(57)【要約】【課題】無線タグにおいてアンテナインピーダンスを低く抑えながら、広帯域化を達成する。【解決手段】一対のアンテナパターンからなる平面アンテナ１と、その平面アンテナ１の給電点に接続されたＩＣチップとを有する無線タグにおいて、平面アンテナを構成するアンテナパターン１１，１２を、給電点側の端部に対し、給電点から遠い側の端部のパターン幅を大きくした面パターンとして、平面アンテナ１の広帯域化を達成する。さらに、平面アンテナ１に隣接して形成する補助パターン２を、線状ではなく、平面アンテナの１つのアンテナパターンと同じ面積を有する面パターンとして、アンテナインピーダンスを低く抑える。【選択図】図１
2006109396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のアンテナパターンが互いに対向して形成されているとともに、その一対のアンテナパターンの対向端部を給電点とする平面アンテナと、前記一対のアンテナパターンに隣接して形成された補助パターンとを有し、
前記平面アンテナの一対のアンテナパターンは、それぞれ、前記給電点に近い側の端部のパターン幅に対し、前記給電点から遠い側の端部のパターン幅が大きくなるように形成されており、前記補助パターンは、前記平面アンテナの一端側から他端側まで延び、かつ、前記一対のアンテナパターンの１つのアンテナパターンと同じ面積または１つのアンテナパターンよりも大きな面積を有することを特徴するアンテナ装置。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナ装置を有し、前記平面アンテナの給電点にＩＣチップが接続されていることを特徴とする無線タグ。
【請求項３】
前記一対のアンテナパターンは、それぞれ、前記給電点に近い側の端部から遠い側の端部に向かうに従ってパターン幅が広がる三角形状であり、その三角形状のアンテナパターンの斜辺に近接して前記補助パターンが形成されていることを特徴とする請求項２記載の無線タグ。
【請求項４】
前記補助パターンは、前記アンテナパターンに近接しない辺のうち、前記給電点と対向する辺が、前記アンテナパターンが延びる方向と平行な直線であることを特徴とする請求項２または３記載の無線タグ。
【請求項５】
前記補助パターンは、前記アンテナパターンに近接しない辺のうち、前記給電点と対向する辺が、頂点を有する山形形状であり、その山形の頂点が給電点に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の無線タグ。
【請求項６】
前記補助パターンは、前記アンテナパターンを挟んだ両側に設けられていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ装置、または、請求項２〜５のいずれかに記載の無線タグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）システムなどに用いられるアンテナ装置及び無線タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦＩＤシステムは、通常、書き込み・読み出し機能を持つリーダと無線タグから構成される。従来、特にマイクロ波領域では、無線タグとして、バッテリを内蔵したタグがＦＡ分野等で利用されている。また、最近では、リーダからの送信電波を検波し、それを駆動電力としてタグ動作を行わせるバッテリレスタグが登場している。
【０００３】
ＲＦＩＤシステムは各種の分野で採用されている。例えば、公共の図書館や学校の図書館などにおいては、図書識別情報などが記録されたＲＦＩＤ図書分類ラベル（無線タグ）を図書に貼付して、図書を管理する本管理システムが採用されている（例えば、特許文献１参照。）。また、ＲＦＩＤシステムを病院のカルテ管理システム、在庫管理システム、宅配管理システムなどに適用することも考えられている。
【０００４】
ＲＦＩＤシステムは、例えば図１８に示すように、リーダＲＷ、アンテナＡ、及び、無線タグＴによって構成されており、リーダＲＷは電波信号を送出し、このリーダＲＷからの送出電波信号を無線タグＴが受け、タグ内のメモリに蓄積された情報で、入力信号に反射変調を与えてリーダＲＷに返送する。そして、無線タグＴから返送された信号をリーダＲＷにて復調してタグ情報を取り出すようになっている。なお、ＲＦＩＤシステムにおいては、１３．５６ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、２．５４ＧＨｚ帯などの周波数帯域が使用されている。
【０００５】
ＲＦＩＤシステムに利用される無線タグとして、物品等に実装する平面状のタグが現在までに商用化されている。一例として、ダイポールアンテナを有する無線タグがある（例えば、特許文献２参照。）。その無線タグの一例を図１９に示す。
