WO2010067462A1 - アンテナ装置及びアンテナ装置付きの家具 - Google Patents

アンテナ装置及びアンテナ装置付きの家具 Download PDF

Info

Publication number
WO2010067462A1
WO2010067462A1 PCT/JP2008/072773 JP2008072773W WO2010067462A1 WO 2010067462 A1 WO2010067462 A1 WO 2010067462A1 JP 2008072773 W JP2008072773 W JP 2008072773W WO 2010067462 A1 WO2010067462 A1 WO 2010067462A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
floating
antenna
antenna device
electrode
electrodes
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/072773
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
義幸 梶野
Original Assignee
Kajino Yoshiyuki
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=41253451&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2010067462(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Kajino Yoshiyuki filed Critical Kajino Yoshiyuki
Publication of WO2010067462A1 publication Critical patent/WO2010067462A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/0008—General problems related to the reading of electronic memory record carriers, independent of its reading method, e.g. power transfer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
    • G06K7/10009—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves
    • G06K7/10316—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation sensing by radiation using wavelengths larger than 0.1 mm, e.g. radio-waves or microwaves using at least one antenna particularly designed for interrogating the wireless record carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength

Definitions

  • the present invention relates to an antenna device used in a reader / writer that communicates with a wireless IC tag.
  • the present invention also relates to furniture on which an antenna device is mounted.
  • a wireless IC tag system is used to manage various articles such as books, CDs (compact discs), DVDs (digital versatile discs) (see, for example, Patent Document 1).
  • the wireless IC tag system includes a reader / writer and an antenna device connected to the reader / writer, and power output from the reader / writer is radiated as a radio wave toward the wireless IC tag via the antenna device.
  • the wireless IC tag is configured to receive radio waves radiated from the antenna device, obtain drive power, and transmit data to the reader / writer via the antenna device.
  • the wireless IC tag in order to operate the wireless IC tag, the wireless IC tag must be located within a communication area where power of a predetermined power density or higher is radiated from the antenna device, and a large communication area is required. Development of the antenna device to be formed is required.
  • a planar antenna in which two conductor portions of a metal film are formed on a dielectric substrate is known (for example, see Patent Document 2).
  • this planar antenna two conductor patterns having a relatively large area are formed on a substrate, and a region where no conductor layer is present is formed between the two conductor patterns.
  • the planar antenna described in Patent Document 2 described above describes that a relatively large communication area is formed.
  • no magnetic field is formed in the area, which is not suitable for applications that require a uniform magnetic field distribution over a wide communication area.
  • furniture such as a library
  • the presence of a portion where the magnetic field distribution locally decreases is a fatal defect.
  • an antenna device in which a part where the magnetic field distribution is locally reduced occurs is not suitable for managing articles. is there.
  • An object of the present invention is to realize an antenna device suitable for management of articles arranged in a relatively large area. Another object of the present invention is to provide an antenna device suitable for management of articles that are mounted on furniture such as a library or a showcase, and are stored in the furniture. Another object of the present invention is to provide furniture with an antenna device capable of managing articles stored using a wireless IC tag system.
  • An antenna device includes a dielectric substrate and an antenna structure composed of a conductive material layer formed on the dielectric substrate, and is an antenna device for communicating with a wireless IC tag.
  • the antenna structure is A floating electrode group including a plurality of strip-shaped floating electrodes extending parallel to each other in a first direction and maintained in an electrically floating state;
  • the first and second antenna patterns are formed so as to face each other across the floating electrode group, are electrically interconnected and each have a feeding point, At least one of the first and second antenna patterns is periodically formed at a predetermined interval along a second direction orthogonal to the first direction, and is parallel to the first direction.
  • a plurality of strip-shaped floating electrodes that extend in the direction and are maintained in an electrically floating state, or are formed periodically at predetermined intervals along the first direction, and are perpendicular to the first direction.
  • a plurality of strip-shaped floating electrodes extending in the direction of 2 and maintained in an electrically floating state, a plurality of strip-shaped radiation electrodes extending in parallel with the floating electrode, and the plurality of radiation electrodes
  • a loop electrode that connects to the feed point, The floating electrode and the radiation electrode are alternately and repeatedly formed along the first direction or the second direction.
  • a radiation electrode that emits electromagnetic waves for exciting a tag and a floating electrode are arranged in parallel, and a complementary tuning operation is performed between the floating electrode and the antenna on the tag side.
  • the receiving sensitivity of the device is improved.
  • the resonant frequency between the antenna device and the tag-side antenna is adjusted by providing the floating electrode, it is possible to bring the resonant frequency between the antenna device and the tag closer to the desired desired resonant frequency. Yes, it contributes to the improvement of the reception sensitivity of the antenna device.
  • the strip-shaped radiation electrodes and the floating electrodes are alternately and repeatedly arranged, it is possible to form a communication area having a desired width by adjusting the number of electrodes and the length of the electrodes. .
