光透過性ＲＦＩＤ用アンテナ装置とそれを用いた家具及びシステム
【課題】タグＩＤを同一平面において複数エリアで認識できるＲＦＩＤ用アンテナ装置の提供。
【解決手段】光透過性を有する、板状に形成されたガラス基板２０と、前記ガラス基板２０の少なくとも一方の面に設けられている、それぞれが光透過性を有するループ状の導電性薄膜からなる複数のアンテナパターンＰと、を備え、前記複数のアンテナパターンＰは、前記ガラス基板２０の平面をそのアンテナパターンＰの数で分割して得られる各領域２０ａ〜２０ｄのほぼ全体をそれぞれのパターンＰが取り囲むように隣接して設けられる、ことを特徴とするＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【解決手段】光透過性を有する、板状に形成されたガラス基板２０と、前記ガラス基板２０の少なくとも一方の面に設けられている、それぞれが光透過性を有するループ状の導電性薄膜からなる複数のアンテナパターンＰと、を備え、前記複数のアンテナパターンＰは、前記ガラス基板２０の平面をそのアンテナパターンＰの数で分割して得られる各領域２０ａ〜２０ｄのほぼ全体をそれぞれのパターンＰが取り囲むように隣接して設けられる、ことを特徴とするＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はＲＦＩＤタグに記録された情報（以下適宜「タグＩＤ」という。）を受け取るための光透過性ＲＦＩＤ用アンテナ装置とそれを用いた家具及びシステムに係わり、特にＲＦＩＤタグ固有のタグＩＤに加えて、当該アンテナ装置とＲＦＩＤタグとの相対位置関係の情報をもあわせて受け取ることができる光透過性ＲＦＩＤ用アンテナ装置とそれを用いた家具及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年非接触方式の情報伝達手段であるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）技術において、ＲＦＩＤタグ（電子タグ、ＩＣタグ等とも呼ばれている。）が用いられるようになってきている。ＲＦＩＤタグは周知の通り一種の情報記録媒体であって、一般に、電波を受信／送信するためのアンテナと、タグＩＤを格納する不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）および周辺送受信回路とを集積してなるＩＣチップとを備えて構成されている。ＲＦＩＤタグを情報読み取り用のリーダに接続されているリーダアンテナに近接させると、ＲＦＩＤタグの送受信回路がそのリーダアンテナからの電波を受信して動作用電力を発生するとともに、メモリに格納されているタグＩＤを読み出してリーダアンテナへ向けて送信する。そして、リーダアンテナによって受信されたこのタグＩＤデータがリーダへ転送、入力されて、それに基づく種々の情報処理が行われる。
【０００３】
このようなＲＦＩＤタグを用いた情報処理応用技術は、ＲＦＩＤタグの外形寸法が著しく小型化されたことと、製造コストが大幅に下がってきたこと等が相まって、商品流通分野、医療分野などで急速に導入が拡大しつつある。例えば特許文献１は商品流通分野における応用例であって、リーダ用アンテナ付き棚板を備えた物品棚を開示している。これは、図１に示すように、リーダ用アンテナ１１が設けられたガラス板等の棚板６〜８上に陳列される商品を、アンテナによって視界を遮られることなく利用者が見ることができるように、アンテナ１１を一定の透過率以上のアンテナパターン薄膜によって構成したもので、ＲＦＩＤタグが取り付けられている商品を棚板６〜８上に置くことによってアンテナ１１との間で情報データの授受が行われるという機能を備えるとともに、アンテナによってじゃまされることなく商品がよく見えるという効果を有するとされている。
【０００４】
また、特許文献２には、光透過性基材または光反射性基材のうえに設置された光透過性アンテナからなるアンテナ装置において、基材の持つ光透過性または光反射性能を損なわずに通信性能の優れたアンテナ装置を供給すべく、線状区画領域により区画される少なくとも１種の平面充填図形によって構成される光透過性アンテナであって、該光透過性アンテナの光線透過度が６０％以上であり、該線状区画域の線幅が０．１〜１００μｍであり、該光透過性アンテナが基材の上に設置されており、基材が光透過性基材または光反射性基材であることを特徴とするアンテナ装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−３７８９９
【特許文献２】特開２００６−１８６７４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１や特許文献２の構成によっては、リーダ用アンテナを持った透過性の棚板が得られるものの、リーダ用アンテナによって読み取ることができる情報は置かれる商品等に取り付けられたＲＦＩＤタグ固有のタグＩＤ（識別子）のみであり、そのＩＤがあるかないかの二値しか得られないため、同一のテーブルや棚のどの場所で読み取られたかは識別できなかった。
【０００６】
また、特許文献１や特許文献２の構成によると、例えば棚板にリーダ用アンテナを設けた場合、その棚板に載置した物品に付されたタグＩＤを読み取るばかりでなく、棚板の下方から接近させた物品のタグＩＤを誤って読み取ってしまうおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の、及び他の課題を解決するためになされたもので、
本発明の一態様は、
光透過性を有する、板状に形成されたガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一方の面に設けられている、それぞれが光透過性を有するループ状の導電性薄膜からなる複数のアンテナパターンと、を備え、
前記複数のアンテナパターンは、前記ガラス基板の平面をそのアンテナパターンの数で分割して得られる各領域のほぼ全体をそれぞれのパターンが取り囲むように隣接して設けられる、
ことを特徴とする、複数エリア検知可能なＲＦＩＤ用アンテナ装置である。
この際、前記アンテナパターンの数で分割して得られる複数の領域の内、それらの面積において互いに相異なるものがあるように構成してもよい。
【０００８】
また、前記各アンテナパターンに沿って隣接するように、少なくとも一重のループ状導電膜パターンを形成してもよい。
前記複数のアンテナパターンを前記ガラス基板の一方の面に設け、そのガラス基板の他方の面の側にはそのほぼ全面に導電性薄膜を形成し前記アンテナパターンへの不要な電波の入射を防止する電波シールド層を構成することができる。
【０００９】
本発明の別の態様は、前記本発明の一態様に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置を備えるガラス天板またはガラス棚板が、一ないし二以上の支持脚にて略水平に支持されてなる、ガラス板材を利用した家具であって、前記ＲＦＩＤ用アンテナ装置のアンテナパターンがガラス基板の上面に設けられていることを特徴とする、ガラス板材を利用した家具である。
この際、前記各アンテナパターンからＲＦＩＤリーダライタへのリード線引き出し位置が、いずれかの支持脚に最も近接している位置に定めることがよい。
【００１０】
本発明の別の態様は、
光透過性を有する、板状に形成されたガラス基板と、
そのガラス基板のそれぞれの面に少なくとも一つずつ設けられている、光透過性を有するループ状の導電性薄膜からなるアンテナパターンと、
前記ガラス基板の厚み方向に相対向するアンテナパターンの間において、そのガラス基板のほぼ全面にわたって設けられた電波シールド層と、
を備えていることを特徴とするＲＦＩＤ用アンテナ装置である。
【００１１】
前記電波シールド層は、前記アンテナパターンと同一の導電性薄膜によって形成することができる。
前記ガラス基板を、２枚の板ガラス材の間に導電性薄膜を挟み込んでなる合わせガラス構造とし、当該導電性薄膜によって前記電波シールド層を構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
前記本発明の一態様によるＲＦＩＤ用アンテナ装置によれば、ガラス基板上のアンテナパターンが目立たないために用途が広がるだけでなく、ＲＦＩＤタグを取り付けた物品をガラス基板上のどの位置に置くかによってＲＦＩＤタグの情報を読み取るアンテナを異ならせることができるので、ＲＦＩＤタグに格納されたタグＩＤに加えてガラス基板上の位置情報も加味した情報に基づいて種々の情報処理を行わせることができる。各アンテナパターンの領域の面積に互いに異なるものがあるように設定すれば、アンテナパターンによって情報読み取り感度を変えることができる。さらに前記各アンテナパターンに沿って隣接するように、少なくとも一重のループ状導電膜パターンを形成すれば、当該アンテナパターンの受信感度を高めることができる。またアンテナパターン設置面の反対側に導電性薄膜による電波シールド層を設ければ、意図しない方向からアンテナパターンに入射するノイズの受信を防止することができる。
【００１３】
