(57)【要約】【課題】  貼り付け方向に依存することなく通信距離を改善することができる無線通信改善シート体、無線通信用ＩＣタグ、情報伝達媒体および無線通信システムを提供する。【解決手段】  第１のスペーサ２は、無線ＩＣタグを実装する配置面２ａを有し、第１のスペーサ２の配置面２ａとは反対側の面に無線通信に用いられる電波に対して共振する補助アンテナ３が設けられる。第２のスペーサ４は、補助アンテナ３を挟んで第１のスペーサ２とは反対側に設けられる。第１のスペーサ２および補助アンテナ３には、第２のスペーサ４を底とする孔Ｓが設けられる。補助アンテナ３の形状は正方形であり、補助アンテナのｘ軸に沿う一方の縁辺の長さＬｘと、ｙ軸に沿う他方の縁辺の長さＬｙとが等しくなるように構成される。【選択図】      図１
2011015099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ＩＣタグを実装することで無線ＩＣタグの無線通信特性を改善する無線通信改善シート体であって、
補助アンテナと、
前記補助アンテナが設けられる面とは反対側の面に、前記無線ＩＣタグが備えるＩＣチップと前記補助アンテナとを結線せずに、前記無線ＩＣタグを配置するための配置面を有する第１のスペーサと、
前記補助アンテナを挟んで前記第１のスペーサとは反対側に設けられる第２のスペーサとを含み、
前記補助アンテナには、孔または切り欠きが設けられるとともに、通信周波数の電波に対して無指向性を示す共振部位が設けられることを特徴とする無線通信改善シート体。
【請求項２】
前記共振部位の形状が、正方形、円形、長方形、または所定の角度を成すとともに辺の長さが等しい２つの辺の組み合わせを含む形状および交差形状であることを特徴とする請求項１記載の無線通信改善シート体。
【請求項３】
前記共振部位の形状が、少なくとも一つの角部に曲率を有する多角形および交差形状であることを特徴とする請求項１または２記載の無線通信改善シート体。
【請求項４】
前記補助アンテナは、単数または複数の導体層を備え、その導体層の少なくともいずれか１つが前記無線通信に用いられる電波に対して共振する共振層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の無線通信改善シート体。
【請求項５】
前記第２のスペーサの補助アンテナとは反対側に裏面導体層をさらに設け、該裏面導体層が、補助アンテナが備える導体層と同じか、またはより大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の無線通信改善シート体。
【請求項６】
前記孔または切り欠きは、前記無線ＩＣタグが実装されたときに、少なくとも前記無線ＩＣタグが備えるＩＣチップまたはリアクタンス装荷部に対向するように設けられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の無線通信改善シート体。
【請求項７】
外表面の一部または全部を誘電材料で被覆したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の無線通信改善シート体。
【請求項８】
前記配置面および前記配置面と反対側の面の少なくともいずれか１つの面は、粘着性または接着性を有することを特徴とする１〜７のいずれか１つに記載の無線通信改善シート体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の無線通信改善シート体と、
前記無線通信改善シート体の配置面に配置される無指向性の無線ＩＣタグとを備えるか、または前記無線通信改善シート体にＩＣチップを接続したことを特徴とする無線通信用ＩＣタグ。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の無線通信改善シート体、または請求項９記載の無線通信用ＩＣタグを組み込んだことを特徴とする情報伝達媒体。
【請求項１１】
請求項９記載の無線通信用ＩＣタグ、または請求項１０記載の情報伝達媒体を用いることを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信用ＩＣタグを使用する際に用いることで、読み取り方向に依存することなく通信距離を改善することができる無線通信改善シート体、無線通信用ＩＣタグ、情報伝達媒体、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信の分野のみならず、物流管理などの分野でも無線通信技術が応用され、無線通信用のＩＣタグ（以下では単に「ＩＣタグ」という。）は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency 
Identification）技術の一翼を担う製品として広く知られる。物流管理や、安価な情報記憶媒体として無線通信用機器の使用用途は多岐にわたることから、無線通信機器は、様々な使用環境に置かれることになる。
【０００３】
ＩＣタグは、識別番号などのデータを記憶するＩＣチップと、電波を送受信するためのアンテナとからなり、薄型、軽量で実現できることが大きな利点となっている。
【０００４】
このような利点を十分に生かすためには、タグの貼り付け位置に制限がなく、どこにどのように貼り付けても、通信可能に構成されていることが好ましいとされる。
【０００５】
しかしながら、ＩＣタグは、自由空間で使用するように設計されており、超短波帯、極超短波帯、マイクロ波帯の電波を利用する場合、汎用タグはいわゆるダイポールアンテナを用いて電波方式の通信による送受信を行っているので、金属などがアンテナ近傍に存在すると、アンテナの通信特性が劣化し、通信可能距離が短くなってしまう。
【０００６】
アンテナの近傍に金属などの導電性材料が存在する場合、アンテナに電流が流れると、アンテナに対向する金属側ではこれと逆向きの電流が誘導され、誘導電流によってアンテナの入力インピーダンスが大きく低下する。これによって自由空間での環境に対して設計されたＩＣチップとのインピーダンスの整合がとれなくなり、通信可能距離が短くなってしまう。
【０００７】
一般にダイポールアンテナ、モノポールアンテナおよびループアンテナは特定周波数の電波を受信することで、アンテナ内に共振電流が発生し、これがＩＣチップを流れる際に、自由空間でのチップインピーダンスと整合が取れるように設計されている。
【０００８】
アンテナやＩＣチップの近傍に導電性材料が存在すると、アンテナを流れる電流と逆向きの電流が導電性材料表面に誘導されることになり、さらにアンテナと向かいあう導電性材料表面の、それぞれの電界の高い箇所と低い箇所とが高周波的に繋がることになり、アンテナおよび導電性材料を介してループ状の電気路が発生してしまう。この電気路の発生が、ＩＣタグのＩＣチップを除くアンテナ部分のインピーダンスを大幅に低下させるため、チップインピーダンスと整合がとれなくなり、情報信号の伝達ができなくなってしまう。これにより通信可能距離が短くなる。また、金属に限らず、紙、ガラス、樹脂、液体などもＩＣタグの通信特性を劣化させる材質となりうる。