  • an antenna device suitable for an application that requires a wide communication area such as a library or a showcase is realized.
  • the electrical characteristics required for the antenna device it is possible to obtain an antenna device having desired electrical characteristics by appropriately designing the width and length of the floating electrode and the radiation electrode.
  • a furniture with an antenna device according to the present invention is a furniture with an antenna to which the antenna device according to any one of claims 1 to 8 is mounted, wherein a reader / writer connected to the antenna device is provided.
  • a reader / writer connected to the antenna device is provided.
  • the antenna device according to the present invention is a planar structure, it can be easily attached to the top or bottom plate of furniture.
  • furniture requires a relatively large storage area. Since the antenna device according to the present invention can freely set a communication area, an antenna device suitable for the size of furniture and the size of an article to be stored can be installed in the furniture. Therefore, the furniture with the antenna device suitable for managing the articles to be stored is realized.
  • the antenna device has a structure in which a radiation electrode for emitting electromagnetic waves for exciting a tag and a floating electrode are arranged in parallel, and the reception sensitivity of the antenna device is improved by a complementary tuning action of the floating electrode.
  • the antenna pattern has a structure in which radiation electrodes and floating electrodes are alternately and repeatedly arranged, it is possible to form a communication area having a desired area. As a result, an antenna device suitable for applications requiring a wide communication area is realized.
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the antenna device by this invention. It is a figure which shows typically the magnetic field distribution formed with the antenna apparatus shown in FIG. It is a figure which shows the modification of the antenna device by this invention. It is a figure which shows the modification of the antenna device by this invention. It is a figure which shows the modification of the antenna device by this invention. It is a figure which shows the modification of the antenna device by this invention. It is a figure which shows typically the magnetic field distribution formed with the antenna apparatus shown in FIG.
  • the reader / writer wirelessly supplies power and transmits a signal to the wireless IC tag via the antenna device, and wirelessly receives a signal transmitted from the wireless IC tag via the antenna device.
  • the antenna device according to the present invention has a relatively wide communication area, and is effective for managing articles stored in various furniture. In particular, a book or CD stored in a library installed in a library or the like. It is useful for identification and management.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of an antenna device according to the present invention.
  • the antenna device includes a dielectric substrate 1, and an antenna pattern (antenna structure) is formed on the substrate.
  • the dielectric substrate substrates of various resin materials such as PVC, PET, PC, ABS, acrylic resin, glass epoxy substrates, fluororesin substrates, and the like can be used.
  • a conductive material layer including a copper layer and a solder layer is formed, and an antenna pattern is formed by an etching process or a scoring process. Therefore, the antenna device according to the present invention is a planar antenna device that manages and identifies articles that are stored in furniture or placed on furniture and attached with wireless IC tags by being attached to various furniture. Is possible.
  • the antenna pattern has a floating electrode group 2 including a plurality of (four in this example) strip-like floating electrodes extending in parallel to each other in the first direction (y direction).
  • the first antenna pattern 3 is formed on one side of the sandwich, and the second antenna pattern 4 is formed on the other side.
  • the first antenna pattern and the second antenna pattern are electrically connected to each other via the connection unit 5.
  • a first feeding point P1 is formed in the first antenna pattern, and a second feeding point P2 is formed in the second antenna pattern. Electric power for exciting the wireless IC tag is supplied through these feeding points.
  • a coupler circuit 6 for adjusting sensitivity is formed using the conductive material layer used for forming the antenna pattern.
  • the floating electrode is electrically insulated from the surrounding conductive material layer by an insulating track having a width of, for example, 0.2 mm (a track region where the conductive material layer is removed and the surface of the dielectric substrate is exposed).
  • the electrode is maintained in a floating state.
  • These floating electrodes are formed by removing the periphery of a region where the floating electrode is to be formed by etching with a width of about 0.1 mm to 1.0 mm, for example. In this example, four floating electrodes are formed. However, the number is not limited to four, and may be two or three. Since a magnetic field is hardly formed at the position where the floating electrode group is formed, it can be set as a positioning reference position for managing the article.
  • the first antenna pattern 3 is periodically formed at predetermined intervals in a second direction (x direction) orthogonal to the first direction, and the strip-shaped floating electrodes 10a to 10a extending in the first direction. 10e.
  • Floating electrodes 10a to 10e are insulated from the surrounding conductive material layers through insulating tracks, and are maintained in an electrically floating state.
  • the floating electrode is formed by removing the conductive material layer around the region where the floating electrode is formed, for example, by etching with a width of 0.2 mm, or the conductive material layer Is removed by mechanical means. Between the adjacent floating electrodes, strip-shaped radiation electrodes 11a to 11d extending in the first direction are formed.
  • the floating electrode and the radiation electrode are alternately and repeatedly formed along the x direction.
