JP2011082658A - アンテナ、タグ通信装置およびリーダライタシステム - Google Patents

アンテナ、タグ通信装置およびリーダライタシステム Download PDF

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Abstract

【課題】複数のタグ同士が近接している状態でそれぞれのタグに対して通信に十分な電力を供給する。
【解決手段】第１のアンテナ部１ａは、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、タグと通信するリーダライタ装置と接続されており電磁波を出力可能な第１の導体１ａ１を有し、複数のタグに対して電力を供給し、複数のタグとの間で電磁波を送受信する。第２のアンテナ部１ｂは、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、複数のタグを挟んで第１のアンテナ部１ａが有する第１の導体１ａ１と対向する第２の導体１ｂ１を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナ、タグ通信装置およびリーダライタシステムに関する。
近年、非接触式の自動認識技術として、無線通信による情報の読み書きを行うＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）等が広く用いられてきている。ここで、ＲＦＩＤは、例えば半導体メモリを搭載したタグ（ＲＦＩＤタグ等）と、タグの半導体メモリに対するデータの読み書きを行うリーダライタ装置との間で、電波（電磁波）を介して非接触のデータ通信を行うものである。このＲＦＩＤでは、例えばリーダライタ装置からＲＦＩＤタグに無線の電波を送信し、ＲＦＩＤタグ内の情報を再びリーダライタ装置に電波で送信し、送信されたＲＦＩＤタグ内の情報を読み取ることによりデータ通信が行われる。
ＲＦＩＤの無線周波数は、ＵＨＦ帯であり、ＥＵ（欧州連合）では、８６８ＭＨｚ、ＵＳ（アメリカ合衆国）では、９１５ＭＨｚ、ＪＰ（日本）では、９５３ＭＨｚ付近の周波数が用いられている。また、ＲＦＩＤタグに用いられているチップの最小動作電力にもよるが、ＲＦＩＤタグ１枚での通信距離は、一般的におよそ３〜５ｍである。
図２５は、ＲＦＩＤ用アンテナの構成を示す図である。ＲＦＩＤでは、例えば、リーダライタ装置に、例えば図２５に示すような例えば２０ｃｍ×２０ｃｍ程度のアンテナ板９０１上に、電波を出力するパッチアンテナ９０２を有するＲＦＩＤ用アンテナ９００等を接続して、リーダライタ装置とＲＦＩＤタグとの通信を行う。
また、ＲＦＩＤにより情報を通信する技術として、以下のものが知られている。
特開２００５−１０２１０１号公報 特開２００８−１２３２３１号公報
しかし、例えば複数のＲＦＩＤタグ同士が近接することにより、ＲＦＩＤのアンテナ同士が複数近接している場合干渉が生じる場合がある。これにより、ＲＦＩＤタグのアンテナゲインが低下したり、インピーダンスが変化したりすることによってＲＦＩＤタグ内においてチップとの整合状態が悪化し、通信距離が小さくなってしまう場合があるという問題点がある。
例えば、ＲＦＩＤタグが貼り付けられた書類等が１〜２ｍｍごとに並んでいる場合、リーダライタ装置の出力を増加（例えば約１Ｗ程度）し、かつＲＦＩＤタグをいくら近づけても、すべての書類のＲＦＩＤタグとの通信が不可能な場合がある。ましてや、出力を法上の制限を受けない範囲内（例えば、１０ｄＢｍ(１０ｍＷ)程度）に抑えた場合、さらに通信が困難である。このように、ＲＦＩＤを用いて書類を管理する場合に、書類等に張り付けられたＲＦＩＤタグ同士が接近（例えば数ｍｍ間隔等）している状態になったとき、上記のようにＲＦＩＤタグとの通信が困難になる場合がある。
また、上記のパッチアンテナ９０２は、一般的に使用可能な帯域幅が２０ＭＨｚ程度である。このため、ＥＵ、ＵＳ、ＪＰで用いられるリーダライタ装置では、それぞれの規格のＲＦＩＤタグの周波数に応じた専用のパッチアンテナが必要となる。また、ＲＦＩＤタグには、ＥＵからＪＰまですべてをカバーできるものもあるが、そのようなＲＦＩＤタグの大きさが例えば１００ｍｍ×２０ｍｍ程度になってしまう場合もあり、その大きさから扱いが容易でなく、管理する物品の大きさによっては取り付ける際にあまり実用的でない場合も生じ得るという問題点がある。また、ＲＦＩＤタグが近接した場合には、その広帯域特性は崩れてしまうという問題点がある。
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、複数のＲＦＩＤタグ同士が近接している状態でそれぞれのＲＦＩＤタグに対して通信に十分な電力を供給可能なアンテナ、タグ通信装置およびリーダライタシステムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、開示のアンテナ、タグ通信装置およびリーダライタシステムが提供される。開示のアンテナでは、第１のアンテナ部は、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、タグと通信するリーダライタ装置と接続されており電磁波を出力可能な第１の導体を有し、複数のタグに対して電力を供給し、複数のタグとの間で電磁波を送受信する。第２のアンテナ部は、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、複数のタグを挟んで第１のアンテナ部が有する第１の導体と対向する第２の導体を有する。
開示のアンテナ、タグ通信装置およびリーダライタシステムによれば、互いに近接状態にある複数のタグに対して稼働に必要な電力を供給することにより、複数のタグとの通信が可能になる。
第１の実施の形態を示す図である。 第２の実施の形態のアンテナの構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態のアンテナおよびＲＦＩＤタグを示す図である。 第２の実施の形態のアンテナおよびＲＦＩＤタグの分解図である。 第２の実施の形態の接続側アンテナ部を示す図である。 第２の実施の形態の接続側アンテナ部のフィードラインを示す図である。 第２の実施の形態の非接続側アンテナ部を示す図である。 第２の実施の形態のＲＦＩＤタグのアンテナおよびチップを示す図である。 第２の実施の形態のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインとの関係を示す図である。 第２の実施の形態のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインとの関係を示す図である。 第２の実施の形態のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインとの関係を示す図である。 第２の実施の形態のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインとの関係を示す図である。 第２の実施の形態のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインとの関係を示す図である。 比較例のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインとの関係を示す図である。 第２の実施の形態のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインと反射係数との関係を示す図である。 第３の実施の形態のタグ通信装置および管理対象を示す図である。 第３の実施の形態のタグ通信装置および管理対象を示す図である。 第４の実施の形態のタグ通信装置および管理対象を示す図である。 第５の実施の形態のタグ通信装置および管理対象を示す図である。 第６の実施の形態のタグ通信装置および管理対象を示す図である。 第７の実施の形態のアンテナの構成を示すブロック図である。 第７の実施の形態のアンテナおよびＲＦＩＤタグを示す図である。 第７の実施の形態のアンテナおよびＲＦＩＤタグの分解図である。 第７の実施の形態のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインとの関係を示す図である。 ＲＦＩＤ用アンテナの構成を示す図である。
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態を示す図である。図１に示すアンテナ１は、複数（例えば、５個）のタグ２ａ〜２ｅに電磁界結合により電力を供給すると共に、タグ２ａ〜２ｅに記憶される情報の読み書きの通信を行う。アンテナ１は、第１のアンテナ部１ａ、第２のアンテナ部１ｂを有する。また、第１のアンテナ部１ａは、第１の導体１ａ１を有する。第２のアンテナ部１ｂは、第２の導体１ｂ１を有する。
第１のアンテナ部１ａは、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、タグと通信するリーダライタ装置（図示省略）と接続されており電波（電磁波）を出力可能な第１の導体を有し、複数のタグに対して電磁界結合により電力を供給し、複数のタグとの間で電磁波を送受信する。第１の導体１ａ１は、リーダライタ装置からの信号に基づいてタグ２ａ〜２ｅに対して電磁波を放射する。また、第１の導体１ａ１は、タグ２ａ〜２ｅから送信された電磁波を受信し、受信した電磁波に基づく信号をリーダライタ装置に送信する。
第２のアンテナ部１ｂは、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、複数のタグを挟んで第１のアンテナ部１ａが有する第１の導体１ａ１と対向する第２の導体１ｂ１を有する。
タグ２ａ〜２ｅは、それぞれ、情報を記憶する機能、タグ２ａ〜２ｅのそれぞれが有するアンテナ（図示省略）で電力の供給を受ける機能、例えば、ＲＦＩＤ等の無線通信を行う機能を有している。タグ２ａ〜２ｅは、アンテナ１と無線通信することにより、記憶されている情報の読み取りまたはタグ２ａ〜２ｅに記憶される情報の書き込みの少なくともいずれか一方を行うことができる。
これによって、互いに近接状態にある複数のタグに対して稼働に必要な電力を供給することにより、複数のタグとの通信が可能になる。
なお、第１の導体１ａ１および第２の導体１ｂ１は、通信を行うタグ２ａ〜２ｅのアンテナの形状に合わせるのが望ましい。例えば、タグ２ａ〜２ｅのアンテナが微小ループ構造である場合には、第１の導体１ａ１、第２の導体１ｂ１をスパイラル形状にするとよい。また、タグ２ａ〜２ｅのアンテナが微小ダイポールである場合には、第１の導体１ａ１、第２の導体１ｂ１を直線形状にするとよい。
また、アンテナ１は、タグ２ａ〜２ｅの５個のタグの情報を読み書きする場合について説明したが、タグの数はこれに限らず、６個以上のタグの情報を読み書きしてもよく、４個以下のタグの情報を読み書きしてもよい。
また、アンテナ１は、タグ２ａ〜２ｅに記憶される情報の読み書きの通信を行うが、これに限らず、タグ２ａ〜２ｅの読み取りまたは書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。
図２は、第２の実施の形態のアンテナの構成を示すブロック図である。図２に示すアンテナ１００は、複数のＲＦＩＤタグ（例えば、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅ）と通信することにより情報の読み書きを行うと共に、電磁波を出力してＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅに対して駆動する電力を供給する。アンテナ１００は、図示しない整合回路を介してリーダライタ装置５００と接続されている。アンテナ１００は、接続側アンテナ部１００ａ、非接続側アンテナ部１００ｂを有する。接続側アンテナ部１００ａは、基板１０１ａ、フィードライン１０２ａ、図５において後述する図示しないＧＮＤ（接地）を有している。非接続側アンテナ部１００ｂは、基板１０１ｂ、フィードライン１０２ｂ、図７において後述する図示しないＧＮＤ、抵抗１０４ｂを有している。
