(57)【要約】リーダ装置のアンテナとして小型のアンテナを用いることなく、ＲＦＩＤタグの小型のアンテナとリーダ装置のアンテナとを通信可能にする補助アンテナを提供する。本発明に係る補助アンテナは、ＲＦＩＤタグが備える小型のアンテナとリーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナであって、通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、共振ループ群のアンテナ面積がＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きい。
2018101013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤタグが備える小型のアンテナとリーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナであって、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、
前記共振ループ群のアンテナ面積は、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、前記リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きい、
補助アンテナ。
【請求項２】
前記共振ループは、ＵＨＦ帯に共振周波数を有するＬＣ並列共振回路を構成している、請求項１に記載の補助アンテナ。
【請求項３】
前記共振ループは、配列方向の電気長が前記通信周波数における１／４波長以上となるように複数配列されている、請求項１又は２に記載の補助アンテナ。
【請求項４】
前記配列方向の中央側に配置される共振ループは、前記配列方向の端部側に配置される共振ループよりも共振周波数が高く設定されている、請求項３に記載の補助アンテナ。
【請求項５】
プレート状又はシート状の本体部を有し、
前記複数の共振ループは、前記本体部の第１主面と、当該第１主面に対向する第２主面とに配列され、環状の導体の一部が開口されたループ電極をそれぞれ備え、
前記本体部の第１主面又は第２主面に対して直交する方向から前記本体部を透過して見たとき、前記第１主面側の共振ループのループ電極と、前記第２主面側の共振ループのループ電極とで閉ループが構成されるように、前記複数の共振ループが配列されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の補助アンテナ。
【請求項６】
前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列されている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の補助アンテナ。
【請求項７】
前記複数の共振ループは、第１方向に沿う第１列又は第２列に配置され、
前記第２列に配置される共振ループは、前記第１列に配置される共振ループに対して、前記第１方向に対して直交する第２方向に並ばないように、前記第１方向にオフセットして配置されている、請求項６に記載の補助アンテナ。
【請求項８】
小型のアンテナを備えるＲＦＩＤタグと、
アンテナを備えるリーダ装置と、
前記ＲＦＩＤタグが備えるアンテナと前記リーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナと、
を備えるＲＦＩＤシステムであって、
前記補助アンテナは、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、
前記共振ループ群のアンテナ面積は、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、前記リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きい、
ＲＦＩＤシステム。
【請求項９】
前記ＲＦＩＤタグのアンテナは磁界アンテナであり、前記リーダ装置のアンテナは電界アンテナである、請求項８に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１０】
前記共振ループは、ＵＨＦ帯に共振周波数を有するＬＣ並列共振回路を構成している、請求項８又は９に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１１】
前記共振ループは、配列方向の電気長が前記通信周波数における１／４波長以上となるように複数配列されている、請求項８〜１０のいずれか１つに記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１２】
前記配列方向の中央側に配置される共振ループは、前記配列方向の端部側に配置される共振ループよりも共振周波数が高く設定されている、請求項１１に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１３】
前記補助アンテナは、プレート状又はシート状の本体部を有し、
前記複数の共振ループは、前記本体部の第１主面と、当該第１主面に対向する第２主面とに配列され、環状の導体の一部が開口されたループ電極をそれぞれ備え、
前記本体部の第１主面又は第２主面に対して直交する方向から前記本体部を透過して見たとき、前記第１主面側の共振ループのループ電極と、前記第２主面側の共振ループのループ電極とで閉ループが構成されるように、前記複数の共振ループが配列されている、請求項８〜１２のいずれか１つに記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１４】
前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列されている、請求項８〜１３のいずれか１つに記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１５】
前記複数の共振ループは、第１方向に沿う第１列又は第２列に配置され、
前記第２列に配置される共振ループは、前記第１列に配置される共振ループに対して、前記第１方向に対して直交する第２方向に並ばないように、前記第１方向にオフセットして配置されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１６】
磁界アンテナを備えるＲＦＩＤタグと、
電界アンテナを備えるリーダ装置と、
前記ＲＦＩＤタグが備える磁界アンテナと前記リーダ装置が備える電界アンテナとを通信させるために、前記ＲＦＩＤタグの近傍に配置される補助アンテナと、
を備えるＲＦＩＤシステムであって、
前記補助アンテナは、通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループを含み、
前記複数の共振ループは、その配列方向の長さが前記通信周波数における１／４波長以上となるように配列されている、
ＲＦＩＤシステム。
【請求項１７】
前記共振ループは、ＵＨＦ帯に共振周波数を有するＬＣ並列共振回路を構成している、請求項１６に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１８】
前記配列方向の中央側に配置される共振ループは、前記配列方向の端部側に配置される共振ループよりも共振周波数が高く設定されている、請求項１６又は１７に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１９】
前記補助アンテナは、プレート状又はシート状の本体部を有し、
前記複数の共振ループは、前記本体部の第１主面と、当該第１主面に対向する第２主面とに配列され、環状の導体の一部が開口されたループ電極をそれぞれ備え、
前記本体部の第１主面又は第２主面に対して直交する方向から前記本体部を透過して見たとき、前記第１主面側の共振ループのループ電極と、前記第２主面側の共振ループのループ電極とで閉ループが構成されるように、前記複数の共振ループが配列されている、請求項１６〜１８のいずれか１つに記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項２０】
前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列されている、請求項１６〜１９のいずれか１つに記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項２１】
前記複数の共振ループは、第１方向に沿う第１列又は第２列に配置され、
前記第２列に配置される共振ループは、前記第１列に配置される共振ループに対して、前記第１方向に対して直交する第２方向に並ばないように、前記第１方向にオフセットして配置されている、請求項２０に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項２２】
前記補助アンテナは、前記閉ループが構成されるように複数の共振ループが配列された本体部を２つ備え、
前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列され、
