标签的制作方法

1.本公开涉及标签。


背景技术：

2.近年来，作为替代条形码和ic芯片内置型的电子标签的技术，使用被称为“无芯片rfid标签”的标签的rfid系统受到关注。
3.无芯片rfid标签在该标签内不具有集成电路，而通过被照射了电磁波时的反射特性来构成识别信息。另外，在这种rfid系统中成为如下机制：从标签读取器向无芯片rfid标签照射电磁波，标签读取器对无芯片rfid标签的反射特性进行检测，从而读取该无芯片rfid标签被赋予的识别信息。
4.作为这种无芯片rfid标签，例如已知如下标签：在该标签的基材上，形成具有相互不同的共振频率的多个共振元件，通过该共振元件的组合来表现识别信息(例如参照专利文献1)。
5.另一方面，这种标签也被用作以非接触方式对物体或者环境的状态变化进行检测的无芯片传感器标签(例如参照专利文献2)。无芯片传感器标签例如构成为：具有与检测对象的状态以物理性建立了关联的共振元件，根据该共振元件的共振频率的变化，对检测对象的状态变化进行检测。另外成为如下机制：无芯片传感器标签所检测的检测对象的状态变化，作为该无芯片传感器标签对于从标签读取器出射的电磁波的反射波谱的变化被标签读取器读取。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1:日本特表2009-529724号公报
9.专利文献2:日本特开2001-134726号公报


技术实现要素：

10.本发明所要解决的课题
11.另外，在如上所述的根据标签的电磁波反射特性读取该标签的属性(意味着无芯片rfid标签的识别信息、或者无芯片传感器标签所检测的检测对象的状态。下同)的系统中，存在如下课题：在从标签读取器向标签照射了电磁波时，共振峰(即，在标签内构成的共振元件的共振频率处表现出的共振峰)处的反射波的信号的sn比差。因此，在标签读取器中，产生如下问题：无法高精度地读取标签被赋予的识别信息或标签所检测的检测对象的状态变化。
12.本公开鉴于上述问题点而作出，其目的在于，提供能够提高共振峰处的反射波的信号的sn比的标签。
13.用于解决课题的手段
14.用于解决上述课题的本公开的主要内容在于，
15.一种标签，通过电磁波反射特性表示自身的属性，具备：
16.基材；以及
17.导体图案层，被形成在所述基材上，具有相互相邻配设的第1及第2缝隙；
18.所述第1缝隙构成在第1频率处具有共振频率的第1共振元件，
19.所述第2缝隙构成在比所述第1频率高的第2频率处具有共振频率的第2共振元件，
20.在被照射了所述电磁波时，在所述第1频率处表现出的共振峰的q值，比在由所述第1缝隙单独构成该标签的共振构造的情况下在所述第1频率处表现出的共振峰的q值高。
21.另外，在其他方式中，
22.一种标签，通过电磁波反射特性表示自身的属性，具备：
23.基材；以及
24.导体图案层，具有被形成在所述基材上的n(n为3以上的正整数)个缝隙；
25.所述n个缝隙构成具有相互不同的共振频率的n个共振元件，而且，以该共振元件的共振长度依次变短的方式相互相邻配设，
26.在被照射了所述电磁波时，在所述n个共振元件之中的按照所述缝隙的长度从长到短的顺序数的第k(k为1至n-1之中的各整数)个共振元件的共振频率处表现出的共振峰的q值，比由该第k个共振元件单独构成该标签的共振构造的情况下表现出的共振峰的q值高。
27.发明效果
28.根据本公开所涉及的标签，能够提高共振峰处的反射波的信号的sn比。
附图说明
29.图1是第1实施方式所涉及的rfid系统的结构的一例。
30.图2是表示第1实施方式所涉及的标签读取器的结构的一例的图。
31.图3是第1实施方式所涉及的标签的平面图。
32.图4是第1实施方式所涉及的标签的斜视图。
33.图5是表示第1实施方式所涉及的标签的反射特性的图。
34.图6a、图6b及图6c是关于第1实施方式所涉及的标签中的牺牲效应进行说明的图。
35.图7是表示向第1实施方式所涉及的标签照射了电磁波的情况下检测的电流分布(强度分布)的图。
36.图8是示意性地表示根据图7的电流分布推测的电流路径的图。
37.图9是表示针对信号缝隙与牺牲缝隙之间的长度比率以及由于牺牲效应而变化的反射特性进行验证的模拟结果的图。
38.图10a及图10b是表示第1实施方式所涉及的标签的变形例的结构(图10a)及标签的反射特性(图10b)的图。
39.图11a及图11b是表示第1实施方式所涉及的标签的变形例的结构(图11a)及标签的反射特性(图11b)的图。
40.图12a及图12b是表示第2实施方式所涉及的标签的结构(图12a)及标签的反射特性(图12b)的图。
41.图13a及图13b是表示导体图案层仅具有1个缝隙的比较例1的结构(图13a)及比较
例1的反射特性(图13b)的图。
42.图14a及图14b是表示导体图案层仅具有2个缝隙的比较例2的结构(图14a)及比较例2的反射特性(图14b)的图。