フィードライン１０２ａは、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、ＲＦＩＤタグと通信するリーダライタ装置５００と接続されており電磁波を出力する。
基板１０１ａは、誘電体を有していると共に、フィードライン１０２ａが形成されている面の反対側の面にフィードライン１０２ａと接続されているＧＮＤを有する。
フィードライン１０２ａは、基板１０１ａ上においてＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅと向き合う側に形成された導体パターンである。フィードライン１０２ａは、リーダライタ装置５００からの信号に基づいてＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅに対して電磁波を放射する。また、フィードライン１０２ａは、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅから送信された電磁波を受信し、受信した電磁波に基づく信号をリーダライタ装置５００に送信する。接続側アンテナ部１００ａは、フィードライン１０２ａによりＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅに対して電磁界結合により電力を供給し、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅとの間で電磁波を送受信する。
フィードライン１０２ｂは、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、複数のＲＦＩＤタグを挟んで接続側アンテナ部１００ａが有するフィードライン１０２ａと対向する。フィードライン１０２ｂは、基板１０１ｂ上においてＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅと向き合う側に形成された導体パターンである。基板１０１ｂは、誘電体を有していると共に、フィードライン１０２ｂが形成されている面の反対側の面にフィードライン１０２ｂに接続されているＧＮＤを有する。
なお、フィードライン１０２ａおよびフィードライン１０２ｂは、通信を行うＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅのアンテナの形状に応じた形状にするとよい。本実施の形態のＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅはループ状であるため、本実施の形態のフィードライン１０２ａおよびフィードライン１０２ｂは、スパイラル形状に形成している。また、フィードライン１０２ａおよびフィードライン１０２ｂは、１周がＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅとの通信に使用する電磁波の１波長以下の長さのスパイラル形状である。
ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅは、リーダライタ装置５００と無線通信することにより、記録されている情報の書き込みおよび読み取りを行う。ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅは、リーダライタ装置５００に接続されたアンテナ１００から送信された電磁波の受信電力により駆動するパッシブ型のＲＦＩＤタグである。リーダライタ装置５００とＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅとは、ＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の電磁波で通信する。ＵＨＦ帯の周波数としては、例えば、８６０〜９６０ＭＨｚ帯や２．４５ＧＨｚ帯等である。ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅの等価回路は、共振条件を満たしている。
リーダライタ装置５００は、アンテナ１００によりＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅと無線通信を行い、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅに対する情報の書き込みおよび読み取りを行う。このＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅは、例えば、管理対象となる物品に取り付ける。ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅには、管理対象となる物品に関する情報が書き込まれる。これにより、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅに書き込まれている情報を読み取ることで、管理対象を管理することが可能になる。
ここで、本実施の形態において管理対象となる物品は、例えば、書庫等に収納される書類、入場券等のチケット類、在庫として管理される製品、製品を生産するために必要な部品および備品などが考えられるが、必ずしもこれに限らず、情報と対応付けて管理する対象となり得るものであれば足りる。
なお、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅの５個のタグの情報を読み書きする場合について説明するが、タグの数はこれに限らず、６個以上のタグの情報を読み書きしてもよく、４個以下のタグの情報を読み書きしてもよい。
また、アンテナ１００は、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅに記憶される情報の読み書きの通信を行うが、これに限らず、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅの読み取りまたは書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。
図３は、第２の実施の形態のアンテナおよびＲＦＩＤタグを示す図である。本実施の形態では、図３に示すように、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅを、上記リーダライタ装置５００に接続した接続側アンテナ部１００ａと、リーダライタ装置５００に接続しない非接続側アンテナ部１００ｂとの間に挟むように載置して通信を行う。
図４は、第２の実施の形態のアンテナおよびＲＦＩＤタグの分解図である。本実施の形態では、通信時には図４に示すように、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅを図４におけるｘ−ｙ平面と平行に、かつ、ｘ−ｙ平面上の位置を合わせて接続側アンテナ部１００ａおよび非接続側アンテナ部１００ｂで挟んだ状態で載置して無線通信すると共に、電磁波を出力してＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅに対して駆動する電力を供給する。
なお、本実施の形態では、下側（図４のｚ軸方向における負の向きの側）に接続側アンテナ部１００ａを配置し、これに対向するように上側（図４のｚ軸方向における正の向きの側）に非接続側アンテナ部１００ｂを配置したが、これに限らず、下側に非接続側アンテナ部１００ｂを配置し、上側に接続側アンテナ部１００ａを配置してもよく、さらに接続側アンテナ部１００ａおよび非接続側アンテナ部１００ｂを任意の方向において対向するように配置してもよい。
図５は、第２の実施の形態の接続側アンテナ部を示す図である。本実施の形態のアンテナ１００が有する接続側アンテナ部１００ａは、図５に示すように、基板１０１ａ、フィードライン１０２ａ、ＧＮＤ１０３ａを有している。
基板１０１ａは、例えば、ＦＲ４（ガラスエポキシ樹脂基板、比誘電率εｒ＝４．４、誘電正接ｔａｎδ＝０．０２）等の誘電体である。フィードライン１０２ａは、基板１０１ａのＲＦＩＤタグ側の面に形成されており、一端を給電点１０２ａ１とすると共に、他端を開放端１０２ａ２とする。ＧＮＤ１０３ａは、基板１０１ａにおけるフィードライン１０２ａの反対側の面に形成されている。
接続側アンテナ部１００ａは、ＲＦＩＤタグと通信可能なリーダライタ装置５００に給電点１０２ａ１を介して接続される。次に、通信を行う対象であるＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅをアンテナ１００が有する接続側アンテナ部１００ａと非接続側アンテナ部１００ｂとで挟むように載置する。リーダライタ装置５００は、接続側アンテナ部１００ａと非接続側アンテナ部１００ｂとで挟むように載置されたＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅとの間でアンテナ１００を介して電波を送受信することで、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅが有するチップ内の半導体メモリに対するデータの読み取りや書き込みを行う。
図６は、第２の実施の形態の接続側アンテナ部のフィードラインを示す図である。本実施の形態のフィードライン１０２ａは、図６に示すように、給電側伸延部１０２ａ３と、給電側伸延部１０２ａ３に連接するスパイラル部１０２ａ４と、を有している。フィードライン１０２ａは、一本の連続する線状導体を複数回屈曲させることにより形成されている。
給電側伸延部１０２ａ３は、給電点１０２ａ１から所定の距離だけ直線状に伸延している。スパイラル部１０２ａ４は、給電側伸延部１０２ａ３の給電点１０２ａ１と反対側の端部から、終端となる開放端１０２ａ２に至るまでスパイラル形状に伸延している。本実施例では、スパイラル形状として、四角形状を採用しており、線状導体であるフィードライン１０２ａを４回屈曲させることにより四角形の４辺を形成している。上記のように本実施の形態のＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅは、１９ｍｍ×１９ｍｍの微小ループ構造としている。このＲＦＩＤタグと十分に結合するように、フィードライン１０２ａをスパイラル形状としている。
また、給電側伸延部１０２ａ３の端部にスパイラル形状のスパイラル部１０２ａ４を連接することによって、フィードライン１０２ａを蛇行線状に形成した場合に比較してコンパクトに形成することができる。これにより、アンテナ１００全体の大型化を抑制することができる。
また、スパイラル部１０２ａ４は、開放端１０２ａ２側に、この開放端１０２ａ２を含み、給電側伸延部１０２ａ３と並列状態に配置される開放端側伸延部１０２ａ５を形成している。なお、開放端側伸延部１０２ａ５が給電側伸延部１０２ａ３と並列状態に配置されるとは、給電側伸延部１０２ａ３と開放端側伸延部１０２ａ５とが所定の間隔を置いて互いに隣り合う状態で配置されることを意味し、給電側伸延部１０２ａ３と開放端側伸延部１０２ａ５とが互いに平行となるように配置されることを含む。本実施の形態では、給電点１０２ａ１への給電時に、給電側伸延部１０２ａ３と開放端側伸延部１０２ａ５とに挟まれた空間に強い電界を発生させるように、給電側伸延部１０２ａ３と開放端側伸延部１０２ａ５とを並列状態に配置している。