前記２つの本体部は、前記第１主面又は第２主面に対して直交する方向から透過して見たとき、一方の本体部に配列された複数の共振ループが他方の本体部に配列された複数の共振ループに対して面方向にずれるように配置されている、請求項１９に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項２３】
小型のアンテナを備えるＲＦＩＤタグの読み取り方法であって、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、前記共振ループ群のアンテナ面積が、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きい、補助アンテナを準備する工程と、
前記ＲＦＩＤタグに前記補助アンテナ及び前記リーダ装置を近づけ、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を前記補助アンテナによって拡大し、前記ＲＦＩＤタグのアンテナと前記リーダ装置のアンテナとを通信させる工程と、
を含む、ＲＦＩＤタグの読み取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型のアンテナを有するＲＦＩＤタグを読み取り可能にする補助アンテナ、ＲＦＩＤシステム、及びＲＦＩＤタグの読み取り方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＲＦＩＤタグを用いた物品管理が様々な分野に利用されている。例えば、ＲＦＩＤタグを靴のソールなどの物品に埋め込んで、物品管理を行うことが行われている。【０００３】
物品に埋め込まれるＲＦＩＤタグには小型化が求められている。このため、ＲＦＩＤタグが備えるアンテナとして、小型（又は超小型）のアンテナを用いることが求められている。【０００４】
しかしながら、ＲＦＩＤタグに小型のアンテナを用いた場合、店舗などで使用される一般的なリーダ装置が備える電界放射型のアンテナ（例えばパッチアンテナやダイポールアンテナなど）では、当該小型のアンテナ（例えば磁界アンテナや、ループ部を付加することで磁界発生部を有する小型ダイポールアンテナ）と通信することは困難である。このため、リーダ装置がＲＦＩＤタグの情報を読み取れないことが起こり得る。また、リーダ装置がＲＦＩＤタグの情報を読み取れたとしても、リーダ装置のアンテナとＲＦＩＤタグのアンテナとが通信可能な位置を探す時間が必要になる。【０００５】
これに対して、特許文献１には、ＲＦＩＤタグの小型アンテナ（磁界アンテナ）とほぼ同じアンテナ面積を有する小型ループアンテナ（磁界アンテナ）をリーダ装置のアンテナとして用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５３７０５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この場合、リーダ装置に用いるアンテナが磁界アンテナに制限されることになるため、一般的なリーダ装置を用いることができず、小型のＲＦＩＤタグに対応する特殊なリーダ装置を用意する必要がある。【０００８】
本発明の目的は、リーダ装置のアンテナとして小型のアンテナを用いることなく、ＲＦＩＤタグの小型のアンテナとリーダ装置のアンテナとを通信可能にする補助アンテナ、ＲＦＩＤシステム、及びＲＦＩＤタグの読み取り方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る補助アンテナは、ＲＦＩＤタグが備える小型のアンテナとリーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナであって、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、
前記共振ループ群のアンテナ面積は、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、前記リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きくなるように構成されている。【００１０】
本発明に係るＲＦＩＤシステムは、小型のアンテナを備えるＲＦＩＤタグと、
アンテナを備えるリーダ装置と、
前記ＲＦＩＤタグが備えるアンテナと前記リーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナと、
を備えるＲＦＩＤシステムであって、
前記補助アンテナは、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、
前記共振ループ群のアンテナ面積は、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、前記リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きくなるように構成されている。【００１１】
本発明に係るＲＦＩＤシステムは、磁界アンテナを備えるＲＦＩＤタグと、
電界アンテナを備えるリーダ装置と、
前記ＲＦＩＤタグが備える磁界アンテナと前記リーダ装置が備える電界アンテナとを通信させるために、前記ＲＦＩＤタグの近傍に配置される補助アンテナと、
を備えるＲＦＩＤシステムであって、
前記補助アンテナは、通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループを含み、
前記複数の共振ループは、その配列方向の長さが前記通信周波数における１／４波長以上となるように配列されている。【００１２】
本発明に係るＲＦＩＤタグの読み取り方法は、小型のアンテナを備えるＲＦＩＤタグの読み取り方法であって、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、前記共振ループ群のアンテナ面積が、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きい、補助アンテナを準備する工程と、
前記ＲＦＩＤタグに前記補助アンテナ及び前記リーダ装置を近づけ、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を前記補助アンテナによって拡大し、前記ＲＦＩＤタグのアンテナと前記リーダ装置のアンテナとを通信させる工程と、
を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、リーダ装置のアンテナとして小型のアンテナを用いることなく、ＲＦＩＤタグの小型のアンテナとリーダ装置のアンテナとを通信可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係るＲＦＩＤシステムの斜視図である。
【図２】ＲＦＩＤタグの概略構成を示す断面図である。
【図３】図２のＲＦＩＤタグの等価回路図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る補助アンテナの構成を示す斜視図である。
【図５Ａ】図１の補助アンテナの平面図である。
【図５Ｂ】図１の補助アンテナの平面図である。
【図６】図１のＲＦＩＤシステムにおいて、リーダ装置と物品との間に補助アンテナを配置した変形例を示す斜視図である。
【図７】図４の補助アンテナを複数連結した状態を示す平面図である。
【図８】図４の補助アンテナの共振ループの変形例を示す平面図である。
【図９Ａ】図４の補助アンテナの共振ループの変形例を示す平面図である。
【図９Ｂ】図９ＡにＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】図４の補助アンテナの変形例を示す平面図である。
【図１１】図４の補助アンテナの変形例を示す平面図である。
【図１２】図１１の部分拡大図である。
【図１３】図４の補助アンテナの変形例を示す平面図である。
【図１４】図４の補助アンテナの変形例を示す平面図である。
【図１５】図４の補助アンテナの変形例を示す平面図である。
【図１６】図４の補助アンテナの変形例を示す平面図である。
【図１７】図４の補助アンテナの変形例を示す平面図である。
【図１８】図４の補助アンテナの変形例を示す平面図である。
【図１９】本発明の実施の形態に係る補助アンテナが商品陳列ケースの陳列台に取り付けられた例を示す斜視図である。
【図２０】ＲＦＩＤタグが付けられた宝飾品が図１９の補助アンテナ上に配置された例を示す斜視図である。
【図２１】ＲＦＩＤタグの構成例を示す斜視図である。
【図２２】本発明の実施の形態に係る補助アンテナが商品陳列ケースの陳列台に複数に分割して取り付けられた例を示す斜視図である。
【図２３】本発明の実施の形態に係る補助アンテナが据え置きタイプのリーダ装置に直接取り付けられた例を示す斜視図である。
【図２４】本発明の実施の形態に係る補助アンテナがハンディタイプのリーダ装置に直接取り付けられた例を示す斜視図である。
【図２５】図２４のリーダ装置によってＲＦＩＤタグを読み取る様子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一態様に係る補助アンテナは、ＲＦＩＤタグが備える小型のアンテナとリーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナであって、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、前記リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きくなるように構成されている。