【０００６】
図１９に示す無線タグＴ２０は、誘電体基板２０４の上に、信号を電波として送受信するダイポールアンテナ２０１を形成するとともに、タグ処理機能をもつＩＣチップ２０３を組み込んで一体化したものである。このようなダイポールアンテナ２０１を有する無線タグＴ２０では、ダイポールアンテナ２０１のアンテナ長を通信周波数の波長λの半波長（λ／２）に設定することにより良好な利得を得ることができる。また、ダイポールアンテナにおいては、インピーダンスを調整するために、例えば図２０に示すように、ダイポールアンテナ２０１の側方に、電気的に絶縁された線状の補助パターン２０２をダイポールアンテナ２０１と平行に形成するという構造が採用されている。
【０００７】
一方、流通過程などにおいて情報を無線通信で授受するシステムとして、ＩＣチップと一対のアンテナとを有し、静電結合方式により電波から情報及び電力が供給されるデータキャリアを用いて、包装箱内の収容物（商品等）などの情報をやり取りするシステムが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。また、この特許文献３には、一対のアンテナに一対の拡張アンテナ領域を電気的に連結するとともに、その一対の拡張アンテナ領域を異なる平面に形成することにより、情報の授受を確実かつ容易に行うことができることが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２１０４４６号公報
【特許文献２】特開２０００−１１３１５２号公報
【特許文献３】特開２００２−３２１７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、平面アンテナを有する無線タグを本や雑誌に貼り付ける場合、タグ厚さを薄くしてシート状にする必要がある。このように無線タグを薄いシート状にした場合、物体などに貼着していない状態（中空状態）のときには、周囲条件からの影響を大きく受けることがないので問題はないが、商品などに貼り付けて使用する場合はアンテナ特性に影響を与えてしまう。特に、無線タグを本や雑誌などの厚さが特定できないような商品に貼り付けると、アンテナインピーダンスが変化するなど、平面アンテナが受ける影響もさまざまであり、これに対応するには広帯域に対応した平面アンテナが必要になる。
【０００９】
平面アンテナを広帯域化する方法の１つとして、アンテナパターンを線パターンではなく、面パターンとする手法があるが、単に面パターンとするだけでは、ＩＣチップとのマッチングが困難であったり、指向特性の調整も難しい。
【００１０】
本発明はそのような実情に鑑みてなされたものであり、アンテナインピーダンスを低く抑えながら、広帯域化を達成することが可能であり、しかも、厚さの異なる物に貼り付けた場合に生じるインピーダンス変化を抑制することが可能な平面アンテナを有するアンテナ装置を提供すること、及び、そのような特徴を有するアンテナ装置を備えた無線タグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のアンテナ装置は、一対のアンテナパターンが互いに対向して形成されているとともに、その一対のアンテナパターンの対向端部を給電点とする平面アンテナと、前記一対のアンテナパターンに隣接して形成された補助パターンとを有し、前記平面アンテナの一対のアンテナパターンは、それぞれ、前記給電点に近い側の端部のパターン幅に対し、前記給電点から遠い側の端部のパターン幅が大きくなるように形成されており、前記補助パターンは、前記平面アンテナの一端側から他端側まで延び、かつ、前記一対のアンテナパターンの１つのアンテナパターンと同じ面積または１つのアンテナパターンよりも大きな面積を有することを特徴としている。
【００１２】
本発明のアンテナ装置によれば、平面アンテナを構成するアンテナパターンを、給電点に近い側の端部に対し、給電点から遠い側の端部のパターン幅を大きくした面パターンとしているので、平面アンテナの広帯域化を達成することができる。しかも、平面アンテナに隣接して形成する補助パターンを、線状ではなく、平面アンテナの１つのアンテナパターンと同じ面積（または１つのアンテナパターンよりも大きな面積）を有する面パターンとしているので、平面アンテナの広帯域化を達成しながら、アンテナインピーダンスを低く抑えることが可能となり、平面アンテナの給電点にＩＣチップを接続するにあたり、ＩＣチップとのインピーダンスマッチングを容易に行うことができる。このように、アンテナパターンを面パターンとすることで、容量性のリアクタンスを大きくできるため、そのままでは抵抗成分が大きいアンテナのインピーダンスを低くなるように調整することが容易となる。
【００１３】
