小電力無線装置
【課題】 電波法の規制内で限られた出力の無線タグからの電波を効率良く空間に輻射させてその到達距離を伸ばすことができる。
【解決手段】 無線タグ７は、基本波を定期的に発振してＩＤコードを変調した電磁波をアンテナ７ｂから送信する。無線タグ７のケースにはアンテナシール９のシール層１３が接着されており、その内部には電磁界ループ１１が収納されているので、無線タグ７から送信された電磁波は、この電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナ１１に誘起し、電磁界ループアンテナ１１から電磁界が２次輻射される。
【解決手段】 無線タグ７は、基本波を定期的に発振してＩＤコードを変調した電磁波をアンテナ７ｂから送信する。無線タグ７のケースにはアンテナシール９のシール層１３が接着されており、その内部には電磁界ループ１１が収納されているので、無線タグ７から送信された電磁波は、この電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナ１１に誘起し、電磁界ループアンテナ１１から電磁界が２次輻射される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体や人体に装着してその存在を検知するために使用する無線タグの通信距離をより拡大することが可能な小電力無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の小電力無線装置としては、図９に示す無線タグシステムが知られている。
【０００３】
人体３に装着された名札５に無線タグ７が収納されており、この無線タグ７から定期的にＩＤコードが付加された電磁波が周囲に送信され、この無線タグ７からの電磁波を受信機１で受信してＩＤコードを出力するようになっている（特許文献１）。
【０００４】
ところで、現在、日本国内で使用できる無線タグは概略して下記の４種類に大別される。
【０００５】
（１）１２４ＫＨｚ帯無線タグ
（２）１３ＭＨｚ帯無線タグ
（３）２．４ＧＨｚ帯無線タグ
（４）微弱電波型無線タグ
このうち（１）と（２）は、探索距離が数十ｃｍ程度の短距離探索タイプであり、（３）及び（４）は、探索距離が十数ｍ〜数十ｍの長距離タイプである。
【０００６】
また、（３）はマイクロ波帯の性質上、直進性が顕著で通信距離を長くとり易いが、物陰などへ伝搬しにくい特性がある。電池を搭載したアクティブ型無線タグの場合、複雑な無線回路を内蔵しており、マイクロ波帯の電子デバイスは高価であるため、小型、低価格を要求される用途には適さない。
【０００７】
さらに、（４）は周波数の制限がないため、反射などの電波伝搬特性とアンテナサイズの点で有利な３００ＭＨｚ帯程度の周波数で用いる長距離通信性に優れたものがあり、ＵＨＦ帯の電子デバイスを用いるため低コストである。
【特許文献１】特開２００５−２７１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、電波法により規制された微弱電波の制限値は、無線タグから３ｍの距離において５４ｄＢμＶ／ｍ（５００μＶ／ｍ）以下の電界強度の送信出力でなければならない。このため、この送信出力によって到達距離がほぼ決定されてしまう。
【０００９】
また、無線タグは物体や人体に装着して使用するが、無線タグから輻射された電波は物体や人体に吸収されることがあり、理想空間に無線タグを置いた場合の性能に比べて、電波の到達距離が減少するといった問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、電波法の規制内で限られた出力の無線タグからの電波を効率良く空間に輻射させてその到達距離を伸ばすことができる小電力無線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、電磁波を送信するアンテナを内蔵した無線タグに近接し、当該無線タグから送信された電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナを有し、前記電磁界ループアンテナに誘起した電磁界を２次輻射させることを要旨とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記電磁界ループアンテナは、前記無線タグから送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の導体の両端にコンデンサを接続してなる閉ループから形成されることを要旨とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記電磁界ループアンテナは、前記導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂からなる１対の薄シールを両面から貼り付けてなる多層シールに収納されることを要旨とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記電磁界ループアンテナは、前記無線タグを収納したケースの一側面に形成された銅製の導体の両端にコンデンサを接続してなり、この導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂からなる薄シールを貼り付けて収納されることを要旨とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記電磁界ループアンテナは、前記無線タグを収納したケースの一側面に形成された銅製の導体の両端にコンデンサを接続してなり、この導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂液を塗布して収納されることを要旨とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、前記無線タグを収納するとともに、前記電磁界ループアンテナを収納した多層シールからなるカードを収納するカードケースからなることを要旨とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、上記課題を解決するため、電磁波を送信するアンテナを内蔵した無線タグに近接し、当該無線タグから送信された電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナを有し、前記電磁界ループアンテナは、前記無線タグから送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の導体の両端にコンデンサを接続してなる閉ループから形成され、前記電磁界ループアンテナに誘起した電磁界を２次輻射させることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電磁波を送信するアンテナを内蔵した無線タグに近接し、当該無線タグから送信された電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナを有し、電磁界ループアンテナに誘起した電磁界を２次輻射させることで、電波法の規制内で限られた出力の無線タグからの電波を効率良く空間に輻射させてその到達距離を伸ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１に本発明の第１の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す。