  • the widths of the floating electrode and the radiation electrode in the second direction (x direction) are set to be equal to each other, and are set to 10 mm in this example. Therefore, the area occupied by the floating electrode is approximately equal to the area occupied by the radiation electrode.
  • a loop electrode 12 is formed along the periphery of the substrate 1. The loop electrode 12 electrically connects the radiation electrodes and connects the radiation electrode to the first feeding point P1.
  • the second antenna pattern 4 has substantially the same configuration as the first antenna pattern, and has six strip-shaped floating electrodes 13a to 13f extending in the first direction. Conductor tracks 14a to 15e are formed between adjacent floating electrodes. The widths in the x direction of the floating electrodes and conductor tracks of the second antenna pattern are each set to 10 mm. A loop electrode 15 is formed along the periphery of the substrate 1. The loop electrode 15 electrically connects the radiation electrodes and connects the radiation electrode to the second feeding point P2.
  • the number of floating electrodes and radiating electrodes is set according to the characteristics and quantity of articles to be managed, and is repeatedly formed when a wide communication area is required. If the number of floating electrodes and radiation electrodes is increased and the communication area is relatively narrow, the number is reduced. Further, the areas of the first antenna pattern and the second antenna pattern are also defined based on the size of the communication area to be formed and the characteristics and quantity of articles to be managed, and may be set to be symmetric. It is also possible to set it to be asymmetric.
  • each radiation electrode During operation, power is supplied to each radiation electrode via the first and second feeding points P1 and P2, and electromagnetic waves are emitted from each radiation electrode to form a communication area.
  • a carrier wave having a driving frequency of 13.56 MHz is emitted from the reader / writer.
  • FIG. 2 schematically shows a magnetic field distribution observed when the antenna apparatus shown in FIG. 1 is operated.
  • FIG. 2 shows the magnetic field distribution in the xz plane.
  • the magnetic field terminates at the position where the floating electrode group 2 located at the approximate center of the antenna device is formed.
  • a magnetic field having a substantially uniform strength is formed along a direction away from the central position in the x direction, and a magnetic field having a sufficient strength is formed up to both ends of the antenna pattern in the x direction.
  • the position where the floating electrode group is formed can be a reference position for article management.
  • the management of the article with the wireless IC tag attached becomes easier. For example, in the antenna apparatus shown in FIG. 1, since two communication areas are formed, it is possible to manage articles for each area.
  • FIG. 3 shows a modification of the antenna device shown in FIG.
  • the arrangement position of the floating electrode group 2 can be freely set. In this example, the position of the floating electrode group 2 is set on one end side in the x direction of the substrate.
  • the first antenna pattern 3 has a planar electrode structure having a large number of floating electrodes and radiation electrodes, and the second antenna pattern is composed of only a single radiation electrode. If comprised in this way, it is possible to form a communication area of a single large area.
  • FIG. 4 is a diagram showing another modification of the antenna device according to the present invention.
  • a floating electrode group 2 including a plurality of strip-like floating electrodes extending along the y direction is formed at the center of the antenna pattern.
  • First and second antenna patterns 3 and 4 are formed so as to face each other with the floating electrode group 2 therebetween.
  • the first antenna pattern and the second antenna pattern have the same configuration.
  • the first antenna pattern 3 is disposed between four floating electrodes 20a to 20d having a strip shape periodically arranged along the x direction and extending along the y direction, and adjacent floating electrodes. And three radiation electrodes 21a to 21c extending in the direction.
  • the first antenna pattern 3 also has a loop electrode 22 formed along the outer periphery thereof, and the radiation electrode is connected to the first feeding point P1 by the loop electrode 22. Since the second antenna pattern 4 has the same configuration as the first antenna pattern, the description thereof is omitted. As described above, even when the floating electrode and the conductor track extending in the direction orthogonal to the extending direction of the floating electrode group are formed, a good magnetic field distribution can be formed. A communication area having a desired width can be formed by appropriately setting the length and number of floating electrodes and conductor tracks.
  • FIG. 5 is a diagram showing a modification of the antenna device shown in FIG.
  • the floating electrode group 2 is formed on one end side in the x direction.
  • the first antenna pattern 3 includes floating electrodes 30a to 30d, radiation electrodes 31a to 31c that are long in the x direction, and a loop electrode 32 formed on the outer periphery.
  • the second antenna pattern 4 is configured by the loop electrode 33 and does not include a floating electrode and a radiation electrode.
  • FIG. 6 schematically shows the magnetic field distribution in the xz plane observed when the antenna apparatus shown in FIG. 5 is operated. A substantially uniform magnetic field distribution was observed over almost the entire length of the substrate in the x direction. Based on the observation result shown in FIG. 6, if the antenna device of this example is used, an antenna device useful for applications requiring a long communication area in one direction is realized.
  • the width and number of floating electrodes and radiating electrodes are the size of the communication area to be formed, the characteristics of the managed article, the characteristics and size of the wireless IC tag attached to the article, and the impedance value of the antenna device. It can be set appropriately according to the characteristics required for the apparatus.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Display Racks (AREA)
  • Warehouses Or Storage Devices (AREA)