ここで、本実施の形態のアンテナ１００に給電した際の接続側アンテナ部１００ａの動作について説明する。リーダライタ装置５００が給電点１０２ａ１に対して給電すると、開放端１０２ａ２近傍における電流はゼロとなるため、開放端側伸延部１０２ａ５の開放端１０２ａ２側に電流のゼロとなる点であるゼロ点Ａが生成する。ここで、ゼロ点Ａを通過し、開放端側伸延部１０２ａ５に対して垂直となる仮想直線Ｖを定義する。
本実施の形態では、仮想直線Ｖと給電側伸延部１０２ａ３との交点Ｂとゼロ点Ａとの間の、フィードライン１０２ａの長さ方向に沿った距離Ｌａｂが、給電時にゼロ点Ａ及び交点Ｂに生じる両電界を合成した電界の電界強度が基板１０１ａ上に載置されたＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅと通信可能な値まで増大する距離に設定されている。
具体的には、ゼロ点Ａと交点Ｂとの間の、接続側アンテナ部１００ａが有するフィードライン１０２ａの長さ方向に沿った距離Ｌａｂが、本実施の形態のアンテナ１００において使用する電波の波長λの１／２と、波長λよりも短く設定されている。ここで、アンテナ１００における使用電波の波長λは、使用電波の自由空間における波長に対する使用誘電体の比誘電率εｒによる波長圧縮効果の影響を考慮した波長である。一般に、アンテナ１００において使用する電波の波長λは、フィードライン１０２ａの実装された基板１０１ａの比誘電率εｒの影響を受けるため、使用電波の自由空間における波長よりも短くなり、基板１０１ａの厚さにもよるが、フィードライン１０２ａ上で約１／√（εｒ）程度に圧縮される。
例えば、使用電波がＵＨＦ帯（例えば、約９５２ＭＨｚ）の電波であり、基板１０１ａが比誘電率εｒ＝４．４のＦＲ４である場合、自由空間における波長は、約３１ｃｍであるので、アンテナ１００において使用する電波の波長λは、フィードライン１０２ａ上で約１５ｃｍとなる。したがって、ゼロ点Ａと交点Ｂとの間の、フィードライン１０２ａの長さ方向に沿った距離Ｌａｂは、λ／２＝約７．５ｃｍに設定される。
このように、ゼロ点Ａと交点Ｂとの間の、フィードライン１０２ａの長さ方向に沿った距離Ｌａｂを、アンテナ１００において使用する電波の波長λの１／２に設定することによって、交点Ｂにおける電流の位相は、ゼロ点Ａにおける電流の位相に対して１８０°ずれる。
図７は、第２の実施の形態の非接続側アンテナ部を示す図である。本実施の形態のアンテナ１００が有する非接続側アンテナ部１００ｂは、図７に示すように、基板１０１ｂ、フィードライン１０２ｂ、ＧＮＤ１０３ｂ、抵抗１０４ｂを有している。
基板１０１ｂは、接続側アンテナ部１００ａの基板１０１ａと同様、例えば、ＦＲ４等の誘電体である。フィードライン１０２ｂは、基板１０１ｂのＲＦＩＤタグ側の面に形成されており、一端には終端用の抵抗１０４ｂを接続すると共に、他端を開放端１０２ｂ２とする。ＧＮＤ１０３ｂは、接続側アンテナ部１００ａの基板１０１ａと同様、基板１０１ｂにおけるフィードライン１０２ｂの反対側の面に形成されている。
抵抗１０４ｂは、例えば、５０Ωの抵抗であり、フィードライン１０２ｂを終端する。この抵抗１０４ｂにより、接続側アンテナ部１００ａから供給され、ＲＦＩＤタグ３００ｅ，３００ｄ，３００ｃ，３００ｂ，３００ａの順にフィードライン１０２ｂまで伝達された電力が消費される。
非接続側アンテナ部１００ｂは、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅを接続側アンテナ部１００ａと共に挟んだ状態で電波を送受信する。このとき、接続側アンテナ部１００ａは、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅと通信を行うリーダライタ装置５００に直接接続するが、非接続側アンテナ部１００ｂはリーダライタ装置５００には直接接続しない。
図８は、第２の実施の形態のＲＦＩＤタグのアンテナおよびチップを示す図である。本実施の形態のＲＦＩＤシステムでは、ＵＨＦ帯の無線信号を用いてリーダライタ装置５００から、所定の出力（例えば、約１Ｗ）の信号を送信する。これに基づいて、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅ側でその信号を基に起動のための電力を生成し，更に信号に含まれる指令情報に対応してタグ側からリーダライタ側へ応答信号を送り返す。これにより、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅ内の情報をリーダライタ装置５００で読み取ることができる。
本実施の形態のＲＦＩＤタグ３００ａは、図８に示すように、タグアンテナ３０１ａと、タグアンテナ３０１ａに接続されるＬＳＩチップであるチップ３０２ａから構成される。チップ３０２ａは、タグアンテナ３０１ａから供給される電圧（例えば、直流２．２Ｖ）で動作する。チップ３０２ａのインタフェース部は、抵抗Ｒｃ（例えば、抵抗値＝４００〜２０００Ω）とキャパシタＣｃ（例えば、キャパタンス値＝０．５〜１．５ｐＦ）の並列接続で等価的に示すことができる。また、ＲＦＩＤタグ３００ａが有するタグアンテナ３０１ａは放射抵抗Ｒａ（例えば抵抗値＝２００〜５０００Ω）と、インダクタＬａ（例えば、インダクタンス値＝１８〜５５ｎＨ）の並列接続で等価的に示すことができる。
また、本実施の形態のＲＦＩＤタグ３００ａは、キャパシタＣｃのキャパシタンス値、インダクタＬａのインダクタンス値、使用される周波数ｆが次式（１）に示す共振条件を満たすように設計する。
Figure 2011082658
この場合、ＲＦＩＤタグ３００ａのキャパシタＣｃおよびインダクタＬａの両者の並列接続により、キャパシタＣｃのキャパシタンス値とインダクタＬａのインダクタンス値が共振して整合する。これにより、タグアンテナ３０１ａによって得られた受信電力をチップ３０２ａ側に対して十分に供給することが可能になる。
なお、図８には、ＲＦＩＤタグ３００ａの構成のみを示したが、他のＲＦＩＤタグ３００ｂ〜３００ｅも同様の構成で実現できる。
図９から図１３は、第２の実施の形態のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインとの関係を示す図である。図９から図１３に、本実施の形態のフィードラインを用いたアンテナ１００に入力電力Ｐｉｎ＝１０ｄＢｍ（日本において免許が不要な範囲内の電力）を入力した時の、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅのそれぞれに供給される供給電力Ｐｔａｇ１〜Ｐｔａｇ５について、電磁界シミュレータＨＦＳＳ（アンソフト・ジャパン株式会社）により計算した結果を示す。なお、本実施の形態ではＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅの５個を使用し、これらに電力を供給する場合について計算しているが、これに限らず、任意の個数のＲＦＩＤタグを使用することができる。
ＲＦＩＤタグに供給される供給電力Ｐｔａｇが最低動作電力を超えていれば、ＲＦＩＤタグは動作し、リーダライタ装置５００に通信して情報を送受信することができるものとする。ＲＦＩＤタグのチップの最低動作電力は、製品の仕様等によっても異なるが、一般的に−９ｄＢｍ〜−１４ｄＢｍ程度である。本実施の形態では、チップの最低動作電力を−１２．５ｄＢｍとする。
図９に、接続側アンテナ部１００ａとＲＦＩＤタグ３００ｅとの間隔および非接続側アンテナ部１００ｂとＲＦＩＤタグ３００ａとの間隔を、それぞれ１．５ｍｍとし、各ＲＦＩＤタグの間隔を２ｍｍとした場合の計算結果を示す。図９に示すように、Ｐｔａｇ１〜５について−４〜０ｄＢｍであり、最低動作電力に対してかなりのマージン（余裕）を持って動作可能であることがわかる。
また、周波数（横軸）に対してもほぼ一定であり、ＥＵ、ＵＳ、ＪＰいずれの帯域でもかなりのマージンがある。また、周波数に対して一定ということは、例えば、ＲＦＩＤタグを書類に取り付けた場合、取り付けられている書類の比誘電率εｒや厚さが変わった等、使用環境が変化して周波数特性がずれたとしても、動作の許容範囲が広がり、例えば、周波数特性が周波数の増加方向または減少方向に偏った場合にも、安定して機能する可能性が高まることになるので、非常に有益である。
ここで、この計算結果は入力電力Ｐｉｎ＝１０ｄＢｍであり、免許不要な省電力の場合であるが、アンテナ１００に入力電力Ｐｉｎ＝３０ｄＢｍ（１Ｗ）を入力した場合は、これに基づいて供給電力Ｐｔａｇの範囲は１７〜２０ｄＢｍとなって、さらにマージンが大きくなり、さらに通信が容易になり、例えば、多くの個数のＲＦＩＤタグと通信することが可能になる。
図１０から図１３に、それぞれＲＦＩＤタグの間隔を１、３、４、５ｍｍとした場合の計算結果を示す。図１０に示すＲＦＩＤタグの間隔が１ｍｍの時は、ＲＦＩＤタグ同士の干渉により、やや供給電力Ｐｔａｇが落ちる。一方、図１１から図１３に示すＲＦＩＤタグの間隔が３〜５ｍｍの場合は、図９に前述した２ｍｍの場合を含めても間隔が狭いほどPtagが大きく、かつ、良好に使用可能な周波数の帯域が広くなる傾向が見られる。これは、ＲＦＩＤタグの間隔が狭いほど、接続側アンテナ部１００ａのフィードライン１０２ａから供給される電力が多く非接続側アンテナ部１００ｂのフィードライン１０２ｂまで伝わり、終端用の抵抗１０４ｂに抜けていくためであると考えられる。このことから、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグの間隔は３ｍｍ以下が望ましいと考えられる。また、本実施の形態は、ＲＦＩＤタグの間隔が数ｍｍ間隔で利用可能であるため、例えば書類やチケット等の紙片の管理に適用可能である。
図１４は、比較例のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインとの関係を示す図である。図１４に、非接続側アンテナ部１００ｂのフィードライン１０２ｂの終端用の抵抗が無い場合の計算結果を示す。この場合、供給電力Ｐｔａｇ１〜５がかなり波打って下がることから各タグに供給される電力も不安定となり、環境の変化によって通信ができなくなる可能性も高まる。したがって、本実施の形態では、接続側アンテナ部１００ａに対向させた非接続側アンテナ部１００ｂを設けると共に、非接続側アンテナ部１００ｂのフィードライン１０２ｂに終端用の抵抗１０４ｂを接続する。
図１５は、第２の実施の形態のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインと反射係数との関係を示す図である。図１５に、本実施の形態の接続側アンテナ部１００ａのフィードライン１０２ａから入力電力Ｐｉｎが入力され、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅを介して非接続側アンテナ部１００ｂに伝達される出力電力Ｐｏｕｔおよび反射係数Ｓ１１の計算結果を示した。図１５では、図９に示したように、接続側アンテナ部１００ａとＲＦＩＤタグ３００ｅとの間隔および非接続側アンテナ部１００ｂとＲＦＩＤタグ３００ａとの間隔を、それぞれ１．５ｍｍとし、ＲＦＩＤタグ同士の間隔は２ｍｍとする。
この場合、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅが互いに近接しており、共振により電力が十分伝わる状態になっている。また、Ｓ１１は−１５ｄＢ程度であり、フィードライン１０２ａから入力電力Ｐｉｎが９ｄＢｍ以上入力されていき、フィードライン１０２ｂまで伝達される出力電力Ｐｏｕｔは、４〜５ｄＢｍである。すなわち、ＲＦＩＤタグ同士が近接することにより、タグ間の結合を逆に利用して、フィードライン１０２ａからの入力電力Ｐｉｎが、共振しているＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅを伝搬し、フィードライン１０２ｂに伝達され、終端用の抵抗１０４ｂで消費される。このときＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅは、動作に十分な供給電力を得ているので、リーダライタ装置５００と通信することが可能である。これにより、リーダライタ装置５００は、すべてのＲＦＩＤタグに記憶されている情報について読み書きを行うことができる。