43.图15a及图15b是表示导体图案层仅具有缝隙13f及缝隙13h的比较例3的结构(图15a)及比较例3的反射特性(图15b)的图。
44.图16a及图16b是关于第2实施方式所涉及的标签中的牺牲效应进行说明的图。
45.图17是表示第3实施方式所涉及的状态检测系统的结构的一例的图。
46.图18a及图18b是表示第3实施方式所涉及的标签的结构的一例的图。
47.图19a、图19b及图19c是表示伴随着标签的检测对象的状态变化而产生的标签的反射波谱的变化的一例的图。
具体实施方式
48.以下参照附图关于本公开的适宜的实施方式详细进行说明。此外，在本说明书及附图中，针对在实质上具有相同功能的结构要素，通过赋予相同的标记来省略重复说明。
49.[rfid系统的结构]
[0050]
首先，参照图1～图2，关于一个实施方式所涉及的rfid系统u的整体结构进行说明。
[0051]
图1是表示本实施方式所涉及的rfid系统u的结构的一例的图。
[0052]
本实施方式所涉及的rfid系统u构成为包括无芯片rfid标签1及标签读取器2。
[0053]
无芯片rfid标签1(以下简称为“标签1”)通过对于从外部(在此为标签读取器2)照射的电磁波的反射特性，构成识别信息。
[0054]
具体而言，标签1具有在被照射了规定的频率的电磁波时共振的多个共振元件(参照图4后述)。另外，标签1具有吸收与多个共振元件各自的共振频率匹配的频率的电磁波而在被照射了此外的频率的电磁波的情况下进行反射的反射特性。也就是说，标签1将共振所引起的电力损失(吸收)作为信号来构成识别信息。
[0055]
标签1所构成的识别信息与被形成在该标签1上的多个共振元件各自的共振频率建立了对应，例如，将与共振频率对应的位的识别标记(识别码)设为“1”，表现为“0010100”等。
[0056]
此外，标签1的共振元件例如以共振频率为毫米波或者千兆波的频带(1ghz～3thz)的方式形成。
[0057]
标签读取器2发送高频(例如1ghz至10ghz的带域)的电磁波，向标签1照射。此时，标签读取器2以在规定频带内使发送频率扫掠的方式发送电磁波，基于在发送了电磁波时来自标签1的反射波的反射特性，对标签1的共振频率进行检测。
[0058]
图2是表示本实施方式所涉及的标签读取器2的结构的一例的图。
[0059]
标签读取器2具备天线部21、操作输入部22、显示部23、存储部24及控制部20。
[0060]
天线部21例如是偶极天线、贴片天线或者喇叭天线等，基于来自控制部20(驱动部20a)的驱动信号，发送规定的频率的电磁波。另外，天线部21接收在发送了电磁波时来自标签1的反射波，并向控制部20(共振频率检测部20b)输出。
[0061]
操作输入部22具备用于发送电磁波的照射开关等各种开关，受理用户的各种输入
操作，并将操作信号向控制部20输出。
[0062]
显示部23例如由液晶显示器构成。显示部23依照从控制部20输入的显示控制信号，显示各种操作画面、或者在标签1上构成的识别信息。
[0063]
存储部24由非易失性的半导体存储器或硬盘驱动器构成，存储控制程序、各种数据。
[0064]
控制部20是对标签读取器2进行统辖控制的控制器，具备驱动部20a、共振频率检测部20b及识别信息读取部20c。
[0065]
驱动部20a生成与从天线部21发送的电磁波相应的驱动信号(例如正弦波信号)，并向天线部21供给。此外，驱动部20a例如构成为包括可变频率发生器、放大器及频率设定部等。
[0066]
驱动部20a例如使在单一频率处具有峰强度的电磁波从天线部21发送。然后，驱动部20a使从天线部21发送的电磁波的发送频率以时间性变化，在预先设定的规定频带内进行频率扫掠。由此，对标签1的共振频率进行搜索。然后，标签1的共振频率作为与天线部21所发送的电磁波的发送频率一致时的来自标签1的反射波的反射特性的变化被检测出来。
[0067]
此外，驱动部20a也可以将在规定频带中具有特定的强度分布的电磁波暂时地一并照射(即脉冲方式)。
[0068]
共振频率检测部20b基于从天线部21发送了电磁波时来自标签1的反射波的反射特性，对标签1的共振频率进行检测。此外，共振频率检测部20b例如构成为包括网络分析器，通过根据天线部21所接收的反射波的电力等求出的s参数(例如s21)，对反射特性进行检测。
[0069]
识别信息读取部20c例如参照存储部(未图示)中预先存储的将共振频率与识别信息建立关联的数据表，基于被共振频率检测部20b检测出的标签1的共振频率，对标签1的识别信息进行识别。
[0070]
[标签的详细结构]
[0071]
图3是本实施方式所涉及的标签1的平面图。图4是本实施方式所涉及的标签1的斜视图。
[0072]
图5是表示本实施方式所涉及的标签1的反射特性的图。图5的反射特性示出一边进行频率扫掠一边向标签1照射了电磁波时从标签1发出的反射波的情形。图5的横轴表现所照射的电磁波的频率[hz]，纵轴表现共振信号[db](即，在被照射了电磁波时发出的反射波的强度)。
[0073]