図１（ａ）にはアンテナに到来する電磁波を受信してこの電磁波に変調されているＩＤコードを抽出する受信機１を示し、図１（ｂ）にはアンテナシール９が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、図１（ｃ）には図１（ｂ）に示す無線タグ７とアンテナシール９とをＡ−Ａ線で切断した場合の断面図を示す。
【００２１】
図１（ｃ）に示すように、無線タグ７は、集積回路素子を含む電子回路基板７ａ、アンテナ７ｂ及び電池７ｃを備え、電子回路基板７ａ上に設けられた集積回路素子により所定の信号処理を行い、基本波を定期的に発振してＩＤコードを変調した電磁波をアンテナを介して送信する。アンテナシール９は、片面が無線タグ７のケースに接着面を介して接着するプラスチックの樹脂からなるシール層１３と、シール層１３の他面に接着させるプラスチックの樹脂からなるラミネート層１５と、シール層１３とラミネート層１５との間に収納された円形状の電磁界ループアンテナ１１を備えている。
【００２２】
図２（ａ）にはアンテナシール９の内部構造を示し、図２（ｂ）にはアンテナシール９の上面写真を示す。図２（ａ）に示すように、アンテナシール９の内部には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の円形状の導体１７の両端にコンデンサ１９を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ１１が収納されている。
【００２３】
次に、図１，２を参照して、小電力無線装置の動作を説明する。
【００２４】
まず、無線タグ７は、基本波を定期的に発振してＩＤコードを変調した電磁波をアンテナ７ｂから送信する。無線タグ７のケースにはアンテナシール９のシール層１３が接着されており、その内部には電磁界ループ１１が収納されているので、無線タグ７から送信された電磁波は、この電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナ１１に誘起し、電磁界ループアンテナ１１から電磁界が２次輻射される。
【００２５】
電磁界ループアンテナ１１は、近接された無線タグ７から電磁波が送信された時、すなわち、共振時に導体１７とコンデンサ１９とがなす閉ループのインピーダンスが非常に低い値（一般的には０．数Ω）となるので、大きな高周波電流が誘起されので、これにより効率良い輻射が行われる。
【００２６】
また、電磁界ループアンテナ１１のインピーダンスが極めて低くなるので、一般的な動作インピーダンスが高い電界型のアンテナに比べ、近接する物体や人体などによりインピーダンスが乱されにくい特長がある。そのため、小電力無線装置を装着する物体や人体の影響によって送信される電磁波が弱められるのを防止することができる。
【００２７】
この結果、従来のように無線タグ７単体を用いる場合よりも、無線タグ７にアンテナシール９を接着した小電力無線装置から送信される電磁波の方が効率的に空間に輻射されるので、空間を伝搬した電磁波が受信機１まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図３に本発明の第２の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す。図３（ａ）にはアンテナシール２１が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、図３（ｂ）には無線タグ７とアンテナシール２１とをＢ−Ｂ線で切断した場合の断面図を示す。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、アンテナシール２１は、片面が無線タグ７のケースに接着面を介して接着するプラスチックの樹脂からなるシール層２５と、シール層２５の他面に接着させるプラスチックの樹脂からなるラミネート層２７と、シール層２５とラミネート層２７との間に収納された正方形状の電磁界ループアンテナ２３を備えている。
【００３０】
図４（ａ）にはアンテナシール２１の内部構造を示し、図４（ｂ）にはアンテナシール２１の上面写真を示す。図４（ａ）に示すように、アンテナシール２１の内部には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の正方形状の導体２９の両端にコンデンサ３１を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ２３が収納されている。
【００３１】
ここで、図４（ａ）に示す電磁界ループアンテナ２３の定量的な数値例を説明する。いま、無線タグ７に近接した導体２９のサイズについて、Ｎをループ状導体２９のターン数（回）、Ｗを導体２９の１辺の長さ（ｍ）（形状が正方形の場合を仮定）、ａを導体２９の半径（ｍ）（導体が線状と仮定）、μｓを比透磁率とすると、このインダクタンスは以下の数式で定義される。
【数１】
【００３２】
この数式に実際のシステムに適用する各種無線タグサイズを考慮して、適切な値を代入して導体サイズと、コンデンサの容量値を決定すればよい。
【００３３】
例えば、Ｌ＝約４０（ｎＨ）となるサイズの導体構造とした場合には、Ｃ＝約７（ＰＦ）のコンデンサを接続すれば、
【数２】
【００３４】
の関係により無線タグの動作周波数を約３００ＭＨｚと仮定すれば、この電磁波を効率良く２次輻射できる。
【００３５】
次に、図３，４を参照して、小電力無線装置の動作を説明する。
【００３６】
電磁界ループアンテナ２３は、近接された無線タグ７から電磁波が送信された時、すなわち、共振時に導体２９とコンデンサ３１とがなす閉ループのインピーダンスが非常に低い値（一般的には０．数Ω）となるので、大きな高周波電流が誘起されので、これにより効率良い輻射が行われる。
【００３７】