以上のように、第２の実施の形態によれば、アンテナ１００が有する接続側アンテナ部１００ａおよび非接続側アンテナ部１００ｂの間にＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅを挟んで通信を行うことにより、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅに同時に安定して電力を供給し、通信を行うことができる。
また、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅ同士が近接している場合に複数のタグに記憶される情報をリーダライタ装置５００で読み書きすることに適している。例えば、棚等に、ＲＦＩＤタグが取り付けられている書類が数ｍｍ間隔になるように、複数並べられているような書類の管理にも適している。
また、１０ｄＢｍの少ない電力でも動作可能なので、無線関連の法規制上有利であり、利用し易い。
また、周波数特性において広帯域で使用可能であり、ＥＵ、ＵＳ、ＪＰのいずれの周波数でも同一の機器で利用可能に設計することが可能であり、各国専用装置を準備する必要がない。また、ＲＦＩＤタグの周辺の条件（例えば、書類の比誘電率εｒや厚さ等）の変化に基づく機器の動作に対する影響も抑えることができる。
また、例えば、一般的に用いられているパッチアンテナは高価であるが、本実施の形態は材料が安価なＦＲ４で形成できるので、コストを抑えることができる。
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。上記の第２の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については同一の符号を用いると共に説明を省略する。
第３の実施の形態は、管理対象の物品に取り付けられたＲＦＩＤタグの位置を視認可能にした点で、第２の実施の形態と異なる。
図１６および図１７は、第３の実施の形態のタグ通信装置および管理対象を示す図である。図１６に示すタグ通信装置１１は、接続側アンテナ部１１０ａ、非接続側アンテナ部１１０ｂを有する。また、タグ通信装置１１は、第２の実施の形態のアンテナ１００と同様、リーダライタ装置５００と接続され、管理対象である書類３１ａ〜３１ｅのそれぞれに取り付けられたＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅと無線通信すると共に、電磁波を出力してＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅに対して駆動する電力を供給する。
第２の実施の形態のアンテナ１００は、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅの位置がフィードライン１０２ａ，１０２ｂに近接しており、かつ、各タグ同士も近接していることが前提である。したがって、ＲＦＩＤタグ３００ａ〜３００ｅのうち、１枚でも大きく外れてしまうと、その外れたＲＦＩＤタグと通信することができなくなる場合がある。本実施の形態のタグ通信装置１１では、通信を行うＲＦＩＤタグのフィードラインに対する位置合わせを行うことができる。
書類３１ａ〜３１ｅは、本実施の形態の管理対象の物品であり、それぞれＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅが取り付けられている。また、書類３１ａ〜３１ｅは、例えばＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅの位置に目立つ色が付されている等、外部からＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅの位置が確認できるように形成されている。
接続側アンテナ部１１０ａは、第２の実施の形態のアンテナ１００が有する接続側アンテナ部１００ａと同様、基板１１１ａ、フィードライン１１２ａ、ＧＮＤ（図示省略）を有しており、リーダライタ装置５００に接続されている。
基板１１１ａは、第２の実施の形態の基板１０１ａと同様、例えば、ＦＲ４等の誘電体である。フィードライン１１２ａは、基板１１１ａのＲＦＩＤタグ側の面に形成されており、第２の実施の形態のフィードライン１０２ａと同様、一端を給電点とすると共に、他端を開放端とする。ＧＮＤは、基板１１１ａにおけるフィードライン１１２ａの反対側の面に形成されている。
非接続側アンテナ部１１０ｂは、第２の実施の形態のアンテナ１００が有する非接続側アンテナ部１００ｂと同様、基板１１１ｂ、フィードライン１１２ｂ、抵抗１１４ｂ、ＧＮＤ（図示省略）を有している。非接続側アンテナ部１１０ｂは、接続側アンテナ部１１０ａと対向するように設置する。
基板１１１ｂは、接続側アンテナ部１１０ａの基板１１１ａと同様、例えば、ＦＲ４等の誘電体である。フィードライン１１２ｂは、基板１１１ｂのＲＦＩＤタグ側の面に形成されており、第２の実施の形態のフィードライン１０２ｂと同様、一端には終端用の抵抗１１４ｂを接続すると共に、他端を開放端とする。ＧＮＤは、接続側アンテナ部１１０ａの基板１１１ａと同様、基板１１１ｂにおけるフィードライン１１２ｂの反対側の面に形成されている。
タグ通信装置１１の使用者は、タグ通信装置１１を用いてＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅの情報の読み書きを行う場合、書類３１ａ〜３１ｅに取り付けられているＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅの位置を、図１６におけるｘ−ｙ平面においてＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅがフィードライン１１２ａと重なるように揃え、リーダライタ装置５００に接続されている接続側アンテナ部１１０ａ上に載置する。次に、使用者は、さらに上から書類３１ａ〜３１ｅを挟むように、かつ、フィードライン１１２ｂが、フィードライン１１２ａおよびＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅが重なるように非接続側アンテナ部１１０ｂを載置する。これにより各ＲＦＩＤタグに電力が供給されるので、リーダライタ装置５００によるＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅとの通信が可能になる。
図１７に示すように、タグ通信装置１１は、管理対象の形状や大きさ、取り付けられているＲＦＩＤタグの位置が不揃いである場合にも、ＲＦＩＤタグ３２０ａ〜３２０ｅを視認して、各ＲＦＩＤタグの位置を、ＲＦＩＤタグ同士およびフィードライン１１２ａ，１１２ｂに対して揃えて書類３２ａ〜３２ｅを接続側アンテナ部１１０ａに載置し、非接続側アンテナ部１１０ｂを設置することで、接続側アンテナ部１１０ａに接続されているリーダライタ装置５００とＲＦＩＤタグ３２０ａ〜３２０ｅとの間で通信が可能になる。
なお、本実施の形態では、下側（図１６および図１７のｚ軸方向における負の向きの側）に接続側アンテナ部１１０ａを配置し、これに対向するように上側（図１６および図１７のｚ軸方向における正の向きの側）に非接続側アンテナ部１１０ｂを配置したが、これに限らず、下側に非接続側アンテナ部１１０ｂを配置し、上側に接続側アンテナ部１１０ａを配置してもよく、さらに接続側アンテナ部１１０ａおよび非接続側アンテナ部１１０ｂを任意の方向において対向するように配置してもよい。
また、ＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅ，３２０ａ〜３２０ｅを視認可能にそれぞれ書類３１ａ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｅに対して取り付けるが、これに限らず、管理対象の物品に、ＲＦＩＤタグと共に、ＲＦＩＤタグの位置を示す目印や凹凸を設ける等、視覚または触覚によりＲＦＩＤの位置を把握できるようなマーカーを設けてもよい。
なお、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅの５個のタグの情報を読み書きする場合について説明したが、タグの数はこれに限らず、６個以上のタグの情報を読み書きしてもよく、４個以下のタグの情報を読み書きしてもよい。
また、タグ通信装置１１は、ＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅに記憶される情報の読み書きの通信を行うが、これに限らず、ＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅの読み取りまたは書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。
以上のように、第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態に加えて、管理対象の物品である書類３１ａ〜３１ｅ，３２ａ〜３２ｅに取り付けられているＲＦＩＤタグ３１０ａ〜３１０ｅ，３２０ａ〜３２０ｅの位置を視認可能にしたので、ＲＦＩＤタグの位置を揃えてタグ通信装置１１に載置することが容易になる。
また、例えば、コンサートのチケットのような多数の同一書類にＲＦＩＤを取り付けて管理する場合、同じ位置にＲＦＩＤタグを取り付けることにより、ＲＦＩＤタグの位置を容易に揃えることができる。
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態について説明する。上記の第３の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については同一の符号を用いると共に説明を省略する。
第４の実施の形態は、管理対象の物品に取り付けられたＲＦＩＤタグの位置を合わせるガイド側面部を設けることにより位置合わせが可能なタグ通信装置とし、一つの角にＲＦＩＤタグを取り付けた管理対象の物品に適している点で、第３の実施の形態と異なる。
図１８は、第４の実施の形態のタグ通信装置および管理対象を示す図である。図１８に示すタグ通信装置１３は、接続側アンテナ部１３０ａ、非接続側アンテナ部１３０ｂを有する。また、タグ通信装置１３は、第３の実施の形態のタグ通信装置１１と同様、リーダライタ装置５００と接続され、管理対象である書類３３ａ〜３３ｅのそれぞれに取り付けられたＲＦＩＤタグ３３０ａ〜３３０ｅと無線通信すると共に、電磁波を出力してＲＦＩＤタグ３３０ａ〜３３０ｅに対して駆動する電力を供給する。
書類３３ａ〜３３ｅは、本実施の形態の管理対象の物品であり、一つの角に、それぞれＲＦＩＤタグ３３０ａ〜３３０ｅが外部から視認可能に取り付けられている。
接続側アンテナ部１３０ａは、第３の実施の形態のタグ通信装置１１が有する接続側アンテナ部１１０ａと同様、基板１３１ａ、フィードライン１３２ａ、ＧＮＤ（図示省略）を有しており、リーダライタ装置５００に接続されている。
