アンテナ装置、ＲＦＩＤシステム
【課題】漏れ電界を生じさせ、これにより上方に離間して配置される無線タグと通信するときに、無線タグの配置方向に関わらず無線タグが電波を受信できるようにすること。
【解決手段】アンテナ装置は、第１導体層と、第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層と、第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられる所定領域の第１導体部と、を備える。第２導体層には非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせる。ここで、第２軸が第１導体部の所定領域とオーバーラップする第１長さは、第１導体部から所定高さの位置において第１軸、第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に所定の無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に第１基準値以上となる長さに設定される。
【解決手段】アンテナ装置は、第１導体層と、第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層と、第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられる所定領域の第１導体部と、を備える。第２導体層には非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせる。ここで、第２軸が第１導体部の所定領域とオーバーラップする第１長さは、第１導体部から所定高さの位置において第１軸、第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に所定の無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に第１基準値以上となる長さに設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を用いてアンテナ装置間の通信を行う技術に関し、特定の用途例としては、非接触によりリーダライタと無線タグとの間の通信を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ）の無線回線を用いてリーダライタから約１Ｗの信号を送信し、無線タグ側でその信号を受信し、再びリーダライタ側へ応答信号を送り返すことにより、無線タグ内の情報をリーダライタで読み取ることができるＲＦＩＤシステムが既に知られている。国内では、９５２〜９５４ＭＨｚの無線周波数が用いられる。通信距離は、無線タグのアンテナゲイン、無線ＩＣチップの動作電圧、リーダライタのアンテナゲイン、周囲環境にもよるが、およそ３〜１０ｍ程度である。この無線タグは、アンテナと、アンテナの給電点に接続されるＩＣチップ（約０．５ｍｍ角程度）とで構成される。無線タグでは、アンテナパターンが透明フィルムシート上に印刷、エッチング等によって形成される。アンテナの給電点には、特別な整合回路を実装することなくＩＣチップが接続される。
【０００３】
無線タグのＩＣチップは、内部抵抗Ｒｃ（例えば１７００Ω）とキャパシタンスＣｃ（例えば１．０ｐＦ）との並列回路で等価的に表わすことができる。また、無線タグのアンテナは、放射抵抗Ｒａ（例えば２０００Ω）と、インダクタンスＬａ（例えば３０ｎＨ）の並列回路で等価的に表わすことができる。ＩＣチップとアンテナを並列接続することにより、キャパシタンスＣｃとインダクタンスＬａとが共振し、所望の共振周波数ｆｏ（例えば９５３ＭＨｚ）でインピーダンス整合する。これにより、無線タグでは最大の受信電力が得られる。上記共振周波数ｆｏは、1/(2π*(La*Cc)1/2)で表される。
【０００４】
従来、メッシュ状の電極を有し、伝達する電磁波の進行方向に垂直方向の幅の長さが、垂直方向で共振状態となるように、伝達する電磁波の波長の半分の自然数倍に略等しい電磁波伝達シートが知られている。この電磁波伝達シートは、誘電体層をメッシュ状の導電体層と平板状の導電体層とで挟む構造を備えており、メッシュ状の導電体層から一定の高さまで電磁波が染み出すようになる、とされている。また、この電磁波伝達シートを利用した、棚の中の物品等を管理するＲＦＩＤシステムが開示されている。このシステムによれば、棚の内部にアンテナ装置としての電磁波伝達シートを設置し、管理対象となる物品に無線タグを貼り付け、電磁波伝達シートとリーダライタを同軸ケーブルで接続するようにして、無線タグの存在を検出する。このシステムによれば、リーダライタからの電磁波が想定していない場所まで飛んでしまい、読み取りすることを意図していない無線タグを検出してしまうという問題が生ずる可能性が低減される、とされている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１４６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のアンテナ装置としての電磁波伝達シートでは、その上方に無線タグを配置したときに、無線タグが配置される向きによっては無線タグが電磁波伝達シートからの電波を受信できない場合がある、という問題がある。
上記問題について図１を参照して説明する。図１では、リーダライタ(R/W)と同軸ケーブル等によって接続され電力を供給される電磁波伝達シート１００と、電磁波伝達シート１００の上方に配置されている無線タグとを示している。図１に示すように、この電磁波伝達シート１００は、メッシュ状の導電体層を備えている。図１において、tagX, tagY, tagZはそれぞれ、無線タグが図に示す座標系のX軸、Y軸、Z軸に平行に配置された状態を示している。このとき、無線タグがtagXまたはtagZの状態のときには無線タグは電波を受信できるが、無線タグがtagYの状態のときには無線タグは電波を受信できない場合がある。
【０００７】
この問題についてさらに、図２および図３を参照して説明する。
図２は、時間の経過に応じて電磁波伝達シート１００上に漏れ出す（又は、染み出す）電界（以下、「漏れ電界」という。）の状態を示す図であり、（ａ）はt=t1の状態、（ｂ）はt=t2(>t1)の状態、（ｃ）はt=t3(>t2)の状態を示している。なお、図２では、説明の便宜のためにすべての電界を表示せず、時間の経過とともに変化する電界の様子が分かる範囲で電界を表示している。図３は、無線タグの各々の配置状態（tagX, tagY, tagZ）において無線タグが電磁波伝達シート１００から受ける電界の様子を表している。なお、図３において、無線タグには、中央のＩＣチップ（給電点）から両端に向けて延びるダイポールアンテナが示されている。また、図３の（ｂ）は、無線タグの配置状態がtagYであって、かつ無線タグが図２に示す座標系のY=0（電磁波伝達シート１００の短辺の中央）に配置された場合を示している。
【０００８】
図２を参照すると、電磁波伝達シート１００では、リーダライタから給電を受ける一端から他端に向かって、すなわちX軸を+X方向に向かって電磁波が進行する。その結果、図２に示すように、電磁波伝達シート１００の表面から生ずる漏れ電界のうち+Xおよび−X方向に生ずる漏れ電界が+X方向に進行する。一方、電磁波伝達シート１００の最下層には平板状の導電体層が設けられているため、この電磁波伝達シート１００では、メッシュ状の導電体層上で電磁波が進行する軸(X軸)と直交するY軸において相反する２方向、つまり+Y方向と−Y方向に漏れ電界が生ずる。そして、図２に示すように、+Y方向と−Y方向に生ずる漏れ電界が全体として+X方向（電磁波の進行方向）に進行する。
【０００９】
図３の（ａ）および（ｃ）に示すように、無線タグがtagXおよびtagZの配置状態のときには、上述した漏れ電界により無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向（つまり、電界の直線偏波の方向）が、２本のエレメント全体に亘って同一方向となる。これにより、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生ずる（ΔＶ＞０）。つまり、無線タグは、漏れ電界により励起され、電磁波伝達シートからの電波を受信することができる。
【００１０】
一方、図３の（ｂ）に示すように、無線タグがY=0の位置にtagYの配置状態で置かれるときには、上述した漏れ電界により無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向が２本のエレメントにおいて相反する方向となり、その電界の大きさが対称となる。そのため、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生じない（ΔＶ＝０）。つまり、無線タグは、漏れ電界により励起されず、電磁波伝達シートからの電波を受信することができない。なお、無線タグがtagYの配置状態であって、かつY=0でないときには、２本のエレメントで受ける電界の大きさが非対称となるため、電磁波伝達シートからの電波を受信することができる。
【００１１】
よって、発明の１つの側面では、漏れ電界を生じさせ、これにより上方に離間して配置される無線タグと通信するときに、無線タグの配置方向に関わらず無線タグが電波を受信できるようにしたアンテナ装置、ＲＦＩＤシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の観点では、アンテナ装置が提供される。
このアンテナ装置は、
（Ａ）第１導体層；
（Ｂ）第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で上記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層；
（Ｃ）第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられる所定領域の第１導体部；
を備える。
ここで、第２軸が第１導体部の所定領域とオーバーラップする第１長さは、第１導体部から所定高さの位置において上記第１軸、上記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に所定の無線タグを配置したときの当該無線タグの受信電力が共に第１基準値以上となる長さに設定されている。
【００１３】
第２の観点では、リーダライタから供給される電力によって電磁波を放射するアンテナ装置と、アンテナ装置上に配置される物品に付着された無線タグとの間で通信を行うＲＦＩＤシステムが提供される。
このＲＦＩＤシステムにおいて、アンテナ装置は、
（Ｄ）第１導体層；
（Ｅ）第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で上記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層；
（Ｆ）第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられ、上記第１軸に平行な短辺と、上記第２軸に平行な長辺とからなる所定領域の第１導体部；
を備える。
ここで、第１導体部の短辺の長さは、第１導体部から所定高さの位置において上記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に前記無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に第２基準値以上となる長さに設定されている。
【発明の効果】
【００１４】
開示のアンテナ装置、ＲＦＩＤシステムによれば、上方に離間して配置される無線タグと通信するときに、漏れ電界によって無線タグの配置方向に関わらず無線タグが電波を受信できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】リーダライタによって電力を供給される電磁波伝達シートと、電磁波伝達シートの上方に配置されている無線タグとを示す図。
【図２】時間の経過に応じて電磁波伝達シート上に生ずる漏れ電界の状態を示す図。
【図３】無線タグの各々の配置状態において無線タグが電磁波伝達シートから受ける電界の様子を表す図。
【図４】第１の実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を示す図。
【図５】第１の実施形態のアンテナ装置のシート状アンテナの構成について示す図。
【図６】第１の実施形態のアンテナ装置上に生ずる漏れ電界の状態を示す図。
【図７】第１の実施形態のＲＦＩＤシステムにおいて、放射板上の無線タグが各々の配置状態でアンテナ装置から受ける電界の様子を表す図。
【図８】第１の実施形態において放射板の幅が広すぎる場合に、放射板上の無線タグが各々の配置状態でアンテナ装置から受ける電界の様子を表す図。
【図９】第１の実施形態において放射板の幅と標準ダイポールアンテナの受信電力との関係を示すグラフを表す図。
【図１０】第１の実施形態のアンテナ装置の変形例を示す図。
【図１１】第１の実施形態のアンテナ装置の変形例を示す図。
【図１２】第２の実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を示す図。
【図１３】第２の実施形態のアンテナ装置の変形例を示す図。
【図１４】第３の実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を示す図。
【図１５】第３の実施形態においてブースターの形態の変形例を示す図。
【図１６】第３の実施形態において無線タグが貼り付けられたＣＤの例を示す図。
【図１７】第３の実施形態のＲＦＩＤシステムの動作を説明するための図。
【図１８】第３の実施形態のＲＦＩＤシステムにおいて放射板の幅と無線タグの受信電力との関係を示すグラフを表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１）第１の実施形態