また、電磁界ループアンテナ２３のインピーダンスが極めて低くなるので、一般的な動作インピーダンスが高い電界型のアンテナに比べ、近接する物体や人体などによりインピーダンスが乱されにくい特長がある。そのため、小電力無線装置を装着する物体や人体の影響によって送信される電磁波が弱められるのを防止することができる。
【００３８】
この結果、従来のように無線タグ７単体を用いる場合よりも、無線タグ７にアンテナシール２１を接着した小電力無線装置から送信される電磁波の方が効率的に空間に輻射されるので、空間を伝搬した電磁波が受信機１まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００３９】
（第３の実施の形態）
図５に本発明の第３の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す。図５（ａ）にはアンテナシール４９が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、図５（ｂ）には無線タグ７とアンテナシール５１とをＣ−Ｃ線で切断した場合の断面図を示し、図５（ｃ）にはアンテナシール５１が貼り付けられた無線タグ７の上面写真を示す。
【００４０】
図５（ｂ）に示すように、アンテナシール５１は、片面が無線タグ７のケースに接着面を介して接着するプラスチックの樹脂からなるシール層４９と、シール層４９と無線タグ７のケースとの間に収納された正方形状の電磁界ループアンテナ４３を備えている。
【００４１】
図５（ａ）に示すように、アンテナシール５１の内部には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の正方形状の導体４５の両端にコンデンサ４７を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ４３が収納されている。
【００４２】
次に、図５を参照して、小電力無線装置の動作を説明する。
【００４３】
電磁界ループアンテナ４３は、近接された無線タグ７から電磁波が送信された時、すなわち、共振時に導体４５とコンデンサ４７とがなす閉ループのインピーダンスが非常に低い値（一般的には０．数Ω）となるので、大きな高周波電流が誘起されので、これにより効率良い輻射が行われる。
【００４４】
また、電磁界ループアンテナ４５のインピーダンスが極めて低くなるので、一般的な動作インピーダンスが高い電界型のアンテナに比べ、近接する物体や人体などによりインピーダンスが乱されにくい特長がある。そのため、小電力無線装置を装着する物体や人体の影響によって送信される電磁波が弱められるのを防止することができる。
【００４５】
この結果、従来のように無線タグ７単体を用いる場合よりも、無線タグ７にアンテナシール５１を接着した小電力無線装置から送信される電磁波の方が効率的に空間に輻射されるので、空間を伝搬した電磁波が受信機１まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００４６】
（第４の実施の形態）
図６に本発明の第４の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す。図６（ａ）にはアンテナ部６１が設けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、図６（ｂ）には無線タグ７とアンテナ部６１とをＤ−Ｄ線で切断した場合の断面図を示し、図６（ｃ）にはアンテナ部６１の製造方法のフローチャートを示す。
【００４７】
図６（ｂ）に示すように、アンテナ部６１は、無線タグ７のケースの上ブタＡに設けられた正方形状の電磁界ループアンテナ４３と、この電磁界ループアンテナ４３の上面および上ブタＡの一部に塗布されたニス層６３を備えている。
【００４８】
図６（ａ）に示すように、アンテナ部６１には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の正方形状の導体４５の両端にコンデンサ４７を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ４３が収納されている。
【００４９】
次に、図６（ｃ）を参照して、上ブタＡに形成されたアンテナ部６１の製造方法を説明する。
【００５０】
まず、上蓋Ａ、エッチング液、エッチング袋、マスキングシートを準備する。
【００５１】
ステップＳ１０では、正方形状の導体４５のパターン図をマスキングシートに描き、不要な部分を切断してマスクパターンを作成する。そして、上蓋Ａの銅箔が蒸着された表面にこのマスクパターンを貼り付けてマスキングする。ステップＳ２０では、上蓋Ａの銅箔上にパターンが貼り付けられた面をエッチング液に浸け、パターンが貼られた箇所を除く面から銅薄を除去し、上蓋Ａを洗浄する。
【００５２】
次いで、ステップＳ３０では、上蓋Ａに形成された導体４５の両端にチップ形状のコンデンサ４７を半田付けして取り付ける。ステップＳ４０では、上蓋Ａに形成された導体４５とコンデンサ４７の上面に高周波ニスを塗布する。
【００５３】
この結果、上蓋Ａの上面に電磁界ループアンテナ４３が形成される。なお、電磁界ループアンテナ４３にデップメータのコイルを近づけて共振周波数を検査し、例えば、３００ＭＨｚ帯の所望の周波数にデップ点があることを確認する。
【００５４】
次に、図６を参照して、小電力無線装置の動作を説明する。
【００５５】
電磁界ループアンテナ４３は、無線タグ７から電磁波が送信された時、すなわち、共振時に導体４５とコンデンサ４７とがなす閉ループのインピーダンスが非常に低い値（一般的には０．数Ω）となるので、大きな高周波電流が誘起されので、これにより効率良い輻射が行われる。
【００５６】
また、電磁界ループアンテナ４３のインピーダンスが極めて低くなるので、一般的な動作インピーダンスが高い電界型のアンテナに比べ、近接する物体や人体などによりインピーダンスが乱されにくい特長がある。そのため、小電力無線装置を装着する物体や人体の影響によって送信される電磁波が弱められるのを防止することができる。
【００５７】
この結果、従来のように無線タグ７単体を用いる場合よりも、無線タグ７の上蓋Ａに電磁界ループアンテナ４３を形成した小電力無線装置から送信される電磁波の方が効率的に空間に輻射されるので、空間を伝搬した電磁波が受信機１まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００５８】
（第５の実施の形態）