Abstract

　比較的広いエリアに配置された物品の管理に好適なアンテナ装置を実現する。　アンテナ装置は、誘電体基板（１）と、誘電体基板上に形成した導電性材料層により構成されるアンテナパターンとを有する。アンテナパターンは、第１の方向に互いに平行に延在し、電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極を含むフローティング電極群（２）と、フローティング電極群をはさんで対向するように形成され、電気的に相互接続されていると共にそれぞれ給電点（Ｐ１，Ｐ２）を有する第１及び第２のアンテナパターン（３，４）とを具える。第１及び第２のアンテナパターンは、第２の方向に沿って所定の間隔で周期的に形成され、第１の方向に互いに平行に延在すると共に電気的にフローティング状態に維持され、複数の細条状でなり、交互に繰り返し形成される、フローティング電極（１０）と放射電極（１１）とを含む。

Description

アンテナ装置及びアンテナ装置付きの家具
　本発明は、無線ICタグと通信を行うリーダライタに用いられるアンテナ装置に関するものである。
　また、本発明は、アンテナ装置が装着されている家具に関するものである。
　書籍、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）等の各種物品の管理に無線ICタグシステムが用いられている（例えば、特許文献１参照）。無線ICタグシステムでは、リーダライタと、リーダライタに接続したアンテナ装置とを有し、リーダライタから出力される電力はアンテナ装置を介して無線ICタグに向けて電波として放射されている。無線ICタグは、アンテナ装置から放射される電波を受信して駆動電力を得て、リーダライタに対してアンテナ装置を介してデータを送信するように構成されている。この無線ICタグシステムでは、無線ICタグを動作させるためには、アンテナ装置から所定の電力密度以上の電力が放射される交信領域内に無線ICタグが位置しなければならず、大きな交信エリアが形成されるアンテナ装置の開発が要請されている。
　比較的大きな交信領域が形成されるアンテナ装置として、誘電体基板上に金属膜の２個の導体部が形成された平面アンテナが既知である（例えば、特許文献２参照）。この平面アンテナでは、基板上に比較的面積の大きな２個の導体パターンが形成され、２個の導体パターン間に導体層が存在していない領域が形成されている。
特開２００６－１４０６１１公報 特開２００７－１８１１７３公報
　上述した特許文献２に記載された平面アンテナは、比較的大きな交信エリアが形成される旨記載されている。しかしながら、基板の中央に導体パターンの形成されていない領域が存在するため、当該エリアには磁界が形成されず、広い交信エリアにわたって均一な磁界分布を必要とする用途には不向きである。特に、書庫等の家具においては、書庫内に多数の無線ICタグが装着された書籍が収納されるため、局所的に磁界分布が低下する部位が存在することは致命的な欠陥である。さらに、ショウウインドウやショウケース等においても、無線ICタグが装着された多数の物品が陳列されているため、局所的に磁界分布が低下する部位が発生するアンテナ装置では、物品の管理に不向きである。
　本発明の目的は、比較的広いエリアに配置された物品の管理に好適なアンテナ装置を実現することにある。
　本発明の別の目的は、書庫やショウケース等の家具に装着され、家具内に収納されている物品の管理に好適なアンテナ装置を提供することにある。
　本発明の別の目的は、無線ICタグシステムを利用して収納されている物品の管理を行うことができるアンテナ装置付きの家具を提供することにある。
　本発明によるアンテナ装置は、誘電体基板と、誘電体基板上に形成した導電性材料層により構成されるアンテナ構造体とを有し、無線ICタグとの間で通信するためのアンテナ装置であって、前記アンテナ構造体は、
　第１の方向に互いに平行に延在し、電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極を含むフローティング電極群と、
　フローティング電極群をはさんで対向するように形成され、電気的に相互接続されていると共にそれぞれ給電点を有する第１及び第２のアンテナパターンとを具え、
　前記第１及び第２のアンテナパターンのうち少なくとも一方のアンテナパターンは、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定の間隔で周期的に形成され、第１の方向に互いに平行に延在すると共に電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極、又は前記第１の方向に沿って所定の間隔で周期的に形成され、第１の方向と直交する第２の方向に延在すると共に電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極と、フローティング電極と平行に延在する細条状の複数の放射電極と、前記複数の放射電極を給電点に接続するループ電極とを含み、
　前記フローティング電極と放射電極は、前記第１の方向又は第２の方向に沿って交互に繰り返し形成されていることを特徴とする。
　本発明では、タグを励振させるための電磁波を放出する放射電極とフローティング電極とが並列した構造を有し、フローティング電極とタグ側のアンテナとの間に補完された同調作用が行われるため、アンテナ装置の受信感度が改善される。また、フローティング電極を設けることにより、アンテナ装置とタグ側のアンテナとの間の共振周波数が調整されるので、アンテナ装置とタグ間の共振周波数を目標とする所望の共振周波数に近づけることが可能であり、アンテナ装置の受信感度の改善に寄与する。さらに、細条状の放射電極とフローティング電極とを交互に繰り返し配列しているので、電極本数及び電極の長さを調整することにより、所望の広さの交信エリアを形成することが可能である。従って、例えば書庫やショウケースのように広い交信エリアを必要とする用途に好適なアンテナ装置が実現される。また、アンテナ装置に要求される電気的特性については、フローティング電極や放射電極の幅及び長さ等を適切に設計することにより、所望の電気的特性のアンテナ装置を得ることが可能である。
