JP5065833B2 - Ｒｆｉｄタグ - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣチップに記録されたＩＤ（Identification：識別情報）などの情報をＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）送信するＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグに関する。

ＲＦＩＤタグはＩＣチップとアンテナとによって構成されていて、ＩＣチップに記録されているＩＤ番号などの情報をアンテナから無線（ＲＦ）で送信することができる。したがって、リーダ/ライタによってＲＦＩＤタグと通信することによりＩＣチップに記録されている情報を非接触で読取ることができる。無線を使用している為、袋や箱に入った状態でもＩＣチップの情報を読取ることができる。そのため、物品の製造管理や物流管理などに広く利用されている。これらの中で、音楽用の光ディスクであるＣＤ（Compact Disk）や映画などの映像用のＤＶＤ（Digital Versatile Disk）の管理などがある。さらに近年、機密情報や個人情報の管理強化が進められ、これら情報が収められたＣＤ，ＤＶＤ等のディスクメディアへのＲＦＩＤタグの応用が進められている。ところが、これらディスクメディアのデータ読取り速度が高速化し、ディスクメディアの回転スピードが１００００ｒｐｍを超えようとしており、ＲＦＩＤタグを含めたディスクの重心ずれ（以下、偏重心という）を低減することが要求されている。
特許文献１では、ディスクにＩＣチップを実装することによる偏重心をディスクの中心を基点としＩＣチップと点対称の位置にバランサを付加することにより偏重心量を低減することが開示されている。

特開２０００−１３２９４５号公報（図２,３）

特許文献１に記載されている技術により、ＲＦＩＤタグをディスクメディアに実装が可能となった。しかし、特許文献１では、バランサを用意する必要があり、またバランサを付加するという余分な作業も発生してしまう。また、ここで開示されている技術では現在流通しているメディアデスクの全てにＲＦＩＤタグを実装することが困難でもある。例えば、ディスクメディアの両面にデータが記録されているＤＶＤでは特許文献１に記載されているようにカウンタバランスをデータ記録領域に取り付けることは困難である。なお、ＤＶＤの例はあくまで一例であり、ＣＤのような片面のメディアに、以下説明する本発明を適用することも可能である。

さらに、ディスクメディアの構成材料としてＡｕ、Ａｌなど金属導体層が光反射膜として使用されている。この金属導電層は通常、蒸着法やスパッタリング法によりディスクメディア基板上に形成している。金属導電層の形成範囲は用途や製造メーカごとに異なっている。映画などの鑑賞用ＤＶＤディスクメディアではレーベル面の意匠性を向上させるためにディスクメディア中央にある開口の縁まで金属導電層を形成している場合がある。
これら金属導体層がタグアンテナと接近するとアンテナの電気的特性が低下し、ＲＦＩＤタグの通信距離低下をもたらす。この金属導体層への考慮がなされていなかった。金属導体層の近傍ではアンテナ特性が変化し所望の通信距離を得ることができない。さらに、ＲＦＩＤタグアンテナが金属導電層上に取り付けられるとアンテナ特性はさらに大きく変化し、多くの場合、ＲＦＩＤタグとして機能しなくなる。これは汎用のＲＦＩＤタグを金属製品に取り付けた場合と同様の現象で、タグアンテナを金属面から離す。即ち、タグアンテナと金属部材の間に厚いスペーサを挿入する等の対策を行わないとＲＦＩＤタグとして機能させることができない。しかし、ディスクメディア上に厚いスペーサを有するＲＦＩＤタグを取り付けると多くの場合、ディスクドライブにディスクメディアを装着することができなくなり、実現不可能である。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、ＲＦＩＤタグを取り付けることによる偏重心量を低減する。さらに、ディスクメディアの構造に依存せず、安定した通信特性が得られるＲＦＩＤタグを提供することを課題とする。

本発明のＲＦＩＤタグは、前記の目的を達成するために創作されたものである。そのために本発明のＲＦＩＤタグは、非接触で外部との情報を受け渡し可能なＩＣチップを実装したＲＦＩＤタグであって、このＲＦＩＤタグはＩＣチップの重心軸とアンテナの重心軸と基材の重心軸とからタグの重心軸を定め、そのタグの重心軸とディスクメディアの回転軸とを合わせることで偏重心を低減する。
また、ディスクメディアの構造上の要請等からくる重心軸位置の要請のため、アンテナの幅を調節することも本発明に関わる。なお、重心軸位置の要請は、ディスクメディアの構造上の要請だけではなく、意匠上の要請であってもよい。