図７に本発明の第５の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す。図７（ａ）にはアンテナカード７１が挿入されたカードケース７７を示し、図７（ｂ）にはアンテナカード７１とカードケース７７とをＤ−Ｄ線で切断した場合の断面図を示し、図７（ｃ）にはアンテナカード７１と無線タグ７とがともにカードケース７７に挿入されたことを示し、図７（ｄ）にはアンテナカード７１と無線タグ７とが挿入されたカードケース７７をＥ−Ｅ線で切断した場合の断面図を示し、図７（ｅ）にはアンテナカード７１と無線タグ７とが挿入されたカードケース７７の上面写真を示す。
【００５９】
図７（ｂ）に示すように、アンテナカード７１は、透明なプラスチックの樹脂からなるカード形状のカード基台８３と、カード基台８３上に接着された導体７３とコンデンサ７５とからなる正方形状の電磁界ループアンテナ７９と、カード基台８３上に形成された電磁界ループアンテナ７９を覆うようにして収納するシール層８５を備えている。
【００６０】
図７（ａ）に示すように、アンテナカード７１の内部には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の正方形状の導体７３の両端にコンデンサ７５を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ７９が収納されている。
【００６１】
図７（ｅ）にはアンテナカード７１と無線タグ７とがカードケース７７にともに収納された上面写真を示す。図７（ｅ）に示すように、アンテナカード７１の内部には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の正方形状の導体７３の両端にコンデンサ８１を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ７９が収納されている。
【００６２】
次に、図７を参照して、小電力無線装置の動作を説明する。
【００６３】
電磁界ループアンテナ７９は、無線タグ７から電磁波が送信された時、すなわち、共振時に導体７３とコンデンサ７５とがなす閉ループのインピーダンスが非常に低い値（一般的には０．数Ω）となるので、大きな高周波電流が誘起されので、これにより効率良い輻射が行われる。
【００６４】
また、電磁界ループアンテナ７９のインピーダンスが極めて低くなるので、一般的な動作インピーダンスが高い電界型のアンテナに比べ、近接する物体や人体などによりインピーダンスが乱されにくい特長がある。そのため、小電力無線装置を装着する物体や人体の影響によって送信される電磁波が弱められるのを防止することができる。
【００６５】
この結果、従来のように無線タグ７単体を用いる場合よりも、無線タグ７とこれに近接した電磁界ループアンテナ７９を収納するアンテナカード７１とで形成した小電力無線装置から送信される電磁波の方が効率的に空間に輻射されるので、空間を伝搬した電磁波が受信機１まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００６６】
（実験結果）
図８に示す比較表を参照して、上述した第１乃至第５の実施の形態に係る小電力無線装置の到達距離について説明する。
【００６７】
図８において、番号１〜３は第１乃至第５の実施の形態に係る小電力無線装置、すなわち、電磁界ループアンテナを無線タグに近接した小電力無線装置に関する実験結果であり、番号４〜６は従来のように無線タグのみに関する実験結果であり、それぞれの実験において、受信機１が受信可能な距離を比較した結果である。
【００６８】
なお、受信機１に接続されている受信アンテナは、１波長のエレメント長を有する長方形状のＱＵＡＤアンテナ、１波長のエレメント長を有する円形状のループアンテナ、０．５波長以下のエレメント長を有する電磁界ループアンテナであり、それぞれ３００ＭＨｚ帯に共振周波数を有している。受信可能距離は、小電力無線装置または無線タグから受信アンテナまでの距離を示すこととする。
【００６９】
図８に示すように、番号１は、本発明の小電力無線装置から出力された電磁波をＱＵＡＤアンテナで受信した場合であり、例えば６個の小電力無線装置からの電磁波が約２０ｍ離れた場所で検知できていることを示す。一方、番号４は従来の無線タグを使用して、他の条件は番号１と同様にした場合であり、この場合は約７ｍの距離が無線タグからの電磁波を受信できる限界距離であった。
【００７０】
以下、番号２，３は、本発明の小電力無線装置を用いて実験した場合であり、一方、番号５，６は同じ条件下で従来の無線タグを用いて実験した場合である。いずれの場合も、本発明の小電力無線装置を用いた方が無線タグのみの場合と比較すると、本発明の小電力無線装置を用いた方が受信可能距離が約２倍程度まで向上することが実験的にも検証できた。
【００７１】
（発明の効果）
本発明によれば、電磁波の送信電力が規制されている無線タグを物体や人体といった、電磁波を吸収し弱めてしまうものへ装着した場合でも、無線タグから輻射される電磁波が近接された電磁界ループアンテナにより効率良く空間へ２次輻射されるので、その受信可能距離は無線タグのみを自由空間に置いたような理想的な場合に近い性能を維持することができる。
【００７２】
しかも、電磁界ループアンテナはその動作インピーダンスが極めて低く小型であるため、直近周囲の物体や人体によりインピーダンスが乱されたり、アンテナ上の分布電流が乱されにくい。従って、電磁界ループアンテナが無線タグとともに一体になって物体や人体に装着されても、その性能が劣化しにくく、特に、人体に装着した場合など、人が手で触れたり、ポケットへ入れたりしても、その影響を受けにくいという利点もある。
【００７３】
また、非常に小型の電磁界ループアンテナを無線タグに近接する場合、無線タグの内部回路と物理的あるいは電気的に接続することがなく、単純に無線タグの直近に置くだけでよいため、非常に簡単に本発明の小電力無線装置を実現することができ、しかも、対象とする無線タグの形状、サイズ、製造メーカー、種類などを問わず、様々な対象に対して適用が可能である。
【００７４】
しかも、電磁界ループアンテナの構成要素は導体とコンデンサのみであり、能動部品を必要としないため、原理的には機器寿命は無限長であり、極めて信頼性が高く、しかも安価で経済性にも優れている。
【００７５】
この電磁界ループアンテナを薄い銅箔などの導体で形成し、全体をシード状に薄く、コンパクトに製作することで、簡単に無線タグ本体ケースの表面などへ取り付けることができる。これより短時間で容易に加工でき、出来上がりも極めて単純である。
【００７６】