标签1具备基材11、以及被配设在该基材11上的导体图案层12。
[0074]
基材11是纸或者树脂材料等介电体材料。
[0075]
此外，从实用的观点出发，基材11优选使用在正面侧形成有印刷涂布层的印刷品。在该情况下，导体图案层12优选被形成在该印刷品的与印刷面相反侧的面。
[0076]
导体图案层12由铝材或铜材等导电材料形成。导体图案层12例如是利用印刷法形成的涂布层、或者利用箔转印法形成的金属箔层。导体图案层12更适于利用按需烫金法(意味着不使用转印图样的箔转印法)形成。
[0077]
导体图案层12具有以挖通扁平状的导体层中的一部分的方式形成的多个(在此为3个)缝隙13a、13b、13c。多个缝隙13a、13b、13c分别构成具有相互不同的共振频率的多个
(在此为3个)共振元件13qa、13qb、13qc。由缝隙13a、13b、13c形成的共振元件13qa、13qb、13qc是被称为所谓缝隙天线的共振元件。
[0078]
具体而言，导体图案层12具有相互相邻配设的第1缝隙13a、第2缝隙13b及第3缝隙13c。其中，第1缝隙13a构成在第1频率fa处具有共振频率的第1共振元件13qa，第2缝隙13b构成在第2频率fb(其中fb＞fa)处具有共振频率的第2共振元件13qb，第3缝隙13c构成在第3频率fc(其中fc＞fa)处具有共振频率的第3共振元件13qc。
[0079]
图5的频率fa、fb、fc处的共振峰，表现被形成在标签1上的第1至第3共振元件13qa、13qb、13qc的共振所引起的电力损失(吸收)。此外，以下将频率fa、fb、fc也称为共振频率fa、fb、fc。
[0080]
第1缝隙13a呈与第1频率fa对应的波长的大致λ/2程度的长度的长方形状，第2缝隙13b呈与第2频率fb对应的波长的大致λ/2程度的长度的长方形状，第3缝隙13c呈与第3频率fc对应的波长的大致λ/2程度的长度的长方形状。
[0081]
第1缝隙13a、第2缝隙13b及第3缝隙13c以长边方向相对置的方式相互大致平行配设。另外，第1缝隙13a、第2缝隙13b及第3缝隙13c以缝隙的长度(表现长边方向的长度。下同)从一侧向另一侧依次变短的方式配设。另外，第1缝隙13a、第2缝隙13b及第3缝隙13c以长边方向的中心位置对齐的方式配设。此外，以下将缝隙13a、13b、13c的长边方向的长度也称为“共振长度”。
[0082]
[关于牺牲效应]
[0083]
以下，参照图6a～图10b，详细说明本实施方式所涉及的标签1的设计思想。
[0084]
本技术的发明人们经过努力探讨，结果发现如下现象：通过与一个缝隙(以下称为“信号缝隙”)相邻地配设长度比该信号缝隙短的其他缝隙(以下称为“牺牲缝隙”)，信号缝隙所构成的共振元件的共振频率处的共振峰的q值增大(以下称为“牺牲效应”)。
[0085]
也就是说，在本实施方式所涉及的标签1中，在向该标签1照射了电磁波时，在第1频率fa处表现出的共振峰的q值，比在由第1缝隙13a单独构成该标签1的共振构造的情况下在第1频率fa处表现出的共振峰的q值高。另外，在向标签1照射了电磁波时，在第2频率fb处表现出的共振峰的q值，比在由第2缝隙13b单独构成该标签1的共振构造的情况下在第2频率fb处表现出的共振峰的q值高(参照图5)。
[0086]
但是，该现象仅在与信号缝隙相邻地配设长度比信号缝隙短的牺牲缝隙(即共振频率高的共振元件)时才显现。因此，在向标签1照射了电磁波时，在第3频率fc处表现出的共振峰的q值，与在由第2缝隙13b单独构成该标签1的共振构造的情况下在第3频率fc处表现出的共振峰的q值相比并不增大(参照图5)。
[0087]
此外，在将共振峰的频率设为ω0，将比该共振峰靠低频侧而振动能量成为共振峰的半值的频率设为ω1，将比共振峰靠高频侧而振动能量成为共振峰的半值的频率设为ω2的情况下，q值是由q＝ω0/(ω2-ω1)表现的值。
[0088]
图6a～图6c是关于本实施方式所涉及的标签1中的牺牲效应进行说明的图。图6a是示意性地表示导体图案层12仅具有第1缝隙13a的情况下的反射特性的图。图6b是示意性地表示导体图案层12仅具有第1缝隙13a及第2缝隙13b的情况下的反射特性的图。图6c是示意性地表示导体图案层12具有第1缝隙13a、第2缝隙13b及第3缝隙13c的情况下的反射特性的图。
[0089]
此外，图6a、图6b、图6c的情形是通过电磁场解析模拟而计算出的。图6a、图6b、图6c所示的反射特性的横轴表现频率[hz]，纵轴表现共振信号[db](在此为照射了电磁波时的吸收量)。
[0090]
首先，在导体图案层12仅具有第1缝隙13a的情况下，仅在第1频率fa处检测出共振峰(图6a)。
[0091]
在导体图案层12具有第1缝隙13a和第2缝隙13b的情况下，在第1频率fa及第2频率fb处检测出共振峰(图6b)。此时，由于第2缝隙13b的牺牲效应，第1频率fa处的共振峰的q值比在由第1缝隙13a单独构成共振构造的情况下(图6a)增大。