本発明のＲＦＩＤタグによれば、高速回転体に実装しても、非接触でＩＣチップの情報を受け渡しすることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）に係わる好適な例をあげて説明する。
《第１の実施形態》
まず、図１を参照しながら第１の実施形態のＲＦＩＤタグを説明する。図１は円弧状のＲＦＩＤタグのアンテナを示している。円弧状のアンテナ１上には情報が記録されたＩＣチップ２とアンテナ１のインピーダンス整合を行うＬ型のスリット３が形成されている。このアンテナ１上には情報が記録されたＩＣチップ２が実装されている。アンテナ１とＩＣチップ２との接続については後述する。アンテナ１の幅と長さから確定する形状の中心である中心５が存在する。また、ＩＣチップ２を実装したアンテナ１の重心軸は重心軸４で示す位置となる。この重心軸を中心にアンテナ１を回転すれば、バランサ等を使用することなく偏重心をなくすことができる。ここでの重心軸とは重心を通り、アンテナ面を略垂直に貫く軸のことをいう。
重心軸の測定は回転テーブルにＲＦＩＤタグ取り付け、回転テーブルの端部の偏心量をレーザ干渉により計測する方法がある。別方法として、振動センサによる計測などもある。

また、図２に示すような矩形状のアンテナにおいても同様に、Ｌ型スリット２３を有するアンテナ２１上にＩＣチップ２２実装するとアンテナの中心は中心２５となる。また、ＩＣチップ２３を実装したアンテナ２１の重心軸は重心軸２４で示す位置となる。この重心軸を中心にアンテナ２１を回転すれば偏重心はない状態となる。したがって、任意形状のタグにおいて、アンテナの重心軸を回転中心とすればアンテナ近傍にバランサを付加せずに偏重心を無くすことができる。

次に、図３を用いて本実施形態のＲＦＩＤタグの形成方法を説明する。（ａ）にはタグの構成図を、（ｂ）にはＲＦＩＤタグの上面図を示す。まず、図1で説明したアンテナ１にＩＣチップ２を実装したアンテナの名称をタグアンテナと定義する。すなわち、（ａ）で図示する符号７がタグアンテナ７である。タグアンテナ７の重心軸が重心軸４で、タグアンテナを保持する基材６の重心軸は重心軸８となっている。基材６は円形のものを図示しているがこれに限定することなく、任意形状でよい。また、図１８で示すように、基材の開口と接して切り欠き領域が形成されていてもよい。また、基材を使用せず、直接ディスクメディアにICチップとアンテナとを形成してもよい。ＲＦＩＤタグを形成すとき、このタグアンテナ７の重心軸４と、基材６の重心軸８が一致するように相互を配置し、タグアンテナ７と基材６を接着材や粘着材で固定する。量産的には、一般的なＲＦＩＤタグの形成方法と同様に、大きなフィルムシートまたはフィルムテープ状の基材上にＡｌなどの金属、すなわちアンテナ材料が積層されたフィルムにレジスト等を用いて印刷やリソグラフィを用いてアンテナパターンを転写する。さらに、エッチングによりアンテナパターンを形成し、ＩＣチップを実装する。次に、タグアンテナ７の重心軸４を中心に打抜き等によりタグを加工することにより、（ｂ）の形態である所望のＲＦＩＤタグ９を製造することができる。ＲＦＩＤタグの製品形態としては、アンテナ表面にＰＰやＰＥＴなどの保護フィルムを付ける。したがって、ＲＦＩＤタグの構造は/保護フィルム/ＩＣチップ/アンテナ/基材/粘着材/の順で積層された形態となり、各々の厚さは/２０/５０/１０/２０/１０/（μｍ）である。

取り付け対象物がディスクメディアの場合、ディスクメディア中心の開口に合わせてＲＦＩＤタグ９を取り付ける必要がある。図４にはディスクメディアへの取り付けを考慮したタグ形状を示す。（ａ）にＲＦＩＤタグの上面図を示す。図３（ｂ）で示すタグ重心軸８Ａとタグ中心１１が同一となる点を中心として開口１０を形成する。この開口１０はディスクメディアの開口と同寸法、または開口１０をディスクメディアの開口よりも大きくすることによりディスクドライブにディスクメディアを装着したとき、開口に挿入されるスピンドルとの接触によるＲＦＩＤタグの剥がれを防止する効果がある。（ｂ）にはＡ−Ａ’、（ｃ）にはＢ−Ｂ’のタグの断面形状を示す。ここで、開口１０は、未貫通の穴でもよい。また、重心軸の位置を認識できる程度に印を付けることでもよい。これにより、例えばギアのような、軸にタグを装着できない回転体であっても、その回転体の回転軸の端部に装着することも可能になる。