更に、この電磁界ループアンテナを一般に広く使用されているカードケース、或いは名札ケースの表面や、内面に取り付ければ、このケースに様々なタイプ（ただし電磁界ループアンテナと共振周波数が一致していることが条件）の無線タグを入れるだけで、極めて簡単に、装着物体の影響によって電磁波の到達距離が低下しにくい、無線タグシステムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）は受信機１を示し、（ｂ）はアンテナシール９が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、（ｃ）は（ｂ）に示す無線タグ７とアンテナシール９との断面図を示す。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナシール９の内部構造を示し、（ｂ）はアンテナシール９の上面写真を示す。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナシール２１が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、（ｂ）は無線タグ７とアンテナシール２１との断面図を示す。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナシール２１の内部構造を示し、（ｂ）はアンテナシール２１の上面写真を示す。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナシール４９が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、（ｂ）は無線タグ７とアンテナシール５１との断面図を示し、（ｃ）はアンテナシール５１が貼り付けられた無線タグ７の上面写真を示す。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、 （ａ）はアンテナ部６１が設けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、（ｂ）は無線タグ７とアンテナ部６１との断面図を示し、（ｃ）はアンテナ部６１の製造方法のフローチャートを示す。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナカード７１が挿入されたカードケース７７を示し、（ｂ）はアンテナカード７１とカードケース７７との断面図を示し、（ｃ）はアンテナカード７１と無線タグ７とがともにカードケース７７に挿入されたことを示し、（ｄ）はアンテナカード７１と無線タグ７との断面図を示し、（ｅ）はアンテナカード７１と無線タグ７とが挿入されたカードケース７７の上面写真を示す。
【図８】上述した第１乃至第５の実施の形態に係る小電力無線装置の到達距離について説明するための比較表を示す。
【図９】従来の無線タグシステムであり、（ａ）は受信機１を示し、（ｂ）は人体に装着された無線タグを示し、（ｃ）は無線タグが挿入された名札ケースを示す。
【符号の説明】
【００７８】
１ 受信機
７ 無線タグ
９，２１，５１ アンテナシール
１１，２３，４３，７９ 電磁界ループアンテナ
６１ アンテナ部
７１ アンテナカード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体や人体に装着してその存在を検知するために使用する無線タグの通信距離をより拡大することが可能な小電力無線装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の小電力無線装置としては、図９に示す無線タグシステムが知られている。
【０００３】
人体３に装着された名札５に無線タグ７が収納されており、この無線タグ７から定期的にＩＤコードが付加された電磁波が周囲に送信され、この無線タグ７からの電磁波を受信機１で受信してＩＤコードを出力するようになっている（特許文献１）。
【０００４】
ところで、現在、日本国内で使用できる無線タグは概略して下記の４種類に大別される。
【０００５】
（１）１２４ＫＨｚ帯無線タグ
（２）１３ＭＨｚ帯無線タグ
（３）２．４ＧＨｚ帯無線タグ
（４）微弱電波型無線タグ
このうち（１）と（２）は、探索距離が数十ｃｍ程度の短距離探索タイプであり、（３）及び（４）は、探索距離が十数ｍ〜数十ｍの長距離タイプである。
【０００６】
また、（３）はマイクロ波帯の性質上、直進性が顕著で通信距離を長くとり易いが、物陰などへ伝搬しにくい特性がある。電池を搭載したアクティブ型無線タグの場合、複雑な無線回路を内蔵しており、マイクロ波帯の電子デバイスは高価であるため、小型、低価格を要求される用途には適さない。
【０００７】
さらに、（４）は周波数の制限がないため、反射などの電波伝搬特性とアンテナサイズの点で有利な３００ＭＨｚ帯程度の周波数で用いる長距離通信性に優れたものがあり、ＵＨＦ帯の電子デバイスを用いるため低コストである。
【特許文献１】特開２００５−２７１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、電波法により規制された微弱電波の制限値は、無線タグから３ｍの距離において５４ｄＢμＶ／ｍ（５００μＶ／ｍ）以下の電界強度の送信出力でなければならない。このため、この送信出力によって到達距離がほぼ決定されてしまう。
【０００９】
また、無線タグは物体や人体に装着して使用するが、無線タグから輻射された電波は物体や人体に吸収されることがあり、理想空間に無線タグを置いた場合の性能に比べて、電波の到達距離が減少するといった問題があった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、電波法の規制内で限られた出力の無線タグからの電波を効率良く空間に輻射させてその到達距離を伸ばすことができる小電力無線装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、電磁波を送信するアンテナを内蔵した無線タグに近接し、当該無線タグから送信された電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナを有し、前記電磁界ループアンテナに誘起した電磁界を２次輻射させることを要旨とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記電磁界ループアンテナは、前記無線タグから送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の導体の両端にコンデンサを接続してなる閉ループから形成されることを要旨とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記電磁界ループアンテナは、前記導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂からなる１対の薄シールを両面から貼り付けてなる多層シールに収納されることを要旨とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するため、前記電磁界ループアンテナは、前記無線タグを収納したケースの一側面に形成された銅製の導体の両端にコンデンサを接続してなり、この導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂からなる薄シールを貼り付けて収納されることを要旨とする。
