于， 上述第1间隔片以及上述第2间隔片中的至少一个由发泡体构成。
12.如权利要求1至11中任一项所述的无线通信改善薄片体，其特征在于， 至少一个面具有粘着性或者粘接性，或者通过使用固结机构而可安装于被粘附体。
13.一种无线IC标签，其特征在于，其是在如权利要求1至12中任一项所述的无线通信改善薄片体的配置面上以不接线 方式配置的无线IC标签，或者是在无线通信改善薄片体中组装有IC芯片的无线IC标签。
14.一种电波方式的天线，其特征在于，使用如权利要求1至12中任一项所述的无线通信改善薄片体。
15.一种无线通信系统，其特征在于，至少使用如权利要求13所述的无线IC标签或者如权利要求14所述的天线。
全文摘要
本发明的目的是提供一种能够改善无线通信用的IC标签的可通信距离的无线通信改善薄片体、无线IC标签、天线以及使用它们的无线通信系统。第1间隔片(32)具备以不接线的方式配置无线IC标签的配置面(102a)，且在第1间隔片32的配置面(102a)相反侧的面上设置有对于无线通信所使用的电磁波产生共振的辅助天线(35)。辅助天线(35)包括作为共振层的第1导体层(27)以及第2间隔片(33)。第2间隔片(33)夹持第1导体层(27)而设于第1间隔片(32)的相反侧。在上述辅助天线的第1导体层(27)中设有非连续区域。由此，不仅可排除通信干扰体(25)的影响，而且可使无线IC标签(天线)的接收功率增加，确保较大的通信距离。
文档编号G06K19/00GK101842936SQ20088011398
公开日2010年9月22日 申请日期2008年4月9日 优先权日2007年10月31日
发明者佐藤真一, 冈村东英, 吉田隆彦, 小暮裕明, 岛井俊治, 松下正人 申请人:新田株式会社