また、前記本発明の別の態様によるガラス板材を利用した家具では、ＲＦＩＤタグが取り付けられた物品を同一のガラス天板や棚板上のどこに置くかに応じて異なる情報処理を行わせることができる。前記各アンテナパターンからのリード線引き出し位置を、いずれかの支持脚に最も近接している位置に定めれば、リード線が目立たず意匠効果が高まる。
【００１４】
さらに本発明の他の態様によれば、ガラス基板の両面に設けられたアンテナパターンが両パターンの間に介在する電波シールド層によって隔てられているので、それぞれのアンテナパターンの側から入射するタグＩＤをのせた電波をそれぞれの側で独立して受信してそれに基づく情報処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明をその実施形態に即して添付図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
《ＲＦＩＤ用アンテナ装置》
本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面図を図１Ａに、その部分断面図を図１Ｂに示す。このＲＦＩＤ用アンテナ装置（以下「アンテナ装置」と略称する。）１０は使用周波数１３．５６ＭＨｚ用に構成されたものであって、３３０ｍｍ角のガラス基板２０上に４つのアンテナパターンを形成してある。すなわちガラス基板２０は、図中に破線で示すように、平面で見て４つの均等な領域２０ａ〜２０ｄに分割され、それぞれの領域２０ａ〜２０ｄの境界に沿うようにしてアンテナパターンＰが形成されている。
【００１７】
アンテナパターンＰを形成するにあたっては、まずガラス基板２０の片面のほぼ全面に導電膜（図示せず）を形成する。そして所要のパターン形状が得られるようにマスキングをした状態でブラストをかけたり薬品処理したりすることでアンテナパターンＰの形状に導電膜を残して残余の部分を脱膜する。この導電膜は例えば特開２００６−１６９０８８に開示されているものであって、ＩＴＯ、酸化スズ等の金属酸化物等が好適で、その膜厚は１μｍ以下として光透過性を持たせている。上記アンテナパターン導電膜が形成されたガラス基板２０に対して０．３〜２mm程度の厚さの中間膜（図示せず）を接着すれば、ブラストのときに生成されたガラス基板２０上の凹凸が中間膜によって埋められてほぼ透明となる。
【００１８】
本実施形態に係るアンテナ装置において形成されたアンテナパターンＰは、３つのループ状パターンＰ１〜Ｐ３を備えている。最外側のパターンＰ１がＲＦＩＤタグとのタグＩＤデータ授受を行う送受信アンテナであり、方形ガラス基板２０の各頂点に相当する部分にフィーダ部Ｆが形成され、パターンＰ１の両端それぞれにリード線Ｌが接続されるようになっている。引き出されたリード線ＬはＲＦＩＤリーダ装置に引き込まれることになるが、これについては後述する。
【００１９】
本実施形態のアンテナ装置１０では、各アンテナパターンＰについて、送受信アンテナを構成しているパターンＰ１の内側に、ほぼこれに沿うようにして２つの閉じたループパターンＰ２、Ｐ３が形成されている。これらのパターンＰ２、Ｐ３は、ＲＦＩＤタグからの電波によって誘導電流が誘起され、それによる誘導磁界が送受信アンテナパターンＰ１と結合することによって受信感度を向上させる機能を発揮している。なお、この感度向上用ループパターンは、本実施形態のように送受信用ループパターンＰ１と平面上で隣接するように設けてもよいし、あるいはガラス基板２０を介してパターンの厚み方向に一定長さ離隔して隣接するように、すなわちガラス基板２０の厚み方向に積み重ねるように設けても同様の感度向上機能を発揮する。
【００２０】
図２に、ガラス基板２０に設けた１つの送受信用アンテナパターンＰ１（図２（ａ））に対して、その送受信用アンテナパターンＰ１に積層させるように、その厚み方向に感度向上用ループパターンＰ２（図２（ｂ））を隣接させて設けた構成を示す。図示しているのは、図１Ａのアンテナパターン１回路分に相当する。それぞれアンテナパターンＰ１及びループパターンＰ２を形成したガラス基板２０を、合わせ中間膜Ｍを挟んでサンドイッチ状に接着して図２（ｃ）のアンテナ装置を得る。この際、ループパターンＰ２の外周はアンテナパターンＰ１の内周にほぼ一致するような形状寸法とすることが好ましい。
【００２１】
送受信用ループパターンＰ１の導電膜パターン幅は、本実施形態においては１３．５６ＭＨｚの電波を送受信するのに適合するように１０mmとしているが、これは目的とする特性によって適宜定めればよい。感度向上用ループパターンＰ２、Ｐ３についても同様に所望の特性が得られるように適宜定めればよい。また図示のように、各ループパターンＰ１〜Ｐ３は、パターン折り曲げ部にＲを付けているが、これはループパターンの電波特性を向上させるためであって、Ｒの半径などは適宜決定すればよい。ただし送受信用アンテナパターンから離れるにつれて、すなわち内側に行くにしたがって外側よりも感度向上用ループパターンの幅は細くするほうがよい。上記した、送受信用アンテナパターンに対して感度向上用ループパターンを積層させて配置する場合にも同じことが言える。
【００２２】
なお、図１Ｂの断面図に示すように、ガラス基板２０のアンテナパターンＰが設けられているのとは反対側の面には、ガラス基板２０を通してアンテナパターンＰにノイズ電波が入射するのを防止するための電波シールド層Ｓを設けることが好ましいことがある。この電波シールド層Ｓを設ける場合は、アンテナパターンＰの反対側の面のほぼ全体に形成してその面の側からアンテナパターンＰへの電波入射を遮るようにする。電波シールド層Ｓは、アンテナパターンＰと同様の導電性薄膜をガラス基板２０表面に成膜させて形成することができる。なおまたこの電波シールド層Ｓは、必要に応じて接地してもよい。
【００２３】
《ＲＦＩＤ用アンテナ装置の形状とパターン》
次に、アンテナ装置の形状とパターンについて説明する。図３Ａ、図３Ｂは、アンテナ装置の平面形状とアンテナループパターンの類型を模式的に示した図である。
【００２４】
まずアンテナ装置の平面形状として、前記実施形態の方形（四角形）のほか、例えば円形、三角形にすることが考えられる。言うまでもなくこの形状は本アンテナ装置の用途、設置場所、外観デザイン上の要請等に基づいて、これらに限られず適宜に決定することができる。また各アンテナパターンを配置する領域の数と形状も、アンテナ装置平面形状に対応して定めればよい。図３Ａ、図３Ｂでは例示として２つから８つまでの領域に分割して各領域にアンテナパターンを配置した様子を示している。例えば、円形のアンテナ装置について３つの領域を設定する場合、円形の中心について三等分して得られる各扇形領域の外周に沿ってループパターンを形成する。なお、図３Ａ、図３Ｂの模式図においては、四角形のガラス基板について領域を５分割あるいは６分割した例のように、必ずしも領域の面積が均等となっていないものも含まれる。この場合、各アンテナパターンの持つ指向性に基づいて比較的に他より面積が狭い領域に設定されたアンテナパターンはＲＦＩＤタグの読み取り範囲が狭まる、言い換えれば他の領域に比べて情報の授受が成立しにくい場所がガラス基板２０上に存在することになるから、受信結果による情報処理の種類等に応じて読み取りやすい、読み取りにくい、といった操作性に関する重み付けを行うことができる。すなわち、重要な情報操作と関連づける領域は比較的に面積を狭くすることにより、意識的にそこにＲＦＩＤタグを近づけなくては読み取りができないような構成を取ることができる。つまり、読み取る場所と読み取らない場所を意図的に選別できる。
【００２５】
また、図３Ａ、図３Ｂには、アンテナ装置の形状、パターン領域の数とアンテナ装置全体を支持するための支柱（支持脚）の数と配置との関係についてもそのバリエーションを示している。これは、例えば本実施形態のアンテナ装置をガラス天板に備えるテーブルの構成に主として関係している。各模式図において、各パターンに付されている黒丸印（・）が、各パターンからのリード線引き出し部分であるフィード部の位置を表している。前記した円形装置に３つの領域を設ける構成について、円形の中心に１本の支柱を設ける場合と、円形の円周上に１２０°ピッチで支柱を設ける場合では、図示のように各パターンのフィーダ部Ｆの位置を異ならせるが、この場合、フィーダ部の位置はもっとも近くにある支柱の直近位置とされる。これは、本アンテナ装置は全体がほぼ透明であるためにフィーダ部Ｆから取り出されるリード線を隠す処理ができないので、目立たないようにフィーダ部Ｆから取り出したリード線Ｌをすぐに支柱内部に引き込むかあるいは支柱に沿って配線することが適当だからである。
【００２６】
このことをより明確に示すために、円形のガラス基板２０を備え、これを三等分した領域２０ａ〜２０ｃを設定したアンテナ装置１０について、図４Ａ、図４Ｂに図示する。図４Ａは円形ガラス基板２０の中心に支柱３０を設けた例、図４Ｂは円形ガラス基板２０の円周上に１２０°ピッチで３本の支柱３０を設けた例を示している。これらの図から明らかなように、各ループパターンＰ、Ｐ１〜Ｐ３のフィーダ部Ｆは、それぞれ支柱３０の断面プロフィール内で終端するように配置されているから、ここからリード線Ｌを引き込めばリード線Ｌの存在は外から見えず美観を損ねるようなことがない。
【００２７】
《ＲＦＩＤ用アンテナ装置の作用》