[0092]
在导体图案层12具有第1缝隙13a、第2缝隙13b及第3缝隙13c的情况下，在第1频率fa、第2频率fb及第3频率fc处检测出共振峰(图6c)。此时，由于第2缝隙13b的牺牲效应，第1频率fa处的共振峰的q值比图6a的方式增大。而且，由于第3缝隙13c的牺牲效应，第2频率fb处的共振峰的q值比图6b的方式增大。换言之，第1频率fa处的共振峰的q值及第2频率fb处的共振峰的q值，分别比在由第1缝隙13a单独构成标签1的共振构造的情况下在第1频率fa处表现出的共振峰的q值、以及在由第2缝隙13b单独构成标签1的共振构造的情况下在第2频率fb处表现出的共振峰的q值增大。
[0093]
图7是表示在向本实施方式所涉及的标签1照射了第2频率fb(即，第2共振元件13qb的共振频率)的电磁波的情况下检测的电流分布(强度分布)的图。图7的电流分布是通过电磁场解析模拟而计算出的。此外，图7的“slot i”表现第1缝隙13a，“slot ii”表现第2缝隙13b，“slot iii”表现第3缝隙13c。
[0094]
根据图7可知，在向标签1照射了第2频率fb的电磁波的情况下，由于第2缝隙13b所构成的第2共振元件13qb共振，共振电流以包围第2缝隙13b的周围的方式流通。此时，可知在第1缝隙13a的周围未感应电流，另一方面，在第3缝隙13c的周围感应了电流。
[0095]
也就是说，可知通过与第2缝隙13b相邻地配设长度比该第2缝隙13b稍短的第3缝隙13c，标签1整体感应的共振电流增大。结果，推断出显现如图6a～图6c所示的牺牲效应。
[0096]
图8是示意性地表示根据图7的电流分布推测的电流路径的图。产生牺牲效应的原因虽不明确，但根据图7的电流分布如下推测。
[0097]
在第2共振元件13qb发生了共振时，在某时刻，导体图案层12隔着第2缝隙13b的长边方向的两边而极化，共振电流以包围第2缝隙13b的周围的方式流通。
[0098]
在此，关注于第1缝隙13a，第2频率fb对第1缝隙13a而言是截断频率(第1共振元件13qa能够共振的能量的阈值)以上的频率，因此第1缝隙13a稍微共振。因此，在被照射了第2频率fb的电磁波的情况下，在导体图案层12内，隔着第1缝隙13a的长边方向的两边而感应与第2缝隙13b同方向的弱极化，在该导体图案层12内流通电流。此时，在第1缝隙13a与第2缝隙13b之间电流逆向流动，因此相互抵消而不产生电叠加效应。
[0099]
另一方面，对第3缝隙13c而言，第2共振元件13qb的共振频率fb是截断频率以下，因此第3缝隙13c不发生共振，不产生自发的极化。因此，第3缝隙13c的周围带有反映了第2缝隙13b被施加的电位而成的电位。另外，在第3缝隙13c的周围的导体图案层12内，基于像这样形成的电位而流通电流。此时流通的电流与以包围第2缝隙13b的周围的方式流通的共振电流为相同方向，因此作为结果，在第2缝隙13b与第3缝隙13c之间流通的电流增大。
[0100]
像这样推断出，通过与信号缝隙(在此为第2缝隙13b)接近地配设长度比信号缝隙
稍短的牺牲缝隙(在此为第3缝隙13c)，在信号缝隙的周围流动的共振电流增大，显现上述的牺牲效应。
[0101]
接下来，详细说明本实施方式所涉及的标签1的设计。
[0102]
如上述那样，通过与信号缝隙接近地配设长度比信号缝隙短的牺牲缝隙，显现出牺牲效应。但是，为了有效地显现出牺牲效应，信号缝隙与牺牲缝隙之间的长度比、以及信号缝隙与牺牲缝隙之间的距离影响很大。因此，标签1的导体图案层12需要以这2点满足后述的条件的方式形成。
[0103]
图9是表示针对信号缝隙与牺牲缝隙之间的长度比率以及由于牺牲效应而变化的反射特性进行验证的模拟结果的图。图9的共振峰的信号强度[db]及q值是信号缝隙所构成的共振元件的共振频率处的共振峰的信号强度[db]及q值。
[0104]
在本模拟中，通过电磁场解析模拟，验证了在使牺牲缝隙的长度相对于信号缝隙的长度的比率变化的情况下的共振峰的信号强度[db]及q值。
[0105]
在本模拟中，仅由信号缝隙构成标签1的共振构造的情况下的共振峰的q值是13。如果以该q值为基准，则在使比率μ(＝牺牲缝隙的长度/信号缝隙的长度)变化的情况下的结果如下。
[0106]
比率值＝9(0.7倍)(评价：
×
)
[0107]
比率值＝105(8.1倍)(评价：
◎
)
[0108]
比率值＝60(4.6倍)(评价：
◎
)
[0109]
比率值＝32(2.5倍)(评价：〇)
[0110]
比率值＝24(1.8倍)(评价：〇)
[0111]
比率值＝20(1.5倍)(评价：〇)
[0112]
比率值＝18(1.4倍)(评价：
△
)
[0113]
比率值＝10(1.1倍)(评价：
×
)
[0114]
根据该结果可知，如果信号缝隙与牺牲缝隙的长度相同，则与由信号缝隙单独构成标签1的共振构造的情况相比，共振峰的q值减少。另外，在牺牲缝隙的长度相对于信号缝隙的长度的比率μ为0.9以上且小于0.98时，共振峰的q值显著变大。另外可知，随着该比率μ变得比0.9小，共振峰的q值减少，如果该比率μ变得比0.65小，则共振峰的q值成为大致不增加的状态，不显现牺牲效应。