さらに、本発明のアンテナ装置では、本や雑誌などの厚さの異なる物に貼り付けた場合に生じるインピーダンス変化を抑制することができる。
【００１４】
すなわち、平面アンテナを構成するアンテナパターンを、面積を大きくした面パターンとした場合に、補助パターンを線状とすると、外部からの影響を受ける度合がアンテナパ
ターンと補助パターンとで異なり、その両者のバランスが悪くなるため、本や雑誌などの厚さの異なる物に貼り付けた場合に大きなインピーダンス変化が生じる。これに対し、補助パターンを、線状ではなく、平面アンテナの１つのアンテナパターンと同じ面積（または１つのアンテナパターンよりも大きな面積）を有する面パターンとすると、アンテナパターンと補助パターンとのバランスが良好となり、貼り付ける物の厚さが異なる場合であっても、インピーダンス変化を低く抑えることができる（図１７参照）。
【００１５】
本発明の無線タグは、上記した特徴を有するアンテナ装置を備え、前記平面アンテナの給電点にＩＣチップが接続されていることを特徴としている。より具体的には、前記一対のアンテナパターンが、それぞれ、前記給電点に近い側の端部から遠い側の端部に向かうに従ってパターン幅が広がる三角形状であり、その三角形状のアンテナパターンの斜辺に近接して前記補助パターンが形成されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明の無線タグによれば、平面アンテナを構成するアンテナパターンを、給電点に近い側の端部に対し、給電点から遠い側の端部のパターン幅を大きくした面パターンとしているので、平面アンテナの広帯域化を達成することができる。しかも、平面アンテナに隣接して形成する補助パターンを、線状ではなく、平面アンテナの１つのアンテナパターンと同じ面積（または１つのアンテナパターンよりも大きな面積）を有する面パターンとしているので、平面アンテナの広帯域化を達成しながら、アンテナインピーダンスを低く抑えることが可能となり、無線タグに搭載するＩＣチップとのインピーダンスマッチングを容易に行うことができる。このように、アンテナパターンを面パターンとすることで、容量性のリアクタンスを大きくできるため、そのままでは抵抗成分が大きいアンテナのインピーダンスを低くなるように調整することが容易となる。
【００１７】
さらに、本発明の無線タグでは、本や雑誌などの厚さの異なる物に貼り付けた場合に生じるインピーダンス変化を抑制することができる。
【００１８】
すなわち、平面アンテナを構成するアンテナパターンを、面積を大きくした面パターンとした場合に、補助パターンを線状とすると、外部からの影響を受ける度合がアンテナパ
ターンと補助パターンとで異なり、その両者のバランスが悪くなるため、本や雑誌などの厚さの異なる物に貼り付けた場合に大きなインピーダンス変化が生じる。これに対し、補助パターンを、線状ではなく、平面アンテナの１つのアンテナパターンと同じ面積（または１つのアンテナパターンよりも大きな面積）を有する面パターンとすると、アンテナパターンと補助パターンとのバランスが良好となり、貼り付ける物の厚さが異なる場合であっても、インピーダンス変化を低く抑えることができる（図１７参照）。
【００１９】
ここで、本発明の無線タグにおいて、補助パターンの形状を工夫することにより、平面アンテナの指向性を用途に応じて選択的に変更することも可能である。
【００２０】
例えば、平面アンテナを構成する一対のアンテナパターンを三角形状とする場合、補助パターンの辺のうち、三角形状のアンテナパターンの斜辺に近接しない辺で給電点と対向する辺を、アンテナパターンが延びる方向と平行な直線とすると（例えば図１に示す補助パターン２の形状（二等辺三角形））、均一な分布の指向性を得ることができる（例えば図１１（ａ）参照）。
【００２１】
また、補助パターンの辺のうち、三角形状のアンテナパターンの斜辺に近接しない辺で給電点と対向する辺を頂点を有する山形形状とし、その山形の頂点を給電点に対応する位置に設けた場合（例えば図７に示す補助パターン３２の形状（菱形））、偏った分布の指向性を得ることができる（例えば図１１（ｃ）参照）。
【００２２】
なお、本発明の無線タグにおいて、アンテナパターンの形状は、三角形のほか、例えば台形や扇形などであってもよい。要するに、アンテナパターンは、給電点に近い側の端部のパターン幅に対し、給電点から遠い側の端部のパターン幅が大きくなる形状であればよいが、給電点に近い側の端部から遠い側の端部に向かうに従ってパターン幅が漸次広がる形状のアンテナパターンであることが好ましい。
【００２３】
本発明のアンテナ装置及び無線タグにおいて、補助パターンを、アンテナパターンを挟んだ両側に設けておけば、さらに広帯域化をはかることができる。この点について以下に説明する。
【００２４】
まず、複数国において使用されているタグでは、各国毎に使用が許されている周波数が異なっている場合がある。また、汎用のタグ（アンテナ）として、無指向が求められる場合が多い。