次に、前記実施形態に係る方形ガラス基板を備えた４ループパターンアンテナ装置に例をとってその作用を説明する。方形ガラス基板２０にはこれを四等分した４つの領域それぞれにアンテナパターンＰが設けられているから、それぞれのアンテナパターンＰにＲＦＩＤタグの取り付けられた物品を近づけたりその上に載せたりすると、それぞれのアンテナパターンＰはＲＦＩＤタグに格納されたタグＩＤデータを受信することができる。一方、アンテナ装置１０から受信データを受領するリーダ装置で各アンテナパターンＰを判別することにより、このアンテナ装置１０ではＲＦＩＤタグに格納されているタグＩＤデータに加えてガラス基板２０上の位置情報に対応させて４種類のデータを送ることができる。またそれぞれの領域についてその全体を網羅するようにループパターンが設定されているので、ガラス基板２０全体のいずれの位置でもＲＦＩＤタグの情報データを読み取ることができる。
【００２８】
《応用例（テーブル家具）》
次に、前記実施形態のアンテナ装置１０を用いたテーブル家具について説明する。図４Ａはこのテーブル家具、ガラステーブル１００の平面図、図４Ｂはその立面図である。前記実施形態と同様の４つのアンテナパターンＰを有する方形ガラス基板１２０を備えたアンテナ装置１１０が、その四隅において４本の中空円筒状の支柱１３０によって支持されている。アンテナ装置１１０の上面にはガラステーブル１００の天板を構成するガラス天板１４０が載置されている。アンテナパターンＰはガラス基板１２０の上面に形成されており、リード線Ｌが接続されるフィーダ部Ｆを除き中間膜（図示せず）が接着されて保護されている。
【００２９】
アンテナ装置１１０の下方には間隔を開けて制御部箱１５０が配置されていて、この制御部箱１５０はその四隅が支柱１３０によって支柱１３０の下端部からいくらか浮かされた位置に固定されている。この制御部箱１５０には、ＲＦＩＤタグ情報データのリーダ装置と電源部等の周辺機器（図示せず）が収装されており、リーダ装置には４つのアンテナパターンＰの各フィーダ部Ｆから支柱１３０を経由して制御部箱１５０に引き込まれているリード線Ｌが接続される。リーダ装置としては、１３．５６ＭＨｚ用の汎用リーダ装置を種々用いることができるが、ここではアンテナ入力が４チャンネルあり４つのアンテナからの入力を識別することができるリーダ装置（例えば、タカヤ株式会社製「TR3-LD003D-4」形リーダライタ）を採用している。
【００３０】
前記リーダ装置からの出力は、インターフェイス回路を介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等に入力され、所定の情報処理が行われることになる。ＰＣおよび電源部等の周辺回路機器は、必要に応じて前記制御部箱１５０内にリーダ装置とともに収装することができる。制御の応用例として、例えばＤＶＤプレーヤの操作を考えてみる。いま図４Ａに示すように、４つのアンテナパターンＰを、アンテナ[1]〜アンテナ[4]として識別することにしたとする。ＤＶＤの収納ケースに「そのケースに入っているメディアがＤＶＤであることを示す情報」と「そのＤＶＤに収録されているコンテンツを特定する固有情報」とを少なくとも格納したＲＦＩＤタグが取り付けられているとする。ＤＶＤのケースをガラステーブル１００の天板１４０の上に置くと、いずれのアンテナ[1]〜[4]によっても「置かれた物品がＤＶＤであることとそのＤＶＤのコンテンツ」を示す情報が読み取られる。同時にアンテナ[1]〜[4]のどのアンテナで読み取られたかがリーダ装置によって識別されるから、例えば、アンテナ[1]→メインメニュー、アンテナ[2]→本編再生、アンテナ[3]→スキップ、アンテナ[4]→バック、といったＤＶＤプレーヤ操作系との対応付けをしておくと、ＤＶＤケースの置き場所によって異なる操作を簡単に行わせることができる。同様に、ＣＤ等他のメディアであることを識別して別の機器操作系に対応した動作をアンテナ毎に割り付ければ、メディアケースの置き場所によって種々の動作をさせることができる。
【００３１】
また洋服のショウケースとして作成し、アンテナパターンの上で商品を置く場所によりコーディネートする服やスカート、ズボンなどを入れ変えて画面にだすなど商品のディスプレイや説明に応用できる。
【００３２】
《ＲＦＩＤ用アンテナ装置の変形例》
次に、本発明に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の変形例について説明する。図６Ａはこの変形例の分解斜視図、図６Ｂはこの変形例の部分断面図である。後述するように、本変形例によりＲＦＩＤを施設の施錠開錠および入退室管理システムとして組み込むことが可能になる。たとえば部屋からの退室のも時にカードをかざすことを義務付ければ、部屋の使用状況や現在の利用人数などもシステム上で把握することが可能になる。
【００３３】
ＲＦＩＤ用アンテナ装置１０’は、２枚のガラス基板２０を備えており、その各ガラス基板２０の片面には、先述した実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置に形成されていたのと同様の導電膜によるループアンテナパターンＰが形成されている。いずれかのガラス基板２０（本変形例においては上側のガラス基板）のアンテナパターンＰが形成されていない面には、ほぼその全体にアンテナパターンＰと同様の導電性薄膜からなる電波シールド層Ｓを形成しておく。そして、一方のガラス基板２０の電波シールド層Ｓの面と他方のガラス基板２０のアンテナパターンＰが形成されていない面とを互いに対向させて、その間に合わせ中間膜Ｍを介して密接させる。なお、アンテナパターンＰを形成したガラス基板および電波シールド層Ｓを形成したガラス基板をどのように組み合わせても、２つのアンテナパターンＰの間が電波シールド層Ｓによって隔てられている本発明の構成が得られる限り差し支えがない。また電波シールド層Ｓは、導電性薄膜以外にも、網入りガラスに用いられる金属メッシュやパンチングメタルのような金属シート材によって構成することもできる。電波シールド層Ｓは、必要に応じて接地してもよい。
【００３４】
なお、図示の例ではアンテナパターンＰを各面に一つ設置しているが、それぞれの面において２以上のアンテナパターンＰを設けてももちろんよい。例えば先述した本発明の実施形態のように、それぞれの面を複数の領域に分割し、それぞれの領域をカバーするように複数のアンテナパターンＰを設置するような構成としてもよい。さらにこの場合、それぞれの面において領域の分割数は必ずしも同一にする必要がなく、それぞれの面でアンテナパターンＰの数を異ならせてもよい。また、先述の実施形態と同様に、感度向上用のループパターンを設けることも自由である。
【００３５】
このような構成としたＲＦＩＤ用アンテナ装置１０’によれば、ガラス基板２０を挟んで対向するアンテナパターンＰの間に導電性の電波シールド層Ｓが介在するので、いずれか一方のアンテナパターンＰによって受信されたタグＩＤが誤って他方の（反対側の）アンテナパターンＰによって受信されてしまうことがない。言い換えれば、図６Ａ、図６Ｂに図示した例では、タグＩＤのデータを一方の側のアンテナパターンＰで受信した場合と他方のアンテナパターンＰで受信した場合とで区別して認識することができることになり、タグＩＤによって伝達される情報量を増加させることができる。
【００３６】
《ＲＦＩＤ用アンテナ装置変形例の応用》
上記の変形例に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置を利用して、例えばある室内空間への人の出入りを管理するための入退出管理システムを構成することができる。図７Ａに当該システムに用いられるガラスドアの正面図を、図７Ｂ、図７Ｃに図７Ａのガラスドアに好適に用いることができるＲＦＩＤ用アンテナ装置の部分断面図を示す。
【００３７】
この例では、建物内の壁７８にガラスドア７０が取り付けられている。説明の便宜上、紙面手前が室外、紙面奥側がガラスドア７０によって区切られた室内であるとする。ガラスドア７０はドアサッシ７４に光透過性を有するドアガラス７２が組み付けられてなり、ドアサッシ７４が建物壁面にはめ込まれた外枠７９に対して蝶番７６によって取り付けられていることで、紙面前後方向に回動自在なドアを構成している。ドアガラス７２の一部にはＲＦＩＤ用アンテナ装置１０’が設けられている。このアンテナ装置１０’は、ドアガラス７２の対向する両表面側にそれぞれ形成されたアンテナパターンＰ１、Ｐ２と、それらパターンＰ１、Ｐ２の間を電磁気的に隔離する電波シールド層Ｓとを備えて構成されている。なお、図示していないが、タグＩＤの読み取りに応じてガラスドア７０の解錠・施錠を行うオートロック装置を設備することができる。
【００３８】
次に、このＲＦＩＤ用アンテナ装置１０’の構成について、より詳細に説明する。図７Ｂはアンテナ装置１０’の一実施例を示す部分断面図である。ドアガラス７２は、２枚の板ガラス２０を有し、それぞれの板ガラス２０のアンテナ装置１０’が設けられるべき部分にアンテナパターンＰ１、Ｐ２が片面ずつ形成されている。いずれかの板ガラス２０のアンテナパターンＰ１、Ｐ２が形成されていない面には、導電性薄膜からなる電波シールド層Ｓが形成され、アンテナパターンＰ１、Ｐ２の間を電磁気的に隔離させる。２枚の板ガラス２０は、アンテナパターンＰ１、Ｐ２が形成されていない面同士で合わせ中間膜Ｍを挟んで接着されてドアガラス７２を構成する。この実施例では、アンテナパターンＰ１、Ｐ２がドアガラス７２の両表面側に形成されているから、少なくともアンテナパターンＰ１、Ｐ２が保護されるように、光透過性を有する樹脂フィルム等をドアガラス７２のそれぞれの面に貼り付けておくことが望ましい。また合わせ中間膜Ｍとしては、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）からなる厚さ０．１mm〜１．５mmの膜を用いることができる。