【００１６】
この構成によれば、前記複数の共振ループが互いに磁界結合することにより、ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大して、ＲＦＩＤタグの小型のアンテナとリーダ装置のアンテナとを通信可能にすることができる。従って、リーダ装置のアンテナとして小型のアンテナを用いる必要性を無くすことができる。
【００１７】
なお、前記共振ループは、配列方向の電気長が前記通信周波数における１／４波長以上となるように複数配列されることが好ましい。各共振ループは所定周波数で共振しているが、共振周波数付近では各共振ループから磁界放射と同時に電界放射も起こる。この電界放射する共振ループを複数配列させることで、各共振ループは磁界結合及び電界結合し、全体として個々の磁界アンテナが大きな電界アンテナを形成することとなる。特に共振ループ群が１／４波長以上となるように配列させることで、複数の共振ループ群の全体を、電界信号を送受信可能な電界アンテナとすることができる。この電界アンテナを補助アンテナとして使用すると、補助アンテナのどの共振ループに近接した小型のＲＦＩＤタグでも電界放射が可能となり、リーダ装置の電界アンテナで読み取り可能となる。
【００１８】
これは、小型のＲＦＩＤタグは磁界放射するアンテナもしくは磁界放射部を有するアンテナで形成されているので、小型のＲＦＩＤタグと各共振ループとが磁界結合することで、小型のＲＦＩＤタグのアンテナと共振ループとの間で信号伝達が可能となる。各共振ループは、互いに磁界結合及び電界結合しているので、共振ループ群は、全体として電界放射可能な電界アンテナとなり、リーダ装置の電界アンテナから放射される電界信号を送受信することが可能となる。これにより、リーダ装置の電界アンテナから放射された電界信号を、共振ループを複数配列した補助アンテナで受信し、当該補助アンテナの各共振ループで電界信号を磁界信号に変換し、当該磁界信号をＲＦＩＤタグの磁界アンテナに伝達させることで、磁界アンテナを有する小型のＲＦＩＤタグとの通信が可能となる。その結果、ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大して、ＲＦＩＤタグの磁界アンテナとリーダ装置の電界アンテナとの間での通信を可能にすることができる。また、補助アンテナを近傍に配置した小型のＲＦＩＤタグは、遠方にあるリーダ装置の電界アンテナで読み取り可能である一方、補助アンテナを近傍に配置していないＲＦＩＤタグは、遠方の電界アンテナから読み取り不可能である。これにより、読み取りたいＲＦＩＤタグだけを読み取ることができる。
【００１９】
また、前記共振ループは、ＵＨＦ帯に共振周波数を有するＬＣ並列共振回路を構成するものであってもよい。
【００２０】
また、前記配列方向の中央側に配置される共振ループは、前記配列方向の端部側に配置される共振ループよりも共振周波数が高く設定されることが好ましい。これにより、複数の共振ループの実際の共振周波数のバラツキを抑えることができる。
【００２１】
また、プレート状又はシート状の本体部を有し、前記複数の共振ループは、前記本体部の第１主面と、当該第１主面に対向する第２主面とに配列され、環状の導体の一部が開口されたループ電極をそれぞれ備え、前記本体部の第１主面又は第２主面に対して直交する方向から前記本体部を透過して見たとき、前記第１主面側の共振ループのループ電極と、前記第２主面側の共振ループのループ電極とで閉ループが構成されるように、前記複数の共振ループが配列されることが好ましい。この構成によれば、寄生容量でコンデンサを形成することができるので、別途コンデンサを本体部に搭載する必要性を無くすことができる。これにより、補助アンテナの厚さを抑えるとともに、コストを抑えることができる。また、補助アンテナの耐久性を向上させることができる。
【００２２】
また、前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列されることが好ましい。この構成によれば、複数の共振ループが同様の構成を有するので、ＲＦＩＤタグ又はリーダ装置に対して補助アンテナを特定の位置に位置決めする必要性を無くすことができる。
【００２３】
また、前記複数の共振ループは、第１方向に沿う第１列又は第２列に配置され、前記第２列に配置される共振ループは、前記第１列に配置される共振ループに対して、前記第１方向に対して直交する第２方向に並ばないように、前記第１方向にオフセットして配置されることが好ましい。この構成によれば、補助アンテナから発生する磁場を大きくすることができ、ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を一層拡大することができる。
【００２４】
本発明の一態様に係るＲＦＩＤシステムは、
小型のアンテナを備えるＲＦＩＤタグと、
アンテナを備えるリーダ装置と、
前記ＲＦＩＤタグが備えるアンテナと前記リーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナと、
を備えるＲＦＩＤシステムであって、
前記補助アンテナは、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、
前記共振ループ群のアンテナ面積は、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、前記リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きくなるように構成されている。
【００２５】
この構成によれば、前記複数の共振ループが互いに磁界結合することにより、ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大して、ＲＦＩＤタグの小型のアンテナとリーダ装置のアンテナとを通信可能にすることができる。従って、リーダ装置のアンテナとして小型のアンテナを用いる必要性を無くすことができる。また、補助アンテナを近傍に配置したＲＦＩＤタグだけがリーダ装置の電界アンテナで読み取り可能であるので、読み取りたいＲＦＩＤタグだけを読み取ることができる。例えば、商品テーブルに複数の商品が置かれている場合、補助アンテナを近傍に近づけた商品のＲＦＩＤタグは読み取れる一方で、同じ商品テーブルでも補助アンテナから遠い商品のＲＦＩＤタグは読み取れない。前記構成によれば、このような使い方が可能となり、補助アンテナの移動により、所望のＲＦＩＤタグだけを読み取ることができる。
【００２６】
なお、前記ＲＦＩＤタグのアンテナは磁界アンテナであり、前記リーダ装置のアンテナは電界アンテナであってもよい。この構成によれば、リーダ装置の電界アンテナから放射された信号波は、電界信号として補助アンテナに伝達され、補助アンテナの各共振ループで磁界信号に変換され、ＲＦＩＤタグの磁界アンテナに伝達される。これにより、リーダ装置とＲＦＩＤタグとの通信が可能となり、リーダ装置として磁界アンテナを用いる必要性を無くすことができる。
【００２７】
また、前記共振ループは、配列方向の電気長が通信周波数における１／４波長以上となるように複数配列されることが好ましい。この構成によれば、複数の共振ループの全体を電界放射可能な電界アンテナとして機能させることができ、磁界信号を電界信号に変換することができる。その結果、ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大して、ＲＦＩＤタグの小型の磁界アンテナとリーダ装置の電界アンテナとの間での通信を可能にすることができる。
【００２８】
また、前記共振ループは、ＵＨＦ帯に共振周波数を有するＬＣ共振回路を構成するものであってもよい。
【００２９】
また、前記配列方向の中央側に配置される共振ループは、前記配列方向の端部側に配置される共振ループよりも共振周波数が高く設定されることが好ましい。これにより、複数の共振ループの実際の共振周波数のバラツキを抑えることができる。
【００３０】
また、前記補助アンテナは、プレート状又はシート状の本体部を有し、前記複数の共振ループは、前記本体部の第１主面と、当該第１主面に対向する第２主面とに配列され、環状の導体の一部が開口されたループ電極をそれぞれ備え、前記本体部の第１主面又は第２主面に対して直交する方向から前記本体部を透過して見たとき、前記第１主面側の共振ループのループ電極と、前記第２主面側の共振ループのループ電極とで閉ループが構成されるように、前記複数の共振ループが配列されることが好ましい。この構成によれば、寄生容量でコンデンサを形成することができるので、別途コンデンサを本体部に搭載する必要性を無くすことができる。これにより、補助アンテナの厚さを抑えるとともに、コストを抑えることができる。また、補助アンテナの耐久性を向上させることができる。
【００３１】
また、前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列されることが好ましい。この構成によれば、複数の共振ループが同様の構成を有するので、ＲＦＩＤタグ又はリーダ装置に対して補助アンテナを特定の位置に位置決めする必要性を無くすことができる。
【００３２】