【００１５】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するため、前記電磁界ループアンテナは、前記無線タグを収納したケースの一側面に形成された銅製の導体の両端にコンデンサを接続してなり、この導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂液を塗布して収納されることを要旨とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、上記課題を解決するため、前記無線タグを収納するとともに、前記電磁界ループアンテナを収納した多層シールからなるカードを収納するカードケースからなることを要旨とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、上記課題を解決するため、電磁波を送信するアンテナを内蔵した無線タグに近接し、当該無線タグから送信された電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナを有し、前記電磁界ループアンテナは、前記無線タグから送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の導体の両端にコンデンサを接続してなる閉ループから形成され、前記電磁界ループアンテナに誘起した電磁界を２次輻射させることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電磁波を送信するアンテナを内蔵した無線タグに近接し、当該無線タグから送信された電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナを有し、電磁界ループアンテナに誘起した電磁界を２次輻射させることで、電波法の規制内で限られた出力の無線タグからの電波を効率良く空間に輻射させてその到達距離を伸ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１の実施の形態）
図１に本発明の第１の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す。図１（ａ）にはアンテナに到来する電磁波を受信してこの電磁波に変調されているＩＤコードを抽出する受信機１を示し、図１（ｂ）にはアンテナシール９が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、図１（ｃ）には図１（ｂ）に示す無線タグ７とアンテナシール９とをＡ−Ａ線で切断した場合の断面図を示す。
【００２１】
図１（ｃ）に示すように、無線タグ７は、集積回路素子を含む電子回路基板７ａ、アンテナ７ｂ及び電池７ｃを備え、電子回路基板７ａ上に設けられた集積回路素子により所定の信号処理を行い、基本波を定期的に発振してＩＤコードを変調した電磁波をアンテナを介して送信する。アンテナシール９は、片面が無線タグ７のケースに接着面を介して接着するプラスチックの樹脂からなるシール層１３と、シール層１３の他面に接着させるプラスチックの樹脂からなるラミネート層１５と、シール層１３とラミネート層１５との間に収納された円形状の電磁界ループアンテナ１１を備えている。
【００２２】
図２（ａ）にはアンテナシール９の内部構造を示し、図２（ｂ）にはアンテナシール９の上面写真を示す。図２（ａ）に示すように、アンテナシール９の内部には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の円形状の導体１７の両端にコンデンサ１９を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ１１が収納されている。
【００２３】
次に、図１，２を参照して、小電力無線装置の動作を説明する。
【００２４】
まず、無線タグ７は、基本波を定期的に発振してＩＤコードを変調した電磁波をアンテナ７ｂから送信する。無線タグ７のケースにはアンテナシール９のシール層１３が接着されており、その内部には電磁界ループ１１が収納されているので、無線タグ７から送信された電磁波は、この電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナ１１に誘起し、電磁界ループアンテナ１１から電磁界が２次輻射される。
【００２５】
電磁界ループアンテナ１１は、近接された無線タグ７から電磁波が送信された時、すなわち、共振時に導体１７とコンデンサ１９とがなす閉ループのインピーダンスが非常に低い値（一般的には０．数Ω）となるので、大きな高周波電流が誘起されので、これにより効率良い輻射が行われる。
【００２６】
また、電磁界ループアンテナ１１のインピーダンスが極めて低くなるので、一般的な動作インピーダンスが高い電界型のアンテナに比べ、近接する物体や人体などによりインピーダンスが乱されにくい特長がある。そのため、小電力無線装置を装着する物体や人体の影響によって送信される電磁波が弱められるのを防止することができる。
【００２７】
この結果、従来のように無線タグ７単体を用いる場合よりも、無線タグ７にアンテナシール９を接着した小電力無線装置から送信される電磁波の方が効率的に空間に輻射されるので、空間を伝搬した電磁波が受信機１まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図３に本発明の第２の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す。図３（ａ）にはアンテナシール２１が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、図３（ｂ）には無線タグ７とアンテナシール２１とをＢ−Ｂ線で切断した場合の断面図を示す。
【００２９】
図３（ｂ）に示すように、アンテナシール２１は、片面が無線タグ７のケースに接着面を介して接着するプラスチックの樹脂からなるシール層２５と、シール層２５の他面に接着させるプラスチックの樹脂からなるラミネート層２７と、シール層２５とラミネート層２７との間に収納された正方形状の電磁界ループアンテナ２３を備えている。
【００３０】