【００３９】
図７Ｃは、アンテナ装置１０’の別の実施例を示す部分断面図である。ドアガラス７２は、３枚のガラス基板２０を備えて構成されている。２枚のガラス基板２０のそれぞれ片面には、アンテナパターンＰ１、Ｐ２が形成されている。３枚目のガラス基板２０の一方の面には、導電性薄膜が形成されて電波シールド層Ｓを構成している。アンテナパターンＰ１、Ｐ２が形成された２枚のガラス基板２０はアンテナパターンの側が内側となるように、その間に電波シールド層Ｓが形成された３枚目のガラス基板２０を挟み込んで、それぞれの相隣接するガラス基板２０の間に合わせ中間膜Ｍを挟んでそれぞれ接着する。このドアガラス７２の場合には、各アンテナパターンＰ１、Ｐ２はドアガラス７２の内側に配置されるので、先の実施例と異なり特別な樹脂フィルム等の保護材は不要である。なお、アンテナループパターンＰ１、Ｐ２の内側の領域は、部屋番号や適宜のロゴ、あるいはタグＩＤの読み取り位置であることを示す表示など、適宜の文字、数字、模様、ピクトグラムなどを転写印刷、サンドブラスト等の手法で配置するのに利用することができる。
【００４０】
いずれの実施例の場合でも、各アンテナパターンＰ１、Ｐ２から引き出されたリード線Ｌは、ドアサッシ７４内部を引き回して適当な位置から建物側の壁７８へ取り出し、適宜のタグＩＤリーダ装置（図示省略）へ接続される。タグＩＤリーダ装置は、図示しない入退出管理システムへ読み取ったタグＩＤデータを、いずれのアンテナパターンで受信したかを示すＩＤとともに引き渡す。
【００４１】
次に、本入退出管理システムの作用と効果について簡単に説明する。図７Ａの紙面手前、室外側から室内へ入ろうとする人が、所定のＲＦＩＤタグが付された社員証等の身分証をガラスドア７０のアンテナ装置１０’に接近させると（かざすと）、読み取られたタグＩＤデータはリーダ装置を介して図示しないシステムサーバに転送される。システムサーバは、受け取ったタグＩＤデータが正規に登録された社員のものであるかどうかを照会し、正規データであればガラスドア７０のロックを解除するとともに、当該タグＩＤの所有者が入室したことをシステムログに記録する。正規データであることが確認できなければ、ロック解除は行わず、例えば図示しない音声装置から注意を喚起するメッセージを出力するとともに、異常なアクセスがあった旨をシステムログに記録する等の処理を実行する。逆に室内から室外へ出る場合にも、同様の処理がなされる。システムとしては、室外側のアンテナで受信したか室内側のアンテナで受信したかを判別することで入退出を区別し、システムログにタグＩＤとともに記録することができる。したがって、このようなガラスドア７０を建物内の各室出入り口に設備しておけば、どの部屋に誰が在室しているかをリアルタイムで把握するといった応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＲＦＩＤ用アンテナ装置の部分断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置において送受信用アンテナパターンに対して感度向上用アンテナパターンを積層させて設けた例を示す模式図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面形状、アンテナパターン配置、および支持するための支柱配置の類型を示す模式図その１である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面形状、アンテナパターン配置、および支持するための支柱配置の類型を示す模式図その２である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面図であり、円形ガラス基板２０を三分割してアンテナパターンを配置し、その中心に支柱３０を設けた例である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面図であり、円形ガラス基板２０を三分割してアンテナパターンを配置し、円形ガラス基板２０の円周上に１２０°ピッチで３本の支柱３０を設けた例である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態であるガラステーブルの平面図である。
【図５Ｂ】図４Ｂの立面図である。
【図６Ａ】本発明に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の変形例を示す分解斜視図である。
【図６Ｂ】本発明に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の変形例を示す部分断面図である。
【図７Ａ】本発明に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の変形例を利用して構成した入退出管理システム用ガラスドアの図である。
【図７Ｂ】図７Ａのガラスドアに好適に用いられるＲＦＩＤ用アンテナ装置その１の断面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのガラスドアに好適に用いられるＲＦＩＤ用アンテナ装置その２の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０、１０’ ＲＦＩＤ用アンテナ装置
２０ ガラス基板
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 領域（ガラス基板２０に区画された）
３０、１３０ 支柱（支持脚）
７０ ガラスドア
１００ ガラステーブル
１４０ ガラス天板
１５０ 制御部箱
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ アンテナループパターン
Ｆ フィーダ部
Ｓ 電波シールド層
Ｍ 合わせ中間膜
Ｌ リード線
【技術分野】
【０００１】
この発明はＲＦＩＤタグに記録された情報（以下適宜「タグＩＤ」という。）を受け取るための光透過性ＲＦＩＤ用アンテナ装置とそれを用いた家具及びシステムに係わり、特にＲＦＩＤタグ固有のタグＩＤに加えて、当該アンテナ装置とＲＦＩＤタグとの相対位置関係の情報をもあわせて受け取ることができる光透過性ＲＦＩＤ用アンテナ装置とそれを用いた家具及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年非接触方式の情報伝達手段であるＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）技術において、ＲＦＩＤタグ（電子タグ、ＩＣタグ等とも呼ばれている。）が用いられるようになってきている。ＲＦＩＤタグは周知の通り一種の情報記録媒体であって、一般に、電波を受信／送信するためのアンテナと、タグＩＤを格納する不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）および周辺送受信回路とを集積してなるＩＣチップとを備えて構成されている。ＲＦＩＤタグを情報読み取り用のリーダに接続されているリーダアンテナに近接させると、ＲＦＩＤタグの送受信回路がそのリーダアンテナからの電波を受信して動作用電力を発生するとともに、メモリに格納されているタグＩＤを読み出してリーダアンテナへ向けて送信する。そして、リーダアンテナによって受信されたこのタグＩＤデータがリーダへ転送、入力されて、それに基づく種々の情報処理が行われる。
【０００３】
このようなＲＦＩＤタグを用いた情報処理応用技術は、ＲＦＩＤタグの外形寸法が著しく小型化されたことと、製造コストが大幅に下がってきたこと等が相まって、商品流通分野、医療分野などで急速に導入が拡大しつつある。例えば特許文献１は商品流通分野における応用例であって、リーダ用アンテナ付き棚板を備えた物品棚を開示している。これは、図１に示すように、リーダ用アンテナ１１が設けられたガラス板等の棚板６〜８上に陳列される商品を、アンテナによって視界を遮られることなく利用者が見ることができるように、アンテナ１１を一定の透過率以上のアンテナパターン薄膜によって構成したもので、ＲＦＩＤタグが取り付けられている商品を棚板６〜８上に置くことによってアンテナ１１との間で情報データの授受が行われるという機能を備えるとともに、アンテナによってじゃまされることなく商品がよく見えるという効果を有するとされている。
【０００４】