また、前記複数の共振ループは、第１方向に沿う第１列又は第２列に配置され、前記第２列に配置される共振ループは、前記第１列に配置される共振ループに対して、前記第１方向に対して直交する第２方向に並ばないように、前記第１方向にオフセットして配置されることが好ましい。この構成によれば、補助アンテナから発生する磁場を大きくすることができ、ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を一層拡大することができる。これにより、リーダ装置がＲＦＩＤタグの情報をより確実に読み取ることができる。
【００３３】
本発明の一態様に係るＲＦＩＤシステムは、磁界アンテナを備えるＲＦＩＤタグと、
電界アンテナを備えるリーダ装置と、
前記ＲＦＩＤタグが備える磁界アンテナと前記リーダ装置が備える電界アンテナとを通信させるために、前記ＲＦＩＤタグの近傍に配置される補助アンテナと、
を備えるＲＦＩＤシステムであって、
前記補助アンテナは、通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループを含み、
前記複数の共振ループは、その配列方向の長さが前記通信周波数における１／４波長以上となるように配列されている。
【００３４】
この構成によれば、複数の共振ループの全体を電界放射可能な電界アンテナとして機能させることができ、磁界信号を電界信号に変換することができる。その結果、ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大して、ＲＦＩＤタグの磁界アンテナとリーダ装置の電界アンテナとの間での通信を可能にすることができる。
【００３５】
なお、前記共振ループは、ＵＨＦ帯に共振周波数を有するＬＣ並列共振回路を構成するものであってもよい。
【００３６】
また、前記配列方向の中央側に配置される共振ループは、前記配列方向の端部側に配置される共振ループよりも共振周波数が高く設定されることが好ましい。これにより、複数の共振ループの実際の共振周波数のバラツキを抑えることができる。
【００３７】
また、前記補助アンテナは、プレート状又はシート状の本体部を有し、前記複数の共振ループは、前記本体部の第１主面と、当該第１主面に対向する第２主面とに配列され、環状の導体の一部が開口されたループ電極をそれぞれ備え、前記本体部の第１主面又は第２主面に対して直交する方向から前記本体部を透過して見たとき、前記第１主面側の共振ループのループ電極と、前記第２主面側の共振ループのループ電極とで閉ループが構成されるように、前記複数の共振ループが配列されることが好ましい。この構成によれば、寄生容量でコンデンサを形成することができるので、別途コンデンサを本体部に搭載する必要性を無くすことができる。これにより、補助アンテナの厚さを抑えるとともに、コストを抑えることができる。また、補助アンテナの耐久性を向上させることができる。
【００３８】
また、前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列されることが好ましい。この構成によれば、複数の共振ループが同様の構成を有するので、ＲＦＩＤタグ又はリーダ装置に対して補助アンテナを特定の位置に位置決めする必要性を無くすことができる。
【００３９】
また、前記複数の共振ループは、第１方向に沿う第１列又は第２列に配置され、前記第２列に配置される共振ループは、前記第１列に配置される共振ループに対して、前記第１方向に対して直交する第２方向に並ばないように、前記第１方向にオフセットして配置されることが好ましい。補助アンテナから発生する磁場を大きくすることができ、ＲＦＩＤタグの磁界アンテナの通信範囲を一層拡大することができる。これにより、リーダ装置がＲＦＩＤタグの情報をより確実に読み取ることができる。
【００４０】
前記補助アンテナは、前記閉ループが構成されるように複数の共振ループが配列された本体部を２つ備え、前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列され、前記２つの本体部は、前記第１主面又は第２主面に対して直交する方向から透過して見たとき、一方の本体部に配列された複数の共振ループが他方の本体部に配列された複数の共振ループに対して面方向にずれるように配置されることが好ましい。この構成によれば、一方の本体部に配列された複数の共振ループ間にヌル点が生じる場合でも、他方の本体部に配列された複数の共振ループによって当該ヌル点を無くすことができる。これにより、リーダ装置がＲＦＩＤタグの情報をより確実に読み取ることができる。
【００４１】
本発明の一態様に係るＲＦＩＤタグの読み取り方法は、
小型のアンテナを備えるＲＦＩＤタグの読み取り方法であって、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、前記共振ループ群のアンテナ面積が、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きい、補助アンテナを準備する工程と、
前記ＲＦＩＤタグに前記補助アンテナ及び前記リーダ装置を近づけ、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を前記補助アンテナによって拡大し、前記ＲＦＩＤタグのアンテナと前記リーダ装置のアンテナとを通信させる工程と、
を含む。
【００４２】
この方法によれば、前記複数の共振ループが互いに磁界結合することにより、ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大して、ＲＦＩＤタグの小型のアンテナとリーダ装置のアンテナとを通信可能にすることができる。従って、リーダ装置のアンテナとして小型のアンテナを用いる必要性を無くすことができる。
【００４３】
以下、実施の形態に係る補助アンテナ、ＲＦＩＤシステム、及びＲＦＩＤタグの読み取り方法について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。
【００４４】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るＲＦＩＤシステムの斜視図である。
【００４５】
本実施の形態に係るＲＦＩＤシステム１は、ＲＦＩＤタグ２と、リーダ装置３と、補助アンテナ４とを備えている。ＲＦＩＤシステム１は、ＵＨＦ帯を通信周波数帯としたシステムである。
【００４６】
本実施の形態において、ＲＦＩＤタグ２は、物品の一例である眼鏡２１のフレーム２２に埋め込まれている。
【００４７】
図２は、ＲＦＩＤタグ２の概略構成を示す断面図である。図２に示すように、ＲＦＩＤタグ２は、ＲＦＩＣチップ２ａと、小型（又は超小型）のアンテナ２ｂとを備える小型のＲＦＩＤタグである。ＲＦＩＣチップ２ａは、物品の識別情報が記憶された回路等を有する素子である。ＲＦＩＣチップ２ａは、基材２ｃ上に載置され、アンテナ２ｂに電気的に接続されている。また、ＲＦＩＣチップ２ａは、封止樹脂２ｄによって基材２ｃ上で封止されている。アンテナ２ｂは、微小ループ型又はコイル型の磁界アンテナである。アンテナ２ｂは、中心軸又は巻回軸が基材２ｃの厚み方向に延在するように、基材２ｃに内蔵されている。
【００４８】
図３は、ＲＦＩＤタグ２の等価回路図である。図３に示すように、ＲＦＩＣチップ２ａが有する容量成分とアンテナ２ｂが有するインダクタンス成分とで、ＬＣ並列共振回路が構成されている。
【００４９】
ＲＦＩＤタグ２の単体での通信距離は、例えば、ダイポールアンテナ等の電界アンテナよりも短い（例えば、３０ｃｍ以下）。ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂの外径寸法は、例えば、３ｍｍ×３ｍｍである。ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂのアンテナ面積は、例えば、０．５ｍｍ２以上５０ｍｍ２以下である。ここで、「アンテナ面積」とは、ループ又はコイルの開口の面積、つまり、ループ又はコイルの内周部分の面積を言う。
【００５０】
リーダ装置３は、店舗などで使用される一般的な据え置きタイプ又はハンディタイプのリーダ装置である。本実施の形態において、リーダ装置３は、電界放射アンテナを有するハンディタイプのリーダ装置である。リーダ装置３は、信号と同時に電力も送信している。本実施の形態において、リーダ装置３のアンテナは、例えば、パッチアンテナ等の電界アンテナである。リーダ装置３のアンテナは、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂよりも大きいアンテナ面積を有している。リーダ装置３のアンテナの外径寸法は、例えば、４０ｍｍ×４０ｍｍである。リーダ装置３のアンテナのアンテナ面積は、例えば、４００ｍｍ２以上４００００ｍｍ２以下である。
【００５１】
補助アンテナ４は、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂとリーダ装置３のアンテナとが通信可能になるように、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂの通信範囲を拡大する補助アンテナである。本実施の形態において、補助アンテナ４は、リーダ装置３のアンテナから放射された電界信号を磁界信号に変換することにより、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂと通信可能になる。補助アンテナ４は、持ち運びが容易なポータブルタイプのアンテナであっても良いが、宝石ケースの直下に置くような大型のアンテナであっても良い。なお、補助アンテナ４が大型のアンテナであっても、後述する各共振ループ４２が、磁界アンテナとして動作して補助アンテナ４の近傍のＲＦＩＤタグ２と磁界結合し、電界アンテナとして信号放射する。これにより、遠方にある据え置きタイプのリーダ装置で当該ＲＦＩＤタグ２の読み取りが可能となる。