以下、第１の実施形態のアンテナ装置、およびこのアンテナ装置を含むＲＦＩＤシステムについて説明する。以下の説明、および以下の説明で参照する図では、図１および図２で示した座標系と同一のものを使用し、無線タグまたは後述する標準ダイポールアンテナがX軸（第１軸）、Y軸（第２軸）、Z軸（第３軸）に平行に配置された状態をそれぞれtagX, tagY, tagZと表記する。
【００１７】
（１−１）アンテナ装置の構成とＲＦＩＤシステム
先ず図４および図５を参照して本実施形態のアンテナ装置の構成と、ＲＦＩＤシステムとについて説明する。図４は、本実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を示す図である。図４には、図１および図２に示した座標軸と同一のものが示されている。図５は本実施形態のアンテナ装置のシート状アンテナの構成について示す図であり、（ａ）はシート状アンテナの平面図、（ｂ）は当該平面図のＸ−Ｘ’ラインの断面図を示す。
【００１８】
図４に示すように、このＲＦＩＤシステムは、アンテナ装置１と、アンテナ装置１と同軸ケーブル１１０を介して接続されるリーダライタ３０とを含む。アンテナ装置１は、シート状アンテナ１０と、第１導体部としての放射板２０と、通信インタフェース１２０と、終端部材１３０とを備える。
図示していないが、このＲＦＩＤシステムでは、リーダライタ３０と通信を行う無線タグがアンテナ装置１の上方に配置される。このＲＦＩＤシステムでは、アンテナ装置１上に配置された物品に付着される無線タグとリーダライタ３０がアンテナを介して非接触の通信を行うことで、リーダライタ３０が無線タグのデータを読み取る。かかるＲＦＩＤシステムの用途としては例えば、棚の底面にアンテナ装置１を載置して棚に配列された物品（書籍、ＣＤ(Compact Disk)等）の在庫管理を行う場合等が挙げられる。
【００１９】
図５（ｂ）に示すように、アンテナ装置１のシート状アンテナ１０は、平板状の導体層１０１（第１導体層）、導体層１０１上に設けられる誘電体１０２、および誘電体１０２上に設けられるメッシュ状の導体層１０３（第２導体層）を含む積層構造となっている。このシート状アンテナ１０では、導体層１０１と、導体層１０１の上方において実質的に平行に誘電体１０２を介して離間して配置された導体層１０３とが伝送線路を構成している。導体層１０３はメッシュ状となっているため、部分的に設けられた非導体部から上方空間に漏れ電界が生ずるようになっている。シート状アンテナ１０上に生ずる漏れ電界の領域の高さは、導体層１０３のメッシュパターン形状、誘電体１０２の厚さ、誘電体１０２の誘電率等のパラメータによって変動しうる。各パラメータは、実際の用途における無線タグの位置や受信性能に応じて適宜設定してよい。なお、図５（ｂ）には図示していないが、導体層１０３上に保護層を設けてもよい。
【００２０】
通信インタフェース１２０は例えば、シート状アンテナ１０の一端に接続されるSMAコネクタを含み、リーダライタ３０からの高周波信号をシート状アンテナ１０へ伝達するとともに、シート状アンテナ１０で受信した高周波信号をリーダライタ３０へ伝達する。
終端部材１３０は、シート状アンテナ１０の他端（通信インタフェース１２０と反対側の端）に設けられ、シート状アンテナ１０の一端から進行する電磁波を吸収する役割を備える。終端部材１３０は、例えば導体板と抵抗とを組み合わせた構成とすることができ、例えば導体板をメッシュ状の導体層１０３の上に載置するのみでもよい。
【００２１】
放射板２０は、図４および図５に示す例では、シート状アンテナ１０上で所望の電界分布を形成するために設けられる導電性の矩形の板状部材である。放射板２０はシート状アンテナ１０に対して例えば接着剤によって貼り付けられる。放射板２０は、シート状アンテナ１０の導体層１０３と接触していなくてもよい。例えば導体層１０３上に保護層が設けられる場合には、放射板２０はその保護層上に貼り付けられる。
【００２２】
放射板２０は、放射板２０の上方に無線タグが図４に示す座標軸において実質的にY=0の位置にY軸と平行に配置される状態（tagYの配置状態）で設置される可能性がある場合に設けられる。仮に放射板２０が無いとした場合には、前述したように、無線タグがY=0の位置にtagYの配置状態で置かれるときに、漏れ電界により無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向が２本のエレメントにおいて相反する方向となり、その電界の大きさが対称となる。そのため、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生じず無線タグが励起されない。そこで、本実施形態のアンテナ装置１では、無線タグがY=0の位置にtagYの配置状態で置かれうる状況下では、その無線タグの直下に放射板２０が設置される。これによって、後述するように、シート状アンテナ１０上において、放射板２０が仮に無い場合とは異なる電界分布が形成されるため、無線タグをその配置状態に関わらず励起させることができる。
【００２３】
図４および図５（ａ）に示すように、放射板２０は好ましくは、矩形の長辺がY軸に平行となるように配置され、長辺の長さＬが無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さとなっている。例えば、国内のＲＦＩＤシステムの使用周波数のうち９５３ＭＨｚでは、仮に導体層１０１と導体層１０３とが空気中で離間していた場合には約１６５ｍｍとなる。本実施形態のように、誘電体１０２を含む場合には、誘電体１０２の誘電率にもよるが、約１４０〜１７０ｍｍに設定するのが好ましい。
【００２４】
（１−２）アンテナ装置１が生成する電界分布と放射板２０上の無線タグの励起
次に、本実施形態のアンテナ装置１が生成する電界分布と、それによって生ずる放射板２０上の無線タグの励起とについて、図６〜８を参照して説明する。図６は、本実施形態のアンテナ装置１上に生ずる漏れ電界の状態を示す図である。図７は、本実施形態のＲＦＩＤシステムにおいて、放射板２０上の無線タグが各々の配置状態（tagX, tagY, tagZ）でアンテナ装置１から受ける電界の様子を表す図である。なお、図７において、無線タグでは、中央のＩＣチップ（給電点）から両端に向けて延びるダイポールアンテナが示されている。図８は、放射板２０の幅が広すぎる場合に、放射板２０上の無線タグが各々の配置状態でアンテナ装置１から受ける電界の様子を表す図である。
【００２５】
先ず図６を参照すると、本実施形態のアンテナ装置１では、シート状アンテナ１０の導体層１０１と導体層１０３とが伝送線路を形成する。そのため、リーダライタ３０から給電を受ける一端（通信インタフェース１２０が位置する端）から他端（終端部材１３０の位置する端）に向かって電磁波が進行する。すなわちX軸を+X方向に向かって電磁波が進行する。このとき、シート状アンテナ１０の上層の導体層１０３には部分的に非導体部が設けられているため、シート状アンテナ１０の上方に漏れ電界が生ずる。ここでシート状アンテナ１０の最下層には平板状の導体層１０１が設けられているため、このアンテナ装置１では、メッシュ状の導電体層上で電磁波が進行する軸(X軸)と直交するY軸において相反する２方向、つまり+Y方向と−Y方向に漏れ電界が生ずる。そして、+Y方向と−Y方向に生ずる漏れ電界が全体として+X方向（電磁波の進行方向）に進行する。
【００２６】
一方、本実施形態のアンテナ装置１において、放射板２０上では、シート状アンテナ１０からの漏れ電界のうち+Y方向と−Y方向の成分は遮断され、図６に示すように、+Y方向の電界が生ずる。なお、図６では、+Y方向に向かう放射状の複数の電気力線を代表して１本の太線で示してある。前述したように、放射板２０は好ましくは、矩形の長辺がY軸に平行となるように配置され、長辺の長さが無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さとなっている。このときに、放射板２０上によって生ずる電界強度が最大となるため、無線タグがアンテナ装置１からの電波を最も良好に受信することができる。
なお、放射板２０の幅（X軸方向の長さ）が広すぎない場合には、放射板２０は、シート状アンテナ１０からの漏れ電界のうち+X方向または−X方向に向かう電界を遮断しない。すなわち、図６に示すように、+X方向または−X方向に向かう漏れ電界は、放射板２０を跨ぐようにして生ずる。
【００２７】
図６に示したように漏れ電界が生ずる状況下において、図７の（ａ）および（ｃ）に示すように、放射板２０上の無線タグがtagXおよびtagZの配置状態のときには、上述した漏れ電界は、放射板２０を跨ぐようにして形成される。つまり、仮に放射板２０が無い場合と同様の+X方向または−X方向に向かう漏れ電界が生ずる。そのため、無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向（つまり、電界の直線偏波の方向）が、２本のエレメント全体に亘って同一方向となる。これにより、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生ずる（ΔＶ＞０）。つまり、放射板２０上の無線タグは、漏れ電界により励起され、アンテナ装置１からの電波を受信することができる。
【００２８】
一方、放射板２０自体によって+Y方向に向かう電界が形成される。このとき、図７の（ｂ）に示すように、放射板２０上の無線タグがtagYの配置状態のときには、無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向が、２本のエレメント全体に亘って同一方向となる。これにより、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生ずる（ΔＶ＞０）。つまり、放射板２０上の無線タグは、放射板２０によって生ずる電界により励起され、アンテナ装置１からの電波を受信することができる。
【００２９】
上述したように、本実施形態のアンテナ装置１では、放射板２０を設けたことで、放射板２０上に配置される無線タグをその配置方向に関わらず励起させうる。しかしながら、放射板２０の幅（X軸方向の長さ）が広すぎる場合には、+X方向または−X方向に向かう漏れ電界が放射板２０によって遮断されてしまい、無線タグの配置方向によっては無線タグを励起させることができない。この点について以下説明する。
【００３０】
先ず図８（ｂ）を参照すると、放射板２０上の無線タグがtagYの配置状態のときには、放射板２０自体によって+Y方向に向かう電界が形成される。そのため、図７（ｂ）と同様に、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生ずる（ΔＶ＞０）。つまり、放射板２０上の無線タグは、放射板２０によって生ずる電界により励起され、アンテナ装置１からの電波を受信することができる。
一方、図８の（ａ）および（ｃ）に示すように、放射板２０上の無線タグがtagXおよびtagZの配置状態のときには、放射板２０によって生ずる電界により無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向が２本のエレメントにおいて同一方向となり、その電界の大きさが対称となる。なお、図８の（ａ）では、紙面上手前から奥に向かう矢印付きの線が示される。このとき、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生じない（ΔＶ＝０）。つまり、無線タグは、放射板２０によって生ずる電界により励起されず、アンテナ装置１からの電波を受信することができない。
【００３１】
（１−３）放射板２０の幅寸法の決定方法
上述した議論から明らかなことは、放射板２０上に配置される無線タグをその配置方向に関わらず、より確実に励起させるためには、放射板２０の幅（X軸方向の長さ）を適切な範囲に設定することが好ましい、ということである。放射板２０の幅を適切な範囲は、アンテナ装置１の漏れ電界のレベル、無線タグが配置される高さ、無線タグの最小動作電力等の複数のパラメータによって変動すると考えられ、画一的に設定することは困難である。そこで、変動しうる前提条件に応じた放射板２０の幅寸法の好ましい決定方法について明確にするため、発明者は、幅が大きさが異なる複数の大きさの放射板２０を用いた測定を行った。すなわち、各放射板２０上に無線タグを模擬した標準ダイポールアンテナが配置され、標準ダイポールアンテナの受信電力（標準ダイポールアンテナで発生する電力）の測定が行われた。測定条件を以下に示す。
【００３２】
［測定条件］
・シート状アンテナ：８００ｍｍ（Y軸方向の長さ）×１１０ｍｍ（X軸方向の長さ）
・使用周波数：９５２〜９５４ＭＨｚ
・標準ダイポールアンテナ：１７６ｍｍ（長さ）、φ２．５ｍｍ
・標準ダイポールアンテナの位置：放射板２０から１００ｍｍの高さ
・放射板２０：１５０ｍｍ（Y軸方向の長さ）、０〜６０ｍｍ（X軸方向の長さ(幅：W)）
【００３３】
測定結果として、放射板２０の幅(W)と標準ダイポールアンテナの受信電力との関係を示すグラフを図９に示す。なお、図９においてW=0は放射板２０を設けなかった場合である。
図９に示すように、放射板２０を設けない場合、または放射板２０の幅(W)が狭い場合には、上述したとおり、標準ダイポールアンテナがtagXまたはtagZの配置状態のときの受信電力は大きいが、標準ダイポールアンテナがtagYの配置状態のときの受信電力小さい。そして、放射板２０の幅(W)を広くしていった場合に、標準ダイポールアンテナがtagYの配置状態のときの受信電力は、放射板２０によって生ずる電界を受けて受信電力は次第に増大していく。その一方で、標準ダイポールアンテナがtagXまたはtagZの配置状態のときの受信電力は、漏れ電界が放射板２０上に生じなくなっていくにつれて低下していく。
