(57)【要約】【課題】人や物の識別に用いる無線識別バンドの、送受信アンテナの指向性改善を課題とする。【解決手段】人や動物に装着されるか取り付けられ、かつ、別の装置と通信するように構成された無線識別バンドであって、バンド部と回路素子と送受信アンテナによって構成されており、回路素子は、通信すべきデータを記憶する記憶領域と、通信を行うのに必要な電源電圧を発生する電源回路と、送受信アンテナを通して通信するように構成された制御回路とを備え、送受信アンテナは、誘電体平板の一方の面に給電ダイポールアンテナ素子が、他方の面に接地導体面が形成されて構成されており、接地導体面のある側の面が人または動物に近くなるように前記バンド部に取り付けられており、前記給電ダイポールアンテナ素子と接地導体面の間の距離Ｔと、使用周波数ｆと誘電体層の比誘電率εｒと光速度ｃとの間に、【数１】が成り立つ送受信アンテナを使用した無線識別バンド。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人または動物に装着されるかまたは取り付けられ、かつ、別の装置と通信するように構成された無線識別バンドであって、バンド部と回路素子と送受信アンテナによって構成されており、
回路素子は、通信すべきデータを記憶する記憶領域と、通信を行うのに必要な電源電圧を発生する電源回路と、送受信アンテナを通して通信するように構成された制御回路とを備え、
送受信アンテナは、誘電体平板の一方の面に給電ダイポールアンテナ素子が、他方の面に接地導体面が形成されて構成されており、接地導体面のある側の面が人または動物に近くなるように前記バンド部に取り付けられており、
前記給電ダイポールアンテナ素子と接地導体面の間の距離Ｔと、使用周波数ｆと誘電体層の比誘電率εｒと光速度ｃとの間に、
【数１】
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が成り立つ送受信アンテナを使用した無線識別バンド。
【請求項２】
前記送受信アンテナが、前記給電ダイポールアンテナ素子の形成されている面の側に凸に湾曲したことを特徴とする、請求項１に記載の無線識別バンド。
【請求項３】
前記送受信アンテナ上の、前記給電ダイポールアンテナ素子から所定の間隔をもって設けられた無給電アンテナ素子を有する、請求項１または請求項２に記載の無線識別バンド。
【請求項４】
前記給電ダイポールアンテナ素子が、ミアンダ形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線識別バンド。
【請求項５】
前記バンド部が、バックルによる取り外しができるバンド部であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の無線識別バンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人や物の個体識別に用いるバンド型識別器具に関し、特に送受信アンテナの指向性を改善した識別器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
識別バンドは識別部とそれを手首、頭部、首などに固定するバンド部によって形成されている。識別部には、バーコードやＲＦ−ＩＤタグ（ＩＣチップとアンテナを使用することで記憶装置と無線通信の機能をもつ付け札）などが使われ、バンド部には樹脂やゴム、シリコンなどを使用した柔軟性ストラップが使われている。
【０００３】
識別バンドは装着者に装着させることが可能なため、カード状の識別装置に比べて紛失の可能性が少ない。また、何度でも着脱可能であり、半永久的に使用することが可能なため、追加費用も少なく済むことから広く使用されている。
【０００４】
現状、多くの識別バンドの識別部にはバーコードが使用されている。バーコードの場合、リーダーはバーコードを画像情報として読み取る必要があるため、バーコード面をリーダーの読み取り面に対して水平でかつ近接した状態で読み取らせる必要がある。したがって識別対象の数が多い場合には、読み取り作業に必要な時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００５】
これに対して、ＲＦ−ＩＤタグを使用した識別バンドでは、リーダーとの情報の伝達を行う送受信アンテナの、放射強度の空間的な分布（以下では、放射パターン、と記す。）内に、リーダーの読み取り面があればよいため、バーコードに比べて読み取り時の制約が少なく、読み取り作業がスムーズに行われる利点がある。
【０００６】
しかし、ＲＦ−ＩＤタグを使用した識別バンドは、バンド内側の人体の有無や人体の形状によって、アンテナの放射パターンがひずんだりアンテナ自体のインピーダンスが変わることがあり、それによって放射パターンが小さくなったり、最悪の場合放射しなくなったりする。
【０００７】
この問題を改善するために、アンテナ部分にマイクロストリップアンテナを使用した識別バンドが提案されている（特許文献１参照）。その概略構成の一例を図５に示す。
【０００８】
マイクロストリップアンテナは、方形または円形の放射導体面と、この放射導体面に平行し、かつ放射導体面より大きい接地導体面を有している。このため、マイクロストリップアンテナの放射パターンは放射導体面の側に指向性があり、かつ接地導体面で遮断されているので接地導体面の外側からの影響は少ないという特徴がある。
【０００９】