【０００９】
これらの材質の場合は、これらの材質がもつ誘電性および磁性によってアンテナの共振周波数が変化し、通信相手の使用する電波の周波数とアンテナの共振周波数とのずれによって通信可能距離が短くなってしまう。
【００１０】
特許文献１には、ＩＣチップとアンテナ部とを有するＩＣタグ本体を備え、対象物に固定されるＩＣタグであって、ＩＣタグ本体の対象物側に金属材が配置され、ＩＣタグ本体及び金属材が被覆部材により被覆されているＩＣタグが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−４８５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１記載の無線通信改善シート体は、金属や液体を含む物体に貼り付けても通信距離の劣化を防ぐことができるが、貼り付け方向によっては通信距離を改善できない。
【００１３】
物流管理の目的で用いる場合、ＩＣタグを配置した無線通信改善シート体を、製品を運搬するためのケースの側面に貼り付け、さらに、読み取り用のリーダーが設けられたゲートを通過する際にリーダーでＩＣタグを読み取ることになる。
【００１４】
ここで、リーダーから照射される読み取り用電波の電界方向（電波の伝播（進行）方向と垂直な方向）と、ＩＣタグを配置した無線通信改善シート体の共振方向（主にアンテナの長手方向）とが平行な向きでケース側面に貼り付けられていた場合は、十分に無線通信が可能であるが、直交するように、ケース側面に貼り付けられていた場合は、リーダーとＩＣタグとが無線通信を行うことができない。
【００１５】
さらに、一般にリーダーからの放射電波としては、その偏波依存性を抑えるために円偏波が用いられる。これにより空間中で電波を受信する場合に受信アンテナの向きに依存せず、安定した読み取りが得られることになる。しかし、この場合でもＩＣタグ（受信アンテナ）の近傍に金属物があると状況が変わる。電波が伝播する空間に金属面が存在した場合に、遠方界として安定電波（電界と磁界の大きさの等しい「平面波」と呼ぶ。）が飛来した場合は、金属近傍でその方向や電界分布、磁界分布を変更してしまうことになり、平面波に読みとるように貼られたＩＣタグの位置関係が、読み取れない方向になってしまう場合がある。具体的には、金属面に近づくと電界は金属面に対して垂直に入るような分布となり、そして磁界は金属面と平行に動くように挙動を変更して、電波の向きがそろう場合がある。このとき、向きを変更した電界の進行方向とＩＣタグの貼り付け方向が重なる（電波の伝播（進行）方向と平行な方向）場合があり、この場合に読み取れない場合が発生する。実際の使用形態では、金属製パレットや金属製フォークリフト、金属製台車などに積載した荷物に貼り付けられたＩＣタグを読み取る場合に、その金属材料に近い位置や金属製筋交い、メッシュ、デッキプレートなどを含み電波反射性を有する床面（コンクリート製床面など）に近い下部位置に積載された荷物に貼り付けられたＩＣタグの読み取りや書き込みに不良が発生することがある。
【００１６】
これにより、リーダーによってＩＣタグを読み取ることができず物流管理の目的が達成されないという問題がある。
【００１７】
本発明の目的は、貼り付け方向に依存することなく通信距離を改善することができる無線通信改善シート体、無線通信用ＩＣタグ、情報伝達媒体および無線通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、無線ＩＣタグを実装することで無線ＩＣタグの無線通信特性を改善する無線通信改善シート体であって、
補助アンテナと、
前記補助アンテナが設けられる面とは反対側の面に、前記無線ＩＣタグが備えるＩＣチップと前記補助アンテナとを結線せずに、前記無線ＩＣタグを配置するための配置面を有する第１のスペーサと、
前記補助アンテナを挟んで前記第１のスペーサとは反対側に設けられる第２のスペーサとを含み、
前記補助アンテナには、孔または切り欠きが設けられるとともに、通信周波数の電波に対して無指向性を示す共振部位が設けられることを特徴とする無線通信改善シート体である。
【００１９】
また本発明は、前記共振部位の形状が、正方形、円形、長方形、または所定の角度を成すとともに辺の長さが等しい２つの辺の組み合わせを含む形状および交差形状であることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記共振部位の形状が、少なくとも１つの角部に曲率を有する多角形および交差形状であることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記補助アンテナは、単数または複数の導体層を備え、その導体層の少なくともいずれか１つが前記無線通信に用いられる電磁波に対して共振する共振層であることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、前記第２のスペーサの補助アンテナとは反対側に裏面導体層をさらに設け、該裏面導体層が、補助アンテナが備える導体層と同じか、またはより大きいことを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、前記孔または切り欠きは、前記無線ＩＣタグが実装されたときに、少なくとも前記無線ＩＣタグが備えるＩＣチップまたはリアクタンス装荷部に対向するように設けられることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、外表面の一部または全部を誘電材料で被覆したことを特徴とする。
また本発明は、前記配置面および前記配置面と反対側の面の少なくともいずれか１つの面は、粘着性または接着性を有することを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、前記無線通信改善シート体と、
前記無線通信改善シート体の配置面に配置される無指向性の無線ＩＣタグとを備えるか、または前記無線通信改善シート体にＩＣチップを接続したことを特徴とする無線通信用ＩＣタグである。
【００２６】
また本発明は、前記無線通信改善シート体、または前記無線通信用ＩＣタグを組み込んだことを特徴とする情報伝達媒体である。
【００２７】
また本発明は、前記無線通信用ＩＣタグ、または前記情報伝達媒体を用いることを特徴とする無線通信システムである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、無線ＩＣタグを実装することで無線ＩＣタグの無線通信特性を改善することが可能な無線通信改善シート体である。
【００２９】