[0115]
由此，为了有效地显现出牺牲效应，牺牲缝隙的长度相对于信号缝隙的长度的比率需要为0.70以上且小于1.0。特别是，从能够使q值显著增大的观点出发，牺牲缝隙的长度相对于信号缝隙的长度的比率优选为0.9以上且小于0.98。
[0116]
而且，为了有效地显现出牺牲效应，信号缝隙与牺牲缝隙之间的距离是重要的。根据电磁场解析模拟的验证结果可知，在相邻的缝隙间的距离d不为使用频带中的λ/10以下的情况下，牺牲效应不会有效地显现(即，共振峰的q值不增大)。此外，在此省略详细的模拟结果。
[0117]
根据该观点，在本实施方式所涉及的标签1中，第2缝隙13b的长度lb相对于第1缝隙13a的长度la的比率(lb/la)例如设定为0.9，第3缝隙13c的长度lc相对于第2缝隙13b的
长度lb的比率(lc/lb)设定为0.9。
[0118]
另外，在本实施方式所涉及的标签1中，第1缝隙13a与第2缝隙13b之间的距离d设定为λ/20(例如1mm)，第2缝隙13b与第3缝隙13c之间的距离d设定为λ/20(例如1mm)。
[0119]
此外，为了更有效地显现出牺牲效应，信号缝隙与牺牲缝隙的对准状态也是重要的。根据该观点，在本实施方式所涉及的标签1中，将第1缝隙13a、第2缝隙13b及第3缝隙13c以长边方向相对置的方式相互大致平行配设，而且以长边方向的中心位置对齐的方式配设。
[0120]
标签1的识别信息通过该标签1上构成的多个共振元件各自的共振频率而表现。但是，在本实施方式所涉及的标签1中，该标签1内构成的多个共振元件各自的共振频率之中的最大的共振频率不构成识别信息。具体而言，仅由第1共振元件13qa的共振频率fa及第2共振元件13qb的共振频率fb构成识别信息，而第3共振元件13qc的共振频率fc不构成识别信息。这是因为，第3共振元件13qc是为了显现出牺牲效应而配设的，该第3共振元件13qc的共振频率fc处的共振峰的q值为比其他共振元件13qa、13qb的共振频率fa、fb处的共振峰的q值小的值。
[0121]
因此，标签读取器2(识别信息读取部20c)基于该标签1内构成的多个共振元件各自的共振频率(在此为fa、fb、fc)之中的除了最大的共振频率以外的共振频率(在此为fa、fb)，对标签1的识别信息进行识别。
[0122]
此外，标签1内构成的多个共振元件各自的共振频率之中的最大的共振频率(在此为fc)，也可以用作对其他共振频率fa、fb进行识别时起到辅助性作用的频率。
[0123]
[变形例]
[0124]
图10a、图10b及图11a、图11b是标签1的变形例。
[0125]
图10a及图10b是表示在图3的标签1的结构中，与第3缝隙13c相邻地追加了长度比该第3缝隙13c短的第4缝隙13d的情况下的标签1的结构(图10a)、以及该标签1的反射特性(图10b)的图。
[0126]
图11a及图11b是表示在图10a及图10b的标签1的结构中，与第4缝隙13d相邻地追加了长度比该第4缝隙13d短的第5缝隙13e的情况下的标签1的结构(图11a)、以及该标签1的反射特性(图11b)的图。
[0127]
根据图10a及图10b的反射特性也可知，在配设了第4缝隙13d的情况下，由于第4缝隙13d的牺牲效应，第3缝隙13c所构成的第3共振元件13qc的共振频率fc处的共振峰的q值增大。在该情况下，第1共振元件13qa的共振频率fa、第2共振元件13qb的共振频率fb及第3共振元件13qc的共振频率fc构成标签1的识别信息，第4缝隙13d所构成的第4共振元件13qd的共振频率fd不构成标签1的识别信息。
[0128]
另外，根据图11a及图11b的反射特性也可知，通过配设第5缝隙13e，第4缝隙13d所构成的共振元件13qd的共振频率fd处的共振峰的q值增大。在该情况下，第1共振元件13qa的共振频率fa、第2共振元件13qb的共振频率fb、第3共振元件13qc的共振频率fc及第4共振元件13qd的共振频率fd构成标签1的识别信息，第5缝隙13e所构成的第5共振元件13qe的共振频率fe不构成标签1的识别信息。
[0129]
像这样，在本实施方式所涉及的标签1中，牺牲最大的共振频率的共振元件，而能够使其外的共振频率的共振元件的共振峰处的q值增大。此外，标签1所形成的缝隙的根数
只要是2根以上即可，是任意的。
[0130]
[效果]
[0131]
如上，本实施方式所涉及的标签1构成为具备基材11、以及被形成在基材11上且具有相互相邻配设的第1及第2缝隙(例如13a、13b)的导体图案层12，第1缝隙构成在第1频率处具有共振频率的第1共振元件(例如13qa)，第2缝隙构成在比第1频率高的第2频率处具有共振频率的第2共振元件(例如13qb)，在被照射了电磁波时，在第1频率处表现出的共振峰的q值，比在由第1缝隙单独构成该标签的共振构造的情况下在第1频率处表现出的共振峰的q值高。