【特許文献１】特表２００５−５１９５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の識別バンドに使用するマイクロストリップアンテナの指向性は、図７に模式的に示したように、放射導体面の前方の法線方向付近にのみ強い放射パターンを持っている。したがって、放射導体面の前方で法線方向付近にリーダーがないと読み取りにくくなるため、識別バンドをかざす方向に注意しなければならない、という問題があった。
【００１１】
本発明は、上記の問題に対して考案されたもので、人や物の識別に用いるバンド型識別器具に関し、特に指向性の改善を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成するために、本発明の請求項１に記載の無線識別バンドは、人または動物に装着されるかまたは取り付けられ、かつ、別の装置と通信するように構成された無線識別バンドであって、バンド部と回路素子と送受信アンテナによって構成されており、
回路素子は、通信すべきデータを記憶する記憶領域と、通信を行うのに必要な電源電圧を発生する電源回路と、送受信アンテナを通して通信するように構成された制御回路とを備え、
送受信アンテナは、誘電体平板の一方の面に給電ダイポールアンテナ素子が、他方の面に接地導体面が形成されて構成されており、接地導体面のある側の面が人または動物に近くなるように前記バンド部に取り付けられており、
前記給電ダイポールアンテナ素子と接地導体面の間の距離Ｔと、使用周波数ｆと誘電体層の比誘電率εｒと光速度ｃとの間に、
【数１】
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が成り立つ送受信アンテナを使用した無線識別バンドとしたものである。
【００１３】
また、本発明の請求項２に記載の無線識別バンドは、前記送受信アンテナが、前記給電ダイポールアンテナ素子の形成されている面の側に凸に湾曲したことを特徴とする、請求項１に記載の無線識別バンドとしたものである。
【００１４】
また、本発明の請求項３に記載の無線識別バンドは、前記送受信アンテナの、前記給電ダイポールアンテナ素子から所定の間隔をもって設けられた無給電アンテナ素子を有する、請求項１または請求項２に記載の無線識別バンドとしたものである。
【００１５】
また、本発明の請求項４に記載の無線識別バンドは、前記給電ダイポールアンテナ素子が、ミアンダ形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線識別バンドとしたものである。
【００１６】
また、本発明の請求項５に記載の無線識別バンドは、前記バンド部が、バックルによる取り外しができるバンド部であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の無線識別バンドとしたものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の構成の無線識別バンドでは、無給電導体面が人体の影響を遮断し、ダイポールアンテナ特有の広範囲の放射パターンを無給電導体面で反射させ、さらに大きく広範囲の放射パターンとすることができる。
【００１８】
また、給電ダイポールアンテナ素子と無給電導体面間の距離Ｔが
【数２】
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となる場合、給電ダイポールアンテナ素子から無給電導体面側に放射される電波が無給電導体面で反射し、戻ってくる際に給電ダイポールアンテナ素子から前方に放射される電波と位相が合致するため、前方への放射強度が強くなる。
【００１９】
よって、数１が成り立たないほど誘電体層の厚さＴがない場合は、給電ダイポールアンテナ素子と無給電導体面間の距離Ｔが数２から大きく外れることになるため，前方への放射が小さくなり実施に値しない。
【００２０】
また、請求項２記載の構成では、無給電導体面が湾曲しているため、さらに広範囲の放射パターンとなる無線識別バンドを提供できる。
【００２１】
また、請求項３記載の構成では、給電ダイポールアンテナ素子から所定の間隔をもって無給電アンテナ素子を設置している。このとき、無給電アンテナ素子単体で送受信可能な周波数を、給電ダイポールアンテナ素子単体で送受信可能な周波数とずらすことで、送受信アンテナ全体で送受信可能な周波数帯域を広くした無線識別バンドを提供できる。
【００２２】
また、請求項４記載の構成では、給電ダイポールアンテナ素子をミアンダ形状にすることで、送受信用周波数に対応するアンテナ長を有したまま、給電ダイポールアンテナ素子の長手方向の長さを短くすることができ、送受信アンテナ部を小型化した無線識別バンドを提供できる。
【００２３】
また、請求項５記載の構成では、バックルによる取り外しが可能な無線識別バンドを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の無線識別バンドの例を、図を用いて説明する。
図１の（ａ）、（ｂ）は、本発明の無線識別バンドの第１の実施形態を示す模式構成の正面図と断面図である。
【００２５】
図１の（ａ）、（ｂ）に示したように、一方の面に給電アンテナ素子５および６が形成され、回路素子９が実装され、他方の面に無給電導体面２が形成された誘電体平板４がゴム製の伸縮性のあるバンド１に固定されている。
【００２６】
回路素子９は、この無線識別バンド固有の番号などのデータを記憶する記憶領域、通信を行うのに必要な電源電圧を発生させる電源回路、給電アンテナ素子５および６を通して通信するように構成された制御回路を備えている。