本発明の無線通信改善シート体は、市販の無線ＩＣタグを配置するだけで、被着物品の種類、および無線ＩＣタグの貼り付け方向に依存しないで通信改善が達成できる。補助アンテナと無線ＩＣタグのＩＣチップ間の電波信号のやりとりに導線配線、結線、ハンダ等の工程を用いずに、空間での電磁界分布を介するだけであるが、その条件下でインピーダンス整合や共振周波数調整を実現できる。
【００３０】
第１のスペーサは、補助アンテナが設けられる面とは反対側の面に、無線ＩＣタグを配置するための配置面を有しており、補助アンテナを挟んで第１のスペーサとは反対側に第２のスペーサが設けられる。
【００３１】
補助アンテナには、孔または切り欠きが設けられることを特徴とする。
これにより、無線ＩＣタグのダイポールアンテナと、補助アンテナとが、孔または切り欠きを介して電磁的に結合し、補助アンテナによる通信改善効果が発揮される。
【００３２】
さらに、補助アンテナには、通信周波数の電波に無指向性を示す共振部位が設けられる。補助アンテナがこのような共振部位を有することにより、無線ＩＣタグが、リーダーから照射される読み取り用電波の電界方向と、無線ＩＣタグを配置した無線通信改善シート体の共振方向とが直交するような向きで、製品に貼り付けられていた場合であっても、無線通信が可能となり、貼り付け方向に依存することなく通信距離を改善することができる。
【００３３】
また本発明によれば、前記共振部位の形状を、正方形、円形、長方形、または所定の角度を成すとともに辺の長さが等しい２つの辺の組み合わせを含む形状および交差形状とすることで、貼り付け方向に依存することなく通信距離を改善することができる。
【００３４】
また本発明によれば、前記共振部位の形状を、少なくとも一つの角部に曲率を有する形状および交差形状とすることで、Ｑ値を下げることができ、共振部位が広がったことで、無指向性の程度が改善されて、貼り付け方向に依存することなく通信距離をさらに改善することができる。
【００３５】
また本発明によれば、補助アンテナは、単数または複数の導体層を備え、その導体層の少なくともいずれか１つが前記無線通信に用いられる電磁波に対して共振することにより、補助アンテナによる無線通信が可能となり、通信改善効果が発揮される。
【００３６】
また本発明によれば、前記第２のスペーサの補助アンテナとは反対側に裏面導体層が設けられ、その裏面導体層を、補助アンテナが備える導体層よりも大きくする。これにより、無線通信改善シート体を貼り付ける披着物の位置や材質の影響をより確実に小さくすることができ、送信電波の指向性も向上させることができる。
【００３７】
また本発明によれば、前記孔または切り欠きは、前記無線ＩＣタグが実装されたときに、少なくとも前記無線ＩＣタグが備えるＩＣチップまたはリアクタンス装荷部に対向するように設けられる。
【００３８】
これにより、補助アンテナが導体材料として与える影響を小さくし、通信改善効果をさらに向上させることができる。
【００３９】
また本発明によれば、外表面の１部または全部を誘電材料で被覆することにより、外部からの不要電磁波の影響や、周辺環境からの影響を小さくし、通信改善効果をさらに向上させることができる。
【００４０】
また本発明によれば、前記配置面および前記配置面と反対側の面の少なくともいずれか１つの面に、粘着性または接着性を持たせることにより、無線ＩＣタグの実装や、対象製品への貼り付けを容易に行うことができる。
【００４１】
また本発明によれば、上記の無線通信改善シート体の配置面に無線ＩＣタグを実装することで、無線ＩＣタグに無線通信改善シート体が一体化されているので、設置場所、貼り付け場所によらず、無線通信を行うことができる。また無線通信改善シート体に直接ＩＣチップを取り付けることでより簡単で小型化することができる。
【００４２】
また本発明によれば、上記の無線通信改善シート体または無線通信用ＩＣタグを組み込んだ情報伝達媒体である。
【００４３】
情報伝達媒体とは、たとえば、伝票、証明書、カード、またはラベルなどである。
金属製や導電性を有する、または誘電率の高い材料からなる製品、中間製品、部品、材料やそれらの材料からなる容器、運搬具、または移動手段に、伝票、証明書、カードまたはラベルなどの情報伝達媒体として直接貼り付けても、無線ＩＣタグ通信を行うことができる。
【００４４】
また本発明によれば、上記の無線通信用ＩＣタグ、または上記の情報伝達媒体を用いることで、読み取りや書き込み間違いや、読み取りや書き込み不良が発生しない無線通信システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態であるシート体１の平面図である。
【図２】シート体１の断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態であるシート体１ａの平面図である。
【図４】シート体１に無線ＩＣタグ２０を配置した無線通信用ＩＣタグ３０の平面図である。
【図５】シート体１ａに無線ＩＣタグ２０を配置した無線通信用ＩＣタグ３０ａの平面図である。
【図６】本発明の他の実施形態であるシート体１１の断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態であるシート体２４を示す平面図である。
【図８】被覆層６で被覆された無線通信用ＩＣタグ３０の構成を示す断面図である。
【図９】無線通信システム４０の例を示す図である。
【図１０】無線ＩＣタグのみの最小起動電力の周波数特性を示すグラフである。
【図１１】実施例１〜３の最小起動電力の周波数特性を示すグラフである。
【図１２】比較例１の最小起動電力の周波数特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
本発明は、無線ＩＣタグを実装することで、読み取り方向に依存することなく無線ＩＣタグの無線通信特性を改善することが可能な無線通信改善シート体（以下では単に「シート体」という。）である。
【００４７】
本発明のシート体は、補助アンテナと、補助アンテナが設けられる面とは反対側の面に、無線ＩＣタグが備えるＩＣチップと補助アンテナとを結線せずに、無線ＩＣタグを配置するための配置面を有する第１のスペーサと、補助アンテナを挟んで第１のスペーサとは反対側に設けられる第２のスペーサとが積層され、補助アンテナには、孔または切り欠きが設けられるとともに、通信周波数の電波に対して無指向性を示す共振部位が設けられる。
【００４８】
従来技術では、無線ＩＣタグを配置したシート体の共振方向と、リーダーから照射される読み取り用電波の電界方向とが直交するような状態で、無線ＩＣタグから情報を読み取ろうとしても、リーダーによって読み取ることができない。
【００４９】
このような不具合を解消するために、本発明のシート体は、補助アンテナの形状として、無線通信に用いられる通信周波数の電波に対して無指向性を示す共振部位を設けている。
【００５０】