基板１３１ａは、第３の実施の形態の基板１１１ａと同様、例えば、ＦＲ４等の誘電体である。フィードライン１３２ａは、基板１３１ａのＲＦＩＤタグ側の面において、スパイラル形状の部分が基板１３１ａのガイド側面部１３５ａ，１３５ｂの交線の一端の近傍に形成されており、第３の実施の形態のフィードライン１１２ａと同様、一端を給電点とすると共に、他端を開放端とする。ＧＮＤは、基板１３１ａにおけるフィードライン１３２ａの反対側の面に形成されている。
非接続側アンテナ部１３０ｂは、第３の実施の形態のタグ通信装置１１が有する非接続側アンテナ部１１０ｂと同様、基板１３１ｂ、フィードライン１３２ｂ、抵抗１３４ｂ、ＧＮＤ（図示省略）を有している。非接続側アンテナ部１３０ｂは、接続側アンテナ部１３０ａと対向するように設置する。
基板１３１ｂは、接続側アンテナ部１３０ａの基板１３１ａと同様、例えば、ＦＲ４等の誘電体である。フィードライン１３２ｂは、基板１３１ｂのＲＦＩＤタグ側の面において、スパイラル形状の部分が基板１３１ｂの一角の近傍に形成されており、第３の実施の形態のフィードライン１１２ｂと同様、一端には終端用の抵抗１３４ｂを接続すると共に、他端を開放端とする。ＧＮＤは、接続側アンテナ部１３０ａの基板１３１ａと同様、基板１３１ｂにおけるフィードライン１３２ｂの反対側の面に形成されている。
また、タグ通信装置１３には、接続側アンテナ部１３０ａと直交すると共に、互いに直交するガイド側面部１３５ａ，１３５ｂが設けられている。ガイド側面部１３５ａ，１３５ｂは、ＲＦＩＤタグ３３０ａ〜３３０ｅが取り付けられている書類３３ａ〜３３ｅを接続側アンテナ部１３０ａに載置する際に案内する側面部である。ガイド側面部１３５ａは、接続側アンテナ部１３０ａに設けられている図１８におけるｙ−ｚ平面と平行な側面部である。ガイド側面部１３５ｂは、接続側アンテナ部１３０ａに設けられている図１８におけるｚ−ｘ平面と平行な側面部である。このガイド側面部１３５ａ，１３５ｂが交差して形成されている図１８におけるｚ軸と平行な交線を交線１３５ｃとする。ガイド側面部１３５ａ，１３５ｂは、側面部として機能する。
タグ通信装置１３の使用者は、タグ通信装置１３を用いてＲＦＩＤタグ３３０ａ〜３３０ｅの情報の読み書きを行う場合、書類３３ｅに取り付けられているＲＦＩＤタグ３３０ｅがガイド側面部１３５ａ，１３５ｂに沿うように、すなわち、ＲＦＩＤタグ３３０ｅが交線１３５ｃと接するように、書類３３ｅを接続側アンテナ部１３０ａに載置する。次に、使用者は、書類３３ｄに取り付けられているＲＦＩＤタグ３３０ｄが交線１３５ｃと接するように、書類３３ｄを書類３３ｅの上に載置する。次に、使用者は、同様に書類３３ｃ，３３ｂ，３３ａを順に載置し、さらに書類３３ａ〜３３ｅを挟むように上から非接続側アンテナ部１３０ｂを載置する。このとき、使用者は、フィードライン１３２ｂが近傍に形成されている一角がガイド側面部１３５ａ，１３５ｂの交線１３５ｃに接するように載置する。このようにして、フィードライン１３２ａ，１３２ｂとＲＦＩＤタグ３３０ａ〜３３０ｅとの位置が揃えられる。これにより各ＲＦＩＤタグに対して十分な電力の供給が可能になり、リーダライタ装置５００によるＲＦＩＤタグ３３０ａ〜３３０ｅとの通信が可能になる。
なお、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ３３０ａ〜３３０ｅの５個のタグの情報を読み書きする場合について説明したが、タグの数はこれに限らず、６個以上のタグの情報を読み書きしてもよく、４個以下のタグの情報を読み書きしてもよい。
また、タグ通信装置１３は、ＲＦＩＤタグ３３０ａ〜３３０ｅに記憶される情報の読み書きの通信を行うが、これに限らず、ＲＦＩＤタグ３３０ａ〜３３０ｅの読み取りまたは書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。
以上のように、第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態に加えて、管理対象の物品を載置する際に、ガイド側面部１３５ａ，１３５ｂに沿って載置することにより、使用者がＲＦＩＤタグの位置を揃えてタグ通信装置１３に載置することが容易になる。
例えば、管理対象として、重要債券やメール便等、大きさや形状が異なる書類が混在する場合、それぞれの書類の角にＲＦＩＤタグを取り付けることにより、複数の書類の角を揃えて整列したＲＦＩＤタグと通信することができる。
［第５の実施の形態］
次に、第５の実施の形態について説明する。上記の第３の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については同一の符号を用いると共に説明を省略する。
第５の実施の形態は、装置側アンテナ部から上方に伸びる側面部に、ＲＦＩＤタグの位置を示すガイド表示を設けることにより位置合わせが可能なタグ通信装置とし、一辺にＲＦＩＤタグを取り付けた管理対象の物品に適している点で、第３の実施の形態と異なる。
図１９は、第５の実施の形態のタグ通信装置および管理対象を示す図である。図１９に示すタグ通信装置１４は、接続側アンテナ部１４０ａ、非接続側アンテナ部１４０ｂを有する。また、タグ通信装置１４は、第４の実施の形態のタグ通信装置１３と同様、リーダライタ装置５００と接続され、管理対象である書類３４ａ〜３４ｅのそれぞれに取り付けられたＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅと無線通信すると共に、電磁波を出力してＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅに対して駆動する電力を供給する。
書類３４ａ〜３４ｅは、本実施の形態の管理対象の物品であり、一辺の近傍に、それぞれＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅの位置が外部から確認できるように取り付けられている。
接続側アンテナ部１４０ａは、第３の実施の形態のタグ通信装置１１が有する接続側アンテナ部１１０ａと同様、基板１４１ａ、フィードライン１４２ａ、ＧＮＤ（図示省略）を有しており、リーダライタ装置５００に接続されている。
基板１４１ａは、第３の実施の形態の基板１１１ａと同様、例えば、ＦＲ４等の誘電体である。フィードライン１４２ａは、基板１４１ａのＲＦＩＤタグ側の面において、スパイラル形状の部分が側面部１４６ａの近傍であって、側面部１４６ａと側面部１４６ｂとの交線から距離ｄ１の位置に形成されており、第３の実施の形態のフィードライン１１２ａと同様、一端を給電点とすると共に、他端を開放端とする。距離ｄ１は、書類３４ａ〜３４ｅの大きさ等に基づいて適宜定めることができる。ＧＮＤは、基板１４１ａにおけるフィードライン１４２ａの反対側の面に形成されている。
非接続側アンテナ部１４０ｂは、第３の実施の形態のタグ通信装置１１が有する非接続側アンテナ部１１０ｂと同様、基板１４１ｂ、フィードライン１４２ｂ、抵抗１４４ｂ、ＧＮＤ（図示省略）を有している。非接続側アンテナ部１４０ｂは、接続側アンテナ部１４０ａと対向するように設置する。
基板１４１ｂは、接続側アンテナ部１４０ａの基板１４１ａと同様、例えば、ＦＲ４等の誘電体である。フィードライン１４２ｂは、基板１４１ｂのＲＦＩＤタグ側の面において、ＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅの上に載置した場合にスパイラル形状の部分の位置がガイド表示１４６ａ１によって示される位置に合致するように、基板１４１ｂの一辺の近傍であって他辺から距離ｄ１の位置に形成されており、第３の実施の形態のフィードライン１１２ｂと同様、一端には終端用の抵抗１４４ｂを接続すると共に、他端を開放端とする。ＧＮＤは、接続側アンテナ部１４０ａの基板１４１ａと同様、基板１４１ｂにおけるフィードライン１４２ｂの反対側の面に形成されている。
また、タグ通信装置１４には、接続側アンテナ部１４０ａと直交すると共に互いに直交する側面部１４６ａ，１４６ｂが設けられている。
側面部１４６ａは、接続側アンテナ部１４０ａに設けられている図１９におけるｙ−ｚ平面と平行な側面部である。側面部１４６ｂは、接続側アンテナ部１４０ａに設けられている図１９におけるｚ−ｘ平面と平行な側面部である。
側面部１４６ａには、書類３４ａ〜３４ｅを接続側アンテナ部１４０ａに載置する際に、ＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅの位置合わせに用いられるガイド表示１４６ａ１が設けられている。ガイド表示１４６ａ１は、書類３４ａ〜３４ｅを側面部１４６ａに接するように載置する場合に、ＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅが載置されるべき位置を示す表示である。ガイド表示１４６ａ１は、側面部１４６ａにおいて、例えば、接続側アンテナ部１４０ａと接する位置から図１９におけるｚ軸方向と平行に伸びる、側面部１４６ａと側面部１４６ｂとの交線から距離ｄ１の位置に形成された、所定の幅（例えば、ＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅと同一の幅）の帯状の色付けまたは凹凸による表示である。ガイド表示１４６ａ１は、案内表示部として機能する。
タグ通信装置１４の使用者は、タグ通信装置１４を用いてＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅの情報の読み書きを行う場合、書類３４ｅに取り付けられているＲＦＩＤタグ３４０ｅが側面部１４６ａに設けられたガイド表示１４６ａ１に沿うように、書類３４ｅを接続側アンテナ部１４０ａに載置する。次に、使用者は、書類３４ｄに取り付けられているＲＦＩＤタグ３４０ｄがガイド表示１４６ａ１に沿うように、書類３４ｄを書類３４ｅの上に載置する。次に使用者は、同様に書類３４ｃ，３４ｂ，３４ａを順に載置し、さらに書類３４ａ〜３４ｅを挟むように上から非接続側アンテナ部１４０ｂを設置する。これにより各ＲＦＩＤタグに対して十分な電力の供給が可能になり、リーダライタ装置５００によるＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅとの通信が可能になる。
なお、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅの５個のタグの情報を読み書きする場合について説明したが、タグの数はこれに限らず、６個以上のタグの情報を読み書きしてもよく、４個以下のタグの情報を読み書きしてもよい。
また、タグ通信装置１４は、ＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅに記憶される情報の読み書きの通信を行うが、これに限らず、ＲＦＩＤタグ３４０ａ〜３４０ｅの読み取りまたは書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。
以上のように、第５の実施の形態によれば、第３の実施の形態に加えて、管理対象の物品である書類３４ａ〜３４ｅを載置する際に、側面部１４６ａが有するガイド表示１４６ａ１に沿って載置することにより、使用者がＲＦＩＤタグの位置を揃えてタグ通信装置１４に載置することが容易になる。
［第６の実施の形態］
次に、第６の実施の形態について説明する。上記の第３の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については同一の符号を用いると共に説明を省略する。
第６の実施の形態は、フィードラインおよびＲＦＩＤタグを垂直方向（図２０におけるｚ軸方向）に立てた状態に配置し、ＲＦＩＤタグの位置合わせを行う背面および底面を設けることで位置合わせが可能なタグ通信装置とし、一辺における所定の位置にＲＦＩＤタグを取り付けた管理対象の物品に適している点で、第３の実施の形態と異なる。