【００２５】
例えば、ＵＨＦ周波数帯のＲＦＩＤリーダでは、従来、北米の９０２〜９２８ＭＨｚのＩＳＭバンド（バンド幅２６ＭＨｚ）を使用していた。しかしながら、最近では、欧州において８６５〜８６８ＭＨｚ、日本国内でも９５２〜９５４ＭＨｚが使用される動きがある。これらの全ての周波数でタグを動作させるには、従来のバンド幅２６ＭＨｚを、８９ＭＨｚまで拡大しなければならず（図２１参照）、商品の輸出や輸出においてタグを使用する場合にはアンテナの広帯域化が重要になってくる。
【００２６】
また、ＵＨＦ周波数帯を使用したタグは、電波の飛距離が長いこと、及び、タグの大きさが２．５４ＧＨｚのタグよりも大きいことなどから、物流における大型のダンボール箱などに貼り付けて使用されるケースが多い。しかしながら、ダンボールの素材にタグを貼り付けることにより中心周波数が低くなってしまう場合がある。また、吊りタグとしてタグが空中につられる状態では、中心周波数が、あまり変わらない場合もある。これらの使用状態を含む全ての環境においてタグを使用可能にするには、８９ＭＨｚよりも、さらに広帯域化する必要がある。
【００２７】
ここで、アンテナを広帯域化する方法の１つとして、上記したように、アンテナパターンを線パターンではなく、扇状パターン（面パターン）とする手法が知られているが、扇状パターンのアンテナとするだけでは、ＩＣチップとのインピーダンスを調整する手段が少なく、送受信時のインピーダンスマッチングが合わないという問題が発生する。
【００２８】
このような点を考慮して、本発明では、上記したように、アンテナパターンの片側に補助パターンを設け、三角形状のアンテナパターンの両端に並列のインピーダンス調整素子を配置することで、三角形状のアンテナパターンの長さ方向（直列の調整）とあわせて、インピーダンス調整を容易にするとともに、十分な指向性が得られるようにしている。
【００２９】
このような構造のアンテナでは、限られた帯域幅に対するインピーダンス整合を行うことは可能であるものの、さらに広い帯域幅のインピーダンス整合を考えた場合、十分とは言えない。また、特定の方向への通信距離は向上するが、他の方向への通信距離が劣化するため、方向の特定が難しい用途には適していない。
【００３０】
このような点を解消する方法として、本発明では、アンテナパターンを挟んだ両側に補助パターン（補助素子）を配置するという構成を採用する。そして、このようにアンテナパターンの両側に補助パターンを配置することで、アンテナパターンの片側に補助パターンを配置する場合よりも、広帯域に対してインピーダンス調整が可能なタグ（アンテナ）を提供することが可能となる。さらに、貼り付け面に対して垂直方向の利得を改善することができるので、タグを貼り付けた物体に対して、タグ貼り付け面の垂直方向からリードライトするというような利用方法も可能になる。
【００３１】
本発明のアンテナ装置及び無線タグにおいて、アンテナパターン及び補助パターンは、例えば、柔軟性シートなどの基材上に金属平板を形成したパターンであってもよいし、導電性インク等を基材表面に印刷したパターンであってもよい。また、基材表面に接地導体を形成し、その接地導体を所定形状に刳り貫いてアンテナパターン（スロットアンテナ）及び補助パターン（スロット）を形成したものであってもよい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、平面アンテナを構成するアンテナパターンを、給電点に近い側の端部に対し、給電点から遠い側の端部のパターン幅を大きくした面パターンとしているので、平面アンテナの広帯域化を達成することができる。しかも、平面アンテナに隣接して形成する補助パターンを、線状ではなく、平面アンテナの１つのアンテナパターンと同じ面積（または１つのアンテナパターンよりも大きな面積）を有する面パターンとしているので、平面アンテナの広帯域化を達成しながら、アンテナインピーダンスを低く抑えることが可能となり、平面アンテナの給電点に接続するＩＣチップとのインピーダンスマッチングを容易に行うことができる。
【００３３】
さらに、本発明では、面パターンである補助パターンの形状を適宜に選定することにより、使用用途に応じた指向性を有する平面アンテナを構成することができるので、無線タグの適用範囲を広げることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３５】
＜実施形態１＞
図１は本発明の無線タグの一例を示す平面図である。図２はそれぞれ図１のＸ−Ｘ線端面図（ａ）、Ｙ−Ｙ線端面図（ｂ）及びＺ−Ｚ線端面図（ｃ）を併記して示す図である。図３は図１の無線タグの斜視図である。
【００３６】