すなわち、図９から、標準ダイポールアンテナがtagYの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅(W)に対して増加関数となり、標準ダイポールアンテナがtagXまたはtagZの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅(W)に対して減少関数となることが分かる。
【００３４】
標準ダイポールアンテナの配置状態に関わらず標準ダイポールアンテナの受信電力を所定の第１基準値以上とするための放射板２０の幅は、図９の測定結果から自ずと定まる。例えば、その第１基準値を−25dBmに設定したとすれば、放射板２０の幅(W)が７〜２７ｍｍの範囲にあるときに標準ダイポールアンテナの配置状態に関わらず標準ダイポールアンテナの受信電力が上記第１基準値以上となる。なお、上記測定条件では、標準ダイポールアンテナの位置を放射板２０から１００ｍｍの高さとしたが、１００ｍｍよりも低い高さである場合には、標準ダイポールアンテナの配置状態に関わらず標準ダイポールアンテナの受信電力が上記第１基準値以上となるような放射板２０の幅の範囲を広げることができる。
以上から、標準ダイポールアンテナを使用したときの放射板２０の幅は、標準ダイポールアンテナがtagX, tagY, tagZの配置状態のときの受信電力が共に所定の第１基準値以上となるような長さに設定されていることが好ましいことが分かる。
【００３５】
なお、図９において、標準ダイポールアンテナの配置状態に関わらず受信電力が同一であることが、さらに好ましい。この観点から、放射板２０の幅は、標準ダイポールアンテナがtagYの配置状態のときの受信電力がtagXおよび／またはtagZの配置状態のときの受信電力と実質的に等しくなる長さ（図９では、７〜９ｍｍ程度）に設定することが、さらに好ましい。
【００３６】
図９は、無線タグを模擬した標準ダイポールアンテナを用いた測定結果を示した一例ではあるが、以下の２点は、アンテナ装置１の漏れ電界のレベル、無線タグが配置される高さ、無線タグの最小動作電力等の複数のパラメータに関わらず、普遍的な傾向といえる。これは、無線タグと標準ダイポールアンテナがアンテナとしての動作原理が同一であることによる。
すなわち、
（Ａ１）放射板２０上に配置された無線タグがtagYの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅に対して増加関数となる。
（Ａ２）無線タグがtagXまたはtagZの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅に対して減少関数となる。
従って、上記（Ａ１）および（Ａ２）の知見に基づき、当業者であれば、使用される無線タグ、および適用されるＲＦＩＤシステムの適用に応じて、図９に例示したデータを取得することにより好ましい放射板２０の幅を適宜設定することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置１では、シート状アンテナ１０上で所望の電界分布を形成する導電性の矩形の板状部材として放射板２０が設けられる。そして、この放射板２０の幅は、少なくとも放射板２０上の所定の高さの位置にある無線タグのすべての配置状態における受信電力が所定の第１基準値以上となる長さに設定される。そのため、本実施形態のアンテナ装置１は、放射板２０上に配置される無線タグをその配置状態に関わらず励起させることができる。また、さらに好ましくは、放射板２０の幅は、無線タグがtagYの配置状態のときの受信電力がtagXまたはtagZの配置状態のときの受信電力と実質的に等しくなる長さに設定される。
【００３８】
（１−４）変形例
なお、本実施形態では一例として、シート状アンテナ１０の導体層１０３をメッシュ状のものとしたが、導体層１０３の形態はメッシュ状に限られない。導体層１０３の形態は、例えばストライプ状でもよい。導体層１０３に形成される非導体部の形態（層全体がメッシュ状の形態の場合には、矩形）は、菱形でもよいし、円形でもよい。いずれの形態にせよ、導体層１０３は、電磁波の進行方向（図６ではX軸の+X方向）と直交する軸（図６ではY軸）において相反する２方向に漏れ電界を生じさせるものであればよい。このような漏れ電界を生じさせる場合に、本実施形態のアンテナ装置１が特に有効となる。
【００３９】
本実施形態のアンテナ装置１において、矩形の放射板２０は、矩形の長辺がY軸に平行となるように配置された場合を示したが、これに限られない。図１０に例示するように、放射板２０は、矩形の長辺がY軸に対して平行でなくてもよい。図１０に示す放射板２０の配置の下では、放射板２０が配置された向きに沿って電界（図示せず）が形成される。このときに生ずる電界のY軸方向の成分に対しては、図７（ｂ）と同様の状況が当てはまる。
【００４０】
また、放射板２０の形態を矩形とした例について示したが、放射板２０の形態は他の形態としてもよい。例えば、放射板２０は、台形、扁平した六角形、扁平した楕円形など様々な形態を採りうる。つまり、より一般的に言えば、放射板２０は所定領域を備え、その所定領域は、Y軸（電磁波の進行方向と直交する軸）の一方向に向かう電界を生じさせ、かつX軸（（電磁波の進行方向の軸）に沿った方向の電界を遮断しない程度の領域が確保されていればよい。従って、Ｙ軸が放射板２０の所定領域とオーバーラップする第１長さ（図４の場合には、矩形の短辺の長さ）が、少なくとも放射板２０上の所定の高さの位置にある無線タグのすべての配置状態における受信電力が所定の第１基準値以上となる長さに設定されていればよい。
【００４１】
本実施形態のアンテナ装置１において、放射板２０はシート状アンテナ１０とは別個に設けられる部材である場合について説明したが、放射板２０とシート状アンテナ１０は一体であってもよい。より具体的には、図１１に示すように、導体層１０３において図４に示した放射板２０と等価な導体領域１０３ａ（第１導体部）を部分的に設けるようにしてもよい。但し、図１１に例示する導体領域１０３ａは、シート状アンテナ１０の幅（Y軸方向の長さ）と一致した大きさとしているため、Y軸方向で使用周波数の半波長の長さが確保できず十分な電界強度を発生することができない場合が考えられる。その場合には、導体領域１０３ａのY軸方向の長さを使用周波数の半波長の長さまで引き延ばしてもよい。
【００４２】
（２）第２の実施形態
以下、第２の実施形態のアンテナ装置、およびこのアンテナ装置を含むＲＦＩＤシステムについて説明する。
前述したように、ＲＦＩＤシステムの用途としては、棚の底面にアンテナ装置を載置して棚に配列された物品（書籍、ＣＤ等）の在庫管理を行う場合等では、複数の物品の各々に付着させた無線タグと通信を行うことができるようにすることが好ましい。かかる観点から、本実施形態のアンテナ装置は、複数の無線タグの各々を、各無線タグの配置状態に関わらず励起させることができるようにしたものである。
図１２に、本実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を示す。図１２において、本実施形態のアンテナ装置２には、第１の実施形態の放射板２０と等価な複数の放射板（放射板２０−１〜２０−３）が設けられる。複数の放射板２０−１〜２０−３の各々の上方に無線タグ（および無線タグが付着された物品）が配置される。これにより、本実施形態のＲＦＩＤシステムでは、図１２に示すアンテナ装置２が複数の無線タグの各々を、各無線タグの配置状態に関わらず励起させることができるようになっている。
【００４３】
本実施形態の複数の放射板（放射板２０−１〜２０−３）の各々については、第１の実施形態の放射板２０の形態およびその電界の形成について同様の内容が当てはまるため、重複説明を行わない。
【００４４】
ここで、本実施形態のアンテナ装置２において、隣接する放射板間の距離（図１２に示すｄ；第１距離）を短く設定し過ぎると、シート状アンテナ１０からの漏れ電界を複数の放射板が遮断してしまい通信性能に悪影響を与える。そこで、本実施形態のアンテナ装置２では、隣接する放射板間の距離ｄを適切な範囲に設定することが好ましい。
具体的には、放射板間の距離ｄは、放射板上の無線タグがtagX, tagY, tagZの配置状態のときの受信電力が共に所定の第１基準値（例えば、無線タグの最小動作電力）以上となる距離に設定されていることが好ましい。このような距離ｄは、適用されるＲＦＩＤシステムにおいて、アンテナ装置２の漏れ電界のレベル、無線タグが配置される高さ、無線タグの最小動作電力等の複数のパラメータによって変動し得るため、画一的に設定することは困難である。しかしながら、上記パラメータが固定されれば、概ね上記距離ｄの適切な範囲を、無線タグの受信電力を測定することにより決定することができる。例えば、第１の実施形態で示した測定条件の下では、ｄ＝１０〜１５０ｍｍであることが好ましい。
【００４５】
なお、第１の実施形態で述べた変形例は、第２の実施形態にも当てはまる。例えば、図１３に示すように、メッシュ状の導体層において図１１に示した複数の放射板（放射板２０−１〜２０−３）と等価な導体領域１０３ａ−１〜１０３ａ−３を設けるようにしてもよい。
【００４６】
（３）第３の実施形態
以下、第３の実施形態のアンテナ装置、およびこのアンテナ装置を含むＲＦＩＤシステムについて説明する。
上述した各実施形態のＲＦＩＤシステムにおいて、シート状アンテナ１０上に放射板２０を設けることで、無線タグの配置状態に関わらず無線タグを励起させることができることを説明してきた。しかしながら、物品に付着するときのレイアウト条件によって無線タグが小型化され、そのような無線タグでは十分なアンテナゲインが得られない場合がある。すなわち、シート状アンテナ１０の漏れ電界および放射板２０によって生ずる電界のみでは無線タグを励起させるのに十分なエネルギーを得ることができない場合が有りえる。そのような場合には、無線タグが付着されている物品に、シート状アンテナ１０の漏れ電界および放射板２０が生ずる電界を増幅するためのブースターを設けることが好ましい。なお、ブースターについては、特開２００９−２８０２７３号において、無線タグのアンテナと電磁結合する導体として記述されているので参照されたい。
【００４７】
図１４を参照して、ブースターを利用した本実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を説明する。図１４では一例として、無線タグが物品としてのＣＤ(Compact Disk)に付着されている場合を示し、リーダライタ等は図示を省略している。図１４において、シート状アンテナ１０は、例えば物品としてのＣＤが配列される棚の底部に装着されることが想定されている。図１４では、単一のＣＤケース５０のみを示しているが、隣接するＣＤケース５０の間の距離を適切な範囲に設定する限り、ＣＤケース５０は複数存在してもよい。複数のＣＤケース５０が放射板２０上に安定的に置かれるように、棚は各ＣＤケース５０を収容するための仕切り板（図示しない）で区画されていることが想定される。
【００４８】
矩形の放射板２０は、矩形の長辺がY軸に平行となるように配置される。ブースター５１（第２導体部）は、例えば銅などの金属で成形された導体板であり、放射板２０と実質的に平行となるように、つまりY軸と実質的に平行となるように配置される。このような配置によって、放射板２０とブースター５１との電磁結合によって放射板２０によって生ずる電界を増幅させることができる。さらに、シート状アンテナ１０の漏れ電界もブースター５１によって増幅される。
なお、ここで「Y軸と実質的に平行」とは、ブースター５１の形態が全体として概ねY軸と平行であればよく、ブースター５１の形態の一部がY軸と平行でなくてもよい。例えば、図１５に、ブースター５１の形態の変形例を示す。図１５に示すように、ブースター５１は、（ａ）クランク状形態、（ｂ）メアンダ状形態、（ｃ）ジグザグ状形態、に形成してもよい。なお、図１５の（ａ）は、図１４に示すブースター５１と同一形態である。
ブースター５１の長さは使用周波数の半波長が好ましく、付着対象となる物品が十分に大きければ完全な矩形であるのがよい。しかしながら、付着対象となる物品の寸法が使用周波数の半波長よりも小さい場合には、図１５に示すような形態を採ることで、使用周波数の半波長の長さが確保される。ブースター５１が例えばクランク状形態を採る場合、好ましい寸法の一例は、ｄ１＝ｄ２＝１０ｍｍ、ｄ３＝１２０ｍｍ、ｄ４＝２ｍｍである。
【００４９】
図１６に、無線タグが貼り付けられたＣＤ６０を示す。
図１６において、ＣＤ６０に貼り付けられる無線タグ７０は、ＣＤ６０の読み取り面とは逆側の面（いわゆるレーベル面）において、内周側の中心穴部の周囲に、例えば接着剤等で貼り付けられる。無線タグ７０では、円環状（ドーナツ状）の導体板７１にスロット（溝）７２を設けることでスロットアンテナが構成されている。スロット７２は、ＩＣチップ（給電部）から両側に延びており、全体として円弧状のメアンダ形状をなしている。ＩＣチップは、導体板１０内に埋め込まれている。
この例では、スロット７２のメアンダ形状は、複数のＶ字形状部が円弧状に連結されて形成されている。メアンダ形状を構成するのにＶ字形を適用するのは、隣接するＶ字形状部のスロットの外側の導体を流れる電流の向きは逆であるものの、互いに逆向きの電流ベクトル方向が斜めとなり、逆向きの電流によって生ずる電磁波のキャンセル量を低減できるためである。
無線タグ７０の導体板７１は、ＣＤ６０の内部の記録面金属部と平面視でオーバーラップするように２箇所の延長部７１ａが設けられた形態となっている。これにより、高周波帯において、無線タグ７０の導体板７１はＣＤ６０の記録面金属部と電磁結合するため、スロット７２から十分に電波を放射させることができる。
なお、ＣＤケース５０内のＣＤ６０は、ＣＤケース５０の表面に沿って自由に回転可能になっているので、ＣＤ６０に貼り付けられた無線タグ７０は、tagY またはtagZのいずれの配置状態も採りうるが、tagXの配置状態は採り得ない。
【００５０】