図２０は、第６の実施の形態のタグ通信装置および管理対象を示す図である。図２０に示すタグ通信装置１５は、接続側アンテナ部１５０ａ、非接続側アンテナ部１５０ｂを有する。また、タグ通信装置１５は、第３の実施の形態のタグ通信装置１１と同様、リーダライタ装置５００と接続され、管理対象である書類３５ａ〜３５ｅのそれぞれに取り付けられたＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅと無線通信すると共に、電磁波を出力してＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅに対して駆動する電力を供給する。
書類３５ａ〜３５ｅは、本実施の形態の管理対象の物品であり、一辺の近傍であって他辺から距離ｄ２の位置に、それぞれＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅが外部から視認可能に取り付けられている。距離ｄ２は、書類３５ａ〜３５ｅの大きさ等に基づいて適宜定めることができる。
接続側アンテナ部１５０ａは、第３の実施の形態のタグ通信装置１１が有する接続側アンテナ部１１０ａと同様、基板１５１ａ、フィードライン１５２ａ、ＧＮＤ（図示省略）を有しており、リーダライタ装置５００に接続されている。
基板１５１ａは、第３の実施の形態の基板１１１ａと同様、例えば、ＦＲ４等の誘電体である。フィードライン１５２ａは、基板１５１ａのＲＦＩＤタグ側の面において、スパイラル形状の部分が底面部１５７ｂの近傍に、交線１５７ｃから距離ｄ２の位置に形成されており、第３の実施の形態のフィードライン１１２ａと同様、一端を給電点とすると共に、他端を開放端とする。ＧＮＤは、基板１５１ａにおけるフィードライン１５２ａの反対側の面に形成されている。
非接続側アンテナ部１５０ｂは、第３の実施の形態のタグ通信装置１１が有する非接続側アンテナ部１１０ｂと同様、基板１５１ｂ、フィードライン１５２ｂ、抵抗１５４ｂ、ＧＮＤ（図示省略）を有している。非接続側アンテナ部１５０ｂは、接続側アンテナ部１５０ａと対向するように設置する。
基板１５１ｂは、接続側アンテナ部１５０ａの基板１５１ａと同様、例えば、ＦＲ４等の誘電体である。フィードライン１５２ｂは、基板１５１ｂのＲＦＩＤタグ側の面において、スパイラル形状の部分が一辺の近傍であって他辺から距離ｄ２の位置に形成されており、第３の実施の形態のフィードライン１１２ｂと同様、一端には終端用の抵抗１５４ｂを接続すると共に、他端を開放端とする。また、基板１５１ｂは、底面部１５７ｂに載置するときは、一辺を底面部１５７ｂに接するように、かつ、他辺を背面部１５７ａに接するように載置する。ＧＮＤは、接続側アンテナ部１５０ａの基板１５１ａと同様、基板１５１ｂにおけるフィードライン１５２ｂの反対側の面に形成されている。
また、タグ通信装置１５には、背面部１５７ａ、底面部１５７ｂが設けられている。背面部１５７ａは、接続側アンテナ部１５０ａおよび非接続側アンテナ部１５０ｂの間に設けられている図２０におけるｙ−ｚ平面と平行な側面部である。背面部１５７ａは、ＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅが取り付けられている書類３５ａ〜３５ｅをタグ通信装置１５に載置する際に奥行き方向の位置決めをすることにより案内する。底面部１５７ｂは、ＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅが取り付けられている書類３５ａ〜３５ｅをタグ通信装置１５に載置する際に、下から支持することにより案内する。
タグ通信装置１５の使用者は、タグ通信装置１５を用いてＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅの情報の読み書きを行う場合、ＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅが取り付けられている書類３５ａ〜３５ｅを、背面部１５７ａおよび底面部１５７ｂが交差して形成されている図２０におけるｙ軸と平行な交線１５７ｃと接するように、書類３５ａを接続側アンテナ部１５０ａに縦に（書類３５ａが接続側アンテナ部１５０ａの基板１５１ａと平行になるように）載置する。次に、使用者は、図２０におけるｙ軸の正の向きに移動させながら書類３５ａ〜３５ｅを挟むように非接続側アンテナ部１５０ｂを縦に載置する。このとき、接続側アンテナ部１５０ａと非接続側アンテナ部１５０ｂとの間を（例えば、なるべく小さくなるように）適宜調整する。これにより各ＲＦＩＤタグに対して十分な電力の供給が可能になり、リーダライタ装置５００によるＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅとの通信が可能になる。
なお、本実施の形態では、フィードライン１５２ａの位置を底面部１５７ｂの近傍としたが、これに限らず、底面部１５７ｂから適宜定めた所定の高さに位置してもよい。この場合、ＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅの位置は底面部１５７ｂから所定の高さに位置することになる。また、フィードライン１５２ｂのスパイラル形状の部分は、底面部１５７ｂから所定の高さに位置することになる。
また、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅの５個のタグの情報を読み書きする場合について説明したが、タグの数はこれに限らず、６個以上のタグの情報を読み書きしてもよく、４個以下のタグの情報を読み書きしてもよい。
また、タグ通信装置１５は、ＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅに記憶される情報の読み書きの通信を行うが、これに限らず、ＲＦＩＤタグ３５０ａ〜３５０ｅの読み取りまたは書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。
以上のように、第６の実施の形態によれば、第３の実施の形態に加えて、管理対象の物品である書類３５ａ〜３５ｅを載置する際に、背面部１５７ａおよび底面部１５７ｂに沿って載置することにより、使用者がＲＦＩＤタグの位置を揃えてタグ通信装置１５に載置することが容易になる。
［第７の実施の形態］
次に、第７の実施の形態について説明する。上記の第２の実施の形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については同一の符号を用いると共に説明を省略する。
第７の実施の形態は、接続側アンテナ部および非接続側アンテナ部のフィードラインを直線形状にしている点で、第２の実施の形態と異なる。
図２１は、第７の実施の形態のアンテナの構成を示すブロック図である。図２１に示すアンテナ２００は、複数のＲＦＩＤタグ（例えば、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅ）と通信することにより情報の読み書きを行うと共に、電磁波を出力してＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅに対して駆動する電力を供給する。アンテナ２００は、図示しない整合回路を介してリーダライタ装置５００と接続されている。アンテナ２００は、接続側アンテナ部２００ａ、非接続側アンテナ部２００ｂを有する。接続側アンテナ部２００ａは、基板２０１ａ、フィードライン２０２ａ、ＧＮＤを有している。非接続側アンテナ部２００ｂは、基板２０１ｂ、フィードライン２０２ｂ、ＧＮＤ、抵抗２０４ｂを有している。
フィードライン２０２ａは、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、ＲＦＩＤタグと通信するリーダライタ装置５００と接続されており電磁波を出力する。
基板２０１ａは、誘電体を有していると共に、フィードライン２０２ａが形成されている面の反対側の面にフィードライン２０２ａと接続されているＧＮＤを有する。
フィードライン２０２ａは、基板２０１ａ上においてＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅと向き合う側に形成された導体パターンである。フィードライン２０２ａは、リーダライタ装置５００からの信号に基づいてＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅに対して電磁波を放射する。また、フィードライン２０２ａは、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅから送信された電磁波を受信し、受信した電磁波に基づく信号をリーダライタ装置５００に送信する。接続側アンテナ部２００ａは、フィードライン２０２ａによりＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅに対して電磁界結合により電力を供給し、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅとの間で電磁波を送受信する。
フィードライン２０２ｂは、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、複数のＲＦＩＤタグを挟んで接続側アンテナ部２００ａが有するフィードライン２０２ａと対向する。フィードライン２０２ｂは、基板２０１ｂ上においてＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅと向き合う側に形成された導体パターンである。基板２０１ｂは、誘電体を有していると共に、フィードライン２０２ｂが形成されている面の反対側の面にフィードライン２０２ｂに接続されているＧＮＤを有する。
本実施の形態のＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅは微小ダイポール構造であるため、本実施の形態のフィードライン２０２ａおよびフィードライン２０２ｂは、直線形状に形成している。また、フィードライン２０２ａおよびフィードライン２０２ｂは、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅとの通信に使用する電磁波の波長λの１／２波長未満の長さの微小ダイポールである。
ここで、本実施の形態において、フィードラインのダイポールの長さはＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅとの通信に使用する電磁波の波長λの１／２未満にするとよい。これは、通常、ダイポールは全長が使用する電磁波の波長λの１／２であるが、本実施の形態でダイポールの長さをλ／２にすると、ＲＦＩＦタグ自身の放射性能（ゲイン）が大きくなり過ぎてしまう場合が生じるためである。したがって、本実施の形態では、フィードラインのダイポールの長さをλ／２未満とし、ダイポールの共振条件から敢えてずらしている。
ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅは、リーダライタ装置５００と無線通信することにより、記録されている情報の書き込みおよび読み取りを行う。ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅは、リーダライタ装置５００に接続されたアンテナ２００から送信された電磁波の受信電力により駆動するパッシブ型のＲＦＩＤタグである。リーダライタ装置５００とＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅとは、ＵＨＦ帯の電磁波で通信する。ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅの等価回路は、共振条件を満たしている。