[0132]
另外，本实施方式所涉及的标签1构成为具备：
[0133]
基材11；以及
[0134]
导体图案层12，具有被形成在基材11上的n(n为3以上的正整数)个缝隙(例如13a、13b、13c)，
[0135]
n个缝隙构成具有相互不同的共振频率的n个共振元件(例如13qa、13qb、13qc)，而且，以该共振元件的共振长度依次变短的方式相互相邻配设，
[0136]
在被照射了电磁波时，在n个共振元件之中的按照缝隙的长度从长到短的顺序数的第k(k为1～n-1之中的各整数)个共振元件的共振频率处表现出的共振峰的q值，比在由该第k个共振元件单独构成该标签的共振构造的情况下表现出的共振峰的q值高。
[0137]
根据本实施方式所涉及的标签1，能够使构成标签1的识别信息的共振频率(在上述实施方式中为频率fa、fb)处的共振峰的q值比单独配设各共振元件的情况提高。也就是说，根据本实施方式所涉及的标签1，能够提高共振峰处的反射波的信号的sn比。由此，能够提高标签读取器2中的识别信息的读取精度。
[0138]
另外，本实施方式所涉及的标签1能够抑制该标签1上形成的共振元件的安装面积，并且提高该标签1所构成的识别信息的比特，在这点上也是有用的。
[0139]
(第2实施方式)
[0140]
接下来，参照图12a～图16b，关于第2实施方式所涉及的标签1的结构进行说明。本实施方式所涉及的标签1通过环形状(及圆形状)的缝隙替代长方形状的缝隙来构成共振元件，在这点上与第1实施方式不同。此外，关于与第1实施方式共通的结构省略说明。
[0141]
图12a及图12b是表示本实施方式所涉及的标签1的结构(图12a)及本实施方式所涉及的标签1的反射特性(图12b)的图。
[0142]
本实施方式所涉及的标签1与第1实施方式同样具备基材11、以及被配设在该基材11上的导体图案层12。另外，在导体图案层12形成有3个缝隙13f、13g、13h。缝隙13f、13g、13h构成具有相互不同的共振频率的共振元件13qf、13qg、13qh。
[0143]
在此，缝隙13f形成为环状，构成在与环长lf对应的频率ff处具有共振频率的共振元件13qf(也称为环缝隙共振元件)。另外，缝隙13g形成为环状，构成在与环长lg对应的频率fg处具有共振频率的共振元件13qg。另外，缝隙13h形成为圆形状，构成在与相当于圆形状的圆周长度的环长lh对应的频率fh处具有共振频率的共振元件13qh。
[0144]
此外，该共振元件13qf、13qg、13qh典型地在环长lf、lg、lh相当于1波长时发生共振(以下将环长也称为“共振长度”)。
[0145]
缝隙13f、13g、13h相互相邻配设，在环状的缝隙13f的内侧配设有环状的缝隙13g，
在环状的缝隙13g的内侧配设有圆形状的缝隙13h。也就是说，缝隙13f、13g、13h以环长(共振长度)从外侧向内侧依次变短的方式配设为同心圆状。
[0146]
在本实施方式所涉及的标签1中，也与第1实施方式所涉及的标签1同样显现出牺牲效应。具体而言，在本实施方式所涉及的标签1中，也通过与信号缝隙相邻地配设长度比该信号缝隙短的牺牲缝隙，信号缝隙所构成的共振元件的共振频率处的共振峰的q值增大。
[0147]
在本实施方式所涉及的标签1中，缝隙13f、13g相当于构成标签1的识别信息的信号缝隙，缝隙13h相当于不构成标签1的识别信息的牺牲缝隙。也就是说，在本实施方式所涉及的标签1中发生如下现象：由于存在缝隙13h，缝隙13g的共振频率fg处的共振峰的q值增大，由于存在缝隙13g，缝隙13f的共振频率ff处的共振峰的q值增大。
[0148]
此外，牺牲缝隙的长度相对于信号缝隙的长度的比率(μ＝lf/lg，lg/lh)与第1实施方式所涉及的标签1同样设定为0.70以上且小于1.0。另外，信号缝隙与牺牲缝隙之间的距离d与第1实施方式所涉及的标签1同样设定为使用频带中的λ/10以下。
[0149]
图13a～图15b是用于说明本实施方式所涉及的标签1的牺牲效应的比较例。
[0150]
图13a及图13b是表示导体图案层12仅具有1个缝隙13f的比较例1的结构(图13a)及比较例1的反射特性(图13b)的图。图14a及图14b是表示导体图案层12仅具有2个缝隙13f、13g的比较例2的结构(图14a)及比较例2的反射特性(图14b)的图。图15a及图15b是表示导体图案层12仅具有2个缝隙13f、13h的比较例3的结构(图15a)及比较例3的反射特性(图15b)的图。此外，图13b、图14b、图15b的反射特性是通过电磁场解析模拟而计算出的。
[0151]
首先，在导体图案层12仅具有缝隙13f的情况下，在该导体图案层12中，仅在频率ff(缝隙13f所构成的共振元件13qf的共振频率)处检测出共振峰(参照图13b)。
[0152]