この例の無線タグＴ１は、柔軟性シート４（例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のシート）の表面に形成された平面アンテナ１及び補助パターン２を有するアンテナ装置ＡＮ１と、柔軟性シート４上に搭載されたＩＣチップ（タグＩＣ）３とを備えている。
【００３７】
平面アンテナ１は、柔軟性シート４の表面に形成された一対のアンテナパターン１１，１２を備えている。各アンテナパターン１１，１２は、互いに対称な三角形状（二等辺三角形）のパターンであり、柔軟性シート４表面に形成された金属平板によって構成されている。これら一対の三角形状のアンテナパターン１１，１２は三角形の頂点が対向するように配置されており、その互いに向かい合う頂点がそれぞれ給電点１１ａ，１２ａとなっている。そして、この給電点１１ａ，１２ａにＩＣチップ３が接続されている。
【００３８】
補助パターン２は、平面アンテナ１の１つのアンテナパターン１１と同じ面積を有する二等辺三角形状のパターンであり、柔軟性シート４表面に形成された金属平板によって構成されている。補助パターン２は、平面アンテナ１の一端（一方のアンテナパターン１１の給電点１１ａから遠い側の端部１１ｂ）から、平面アンテナ１の他端（他方のアンテナパターン１２の給電点１２ａから遠い側の端部１２ｂ）まで延びている。補助パターン２の長さ（両端２ｂ，２ｂ間の距離）は、平面アンテナ１の長さ（アンテナパターン１１の端部１１ｂとアンテナパターン１２の端部１２ｂとの間の距離）と同じである。
【００３９】
補助パターン２の斜辺２ｃ，２ｃは、それぞれ、一対のアンテナパターン１１，１２の斜辺１１ｃ，１２ｃに近接した状態で配置されており、アンテナパターン１１，１２の斜辺１１ｃ，１２ｃに近接しない辺（二等辺三角形の底辺に相当）２ｄは、三角形状のアンテナパターン１１，１２の中心線Ｌと平行な直線となっている。また、補助パターン２の頂点２ａは平板アンテナ１の給電点１１ａ，１２ａに対応する位置（一対のアンテナパターン１１，１２の中央位置）に配置されている。
【００４０】
以上の構造の無線タグＴ１によれば、平面アンテナ１を構成するアンテナパターン１１，１２をそれぞれ三角形状の面パターンとしているので、平面アンテナ１の広帯域化を達成することができる。しかも、平面アンテナ１に隣接して形成する補助パターン２を、線状ではなく、平面アンテナ１の１つのアンテナパターン１１と同じ面積の三角形状の面パターンとしているので、平面アンテナ１の広帯域化を達成しながら、アンテナインピーダンスを低く抑えることが可能となり、これによって無線タグＴ１に搭載するＩＣチップ３とのインピーダンスマッチングを容易に行うことができる。
【００４１】
次に、無線タグＴ１の使用例を説明する。
【００４２】
まず、無縁タグＴ１は、例えば図４に示すように本Ｂの側面に貼り付けて使用される。無線タグＴ１のＩＣチップ３には、図書識別情報などが記録されている。一方、この例において、ＲＦＩＤシステムに用いる携帯リーダＲ１はアンテナＡ１が内蔵されている。また、携帯リーダＲ１には、操作ボタンＢ１や読み取った情報を表示する表示画面Ｄ１を備えている。
【００４３】
そして、この例では、携帯リーダＲ１から送られた信号が、無線タグＴ１の平面アンテナ１で捉えられてＩＣチップ３に供給される。ＩＣチップ３では、ＩＣ内のメモリ情報にて入力信号は反射され、再び平面アンテナ１から放射される。携帯リーダＲ１側に放射さ
れた信号は、携帯リーダＲ１のアンテナＡ１で受信されて復調される。これにより、無線タグＴ１が動作してＩＣチップ３内の情報（図書識別情報等）が携帯リーダＲ１で取り出され、その取り出した情報が表示画面Ｄ１に表示される。
【００４４】
＜実施形態２＞
図５及び図６はそれぞれ本発明の無線タグの他の例を示す平面図及び斜視図である。
【００４５】
この例の無線タグＴ２は、前記した実施形態１の無線タグＴ１において、補助パターンの形状を変更した点に特徴がある。
【００４６】
具体的には、補助パターン２２の形状を五角形（図１の補助パターン（二等辺三角形）２に長方形を付加した形状の五角形）とし、その補助パターン２２の面積を平面アンテナ１の１つのアンテナパターン１１の面積よりも大きくした点に特徴がある。それ以外の構成は実施形態１の無線タグＴ１と同じである。
【００４７】
この例においても、補助パターン２２の斜辺２２ｃ，２２ｃは、それぞれ、一対のアンテナパターン１１，１２の斜辺１１ｃ，１２ｃに近接した状態で配置されている。また、アンテナパターン１１，１２の斜辺１１ｃ，１２ｃに近接しない３辺のうち、給電点１１ａ，１２ａと対向する辺２２ｄは、アンテナパターン１１，１２の中心線Ｌと平行な直線となっている。
【００４８】