このような共振部位を有する補助アンテナの形状としては、たとえば正方形、円形、正八角形、十字形などが挙げられる。また、共振部位であればよいので、矩形の辺に凹状の切り欠きや凸部があるような構成であってもよい。詳細には、補助アンテナの厚み方向に垂直な仮想平面上に、直交するｘ軸およびｙ軸を想定したとき、補助アンテナのｘ軸に沿う一方の縁辺の長さＬｘと、ｙ軸に沿う他方の縁辺の長さＬｙとが略等しくなるように構成されていればよい。なお、２つの縁辺は必ずしも直交する必要はなく、辺の長さが等しい２つの辺が所定の角度を成すような形状に設けられた補助アンテナであればよい。所定の角度としては、たとえば、６０°〜１２０°である。また、２つの辺の長さＬｘとＬｙとが同じ寸法か、または略同じ寸法であればよく、他の部位の形状には制限はない。またＬｘとＬｙとは、少なくとも一組の辺が同寸法か略同寸法であればよく、それ以外に辺が存在していても、それらは必ずしも同寸法である必要はない。このような辺同士の関係は補助アンテナの形状のみならず、孔または切り欠きの形状でも同じである。
【００５１】
ここで、補助アンテナに設けた孔または切り欠き（スリットもしくはスロット）による、無線通信特性を改善する機能について説明する。
【００５２】
無線ＩＣタグのアンテナと補助アンテナとは、孔または切り欠きを通じて結合し、補助アンテナによる無線通信が可能となり、その結果通信可能距離を改善することができる。
【００５３】
汎用のＩＣチップと長軸状アンテナ素子（ミアンダ形状等も含む）から構成される無線ＩＣタグをシート体に貼り付ける場合、補助アンテナに孔または切り欠きを設けることで、アンテナの共振動作に応じて孔または切り欠きに対向して配置したアンテナの形状全体として長軸方向と認められる方向に沿って、無線ＩＣタグに発生した電界が補助アンテナに設けられた孔または切り欠きに反映されて、電界が発生するため、これを介することでアンテナ（およびＩＣチップ）と補助アンテナとの間の電磁的結合が活性化することになる。この補助アンテナに設けられた孔または切り欠きに発生する電界は、共振よりもむしろ無線ＩＣタグに発生する電界の向きが、補助アンテナに設けられた孔または切り欠きに反映されることにより生じるもので、結局、無線ＩＣタグの電波受信方向に応じた異方性が発現することになる。さらに、孔または切り欠きは導体板に発生するアンテナに対応した誘導電流を抑えることが可能となる。
【００５４】
本発明の補助アンテナは、無線ＩＣタグと組み合わせたときに、全体として無線通信周波数に共振する構成であり、補助アンテナの共振層は、無線通信周波数の電波の波長をλとすると、共振部位はλ／８〜３λ／４の範囲に入る寸法を有している。
【００５５】
本発明のシート体は、無線ＩＣタグのＩＣチップと補助アンテナとを結線することなく、シート体の配置面に単に配置するだけで無線ＩＣタグの通信改善ができる。市販の無線ＩＣタグはそれぞれの設計により、チップインピーダンスの値が異なっている。このインピーダンスは静置の場合と動作時の場合とでも異なるし、また動作条件でも受信するエネルギ量に依存して変化する。これら不安定で、変動しやすいインピーダンスを持つ無線ＩＣタグに、後から貼り付けるだけでインピーダンス整合および改善を実現できるところが本発明の無線通信改善シート体の特徴である。本発明の無線通信改善シート体は、補助アンテナによるインピーダンス調整機能により無線通信改善効果を得ることができる。
【００５６】
このような特徴により、無線ＩＣタグの近傍に金属、紙、ガラス、樹脂、液体等の通信妨害部材が存在しても、本発明の無線通信改善シート体を用いることで、良好で安定した無線通信特性を得ることが可能となる。
【００５７】
さらに、補助アンテナに通信周波数の電波に対して無指向性を示す共振部位を設けることで、従来ではリーダーによって読み取りあるいは書き込みすることができなかった状態であっても、無線ＩＣタグの読み取りや書き込みを行うことが可能となる。
【００５８】
以下では、本発明のシート体について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態であるシート体１の平面図であり、図２は、シート体１の断面図である。
【００５９】
シート体１は、第１のスペーサ２、補助アンテナ３、第２のスペーサ４、裏面導体層５を備え、補助アンテナ３の形状、すなわちシート体１の外形形状が正方形であり、第１のスペーサ２、補助アンテナ３には、開口形状が正方形の孔Ｓが設けられている。
【００６０】
第１のスペーサ２は、シート体使用時に無線ＩＣタグを配置する配置面２ａを有しており、この配置面２ａの反対側の面が補助アンテナ３に接面するように設けられ、無線ＩＣタグのダイポールアンテナと補助アンテナ３との間を絶縁する誘電体層で構成される。
【００６１】
補助アンテナ３は、無線ＩＣタグの通信周波数で共振することで、無線ＩＣタグのダイポールアンテナと電磁的に結合し、しかもそれ自身が共振アンテナとして機能する。
【００６２】
第２のスペーサ４は、補助アンテナ３を挟んで第１のスペーサとは反対側に設けられ、補助アンテナ３と裏面導体層５との間を絶縁する誘電体層で構成される。
【００６３】
裏面導体層５は、第２のスペーサ４の補助アンテナ３とは反対側に設けられ、グランド層として機能する。
【００６４】
第１のスペーサ２、補助アンテナ３、第２のスペーサ４、裏面導体層５は、それぞれ同一の外形寸法を有し、この順に積層してシート体１を構成する。
【００６５】
シート体１を積層方向から見たときの平面形状は、所定の角度を成すとともに辺の長さが等しい２つの辺の組み合わせを含む形状が好ましい。この２つの辺の成す角は、９０°であることが好ましいが、厳密に９０°である必要はなく、略垂直と呼べるような６０°〜１２０°の範囲であれば、読み取りや書き込みの異方性を低減する効果は認められる。さらに補助アンテナ３も同様の形状となり、外形のそれぞれの縁辺が、通信周波数の電波に対応した共振部位となる。補助アンテナ３をこのような形状とすることで、リーダーから照射される読み取り用電波の電界方向（電波の伝播（進行）方向と垂直な方向）と、無線ＩＣタグを配置した無線通信改善シート体の共振方向とが直交するような状態であっても、リーダーと無線ＩＣタグとの無線通信を可能とし、シート体１に配置されたＩＣタグから情報を読み取ることができる。
【００６６】
また、シート体１の総厚みは、約０．５〜１０ｍｍである。
第１実施形態では、シート体１の平面形状は正方形であり、中央部分に正方形の孔Ｓが設けられる。孔Ｓの位置はシート体１の必ずしも中央部分とは限らない。無線ＩＣタグのＩＣチップやその接合部およびリアクタンス装荷部の位置に応じて適宜設定することができる。
【００６７】
孔Ｓは、図２の断面図に示すように、第１のスペーサ２と補助アンテナ３とを積層方向に貫通し、第２のスペーサ４が孔の底を形成する構成となっている。従って孔Ｓの深さＤは、第１のスペーサ２の厚みと補助アンテナ３の厚みとの和と同じとなり、たとえば０．１〜５ｍｍである。