また、特許文献２には、光透過性基材または光反射性基材のうえに設置された光透過性アンテナからなるアンテナ装置において、基材の持つ光透過性または光反射性能を損なわずに通信性能の優れたアンテナ装置を供給すべく、線状区画領域により区画される少なくとも１種の平面充填図形によって構成される光透過性アンテナであって、該光透過性アンテナの光線透過度が６０％以上であり、該線状区画域の線幅が０．１〜１００μｍであり、該光透過性アンテナが基材の上に設置されており、基材が光透過性基材または光反射性基材であることを特徴とするアンテナ装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−３７８９９
【特許文献２】特開２００６−１８６７４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１や特許文献２の構成によっては、リーダ用アンテナを持った透過性の棚板が得られるものの、リーダ用アンテナによって読み取ることができる情報は置かれる商品等に取り付けられたＲＦＩＤタグ固有のタグＩＤ（識別子）のみであり、そのＩＤがあるかないかの二値しか得られないため、同一のテーブルや棚のどの場所で読み取られたかは識別できなかった。
【０００６】
また、特許文献１や特許文献２の構成によると、例えば棚板にリーダ用アンテナを設けた場合、その棚板に載置した物品に付されたタグＩＤを読み取るばかりでなく、棚板の下方から接近させた物品のタグＩＤを誤って読み取ってしまうおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の、及び他の課題を解決するためになされたもので、
本発明の一態様は、
光透過性を有する、板状に形成されたガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一方の面に設けられている、それぞれが光透過性を有するループ状の導電性薄膜からなる複数のアンテナパターンと、を備え、
前記複数のアンテナパターンは、前記ガラス基板の平面をそのアンテナパターンの数で分割して得られる各領域のほぼ全体をそれぞれのパターンが取り囲むように隣接して設けられる、
ことを特徴とする、複数エリア検知可能なＲＦＩＤ用アンテナ装置である。
この際、前記アンテナパターンの数で分割して得られる複数の領域の内、それらの面積において互いに相異なるものがあるように構成してもよい。
【０００８】
また、前記各アンテナパターンに沿って隣接するように、少なくとも一重のループ状導電膜パターンを形成してもよい。
前記複数のアンテナパターンを前記ガラス基板の一方の面に設け、そのガラス基板の他方の面の側にはそのほぼ全面に導電性薄膜を形成し前記アンテナパターンへの不要な電波の入射を防止する電波シールド層を構成することができる。
【０００９】
本発明の別の態様は、前記本発明の一態様に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置を備えるガラス天板またはガラス棚板が、一ないし二以上の支持脚にて略水平に支持されてなる、ガラス板材を利用した家具であって、前記ＲＦＩＤ用アンテナ装置のアンテナパターンがガラス基板の上面に設けられていることを特徴とする、ガラス板材を利用した家具である。
この際、前記各アンテナパターンからＲＦＩＤリーダライタへのリード線引き出し位置が、いずれかの支持脚に最も近接している位置に定めることがよい。
【００１０】
本発明の別の態様は、
光透過性を有する、板状に形成されたガラス基板と、
そのガラス基板のそれぞれの面に少なくとも一つずつ設けられている、光透過性を有するループ状の導電性薄膜からなるアンテナパターンと、
前記ガラス基板の厚み方向に相対向するアンテナパターンの間において、そのガラス基板のほぼ全面にわたって設けられた電波シールド層と、
を備えていることを特徴とするＲＦＩＤ用アンテナ装置である。
【００１１】
前記電波シールド層は、前記アンテナパターンと同一の導電性薄膜によって形成することができる。
前記ガラス基板を、２枚の板ガラス材の間に導電性薄膜を挟み込んでなる合わせガラス構造とし、当該導電性薄膜によって前記電波シールド層を構成することができる。
【発明の効果】
【００１２】
前記本発明の一態様によるＲＦＩＤ用アンテナ装置によれば、ガラス基板上のアンテナパターンが目立たないために用途が広がるだけでなく、ＲＦＩＤタグを取り付けた物品をガラス基板上のどの位置に置くかによってＲＦＩＤタグの情報を読み取るアンテナを異ならせることができるので、ＲＦＩＤタグに格納されたタグＩＤに加えてガラス基板上の位置情報も加味した情報に基づいて種々の情報処理を行わせることができる。各アンテナパターンの領域の面積に互いに異なるものがあるように設定すれば、アンテナパターンによって情報読み取り感度を変えることができる。さらに前記各アンテナパターンに沿って隣接するように、少なくとも一重のループ状導電膜パターンを形成すれば、当該アンテナパターンの受信感度を高めることができる。またアンテナパターン設置面の反対側に導電性薄膜による電波シールド層を設ければ、意図しない方向からアンテナパターンに入射するノイズの受信を防止することができる。
【００１３】
また、前記本発明の別の態様によるガラス板材を利用した家具では、ＲＦＩＤタグが取り付けられた物品を同一のガラス天板や棚板上のどこに置くかに応じて異なる情報処理を行わせることができる。前記各アンテナパターンからのリード線引き出し位置を、いずれかの支持脚に最も近接している位置に定めれば、リード線が目立たず意匠効果が高まる。
【００１４】
さらに本発明の他の態様によれば、ガラス基板の両面に設けられたアンテナパターンが両パターンの間に介在する電波シールド層によって隔てられているので、それぞれのアンテナパターンの側から入射するタグＩＤをのせた電波をそれぞれの側で独立して受信してそれに基づく情報処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明をその実施形態に即して添付図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
《ＲＦＩＤ用アンテナ装置》
本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面図を図１Ａに、その部分断面図を図１Ｂに示す。このＲＦＩＤ用アンテナ装置（以下「アンテナ装置」と略称する。）１０は使用周波数１３．５６ＭＨｚ用に構成されたものであって、３３０ｍｍ角のガラス基板２０上に４つのアンテナパターンを形成してある。すなわちガラス基板２０は、図中に破線で示すように、平面で見て４つの均等な領域２０ａ〜２０ｄに分割され、それぞれの領域２０ａ〜２０ｄの境界に沿うようにしてアンテナパターンＰが形成されている。
【００１７】
アンテナパターンＰを形成するにあたっては、まずガラス基板２０の片面のほぼ全面に導電膜（図示せず）を形成する。そして所要のパターン形状が得られるようにマスキングをした状態でブラストをかけたり薬品処理したりすることでアンテナパターンＰの形状に導電膜を残して残余の部分を脱膜する。この導電膜は例えば特開２００６−１６９０８８に開示されているものであって、ＩＴＯ、酸化スズ等の金属酸化物等が好適で、その膜厚は１μｍ以下として光透過性を持たせている。上記アンテナパターン導電膜が形成されたガラス基板２０に対して０．３〜２mm程度の厚さの中間膜（図示せず）を接着すれば、ブラストのときに生成されたガラス基板２０上の凹凸が中間膜によって埋められてほぼ透明となる。
【００１８】
本実施形態に係るアンテナ装置において形成されたアンテナパターンＰは、３つのループ状パターンＰ１〜Ｐ３を備えている。最外側のパターンＰ１がＲＦＩＤタグとのタグＩＤデータ授受を行う送受信アンテナであり、方形ガラス基板２０の各頂点に相当する部分にフィーダ部Ｆが形成され、パターンＰ１の両端それぞれにリード線Ｌが接続されるようになっている。引き出されたリード線ＬはＲＦＩＤリーダ装置に引き込まれることになるが、これについては後述する。
【００１９】
本実施形態のアンテナ装置１０では、各アンテナパターンＰについて、送受信アンテナを構成しているパターンＰ１の内側に、ほぼこれに沿うようにして２つの閉じたループパターンＰ２、Ｐ３が形成されている。これらのパターンＰ２、Ｐ３は、ＲＦＩＤタグからの電波によって誘導電流が誘起され、それによる誘導磁界が送受信アンテナパターンＰ１と結合することによって受信感度を向上させる機能を発揮している。なお、この感度向上用ループパターンは、本実施形態のように送受信用ループパターンＰ１と平面上で隣接するように設けてもよいし、あるいはガラス基板２０を介してパターンの厚み方向に一定長さ離隔して隣接するように、すなわちガラス基板２０の厚み方向に積み重ねるように設けても同様の感度向上機能を発揮する。
【００２０】
図２に、ガラス基板２０に設けた１つの送受信用アンテナパターンＰ１（図２（ａ））に対して、その送受信用アンテナパターンＰ１に積層させるように、その厚み方向に感度向上用ループパターンＰ２（図２（ｂ））を隣接させて設けた構成を示す。図示しているのは、図１Ａのアンテナパターン１回路分に相当する。それぞれアンテナパターンＰ１及びループパターンＰ２を形成したガラス基板２０を、合わせ中間膜Ｍを挟んでサンドイッチ状に接着して図２（ｃ）のアンテナ装置を得る。この際、ループパターンＰ２の外周はアンテナパターンＰ１の内周にほぼ一致するような形状寸法とすることが好ましい。
【００２１】