【００５２】
図４は、補助アンテナ４の構成を示す斜視図である。図４に示すように、補助アンテナ４は、本体部４１と、複数の共振ループ４２とを備えている。
【００５３】
本体部４１は、プレート状又はシート状に構成されている。本体部４１は、例えば、剛性を有する基材、ゴム、ＰＥＴフィルム、ポリイミドフィルム、或いはそれらの積層体などで構成されている。本体部４１は、絶縁体層を含むように構成されている。
【００５４】
複数の共振ループ４２は、各々が共振アンテナとして動作し、本体部４１の第１主面４１ａに互いに磁界結合及び電界結合が可能となる状態に配列されている。すなわち、共振ループ４２は、共振点付近の周波数（例えば、８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）では、磁界アンテナであると共に電界アンテナである。互いに隣接する共振ループ４２は、互いに磁界結合及び電界結合が可能な位置に配置されている。これにより、個々の共振アンテナは磁界アンテナとして動作するが、複数の共振アンテナが互いに磁界結合及び電界結合し、補助アンテナ４（すなわち、複数の共振アンテナの配列体）が全体としては電界アンテナとして動作する（電界放射する）。よって、補助アンテナ４は、リーダ装置３のアンテナとは主に電界や電磁界を介して通信可能になる一方で、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂとは主に磁界結合を介して通信可能になり、実質的にＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂの通信範囲を拡大するように機能する。
【００５５】
複数の共振ループ４２は、内外径寸法が同一又は略同一のループ状導体であり、一定間隔で配列されている。本実施の形態において、複数の共振ループ４２は、本体部４１にマトリクス状に配置されている。すなわち、補助アンテナ４は、ほぼ同一形状のループ状導体を平面視において横方向Ｘ及び縦方向Ｙにそれぞれ配列した構造を有する。補助アンテナ４がリーダ装置３の電界信号を受けることで、各共振アンテナに誘導電流が流れる。当該誘導電流をＲＦＩＤタグ２の磁界アンテナであるアンテナ２ｂが受けることで、ＲＦＩＤタグ２が動作する。このような動作原理で動作するので、補助アンテナ４の配列方向（横方向Ｘ及び縦方向Ｙ）の電気長Ｌ１，Ｌ２は、電界アンテナとして動作可能な、通信周波数における１／４波長（例えば、７.５ｃｍ）以上であることが好ましく、１／４波長の整数倍であることがより好ましい。また、補助アンテナ４の外周長（Ｌ１×２＋Ｌ２×２）は、１波長以上であることが好ましい。
【００５６】
なお、本実施の形態において、リーダ装置３のアンテナは、パッチアンテナ等の電界アンテナである。通常、電界アンテナを有するリーダ装置３は、パッチアンテナやダイポールアンテナ等の電界アンテナを有する電界放射型のＲＦＩＤタグ（読み取り距離が１ｍ以上の長距離読み取り用タグ）を読み取るためのものである。このため、リーダ装置３のアンテナは、磁界アンテナの付いたＲＦＩＤタグを遠方から直接読み取ることができない。これに対して、補助アンテナ４を用いることによって、電界アンテナを有するリーダ装置３で、磁界アンテナを有する磁界放射型のＲＦＩＤタグを読み取ることができるようになる。
【００５７】
各共振ループ４２は、環状の導体の一部が開口されたループ電極４２ａと、ループ電極４２ａの両端部に接続されたコンデンサ４２ｂとを備えている。共振ループ４２は、例えば、ＵＨＦ帯（８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）に共振周波数を有するように、ループ電極４２ａの大きさ及びコンデンサ４２ｂの容量が設定されている。
【００５８】
各共振ループ４２は、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂのアンテナ面積よりも大きく、リーダ装置３のアンテナのアンテナ面積よりも小さいアンテナ面積を有している。共振ループ４２の外径寸法は、例えば、７ｍｍ×７ｍｍである。共振ループ４２のアンテナ面積は、例えば、３０ｍｍ２以上９００ｍｍ２以下である。
【００５９】
次に、ＲＦＩＤタグ２の読み取り方法について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、補助アンテナ４の平面図である。図５Ａにおいて、一点鎖線及び破線矢印は電流の流れ方向を示している。図５Ｂにおいて、破線矢印は電流の流れ方向を示し、白抜き矢印は磁界の流れ方向を示している。
【００６０】
まず、図４に示す補助アンテナ４を準備する。
【００６１】
次いで、図１に示すように、ＲＦＩＤタグ２がフレーム２２に埋め込まれた眼鏡２１を補助アンテナ４の上に載置する。
【００６２】
次いで、図１に示すように、補助アンテナ４にリーダ装置３のアンテナから電界信号を放射する。この電界信号は、例えば、円偏波の信号である。補助アンテナ４を構成する各共振ループ４２は、リーダ装置３の送信周波数（例えば９１５ＭＨｚ）で並列共振する。このため、補助アンテナ４は電気的に閉じた共振ループ４２が浮島のように配置された構成を有するが、各浮島の間は電界及び磁界を放射し、互いに結合する。その結果、複数の共振ループ４２が電界信号を受けて、図５Ａの一点鎖線に示すように、１／２波長以上の電流が励起されると、当該複数の共振ループ４２がダイポールアンテナのように電界共振する。このとき、図５Ａの破線矢印で示すように、複数の共振ループ４２に電流が流れる。また、補助アンテナ４の少なくとも１つの共振ループ４２が、並列共振による電界信号を磁界信号に変換する。これにより、図５Ｂの白抜き矢印で示すように、隣接する共振ループ４２が数珠つなぎに磁界結合し、補助アンテナ４の全体がＲＦＩＤタグ２の磁界アンテナであるアンテナ２ｂと通信可能になる。その結果、補助アンテナ４がＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂの通信範囲を拡大するように機能して、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂとリーダ装置３のアンテナとが通信し、リーダ装置３がＲＦＩＤタグ２の情報を読み取ることができる。この際、ＲＦＩＤタグ２に対してリーダ装置３を正確に位置決めする必要はなく、補助アンテナ４のいずれかの箇所にリーダ装置３を向けるだけでよい。この補助アンテナ４を用いることで、例えば、ＲＦＩＤタグ２に対して５ｍ離れた位置からでも、リーダ装置３によってＲＦＩＤタグ２の情報を読み取ることができる。
【００６３】
本実施の形態によれば、複数の共振ループ４２が互いに磁界結合することにより、ＲＦＩＤタグ２のアンテナの通信範囲を拡大して、ＲＦＩＤタグ２の小型のアンテナとリーダ装置３のアンテナとを通信可能にすることができる。従って、リーダ装置３のアンテナとして小型のアンテナを用いる必要性を無くすことができる。また、小型のＲＦＩＤタグ２を遠方のリーダ装置３で読み取ることが可能となるので、宝石や指輪・時計などの小型の商品にもタグを付けて複数同時に読み取ることが可能となる。
【００６４】
また、本実施の形態によれば、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂは磁界アンテナであり、リーダ装置３のアンテナは電界アンテナである。この構成によれば、リーダ装置３の電界アンテナから放射された信号波は、電界信号として補助アンテナ４に伝達され、補助アンテナ４の各共振ループ４２で磁界信号に変換され、ＲＦＩＤタグ２の磁界アンテナに伝達される。これにより、リーダ装置３とＲＦＩＤタグ２との通信が可能となり、リーダ装置３として磁界アンテナを用いる必要性を無くすことができる。
【００６５】
また、本実施の形態によれば、共振ループ４２は、配列方向の電気長Ｌ１，Ｌ２が通信周波数における１／４波長以上となるように複数配列されている。この構成によれば、複数の共振ループ４２の全体を電界放射可能な電界アンテナとして機能させることができ、磁界信号を電界信号に変換することができる。その結果、ＲＦＩＤタグ２のアンテナの通信範囲を拡大して、ＲＦＩＤタグ２の小型の磁界アンテナとリーダ装置３の電界アンテナとの間での通信を可能にすることができる。
【００６６】
本実施の形態によれば、複数の共振ループ４２は、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列されている。この構成によれば、複数の共振ループ４２が同様の構成を有するので、ＲＦＩＤタグ２又はリーダ装置３に対して補助アンテナ４を特定の位置に位置決めする必要性を無くすことができる。
【００６７】