另外，在导体图案层12中不仅形成有缝隙13f而且形成有缝隙13g的情况下，在该导体图案层12中，不仅在频率ff处而且在频率fg(缝隙13g所构成的共振元件13qg的共振频率)处也检测出共振峰(参照图14b)。此时，由于缝隙13g的牺牲效应，频率ff处的共振峰的q值比由缝隙13f单独构成共振构造的情况(图13b)增大。
[0153]
另外，在导体图案层12不仅形成有缝隙13f而且形成有缝隙13h的情况下，在该导体图案层12中，不仅在频率ff而且在频率fh(缝隙13h所构成的共振元件13qh的共振频率)处也检测出共振峰(参照图15b)。此时，由于缝隙13h的牺牲效应，频率ff处的共振峰的q值比由缝隙13f单独构成共振构造的情况(图13b)增大。
[0154]
此外，在该比较例3中，频率ff处的共振峰的q值比在比较例2中检测出的频率ff处的共振峰的q值略小。这可以考虑是因为，如参照图9所说明的那样，如果相邻的缝隙的共振长度之差变大，则牺牲效应变小。
[0155]
另外，在导体图案层12不仅形成有缝隙13f而且形成有缝隙13g、13h的情况下，在该导体图案层12中，不仅在频率ff而且在频率fg及频率fh处检测出共振峰(参照图15b)。此时，由于缝隙13g的牺牲效应，频率ff处的共振峰的q值比图13b的方式增大。而且，由于缝隙13h的牺牲效应，频率fg处的共振峰的q值比图14b的方式增大。换言之，频率ff处的共振峰的q值及频率fg处的共振峰的q值，分别比在由缝隙13f单独构成标签1的共振构造的情况下在频率ff处表现出的共振峰的q值、以及在由缝隙13g单独构成标签1的共振构造的情况下在频率fg处表现出的共振峰的q值增大。
[0156]
图16a及图16b是关于本实施方式所涉及的标签1中的牺牲效应进行说明的图。图
16a表示在不存在牺牲缝隙(在此为缝隙13h)的情况下的信号缝隙(在此为缝隙13g)周围的电流路径，图16b表示在存在牺牲缝隙(在此为缝隙13h)的情况下的信号缝隙(在此为缝隙13g)周围的电流路径。
[0157]
在共振元件13qg发生了共振时，在某时刻，导体图案层12隔着缝隙13g的两端而极化，共振电流以包围缝隙13g的周围的方式流通。
[0158]
此时，在不存在牺牲缝隙(在此为缝隙13h)的情况下，在导体图案层12中流通的电流如图16a所示，成为任意路径。结果，共振峰的q值难以变大。
[0159]
另一方面，在存在牺牲缝隙(在此为缝隙13h)的情况下，在导体图案层12中流通的电流如图16b所示，被限定于缝隙13g与缝隙13h之间。结果，共振峰的q值增大。
[0160]
如上，在本实施方式所涉及的标签1中，能够使构成标签1的识别信息的共振频率(在上述实施方式中为频率fa、fb)处的共振峰的q值比单独配设各共振元件的情况提高。
[0161]
此外，上述表示了多个环形状的缝隙13f、13g以包围圆形状的缝隙13h的方式配设为同心圆状的方式。但是，本实施方式所涉及的标签1也可以构成为，在中心不配设圆形状的缝隙，而将多个环形状的缝隙配设为同心圆状(例如图14a的方式)。
[0162]
(第3实施方式)
[0163]
在上述实施方式中，表示了将标签1用作rfid系统u的标识符的方式。但是，本发明的标签也能够用作以非接触方式对物体或者环境的状态变化进行检测的状态检测系统的无芯片传感器标签(以下简称为“标签”)(例如参照专利文献2)。
[0164]
图17是表示本实施方式所涉及的状态检测系统ux的结构的一例的图。图18a及图18b是表示本实施方式所涉及的标签1x的结构的一例的图。此外，图18a表示标签1x的基本结构，图18b表示标签1x的变形例。
[0165]
状态检测系统ux具备标签1x及标签读取器2x。标签1x及标签读取器2x的基本结构与第1实施方式所涉及的标签1及标签读取器2的基本结构是同样的。
[0166]
标签1x具有相互相邻配设的共振长度相互不同的多个(在图18a、图18b中为2个)缝隙13ax、13bx(即共振元件13qax、13qbx)。另外，在图18a、图18b中，共振长度长的缝隙13ax构成信号缝隙，共振长度短的缝隙13bx构成牺牲缝隙。
[0167]
在此，标签1x构成为：至少由构成信号缝隙的缝隙13ax响应于检测对象的周围环境的状态变化。即，标签1x与检测对象的周围环境的状态变化相应地使自身的电磁波反射特性变化。
[0168]
作为标签1x的检测对象的状态变化，例如可以举出标签1x的周围物体的位置变化、标签1x的周围物体的形态变化、标签1x的周围物体的水分含有量变化、标签1x的周围环境的湿度变化、标签1x的周围环境的温度变化、标签1x的周围环境的气体浓度变化、标签1x的周围环境的光照度变化、标签1x的周围环境的ph变化、标签1x的周围环境的磁场变化或者标签1x的周围物体的氧化度变化等。
[0169]
标签读取器2x一边使发送频率变化一边向标签1x发送电磁波，并且接收其反射波，取得标签1x的当前的反射波谱的数据。然后，标签读取器2x基于标签1x的当前的反射波谱的数据(即电磁波反射特性)，估计检测对象的当前的状态。
[0170]