本実施形態のＲＦＩＤシステムの動作について、図１７を参照して説明する。図１７は、図１４に対して、放射板２０によって生ずる電界、ブースター５１に励起される電界、無線タグ７０の偏波方向（この場合は、Y軸に平行）を、矢印を含む線によって示した図である。
図１７に示すように、放射板２０上では、シート状アンテナ１０からの漏れ電界のうち+Y方向と−Y方向の成分は遮断され、+Y方向の電界が生ずる。なお、図１７では、+Y方向に向かう放射状の複数の電気力線を代表して１本の太線で示してある。一方、ブースター５１は、放射板２０と実質的に平行となるように配置されているため、放射板２０とブースター５１との電磁結合によって放射板２０によって生ずる電界を増幅する。すなわち、図１７に示すように、ブースター５１に励起される電界が生ずるため、無線タグを励起させることができるようになる。
また、図１７には図示していないが、放射板２０上には放射板２０を跨ぐようにして概ね+X方向または−X方向に向かう放射状の漏れ電界が生じており、この漏れ電界もブースター５１によって増幅される。
よって、ブースター５１をＣＤケース５０に設けることで、アンテナゲインが小さい小型の無線タグ７０がtagY またはtagZのいずれの配置状態になった場合でも、無線タグ７０を励起させることができるようになる。
【００５１】
発明者は、本実施形態のＲＦＩＤシステムに関し、様々な条件でリーダライタが無線タグと通信できるか否か（つまり、無線タグを読み取り可または不可）について電磁界シミュレータを用いた実験を行った。その結果を表１に示す。なお、表１では、ブースターのタイプとして、図１５の（ａ）、（ｃ）の形態のものをそれぞれタイプ(a)、タイプ(c)と記載してある。また、無線タグの受信電力Ptagに対し、無線タグが読み取り可または不可となる基準の電力を−17dBm（第２基準値）に設定した。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１において、条件１〜３（無線タグの偏波方向がY軸）を参照すると、放射板の設定によって無線タグの受信電力Ptagが放射板２０が無い場合と比較して10dB増加し、ブースターを設定することでさらに14dB増加し、読み取り可となったことが確認された。条件４〜６（無線タグの偏波方向がZ軸）を参照すると、放射板２０の設定によって漏れ電界が減少し、条件４に対して条件５では、無線タグの受信電力Ptagの低下が確認されたが、ブースターの追加（条件６）によってPtagは大幅に改善された。なお、無線タグのいずれの偏波方向の場合でも、タイプ(a)とタイプ(c)のブースターの間に大きな優劣は確認されなかった。
【００５４】
図１８には、別の電磁界シミュレータの測定結果が示される。これは、タイプ(a)のブースターを用いたときの放射板２０の幅（Y軸方向の長さ；W[mm]）と無線タグ７０の受信電力[dBm]との関係を示すグラフである。
この測定結果によれば概ね、図９を参照して説明した作用と同様の理由により、図９に示した標準ダイポールアンテナによる結果と同様の傾向が確認された。すなわち、無線タグ７０がtagYの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅(W)に対して増加関数となり、無線タグ７０がtagZの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅(W)に対して減少関数となることが分かる。
【００５５】
図１８において、無線タグ７０が読み取り可または不可となる基準の電力を−17dBmに設定した場合には、放射板２０の幅(W)をＷ＝１０〜５０ｍｍに設定することで、無線タグ７０の配置状態に関わらず無線タグ７０を励起させることができるようになる。なお、前述したように、無線タグ７０の配置状態（すなわち、ＣＤケース５０内のＣＤ６０の回転方向の位置）に関わらず受信電力が同一であるのがよい。この観点から、放射板２０の幅は、無線タグ７０がtagYの配置状態のときの受信電力がtagZの配置状態のときの受信電力と実質的に等しくなる長さ（図１８では、１３〜２０ｍｍ程度）に設定することが、さらに好ましい。
【００５６】
放射板２０の幅の適切な範囲は、アンテナ装置１の漏れ電界のレベル、物品に応じて定まる無線タグが配置される高さ、無線タグの最小動作電力等の複数のパラメータによって変動しうることは前述したとおりである。例えば、ＤＶＤ(Digital Video Disk)、ＢＤ(Blu-ray Disc)等の物品に対して設定される放射板２０の幅の好ましい範囲は、ＣＤに対して設定されるそれとは異なりうる。
【００５７】
本発明の複数の実施例について詳細に説明したが、本発明のアンテナ装置、ＲＦＩＤシステムは上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。
【００５８】
以上の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００５９】
（付記１）
第１導体層と、
第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で前記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層と、
第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられる所定領域の第１導体部と、
を備え、
前記第２軸が第１導体部の所定領域とオーバーラップする第１長さは、第１導体部から所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に所定の無線タグを配置したときの当該無線タグの受信電力が共に第１基準値以上となる長さに設定されていることを特徴とする、
アンテナ装置。（１）
【００６０】
（付記２）
前記第１導体部から前記所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および前記第３軸に平行に前記所定の無線タグを配置したときの当該無線タグの受信電力をそれぞれ、第１電力、第２電力、および第３電力としたとき、
前記第１長さは、第２電力が第１電力および／または第３電力と実質的に等しくなる長さに設定されていることを特徴とする、
付記１に記載されたアンテナ装置。（２）
【００６１】
（付記３）
前記第１導体部の所定領域には、前記所定の無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さが確保されていることを特徴とする、
付記１又は２に記載されたアンテナ装置。（３）
【００６２】
（付記４）
前記第１導体部の所定領域は、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなることを特徴とする、
付記１〜３のいずれかに記載されたアンテナ装置。（４）
【００６３】
（付記５）
前記第１導体部が複数設けられ、各第１導体部は、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなり、
隣接する第１導体部の間の第１距離は、第１導体部の各々から前記所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に前記所定の無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に前記第１基準値以上となる距離に設定されていることを特徴とする、
付記１に記載されたアンテナ装置。（５）
【００６４】
（付記６）
リーダライタから供給される電力によって電磁波を放射するアンテナ装置と、アンテナ装置上に配置される物品に付着された無線タグとの間で通信を行うＲＦＩＤシステムであって、
前記アンテナ装置は、
第１導体層と、
第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で前記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層と、
第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられ、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなる所定領域の第１導体部と、を備え、
第１導体部の前記短辺の長さは、前記第１導体部から所定高さの位置において前記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に前記無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に第２基準値以上となる長さに設定されていることを特徴とする、
ＲＦＩＤシステム。（６）
【００６５】
（付記７）
前記第１導体部から前記所定高さの位置における前記第２軸、および前記第３軸に平行に前記無線タグを配置したときの無線タグの受信電力をそれぞれ、第２電力および第３電力としたとき、
前記第１長さは、第２電力が第３電力と実質的に等しくなるような長さに設定されていることを特徴とする、
付記６に記載されたＲＦＩＤシステム。
【００６６】
（付記８）
前記第１導体部の所定領域には、前記無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さが確保されていることを特徴とする、
付記６又は７に記載されたＲＦＩＤシステム。
【００６７】
（付記９）
前記第１導体部が複数設けられ、各第１導体部は、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなり、
隣接する第１導体部の間の第１距離は、第１導体部から所定高さの位置において前記第２軸、および前記第３軸のそれぞれに平行に前記無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に前記第２基準値以上となる長さに設定されていることを特徴とする、
付記６に記載されたＲＦＩＤシステム。
【００６８】
（付記１０）
前記物品には、前記第２軸と実質的に平行に延びる第２導体部が設けられていることを特徴とする、
付記６〜９のいずれかに記載されたＲＦＩＤシステム。（７）
【００６９】
（付記１１）
前記第２導体部は、前記アンテナ装置と前記無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さの導体板であることを特徴とする、
付記１０に記載されたＲＦＩＤシステム。
【符号の説明】
【００７０】
１，２…アンテナ装置
１０…シート状アンテナ
１０１…導体層
１０２…誘電体
１０３…導体層
２０…放射板
３０…リーダライタ
５０…ＣＤケース
５１…ブースター
６０…ＣＤ
７０…無線タグ
１１０…同軸ケーブル
１２０…通信インタフェース
１３０…終端部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波を用いてアンテナ装置間の通信を行う技術に関し、特定の用途例としては、非接触によりリーダライタと無線タグとの間の通信を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＨＦ帯（８６０〜９６０ＭＨｚ）の無線回線を用いてリーダライタから約１Ｗの信号を送信し、無線タグ側でその信号を受信し、再びリーダライタ側へ応答信号を送り返すことにより、無線タグ内の情報をリーダライタで読み取ることができるＲＦＩＤシステムが既に知られている。国内では、９５２〜９５４ＭＨｚの無線周波数が用いられる。通信距離は、無線タグのアンテナゲイン、無線ＩＣチップの動作電圧、リーダライタのアンテナゲイン、周囲環境にもよるが、およそ３〜１０ｍ程度である。この無線タグは、アンテナと、アンテナの給電点に接続されるＩＣチップ（約０．５ｍｍ角程度）とで構成される。無線タグでは、アンテナパターンが透明フィルムシート上に印刷、エッチング等によって形成される。アンテナの給電点には、特別な整合回路を実装することなくＩＣチップが接続される。
【０００３】
無線タグのＩＣチップは、内部抵抗Ｒｃ（例えば１７００Ω）とキャパシタンスＣｃ（例えば１．０ｐＦ）との並列回路で等価的に表わすことができる。また、無線タグのアンテナは、放射抵抗Ｒａ（例えば２０００Ω）と、インダクタンスＬａ（例えば３０ｎＨ）の並列回路で等価的に表わすことができる。ＩＣチップとアンテナを並列接続することにより、キャパシタンスＣｃとインダクタンスＬａとが共振し、所望の共振周波数ｆｏ（例えば９５３ＭＨｚ）でインピーダンス整合する。これにより、無線タグでは最大の受信電力が得られる。上記共振周波数ｆｏは、1/(2π*(La*Cc)1/2)で表される。
【０００４】
従来、メッシュ状の電極を有し、伝達する電磁波の進行方向に垂直方向の幅の長さが、垂直方向で共振状態となるように、伝達する電磁波の波長の半分の自然数倍に略等しい電磁波伝達シートが知られている。この電磁波伝達シートは、誘電体層をメッシュ状の導電体層と平板状の導電体層とで挟む構造を備えており、メッシュ状の導電体層から一定の高さまで電磁波が染み出すようになる、とされている。また、この電磁波伝達シートを利用した、棚の中の物品等を管理するＲＦＩＤシステムが開示されている。このシステムによれば、棚の内部にアンテナ装置としての電磁波伝達シートを設置し、管理対象となる物品に無線タグを貼り付け、電磁波伝達シートとリーダライタを同軸ケーブルで接続するようにして、無線タグの存在を検出する。このシステムによれば、リーダライタからの電磁波が想定していない場所まで飛んでしまい、読み取りすることを意図していない無線タグを検出してしまうという問題が生ずる可能性が低減される、とされている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１１４６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のアンテナ装置としての電磁波伝達シートでは、その上方に無線タグを配置したときに、無線タグが配置される向きによっては無線タグが電磁波伝達シートからの電波を受信できない場合がある、という問題がある。