ディスクメディアへの実装方法について図５を用いて説明する。（ａ）に示すＲＦＩＤタグ９Ａはタグアンテナの重心軸と基材の重心軸とＲＦＩＤタグの開口中心が同一のタグである。このタグを（ｂ）に示すようにＲＦＩＤタグ９Ａの開口中心とディスクメディア１２の開口中心が一致するようにＲＦＩＤタグ９Ａを取り付ける。ＲＦＩＤタグ９Ａとディスクメディア１２の固定は粘着材や接着材により固定すると、（ｃ）のような所望のＲＦＩＤタグ９Ａを実装したディスクメディアを形成することができる。取り付けに使用する粘着材としてはアクリル系接着剤が良く使われる。また、高回転型ドライブではドライブからの発熱が大きく、耐熱性の高い粘着材を使用することにより、よりタグの耐久性を向上させることができる。

本実施形態の重心軸のとり方は、図１７に示すように、チップとアンテナと基材の各重心軸がずれていてもよい。その際、チップとアンテナと基材との各重心を力学的に合成した、合成重心が基材の開口若しくはディスクの回転軸と略一致していればよい。
《ディスクメディアの基本的な構造》
図６に示すディスクメディア１２ＣはＣＤやＤＶＤなどの一般的な光ディスクメディアに共通な基本構造を有している。すなわち、ディスクメディア１２Ｃには中心開口１３が設けられており、ディスクメディア１２Ｃはプレーヤやドライブにセットされたときにはこの中心開口１３を中心に回転され、情報記録面にレーザ光を照射されて、その反射光量に応じて信号が読取られる。また、中心開口１３から所定距離分だけ外側の領域Ｒ１にはディスクメディアの基材であるポリカーボネートなどの樹脂基板上にＡｕやＡｌなどの光反射膜が形成されている。この光反射膜は数十ナノメートル（ｎｍ）の薄膜金属導電層となっている。そして、金属導体層が形成されている領域Ｒ１の一部である領域Ｒ２が情報記録領域となっている。Ｒ４の領域はクランピング領域でディスクドライブがディスクメディアを保持する領域である。従来、クランピング領域Ｒ４には金属導体層が形成されない場合が多かったが、近年、ディスクメディア表面であるレーベル面の意匠性を向上させるために、すなわち、ディスク面を均一の光沢とするためにクランピング領域Ｒ４にも金属導体層を形成する場合が増えている。クランピング領域Ｒ４内の金属導体層Ｒ３は使用用途や製造メーカなどにより、Ｒ３の領域は異なる。

また、ディスクメディアの樹脂基板上における金属導体層の形成位置を２つに大別できる。図７（ａ）はクランプ領域には金属導体層１４Ａが形成されていないディスクメディア１２Ａの上面図を示している。Ａ−Ａ’における断面構造を（ｂ）と（ｃ）に示す。（ｂ）は樹脂基板１５Ａの中間に金属導電層１４Ａが形成されている場合。（ｃ）は樹脂基板１５Ｂの上面に金属導体層１４Ａが形成されている場合である。（ｂ）の構造はＤＶＤなどのディスクメディア、（ｃ）はＣＤなどのディスクメディアの構造となっている。図８は図７と同様の構造でクランプ領域まで金属導体層１４Ｂが形成されているディスクメディアの構造を示したものである。
ディスクメディアがＣＤの場合、すなわち樹脂基板１５Ｂの厚さは約１.２ｍｍ。ＤＶＤの場合は樹脂基板１５Ａが約０.６ｍｍで、ディスクの厚さは約０.６×２＝１.２ｍｍとなる。

なお、現在使用されているＣＤ，ＤＶＤは、その直径が１２０ｍｍとなっている。金属導体層が形成されている領域Ｒ１は直径１７〜１１９ｍｍとされ、そのうち情報記録領域Ｒ２は直径４４〜１１７ｍｍの領域である。クランピング領域Ｒ４は直径３６ｍｍ、中心開口１３は直径１５ｍｍである。
《第２の実施形態》
前述したようにディスクメディアのクランプ領域まで光反射膜である金属導体層１４Ｂが形成されている場合の実施形態を説明する。図８（ｂ）はＤＶＤ構造でクランプ領域まで金属導体層１４Ｂが形成されているディスクメディア１２ＢにＲＦＩＤタグを取り付ける方法を示す。図８（ｂ）の構造では、ＲＦＩＤタグを取り付けるクランプ領域Ｒ４には金属導電層１４Ｂが形成されている。したがって、実施形態１で説明したＲＦＩＤタグ９Ａをクランプ領域Ｒ４に取り付けても金属導電層１４Ｂの影響でリーダ装置からの信号に対して十分な応答をすることができない。この現象は汎用のＲＦＩＤタグを金属製の物品に取り付けた場合と同様である。したがって、金属とＲＦＩＤタグ９Ａの間にスペーサを挿入するなどの方法によりＲＦＩＤタグを動作させることができるが、ＲＦＩＤタグ９Ａが厚くなりディスクメディア上に取り付けることはできない。