リーダライタ装置５００は、アンテナ２００によりＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅと無線通信を行い、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅに対する情報の書き込みおよび読み取りを行う。このＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅは、例えば、管理対象となる物品に取り付ける。ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅには、管理対象となる物品に関する情報が書き込まれる。これにより、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅに書き込まれている情報を読み取ることで、管理対象を管理することが可能になる。
ここで、本実施の形態において管理対象となる物品は、例えば、書庫等に収納される書類、入場券等のチケット類、在庫として管理される製品、製品を生産するために必要な部品および備品などが考えられるが、必ずしもこれに限らず、情報と対応付けて管理する対象となり得るものであれば足りる。
なお、本実施の形態では、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅの５個のタグの情報を読み書きする場合について説明するが、タグの数はこれに限らず、６個以上のタグの情報を読み書きしてもよく、４個以下のタグの情報を読み書きしてもよい。
また、アンテナ２００は、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅに記憶される情報の読み書きの通信を行うが、これに限らず、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅの読み取りまたは書き込みのいずれか一方のみを行うものであってもよい。
図２２は、第７の実施の形態のアンテナおよびＲＦＩＤタグを示す図である。本実施の形態では、第２の実施の形態のアンテナ１００と同様、図２２に示すように、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅを、上記リーダライタ装置５００に接続した接続側アンテナ部２００ａと、リーダライタ装置５００に接続しない非接続側アンテナ部２００ｂとの間に挟むように載置して通信を行う。
図２３は、第７の実施の形態のアンテナおよびＲＦＩＤタグの分解図である。本実施の形態では、通信時には図２３に示すように、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅを図２３におけるｘ−ｙ平面と平行に、かつ、ｘ−ｙ平面上の位置を合わせて接続側アンテナ部２００ａおよび非接続側アンテナ部２００ｂで挟んだ状態で載置して無線通信すると共に、電磁波を出力してＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅに対して駆動する電力を供給する。
本実施の形態のアンテナ２００が有する接続側アンテナ部２００ａは、第２の実施の形態のアンテナ１００が有する接続側アンテナ部１００ａと同様、基板２０１ａ、フィードライン２０２ａ、ＧＮＤ（図示省略）を有している。
基板２０１ａは、第２の実施の形態と同様、例えば、ＦＲ４等の誘電体である。フィードライン２０２ａは、基板２０１ａのＲＦＩＤタグ側の面に形成されており、一端を給電点（図示省略）とすると共に、他端を開放端（図示省略）とする。ＧＮＤは、基板２０１ａにおけるフィードライン２０２ａの反対側の面に形成されている。
接続側アンテナ部２００ａは、ＲＦＩＤタグと通信可能なリーダライタ装置５００に給電点を介して接続される。次に、通信を行う対象であるＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅをアンテナ２００が有する接続側アンテナ部２００ａと非接続側アンテナ部２００ｂとで挟むように載置する。
本実施の形態のアンテナ２００が有する非接続側アンテナ部２００ｂは、第２の実施の形態のアンテナ１００が有する非接続側アンテナ部１００ｂと同様、基板２０１ｂ、フィードライン２０２ｂ、ＧＮＤ（図示省略）、抵抗２０４ｂを有している。
基板２０１ｂは、接続側アンテナ部２００ａの基板２０１ａと同様、例えば、ＦＲ４等の誘電体である。フィードライン２０２ｂは、基板２０１ｂのＲＦＩＤタグ側の面に形成されており、一端には終端用の抵抗２０４ｂを接続すると共に、他端を開放端とする。ＧＮＤは、接続側アンテナ部２００ａの基板２０１ａと同様、基板２０１ｂにおけるフィードライン２０２ｂの反対側の面に形成されている。抵抗２０４ｂは、第２の実施の形態の抵抗１０４ｂと同様、例えば、５０Ωの抵抗であり、フィードライン２０２ｂを終端する。
本実施の形態のＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅは、４７ｍｍ×１５ｍｍの微小ダイポール構造とする。ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅが微小ダイポール形状であることに基づいて、本実施の形態のアンテナ２００では、フィードライン２０２ａ，２０２ｂを微小ダイポールに沿った直線形状としている。
また、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅは、微小ダイポールにインダクタＬａを接続することにより、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅが有するチップのＣｃとの間で上記式（１）で示す共振条件を満たしているものとする。
ここで、フィードライン２０２ａ，２０２ｂの直線形状の先端は、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅの中心位置付近にくるのが望ましい。このようにすれば、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅの中心に給電点（図示省略）が存在することによる。フィードライン２０２ａ，２０２ｂの先端部分では、発生する電圧が最も高い。これによりＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅに対してより多くの電力を供給することができる。
リーダライタ装置５００は、接続側アンテナ部２００ａと非接続側アンテナ部２００ｂとで挟むように載置されたＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅとの間でアンテナ２００を介して電波を送受信することで、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅが有するチップ内の半導体メモリに対するデータの読み取りや書き込みを行う。
なお、本実施の形態では、下側（図２３のｚ軸方向における負の向きの側）に接続側アンテナ部２００ａを配置し、これに対向するように上側（図２３のｚ軸方向における正の向きの側）に非接続側アンテナ部２００ｂを配置したが、これに限らず、下側に非接続側アンテナ部２００ｂを配置し、上側に接続側アンテナ部２００ａを配置してもよく、さらに接続側アンテナ部２００ａおよび非接続側アンテナ部２００ｂを任意の方向において対向するように配置してもよい。
図２４は、第７の実施の形態のＲＦＩＤタグの動作周波数とゲインとの関係を示す図である。図２４に、本実施の形態のフィードラインを用いたアンテナ２００に入力電力Ｐｉｎ＝１０ｄＢｍを入力した時の、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅのそれぞれに供給される供給電力Ｐｔａｇ１〜Ｐｔａｇ５について、電磁界シミュレータＨＦＳＳにより計算した結果を示す。なお、本実施の形態ではＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅの５個を使用し、これらに電力を供給する場合について計算しているが、これに限らず、任意の個数のＲＦＩＤタグを使用することができる。
図２４では、接続側アンテナ部２００ａとＲＦＩＤタグ４００ｅとの間隔および非接続側アンテナ部２００ｂとＲＦＩＤタグ４００ａとの間隔を１．５ｍｍとし、各ＲＦＩＤタグの間隔を２ｍｍとした場合の計算結果を示す。図２４に示すように、周波数がＥＵからＪＰの間では、Ｐｔａｇ１〜５について−１０〜４ｄＢｍであり、最低動作電力に対してマージンを持って動作可能であることがわかる。第２の実施の形態よりも帯域はやや狭いが、本実施の形態の微小ダイポールのＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅでは、パッチアンテナを用いた通常のＲＦＩＤシステムで一個のＲＦＩＤタグ単独で通信する場合、微小ループ構造のＲＦＩＤタグよりもアンテナゲインが大きいので、通信を行い易いという利点がある。これにより、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅを、普段は他の装置を用いて単独で通信を行い、複数個同時に読み取る必要が生じた場合には、アンテナ２００で通信を行うという使い方に適している。
図２４では、管理対象の物品を書類や光学ディスク類に適用した場合を想定して、タグ周辺を、比誘電率εｒ＝３の誘電体（例えば、紙、プラスチック等）に満たされているものとし、微小ダイポールの長さを４７ｍｍにして計算している。ここで、λ／２は空気中で約１４０ｍｍ前後、比誘電率εｒ＝３の誘電体中で約８０ｍｍである。
以上のように、第７の実施の形態によれば、フィードライン２０２ａ，２０２ｂを直線形状にしたので、ＲＦＩＤタグ４００ａ〜４００ｅのアンテナが、単独での通信に適した微小ダイポールである場合に適している。
以上、開示のアンテナ、タグ通信装置およびリーダライタシステムを、図示の実施の形態に基づいて説明したが、上記については単に本発明の原理を示すものである。開示の技術は、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、各部の構成は同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、開示の技術に他の任意の構成物や工程が付加されてもよい。また、開示の技術は前述した実施の形態のうちの任意の２以上の構成を組み合わせたものであってもよい。また、開示の技術に対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
（付記１） 一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、タグと通信するリーダライタ装置と接続されており電磁波を出力可能な第１の導体を有し、複数の前記タグに対して電力を供給し、複数の前記タグとの間で電磁波を送受信する第１のアンテナ部と、
一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、複数の前記タグを挟んで前記第１のアンテナ部が有する前記第１の導体と対向する第２の導体を有する第２のアンテナ部とを有することを特徴とするアンテナ。
（付記２） 前記第１のアンテナ部は、誘電体を有する第１の基板を有し、
前記第２のアンテナ部は、誘電体を有する第２の基板を有し、
前記第１の導体は、前記第１の基板上に形成された導体パターンであり、
前記第２の導体は、前記第２の基板上に形成された導体パターンであることを特徴とする付記１記載のアンテナ。