上記問題について図１を参照して説明する。図１では、リーダライタ(R/W)と同軸ケーブル等によって接続され電力を供給される電磁波伝達シート１００と、電磁波伝達シート１００の上方に配置されている無線タグとを示している。図１に示すように、この電磁波伝達シート１００は、メッシュ状の導電体層を備えている。図１において、tagX, tagY, tagZはそれぞれ、無線タグが図に示す座標系のX軸、Y軸、Z軸に平行に配置された状態を示している。このとき、無線タグがtagXまたはtagZの状態のときには無線タグは電波を受信できるが、無線タグがtagYの状態のときには無線タグは電波を受信できない場合がある。
【０００７】
この問題についてさらに、図２および図３を参照して説明する。
図２は、時間の経過に応じて電磁波伝達シート１００上に漏れ出す（又は、染み出す）電界（以下、「漏れ電界」という。）の状態を示す図であり、（ａ）はt=t1の状態、（ｂ）はt=t2(>t1)の状態、（ｃ）はt=t3(>t2)の状態を示している。なお、図２では、説明の便宜のためにすべての電界を表示せず、時間の経過とともに変化する電界の様子が分かる範囲で電界を表示している。図３は、無線タグの各々の配置状態（tagX, tagY, tagZ）において無線タグが電磁波伝達シート１００から受ける電界の様子を表している。なお、図３において、無線タグには、中央のＩＣチップ（給電点）から両端に向けて延びるダイポールアンテナが示されている。また、図３の（ｂ）は、無線タグの配置状態がtagYであって、かつ無線タグが図２に示す座標系のY=0（電磁波伝達シート１００の短辺の中央）に配置された場合を示している。
【０００８】
図２を参照すると、電磁波伝達シート１００では、リーダライタから給電を受ける一端から他端に向かって、すなわちX軸を+X方向に向かって電磁波が進行する。その結果、図２に示すように、電磁波伝達シート１００の表面から生ずる漏れ電界のうち+Xおよび−X方向に生ずる漏れ電界が+X方向に進行する。一方、電磁波伝達シート１００の最下層には平板状の導電体層が設けられているため、この電磁波伝達シート１００では、メッシュ状の導電体層上で電磁波が進行する軸(X軸)と直交するY軸において相反する２方向、つまり+Y方向と−Y方向に漏れ電界が生ずる。そして、図２に示すように、+Y方向と−Y方向に生ずる漏れ電界が全体として+X方向（電磁波の進行方向）に進行する。
【０００９】
図３の（ａ）および（ｃ）に示すように、無線タグがtagXおよびtagZの配置状態のときには、上述した漏れ電界により無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向（つまり、電界の直線偏波の方向）が、２本のエレメント全体に亘って同一方向となる。これにより、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生ずる（ΔＶ＞０）。つまり、無線タグは、漏れ電界により励起され、電磁波伝達シートからの電波を受信することができる。
【００１０】
一方、図３の（ｂ）に示すように、無線タグがY=0の位置にtagYの配置状態で置かれるときには、上述した漏れ電界により無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向が２本のエレメントにおいて相反する方向となり、その電界の大きさが対称となる。そのため、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生じない（ΔＶ＝０）。つまり、無線タグは、漏れ電界により励起されず、電磁波伝達シートからの電波を受信することができない。なお、無線タグがtagYの配置状態であって、かつY=0でないときには、２本のエレメントで受ける電界の大きさが非対称となるため、電磁波伝達シートからの電波を受信することができる。
【００１１】
よって、発明の１つの側面では、漏れ電界を生じさせ、これにより上方に離間して配置される無線タグと通信するときに、無線タグの配置方向に関わらず無線タグが電波を受信できるようにしたアンテナ装置、ＲＦＩＤシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の観点では、アンテナ装置が提供される。
このアンテナ装置は、
（Ａ）第１導体層；
（Ｂ）第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で上記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層；
（Ｃ）第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられる所定領域の第１導体部；
を備える。
ここで、第２軸が第１導体部の所定領域とオーバーラップする第１長さは、第１導体部から所定高さの位置において上記第１軸、上記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に所定の無線タグを配置したときの当該無線タグの受信電力が共に第１基準値以上となる長さに設定されている。
【００１３】
第２の観点では、リーダライタから供給される電力によって電磁波を放射するアンテナ装置と、アンテナ装置上に配置される物品に付着された無線タグとの間で通信を行うＲＦＩＤシステムが提供される。
このＲＦＩＤシステムにおいて、アンテナ装置は、
（Ｄ）第１導体層；
（Ｅ）第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で上記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層；
（Ｆ）第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられ、上記第１軸に平行な短辺と、上記第２軸に平行な長辺とからなる所定領域の第１導体部；
を備える。
ここで、第１導体部の短辺の長さは、第１導体部から所定高さの位置において上記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に前記無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に第２基準値以上となる長さに設定されている。
【発明の効果】
【００１４】
開示のアンテナ装置、ＲＦＩＤシステムによれば、上方に離間して配置される無線タグと通信するときに、漏れ電界によって無線タグの配置方向に関わらず無線タグが電波を受信できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】リーダライタによって電力を供給される電磁波伝達シートと、電磁波伝達シートの上方に配置されている無線タグとを示す図。
【図２】時間の経過に応じて電磁波伝達シート上に生ずる漏れ電界の状態を示す図。
【図３】無線タグの各々の配置状態において無線タグが電磁波伝達シートから受ける電界の様子を表す図。
【図４】第１の実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を示す図。
【図５】第１の実施形態のアンテナ装置のシート状アンテナの構成について示す図。
【図６】第１の実施形態のアンテナ装置上に生ずる漏れ電界の状態を示す図。
【図７】第１の実施形態のＲＦＩＤシステムにおいて、放射板上の無線タグが各々の配置状態でアンテナ装置から受ける電界の様子を表す図。
【図８】第１の実施形態において放射板の幅が広すぎる場合に、放射板上の無線タグが各々の配置状態でアンテナ装置から受ける電界の様子を表す図。
【図９】第１の実施形態において放射板の幅と標準ダイポールアンテナの受信電力との関係を示すグラフを表す図。
【図１０】第１の実施形態のアンテナ装置の変形例を示す図。
【図１１】第１の実施形態のアンテナ装置の変形例を示す図。
【図１２】第２の実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を示す図。
【図１３】第２の実施形態のアンテナ装置の変形例を示す図。
【図１４】第３の実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を示す図。
【図１５】第３の実施形態においてブースターの形態の変形例を示す図。
【図１６】第３の実施形態において無線タグが貼り付けられたＣＤの例を示す図。
【図１７】第３の実施形態のＲＦＩＤシステムの動作を説明するための図。
【図１８】第３の実施形態のＲＦＩＤシステムにおいて放射板の幅と無線タグの受信電力との関係を示すグラフを表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（１）第１の実施形態
以下、第１の実施形態のアンテナ装置、およびこのアンテナ装置を含むＲＦＩＤシステムについて説明する。以下の説明、および以下の説明で参照する図では、図１および図２で示した座標系と同一のものを使用し、無線タグまたは後述する標準ダイポールアンテナがX軸（第１軸）、Y軸（第２軸）、Z軸（第３軸）に平行に配置された状態をそれぞれtagX, tagY, tagZと表記する。
【００１７】
（１−１）アンテナ装置の構成とＲＦＩＤシステム
先ず図４および図５を参照して本実施形態のアンテナ装置の構成と、ＲＦＩＤシステムとについて説明する。図４は、本実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を示す図である。図４には、図１および図２に示した座標軸と同一のものが示されている。図５は本実施形態のアンテナ装置のシート状アンテナの構成について示す図であり、（ａ）はシート状アンテナの平面図、（ｂ）は当該平面図のＸ−Ｘ’ラインの断面図を示す。
【００１８】
図４に示すように、このＲＦＩＤシステムは、アンテナ装置１と、アンテナ装置１と同軸ケーブル１１０を介して接続されるリーダライタ３０とを含む。アンテナ装置１は、シート状アンテナ１０と、第１導体部としての放射板２０と、通信インタフェース１２０と、終端部材１３０とを備える。
図示していないが、このＲＦＩＤシステムでは、リーダライタ３０と通信を行う無線タグがアンテナ装置１の上方に配置される。このＲＦＩＤシステムでは、アンテナ装置１上に配置された物品に付着される無線タグとリーダライタ３０がアンテナを介して非接触の通信を行うことで、リーダライタ３０が無線タグのデータを読み取る。かかるＲＦＩＤシステムの用途としては例えば、棚の底面にアンテナ装置１を載置して棚に配列された物品（書籍、ＣＤ(Compact Disk)等）の在庫管理を行う場合等が挙げられる。
【００１９】
図５（ｂ）に示すように、アンテナ装置１のシート状アンテナ１０は、平板状の導体層１０１（第１導体層）、導体層１０１上に設けられる誘電体１０２、および誘電体１０２上に設けられるメッシュ状の導体層１０３（第２導体層）を含む積層構造となっている。このシート状アンテナ１０では、導体層１０１と、導体層１０１の上方において実質的に平行に誘電体１０２を介して離間して配置された導体層１０３とが伝送線路を構成している。導体層１０３はメッシュ状となっているため、部分的に設けられた非導体部から上方空間に漏れ電界が生ずるようになっている。シート状アンテナ１０上に生ずる漏れ電界の領域の高さは、導体層１０３のメッシュパターン形状、誘電体１０２の厚さ、誘電体１０２の誘電率等のパラメータによって変動しうる。各パラメータは、実際の用途における無線タグの位置や受信性能に応じて適宜設定してよい。なお、図５（ｂ）には図示していないが、導体層１０３上に保護層を設けてもよい。
【００２０】
通信インタフェース１２０は例えば、シート状アンテナ１０の一端に接続されるSMAコネクタを含み、リーダライタ３０からの高周波信号をシート状アンテナ１０へ伝達するとともに、シート状アンテナ１０で受信した高周波信号をリーダライタ３０へ伝達する。
終端部材１３０は、シート状アンテナ１０の他端（通信インタフェース１２０と反対側の端）に設けられ、シート状アンテナ１０の一端から進行する電磁波を吸収する役割を備える。終端部材１３０は、例えば導体板と抵抗とを組み合わせた構成とすることができ、例えば導体板をメッシュ状の導体層１０３の上に載置するのみでもよい。
【００２１】
放射板２０は、図４および図５に示す例では、シート状アンテナ１０上で所望の電界分布を形成するために設けられる導電性の矩形の板状部材である。放射板２０はシート状アンテナ１０に対して例えば接着剤によって貼り付けられる。放射板２０は、シート状アンテナ１０の導体層１０３と接触していなくてもよい。例えば導体層１０３上に保護層が設けられる場合には、放射板２０はその保護層上に貼り付けられる。
【００２２】
放射板２０は、放射板２０の上方に無線タグが図４に示す座標軸において実質的にY=0の位置にY軸と平行に配置される状態（tagYの配置状態）で設置される可能性がある場合に設けられる。仮に放射板２０が無いとした場合には、前述したように、無線タグがY=0の位置にtagYの配置状態で置かれるときに、漏れ電界により無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向が２本のエレメントにおいて相反する方向となり、その電界の大きさが対称となる。そのため、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生じず無線タグが励起されない。そこで、本実施形態のアンテナ装置１では、無線タグがY=0の位置にtagYの配置状態で置かれうる状況下では、その無線タグの直下に放射板２０が設置される。これによって、後述するように、シート状アンテナ１０上において、放射板２０が仮に無い場合とは異なる電界分布が形成されるため、無線タグをその配置状態に関わらず励起させることができる。
【００２３】