以下の実施形態では、ＩＣチップ２を実装するアンテナおいて左右不等長の位置にＩＣチップ２を実装することによって、ＲＦＩＤタグをディスクメディアの金属導体層上に配置しても比較的長い通信距離が得られるようなタグアンテナを実現している。図９を用いて、開環状のタグアンテナ３１にＩＣチップ３２を実装し、金属導体層上で動作するＲＦＩＤタグを説明する。内径Ｒ１、外径Ｒ２、アンテナ幅（Ｒ２−Ｒ１）、アンテナ端部間の間隔、ギャップ３５＝Ｇａｐ１の開環状アンテナにインピーダンスマッチング回路３３を形成する。ＩＣチップ３２を実装する位置を基準とし、スリット３３を含むアンテナ部を第１のアンテナとし、図中で示すアンテナ長Ａｎｔ１の部分。スリット３３を含まないアンテナ領域を第２のアンテナとし、図中で示すアンテナ長Ａｎｔ２の部分とする。通常のダイポールアンテナなどでは、それぞれのアンテナ長は、“第１のアンテナ”＝“第２のアンテナ”となっている。しかし、この形態のアンテナを金属上の近い位置に配置するとアンテナとしての機能は低下する。図９のアンテナ３１では各アンテナ長を、“第1のアンテナ”＜“第２のアンテナ”とし、第２のアンテナ長を使用する周波数の電気的λ/２長、または電気的λ/２長に近づけるように設定する。また、第１のアンテナは使用する周波数の電気的λ/４長以下に設定する。ここで、電気的な波長とは、タグを取り付ける部材の誘電率によりアンテナ長が短縮する影響を考慮した長さをいう。第1のアンテナと第２のアンテナを不等長とすると、第１のアンテナを介して、第２のアンテナが共振する形態となる。この形態ではタグアンテナと金属導体層の距離が変化してもＩＣチップの入力端子から見たタグアンテナのインピーダンスの変化、言い換えれば、同調周波数の変化が非常に小さくなる。このことは、タグアンテナの下に金属導電層の有る、無い、に相当し、図７および図８で説明した金属導電層の形成領域の異なるディスクメディアに構造を意識せずに取り付けられる利点がある。
図９のアンテナの具体的大きさは、Ｒ１＝２２ｍｍ、Ｒ２＝２６ｍｍ、アンテナ幅２ｍｍ、Ａｎｔ１の外周長は１５ｍｍ、Ａｎｔ２の外周長は６５.６ｍｍ、アンテナ端部間の間隔、ギャップ３５はＧａｐ１＝１ｍｍである。アンテナ材料は２０μｍ厚のＡｌ、基材は２０μｍ厚のＰＥＮ(Poly Ethylene Naphthalate)を使用した。これら材料は前記に限定されることなく、アンテナ材料であれば、ＣｕやＡｇペーストなどＲＦＩＤタグに使用される材料が使用できる。同様に基材についても、ＰＥＴや紙なども使用できる。基材はアンテナと金属導電層のスペーサとしての効果があり、ＣＤに代表される図８（ｃ）の構造において、通信距離を伸ばす効果がある。
さらにタグアンテナの重心軸を求め、タグアンテナの重心軸と基材の重心軸が一致する位置を中心とする開口を形成する。この工程は実施形態１で説明した内容であるので、本実施形態でも同様の処理を行うが、詳細な説明は省略する。ここで形成したＲＦＩＤタグ９Ｂ（図示せず）の基材の裏面に１０μｍのアクリル系粘着材を塗布したＲＦＩＤタグ９Ｃ（図示せず）を作成し、クランプ領域Ｒ４まで金属導体層が形成された記録型のＤＶＤ−Ｒディスクに取り付けた。このＲＦＩＤタグの通信距離は使用周波数２.４５ＧＨｚ、高周波出力２００ｍＷ、リーダアンテナ６ｄＢｉパッチアンテナ（円偏波）を使用し、ＲＦＩＤタグ取り付け面から１００ｍｍ、ディスクメディアの裏面から４０ｍｍの通信距離が得られた。