この例の無線タグＴ２によれば、平面アンテナ１を構成するアンテナパターン１１，１２をそれぞれ三角形状の面パターンとしているので、平面アンテナ１の広帯域化を達成することができる。しかも、平面アンテナ１に隣接して形成する補助パターン２を、線状ではなく、平面アンテナ１の１つのアンテナパターン１１よりも大きな面積を有する五角形状の面パターンとしているので、平面アンテナ１の広帯域化を達成しながら、アンテナインピーダンスを低く抑えることが可能となり、これによって無線タグＴ２に搭載するＩＣチップ３とのインピーダンスマッチングを容易に行うことができる。
【００４９】
＜実施形態３＞
図７及び図８はそれぞれ本発明の無線タグの別の例を示す平面図及び斜視図である。
【００５０】
この例の無線タグＴ３は、前記した実施形態１の無線タグＴ１において、補助パターンの形状を変更した点に特徴がある。
【００５１】
具体的には、補助パターン３２の形状を菱形とし、その補助パターン３２の面積を平面アンテナ１の１つのアンテナパターン１１の面積の２倍の面積とした点に特徴がある。それ以外の構成は実施形態１の無線タグＴ１と同じである。
【００５２】
この例においては、補助パターン３２の鋭角側の頂点３２ｂ，３２ｂがそれぞれ平面アンテナ１の一端（アンテナパターン１１の端部１１ｂ）と他端（アンテナパターン１２の端部１２ｂ）に位置しており、補助パターン３２の長さ（頂点３２ｂ，３２ｂ間の距離）が平面アンテナ１の長さ（アンテナパターン１１の端部１１ｂとアンテナパターン１２の端部１２ｂとの間の距離）と同じとなっている。
【００５３】
さらに、補助パターン３２の斜辺３２ｃ，３２ｃ（菱形の２つの斜辺）は、それぞれ、一対のアンテナパターン１１，１２の斜辺１１ｃ，１２ｃに近接した状態で配置されており、これら２つの斜辺３２ｃ，３２ｃの頂点３２ａが、平板アンテナ１の給電点１１ａ，１２ａに対応する位置（一対のアンテナパターン１１，１２の中央位置）に配置されている。また、補助パターン３２は菱形形状であるので、当然のことながら、一対のアンテナ
パターン１１，１２の斜辺１１ｃ，１２ｃに近接していない２つの斜辺３２ｄ，３２ｄの頂点３２ｅも平板アンテナ１の給電点１１ａ，１２ａに対応する位置に配置されている。
【００５４】
この例の無線タグＴ３によれば、平面アンテナ１を構成するアンテナパターン１１，１２をそれぞれ三角形状の面パターンとしているので、平面アンテナ１の広帯域化を達成することができる。しかも、平面アンテナ１に隣接して形成する補助パターン２を、線状ではなく、平面アンテナ１の１つのアンテナパターン１１の２倍の面積を有する菱形形状の面パターンとしているので、平面アンテナ１の広帯域化を達成しながら、アンテナインピーダンスを低く抑えることが可能となり、これによって無線タグＴ３に搭載するＩＣチップ３とのインピーダンスマッチングを容易に行うことができる。
【００５５】
＜実施形態４＞
図９及び図１０はそれぞれ本発明の無線タグの別の例を示す平面図及び斜視図である。
【００５６】
この例の無線タグＴ１０は、柔軟性シート４（例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のシート）の表面に形成された平面アンテナ１０１及び互いに対称な形状（二等辺三角形）の補助パターン１０２，１０２を有するアンテナ装置ＡＮ１０と、柔軟性シート４上に搭載されたＩＣチップ（タグＩＣ）３とを備えており、アンテナパターン１１１，１１２を挟んだ両側にそれぞれ補助パターン１０２，１０２を配置している点に特徴がある。
【００５７】
平面アンテナ１０１は、柔軟性シート４の表面に形成された一対のアンテナパターン１１１，１１２を備えている。各アンテナパターン１１１，１１２は、互いに対称な三角形状（二等辺三角形）のパターンであり、柔軟性シート４表面に形成された金属平板によって構成されている。これら一対の三角形状のアンテナパターン１１１，１１２は三角形の頂点が対向するように配置されており、その互いに向かい合う頂点がそれぞれ給電点１１１ａ，１１２ａとなっている。そして、この給電点１１１ａ，１１２ａにＩＣチップ３が接続されている。
【００５８】
各補助パターン１０２は、平面アンテナ１０１の１つのアンテナパターン１１１と同じ面積を有する二等辺三角形状のパターンであり、柔軟性シート４表面に形成された金属平板によって構成されている。各補助パターン１０２は、平面アンテナ１０１の一端（一方のアンテナパターン１１１の給電点１１１ａから遠い側の端部１１１ｂ）から、平面アンテナ１０１の他端（他方のアンテナパターン１１２の給電点１１２ａから遠い側の端部１１２ｂ）まで延びている。各補助パターン１０２の長さ（両端１０２ｂ，１０２ｂ間の距離）は、平面アンテナ１０１の長さ（アンテナパターン１１１の端部１１１ｂとアンテナパターン１１２の端部１１２ｂとの間の距離）と同じである。
【００５９】