図４および図５（ａ）に示すように、放射板２０は好ましくは、矩形の長辺がY軸に平行となるように配置され、長辺の長さＬが無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さとなっている。例えば、国内のＲＦＩＤシステムの使用周波数のうち９５３ＭＨｚでは、仮に導体層１０１と導体層１０３とが空気中で離間していた場合には約１６５ｍｍとなる。本実施形態のように、誘電体１０２を含む場合には、誘電体１０２の誘電率にもよるが、約１４０〜１７０ｍｍに設定するのが好ましい。
【００２４】
（１−２）アンテナ装置１が生成する電界分布と放射板２０上の無線タグの励起
次に、本実施形態のアンテナ装置１が生成する電界分布と、それによって生ずる放射板２０上の無線タグの励起とについて、図６〜８を参照して説明する。図６は、本実施形態のアンテナ装置１上に生ずる漏れ電界の状態を示す図である。図７は、本実施形態のＲＦＩＤシステムにおいて、放射板２０上の無線タグが各々の配置状態（tagX, tagY, tagZ）でアンテナ装置１から受ける電界の様子を表す図である。なお、図７において、無線タグでは、中央のＩＣチップ（給電点）から両端に向けて延びるダイポールアンテナが示されている。図８は、放射板２０の幅が広すぎる場合に、放射板２０上の無線タグが各々の配置状態でアンテナ装置１から受ける電界の様子を表す図である。
【００２５】
先ず図６を参照すると、本実施形態のアンテナ装置１では、シート状アンテナ１０の導体層１０１と導体層１０３とが伝送線路を形成する。そのため、リーダライタ３０から給電を受ける一端（通信インタフェース１２０が位置する端）から他端（終端部材１３０の位置する端）に向かって電磁波が進行する。すなわちX軸を+X方向に向かって電磁波が進行する。このとき、シート状アンテナ１０の上層の導体層１０３には部分的に非導体部が設けられているため、シート状アンテナ１０の上方に漏れ電界が生ずる。ここでシート状アンテナ１０の最下層には平板状の導体層１０１が設けられているため、このアンテナ装置１では、メッシュ状の導電体層上で電磁波が進行する軸(X軸)と直交するY軸において相反する２方向、つまり+Y方向と−Y方向に漏れ電界が生ずる。そして、+Y方向と−Y方向に生ずる漏れ電界が全体として+X方向（電磁波の進行方向）に進行する。
【００２６】
一方、本実施形態のアンテナ装置１において、放射板２０上では、シート状アンテナ１０からの漏れ電界のうち+Y方向と−Y方向の成分は遮断され、図６に示すように、+Y方向の電界が生ずる。なお、図６では、+Y方向に向かう放射状の複数の電気力線を代表して１本の太線で示してある。前述したように、放射板２０は好ましくは、矩形の長辺がY軸に平行となるように配置され、長辺の長さが無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さとなっている。このときに、放射板２０上によって生ずる電界強度が最大となるため、無線タグがアンテナ装置１からの電波を最も良好に受信することができる。
なお、放射板２０の幅（X軸方向の長さ）が広すぎない場合には、放射板２０は、シート状アンテナ１０からの漏れ電界のうち+X方向または−X方向に向かう電界を遮断しない。すなわち、図６に示すように、+X方向または−X方向に向かう漏れ電界は、放射板２０を跨ぐようにして生ずる。
【００２７】
図６に示したように漏れ電界が生ずる状況下において、図７の（ａ）および（ｃ）に示すように、放射板２０上の無線タグがtagXおよびtagZの配置状態のときには、上述した漏れ電界は、放射板２０を跨ぐようにして形成される。つまり、仮に放射板２０が無い場合と同様の+X方向または−X方向に向かう漏れ電界が生ずる。そのため、無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向（つまり、電界の直線偏波の方向）が、２本のエレメント全体に亘って同一方向となる。これにより、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生ずる（ΔＶ＞０）。つまり、放射板２０上の無線タグは、漏れ電界により励起され、アンテナ装置１からの電波を受信することができる。
【００２８】
一方、放射板２０自体によって+Y方向に向かう電界が形成される。このとき、図７の（ｂ）に示すように、放射板２０上の無線タグがtagYの配置状態のときには、無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向が、２本のエレメント全体に亘って同一方向となる。これにより、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生ずる（ΔＶ＞０）。つまり、放射板２０上の無線タグは、放射板２０によって生ずる電界により励起され、アンテナ装置１からの電波を受信することができる。
【００２９】
上述したように、本実施形態のアンテナ装置１では、放射板２０を設けたことで、放射板２０上に配置される無線タグをその配置方向に関わらず励起させうる。しかしながら、放射板２０の幅（X軸方向の長さ）が広すぎる場合には、+X方向または−X方向に向かう漏れ電界が放射板２０によって遮断されてしまい、無線タグの配置方向によっては無線タグを励起させることができない。この点について以下説明する。
【００３０】
先ず図８（ｂ）を参照すると、放射板２０上の無線タグがtagYの配置状態のときには、放射板２０自体によって+Y方向に向かう電界が形成される。そのため、図７（ｂ）と同様に、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生ずる（ΔＶ＞０）。つまり、放射板２０上の無線タグは、放射板２０によって生ずる電界により励起され、アンテナ装置１からの電波を受信することができる。
一方、図８の（ａ）および（ｃ）に示すように、放射板２０上の無線タグがtagXおよびtagZの配置状態のときには、放射板２０によって生ずる電界により無線タグのダイポールアンテナが受ける電界の振動方向が２本のエレメントにおいて同一方向となり、その電界の大きさが対称となる。なお、図８の（ａ）では、紙面上手前から奥に向かう矢印付きの線が示される。このとき、無線タグのダイポールアンテナの２本のエレメント間に電圧差が生じない（ΔＶ＝０）。つまり、無線タグは、放射板２０によって生ずる電界により励起されず、アンテナ装置１からの電波を受信することができない。
【００３１】
（１−３）放射板２０の幅寸法の決定方法
上述した議論から明らかなことは、放射板２０上に配置される無線タグをその配置方向に関わらず、より確実に励起させるためには、放射板２０の幅（X軸方向の長さ）を適切な範囲に設定することが好ましい、ということである。放射板２０の幅を適切な範囲は、アンテナ装置１の漏れ電界のレベル、無線タグが配置される高さ、無線タグの最小動作電力等の複数のパラメータによって変動すると考えられ、画一的に設定することは困難である。そこで、変動しうる前提条件に応じた放射板２０の幅寸法の好ましい決定方法について明確にするため、発明者は、幅が大きさが異なる複数の大きさの放射板２０を用いた測定を行った。すなわち、各放射板２０上に無線タグを模擬した標準ダイポールアンテナが配置され、標準ダイポールアンテナの受信電力（標準ダイポールアンテナで発生する電力）の測定が行われた。測定条件を以下に示す。
【００３２】
［測定条件］
・シート状アンテナ：８００ｍｍ（Y軸方向の長さ）×１１０ｍｍ（X軸方向の長さ）
・使用周波数：９５２〜９５４ＭＨｚ
・標準ダイポールアンテナ：１７６ｍｍ（長さ）、φ２．５ｍｍ
・標準ダイポールアンテナの位置：放射板２０から１００ｍｍの高さ
・放射板２０：１５０ｍｍ（Y軸方向の長さ）、０〜６０ｍｍ（X軸方向の長さ(幅：W)）
【００３３】
測定結果として、放射板２０の幅(W)と標準ダイポールアンテナの受信電力との関係を示すグラフを図９に示す。なお、図９においてW=0は放射板２０を設けなかった場合である。
図９に示すように、放射板２０を設けない場合、または放射板２０の幅(W)が狭い場合には、上述したとおり、標準ダイポールアンテナがtagXまたはtagZの配置状態のときの受信電力は大きいが、標準ダイポールアンテナがtagYの配置状態のときの受信電力小さい。そして、放射板２０の幅(W)を広くしていった場合に、標準ダイポールアンテナがtagYの配置状態のときの受信電力は、放射板２０によって生ずる電界を受けて受信電力は次第に増大していく。その一方で、標準ダイポールアンテナがtagXまたはtagZの配置状態のときの受信電力は、漏れ電界が放射板２０上に生じなくなっていくにつれて低下していく。
すなわち、図９から、標準ダイポールアンテナがtagYの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅(W)に対して増加関数となり、標準ダイポールアンテナがtagXまたはtagZの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅(W)に対して減少関数となることが分かる。
【００３４】
標準ダイポールアンテナの配置状態に関わらず標準ダイポールアンテナの受信電力を所定の第１基準値以上とするための放射板２０の幅は、図９の測定結果から自ずと定まる。例えば、その第１基準値を−25dBmに設定したとすれば、放射板２０の幅(W)が７〜２７ｍｍの範囲にあるときに標準ダイポールアンテナの配置状態に関わらず標準ダイポールアンテナの受信電力が上記第１基準値以上となる。なお、上記測定条件では、標準ダイポールアンテナの位置を放射板２０から１００ｍｍの高さとしたが、１００ｍｍよりも低い高さである場合には、標準ダイポールアンテナの配置状態に関わらず標準ダイポールアンテナの受信電力が上記第１基準値以上となるような放射板２０の幅の範囲を広げることができる。
以上から、標準ダイポールアンテナを使用したときの放射板２０の幅は、標準ダイポールアンテナがtagX, tagY, tagZの配置状態のときの受信電力が共に所定の第１基準値以上となるような長さに設定されていることが好ましいことが分かる。
【００３５】
なお、図９において、標準ダイポールアンテナの配置状態に関わらず受信電力が同一であることが、さらに好ましい。この観点から、放射板２０の幅は、標準ダイポールアンテナがtagYの配置状態のときの受信電力がtagXおよび／またはtagZの配置状態のときの受信電力と実質的に等しくなる長さ（図９では、７〜９ｍｍ程度）に設定することが、さらに好ましい。
【００３６】
図９は、無線タグを模擬した標準ダイポールアンテナを用いた測定結果を示した一例ではあるが、以下の２点は、アンテナ装置１の漏れ電界のレベル、無線タグが配置される高さ、無線タグの最小動作電力等の複数のパラメータに関わらず、普遍的な傾向といえる。これは、無線タグと標準ダイポールアンテナがアンテナとしての動作原理が同一であることによる。
すなわち、
（Ａ１）放射板２０上に配置された無線タグがtagYの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅に対して増加関数となる。
（Ａ２）無線タグがtagXまたはtagZの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅に対して減少関数となる。
従って、上記（Ａ１）および（Ａ２）の知見に基づき、当業者であれば、使用される無線タグ、および適用されるＲＦＩＤシステムの適用に応じて、図９に例示したデータを取得することにより好ましい放射板２０の幅を適宜設定することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態のアンテナ装置１では、シート状アンテナ１０上で所望の電界分布を形成する導電性の矩形の板状部材として放射板２０が設けられる。そして、この放射板２０の幅は、少なくとも放射板２０上の所定の高さの位置にある無線タグのすべての配置状態における受信電力が所定の第１基準値以上となる長さに設定される。そのため、本実施形態のアンテナ装置１は、放射板２０上に配置される無線タグをその配置状態に関わらず励起させることができる。また、さらに好ましくは、放射板２０の幅は、無線タグがtagYの配置状態のときの受信電力がtagXまたはtagZの配置状態のときの受信電力と実質的に等しくなる長さに設定される。
【００３８】
（１−４）変形例
なお、本実施形態では一例として、シート状アンテナ１０の導体層１０３をメッシュ状のものとしたが、導体層１０３の形態はメッシュ状に限られない。導体層１０３の形態は、例えばストライプ状でもよい。導体層１０３に形成される非導体部の形態（層全体がメッシュ状の形態の場合には、矩形）は、菱形でもよいし、円形でもよい。いずれの形態にせよ、導体層１０３は、電磁波の進行方向（図６ではX軸の+X方向）と直交する軸（図６ではY軸）において相反する２方向に漏れ電界を生じさせるものであればよい。このような漏れ電界を生じさせる場合に、本実施形態のアンテナ装置１が特に有効となる。
【００３９】
本実施形態のアンテナ装置１において、矩形の放射板２０は、矩形の長辺がY軸に平行となるように配置された場合を示したが、これに限られない。図１０に例示するように、放射板２０は、矩形の長辺がY軸に対して平行でなくてもよい。図１０に示す放射板２０の配置の下では、放射板２０が配置された向きに沿って電界（図示せず）が形成される。このときに生ずる電界のY軸方向の成分に対しては、図７（ｂ）と同様の状況が当てはまる。
【００４０】
また、放射板２０の形態を矩形とした例について示したが、放射板２０の形態は他の形態としてもよい。例えば、放射板２０は、台形、扁平した六角形、扁平した楕円形など様々な形態を採りうる。つまり、より一般的に言えば、放射板２０は所定領域を備え、その所定領域は、Y軸（電磁波の進行方向と直交する軸）の一方向に向かう電界を生じさせ、かつX軸（（電磁波の進行方向の軸）に沿った方向の電界を遮断しない程度の領域が確保されていればよい。従って、Ｙ軸が放射板２０の所定領域とオーバーラップする第１長さ（図４の場合には、矩形の短辺の長さ）が、少なくとも放射板２０上の所定の高さの位置にある無線タグのすべての配置状態における受信電力が所定の第１基準値以上となる長さに設定されていればよい。