次に、アンテナ形状により偏重心量を低減する方法を説明する。実施形態１および２では、基材上でのチップやアンテナの位置を調整することで、これらの重心軸の位置を調整することで偏重心のないタグ実現したが、チップやアンテナの種類によっては重心軸の位置を合わせるだけの補正では、解消できない場合も存在する。
例えば、チップが重い場合、重心軸の位置をあわせるとアンテナの一部がディスクの記憶領域にかかってしまうことが想定される。そこで、以下の５種類のバリエーションを用いてアンテナ形状により偏重心量を低減する方法を説明する。
（第１のバリエーション）
タグアンテナ９０はアンテナ３１上に取り付けたＩＣチップ３２と、スリット３３と、アンテナ端部間のギャップ３５によって偏重心が発生する。先ず、ＩＣチップ３２に着目すると、ＩＣチップの重量分の偏重心が発生する。したがって、ＩＣチップ３２の周辺のアンテナ材料を、ＩＣチップ３２と同等の重量だけ除去することにより、ＩＣチップ３２に起因する偏重心をキャンセルすることができる。同様にスリット３３はＩＣチップと一体で考えることができる。すなわち、スリット３３はアンテナ材料を除去して形成しているのでアルミ材料をプラス方向。ゆえに、ＩＣチップ３２の重量をキャンセルする方向で作用する。アンテナ形状による偏重心補正の方法を図１０により説明する。（ａ）はタグアンテナ１７の上面図。（ｂ）はアンテナ部材の除去部分の詳細。（ｃ）はアンテナ材料の除去量を模式的に示した図である。ここでＩＣチップ３２の大きさを５００μｍ角、ＩＣチップ厚さ５０μｍ、アンテナのＡｌ厚さを１０μｍとしてアンテナの除去量を算出する。ＩＣチップの主構成材料はＳｉであり、その密度は２.３３ｇ/ｃｍ^３である。また、アンテナ材料のＡｌの密度は２.７ｇ/ｃｍ^３である。他のアンテナ材料としてはＣｕがあり、この密度は８.９２ｇ/ｃｍ^３である。ＩＣチップ３２の重量は０.５×０.５×０.０５＝０.０１２５（ｍｍ^３）となり、その重量は２９.１μｇとなる。１０μｍ厚のＡｌの面積に換算すると１.０８（ｍｍ^２）となる。これは、ＩＣチップの面積で換算すると約４チップの相当の面積であり、アンテナの一部を幅０.５ｍｍ、長さ約２ｍｍ除去することに相当する。これを図１０（ｂ）をもちいて説明すると、開環状のアンテナにＩＣチップを実装した部分の外周部１８と内周部１９のアンテナ材料を除去する。ここでは長さＬ１、幅Ｄ１の範囲と、長さＬ２、幅Ｄ２の範囲に相当するＡｌ材料の重さがＩＣチップと同重量であれば、ＩＣに起因する偏重心を略キャンセルできる。同様にアンテナがＣｕである場合を計算すると、１０μｍ厚のＣｕアンテナのとき、０.００３３（ｍｍ^３）のアンテナ面積に相当する。密度の大きい材料ではＡｌに比べより小さな除去面積で偏重心補正を行うことができる。この偏重心補正後、実施形態１で説明したタグアンテナの重心軸をタグ中心とする方法により、円形のタグアンテナをより対称性の高い概環形状とすることができる。
（第２のバリエーション）
図１１にはアンテナの除去領域１８Ａをアンテナの外周に設定した変形例である。除去領域を外側だけにすることにより、回転中心からの距離が長くなる、すなわち回転モーメントが大きくなることによりアンテナの除去面積を小さくできる効果がある。この偏重心補正後、さらに実施形態１で説明したタグアンテナの重心軸をタグ中心とする方法により、より精度の高い偏重心補正ができる。
（第３のバリエーション）
図９で示したタグアンテナ９０の偏重心補正をさらに高精度で行う例について図１２を用いて説明する。バリエーション１と２ではＩＣチップとスリット部に起因する偏重心に着目して補正した。図１３ではさらに、図９で示すアンテナ端部間のギャップ３５にも着目し補正した例を示す。ギャップ３５はアンテナ材料が存在しない部分である、したがって、回転中心の点対称位置、すなわち除去領域６０Ａと６０Ｂのアンテナ部材を除去することによい偏重心補正を行うことができる。（ａ）にはアンテナの内周側と外周側に除去領域を設定した例、（ｂ）にはアンテナの外周側に除去領域６０Ｃを設定した例示す。