各補助パターン１０２の斜辺１０２ｃ，１０２ｃは、それぞれ、一対のアンテナパターン１１１，１１２の斜辺１１１ｃ，１１２ｃに近接した状態で配置されており、アンテナパターン１１１，１１２の斜辺１１１ｃ，１１２ｃに近接しない辺（二等辺三角形の底辺に相当）１０２ｄは、三角形状のアンテナパターン１１１，１１２の中心線Ｌ１０と平行な直線となっている。また、各補助パターン１０２の頂部（頂点）１０２ａは平板アンテナ１０１の給電点１１１ａ，１１２ａに対応する位置（一対のアンテナパターン１１１，１１２の中央位置）に配置されている。
【００６０】
以上の構造の無線タグＴ１０によれば、平面アンテナ１０１を構成するアンテナパターン１１１，１１２をそれぞれ三角形状の面パターンとしているので、平面アンテナ１０１の広帯域化を達成することができる。しかも、平面アンテナ１０１に隣接して形成する各補助パターン１０２，１０２を、線状ではなく、平面アンテナ１０１の１つのアンテナパターン１１１と同じ面積の三角形状の面パターンとしているので、平面アンテナ１０１の広帯域化を達成しながら、アンテナインピーダンスを低く抑えることが可能となり、これによって無線タグＴ１０に搭載するＩＣチップ３とのインピーダンスマッチングを容易に行うことができる。
【００６１】
しかも、アンテナパターン１１１，１１２を挟んだ両側にそれぞれ補助パターン１０２，１０２を配置しているので、アンテナパターンの片側に補助パターンを配置する構造（例えば図１〜図３に示す構造）よりも、広帯域に対してインピーダンス調整が可能なタグ（アンテナ）を提供することが可能となる。さらに、貼り付け面に対して垂直方向の利得を改善することができるので、タグＴ１０を貼り付けた物体に対して、タグ貼り付け面の垂直方向からリードライトするというような利用方法も可能になる。
【００６２】
−無線タグの指向性−
次に、本発明の無線タグの指向性について説明する。
【００６３】
まず、図１に示す無線タグＴ１の平面アンテナ１の指向性、図５に示す無線タグＴ２の平面アンテナ１の指向性、及び、図７に示す無線タグＴ３の平面アンテナ１の指向性をそれぞれ測定したところ、図１１に示すような結果が得られた。
【００６４】
この図１１の結果から明らかなように、補助パターン２，２２，３２の各形状に応じて平面アンテナ１の指向性が変わることがわかる。
【００６５】
すなわち、図１に示す二等辺三角形状の補助パターン２を平面アンテナ１に近接して配置した場合、図１１（ａ）に示すように、ほぼ均等な分布の指向性を得ることができる。一方、図７に示す菱形形状の補助パターン２３を平面アンテナ１に近接して配置した場合、図１１（ｃ）に示すように、一方向に偏った分布の指向性を得ることができる。
【００６６】
また、図５に示す五角形状の補助パターン２２を平面アンテナ１に近接して配置した場合、図１１（ｂ）に示すように、上記した２つの例（図１１（ａ）及び（ｃ））の中間的な分布の補助パターンを得ることができる。このように、補助パターンの形状を工夫することによって指向性を変更することが可能であるので、補助パターンの形状を適宜選択することにより、使用用途に合わせた指向性を有する無線タグを提供することができる。
【００６７】
その具体的な例を以下に説明する。
【００６８】
まず、本を本棚などに収納するときには、本をケースに入れて収納する場合と、ケース無しで本を収納する場合があり、ケースに入れて収容する場合とケース無しの状態で収納する場合では、本の収納方向が逆向きになる。このような状況において、無線タグの平面アンテナの指向性が一方向に偏っている場合、図１２（ａ）に示すように、ケース無しの状態で無線タグＴの情報をリーダで読み取ることは可能であるが、本ＢをケースＣに入れて本棚に収納した場合、無線タグＴの情報を読み取ることができない場合が発生する。このような問題を回避するには、平面アンテナ１の指向性に偏りがないことが好ましいので、図１に示す二等辺三角形状の補助パターン２を有する無線タグＴ１を使用する（図１２（ｂ）参照）。
【００６９】
また、背合わせの書庫に本を収納する場合、平面アンテナ１の指向性によっては、図１３（ａ）に示すように、背中合わせの本Ｂ１と本Ｂ２のそれぞれに貼り付けた無線タグＴの読取可能領域が重畳するため、裏側の本Ｂ２の情報を読み取ってしまうことがあり、対象とする本Ｂ１の無線タグＴの情報を読み取るのに多くの時間を要することがある。このような問題を回避する場合は、平面アンテナ１の指向性が偏っているの特性もの、すなわち図７に示す菱形形状の補助パターン３２を有する無線タグＴ３を使用する（図１３（ｂ）参照）。
【実施例】
【００７０】
以下、本発明に実施例を比較例とともに説明する。
【００７１】
＜実施例１＞
図１の無線タグＴ１を用い、その無線タグＴ１を図１４に示すように紙Ｐに貼り付け、その紙Ｐの厚さを、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５の順で厚くして、各紙厚さごとに、平面アンテナ１のインピーダンスを測定した。その測定結果を図１７のグラフに示す。