【００２７】
給電アンテナ素子５および６が、リーダーからの通信要求の電波を受信して回路素子９の制御回路に伝えると、制御回路は記憶領域に記憶されたデータを読み出し、給電アンテナ素子５および６から送信する。
【００２８】
回路素子９の電源回路は、電池などの電源、または受信したリーダーからの電波の電力を電源電圧に変換する回路であり、通信に必要な電源電圧を供給する。
【００２９】
給電アンテナ素子５および６は、誘電体平板４の表面に金属などの導体で形成され、その形状は直線状であり、５および６はこのひと組でダイポールアンテナを形成している。
【００３０】
給電アンテナ素子５および６を、ダイポールアンテナ形状としたことで、ダイポールアンテナ特有の広範囲の放射パターンを得ることができる。
【００３１】
また、誘電体平板４のもう一方の面に無給電導体面２を形成しておくことにより、無給電導体面２が人体の影響を遮断することができる。また、給電アンテナ素子５および６が発信した電波を、無給電導体面２で反射させ、さらに広範囲の放射パターンとすることができる。
【００３２】
図２の（ａ）、（ｂ）は、本発明の無線識別バンドの第２の実施形態を示す模式構成の正面図と断面図である。
【００３３】
本実施形態は、第１の実施形態における誘電体平板４および無給電導体面２からなる板状の部分を、給電アンテナ素子５および６の形成されている面の側に凸に湾曲させたものであり、それ以外の部分の構成および動作は第１の実施形態と同様である。
【００３４】
給電アンテナ素子５および６から無給電導体面２側に放射される電波が無給電導体面２で反射される際に、図２（ｂ）のように無給電導体面２を湾曲していると、さらに反射パターンが広がるという効果が得られる。
【００３５】
図３の（ａ）、（ｂ）は、本発明の無線識別バンドの第３の実施形態を示す模式構成の正面図と断面図である。
【００３６】
本実施形態は、第１の実施形態における給電アンテナ素子５および６から、所定の間隔をもって無給電アンテナ素子７が形成されているものであり、それ以外の部分の構成および動作は第１の実施形態と同様である。
【００３７】
無給電アンテナ素子７は、誘電体平板４の表面に金属などの導体で形成され、その形状は直線状である。
【００３８】
このとき、無給電アンテナ素子７で送受信可能な周波数を、給電アンテナ素子５および６で送受信可能な周波数とずらすことで、無給電アンテナ素子７および給電アンテナ素子５、６で送受信可能な周波数帯域を広くすることができる。
【００３９】
なお、無給電アンテナ素子７で送受信可能な周波数の設定は、無給電アンテナ素子７の長さを変えることにより調整可能である。
【００４０】
また、図３には無給電アンテナ素子７が１本の場合を示したが、送受信可能な周波数が互いに異なる複数本の無給電アンテナ素子が形成されていてもよい。
【００４１】
図４の（ａ）、（ｂ）は、本発明の無線識別バンドの第４の実施形態を示す模式構成の正面図と断面図である。
【００４２】
本実施形態では、給電アンテナ素子５、６の形状をミアンダ形状としたものであり、それ以外の部分の構成および動作は第１の実施形態と同様である。
【００４３】
このとき、送受信用周波数に対応するアンテナ長を確保しつつ、給電アンテナ素子５および６の長手方向の長さを短くできるので、送受信アンテナ部を小型化することができる。
【００４４】
以上に説明した第１〜第４の実施形態において、誘電体４にはＦＲ−４を使用し、ＦＲ−４の比誘電率εｒ＝４．２と、使用周波数２．４５ＧＨｚからＦＲ−４の厚さＴを数２が成り立つような厚みにした。
【００４５】
また、以上に説明した第１〜第４の実施形態において、バンド部をバックルによる取り外しが可能なものにすることによって、着脱が簡便になるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態である無線識別バンドを示した模式構成の（ａ）正面図、（ｂ）断面図である。
【図２】本発明の一実施形態である無線識別バンドを示した模式構成の（ａ）正面図、（ｂ）断面図である。
【図３】本発明の一実施形態である無線識別バンドを示した模式構成の（ａ）正面図、（ｂ）断面図である。
【図４】本発明の一実施形態である無線識別バンドを示した模式構成の（ａ）正面図、（ｂ）断面図である。
【図５】従来の無線識別バンドを示した模式構成の（ａ）正面図、（ｂ）断面図である。
【図６】本発明の無線識別バンドの放射パターンを示す模式図。
【図７】従来の無線識別バンドの放射パターンを示す模式図。
【符号の説明】
【００４７】
１・・・・バンド
２・・・・接地導体面
３・・・・接地導体面
４・・・・誘電体板
５、６・・給電アンテナ素子
７・・・・無給電アンテナ素子
８・・・・給電アンテナ素子
９・・・・回路素子
２０・・・本発明の無線識別バンド１の放射パターン
２１・・・従来の無線識別バンドの放射パターン
Ｔ・・・・誘電体平板の厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008131332.tif 000009
【図５】
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【図６】
2008131332.tif 000011
【図７】
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