【００６８】
孔Ｓの一辺の長さＬは、シート体１の一辺の長さＬ０に対して５〜９５％となる長さに形成される。
【００６９】
このような孔Ｓを設けることで、配置面２ａに配置された無線ＩＣタグのダイポールアンテナと、補助アンテナ３とは、この孔Ｓを介して電磁的に結合し、補助アンテナ３が共振アンテナとして機能する。さらに、無線ＩＣタグの直下に孔Ｓが設けられるので、ＩＣチップに対する補助アンテナ３の導電体としての影響を小さくすることができる。
【００７０】
図３は、孔Ｓの開口形状のその他の例である。これらの図に示す形状は、紙面手前方向から見た場合に、直交する少なくとも１組の同寸法の辺の組み合わせを有する形状である。またこの１組の辺は、それぞれの端部同士で繋がっている必要はなく、孔Ｓの辺のうちのいずれか２つの辺であればよい。また、孔Ｓにはこのような辺の組み合わせが複数組あってもよく、さらに交差していてもよい。孔Ｓの形状としては、このような関係を満足する１組の辺を有していれば、残りの辺や部分についての寸法や形状に制限はなく、不定形であってもよいし、曲線状、直線状、折れ線状、円弧状などであってもよい。孔Ｓは共振に関与してもよいが、必ずしも関与することを要さず、電磁結合およびインピーダンス整合としての機能を満たせばよい。孔Ｓだけでなく切り欠きであっても同様である。
【００７１】
本発明でいう無指向性の共振部位は、補助アンテナ３が有するものであるが、その部位は補助アンテナ３の外形形状として存在してもよいし、孔Ｓの外形形状として存在してもよい。さらには補助アンテナ３と孔Ｓとにそれぞれの辺が個別に存在してもよい。共振部位にて指向性を低減するような受信および送信ができる形状になっていることが必要である。貼り付け方向に依存することなく通信距離を改善するという意味で、円形状を採用することも、多角形の少なくとも１つの角部が曲率を有するような形状も有効である。これらの形状により電波を受信した際の共振電流がスムーズに流れ、飛来してくる電波の向きに強く依存せずに受信できるエリアが広くなるためである。
【００７２】
以上のように、シート体１に無線ＩＣタグを配置することで、無線ＩＣタグの貼り付け場所および貼り付け方向にかかわらずリーダーと無線ＩＣタグとの無線通信を可能とすることができる。
【００７３】
第１のスペーサ２および第２のスペーサ４は、それぞれ無線ＩＣタグと補助アンテナ３とを絶縁し、補助アンテナ３と裏面導体層５とを絶縁するとともに、誘電体層として波長短縮効果の影響を与えることで、補助アンテナ３の共振周波数を調整する。補助アンテナ３と裏面導体層５の間には電界＝０となる部分が形成される場合があり、その場合は電界＝０の部分にビアを設けるなど補助アンテナ３と裏面導体層５とを導通させても動作は可能である。
【００７４】
第１のスペーサ２および第２のスペーサ４は、無線ＩＣタグと補助アンテナ３、もしくは裏面導体層５との位置関係を保つことができれば、電磁エネルギの損失の低い、すなわち通信周波数帯域で誘電正接ｔａｎδ（ε”/ε’）または磁性正接ｔａｎδ（μ”/μ’）の低い材料を用いることが好ましい。たとえば空間でもよいが、一般には下記に例示するような有機材料を用いる。第１のスペーサ２としては、無線ＩＣタグの構成部材である基材（樹脂製、紙製、無機材料製などがある。）をそのまま用いることもできる。無線ＩＣタグの粘着剤層を利用することも可能である。
【００７５】
有機材料としては、たとえばゴム、熱可塑性エラストマー、各種プラスチック、木材、紙材、などの高分子有機材料等の多孔質体が挙げられる。前記ゴムとしては、天然ゴムのほか、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭゴム）、エチレン−酢酸ビニル系ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、エチレンアクリル系ゴム、エピクロロヒドリンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）などの合成ゴム単独、それらの誘導体、もしくはこれらを各種変性処理にて改質したものなどが挙げられる。これらのゴムは、単独で使用するほか、複数をブレンドして用いることができる。
【００７６】
熱可塑性エラストマーとしては、たとえば塩素化ポリエチレンのような塩素系、エチレン系共重合体、アクリル系、エチレンアクリル共重合体系、ウレタン系、エステル系、シリコーン系、スチレン系、アミド系、オレフィン系などの各種熱可塑性エラストマーおよびそれらの誘導体が挙げられる。
【００７７】
さらに、各種プラスチックとしては、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩素系樹脂；ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル系樹脂、ナイロン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル、ポリスルホン、ポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂およびこれらの誘導体、さらには共重合体やリサイクル樹脂等が挙げられる。
【００７８】
各スペーサとしては、以上の誘電体材料をそのままか、複合化、変性化して用いることができ、低密度化された材料がより好ましい。各スペーサとしては上記の材料に各種薬品、添加剤、補強剤、可塑剤、オイル、増量剤、硬化剤等を配合した状態で用いることもできる。
【００７９】
第１のスペーサ２および第２のスペーサ４を構成する誘電体材料は、たとえば密度が１．０ｇ／ｃｍ３未満であることが好ましい。
【００８０】
このような低密度の誘電体材料としては、多孔質有機材料、多孔質無機材料から選ばれる１または複数の材料を使用する。発泡しない材料を用いてもよいし、発泡しない材料と発泡材料とを組み合わせてもよい。典型的な低密度の誘電体材料は、発泡スチロール樹脂などの発泡樹脂である。これらの他、ダンボールなどの紙材、木材、ガラス、ガラス繊維、土系材料なども使用可能である。また無線ＩＣタグの基材、粘着材層をスペーサの材料として用いることも可能である。
【００８１】
発泡材料の発泡方法は問わないが、発泡剤添加、または熱膨張性微粒子添加等の方法を用いることができる。発泡剤としては、有機系発泡剤と無機系発泡剤のいずれを用いてもよい。
【００８２】
有機系発泡剤としては、たとえばジニトロソペンタメチレンテトラミン(ＤＰＴ)、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、ヒドラジドジカルボンアミド（ＨＤＣＡ）等を添加できるが、これらに限られたものではない。
【００８３】
無機系発泡剤としては、炭酸水素ナトリウムなどを添加できるが、これに限られたものではなく、材料に応じて適宜選択して添加することができる。