【００４１】
本実施形態のアンテナ装置１において、放射板２０はシート状アンテナ１０とは別個に設けられる部材である場合について説明したが、放射板２０とシート状アンテナ１０は一体であってもよい。より具体的には、図１１に示すように、導体層１０３において図４に示した放射板２０と等価な導体領域１０３ａ（第１導体部）を部分的に設けるようにしてもよい。但し、図１１に例示する導体領域１０３ａは、シート状アンテナ１０の幅（Y軸方向の長さ）と一致した大きさとしているため、Y軸方向で使用周波数の半波長の長さが確保できず十分な電界強度を発生することができない場合が考えられる。その場合には、導体領域１０３ａのY軸方向の長さを使用周波数の半波長の長さまで引き延ばしてもよい。
【００４２】
（２）第２の実施形態
以下、第２の実施形態のアンテナ装置、およびこのアンテナ装置を含むＲＦＩＤシステムについて説明する。
前述したように、ＲＦＩＤシステムの用途としては、棚の底面にアンテナ装置を載置して棚に配列された物品（書籍、ＣＤ等）の在庫管理を行う場合等では、複数の物品の各々に付着させた無線タグと通信を行うことができるようにすることが好ましい。かかる観点から、本実施形態のアンテナ装置は、複数の無線タグの各々を、各無線タグの配置状態に関わらず励起させることができるようにしたものである。
図１２に、本実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を示す。図１２において、本実施形態のアンテナ装置２には、第１の実施形態の放射板２０と等価な複数の放射板（放射板２０−１〜２０−３）が設けられる。複数の放射板２０−１〜２０−３の各々の上方に無線タグ（および無線タグが付着された物品）が配置される。これにより、本実施形態のＲＦＩＤシステムでは、図１２に示すアンテナ装置２が複数の無線タグの各々を、各無線タグの配置状態に関わらず励起させることができるようになっている。
【００４３】
本実施形態の複数の放射板（放射板２０−１〜２０−３）の各々については、第１の実施形態の放射板２０の形態およびその電界の形成について同様の内容が当てはまるため、重複説明を行わない。
【００４４】
ここで、本実施形態のアンテナ装置２において、隣接する放射板間の距離（図１２に示すｄ；第１距離）を短く設定し過ぎると、シート状アンテナ１０からの漏れ電界を複数の放射板が遮断してしまい通信性能に悪影響を与える。そこで、本実施形態のアンテナ装置２では、隣接する放射板間の距離ｄを適切な範囲に設定することが好ましい。
具体的には、放射板間の距離ｄは、放射板上の無線タグがtagX, tagY, tagZの配置状態のときの受信電力が共に所定の第１基準値（例えば、無線タグの最小動作電力）以上となる距離に設定されていることが好ましい。このような距離ｄは、適用されるＲＦＩＤシステムにおいて、アンテナ装置２の漏れ電界のレベル、無線タグが配置される高さ、無線タグの最小動作電力等の複数のパラメータによって変動し得るため、画一的に設定することは困難である。しかしながら、上記パラメータが固定されれば、概ね上記距離ｄの適切な範囲を、無線タグの受信電力を測定することにより決定することができる。例えば、第１の実施形態で示した測定条件の下では、ｄ＝１０〜１５０ｍｍであることが好ましい。
【００４５】
なお、第１の実施形態で述べた変形例は、第２の実施形態にも当てはまる。例えば、図１３に示すように、メッシュ状の導体層において図１１に示した複数の放射板（放射板２０−１〜２０−３）と等価な導体領域１０３ａ−１〜１０３ａ−３を設けるようにしてもよい。
【００４６】
（３）第３の実施形態
以下、第３の実施形態のアンテナ装置、およびこのアンテナ装置を含むＲＦＩＤシステムについて説明する。
上述した各実施形態のＲＦＩＤシステムにおいて、シート状アンテナ１０上に放射板２０を設けることで、無線タグの配置状態に関わらず無線タグを励起させることができることを説明してきた。しかしながら、物品に付着するときのレイアウト条件によって無線タグが小型化され、そのような無線タグでは十分なアンテナゲインが得られない場合がある。すなわち、シート状アンテナ１０の漏れ電界および放射板２０によって生ずる電界のみでは無線タグを励起させるのに十分なエネルギーを得ることができない場合が有りえる。そのような場合には、無線タグが付着されている物品に、シート状アンテナ１０の漏れ電界および放射板２０が生ずる電界を増幅するためのブースターを設けることが好ましい。なお、ブースターについては、特開２００９−２８０２７３号において、無線タグのアンテナと電磁結合する導体として記述されているので参照されたい。
【００４７】
図１４を参照して、ブースターを利用した本実施形態のＲＦＩＤシステムの概要を説明する。図１４では一例として、無線タグが物品としてのＣＤ(Compact Disk)に付着されている場合を示し、リーダライタ等は図示を省略している。図１４において、シート状アンテナ１０は、例えば物品としてのＣＤが配列される棚の底部に装着されることが想定されている。図１４では、単一のＣＤケース５０のみを示しているが、隣接するＣＤケース５０の間の距離を適切な範囲に設定する限り、ＣＤケース５０は複数存在してもよい。複数のＣＤケース５０が放射板２０上に安定的に置かれるように、棚は各ＣＤケース５０を収容するための仕切り板（図示しない）で区画されていることが想定される。
【００４８】
矩形の放射板２０は、矩形の長辺がY軸に平行となるように配置される。ブースター５１（第２導体部）は、例えば銅などの金属で成形された導体板であり、放射板２０と実質的に平行となるように、つまりY軸と実質的に平行となるように配置される。このような配置によって、放射板２０とブースター５１との電磁結合によって放射板２０によって生ずる電界を増幅させることができる。さらに、シート状アンテナ１０の漏れ電界もブースター５１によって増幅される。
なお、ここで「Y軸と実質的に平行」とは、ブースター５１の形態が全体として概ねY軸と平行であればよく、ブースター５１の形態の一部がY軸と平行でなくてもよい。例えば、図１５に、ブースター５１の形態の変形例を示す。図１５に示すように、ブースター５１は、（ａ）クランク状形態、（ｂ）メアンダ状形態、（ｃ）ジグザグ状形態、に形成してもよい。なお、図１５の（ａ）は、図１４に示すブースター５１と同一形態である。
ブースター５１の長さは使用周波数の半波長が好ましく、付着対象となる物品が十分に大きければ完全な矩形であるのがよい。しかしながら、付着対象となる物品の寸法が使用周波数の半波長よりも小さい場合には、図１５に示すような形態を採ることで、使用周波数の半波長の長さが確保される。ブースター５１が例えばクランク状形態を採る場合、好ましい寸法の一例は、ｄ１＝ｄ２＝１０ｍｍ、ｄ３＝１２０ｍｍ、ｄ４＝２ｍｍである。
【００４９】
図１６に、無線タグが貼り付けられたＣＤ６０を示す。
図１６において、ＣＤ６０に貼り付けられる無線タグ７０は、ＣＤ６０の読み取り面とは逆側の面（いわゆるレーベル面）において、内周側の中心穴部の周囲に、例えば接着剤等で貼り付けられる。無線タグ７０では、円環状（ドーナツ状）の導体板７１にスロット（溝）７２を設けることでスロットアンテナが構成されている。スロット７２は、ＩＣチップ（給電部）から両側に延びており、全体として円弧状のメアンダ形状をなしている。ＩＣチップは、導体板１０内に埋め込まれている。
この例では、スロット７２のメアンダ形状は、複数のＶ字形状部が円弧状に連結されて形成されている。メアンダ形状を構成するのにＶ字形を適用するのは、隣接するＶ字形状部のスロットの外側の導体を流れる電流の向きは逆であるものの、互いに逆向きの電流ベクトル方向が斜めとなり、逆向きの電流によって生ずる電磁波のキャンセル量を低減できるためである。
無線タグ７０の導体板７１は、ＣＤ６０の内部の記録面金属部と平面視でオーバーラップするように２箇所の延長部７１ａが設けられた形態となっている。これにより、高周波帯において、無線タグ７０の導体板７１はＣＤ６０の記録面金属部と電磁結合するため、スロット７２から十分に電波を放射させることができる。
なお、ＣＤケース５０内のＣＤ６０は、ＣＤケース５０の表面に沿って自由に回転可能になっているので、ＣＤ６０に貼り付けられた無線タグ７０は、tagY またはtagZのいずれの配置状態も採りうるが、tagXの配置状態は採り得ない。
【００５０】
本実施形態のＲＦＩＤシステムの動作について、図１７を参照して説明する。図１７は、図１４に対して、放射板２０によって生ずる電界、ブースター５１に励起される電界、無線タグ７０の偏波方向（この場合は、Y軸に平行）を、矢印を含む線によって示した図である。
図１７に示すように、放射板２０上では、シート状アンテナ１０からの漏れ電界のうち+Y方向と−Y方向の成分は遮断され、+Y方向の電界が生ずる。なお、図１７では、+Y方向に向かう放射状の複数の電気力線を代表して１本の太線で示してある。一方、ブースター５１は、放射板２０と実質的に平行となるように配置されているため、放射板２０とブースター５１との電磁結合によって放射板２０によって生ずる電界を増幅する。すなわち、図１７に示すように、ブースター５１に励起される電界が生ずるため、無線タグを励起させることができるようになる。
また、図１７には図示していないが、放射板２０上には放射板２０を跨ぐようにして概ね+X方向または−X方向に向かう放射状の漏れ電界が生じており、この漏れ電界もブースター５１によって増幅される。
よって、ブースター５１をＣＤケース５０に設けることで、アンテナゲインが小さい小型の無線タグ７０がtagY またはtagZのいずれの配置状態になった場合でも、無線タグ７０を励起させることができるようになる。
【００５１】
発明者は、本実施形態のＲＦＩＤシステムに関し、様々な条件でリーダライタが無線タグと通信できるか否か（つまり、無線タグを読み取り可または不可）について電磁界シミュレータを用いた実験を行った。その結果を表１に示す。なお、表１では、ブースターのタイプとして、図１５の（ａ）、（ｃ）の形態のものをそれぞれタイプ(a)、タイプ(c)と記載してある。また、無線タグの受信電力Ptagに対し、無線タグが読み取り可または不可となる基準の電力を−17dBm（第２基準値）に設定した。
【００５２】
【表１】
【００５３】
表１において、条件１〜３（無線タグの偏波方向がY軸）を参照すると、放射板の設定によって無線タグの受信電力Ptagが放射板２０が無い場合と比較して10dB増加し、ブースターを設定することでさらに14dB増加し、読み取り可となったことが確認された。条件４〜６（無線タグの偏波方向がZ軸）を参照すると、放射板２０の設定によって漏れ電界が減少し、条件４に対して条件５では、無線タグの受信電力Ptagの低下が確認されたが、ブースターの追加（条件６）によってPtagは大幅に改善された。なお、無線タグのいずれの偏波方向の場合でも、タイプ(a)とタイプ(c)のブースターの間に大きな優劣は確認されなかった。
【００５４】
図１８には、別の電磁界シミュレータの測定結果が示される。これは、タイプ(a)のブースターを用いたときの放射板２０の幅（Y軸方向の長さ；W[mm]）と無線タグ７０の受信電力[dBm]との関係を示すグラフである。
この測定結果によれば概ね、図９を参照して説明した作用と同様の理由により、図９に示した標準ダイポールアンテナによる結果と同様の傾向が確認された。すなわち、無線タグ７０がtagYの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅(W)に対して増加関数となり、無線タグ７０がtagZの配置状態のときの受信電力は概ね、放射板２０の幅(W)に対して減少関数となることが分かる。
【００５５】
図１８において、無線タグ７０が読み取り可または不可となる基準の電力を−17dBmに設定した場合には、放射板２０の幅(W)をＷ＝１０〜５０ｍｍに設定することで、無線タグ７０の配置状態に関わらず無線タグ７０を励起させることができるようになる。なお、前述したように、無線タグ７０の配置状態（すなわち、ＣＤケース５０内のＣＤ６０の回転方向の位置）に関わらず受信電力が同一であるのがよい。この観点から、放射板２０の幅は、無線タグ７０がtagYの配置状態のときの受信電力がtagZの配置状態のときの受信電力と実質的に等しくなる長さ（図１８では、１３〜２０ｍｍ程度）に設定することが、さらに好ましい。
【００５６】
放射板２０の幅の適切な範囲は、アンテナ装置１の漏れ電界のレベル、物品に応じて定まる無線タグが配置される高さ、無線タグの最小動作電力等の複数のパラメータによって変動しうることは前述したとおりである。例えば、ＤＶＤ(Digital Video Disk)、ＢＤ(Blu-ray Disc)等の物品に対して設定される放射板２０の幅の好ましい範囲は、ＣＤに対して設定されるそれとは異なりうる。
【００５７】
本発明の複数の実施例について詳細に説明したが、本発明のアンテナ装置、ＲＦＩＤシステムは上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。
【００５８】
以上の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００５９】
（付記１）
第１導体層と、
第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で前記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層と、
第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられる所定領域の第１導体部と、
を備え、