なお、各共振ループ４２の共振周波数を同一に設定した場合であっても、複数の共振ループ４２の実際の共振周波数にはバラツキが生じることがある。これは、互いに隣接する共振ループ４２が、互いに容量結合することにより共振周波数が低下するためと考えられる。すなわち、隣接する共振ループの数に応じて共振ループ４２の共振周波数が変わる。このため、本体部４１の中央側に配置される共振ループ４２は、本体部４１の端部側に配置される共振ループ４２よりも共振周波数が高く設定されることが好ましい。これにより、複数の共振ループ４２の実際の共振周波数のバラツキを抑えることができる。なお、共振ループ４２の共振周波数は、例えば、ループ電極４２ａの大きさ及びコンデンサ４２ｂの容量を変えることにより調整することができる。
【００６８】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。例えば、前記では、ＲＦＩＤタグ２がフレーム２２に埋め込まれた眼鏡２１を補助アンテナ４の上に載置するものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図６に示すように、リーダ装置３と眼鏡２１との間に補助アンテナ４を配置してもよい。この配置によっても、補助アンテナ４がＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂの通信範囲を拡大するように機能して、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂとリーダ装置３のアンテナとが通信し、リーダ装置３がＲＦＩＤタグ２の情報を読み取ることができる。
【００６９】
また、前記では、１つの補助アンテナ４を用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図７に示すように、複数（例えば、４つ）の補助アンテナ４を連結して用いてもよい。ＲＦＩＤタグ２が付された物品が１つの補助アンテナ４よりも十分大きい場合であっても、当該物品の大きさに応じて任意の数の補助アンテナ４を連結して用いることで、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂの通信範囲をより確実に拡大することができる。
【００７０】
また、前記では、１つのリーダ装置３によって１つの物品に付されたＲＦＩＤタグ２を読み取るようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、電界アンテナを有する１つのリーダ装置３によって、広範囲にある複数の物品にそれぞれ付された磁界アンテナを有するＲＦＩＤタグ２を一括して読み取るようにしてもよい。
【００７１】
また、図１〜図７では、各共振ループ４２のループ電極４２ａの形状が矩形又は略矩形であるものとして図示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８に示すように、ループ電極４２ａは、八角形であってもよいし、その他の多角形であってもよい。
【００７２】
また、前記では、各共振ループ４２が本体部４１の第１主面４１ａのみに形成されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、各共振ループ４２は、本体部４１の第１主面４１ａと、第１主面４１ａに対向する第２主面４１ｂとに配列されてもよい。また、この場合、図９Ａに示すように、第１主面４１ａ（又は第２主面４１ｂ）に対して直交する方向から本体部４１を透過して見たとき、第１主面４１ａ側のＵ字形のループ電極４２ａと第２主面４１ｂ側のＵ字形のループ電極４２ａとで閉ループが構成されてもよい。この構成によれば、第１主面４１ａ側のループ電極４２ａと第２主面４１ｂ側のループ電極４２ａとの間に形成される寄生容量でコンデンサを形成することができるので、別途コンデンサを本体部４１に搭載する必要性を無くすことができる。これにより、補助アンテナ４の厚さを抑えるとともに、コストを抑えることができる。また、補助アンテナ４の耐久性を向上させることができる。
【００７３】
なお、この場合、第１主面４１ａ側のループ電極４２ａと第２主面４１ｂ側のループ電極４２ａとは、いずれか一方がいずれか他方よりも導体幅が大きいことが好ましい。これにより、第１主面４１ａ側のループ電極４２ａと第２主面４１ｂ側のループ電極４２ａとを、第１主面４１ａ（又は第２主面４１ｂ）に対して直交する方向から見て重なるように位置合わせする負担を軽減することができる。
【００７４】
また、各共振ループ４２を図１０に示すようにマトリクス状に配置した場合、互いに隣接する４つの共振ループ４２の中心領域Ｅ１にヌル点が発生するおそれがある。このため、図１１に示すように、閉ループが構成されるように複数の共振ループ４２が配列された本体部４１を２つ備えるように補助アンテナ４を構成してもよい。より具体的には、第１主面４１ａ（又は第２主面４１ｂ）に対して直交する方向から透過して見たとき、一方の本体部４１に配列された複数の共振ループ４２が他方の本体部４１に配列された複数の共振ループ４２に対して面方向にずれるように補助アンテナ４を構成してもよい。この構成によれば、一方の本体部４１の共振ループ４２が、他方の本体部４１の４つの共振ループ４２の中心領域Ｅ１にヌル点が発生することを抑えるように機能する。これにより、リーダ装置３がＲＦＩＤタグ２の情報をより確実に読み取ることができる。
【００７５】
なお、この場合、図１２に示すように、一方の本体部４１の共振ループ４２の内側に、他方の本体部４１の互いに隣接する４つの共振ループ４２の中心点Ｐ１が位置することが好ましい。これにより、他方の本体部４１の４つの共振ループ４２の中心領域Ｅ１にヌル点が発生することをより確実に抑えることができる。
【００７６】
また、図１２に示すように、他方の本体部４１の互いに隣接する４つの共振ループ４２の中心点Ｐ１と、一方の本体部４１の共振ループ４２の中心点Ｐ２とが面方向にずれて位置することが好ましい。これにより、一方の本体部４１の４つの共振ループ４２から発生する磁界が一方の本体部４１の共振ループ４２の中心点Ｐ２で互いに打ち消しあって、新たなヌル点が発生することを抑えることができる。
【００７７】
なお、補助アンテナ４は、１つの本体部４１の第１主面及び第２主面において面方向にずれるように複数の共振ループ４２（例えば、図４に示すコンデンサ付きの共振ループ）を形成してもよい。このような構成によっても、第１主面の共振ループ４２が、第２主面の４つの共振ループ４２の中心領域にヌル点が発生することを抑えるように機能し、リーダ装置３がＲＦＩＤタグ２の情報をより確実に読み取ることができる。
【００７８】
また、前記では、各共振ループ４２の内外径寸法が同一又は略同一であるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１３に示すように、大径の共振ループ４２Ａの内側に複数の小径の共振ループ４２Ｂを配置するように構成してもよい。また、図１４に示すように、複数の大径の共振ループ４２Ａの内側に複数の小径の共振ループ４２Ｂを配置するように構成してもよい。また、図１５に示すように、複数の大径の共振ループ４２Ａの内側に複数の小径の共振ループ４２Ｂを配置するとともに、複数の大径の共振ループ４２Ａの外側に更に大径の共振ループ４２Ｃを配置するように構成してもよい。また、大径の共振ループ４２Ａの内側及び外側に複数の小径の共振ループ４２Ｂを配置するように構成してもよい。また、図１６に示すように、大径の共振ループ４２Ａの内側及び外側に複数の小径の共振ループ４２Ｂを配置するように構成してもよい。この構成によれば、小径の共振ループ４２Ｂだけではリーダ装置３の電界アンテナから電界信号（電波又は電磁波）を十分に受信できない場合でも、大径の共振ループ４２Ａ，４２Ｃによってリーダ装置３の電界アンテナから電界信号を十分に受信することができる。その結果、リーダ装置３の電界アンテナから、大径の共振ループ４２Ａ，４２Ｃ、小径の共振ループ４２Ｂを介して、ＲＦＩＤタグ２の磁界アンテナに電力を伝えることができる。
【００７９】
なお、大径の共振ループ４２Ａ，４２Ｃと小径の共振ループ４２Ｂとは、同じ又は略同じ共振周波数（８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚ）を有するように、ループ電極の大きさ及びコンデンサの容量（寄生容量）が設定されている。大径の共振ループ４２Ａ，４２Ｃのループ電極４２Ａａ，４２Ｃａは、Ｌ成分を小さくするために、小径の共振ループ４２Ｂのループ電極４２Ｂａよりも導体幅が大きく形成されることが好ましい。また、Ｃ成分を小さくするために、第１主面４１ａに対して直交する方向から見て、第１主面４１ａ側の大径の共振ループ４２Ａ，４２Ａのループ電極４２Ａａ，４２Ｃａと第２主面４１ｂ側の大径の共振ループ４２Ａのループ電極４２Ａａとが重なる量を小さくすることが好ましい。
【００８０】
また、前記では、各共振ループ４２が互いに隙間を空けて配置されるものとしたが、本発明はこれに限定されず、各共振ループ４２の一部が互いに連結されてもよい。例えば、第１主面４１ａ側のループ電極４２ａが１／２波長以上になるようにミアンダ状に連結されてもよい。この構成によれば、連結したループ電極４２ａがリーダ装置３の電界信号を受けやすくなり、連結したループ電極４２ａに電流を流れ易くすることができる。
【００８１】