【００８４】
また熱膨張性微粒子としては、マイクロカプセル化した熱膨張性微粒子小球などを添加できる。
【００８５】
発泡率も特に限定されるものではないが、スペーサの厚み変化が少なく、強度が保持され、かつ軽量化ができるような形態にする必要がある。これらのことから好ましくは、発泡率は２〜３０倍程度が好ましい。
【００８６】
発泡構造については特に限定されるものではないが、圧縮方向に強い構成、たとえば厚み方向に扁平発泡された発泡構造が好ましい。
【００８７】
木材として、合板、ラワン材、パーチクルボード、ＭＤＦ等の木質材料でありその材料に本質的な制限を受けるものではなく、複数の材料を組み合わせて用いることもできる。
【００８８】
多孔質無機材料として、各種セラミック材料、石膏ボード、コンクリート、発泡ガラス、軽石、アスファルト、土材などが挙げられるが、これらに限られるものではない。
【００８９】
第１のスペーサ２および第２のスペーサ４は、受信した電波エネルギをできる限り損失無く送信エネルギに変える必要があるため、用いた材料によるエネルギ損失が少ないものを選定する必要がある。そのためには無線ＩＣタグが無線通信に利用する電波の周波数において誘電正接ｔａｎδ（ε”/ε’）が０．５以下であることが好ましく、より好ましくは０．２以下である。
【００９０】
スペーサの材料としては、上記のように低密度と低誘電正接ｔａｎδ（ε”/ε’）とを兼ねているのが好ましいが、より重要なのは通信周波数帯域（ＵＨＦ帯等）で低い誘電正接ｔａｎδを有することである。
【００９１】
さらに複素比誘電率の実部ε’が高ければシート寸法の薄型化、小型化が可能となり得るため、ε’が１〜５０であることが好ましい。ただし、様々なパラメーターによりシート体の特性は変化するためこの数値範囲に限ったものではない。
【００９２】
第１のスペーサ２および第２のスペーサ４は、それぞれ異なる誘電体材料で構成されてもよく、同じ誘電体材料で構成されていてもよい。貼り合わせのための接着剤や粘着剤等を第２のスペーサとしてそのまま用いてもよい。
【００９３】
補助アンテナ３および裏面導体層５は、導電性を有する導電材料から構成される。
導電材料としては、金、白金、銀、ニッケル、クロム、アルミニウム、銅、亜鉛、鉛、タングステン、鉄などの金属であってもよく、樹脂に上記金属の粉末、導電性カーボンブラックが混入された樹脂混合物、または導電性樹脂のフィルム等であってもよい。上記金属等を、箔状、板状、シート状、フィルム状等に加工されたものであってもよい。あるいは合成樹脂性フィルム表面に、膜厚がたとえば６００Åの金属薄層を形成したものでもよい。金属箔をフィルムもしくはクロスなどの基材に転写したものでもよい。また、カーボン系粒子、カーボン系繊維、金属粒子、金属繊維、金属酸化物系の導電インクや導電性模様（たとえば抵抗率１０Ω／□以下）を第１のスペーサ２、第２のスペーサ４表面に塗布または形成したものであってもよい。
【００９４】
孔または切り欠きは、一般的な形成方法で形成することができる。第１のスペーサ２においては、打ち抜き、切削などの機械的加工を用いたり、エッチングなどの化学的加工を用いて誘電体材料からなる板状部材から孔または切り欠きとなる所定の部分を除去すればよい。また、使用する誘電体材料によっては、成型時に予め孔または切り欠きが設けられた形状に成型することも可能である。
【００９５】
補助アンテナ３においても、第１のスペーサ２と同様に機械的、化学的加工を用いて孔または切り欠きとなる所定の部分を除去すればよい。また、予め切り欠きが設けられた形状となるように、スペーサに直接印刷、蒸着、塗工することも可能である。
【００９６】
上記のような方法を用いて、第１のスペーサ２と補助アンテナ３のそれぞれに孔または切り欠きを形成してもよく、第１のスペーサ２に予め補助アンテナ３を積層しておき、両者に対して同時に孔または切り欠きを形成してもよい。
【００９７】
孔または切り欠きは、補助アンテナ３において必須であるが、裏面導体層５においては設けなくてもよく、同様に第１のスペーサ２および第２のスペーサ４においても、孔または切り欠きは設けても設けなくてもよい。ＩＣタグに対して最も近い導体層、すなわち補助アンテナ３に孔または切り欠きを設けることが重要である。
【００９８】
孔Ｓの形状は、その開口形状が無指向性の共振部位を有する形状であれば、第１実施形態のようなスロット状に限らず切り欠き状（スリット状）であってもよい。切り欠き状の場合、開口形状が正方形であれば４辺のうちの１辺が開放されるように形成すればよい。また、補助アンテナ３を平面状で複数の導体層に分割し、分割された導体層同士の間隙部分を孔または切り欠きとしてもよい。
【００９９】
なお、孔、切り欠きまたは間隙部の一辺の寸法が、無線通信に用いる電波の周波数に対して共振する寸法であっても、共振しない寸法であってもよい。
【０１００】
図３は、本発明の第２実施形態であるシート体１ａの平面図である。第２実施形態では、第１実施形態とは、設けた孔の形状が異なるのみであり、各層を構成する材料などは第１実施形態と同様であるので、以下では孔の形状についてのみ説明する。
【０１０１】
第２実施形態では、第１実施形態と同様に、シート体１ａの平面形状、すなわち補助アンテナ３の形状は正方形であり、その中央部分に開口形状が十字形状となる孔Ｓ１が設けられる。上記のように、十字形状も正方形と同じく無指向性の共振部位となる形状であり、このような開口形状を有することで、補助アンテナ３および孔Ｓ１が無指向性を有することになり、貼り付け方向に依存することなく通信距離を改善することができる。
【０１０２】
孔Ｓ１の断面は、第１実施形態において図２に示した断面図と同様で、第１のスペーサ２と補助アンテナ３とを積層方向に貫通し、その結果第２のスペーサ４が溝の底を形成する構成となっている。
【０１０３】
孔Ｓ１の深さＤは、第１のスペーサ２の厚みと補助アンテナ３の厚みとの和と同じとなり、たとえば０．１〜５ｍｍである。孔Ｓ１の幅Ｗ１は、ＩＣチップやその接合部分およびリアクタンス装荷部の大きさなどによるが、たとえば１０〜６０ｍｍである。
【０１０４】
このような孔Ｓ１を設けることで、配置面２ａに配置された無線ＩＣタグのダイポールアンテナまたはＩＣチップと、補助アンテナ３とは、この孔Ｓ１を介して電磁的に結合し、補助アンテナ３が共振アンテナとして機能する。さらに、無線ＩＣタグの直下に孔Ｓ１が設けられるので、ＩＣチップおよびループ部（リアクタンス装荷部）に対する補助アンテナ３の導電体としての影響を小さくすることができる。
【０１０５】
図４は、シート体１に無線ＩＣタグ２０を配置した無線通信用ＩＣタグ３０の平面図である。図５は、シート体１ａに無線ＩＣタグ２０を配置した無線通信用ＩＣタグ３０ａの平面図である。
【０１０６】