　本発明によるアンテナ装置付きの家具は、請求項１から８までのいずれか１項に記載のアンテナ装置が装着されているアンテナ付きの家具であって、前記アンテナ装置に接続されているリーダライタを介して、当該家具上に配置され又は当該家具内に収納され、無線ICタグが装着されている物品が管理され又は識別されることを特徴とする。本発明によるアンテナ装置は平面構造体であるから、家具の天板や底板に容易に取り付けることが可能である。また、家具は比較的広い収納エリアを必要とする。本発明によるアンテナ装置は交信エリアを自在に設定することが可能であるため、家具の大きさや収納される物品の大きさに適合したアンテナ装置を家具に設置することが可能である。従って、収納される物品を管理するのに適合したアンテナ装置付きの家具が実現される。
　本発明によるアンテナ装置は、タグを励振させるための電磁波を放出する放射電極とフローティング電極とが並列した構造を有し、フローティング電極の補完的な同調作用によりアンテナ装置の受信感度が改善される。また、アンテナパターンは、放射電極とフローティング電極とを交互に繰り返し配列した構造を有するので、所望の広さの交信エリアを形成することが可能である。この結果、広い交信エリアを必要とする用途に好適なアンテナ装置が実現される。
本発明によるアンテナ装置の一例を示す図である。 図１に示すアンテナ装置により形成される磁界分布を模式的に示す図である。 本発明によるアンテナ装置の変形例を示す図である。 本発明によるアンテナ装置の変形例を示す図である。 本発明によるアンテナ装置の変形例を示す図である。 図５に示すアンテナ装置により形成される磁界分布を模式的に示す図である。
符号の説明
１　誘電体基板
２　フローティング電極群
３　第１のアンテナパターン
４　第２のアンテナパターン
５　接続部
Ｐ１，Ｐ２　給電点
６　カップラ回路
１０ａ～１０ｅ　フローティング電極
１１ａ～１１ｄ　放射電極
１２，１５，２２，３２　ループ電極
１３ａ～１３ｆ　フローティング電極
１４ａ～１４ｅ　放射電極
２０ａ～２０ｄ　フローティング電極
２１ａ～２１ｃ　放射電極
３０ａ～３０ｄ　フローティング電極
３１ａ～３１ｃ　放射電極
　本発明によるアンテナ装置を具える無線ICタグシステムは、情報入出力装置（コンピュータ）と、リーダライタと、アンテナ装置と、各種物品に装着された無線ICタグとを具え、無線ICタグが装着された物品を識別し又は管理するために利用される。リーダライタは、アンテナ装置を介して無線ICタグへの電力の供給及び信号の送信を無線により行うと共にアンテナ装置を介して無線ICタグから送信された信号の受信を無線により行う。本発明によるアンテナ装置は、比較的広い交信エリアを有し、各種家具に収納されている物品を管理するのに有効であり、特に図書館等に設置されている書庫に収納されている書籍やＣＤ等の識別及び管理に有益である。
　図１は本発明によるアンテナ装置の一例を示す平面図である。アンテナ装置は、誘電体基板１を有し、基板上にアンテナパターン（アンテナ構造体）が形成されている。誘電体基板１として、PVC、PET、PC、ABS、アクリル樹脂等の各種樹脂材料の基板、ガラスエポキシ基板、フッ素樹脂基板等を用いることができる。基板１の表面上には、銅層と半田層とを含む導電性材料層が形成され、エッチング処理により又は罫書き処理によりアンテナパターンを形成する。従って、本発明によるアンテナ装置は平面状のアンテナ装置であり、各種家具に装着することにより家具の内部に収納され又は家具上に配置され無線ICタグが装着されている物品を管理し識別することが可能である。また、家具の一種である書庫やショウケースの底板や天板に装着することにより、書庫内に収納され無線ICタグが装着された書籍、ＣＤ、ＤＶＤ等の各種物品の識別管理に有益である。
　アンテナパターンは、第１の方向（ｙ方向）に互いに平行に延在する複数の（本例の場合４本）細条状のフローティング電極を含むフローティング電極群２を有し、フローティング電極群２をはさんで一方の側に第１のアンテナパターン３を形成し、他方の側に第２のアンテナパターン４を形成する。第１のアンテナパターンと第２のアンテナパターンとは、接続部５を介して電気的に相互接続する。また、第１のアンテナパターンには第１の給電点Ｐ１を形成し、第２のアンテナパターンには第２の給電点Ｐ２を形成する。これら給電点を介して無線ICタグを励振させるための電力を供給する。また、アンテナパターンを形成するために用いた導電性材料層を利用して、感度調整を行うためのカップラ回路６を形成する。
　フローティング電極は、幅が例えば０．２ｍｍの絶縁トラック（導電性材料層が除去され、誘電体基板の表面が露出したトラック領域）により周囲の導電性材料層から電気的に絶縁され、電気的にフローティング状態に維持されている電極である。これらフローティング電極は、フローティング電極が形成される予定の領域の周囲を、例えば０．１ｍｍ～１．０ｍｍ程度の幅でエッチングにより除去することにより形成される。尚、本例では、４本のフローティング電極を形成したが、４本に限定されず、２本又は３本等でもよい。フローティング電極群が形成されている位置には磁界がほとんど形成されないため、物品を管理するための位置決めの基準位置として設定することができる。
　第１のアンテナパターン３は、第１の方向と直交する第２の方向（ｘ方向）に所定の間隔で周期的に形成され、第１の方向に延在する細条状のフローティング電極１０ａ～１０ｅを有する。フローティング電極１０ａ～１０ｅは、絶縁トラックを介して周囲の導電性材料層から絶縁され、電気的にフローティング状態に維持される。尚、アンテナパターンを製造する場合、フローティング電極は、フローティング電極が形成される領域の周囲の導電性材料層を例えば０．２ｍｍの幅でエッチングにより除去することにより形成され、或いは、導電性材料層を機械的手段により除去することにより形成される。隣接するフローティング電極間には、第１の方向に延在する細条状の放射電極１１ａ～１１ｄを形成する。従って、フローティング電極と放射電極は、ｘ方向に沿って交互に繰り返し形成される。フローティング電極及び放射電極の第２の方向（ｘ方向）の幅は互いに等しくなるように設定され、本例ではそれぞれ１０ｍｍに設定する。従って、フローティング電極の占める面積と放射電極の占める面積はほぼ等しくなる。基板１の周縁に沿ってループ電極１２を形成する。このループ電極１２は、放射電極を電気的に相互接続すると共に放射電極を第１の給電点Ｐ１に接続する。