前記第２軸が第１導体部の所定領域とオーバーラップする第１長さは、第１導体部から所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に所定の無線タグを配置したときの当該無線タグの受信電力が共に第１基準値以上となる長さに設定されていることを特徴とする、
アンテナ装置。（１）
【００６０】
（付記２）
前記第１導体部から前記所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および前記第３軸に平行に前記所定の無線タグを配置したときの当該無線タグの受信電力をそれぞれ、第１電力、第２電力、および第３電力としたとき、
前記第１長さは、第２電力が第１電力および／または第３電力と実質的に等しくなる長さに設定されていることを特徴とする、
付記１に記載されたアンテナ装置。（２）
【００６１】
（付記３）
前記第１導体部の所定領域には、前記所定の無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さが確保されていることを特徴とする、
付記１又は２に記載されたアンテナ装置。（３）
【００６２】
（付記４）
前記第１導体部の所定領域は、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなることを特徴とする、
付記１〜３のいずれかに記載されたアンテナ装置。（４）
【００６３】
（付記５）
前記第１導体部が複数設けられ、各第１導体部は、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなり、
隣接する第１導体部の間の第１距離は、第１導体部の各々から前記所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に前記所定の無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に前記第１基準値以上となる距離に設定されていることを特徴とする、
付記１に記載されたアンテナ装置。（５）
【００６４】
（付記６）
リーダライタから供給される電力によって電磁波を放射するアンテナ装置と、アンテナ装置上に配置される物品に付着された無線タグとの間で通信を行うＲＦＩＤシステムであって、
前記アンテナ装置は、
第１導体層と、
第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で前記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層と、
第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられ、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなる所定領域の第１導体部と、を備え、
第１導体部の前記短辺の長さは、前記第１導体部から所定高さの位置において前記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に前記無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に第２基準値以上となる長さに設定されていることを特徴とする、
ＲＦＩＤシステム。（６）
【００６５】
（付記７）
前記第１導体部から前記所定高さの位置における前記第２軸、および前記第３軸に平行に前記無線タグを配置したときの無線タグの受信電力をそれぞれ、第２電力および第３電力としたとき、
前記第１長さは、第２電力が第３電力と実質的に等しくなるような長さに設定されていることを特徴とする、
付記６に記載されたＲＦＩＤシステム。
【００６６】
（付記８）
前記第１導体部の所定領域には、前記無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さが確保されていることを特徴とする、
付記６又は７に記載されたＲＦＩＤシステム。
【００６７】
（付記９）
前記第１導体部が複数設けられ、各第１導体部は、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなり、
隣接する第１導体部の間の第１距離は、第１導体部から所定高さの位置において前記第２軸、および前記第３軸のそれぞれに平行に前記無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に前記第２基準値以上となる長さに設定されていることを特徴とする、
付記６に記載されたＲＦＩＤシステム。
【００６８】
（付記１０）
前記物品には、前記第２軸と実質的に平行に延びる第２導体部が設けられていることを特徴とする、
付記６〜９のいずれかに記載されたＲＦＩＤシステム。（７）
【００６９】
（付記１１）
前記第２導体部は、前記アンテナ装置と前記無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さの導体板であることを特徴とする、
付記１０に記載されたＲＦＩＤシステム。
【符号の説明】
【００７０】
１，２…アンテナ装置
１０…シート状アンテナ
１０１…導体層
１０２…誘電体
１０３…導体層
２０…放射板
３０…リーダライタ
５０…ＣＤケース
５１…ブースター
６０…ＣＤ
７０…無線タグ
１１０…同軸ケーブル
１２０…通信インタフェース
１３０…終端部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導体層と、
第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で前記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層と、
第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられる所定領域の第１導体部と、
を備え、
前記第２軸が第１導体部の所定領域とオーバーラップする第１長さは、第１導体部から所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に所定の無線タグを配置したときの当該無線タグの受信電力が共に第１基準値以上となる長さに設定されていることを特徴とする、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１導体部から前記所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および前記第３軸に平行に前記所定の無線タグを配置したときの当該無線タグの受信電力をそれぞれ、第１電力、第２電力、および第３電力としたとき、
前記第１長さは、第２電力が第１電力および／または第３電力と実質的に等しくなる長さに設定されていることを特徴とする、
請求項１に記載されたアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１導体部の所定領域には、前記所定の無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さが確保されていることを特徴とする、
請求項１又は２に記載されたアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１導体部の所定領域は、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載されたアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１導体部が複数設けられ、各第１導体部は、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなり、
隣接する第１導体部の間の第１距離は、第１導体部の各々から前記所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および前記第３軸のそれぞれに平行に前記所定の無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に前記第１基準値以上となる距離に設定されていることを特徴とする、
請求項１に記載されたアンテナ装置。
【請求項６】
リーダライタから供給される電力によって電磁波を放射するアンテナ装置と、アンテナ装置上に配置される物品に付着された無線タグとの間で通信を行うＲＦＩＤシステムであって、
前記アンテナ装置は、
第１導体層と、
第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で前記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層と、
第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられ、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなる所定領域の第１導体部と、を備え、
第１導体部の前記短辺の長さは、前記第１導体部から所定高さの位置において前記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に前記無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に第２基準値以上となる長さに設定されていることを特徴とする、
ＲＦＩＤシステム。
【請求項７】
前記物品には、前記第２軸と実質的に平行に延びる第２導体部が設けられていることを特徴とする、
請求項６に記載されたＲＦＩＤシステム。
【請求項１】
第１導体層と、
第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で前記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層と、
第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられる所定領域の第１導体部と、
を備え、
前記第２軸が第１導体部の所定領域とオーバーラップする第１長さは、第１導体部から所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に所定の無線タグを配置したときの当該無線タグの受信電力が共に第１基準値以上となる長さに設定されていることを特徴とする、
アンテナ装置。
【請求項２】
前記第１導体部から前記所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および前記第３軸に平行に前記所定の無線タグを配置したときの当該無線タグの受信電力をそれぞれ、第１電力、第２電力、および第３電力としたとき、
前記第１長さは、第２電力が第１電力および／または第３電力と実質的に等しくなる長さに設定されていることを特徴とする、
請求項１に記載されたアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１導体部の所定領域には、前記所定の無線タグとの間で使用する周波数の半波長に相当する長さが確保されていることを特徴とする、
請求項１又は２に記載されたアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１導体部の所定領域は、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載されたアンテナ装置。
【請求項５】
前記第１導体部が複数設けられ、各第１導体部は、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなり、
隣接する第１導体部の間の第１距離は、第１導体部の各々から前記所定高さの位置において前記第１軸、前記第２軸、および前記第３軸のそれぞれに平行に前記所定の無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に前記第１基準値以上となる距離に設定されていることを特徴とする、
請求項１に記載されたアンテナ装置。
【請求項６】
リーダライタから供給される電力によって電磁波を放射するアンテナ装置と、アンテナ装置上に配置される物品に付着された無線タグとの間で通信を行うＲＦＩＤシステムであって、
前記アンテナ装置は、
第１導体層と、
第１導体層の上方において第１導体層と実質的に平行に離間して配置され、第１軸に平行に進行する電磁波を生じさせる第２導体層であって、非導体部が部分的に設けられており、それによって上方空間に漏れ電界を生じさせ、当該漏れ電界が少なくとも部分的に、第２導体層の平面上で前記第１軸と直交する第２軸において相反する２方向に生じる第２導体層と、
第２導体層に、又は第２導体層上に別個に設けられ、前記第１軸に平行な短辺と、前記第２軸に平行な長辺とからなる所定領域の第１導体部と、を備え、
第１導体部の前記短辺の長さは、前記第１導体部から所定高さの位置において前記第２軸、および第２導体層の平面に垂直な第３軸のそれぞれに平行に前記無線タグを配置したときの無線タグの受信電力が共に第２基準値以上となる長さに設定されていることを特徴とする、
ＲＦＩＤシステム。
【請求項７】
前記物品には、前記第２軸と実質的に平行に延びる第２導体部が設けられていることを特徴とする、
請求項６に記載されたＲＦＩＤシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−２３５１５（Ｐ２０１２−２３５１５Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５９３２４（Ｐ２０１０−１５９３２４）
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１４日（２０１０．７．１４）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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