前述のように、シート体１，１ａの、第１のスペーサ２の配置面２ａには、無線ＩＣタグ２０が、シート体１，１ａと結線することなく配置される。結線することなく配置するとは、すなわち、シート体１，１ａの補助アンテナ３と無線ＩＣタグ２０とが導体配線などにより直接導通（ＤＣ結合）されているのではなく、第１のスペーサ２の配置面２ａに無線ＩＣタグ２０が載置されているだけの状態である。
【０１０７】
無線ＩＣタグ２０は、ＩＤ情報を記憶するＩＣチップ２１と、ＩＣチップ２１に接続され、リーダーからの電波を受信するとともに、リーダーへ電波を送信するアンテナ２２とで構成され、アンテナ２２は、ＰＥＴフィルムなどのフィルム基材上に箔転写、蒸着、印刷などによって形成される。
【０１０８】
無線ＩＣタグ２０は、図４，５に示すように補助アンテナ３に設けられた孔Ｓまたは孔Ｓ１にＩＣチップ２１が臨むように配置する。
【０１０９】
図４，５に示す無線ＩＣタグ２０は、アンテナ２２が略十字形状に形成される通信方向の指向性を有しない、いわゆる無指向性の無線ＩＣタグである。シート体１，１ａに配置される無線ＩＣタグとしては、このような無指向性の無線ＩＣタグ２０が好ましいが、アンテナが一方向に伸びる指向性の無線ＩＣタグを用いてもよい。本発明の無線ＩＣタグでは、無線ＩＣタグ、補助アンテナ、さらに場合によっては孔または切り欠きも共振機能を有する。アンテナとしての共振機能の主体は補助アンテナであるが、無線ＩＣタグや孔または切り欠きも共振を補うことができるため、それぞれの共振部位が無指向性を有することが最も好ましい構成となる。しかし、指向性を低減する（これを本発明では無指向性と呼んでいる）ためには、全てが同時に共振する必要はなく、少なくともいずれか１つの部位が共振すればよいことになる。
【０１１０】
図６は、本発明の他の実施形態であるシート体１１の断面図である。上記の実施形態では、第１のスペーサ２および補助アンテナ３に、第２のスペーサ４を底とする孔Ｓまたは孔Ｓ１を設ける構成について説明したが、本実施形態のように第１のスペーサ２には、孔または切り欠きを設けず、補助アンテナ３のみに孔、切り欠き、または間隙部を設けるような構成であってもよい。
【０１１１】
本実施形態の製造方法としては、孔、切り欠き、または間隙部が設けられた補助アンテナ３に、孔または切り欠きが設けられていない第１のスペーサ２を貼り付けてもよいし、一旦、第１のスペーサ２および補助アンテナ３に孔、切り欠き、または間隙部を設けたのち、これを埋めるようにしてもよい。
【０１１２】
図７は、本発明のさらに他の実施形態であるシート体２４を示す平面図である。
本実施形態のシート体２４においては、裏面導体層５の大きさを、補助アンテナ３の大きさよりも大きく形成している。したがって、図７に示す平面図のように、裏面導体層５が外方に突出するように設けられる。裏面導体層５を外方に突出させることにより、送信電波の指向性を高めることができ、通信改善効果が向上する。
【０１１３】
図７（ａ）には、裏面導体層５が、補助アンテナ３の周辺全部にわたって突出した態様を示しており、図７（ｂ）には、補助アンテナ３の４辺それぞれから、各辺と同じ幅で辺に直交する方向に突出した態様を示している。
【０１１４】
図８は、被覆層６で被覆された無線通信用ＩＣタグ３０の構成を示す断面図である。
本実施形態の無線通信用ＩＣタグ３０は、シート体１の配置面２ａに無線ＩＣタグ２０が配置され、これらを被覆層６で被覆したものである。
【０１１５】
被覆層６に用いられる誘電材料は、誘電正接ｔａｎδ（９５３ＭＨｚ）が０．２以下である。ｔａｎδが０．２よりも大きな誘電材料を用いて被覆層６を形成した場合、被覆層６のモールディングによって無線ＩＣタグ２０の通信可能距離は短くなる。これは、無線ＩＣタグ２０で送受信される電波が被覆層６を通過する際に、エネルギ損失が発生し、通信可能距離が短くなったものと考えられる。また、誘電材料としては、被覆層６の厚みを薄くするために複素比誘電率の実部ε’（９５３ＭＨｚ）が１．０〜５０であることが好ましい。
【０１１６】
このような被覆層６に好適な誘電材料としては、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。ＥＶＡ樹脂は、ｔａｎδ（９５３ＭＨｚ）が０．０１であり、ε’（９５３ＭＨｚ）が２．３９である。ＰＥＴ樹脂は、ｔａｎδ（９５３ＭＨｚ）が０．０１であり、ε’（９５３ＭＨｚ）が２．９である。
【０１１７】
被覆層６によるシート体１および無線ＩＣタグ２０の被覆は、公知の溶着技術を用いて行うことができ、溶着は部材を昇温する方法によって、インパルス溶着、熱板溶着、高周波溶着、超音波溶着などがある。また射出成形法、圧縮成形法、トランスファー成形法、注型法、ディッピング法、浸漬法その他適宜な成形方法を用いることができる。
【０１１８】
本発明のシート体１に無線ＩＣタグを実装することで、導電性材料、誘電体材料、磁性材料など通信妨害部材である材質に貼っても、また無線ＩＣタグの向きが回転したとしても、自由空間の場合と変わらず、電波方式にて良好な無線通信特性を有する無線通信用ＩＣタグとなる。
【０１１９】
本発明で対象となる通信周波数は、特に限定されるものではないが、３００ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲を含み、任意の単数または複数の周波数を選択することができる。この３００ＭＨｚ以上３００ＧＨｚ以下の範囲には、ＵＨＦ帯（３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）、ＳＨＦ帯（３ＧＨｚ〜３０ＧＨｚ）およびＥＨＦ帯（３０ＧＨｚ〜３００ＧＨｚ）が含まれる。また本発明のシート体１に無線ＩＣタグを実装することは、以上の周波数で電波方式の通信を行うアンテナに対する無線通信改善策である。
【０１２０】
本発明のシート体または無線通信用ＩＣタグを組み込んだ伝票、証明書、カード、またはラベルなどの情報伝達媒体を利用することができる。これらの伝票類は現在も作業指示書、依頼書、発注書、納入伝票、札表、伝票、管理表、カンバンなどとして物流、ロジスティックス、流通、在庫管理、工程管理などで活用されている。しかし、従来のように汎用無線ＩＣタグを組み込んだり、または貼り合わせたものでは、前記の通信妨害部材に貼ることができない。ところが実際の製造業では、ＩＣタグの使用環境周辺には、通信妨害部材から成る材料や材質が非常に多い。本発明のシート体または無線通信用ＩＣタグなどを利用することで、金属製や導電性を有する、または誘電率の高い材料等の通信妨害部材からなる製品、中間製品、部品、材料やそれらの材料や材質からなる容器、運搬具、パレット、車、フォークリフト、コンテナ、鞄、包袋、ケース、通い箱、導電性箱、部材、構成材料などに、看板、伝票、証明書、カードまたはラベルとして直接貼り付け、さらにその貼り付け方向によらず無線ＩＣタグ通信を行うことが可能となる。これにより物流管理、在庫管理、流通管理、情報管理などでの対象製品が拡がり、製品または物品管理が容易となる。