图19a～图19c是表示伴随着标签1x的检测对象的状态变化而产生的标签1x的反射波谱的变化的一例的图。检测对象的状态作为与标签1x(即共振元件13qax)周围的介电
常数变化或标签1x(即共振元件13qax)周围的导电率变化相伴的反射波谱的变化被检测。此时，检测对象的状态典型地作为标签1x的反射波谱中的共振峰位置(即共振频率)的变化(参照图19a)、共振峰的峰强度的变化(参照图19b)或者基带区域的反射强度的变化(参照图19c)被检测。也就是说，标签读取器2x基于共振峰的有无、共振峰的衰减、共振峰的偏移及共振峰的峰形状的变化等，估计检测对象的状态变化。
[0171]
状态检测系统u在该结构中，根据标签1x的电磁波反射特性的变化，能够高精度地估计标签1x的检测对象的当前的状态。
[0172]
标签1x如图18b所示，优选在裂缝13ax的周围具有对于检测对象的状态变化的响应性好的刺激响应部位13x。此外，刺激响应部位13x如图18b所示，也可以被形成在导体图案12内，但只要是能够对裂缝13ax的频率特性施加影响的位置即可，其形成位置是任意的。例如，刺激响应部位13x也可以以包覆裂缝13ax的方式设置。
[0173]
作为用于检测温度变化的刺激响应部位13x，例如可以举出以包覆共振元件13qax的方式设置的低熔点材料。低熔点材料在达到了某温度时熔化，因此以响应于标签1x的周围的温度变化的方式引起标签1x的周围的介电常数变化(参照图19a)。即，由此，共振元件13qax的共振特性出现变化，因此能够根据标签1x的电磁波反射特性更容易地检测温度。
[0174]
作为用于检测气体浓度变化的刺激响应部位13x，例如可以举出被形成在共振元件13qax的周边部位的银墨水层。银墨水层如果被暴露在腐蚀气体中则导电率发生变化，因此以响应于标签1x的周围的气体浓度变化的方式引起共振元件13qax的共振峰的峰强度变化(参照图19b)。即，由此，共振元件13qax的共振特性出现变化，因此能够根据标签1x的电磁波反射特性更容易地检测气体浓度变化。
[0175]
作为用于检测压力或者形变的刺激响应部位13x，例如可以举出被形成在共振元件13qax的周边部位的各向异性导电膜。各向异性导电膜如果被施加压力，则在该被施加压力的区域形成导电路径，因此以响应于标签1x的周围的压力变化的方式引起共振元件13qax的共振峰的峰强度或基带区域的反射强度的变化发生变化(参照图19b、图19c)。即，由此，共振元件13qax的共振特性出现变化，因此能够根据标签1x的电磁波反射特性更容易地检测压力或者形变。
[0176]
作为用于检测湿度的刺激响应部位13x，例如可以举出被形成在共振元件13qax的周边部位的吸水聚合物。吸水聚合物保持与周边环境的湿度相应的吸水量，因此以响应于标签1x的周边环境的湿度变化的方式引起标签1x的周围的介电常数变化(参照图19a)。即，由此，共振元件13qax的共振特性出现变化，因此能够根据标签1x的电磁波反射特性更容易地检测湿度。
[0177]
如上，本发明的标签也能够用作以非接触方式对物体或者环境的状态变化进行检测的状态检测系统的无芯片传感器标签。此时，通过在无芯片传感器标签设置牺牲缝隙13bx，能够提高信号缝隙13ax的共振峰处的反射波的信号的sn比。由此，能够构筑灵敏度更高的状态检测系统。
[0178]
(其他实施方式)
[0179]
本发明不限于上述实施方式，可以考虑各种变形方式。
[0180]
在上述实施方式中，作为形成于标签1的缝隙的一例，表示了长方形状的缝隙及环形状的缝隙。但是，本发明的缝隙的形状也能够适用于其他形状。另外，缝隙不一定需要整
个周围被导体围绕，例如，也可以是长方形状的缝隙之中的短边方向的一边未被导体围绕的方式。
[0181]
以上，详细说明了本发明的具体例，但这些不过是例示，并不对权利要求书构成限定。权利要求书所记载的技术包含对以上例示的具体例进行各种变形、变更而得到的方式。
[0182]
2019年8月26日申请的日本特愿2019-154062申请中包含的说明书、附图及说明书摘要的公开内容全部被引用到本技术中。
[0183]
工业实用性
[0184]
根据本公开所涉及的标签，能够提高共振峰处的反射波的信号的sn比。
[0185]
附图标记说明：
[0186]
u rfid系统
[0187]
ux 状态检测系统
[0188]
1 无芯片rfid标签
[0189]
1x 无芯片传感器标签
[0190]
11 基材
[0191]
12 导体图案层
[0192]
13a、13b、13c、13d、13e 缝隙
[0193]
13qa、13qb、13qc、13qd、13qe 共振元件
[0194]
2 标签读取器
[0195]
2x 标签读取器
[0196]
20 控制部
[0197]
20a 驱动部
[0198]
20b 共振频率检测部
[0199]
20c 识别信息读取部
[0200]
21 天线部
[0201]
22 操作输入部
[0202]
23 显示部
[0203]
24 存储部