（ｂ）の場合には回転中心からの距離が大きくなること、すなわち、回転モーメントが大きくなるため、アンテナ除去領域を小さくすることができる。アンテナ幅が狭い場合、除去量が小さいほうがアンテナ強度を保つために有利である。先のバリエーションと同様にアンテナ除去による偏重心補正の後、さらに実施形態１で説明したタグアンテナの重心軸をタグ中心とする方法を併用することにより、より精度の高い偏重心補正ができる。
（第４のバリエーション）
第３のバリエーションではギャップ３５に起因する偏重心を、回転中心を基点とした点対称位置のアンテナを除去する形態を示した。第４のバリエーションではギャップ３５相当のアンテナ材料をアンテナ端部に付加することにより偏重心補正を行う。図１３を用いて補正方法を説明する。ギャップ６５で不連続となっている円形のアンテナで、ギャップ６５の重量に相当するアンテナ材料を、ギャップ６５を形成している２つのアンテナ端部に付加することにより補正する。したがって、アンテナ端部６１Ａ，６１Ｂは他のアンテナ部位に比べ幅が広い形態となる。また、回転中心からの距離、すなわち、回転モーメントを考慮すると外周側に付加した方が６１Ａ，６１Ｂに相当する部分が小さくなる利点がある。
（第５のバリエーション）
回転中心からの距離を利用した補正方法について図１４を用いて説明する。内周半径Ｒ３の開環状の円形アンテナを例にすると、ＩＣチップ５２とスリット５３に起因する偏重心を、回転中心からの距離をＲ３よりも小さいＲ４とすることによりＩＣチップ部の回転モーメントが減少し、偏重心量を小さくすることができる。ギャップ５５に対してはＲ４に対応する回転中心からの距離を大きくすれば補正することができる。さらに高精度で補正をかける場合には、タグアンテナの重心軸を回転中心とする実施形態１の方法を行うと良い。
《第３の実施形態》
ディスクメディアの読取り速度が高速化され、ディスクの回転数が高回転となり、ディスクドライブ内で気流乱れによる振動が読取りエラーの原因になることがある。本実施形態ではディスクドライブ内での乱気流を防止するＲＦＩＤタグ構造を、図１５を用いて説明する。実施形態１から３で説明したＲＦＩＤタグはＩＣチップがディスクメディアの上面になる構造である。しかし、ＩＣチップの厚さは５０μｍあり、アンテナ上のＩＣチップ部のみ５０μｍの突起が形成された形状となる。タグアンテナ上には保護フィルムが取り付けられるがＩＣチップ周辺が凸型になった形態となる。これを高速回転するとこの突起によりディスクドライブ内で乱気流が発生し、ディスクメディアの振動が発生し、その結果読取りエラーが発生することとなる。ＩＣチップの突起を表面に出さない構造、すなわち、図１５に示すようなタグアンテナの基材６が外側に向く構造とすることによりＲＦＩＤタグ表面でのＩＣチップの突起を無くすことができる。より具体的には、ＲＦＩＤタグのアンテナ面にＩＣチップ３２の厚さのと同等の厚さを有する粘着材、または樹脂フィルムの両面に粘着材が付けられたものなどの平坦化材料７０を介して、ディスクメディアに取り付けることにより、ＲＦＩＤタグの表面を平坦化することができる。先に説明した、ディスクメディアとＲＦＩＤタグの間に介在する粘着材、又は粘着材付フィルムである平坦化材料７０にはＩＣチップが収まる窪みまたは穴が開いている形態の材料を使用する。このフィルムにはＰＥＴ,ＰＥＮ,ＰＰなどの樹脂、または紙などを使用する。これによりディスクドライブ内での乱気流が低減でき、高回転での読取りエラーを低減できる。本実施形態で使用するＲＦＩＤタグの偏重心補正方法は先の実施形態１から３の方法を用いて実施する。
《アンテナとＩＣチップのインピーダンスマッチングについて》
アンテナ４１にインピーダンスマッチング用のスリットを設けてＩＣチップ２を搭載する具体的な例を詳細に説明する。図１６は、アンテナ４１の給電部にＩＣチップ２を搭載する工程を示す工程図であり、（ａ）はアンテナ４１とＩＣチップ２の給電部分を示し、（ｂ）はアンテナ４１にＩＣチップ２を搭載したときの給電部分の透視拡大図を示し、（ｃ）はアンテナ４１とｌＣチップ２の接合部の断面図を示している。