　第２のアンテナパターン４は第１のアンテナパターンとほぼ同様な構成を有し、第１の方向に延在する６本の細条状のフローティング電極１３ａ～１３ｆを有する。隣接するフローティング電極間には、導体トラック１４ａ～１５ｅを形成する。第２のアンテナパターンのフローティング電極及び導体トラックのｘ方向の幅は、それぞれ１０ｍｍに設定する。基板１の周縁に沿ってループ電極１５を形成する。このループ電極１５は、放射電極を電気的に相互接続すると共に放射電極を第２の給電点Ｐ２に接続する。
　第１及び第２のアンテナパターンにおいて、フローティング電極及び放射電極の本数は、管理されるべき物品の特性や数量等に応じて設定され、広い交信エリアを必要とする場合、交互に繰り返し形成されるフローティング電極及び放射電極の本数を多くし、交信エリアが比較的狭い場合、本数を少なくする。また、第１のアンテナパターンと第２のアンテナパターンの面積についても、形成すべき交信エリアのサイズや管理される物品の特性や数量等に基づいて規定され、対称となるように設定してもよく、非対称となるように設定することも可能である。
　動作中、第１及び第２の給電点Ｐ１及びＰ２を介して各放射電極に電力が供給され、各放射電極から電磁波が放出されて交信エリアが形成される。本例では、リーダライタから駆動周波数が１３．５６ＭＨｚの搬送波を放出する。
　図２は、図１に示すアンテナ装置を用いて作動させた際の観測された磁界分布を模式的に示す。図２はｘ－ｚ面内の磁界分布を示す。観測された磁界分布の特徴として、アンテナ装置のほぼ中央に位置するフローティング電極群２が形成された位置において、磁界が終端する。また、中央位置からｘ方向に離れる方向にそってほぼ均一な強度の磁界が形成され、アンテナパターンのｘ方向の両端の位置まで十分な強度の磁界が形成されている。この観測結果によれば、フローティング電極及び導体トラックの本数及びその長さを適切に設定することにより、所望の広さの交信エアリを形成することができ、無線ICタグが装着された大量のＣＤや書籍等を管理するためのアンテナ装置が実現される。
　尚、フローティング電極群２が形成された位置は、形成される磁界が極めて弱いため、フローティング電極群が形成された位置は、物品管理のための基準位置とすることができる。このように、物品管理のための基準位置が設定できるので、無線ICタグが装着された物品の管理が一層容易になる。例えば、図１に示すアンテナ装置においては、２個の交信エリアが形成されるので、各エリアごとに物品の管理を行うことも可能である。
　図３は、図１に示すアンテナ装置の変形例を示す。図３において、図１で用いた構成要素と同一の構成要素には同一符号を付して説明する。図１に示す実施例では、磁界が形成されないフローティング電極群２の形成位置を誘電体基板１の中央に設定した。フローティング電極群２の配置位置は自在に設定することができ、本例では、フローティング電極群２の位置を基板のｘ方向の一端側に設定する。そして、第１のアンテナパターン３は、多数のフローティング電極と放射電極を有する平面電極構造とし、第２のアンテナパターンは、単一の放射電極だけで構成する。このように構成すれば、単一の広い面積の交信エリアを形成することが可能である。
　図４は本発明によるアンテナ装置の別の変形例を示す図である。図１で用いた構成要素と同一の構成要素には同一符号を付して説明する。アンテナパターンの中央に、ｙ方向に沿って延在する複数の細条状のフローティング電極を含むフローティング電極群２を形成する。フローティング電極群２をはさんで対向するように、第１及び第２のアンテナパターン３及び４を形成する。尚、第１のアンテナパターンと第２のアンテナパターンとは同一構成とする。第１のアンテナパターン３は、ｘ方向に沿って周期的に配列されｙ方向に沿って延在する細条状の４本のフローティング電極２０ａ～２０ｄと、隣接するフローティング電極間に配置され、ｘ方向に沿って延在する３本の放射電極２１ａ～２１ｃとを有する。さらに、第１のアンテナパターン３は、その外周に沿って形成したループ電極２２も有し、ループ電極２２により放射電極を第１の給電点Ｐ１に接続する。尚、第２のアンテナパターン４は、第１のアンテナパターンと同一構成であるため、その説明は省略する。このように、フローティング電極群の延在方向と直交する方向に延在するフローティング電極及び導体トラックを形成しても、良好な磁界分布を形成することができる。尚、フローティング電極及び導体トラックの長さ及び本数を適切に設定することにより、所望の広さの交信エリアを形成することが可能である。
　図５は、図４に示すアンテナ装置の変形例を示す図である。本例では、ｘ方向の一端側にフローティング電極群２を形成する。第１のアンテナパターン３は、ｘ方向に長いフローティング電極３０ａ～３０ｄと放射電極３１ａ～３１ｃと、外周に形成したループ電極３２とを有する。第２のアンテナパターン４は、ループ電極３３により構成され、フローティング電極及び放射電極を有しない構成とする。
　図６は、図５に示すアンテナ装置を用いて作動させた場合に観測されたｘ－ｚ面内の磁界分布を模式的に示す。ｘ方向の基板のほぼ全長にわたってほぼ均一な磁界分布が観測された。図６に示す観測結果に基づけば、本例のアンテナ装置を用いれば、一方向に長い交信エリアを必要とする用途に有益なアンテナ装置が実現される。
　本発明は上述した実施例だけに限定されず種々の変形や変更が可能である。例えば、フローティング電極及び放射電極の幅及び本数は、形成すべき交信エリアの大きさや管理される物品の特性、物品に装着される無線ICタグの特性及びサイズ、並びにアンテナ装置のインピダンス値等のアンテナ装置に要求される特性に応じて適切に設定することができる。