送受信用ループパターンＰ１の導電膜パターン幅は、本実施形態においては１３．５６ＭＨｚの電波を送受信するのに適合するように１０mmとしているが、これは目的とする特性によって適宜定めればよい。感度向上用ループパターンＰ２、Ｐ３についても同様に所望の特性が得られるように適宜定めればよい。また図示のように、各ループパターンＰ１〜Ｐ３は、パターン折り曲げ部にＲを付けているが、これはループパターンの電波特性を向上させるためであって、Ｒの半径などは適宜決定すればよい。ただし送受信用アンテナパターンから離れるにつれて、すなわち内側に行くにしたがって外側よりも感度向上用ループパターンの幅は細くするほうがよい。上記した、送受信用アンテナパターンに対して感度向上用ループパターンを積層させて配置する場合にも同じことが言える。
【００２２】
なお、図１Ｂの断面図に示すように、ガラス基板２０のアンテナパターンＰが設けられているのとは反対側の面には、ガラス基板２０を通してアンテナパターンＰにノイズ電波が入射するのを防止するための電波シールド層Ｓを設けることが好ましいことがある。この電波シールド層Ｓを設ける場合は、アンテナパターンＰの反対側の面のほぼ全体に形成してその面の側からアンテナパターンＰへの電波入射を遮るようにする。電波シールド層Ｓは、アンテナパターンＰと同様の導電性薄膜をガラス基板２０表面に成膜させて形成することができる。なおまたこの電波シールド層Ｓは、必要に応じて接地してもよい。
【００２３】
《ＲＦＩＤ用アンテナ装置の形状とパターン》
次に、アンテナ装置の形状とパターンについて説明する。図３Ａ、図３Ｂは、アンテナ装置の平面形状とアンテナループパターンの類型を模式的に示した図である。
【００２４】
まずアンテナ装置の平面形状として、前記実施形態の方形（四角形）のほか、例えば円形、三角形にすることが考えられる。言うまでもなくこの形状は本アンテナ装置の用途、設置場所、外観デザイン上の要請等に基づいて、これらに限られず適宜に決定することができる。また各アンテナパターンを配置する領域の数と形状も、アンテナ装置平面形状に対応して定めればよい。図３Ａ、図３Ｂでは例示として２つから８つまでの領域に分割して各領域にアンテナパターンを配置した様子を示している。例えば、円形のアンテナ装置について３つの領域を設定する場合、円形の中心について三等分して得られる各扇形領域の外周に沿ってループパターンを形成する。なお、図３Ａ、図３Ｂの模式図においては、四角形のガラス基板について領域を５分割あるいは６分割した例のように、必ずしも領域の面積が均等となっていないものも含まれる。この場合、各アンテナパターンの持つ指向性に基づいて比較的に他より面積が狭い領域に設定されたアンテナパターンはＲＦＩＤタグの読み取り範囲が狭まる、言い換えれば他の領域に比べて情報の授受が成立しにくい場所がガラス基板２０上に存在することになるから、受信結果による情報処理の種類等に応じて読み取りやすい、読み取りにくい、といった操作性に関する重み付けを行うことができる。すなわち、重要な情報操作と関連づける領域は比較的に面積を狭くすることにより、意識的にそこにＲＦＩＤタグを近づけなくては読み取りができないような構成を取ることができる。つまり、読み取る場所と読み取らない場所を意図的に選別できる。
【００２５】
また、図３Ａ、図３Ｂには、アンテナ装置の形状、パターン領域の数とアンテナ装置全体を支持するための支柱（支持脚）の数と配置との関係についてもそのバリエーションを示している。これは、例えば本実施形態のアンテナ装置をガラス天板に備えるテーブルの構成に主として関係している。各模式図において、各パターンに付されている黒丸印（・）が、各パターンからのリード線引き出し部分であるフィード部の位置を表している。前記した円形装置に３つの領域を設ける構成について、円形の中心に１本の支柱を設ける場合と、円形の円周上に１２０°ピッチで支柱を設ける場合では、図示のように各パターンのフィーダ部Ｆの位置を異ならせるが、この場合、フィーダ部の位置はもっとも近くにある支柱の直近位置とされる。これは、本アンテナ装置は全体がほぼ透明であるためにフィーダ部Ｆから取り出されるリード線を隠す処理ができないので、目立たないようにフィーダ部Ｆから取り出したリード線Ｌをすぐに支柱内部に引き込むかあるいは支柱に沿って配線することが適当だからである。
【００２６】
このことをより明確に示すために、円形のガラス基板２０を備え、これを三等分した領域２０ａ〜２０ｃを設定したアンテナ装置１０について、図４Ａ、図４Ｂに図示する。図４Ａは円形ガラス基板２０の中心に支柱３０を設けた例、図４Ｂは円形ガラス基板２０の円周上に１２０°ピッチで３本の支柱３０を設けた例を示している。これらの図から明らかなように、各ループパターンＰ、Ｐ１〜Ｐ３のフィーダ部Ｆは、それぞれ支柱３０の断面プロフィール内で終端するように配置されているから、ここからリード線Ｌを引き込めばリード線Ｌの存在は外から見えず美観を損ねるようなことがない。
【００２７】
《ＲＦＩＤ用アンテナ装置の作用》
次に、前記実施形態に係る方形ガラス基板を備えた４ループパターンアンテナ装置に例をとってその作用を説明する。方形ガラス基板２０にはこれを四等分した４つの領域それぞれにアンテナパターンＰが設けられているから、それぞれのアンテナパターンＰにＲＦＩＤタグの取り付けられた物品を近づけたりその上に載せたりすると、それぞれのアンテナパターンＰはＲＦＩＤタグに格納されたタグＩＤデータを受信することができる。一方、アンテナ装置１０から受信データを受領するリーダ装置で各アンテナパターンＰを判別することにより、このアンテナ装置１０ではＲＦＩＤタグに格納されているタグＩＤデータに加えてガラス基板２０上の位置情報に対応させて４種類のデータを送ることができる。またそれぞれの領域についてその全体を網羅するようにループパターンが設定されているので、ガラス基板２０全体のいずれの位置でもＲＦＩＤタグの情報データを読み取ることができる。
【００２８】
《応用例（テーブル家具）》
次に、前記実施形態のアンテナ装置１０を用いたテーブル家具について説明する。図４Ａはこのテーブル家具、ガラステーブル１００の平面図、図４Ｂはその立面図である。前記実施形態と同様の４つのアンテナパターンＰを有する方形ガラス基板１２０を備えたアンテナ装置１１０が、その四隅において４本の中空円筒状の支柱１３０によって支持されている。アンテナ装置１１０の上面にはガラステーブル１００の天板を構成するガラス天板１４０が載置されている。アンテナパターンＰはガラス基板１２０の上面に形成されており、リード線Ｌが接続されるフィーダ部Ｆを除き中間膜（図示せず）が接着されて保護されている。
【００２９】
アンテナ装置１１０の下方には間隔を開けて制御部箱１５０が配置されていて、この制御部箱１５０はその四隅が支柱１３０によって支柱１３０の下端部からいくらか浮かされた位置に固定されている。この制御部箱１５０には、ＲＦＩＤタグ情報データのリーダ装置と電源部等の周辺機器（図示せず）が収装されており、リーダ装置には４つのアンテナパターンＰの各フィーダ部Ｆから支柱１３０を経由して制御部箱１５０に引き込まれているリード線Ｌが接続される。リーダ装置としては、１３．５６ＭＨｚ用の汎用リーダ装置を種々用いることができるが、ここではアンテナ入力が４チャンネルあり４つのアンテナからの入力を識別することができるリーダ装置（例えば、タカヤ株式会社製「TR3-LD003D-4」形リーダライタ）を採用している。
【００３０】
前記リーダ装置からの出力は、インターフェイス回路を介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等に入力され、所定の情報処理が行われることになる。ＰＣおよび電源部等の周辺回路機器は、必要に応じて前記制御部箱１５０内にリーダ装置とともに収装することができる。制御の応用例として、例えばＤＶＤプレーヤの操作を考えてみる。いま図４Ａに示すように、４つのアンテナパターンＰを、アンテナ[1]〜アンテナ[4]として識別することにしたとする。ＤＶＤの収納ケースに「そのケースに入っているメディアがＤＶＤであることを示す情報」と「そのＤＶＤに収録されているコンテンツを特定する固有情報」とを少なくとも格納したＲＦＩＤタグが取り付けられているとする。ＤＶＤのケースをガラステーブル１００の天板１４０の上に置くと、いずれのアンテナ[1]〜[4]によっても「置かれた物品がＤＶＤであることとそのＤＶＤのコンテンツ」を示す情報が読み取られる。同時にアンテナ[1]〜[4]のどのアンテナで読み取られたかがリーダ装置によって識別されるから、例えば、アンテナ[1]→メインメニュー、アンテナ[2]→本編再生、アンテナ[3]→スキップ、アンテナ[4]→バック、といったＤＶＤプレーヤ操作系との対応付けをしておくと、ＤＶＤケースの置き場所によって異なる操作を簡単に行わせることができる。同様に、ＣＤ等他のメディアであることを識別して別の機器操作系に対応した動作をアンテナ毎に割り付ければ、メディアケースの置き場所によって種々の動作をさせることができる。
【００３１】
また洋服のショウケースとして作成し、アンテナパターンの上で商品を置く場所によりコーディネートする服やスカート、ズボンなどを入れ変えて画面にだすなど商品のディスプレイや説明に応用できる。
【００３２】
《ＲＦＩＤ用アンテナ装置の変形例》