【００７２】
＜比較例１＞
図１の無線タグＴ１において、補助パターン２に替えて、図１５に示すような帯状の補助パターン４２を平面アンテナ１に近接して配置した無線タグＴ４を用い、この無線タグＴ４を紙Ｐに貼り付け、実施例１と同様に、紙Ｐの厚さを、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５の順で厚くして、各紙厚さごとに、平面アンテナ１のインピーダンスを測定した。その測定結果を図１７のグラフに示す。
【００７３】
＜比較例２＞
図１の無線タグＴ１において、補助パターン２に替えて、図１６に示すような線状の補助パターン５２を平面アンテナ１に近接して配置した無線タグＴ５を用い、この無線タグＴ５を紙Ｐに貼り付け、実施例１と同様に、紙Ｐの厚さを、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５の順で厚くして、各紙厚さごとに、平面アンテナ１のインピーダンスを測定した。その測定結果を図１７のグラフに示す。
【００７４】
−比較検討−
図１７に示すグラフから明らかなように、薄い厚さｔ１の紙Ｐに無線タグを貼り付けた場合、実施例１及び比較例１、２のいずれも紙Ｐの影響は少なく、実施例１と比較例１，２との間においてアンテナのインピーダンスにあまり差は見られない。しかし、紙Ｐの厚さが厚くなると、実施例１では、インピーダンスではあまり変化が見られないのに対し、比較例１、２においてはインピーダンスが大きく変化しており、特に、線状の補助パターン５２を設けた比較例２では、インピーダンスが急激に高くなっている。
【００７５】
以上のことから、平面アンテナに近接して配置する補助パターンを、線状ではなく、平面アンテナの１つのアンテナパターンと同じ面積（または１つのアンテナパターンよりも大きな面積）を有する面パターンとすることで、貼り付ける物の厚さが異なる場合であっても、インピーダンス変化を低く抑えることが可能であることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明のアンテナ装置及び無線タグは、例えば、本管理システム、病院のカルテ管理システム、在庫管理システム、宅配管理システムなどにＲＦＩＤシステムを適用する際に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の平面アンテナを備えた無線タグの一例を示す平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線端面図（ａ）、Ｙ−Ｙ線端面図（ｂ）、及び、Ｚ−Ｚ線端面図（ｃ）である。
【図３】図１の無線タグの斜視図である。
【図４】図１の無線タグを使用状態で示す斜視図である。
【図５】本発明の無線タグの他の例を示す平面図である。
【図６】図５の無線タグの斜視図である。
【図７】本発明の無線タグの別の例を示す平面図である。
【図８】図７の無線タグの斜視図である。
【図９】本発明の平面アンテナを備えた無線タグの別の例を示す平面図である。
【図１０】図９の無線タグの斜視図である。
【図１１】図１の無線タグ、図５の無線タグ及び図７の無線タグのアンテナ指向性を示す図である。
【図１２】無線タグを本に貼り付けたときの問題点及びその解消方法を模式的に示す図である。
【図１３】無線タグを本に貼り付けたときの問題点及びその解消方法を模式的に示す図である。
【図１４】本発明の実施例１の説明図である。
【図１５】本発明の比較例１の説明図である。
【図１６】本発明の比較例２の説明図である。
【図１７】本発明の実施例１及び比較例１，２の結果を示す図で、無線タグのアンテナインピーダンスと紙の厚さとの関係を示すグラフである。
【図１８】ＲＦＩＤシステムの基本構成を示す図である。
【図１９】従来の無線タグの一例を示す平面図である。
【図２０】従来の無線タグの他の例を示す平面図である。
【図２１】ＵＨＦ周波数帯のＲＦＩＤリーダで使用される周波数・帯域幅を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
ＡＮ１，ＡＮ１０  アンテナ装置
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ１０  無線タグ
１，１０１  平面アンテナ
１１，１１１，１２、１１２  アンテナパターン（金属平板）
１１ａ，１１１ａ，１２ａ，１１２ａ  給電点
２，２２，３２，２０２  補助パターン（金属平板）
３  ＩＣチップ
４  柔軟性シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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