Claims (9)

  1. 　誘電体基板と、誘電体基板上に形成した導電性材料層により構成されるアンテナ構造体とを有し、無線ICタグとの間で通信するためのアンテナ装置であって、前記アンテナ構造体は、
    　第１の方向に互いに平行に延在し、電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極を含むフローティング電極群と、
    　フローティング電極群をはさんで対向するように形成され、電気的に相互接続されていると共にそれぞれ給電点を有する第１及び第２のアンテナパターンとを具え、
    　前記第１及び第２のアンテナパターンのうち少なくとも一方のアンテナパターンは、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定の間隔で周期的に形成され、第１の方向に互いに平行に延在すると共に電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極、又は前記第１の方向に沿って所定の間隔で周期的に形成され、第１の方向と直交する第２の方向に延在すると共に電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極と、フローティング電極と平行に延在する細条状の複数の放射電極と、前記複数の放射電極を給電点に接続するループ電極とを含み、
    　前記フローティング電極と放射電極は、前記第１の方向又は第２の方向に沿って交互に繰り返し形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
  2. 　誘電体基板と、誘電体基板上に形成した導電性材料層により構成されるアンテナ構造体とを有し、無線ICタグとの間で通信するためのアンテナ装置であって、前記アンテナ構造体は、
    　第１の方向に互いに平行に延在し、電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極を含むフローティング電極群と、
    　フローティング電極群をはさんで対向するように形成され、電気的に相互接続されると共にそれぞれ給電点を有する第１及び第２のアンテナパターンとを具え、
    　前記第１及び第２のアンテナパターンは、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定の間隔で周期的に形成され、第１の方向に互いに平行に延在すると共に電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極と、前記複数の放射電極を給電点に接続するループ電極とを含み、
    　前記フローティング電極と放射電極は、前記第２の方向に沿って交互に繰り返し形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
  3. 　誘電体基板と、誘電体基板上に形成した導電性材料層により構成されるアンテナ構造体とを有し、無線ICタグとの間で通信するためのアンテナ装置であって、前記アンテナ構造体は、
    　第１の方向に互いに平行に延在し、電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極を含むフローティング電極群と、
    　第１のフローティング電極群をはさんで対向するように形成され、互いに電気的に接続されると共にそれぞれ給電点を有する第１及び第２のアンテナパターンとを具え、
    　前記第１のアンテナパターンは、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って所定の間隔で周期的に形成され、第１の方向に沿って互いに平行に延在すると共に電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極と、前記複数の放射電極を第１の給電点に接続するループ電極とを含み、
    　前記フローティング電極と放射電極は、前記第２の方向に沿って交互に繰り返し形成され、
    　前記第２のアンテナパターンは、給電点に接続され、フローティング電極群と隣接する単一の放射電極として形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
  4. 　誘電体基板と、誘電体基板上に形成した導電性材料層により構成されるアンテナ構造体とを有し、無線ICタグとの間で通信するためのアンテナ装置であって、前記アンテナ構造体は、
    　第１の方向に互いに平行に延在し、電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極を含むフローティング電極群と、
    　第１のフローティング電極群をはさんで対向するように形成され、電気的に相互接続されると共にそれぞれ給電点を有する第１及び第２のアンテナパターンとを具え、
    　前記第１及び第２のアンテナパターンは、前記第１の方向に沿って所定の間隔で周期的に形成され、第１の方向と直交する第２の方向に互いに平行に延在すると共に電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極と、フローティング電極と平行に延在する細条状の複数の放射電極と、前記複数の放射電極を給電点に接続するループ電極とを含み、
    　前記フローティング電極と放射電極は、前記第１の方向に沿って交互に繰り返し形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
  5. 　誘電体基板と、誘電体基板上に形成した導電性材料層により構成されるアンテナ構造体とを有し、無線ICタグとの間で通信するためのアンテナ装置であって、前記アンテナ構造体は、
    　第１の方向に互いに平行に延在し、電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極を含むフローティング電極群と、
    　第１のフローティング電極群をはさんで対向するように形成され、電気的に相互接続されると共にそれぞれ給電点を有する第１及び第２のアンテナパターンとを具え、
    　前記第１のアンテナパターンは、前記第１の方向に沿って所定の間隔で周期的に形成され、第１の方向と直交する第２の方向に互いに平行に延在すると共に電気的にフローティング状態に維持される複数の細条状のフローティング電極と、フローティング電極と平行に延在する細条状の複数の放射電極と、前記複数の放射電極を給電点に接続するループ電極とを含み、
    　前記フローティング電極と放射電極は、前記第１の方向に沿って交互に繰り返し形成され、
    　前記第２のアンテナパターンは、給電点に接続され、フローティング電極群と隣接する単一の放射電極として形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
  6. 　請求項１から５までのいずれか１項に記載のアンテナ装置において、前記アンテナパターンのフローティング電極と放射電極の幅は、互いにほぼ等しく設定されていることを特徴とするアンテナ装置。
  7. 　請求項１から６までのいずれか１項に記載のアンテナ装置において、前記アンテナパターンを形成するための導電性材料層を利用して、受信感度を調整するためのカップラ回路が形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
  8. 　請求項１から７までのいずれか１項に記載のアンテナ装置において、当該アンテナ装置は家具に装着され、無線ICタグが装着されると共に当該家具上に配置され又は家具内に収納されている物品を管理又は識別するために利用されることを特徴とするアンテナ装置。
  9. 　請求項１から８までのいずれか１項に記載のアンテナ装置が装着されているアンテナ付きの家具であって、前記アンテナ装置に接続されているリーダライタを介して、当該家具上に配置され又は当該家具内に収納され、無線ICタグが装着されている物品が管理され又は識別されることを特徴とするアンテナ装置付きの家具。
PCT/JP2008/072773 2008-12-08 2008-12-15 アンテナ装置及びアンテナ装置付きの家具 WO2010067462A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-312718 2008-12-08
JP2008312718A JP4340717B1 (ja) 2008-12-08 2008-12-08 アンテナ装置及びアンテナ装置付きの家具