次に、本発明に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の変形例について説明する。図６Ａはこの変形例の分解斜視図、図６Ｂはこの変形例の部分断面図である。後述するように、本変形例によりＲＦＩＤを施設の施錠開錠および入退室管理システムとして組み込むことが可能になる。たとえば部屋からの退室のも時にカードをかざすことを義務付ければ、部屋の使用状況や現在の利用人数などもシステム上で把握することが可能になる。
【００３３】
ＲＦＩＤ用アンテナ装置１０’は、２枚のガラス基板２０を備えており、その各ガラス基板２０の片面には、先述した実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置に形成されていたのと同様の導電膜によるループアンテナパターンＰが形成されている。いずれかのガラス基板２０（本変形例においては上側のガラス基板）のアンテナパターンＰが形成されていない面には、ほぼその全体にアンテナパターンＰと同様の導電性薄膜からなる電波シールド層Ｓを形成しておく。そして、一方のガラス基板２０の電波シールド層Ｓの面と他方のガラス基板２０のアンテナパターンＰが形成されていない面とを互いに対向させて、その間に合わせ中間膜Ｍを介して密接させる。なお、アンテナパターンＰを形成したガラス基板および電波シールド層Ｓを形成したガラス基板をどのように組み合わせても、２つのアンテナパターンＰの間が電波シールド層Ｓによって隔てられている本発明の構成が得られる限り差し支えがない。また電波シールド層Ｓは、導電性薄膜以外にも、網入りガラスに用いられる金属メッシュやパンチングメタルのような金属シート材によって構成することもできる。電波シールド層Ｓは、必要に応じて接地してもよい。
【００３４】
なお、図示の例ではアンテナパターンＰを各面に一つ設置しているが、それぞれの面において２以上のアンテナパターンＰを設けてももちろんよい。例えば先述した本発明の実施形態のように、それぞれの面を複数の領域に分割し、それぞれの領域をカバーするように複数のアンテナパターンＰを設置するような構成としてもよい。さらにこの場合、それぞれの面において領域の分割数は必ずしも同一にする必要がなく、それぞれの面でアンテナパターンＰの数を異ならせてもよい。また、先述の実施形態と同様に、感度向上用のループパターンを設けることも自由である。
【００３５】
このような構成としたＲＦＩＤ用アンテナ装置１０’によれば、ガラス基板２０を挟んで対向するアンテナパターンＰの間に導電性の電波シールド層Ｓが介在するので、いずれか一方のアンテナパターンＰによって受信されたタグＩＤが誤って他方の（反対側の）アンテナパターンＰによって受信されてしまうことがない。言い換えれば、図６Ａ、図６Ｂに図示した例では、タグＩＤのデータを一方の側のアンテナパターンＰで受信した場合と他方のアンテナパターンＰで受信した場合とで区別して認識することができることになり、タグＩＤによって伝達される情報量を増加させることができる。
【００３６】
《ＲＦＩＤ用アンテナ装置変形例の応用》
上記の変形例に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置を利用して、例えばある室内空間への人の出入りを管理するための入退出管理システムを構成することができる。図７Ａに当該システムに用いられるガラスドアの正面図を、図７Ｂ、図７Ｃに図７Ａのガラスドアに好適に用いることができるＲＦＩＤ用アンテナ装置の部分断面図を示す。
【００３７】
この例では、建物内の壁７８にガラスドア７０が取り付けられている。説明の便宜上、紙面手前が室外、紙面奥側がガラスドア７０によって区切られた室内であるとする。ガラスドア７０はドアサッシ７４に光透過性を有するドアガラス７２が組み付けられてなり、ドアサッシ７４が建物壁面にはめ込まれた外枠７９に対して蝶番７６によって取り付けられていることで、紙面前後方向に回動自在なドアを構成している。ドアガラス７２の一部にはＲＦＩＤ用アンテナ装置１０’が設けられている。このアンテナ装置１０’は、ドアガラス７２の対向する両表面側にそれぞれ形成されたアンテナパターンＰ１、Ｐ２と、それらパターンＰ１、Ｐ２の間を電磁気的に隔離する電波シールド層Ｓとを備えて構成されている。なお、図示していないが、タグＩＤの読み取りに応じてガラスドア７０の解錠・施錠を行うオートロック装置を設備することができる。
【００３８】
次に、このＲＦＩＤ用アンテナ装置１０’の構成について、より詳細に説明する。図７Ｂはアンテナ装置１０’の一実施例を示す部分断面図である。ドアガラス７２は、２枚の板ガラス２０を有し、それぞれの板ガラス２０のアンテナ装置１０’が設けられるべき部分にアンテナパターンＰ１、Ｐ２が片面ずつ形成されている。いずれかの板ガラス２０のアンテナパターンＰ１、Ｐ２が形成されていない面には、導電性薄膜からなる電波シールド層Ｓが形成され、アンテナパターンＰ１、Ｐ２の間を電磁気的に隔離させる。２枚の板ガラス２０は、アンテナパターンＰ１、Ｐ２が形成されていない面同士で合わせ中間膜Ｍを挟んで接着されてドアガラス７２を構成する。この実施例では、アンテナパターンＰ１、Ｐ２がドアガラス７２の両表面側に形成されているから、少なくともアンテナパターンＰ１、Ｐ２が保護されるように、光透過性を有する樹脂フィルム等をドアガラス７２のそれぞれの面に貼り付けておくことが望ましい。また合わせ中間膜Ｍとしては、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）からなる厚さ０．１mm〜１．５mmの膜を用いることができる。
【００３９】
図７Ｃは、アンテナ装置１０’の別の実施例を示す部分断面図である。ドアガラス７２は、３枚のガラス基板２０を備えて構成されている。２枚のガラス基板２０のそれぞれ片面には、アンテナパターンＰ１、Ｐ２が形成されている。３枚目のガラス基板２０の一方の面には、導電性薄膜が形成されて電波シールド層Ｓを構成している。アンテナパターンＰ１、Ｐ２が形成された２枚のガラス基板２０はアンテナパターンの側が内側となるように、その間に電波シールド層Ｓが形成された３枚目のガラス基板２０を挟み込んで、それぞれの相隣接するガラス基板２０の間に合わせ中間膜Ｍを挟んでそれぞれ接着する。このドアガラス７２の場合には、各アンテナパターンＰ１、Ｐ２はドアガラス７２の内側に配置されるので、先の実施例と異なり特別な樹脂フィルム等の保護材は不要である。なお、アンテナループパターンＰ１、Ｐ２の内側の領域は、部屋番号や適宜のロゴ、あるいはタグＩＤの読み取り位置であることを示す表示など、適宜の文字、数字、模様、ピクトグラムなどを転写印刷、サンドブラスト等の手法で配置するのに利用することができる。
【００４０】
いずれの実施例の場合でも、各アンテナパターンＰ１、Ｐ２から引き出されたリード線Ｌは、ドアサッシ７４内部を引き回して適当な位置から建物側の壁７８へ取り出し、適宜のタグＩＤリーダ装置（図示省略）へ接続される。タグＩＤリーダ装置は、図示しない入退出管理システムへ読み取ったタグＩＤデータを、いずれのアンテナパターンで受信したかを示すＩＤとともに引き渡す。
【００４１】
次に、本入退出管理システムの作用と効果について簡単に説明する。図７Ａの紙面手前、室外側から室内へ入ろうとする人が、所定のＲＦＩＤタグが付された社員証等の身分証をガラスドア７０のアンテナ装置１０’に接近させると（かざすと）、読み取られたタグＩＤデータはリーダ装置を介して図示しないシステムサーバに転送される。システムサーバは、受け取ったタグＩＤデータが正規に登録された社員のものであるかどうかを照会し、正規データであればガラスドア７０のロックを解除するとともに、当該タグＩＤの所有者が入室したことをシステムログに記録する。正規データであることが確認できなければ、ロック解除は行わず、例えば図示しない音声装置から注意を喚起するメッセージを出力するとともに、異常なアクセスがあった旨をシステムログに記録する等の処理を実行する。逆に室内から室外へ出る場合にも、同様の処理がなされる。システムとしては、室外側のアンテナで受信したか室内側のアンテナで受信したかを判別することで入退出を区別し、システムログにタグＩＤとともに記録することができる。したがって、このようなガラスドア７０を建物内の各室出入り口に設備しておけば、どの部屋に誰が在室しているかをリアルタイムで把握するといった応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＲＦＩＤ用アンテナ装置の部分断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置において送受信用アンテナパターンに対して感度向上用アンテナパターンを積層させて設けた例を示す模式図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面形状、アンテナパターン配置、および支持するための支柱配置の類型を示す模式図その１である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面形状、アンテナパターン配置、および支持するための支柱配置の類型を示す模式図その２である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面図であり、円形ガラス基板２０を三分割してアンテナパターンを配置し、その中心に支柱３０を設けた例である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の平面図であり、円形ガラス基板２０を三分割してアンテナパターンを配置し、円形ガラス基板２０の円周上に１２０°ピッチで３本の支柱３０を設けた例である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態であるガラステーブルの平面図である。