図４（ａ）にはアンテナシール２１の内部構造を示し、図４（ｂ）にはアンテナシール２１の上面写真を示す。図４（ａ）に示すように、アンテナシール２１の内部には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の正方形状の導体２９の両端にコンデンサ３１を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ２３が収納されている。
【００３１】
ここで、図４（ａ）に示す電磁界ループアンテナ２３の定量的な数値例を説明する。いま、無線タグ７に近接した導体２９のサイズについて、Ｎをループ状導体２９のターン数（回）、Ｗを導体２９の１辺の長さ（ｍ）（形状が正方形の場合を仮定）、ａを導体２９の半径（ｍ）（導体が線状と仮定）、μｓを比透磁率とすると、このインダクタンスは以下の数式で定義される。
【数１】
【００３２】
この数式に実際のシステムに適用する各種無線タグサイズを考慮して、適切な値を代入して導体サイズと、コンデンサの容量値を決定すればよい。
【００３３】
例えば、Ｌ＝約４０（ｎＨ）となるサイズの導体構造とした場合には、Ｃ＝約７（ＰＦ）のコンデンサを接続すれば、
【数２】
【００３４】
の関係により無線タグの動作周波数を約３００ＭＨｚと仮定すれば、この電磁波を効率良く２次輻射できる。
【００３５】
次に、図３，４を参照して、小電力無線装置の動作を説明する。
【００３６】
電磁界ループアンテナ２３は、近接された無線タグ７から電磁波が送信された時、すなわち、共振時に導体２９とコンデンサ３１とがなす閉ループのインピーダンスが非常に低い値（一般的には０．数Ω）となるので、大きな高周波電流が誘起されので、これにより効率良い輻射が行われる。
【００３７】
また、電磁界ループアンテナ２３のインピーダンスが極めて低くなるので、一般的な動作インピーダンスが高い電界型のアンテナに比べ、近接する物体や人体などによりインピーダンスが乱されにくい特長がある。そのため、小電力無線装置を装着する物体や人体の影響によって送信される電磁波が弱められるのを防止することができる。
【００３８】
この結果、従来のように無線タグ７単体を用いる場合よりも、無線タグ７にアンテナシール２１を接着した小電力無線装置から送信される電磁波の方が効率的に空間に輻射されるので、空間を伝搬した電磁波が受信機１まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００３９】
（第３の実施の形態）
図５に本発明の第３の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す。図５（ａ）にはアンテナシール４９が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、図５（ｂ）には無線タグ７とアンテナシール５１とをＣ−Ｃ線で切断した場合の断面図を示し、図５（ｃ）にはアンテナシール５１が貼り付けられた無線タグ７の上面写真を示す。
【００４０】
図５（ｂ）に示すように、アンテナシール５１は、片面が無線タグ７のケースに接着面を介して接着するプラスチックの樹脂からなるシール層４９と、シール層４９と無線タグ７のケースとの間に収納された正方形状の電磁界ループアンテナ４３を備えている。
【００４１】
図５（ａ）に示すように、アンテナシール５１の内部には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の正方形状の導体４５の両端にコンデンサ４７を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ４３が収納されている。
【００４２】
次に、図５を参照して、小電力無線装置の動作を説明する。
【００４３】
電磁界ループアンテナ４３は、近接された無線タグ７から電磁波が送信された時、すなわち、共振時に導体４５とコンデンサ４７とがなす閉ループのインピーダンスが非常に低い値（一般的には０．数Ω）となるので、大きな高周波電流が誘起されので、これにより効率良い輻射が行われる。
【００４４】
また、電磁界ループアンテナ４５のインピーダンスが極めて低くなるので、一般的な動作インピーダンスが高い電界型のアンテナに比べ、近接する物体や人体などによりインピーダンスが乱されにくい特長がある。そのため、小電力無線装置を装着する物体や人体の影響によって送信される電磁波が弱められるのを防止することができる。
【００４５】
この結果、従来のように無線タグ７単体を用いる場合よりも、無線タグ７にアンテナシール５１を接着した小電力無線装置から送信される電磁波の方が効率的に空間に輻射されるので、空間を伝搬した電磁波が受信機１まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００４６】
（第４の実施の形態）
図６に本発明の第４の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す。図６（ａ）にはアンテナ部６１が設けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、図６（ｂ）には無線タグ７とアンテナ部６１とをＤ−Ｄ線で切断した場合の断面図を示し、図６（ｃ）にはアンテナ部６１の製造方法のフローチャートを示す。
【００４７】
図６（ｂ）に示すように、アンテナ部６１は、無線タグ７のケースの上ブタＡに設けられた正方形状の電磁界ループアンテナ４３と、この電磁界ループアンテナ４３の上面および上ブタＡの一部に塗布されたニス層６３を備えている。
【００４８】
図６（ａ）に示すように、アンテナ部６１には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の正方形状の導体４５の両端にコンデンサ４７を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ４３が収納されている。
【００４９】
次に、図６（ｃ）を参照して、上ブタＡに形成されたアンテナ部６１の製造方法を説明する。
【００５０】
まず、上蓋Ａ、エッチング液、エッチング袋、マスキングシートを準備する。
【００５１】
ステップＳ１０では、正方形状の導体４５のパターン図をマスキングシートに描き、不要な部分を切断してマスクパターンを作成する。そして、上蓋Ａの銅箔が蒸着された表面にこのマスクパターンを貼り付けてマスキングする。ステップＳ２０では、上蓋Ａの銅箔上にパターンが貼り付けられた面をエッチング液に浸け、パターンが貼られた箇所を除く面から銅薄を除去し、上蓋Ａを洗浄する。
【００５２】