【０１２１】
本発明のさらに他の実施形態として、無線通信システムが挙げられる。無線通信システムとしては、図９に示すようにたとえば複数の金属製容器３１にそれぞれ無線ＩＣタグ３０を貼り付け、これらを一括してリーダー４２を設置したアンテナゲート部４１を通過させて、情報の読み取りや書き込みを行うようなＲＦＩＤ無線通信システム４０を挙げることができる。また多数の金属製物品に無線ＩＣタグ３０を貼り付け、それらを順次（一定間隔を開けながら）コンベア上を流し、それらを任意の場所に設置されたアンテナゲート部にて、物流管理（入出庫管理）やトレーサビリティ管理などを行うＲＦＩＤ無線通信システムも構成できる。伝える情報としては、製品ＩＤだけでなく、履歴情報、特記情報のみならず、作業指示書、依頼書、納入伝票、発注書なども兼ねることができ、例えば在庫管理やコスト管理のデータとすることで歩留まり向上やコスト低減といった生産性を向上することも期待できる。
【実施例】
【０１２２】
以下では本発明の実施例について説明する。
実施例として、図１に示した開口形状が正方形の孔Ｓを設けたシート体１を作製し、これに３種類の無線ＩＣタグを貼り付けて、無線通信用ＩＣタグを作製した。
【０１２３】
シート体１は、一辺の長さが１２０ｍｍの正方形状とした。第１のスペーサ２は、厚み０．１ｍｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを用いた。補助アンテナ３は、厚み０．０５ｍｍのアルミ箔層であり、孔Ｓは、開口形状が正方形で、開口の一辺の長さＬが５０ｍｍとした。第２のスペーサ４は、厚み４ｍｍの発泡材料（発泡倍率５倍）を用いた。無線ＩＣタグの配置位置は、シート体１の中央部分とした。
【０１２４】
また、比較例として、補助アンテナが通信周波数の電波に対応した共振部位を有さない構成のシート体を作製した。具体的には、補助アンテナの一方の縁辺長さＬｘ＝１１０ｍｍであり、他方の縁辺長さＬｙ＝１００ｍｍとした。比較例のシート体に形成された孔の開口形状は、幅が１０ｍｍ、長さが６５ｍｍの直線形状のスロットである。
【０１２５】
最小起動電力の周波数特性を測定して評価結果とした。測定条件としては、シート体に無線ＩＣタグを配置した無線通信用ＩＣタグを、金属板表面に貼り付け、リーダーから照射される読み取り用電波の電界方向と、ＩＣタグを配置した無線通信改善シート体の共振方向とが平行な条件（条件Ａ）と直交する条件（条件Ｂ）の２つの条件で測定した。最小起動電力の周波数特性は、株式会社ペリテック製のＲＦＩＤテスター（直線偏波アンテナ、出力０〜２０ｄＢｍ）を用いて測定した。
【０１２６】
実施例１は、無指向性無線ＩＣタグ（ＵＰＭ社製、商品名ＦＲＯＧ）をシート体１に配置し、実施例２は、第１指向性無線ＩＣタグ（エイリアン社製、商品名ＡＬＮ−９５４０）をシート体１に配置し、実施例３は、第２指向性無線ＩＣタグ（ＵＰＭ社製、商品名Ｓｈｏｒｔ  Ｄｉｐｏｌｅ）をシート体１に配置した。
【０１２７】
比較例１は、上記のようなシート体に指向性の無線ＩＣタグ（エイリアン社製、商品名ＡＬＮ−９５４０）を配置した。
【０１２８】
まず、３種類の無線ＩＣタグのみを自由空間に配置して最小起動電力の周波数特性を測定した。図１０は、無線ＩＣタグのみの最小起動電力の周波数特性を示すグラフである。横軸は、周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、最小起動電力（ｄＢｍ）を示す。実線で示すグラフは、条件Ａでの測定結果を示し、点線で示すグラフは、条件Ｂでの測定結果を示す。
【０１２９】
図１０（ａ）は、無指向性無線ＩＣタグを用いた場合の測定結果を示し、図１０（ｂ）は、第１指向性無線ＩＣタグの測定結果を示し、図１０（ｃ）は、第２指向性無線ＩＣタグの測定結果を示す。
【０１３０】
グラフは、無線ＩＣタグにＩＳＯで規定される無線信号を送信し、無線ＩＣタグが起動し、かつＩＣチップに記憶された情報を返信する（通信成立）能力を評価している。このとき最小起動電力が小さいほど、通信可能距離が長い、すなわち通信特性に優れていることを示している。
【０１３１】
図１０に示すグラフからわかるように、無指向性無線ＩＣタグでは、条件Ａと条件Ｂでは周波数特性はほとんど変わらず、無指向性であることが確認された。第１指向性無線ＩＣタグおよび第２指向性無線ＩＣタグでは、条件Ａの場合、通信可能であったが、条件Ｂでは通信できなかった。ただし、無指向性無線ＩＣタグは確かに無指向性とは評価できるが、最小起動電力値自体は高く、通信距離は十分とはいえなかった。
【０１３２】
次に実施例１〜３および比較例１の最小起動電力の周波数特性を測定した。図１１は、実施例１〜３の最小起動電力の周波数特性を示すグラフであり、図１２は、比較例１の最小起動電力の周波数特性を示すグラフである。横軸は、周波数（ＭＨｚ）を示し、縦軸は、最小起動電力（ｄＢｍ）を示す。実線で示すグラフは、条件Ａでの測定結果を示し、点線で示すグラフは、条件Ｂでの測定結果を示す。
【０１３３】
図１１（ａ）は、実施例１の測定結果を示し、図１１（ｂ）は、実施例２の測定結果を示し、図１１（ｃ）は、実施例３の測定結果を示す。
【０１３４】
実施例１〜３では、条件Ａ、条件Ｂともに、自由空間内の無線ＩＣタグのみの場合に比べて、最小起動電力が小さくなり、金属板表面に貼り付けられた条件であるにもかかわらず通信距離が改善された。特に、実施例２，３では、自由空間内であっても無線ＩＣタグのみでは全く通信できなかった条件Ｂで通信可能となり、劇的に無線通信特性が改善された。図１１（ａ）〜（ｃ）の結果は、共振周波数に調整の余地は残すものの、最小起動電力値は十分に低く、それぞれ市販の無線ＩＣタグ（図１０（ａ）〜（ｃ））よりも大きく低下している。これは通信距離としては、２倍以上に延びていることになり、指向性の低減と共に通信特性の向上を同時に達成することができている。
【０１３５】
比較例１では、条件Ａでは通信距離が改善されたが、条件Ｂでは十分に改善されなかった。
【０１３６】
比較例１では、条件Ｂで通信距離が改善されず、実施例１〜３では、条件Ｂで通信距離が改善されたことから、補助アンテナの一方の縁辺の長さＬｘと、他方の縁辺の長さＬｙとが等しくなるように構成された正方形状の補助アンテナを用いることで、無線ＩＣタグの向きにかかわらず無線通信を行うことが可能であることがわかった。
【符号の説明】
【０１３７】
１，１１  シート体
２  第１のスペーサ
３  補助アンテナ
４  第２のスペーサ
５  裏面導体層
６  被覆層
２０  無線ＩＣタグ
２１  ＩＣチップ
２２  アンテナ
３０  無線通信用ＩＣタグ
４０  無線通信用システム
【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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