【図５Ｂ】図４Ｂの立面図である。
【図６Ａ】本発明に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の変形例を示す分解斜視図である。
【図６Ｂ】本発明に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の変形例を示す部分断面図である。
【図７Ａ】本発明に係るＲＦＩＤ用アンテナ装置の変形例を利用して構成した入退出管理システム用ガラスドアの図である。
【図７Ｂ】図７Ａのガラスドアに好適に用いられるＲＦＩＤ用アンテナ装置その１の断面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのガラスドアに好適に用いられるＲＦＩＤ用アンテナ装置その２の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０、１０’ ＲＦＩＤ用アンテナ装置
２０ ガラス基板
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ 領域（ガラス基板２０に区画された）
３０、１３０ 支柱（支持脚）
７０ ガラスドア
１００ ガラステーブル
１４０ ガラス天板
１５０ 制御部箱
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ アンテナループパターン
Ｆ フィーダ部
Ｓ 電波シールド層
Ｍ 合わせ中間膜
Ｌ リード線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する、板状に形成されたガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一方の面に設けられている、それぞれが光透過性を有するループ状の導電性薄膜からなる複数のアンテナパターンと、を備え、
前記複数のアンテナパターンは、前記ガラス基板の平面をそのアンテナパターンの数で分割して得られる各領域のほぼ全体をそれぞれのパターンが取り囲むように隣接して設けられる、
ことを特徴とするＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナパターンの数で分割して得られる複数の領域の内、それらの面積において互いに相異なるものがあることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項３】
前記各アンテナパターンに沿って隣接するように、少なくとも一重のループ状導電膜パターンが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項４】
前記複数のアンテナパターンが前記ガラス基板の一方の面に設けられており、そのガラス基板の他方の面の側にはそのほぼ全面に導電性薄膜が形成されて前記アンテナパターンへの不要な電波の入射を防止する電波シールド層を構成している、請求項１に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置を備えるガラス天板またはガラス棚板が、一ないし二以上の支持脚にて略水平に支持されてなる、ガラス板材を利用した家具であって、
前記ＲＦＩＤ用アンテナ装置のアンテナパターンがガラス基板の上面に設けられている、ことを特徴とするテーブル家具。
【請求項６】
前記各アンテナパターンからのリード線引き出し位置が、いずれかの支持脚に最も近接している位置に定められていることを特徴とする請求項５に記載のガラス板材を利用した家具。
【請求項７】
光透過性を有する、板状に形成されたガラス基板と、
そのガラス基板のそれぞれの面に少なくとも一つずつ設けられている、光透過性を有するループ状の導電性薄膜からなるアンテナパターンと、
前記ガラス基板の厚み方向に相対向する前記アンテナパターンの間において、そのガラス基板のほぼ全面にわたって設けられた電波シールド層と、
を備えている
ことを特徴とするＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項８】
前記電波シールド層が前記アンテナパターンと同一の導電性薄膜によって形成されていることを特徴とする請求項７に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項９】
前記ガラス基板が、２枚の板ガラス材の間に導電性薄膜を挟み込んでなる合わせガラス構造となっており、当該導電性薄膜が前記電波シールド層を構成している請求項７に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項１】
光透過性を有する、板状に形成されたガラス基板と、
前記ガラス基板の少なくとも一方の面に設けられている、それぞれが光透過性を有するループ状の導電性薄膜からなる複数のアンテナパターンと、を備え、
前記複数のアンテナパターンは、前記ガラス基板の平面をそのアンテナパターンの数で分割して得られる各領域のほぼ全体をそれぞれのパターンが取り囲むように隣接して設けられる、
ことを特徴とするＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項２】
前記アンテナパターンの数で分割して得られる複数の領域の内、それらの面積において互いに相異なるものがあることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項３】
前記各アンテナパターンに沿って隣接するように、少なくとも一重のループ状導電膜パターンが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項４】
前記複数のアンテナパターンが前記ガラス基板の一方の面に設けられており、そのガラス基板の他方の面の側にはそのほぼ全面に導電性薄膜が形成されて前記アンテナパターンへの不要な電波の入射を防止する電波シールド層を構成している、請求項１に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置を備えるガラス天板またはガラス棚板が、一ないし二以上の支持脚にて略水平に支持されてなる、ガラス板材を利用した家具であって、
前記ＲＦＩＤ用アンテナ装置のアンテナパターンがガラス基板の上面に設けられている、ことを特徴とするテーブル家具。
【請求項６】
前記各アンテナパターンからのリード線引き出し位置が、いずれかの支持脚に最も近接している位置に定められていることを特徴とする請求項５に記載のガラス板材を利用した家具。
【請求項７】
光透過性を有する、板状に形成されたガラス基板と、
そのガラス基板のそれぞれの面に少なくとも一つずつ設けられている、光透過性を有するループ状の導電性薄膜からなるアンテナパターンと、
前記ガラス基板の厚み方向に相対向する前記アンテナパターンの間において、そのガラス基板のほぼ全面にわたって設けられた電波シールド層と、
を備えている
ことを特徴とするＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項８】
前記電波シールド層が前記アンテナパターンと同一の導電性薄膜によって形成されていることを特徴とする請求項７に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【請求項９】
前記ガラス基板が、２枚の板ガラス材の間に導電性薄膜を挟み込んでなる合わせガラス構造となっており、当該導電性薄膜が前記電波シールド層を構成している請求項７に記載のＲＦＩＤ用アンテナ装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【公開番号】特開２００９−１０８６５（Ｐ２００９−１０８６５Ａ）
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７２３８４（Ｐ２００７−１７２３８４）
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００２２３９８６）フィグラ株式会社 (68)
【出願人】（８９９００００７９）学校法人慶應義塾 (742)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２９日（２００７．６．２９）
【出願人】（０００２２３９８６）フィグラ株式会社 (68)
【出願人】（８９９００００７９）学校法人慶應義塾 (742)
【Ｆターム（参考）】
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