また、前記では、複数の共振ループ４２が本体部４１の第１主面４１ａにマトリクス状に配置されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１８に示すように、複数の共振ループ４２は、第１方向ｘに沿う第１列５１、第２列５２、及び第３列５３に配置されてもよい。また、第２列５２に配置される共振ループ４２は、第１列５１及び第３列５３に配置される共振ループ４２に対して、第１方向ｘに対して直交する第２方向ｙに並ばないように、第１方向ｘにオフセットして配置されてもよい。この構成によれば、補助アンテナ４から発生する磁場を大きくすることができ、ＲＦＩＤタグ２のアンテナ２ｂの通信範囲を一層拡大することができる。これにより、リーダ装置３がＲＦＩＤタグ２の情報をより確実に読み取ることができる。なお、各列に配置される共振ループ４２が、図５に示すようにオフセットすることなくマトリクス状に配置されている場合、前述したように、４つの共振ループ４２の中間部分（中心領域）にヌル点が発生するおそれがある。この場合、ＲＦＩＤタグ２の大きさ次第では（特にＲＦＩＣタグ２が小さい場合）、ＲＦＩＤタグ２の情報を読み取れないことが起こり得る。これに対して、図１８に示すように、いずれかの列に配置される共振ループ４２をオフセットして配置することで、ヌル点を小さくすることができる。これにより、リーダ装置３がＲＦＩＤタグ２の情報をより確実に読み取ることができる。
【００８２】
なお、前記では、複数の共振ループ４２は、第１列５１、第２列５２、及び第３列５３に配置されるものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、複数の共振ループ４２は、第１列５１及び第２列５２のみに配置されてもよい。また、複数の共振ループ４２は、第１方向ｘに沿う１列又は４列以上の列に配置されてもよい。
【００８３】
また、前記では、複数の共振ループ４２が外部に露出するようにしたが、本発明はこれに限定されない。複数の共振ループ４２を覆うように保護層が設けられてもよい。
【００８４】
また、前記では、リーダ装置３は、ＲＦＩＤタグ２の情報を読み取るリーダ機能を有するものとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、リーダ装置３は、ＲＦＩＤタグ２の情報を読み取るとともに、ＲＦＩＤタグ２に情報を書き込むリーダライタ機能を有するように構成されてもよい。
【００８５】
また、前記実施の形態に係る補助アンテナ４は、図１９に示すように、商品陳列ケース６の陳列台６１に取り付けられてもよい。この場合、例えば、陳列台６１の内部にリーダ装置３を配置し、当該リーダ装置３の電界アンテナから補助アンテナ４に向けて電界信号を放射するように構成すればよい。補助アンテナ４は、リーダ装置３のアンテナとは主に電界や電磁界を介して通信可能である一方で、後述するＲＦＩＤタグ２Ａのアンテナ２Ａｂとは主に磁界結合を介して通信可能である。これにより、ＲＦＩＤタグ２Ａが補助アンテナ４上のどこに配置されても、リーダ装置３がＲＦＩＤタグ２Ａの情報を読み取ることができる。
【００８６】
図２０は、ＲＦＩＤタグ２Ａが付けられた物品の一例である宝飾品（指輪）６２が補助アンテナ４上に配置された例を示す斜視図である。図２１は、ＲＦＩＤタグ２Ａの構成例を示す斜視図である。図２１に示すように、宝飾品６２に付けられるＲＦＩＤタグ２Ａは、ＲＦＩＣチップ２Ａａと、アンテナ２Ａｂとを備えている。ＲＦＩＣチップ２Ａａは、物品の識別情報が記憶された回路等を有する素子である。ＲＦＩＣチップ２Ａａは、基材２Ａｃ上に載置され、アンテナ２Ａｂに電気的に接続されている。アンテナ２Ａｂは、ループ型の磁界アンテナである。
【００８７】
なお、補助アンテナ４とＲＦＩＤタグ２Ａのアンテナ２Ａｂとが磁界結合により通信可能な距離は、例えば３ｃｍである。このため、補助アンテナ４からＲＦＩＤタグ２Ａのアンテナ２Ａｂが３ｃｍ以上離れると、リーダ装置３がＲＦＩＤタグ２Ａの情報を読み取ることができなくなる。このＲＦＩＤタグ２Ａの情報の読み取りの可否に基づいて、ＲＦＩＤタグ２Ａが付けられた宝飾品（指輪）６２を顧客が手に取ったか否かを推定することができる。
【００８８】
また、前記実施の形態に係る補助アンテナ４は、図２２に示すように、商品陳列ケース６の陳列台６１に複数に分割されて取り付けられてもよい。この場合、例えば、陳列台６１の内部に複数の補助アンテナ４に対応して複数のリーダ装置３を配置し、当該複数のリーダ装置３の電界アンテナから複数の補助アンテナ４に向けて電界信号を放射するように構成すればよい。この構成によれば、ＲＦＩＤタグ２Ａを読み取ったリーダ装置３を特定することにより、ＲＦＩＤタグ２Ａがどの補助アンテナ４上に配置されているかを特定することができる。なお、各補助アンテナ４間の隙間は、互いに隣接する補助アンテナ４の共振ループ４２が磁界結合しない距離（例えば、１つの共振ループ４２の幅）、離されることが好ましい。
【００８９】
また、前記実施の形態に係る補助アンテナ４は、図２３に示すように、電界アンテナ（例えば、パッチアンテナ）を備える据え置きタイプのリーダ装置３に直接取り付けられてもよい。この場合でも、リーダ装置３は、補助アンテナ４を介して宝飾品６２に付けられたＲＦＩＤタグ２Ａの情報を読み取ることができる。
【００９０】
また、前記実施の形態に係る補助アンテナ４は、図２４及び図２５に示すように、電界アンテナ（例えば、パッチアンテナ）を備えるハンディタイプのリーダ装置３に直接取り付けられてもよい。この場合でも、リーダ装置３は、補助アンテナ４を介して衣服などの物品に付けられたＲＦＩＤタグ２Ｂの情報を読み取ることができる。
【００９１】
なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【００９２】
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明に係る補助アンテナによれば、リーダ装置のアンテナとして小型のアンテナを用いることなく、ＲＦＩＤタグの小型のアンテナとリーダ装置のアンテナとを通信可能にすることができるので、例えば、ＲＦＩＤシステムに有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１    ＲＦＩＤシステム
２，２Ａ，２Ｂ    ＲＦＩＤタグ
２ａ，２Ａａ    ＲＦＩＣチップ
２ｂ，２Ａｂ    アンテナ（磁界アンテナ）
２ｃ，２Ａｃ    基材
２ｄ  封止樹脂
３    リーダ装置
４    補助アンテナ
６    商品陳列ケース
２１    眼鏡
２２    フレーム
４１    本体部
４１ａ  第１主面
４１ｂ  第２主面
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ    共振ループ
４２ａ，４２Ａａ，４２Ｂａ，４２Ｃａ    ループ電極
４２ｂ  コンデンサ
５１    第１列
５２    第２列
５３    第３列
６１    陳列台
６２    宝飾品
【図１】
2018101013.tif 000003
【図２】
2018101013.tif 000004
【図３】
2018101013.tif 000005
【図４】
2018101013.tif 000006
【図５Ａ】
2018101013.tif 000007
【図５Ｂ】
2018101013.tif 000008
【図６】
2018101013.tif 000009
【図７】
2018101013.tif 000010
【図８】
2018101013.tif 000011
【図９Ａ】
2018101013.tif 000012
【図９Ｂ】
2018101013.tif 000013
【図１０】
2018101013.tif 000014
【図１１】
2018101013.tif 000015
【図１２】
2018101013.tif 000016
【図１３】
2018101013.tif 000017
【図１４】
2018101013.tif 000018
【図１５】
2018101013.tif 000019
【図１６】
2018101013.tif 000020
【図１７】
2018101013.tif 000021
【図１８】
2018101013.tif 000022
【図１９】
2018101013.tif 000023
【図２０】
2018101013.tif 000024
【図２１】
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【図２２】
2018101013.tif 000026
【図２３】
2018101013.tif 000027
【図２４】
2018101013.tif 000028
【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月6日(2018.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤタグが備える小型のアンテナとリーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナであって、
プレート状又はシート状の本体部と、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群と、を有し、
前記共振ループ群のアンテナ面積は、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、前記リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きく、