図１６（ａ）に示すように、アンテナ４１の給電部分には、ＩＣチップ２とアンテナ４１との間でインピーダンスマッチングを行うためのかぎ状（Ｌ字型）のスリット４３が形成され、このスリット４３でかぎ状のスリットで囲われた部分がスタブ４１ｂとして形成される。また、ＩＣチップ２には、スリット４３を跨ぐような間隔で信号入出力電極２ａ，２ｂが形成されている。

すなわち、スリット４３の幅は、ｌＣチップ２の信号入出力電極２ａ，２ｂの電極間隔よりもやや狭い程度になっているので、図１６（ｂ）に示すようにアンテナ４１にＩＣチップ２を搭載すると、ＩＣチップ２の信号入出力電極２ａ，２ｂが、スリット４３を跨ぐようにしてアンテナ４１に接続される。このようにして、スリット４３の形成によってできたスタブ４１ａをアンテナ４１とＩＣチップ２との間に直列に接続することにより、アンテナ４１とＩＣチップ２との間ではスタブ４１ｂが直列に接続されたインダクタンス成分として作用する。したがって、このインダクタンス成分によって、アンテナ４１とｌＣチップ２の入出力インピーダンスとがマッチング（整合）される。つまり、スリット４３とスタブ４１ｂによってマッチング回路が形成される。なお、図１６（ｃ）に示すように、ＩＣチップ２の信号入出力電極２ａ，２ｂは、超音波接合、金属共晶結合、または異方性導電フィルム（図示しない）を介してなどの接合方法により、金バンプによってアンテナ４１と電気的に接合されている。

また、アンテナ４１Ａに形成するスリットはＬ字型ではなくＴ字型にすることもできる。図１６（ｄ）は、アンテナ４１ＡにおいてＴ字型のスリット４３Ａの給電部にＩＣチップ３を搭載した概念図である。図１２（ｄ）に示すように、アンテナ４１Ａのスリット４３ＡをＴ字型に形成して、スタブ４１ｃ，４１ｄをＩＣチップ２とアンテナ４１Ａとの間に直列に接続しても、Ｌ字型のスリット４３の場合と同様に、アンテナ４１ＡとｌＣチップ２のインピーダンスをマッチングさせることができる。

本実施形態のＲＦＩＤタグは、ＣＤやＤＶＤ等に取リ付けても偏重心量を小さくすることができるので高速回転型の読取り装置で読取ることができる。さらに、ＣＤやＤＶＤ等の金属導体層の形成位置を意識せず取り付けることが可能となる。したがって、大量のディスクメディアを管理する分野において、それぞれのディスクメディアの情報を効率的に管理することができるようになり、さらには機密情報や個人情報の記録媒体の管理強化を図ることが可能となる。

本発明の一実施形態である円弧状のタグアンテナの上面図。 本発明の一実施形態である矩形状のタグアンテナの上面図。 本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグの構成図およびで上面図。 本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグの上面図及び断面図。 本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグのディスクメディアへの取り付けを説明した図。 ディスクメディアの概略的な構造図。 ディスクメディアの構造を説明する図。 ディスクメディアの他の構造を説明する図。 本発明の第２の実施形態におけるタグアンテナの上面図。 本発明の第２の実施形態におけるタグアンテナの上面図。 本発明の第２の実施形態におけるタグアンテナの上面図。（第２のバリエーション） 本発明の第２の実施形態におけるタグアンテナの上面図。（第３のバリエーション） 本発明の第２の実施形態におけるタグアンテナの上面図。（第４のバリエーション） 本発明の第２の実施形態におけるタグアンテナの上面図。（第５のバリエーション） 本発明の第３の実施形態におけるＲＦＩＤタグの断面図。 アンテナ４１の給電部にＩＣチップを搭載する工程を示す工程図であり、（ａ）はアンテナとＩＣチップの給電部、（ｂ）はアンテナにＩＣチップを搭載したときの給電部の拡大図、（ｃ）はアンテナと給電部の断面、（ｄ）はＴ字型のスリットの給電部にＩＣチップを搭載した概念図である。 本発明の第１の実施形態におけるＲＦＩＤタグの構成図およびで上面図。 基材の形状を説明する図。

符号の説明

１,３１,４１,５１ アンテナ
２,３２,５２ ＩＣチップ
２ａ,２ｂ 入出力端子
３,３３,４３、４３Ａ,５３ スリット
４,２４ アンテナの重心軸
５,２５,３５,５５ アンテナの中心
６ 基材
７,１７ タグアンテナ
８ 基材の重心軸
８Ａ タグ重心軸
９,９Ａ ＲＦＩＤタグ
１０ タグ開口
１１ 開口中心
１２,１２Ａ,１２Ｂ,１２Ｃ,１２Ｄ ディスクメディア
１３ ディスクメディアの開口
１４Ａ,１４Ｂ 金属導体層
１５Ａ,１５Ｂ 樹脂基板
１８,１８Ａ,１８Ｂ,１８Ｃ,１８Ｄ 外側凹部
１９、１９Ｂ,１９Ｄ 内側凹部
６０Ａ,６０Ｂ,６０Ｃ 内側凹部
６１Ａ，６１Ｂ 凸部
７０ 平坦化材料
Ｒ１ 金属導体層が形成領域
Ｒ２ 情報記録領域
Ｒ３ 情報非記録領域
Ｒ４ クランプ領域