（付記３） 前記第２の導体は、終端する抵抗と接続されていることを特徴とする付記１記載のアンテナ。
（付記４） 前記第１の導体および前記第２の導体は、前記タグが有するアンテナに応じた形状であることを特徴とする付記１記載のアンテナ。
（付記５） 前記第１の導体および前記第２の導体は、スパイラル形状であることを特徴とする付記４記載のアンテナ。
（付記６） 前記第１の導体および前記第２の導体は、１周がタグとの通信に使用する電磁波の１波長以下の長さのスパイラル形状であることを特徴とする付記５記載のアンテナ。
（付記７） 前記第１の導体および前記第２の導体は、直線形状であることを特徴とする付記４記載のアンテナ。
（付記８） 前記第１の導体および前記第２の導体は、前記タグとの通信に使用する電磁波の１／２波長以下の長さの直線形状であることを特徴とする付記７記載のアンテナ。
（付記９） 前記第１の基板は、前記タグと向き合う側の面に前記第１の導体が形成されていると共に、前記第１の導体が形成されている面の反対側の面に前記第１の導体と接続されているＧＮＤを有し、
前記第２の基板は、前記タグと向き合う側の面に前記第２の導体が形成されていると共に、前記第２の導体が形成されている面の反対側の面に前記第２の導体に接続されているＧＮＤを有することを特徴とする付記２記載のアンテナ。
（付記１０） 前記タグの等価回路は、共振条件を満たしていることを特徴とする付記１記載のアンテナ。
（付記１１） 一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、管理対象の物品に関する情報を記憶可能であると共に前記情報を通信可能であって前記管理対象の物品に取り付けられたタグと通信するリーダライタ装置と接続されており電磁波を出力可能な第１の導体を有し、複数の前記タグに対して電力を供給し、複数の前記タグとの間で電磁波を送受信する第１のアンテナ部と、
一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、複数の前記管理対象の物品の前記タグを挟んで前記第１のアンテナ部が有する前記第１の導体と対向する第２の導体を有する第２のアンテナ部とを有するアンテナと、
前記アンテナに対する前記タグの位置を案内する案内部とを有することを特徴とするタグ通信装置。
（付記１２） 前記案内部は、前記第１のアンテナ部と直交すると共に互いに交差する２つの側面部を有し、
前記第１の導体は、前記第１のアンテナ部上において２つの前記側面部の交線の一端の近傍に形成されており、
前記第２のアンテナ部は、一角の近傍に前記第２の導体が形成されており、前記タグとの通信時には、前記管理対象の物品における前記タグが近傍に取り付けられている一角が前記第１のアンテナ部の上方において２つの前記側面部の前記交線に接するように重ねて載置された複数の前記管理対象の物品の上方に、前記第２の導体が近傍に形成されている前記一角が２つの前記側面部の前記交線に接するように載置可能であることを特徴とする付記１１記載のタグ通信装置。
（付記１３） 前記案内部は、前記第１のアンテナ部と直交すると共に、前記タグが位置すべき位置を示す案内表示部を有する側面部を有し、
前記第１の導体は、前記第１のアンテナ部上において前記側面部の近傍に形成されており、
前記タグは、前記管理対象の物品の一辺の近傍に取り付けられており、
前記案内表示部は、前記第１の導体の近傍から前記第１のアンテナ部と垂直の方向に伸びており、
前記第２のアンテナ部は、一辺の近傍に前記第２の導体が形成されており、前記タグとの通信時には、前記管理対象の物品における前記タグが近傍に取り付けられている前記一辺が前記第１のアンテナ部の上方において前記案内表示部に接するように重ねて載置された複数の前記管理対象の物品の上方に、前記第２のアンテナ部における前記第２の導体が近傍に形成されている前記一辺が２つの前記側面部の前記案内表示部交線に接するように載置可能であることを特徴とする付記１１記載のタグ通信装置。
（付記１４） 前記案内部は、底面部と、前記底面部と直交する背面部とを有し、
前記第１のアンテナ部は、前記底面部および前記背面部と直行し、
前記第１の導体は、前記第１のアンテナ部上において前記底面部から第１の距離に位置すると共に、前記背面部から第２の距離に位置するように形成されており、
前記第２のアンテナ部は、前記第２のアンテナ部の一辺から前記第１の距離に位置すると共に前記第２のアンテナ部の前記一辺と直交する前記アンテナ部の他辺から前記第２の距離に位置するように前記第２の導体が形成されており、前記タグとの通信時には、前記管理対象の物品の一辺から前記第１の距離に位置すると共に前記管理対象の物品の前記一辺と直交する前記管理対象の物品の他辺から前記第２の距離に位置するように前記タグが取り付けられていると共に前記管理対象の物品の前記他辺が前記背面部に接するように前記底面部の上に載置された複数の前記管理対象の物品について、前記第１のアンテナ部と反対側から複数の前記タグを挟むように、前記他辺が前記背面部に接するように前記底面部に載置可能であることを特徴とする付記１１記載のタグ通信装置。
（付記１５） 前記タグは、前記管理対象の物品に取り付けられている位置が示されていることを特徴とする付記１１記載のタグ通信装置。
（付記１６） 管理対象の物品に関する情報を記憶可能であると共に前記情報を通信可能なタグと、
一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、前記タグと通信するリーダライタ装置と接続されており電磁波を出力可能な第１の導体を有し、複数の前記タグに対して電力を供給し、複数の前記タグとの間で電磁波を送受信する第１のアンテナ部と、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、複数の前記タグが取り付けられている前記管理対象の物品を挟んで前記第１のアンテナ部が有する前記第１の導体と対向する第２の導体を有する第２のアンテナ部とを有するアンテナと、
を有することを特徴とするリーダライタシステム。
１ アンテナ
１ａ 第１のアンテナ部
１ａ１ 第１の導体
１ｂ 第２のアンテナ部
１ｂ１ 第２の導体
２ａ〜２ｅ タグ

Claims (7)

  1. 一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、タグと通信するリーダライタ装置と接続されており電磁波を出力可能な第１の導体を有し、複数の前記タグに対して電力を供給し、複数の前記タグとの間で電磁波を送受信する第１のアンテナ部と、
    一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、複数の前記タグを挟んで前記第１のアンテナ部が有する前記第１の導体と対向する第２の導体を有する第２のアンテナ部とを有することを特徴とするアンテナ。
  2. 前記第１のアンテナ部は、誘電体を有する第１の基板を有し、
    前記第２のアンテナ部は、誘電体を有する第２の基板を有し、
    前記第１の導体は、前記第１の基板上に形成された導体パターンであり、
    前記第２の導体は、前記第２の基板上に形成された導体パターンであることを特徴とする請求項１記載のアンテナ。
  3. 一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、管理対象の物品に関する情報を記憶可能であると共に前記情報を通信可能であって前記管理対象の物品に取り付けられたタグと通信するリーダライタ装置と接続されており電磁波を出力可能な第１の導体を有し、複数の前記タグに対して電力を供給し、複数の前記タグとの間で電磁波を送受信する第１のアンテナ部と、
    一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、複数の前記管理対象の物品の前記タグを挟んで前記第１のアンテナ部が有する前記第１の導体と対向する第２の導体を有する第２のアンテナ部とを有するアンテナと、
    前記アンテナに対する前記タグの位置を案内する案内部とを有することを特徴とするタグ通信装置。
  4. 前記案内部は、前記第１のアンテナ部と直交すると共に互いに交差する２つの側面部を有し、
    前記第１の導体は、前記第１のアンテナ部上において２つの前記側面部の交線の一端の近傍に形成されており、
    前記第２のアンテナ部は、一角の近傍に前記第２の導体が形成されており、前記タグとの通信時には、前記管理対象の物品における前記タグが近傍に取り付けられている一角が前記第１のアンテナ部の上方において２つの前記側面部の前記交線に接するように重ねて載置された複数の前記管理対象の物品の上方に、前記第２の導体が近傍に形成されている前記一角が２つの前記側面部の前記交線に接するように載置可能であることを特徴とする請求項３記載のタグ通信装置。
  5. 前記案内部は、前記第１のアンテナ部と直交すると共に、前記タグが位置すべき位置を示す案内表示部を有する側面部を有し、
    前記第１の導体は、前記第１のアンテナ部上において前記側面部の近傍に形成されており、
    前記タグは、前記管理対象の物品の一辺の近傍に取り付けられており、
    前記案内表示部は、前記第１の導体の近傍から前記第１のアンテナ部と垂直の方向に伸びており、
    前記第２のアンテナ部は、一辺の近傍に前記第２の導体が形成されており、前記タグとの通信時には、前記管理対象の物品における前記タグが近傍に取り付けられている前記一辺が前記第１のアンテナ部の上方において前記案内表示部に接するように重ねて載置された複数の前記管理対象の物品の上方に、前記第２のアンテナ部における前記第２の導体が近傍に形成されている前記一辺が２つの前記側面部の前記案内表示部交線に接するように載置可能であることを特徴とする請求項３記載のタグ通信装置。
  6. 前記案内部は、底面部と、前記底面部と直交する背面部とを有し、
    前記第１のアンテナ部は、前記底面部および前記背面部と直行し、
    前記第１の導体は、前記第１のアンテナ部上において前記底面部から第１の距離に位置すると共に、前記背面部から第２の距離に位置するように形成されており、
    前記第２のアンテナ部は、前記第２のアンテナ部の一辺から前記第１の距離に位置すると共に前記第２のアンテナ部の前記一辺と直交する前記アンテナ部の他辺から前記第２の距離に位置するように前記第２の導体が形成されており、前記タグとの通信時には、前記管理対象の物品の一辺から前記第１の距離に位置すると共に前記管理対象の物品の前記一辺と直交する前記管理対象の物品の他辺から前記第２の距離に位置するように前記タグが取り付けられていると共に前記管理対象の物品の前記他辺が前記背面部に接するように前記底面部の上に載置された複数の前記管理対象の物品について、前記第１のアンテナ部と反対側から複数の前記タグを挟むように、前記他辺が前記背面部に接するように前記底面部に載置可能であることを特徴とする請求項３記載のタグ通信装置。
  7. 管理対象の物品に関する情報を記憶可能であると共に前記情報を通信可能なタグと、
    一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、前記タグと通信するリーダライタ装置と接続されており電磁波を出力可能な第１の導体を有し、複数の前記タグに対して電力を供給し、複数の前記タグとの間で電磁波を送受信する第１のアンテナ部と、一端を給電点とし、他端を開放端とすると共に、複数の前記タグが取り付けられている前記管理対象の物品を挟んで前記第１のアンテナ部が有する前記第１の導体と対向する第２の導体を有する第２のアンテナ部とを有するアンテナと、
    を有することを特徴とするリーダライタシステム。
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