前記複数の共振ループは、前記本体部の第１主面と、当該第１主面に対向する第２主面とに配列され、環状の導体の一部が開口されたループ電極をそれぞれ備え、
前記本体部の第１主面又は第２主面に対して直交する方向から前記本体部を透過して見たとき、前記第１主面側の共振ループのループ電極と、前記第２主面側の共振ループのループ電極とで閉ループが構成されるように、前記複数の共振ループが配列されている、
補助アンテナ。
【請求項２】
前記共振ループは、ＵＨＦ帯に共振周波数を有するＬＣ並列共振回路を構成している、請求項１に記載の補助アンテナ。
【請求項３】
前記共振ループは、配列方向の電気長が前記通信周波数における１／４波長以上となるように複数配列されている、請求項１又は２に記載の補助アンテナ。
【請求項４】
前記配列方向の中央側に配置される共振ループは、前記配列方向の端部側に配置される共振ループよりも共振周波数が高く設定されている、請求項３に記載の補助アンテナ。
【請求項５】
前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の補助アンテナ。
【請求項６】
ＲＦＩＤタグが備える小型のアンテナとリーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナであって、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、
前記共振ループ群のアンテナ面積は、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、前記リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きく、
前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列され、
前記複数の共振ループは、第１方向に沿う第１列又は第２列に配置され、
前記第２列に配置される共振ループは、前記第１列に配置される共振ループに対して、前記第１方向に対して直交する第２方向に並ばないように、前記第１方向にオフセットして配置されている、補助アンテナ。
【請求項７】
小型のアンテナを備えるＲＦＩＤタグと、
アンテナを備えるリーダ装置と、
前記ＲＦＩＤタグが備えるアンテナと前記リーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナと、
を備えるＲＦＩＤシステムであって、
前記補助アンテナは、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、
前記共振ループ群のアンテナ面積は、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、前記リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きく、
前記ＲＦＩＤタグのアンテナは磁界アンテナであり、前記リーダ装置のアンテナは電界アンテナである、ＲＦＩＤシステム。
【請求項８】
前記共振ループは、ＵＨＦ帯に共振周波数を有するＬＣ並列共振回路を構成している、請求項７に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項９】
前記共振ループは、配列方向の電気長が前記通信周波数における１／４波長以上となるように複数配列されている、請求項７又は８に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１０】
前記配列方向の中央側に配置される共振ループは、前記配列方向の端部側に配置される共振ループよりも共振周波数が高く設定されている、請求項９に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１１】
小型のアンテナを備えるＲＦＩＤタグと、
アンテナを備えるリーダ装置と、
前記ＲＦＩＤタグが備えるアンテナと前記リーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナと、
を備えるＲＦＩＤシステムであって、
前記補助アンテナは、
プレート状又はシート状の本体部と、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群と、を有し、
前記共振ループ群のアンテナ面積は、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、前記リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きく、
前記複数の共振ループは、前記本体部の第１主面と、当該第１主面に対向する第２主面とに配列され、環状の導体の一部が開口されたループ電極をそれぞれ備え、
前記本体部の第１主面又は第２主面に対して直交する方向から前記本体部を透過して見たとき、前記第１主面側の共振ループのループ電極と、前記第２主面側の共振ループのループ電極とで閉ループが構成されるように、前記複数の共振ループが配列されている、
ＲＦＩＤシステム。
【請求項１２】
前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列されている、請求項７〜１１のいずれか１つに記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１３】
小型のアンテナを備えるＲＦＩＤタグと、
アンテナを備えるリーダ装置と、
前記ＲＦＩＤタグが備えるアンテナと前記リーダ装置が備えるアンテナとが通信可能になるように、前記ＲＦＩＤタグのアンテナの通信範囲を拡大する補助アンテナと、
を備えるＲＦＩＤシステムであって、
前記補助アンテナは、
通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループが互いに磁界結合するように配列された共振ループ群を有し、
前記共振ループ群のアンテナ面積は、前記ＲＦＩＤタグのアンテナのアンテナ面積よりも大きく、前記リーダ装置のアンテナのアンテナ面積と同等又はそれよりも大きく、
前記複数の共振ループは、第１方向に沿う第１列又は第２列に配置され、
前記第２列に配置される共振ループは、前記第１列に配置される共振ループに対して、前記第１方向に対して直交する第２方向に並ばないように、前記第１方向にオフセットして配置されている、ＲＦＩＤシステム。
【請求項１４】
磁界アンテナを備えるＲＦＩＤタグと、
電界アンテナを備えるリーダ装置と、
前記ＲＦＩＤタグが備える磁界アンテナと前記リーダ装置が備える電界アンテナとを通信させるために、前記ＲＦＩＤタグの近傍に配置される補助アンテナと、
を備えるＲＦＩＤシステムであって、
前記補助アンテナは、通信周波数に相当する共振周波数を持った複数の共振ループを含み、
前記複数の共振ループは、その配列方向の長さが前記通信周波数における１／４波長以上となるように配列されている、
ＲＦＩＤシステム。
【請求項１５】
前記共振ループは、ＵＨＦ帯に共振周波数を有するＬＣ並列共振回路を構成している、請求項１４に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１６】
前記配列方向の中央側に配置される共振ループは、前記配列方向の端部側に配置される共振ループよりも共振周波数が高く設定されている、請求項１４又は１５に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１７】
前記補助アンテナは、プレート状又はシート状の本体部を有し、
前記複数の共振ループは、前記本体部の第１主面と、当該第１主面に対向する第２主面とに配列され、環状の導体の一部が開口されたループ電極をそれぞれ備え、
前記本体部の第１主面又は第２主面に対して直交する方向から前記本体部を透過して見たとき、前記第１主面側の共振ループのループ電極と、前記第２主面側の共振ループのループ電極とで閉ループが構成されるように、前記複数の共振ループが配列されている、請求項１４〜１６のいずれか１つに記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１８】
前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列されている、請求項１４〜１７のいずれか１つに記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項１９】
前記複数の共振ループは、第１方向に沿う第１列又は第２列に配置され、
前記第２列に配置される共振ループは、前記第１列に配置される共振ループに対して、前記第１方向に対して直交する第２方向に並ばないように、前記第１方向にオフセットして配置されている、請求項１８に記載のＲＦＩＤシステム。
【請求項２０】
前記補助アンテナは、前記閉ループが構成されるように複数の共振ループが配列された本体部を２つ備え、
前記複数の共振ループは、内外径寸法が同一又は略同一であり、一定間隔で配列され、
前記２つの本体部は、前記第１主面又は第２主面に対して直交する方向から透過して見たとき、一方の本体部に配列された複数の共振ループが他方の本体部に配列された複数の共振ループに対して面方向にずれるように配置されている、請求項１７に記載のＲＦＩＤシステム。
【国際調査報告】
2018101013.tif 000030
2018101013.tif 000031