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010067462A1 true WO2010067462A1 (ja) 2010-06-17

Family

ID=41253451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/072773 WO2010067462A1 (ja) 2008-12-08 2008-12-15 アンテナ装置及びアンテナ装置付きの家具

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4340717B1 (ja)
WO (1) WO2010067462A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012113383A1 (de) * 2011-02-22 2012-08-30 Harting Electric Gmbh & Co. Kg Rfid-transponder mit einem flexiblen antennenkörper
JP2014226596A (ja) * 2013-05-21 2014-12-08 株式会社日本トリム 電解水生成装置
CN107611615A (zh) * 2012-11-28 2018-01-19 株式会社村田制作所 接口及通信装置
WO2021079398A1 (ja) * 2019-10-21 2021-04-29 株式会社システムジャパン アンテナ装置及び該アンテナ装置付きの家具
CN114556699B (zh) * 2019-10-21 2024-06-07 日本系统公司 天线装置以及带有该天线装置的家具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007181173A (ja) * 2006-09-28 2007-07-12 Yunikonsaru Kk 平面アンテナ
JP3139446U (ja) * 2007-10-12 2008-02-21 株式会社グリフィン 平面アンテナ
JP2008181502A (ja) * 2006-12-27 2008-08-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007181173A (ja) * 2006-09-28 2007-07-12 Yunikonsaru Kk 平面アンテナ
JP2008181502A (ja) * 2006-12-27 2008-08-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
JP3139446U (ja) * 2007-10-12 2008-02-21 株式会社グリフィン 平面アンテナ

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012113383A1 (de) * 2011-02-22 2012-08-30 Harting Electric Gmbh & Co. Kg Rfid-transponder mit einem flexiblen antennenkörper
CN107611615A (zh) * 2012-11-28 2018-01-19 株式会社村田制作所 接口及通信装置
JP2014226596A (ja) * 2013-05-21 2014-12-08 株式会社日本トリム 電解水生成装置
WO2021079398A1 (ja) * 2019-10-21 2021-04-29 株式会社システムジャパン アンテナ装置及び該アンテナ装置付きの家具
CN114556699A (zh) * 2019-10-21 2022-05-27 日本系统公司 天线装置以及带有该天线装置的家具
US11809942B2 (en) 2019-10-21 2023-11-07 System Japan Inc. Antenna device and furniture with antenna device
JP7455406B2 (ja) 2019-10-21 2024-03-29 株式会社システムジャパン アンテナ装置及び該アンテナ装置付きの家具
CN114556699B (zh) * 2019-10-21 2024-06-07 日本系统公司 天线装置以及带有该天线装置的家具

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010136304A (ja) 2010-06-17
JP4340717B1 (ja) 2009-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6414614B2 (ja) 物品
US9000992B2 (en) Antenna device and RFID system
US8424762B2 (en) Wireless IC device and component for wireless IC device
TW200913372A (en) RFID tag
CN102273012A (zh) 无线ic器件、无线ic模块、及无线ic模块的制造方法
US7671805B2 (en) Antenna apparatus and article management system
JP2002344228A (ja) 質問器及びそれを用いた物品管理システム
US10910716B2 (en) RFID infinity antenna
JP4340717B1 (ja) アンテナ装置及びアンテナ装置付きの家具
CN102124605A (zh) 无线ic器件及其制造方法
JP4406736B1 (ja) 家具に装着されるアンテナ装置及びアンテナ装置付きの家具
JP6872266B2 (ja) Ｒｆタグ用アンテナ、ｒｆタグおよびｒｆタグ用アンテナの製造方法
JP5720271B2 (ja) 光記録媒体用ケース、ブーストアンテナ、および、管理システム
JP2015046729A (ja) Ｉｃタグ用アンテナ及びそれを用いたｉｃタグ
CN114556699B (zh) 天线装置以及带有该天线装置的家具
CN105989396A (zh) 电子标签
JP2020042605A (ja) Ｒｆタグラベル
JP7455406B2 (ja) アンテナ装置及び該アンテナ装置付きの家具
JP2020046834A (ja) Ｒｆタグラベル
JP2020046838A (ja) Ｒｆタグラベル
JP7133232B2 (ja) 部品管理用カードおよび部品管理装置
KR20030040243A (ko) 코일이 매립된 인레이 층을 가지는 콤비형 아이씨 카드 및그 제조 방법
JP2001357363A (ja) 無線タグシステムの質問器
JP2012162291A (ja) 光記録媒体用ケース、ブーストアンテナ、および、管理システム
JP2009025923A (ja) 無線ｉｃデバイス

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08878761

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC - EPO FORM 1205A DATED 14.09.2011

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08878761

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1