Claims (16)

1. ＩＣチップに記録された情報を無線で送信するＲＦＩＤタグであって、
   その重心位置に開口部を有する基材と、
   アンテナと前記ＩＣチップとを有し、前記開口部の周囲の前記基材上に設けられ、その重心軸が前記開口部の中心に一致するタグアンテナと、を備え、
   前記アンテナは、前記ＩＣチップの実装位置を境界とする互いに長さの異なる第１アンテナと第２アンテナで構成されるとともに、前記第１アンテナは、前記ＩＣチップとのインピーダンス整合回路を有し、当該インピーダンス整合回路は前記第１アンテナに形成されたスリットと、当該スリットによって形成されたスタブによって構成される
   ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
2. 前記ICチップは前記アンテナに接続されていて、前記アンテナのICチップが接続されている領域の近傍のアンテナ幅が、前記アンテナの他の領域のアンテナ幅より狭くなっていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
3. 前記アンテナは、切り欠きを有する略円環であって、当該アンテナの、基材の開口部の中心に対して当該切り欠きの点対称に位置する領域のアンテナ幅が、前記アンテナの他の領域のアンテナ幅より狭くなっていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
4. 前記アンテナは、切り欠きを有する略円環であって、前記アンテナの端部が、前記アンテナの他の部分よりアンテナ幅が広くなっていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
5. 動作周波数の波長をλとしたとき、前記第1アンテナの電気的長さがλ/４長以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
6. 動作周波数の波長をλとしたとき、前記第２アンテナの電気的長さがλ/２長であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
7. 前記第１アンテナと前記第２アンテナとは、一端は前記ＩＣチップ実装位置を境界とするとともに、他端はギャップを介して対向しており、
   前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記ギャップによって、前記基材の開口部を囲んでいることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
8. 前記タグアンテナのアンテナは、前記基材の開口部を囲うように、円弧状または矩形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＲＦＩＤタグ。
9. ＩＣチップに記録された情報を無線で送信するアンテナ付きメディアディスクであって、
   その重心位置に開口部を有するメディアディスク本体と、
   前記開口部の周囲の前記メディアディスク本体上に設けられて前記ＩＣチップを実装し、その重心軸が前記開口部の中心に一致するアンテナと、を備え、
   前記アンテナは、前記ＩＣチップの実装位置を境界とする互いに長さの異なる第１アンテナと第２アンテナで構成されるとともに、前記第１アンテナは、前記ＩＣチップとのインピーダンス整合回路を有し、当該インピーダンス整合回路は前記第１アンテナに形成されたスリットと、当該スリットによって形成されたスタブによって構成され、
   前記アンテナと前記ＩＣチップの合成重心と、前記メディアディスクの回転軸とが一致していることを特徴とするメディアディスク。
10. 前記アンテナのICチップが搭載されている領域の近傍のアンテナ幅が、前記アンテナの他の領域のアンテナ幅より狭くなっていることを特徴とする請求項９に記載のメディアディスク。
11. 前記アンテナは、切り欠きを有する略円環であって、当該アンテナの、メディアディスクの回転軸に対して当該切り欠きの点対称に位置する領域のアンテナ幅が、前記アンテナの他の領域のアンテナ幅より狭くなっていることを特徴とする請求項９に記載のメディアディスク。
12. 前記アンテナは、切り欠きを有する略円環であって、
    前記アンテナの端部が、前記アンテナの他の部分よりアンテナ幅が広くなっていることを特徴とする請求項９に記載のメディアディスク。
13. 動作周波数の波長をλとしたとき、前記第1アンテナの電気的長さがλ/４長以下であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のメディアディスク。
14. 動作周波数の波長をλとしたとき、前記第２アンテナの電気的長さがλ/２長であることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のメディアディスク。
15. 前記第１アンテナと前記第２アンテナとは、一端は前記ＩＣチップ実装位置を境界とするとともに、他端はギャップを介して対向しており、
    前記第１アンテナ、前記第２アンテナ及び前記ギャップによって、前記開口部を囲んでいることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載のメディアディスク。
16. 前記アンテナは、前記開口部を囲うように、円弧状または矩形状に形成されていることを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載のメディアディスク。

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