次いで、ステップＳ３０では、上蓋Ａに形成された導体４５の両端にチップ形状のコンデンサ４７を半田付けして取り付ける。ステップＳ４０では、上蓋Ａに形成された導体４５とコンデンサ４７の上面に高周波ニスを塗布する。
【００５３】
この結果、上蓋Ａの上面に電磁界ループアンテナ４３が形成される。なお、電磁界ループアンテナ４３にデップメータのコイルを近づけて共振周波数を検査し、例えば、３００ＭＨｚ帯の所望の周波数にデップ点があることを確認する。
【００５４】
次に、図６を参照して、小電力無線装置の動作を説明する。
【００５５】
電磁界ループアンテナ４３は、無線タグ７から電磁波が送信された時、すなわち、共振時に導体４５とコンデンサ４７とがなす閉ループのインピーダンスが非常に低い値（一般的には０．数Ω）となるので、大きな高周波電流が誘起されので、これにより効率良い輻射が行われる。
【００５６】
また、電磁界ループアンテナ４３のインピーダンスが極めて低くなるので、一般的な動作インピーダンスが高い電界型のアンテナに比べ、近接する物体や人体などによりインピーダンスが乱されにくい特長がある。そのため、小電力無線装置を装着する物体や人体の影響によって送信される電磁波が弱められるのを防止することができる。
【００５７】
この結果、従来のように無線タグ７単体を用いる場合よりも、無線タグ７の上蓋Ａに電磁界ループアンテナ４３を形成した小電力無線装置から送信される電磁波の方が効率的に空間に輻射されるので、空間を伝搬した電磁波が受信機１まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００５８】
（第５の実施の形態）
図７に本発明の第５の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す。図７（ａ）にはアンテナカード７１が挿入されたカードケース７７を示し、図７（ｂ）にはアンテナカード７１とカードケース７７とをＤ−Ｄ線で切断した場合の断面図を示し、図７（ｃ）にはアンテナカード７１と無線タグ７とがともにカードケース７７に挿入されたことを示し、図７（ｄ）にはアンテナカード７１と無線タグ７とが挿入されたカードケース７７をＥ−Ｅ線で切断した場合の断面図を示し、図７（ｅ）にはアンテナカード７１と無線タグ７とが挿入されたカードケース７７の上面写真を示す。
【００５９】
図７（ｂ）に示すように、アンテナカード７１は、透明なプラスチックの樹脂からなるカード形状のカード基台８３と、カード基台８３上に接着された導体７３とコンデンサ７５とからなる正方形状の電磁界ループアンテナ７９と、カード基台８３上に形成された電磁界ループアンテナ７９を覆うようにして収納するシール層８５を備えている。
【００６０】
図７（ａ）に示すように、アンテナカード７１の内部には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の正方形状の導体７３の両端にコンデンサ７５を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ７９が収納されている。
【００６１】
図７（ｅ）にはアンテナカード７１と無線タグ７とがカードケース７７にともに収納された上面写真を示す。図７（ｅ）に示すように、アンテナカード７１の内部には、無線タグ７から送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の正方形状の導体７３の両端にコンデンサ８１を接続した閉ループからなる電磁界ループアンテナ７９が収納されている。
【００６２】
次に、図７を参照して、小電力無線装置の動作を説明する。
【００６３】
電磁界ループアンテナ７９は、無線タグ７から電磁波が送信された時、すなわち、共振時に導体７３とコンデンサ７５とがなす閉ループのインピーダンスが非常に低い値（一般的には０．数Ω）となるので、大きな高周波電流が誘起されので、これにより効率良い輻射が行われる。
【００６４】
また、電磁界ループアンテナ７９のインピーダンスが極めて低くなるので、一般的な動作インピーダンスが高い電界型のアンテナに比べ、近接する物体や人体などによりインピーダンスが乱されにくい特長がある。そのため、小電力無線装置を装着する物体や人体の影響によって送信される電磁波が弱められるのを防止することができる。
【００６５】
この結果、従来のように無線タグ７単体を用いる場合よりも、無線タグ７とこれに近接した電磁界ループアンテナ７９を収納するアンテナカード７１とで形成した小電力無線装置から送信される電磁波の方が効率的に空間に輻射されるので、空間を伝搬した電磁波が受信機１まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００６６】
（実験結果）
図８に示す比較表を参照して、上述した第１乃至第５の実施の形態に係る小電力無線装置の到達距離について説明する。
【００６７】
図８において、番号１〜３は第１乃至第５の実施の形態に係る小電力無線装置、すなわち、電磁界ループアンテナを無線タグに近接した小電力無線装置に関する実験結果であり、番号４〜６は従来のように無線タグのみに関する実験結果であり、それぞれの実験において、受信機１が受信可能な距離を比較した結果である。
【００６８】
なお、受信機１に接続されている受信アンテナは、１波長のエレメント長を有する長方形状のＱＵＡＤアンテナ、１波長のエレメント長を有する円形状のループアンテナ、０．５波長以下のエレメント長を有する電磁界ループアンテナであり、それぞれ３００ＭＨｚ帯に共振周波数を有している。受信可能距離は、小電力無線装置または無線タグから受信アンテナまでの距離を示すこととする。
【００６９】
図８に示すように、番号１は、本発明の小電力無線装置から出力された電磁波をＱＵＡＤアンテナで受信した場合であり、例えば６個の小電力無線装置からの電磁波が約２０ｍ離れた場所で検知できていることを示す。一方、番号４は従来の無線タグを使用して、他の条件は番号１と同様にした場合であり、この場合は約７ｍの距離が無線タグからの電磁波を受信できる限界距離であった。
【００７０】
以下、番号２，３は、本発明の小電力無線装置を用いて実験した場合であり、一方、番号５，６は同じ条件下で従来の無線タグを用いて実験した場合である。いずれの場合も、本発明の小電力無線装置を用いた方が無線タグのみの場合と比較すると、本発明の小電力無線装置を用いた方が受信可能距離が約２倍程度まで向上することが実験的にも検証できた。
【００７１】
（発明の効果）
本発明によれば、電磁波の送信電力が規制されている無線タグを物体や人体といった、電磁波を吸収し弱めてしまうものへ装着した場合でも、無線タグから輻射される電磁波が近接された電磁界ループアンテナにより効率良く空間へ２次輻射されるので、その受信可能距離は無線タグのみを自由空間に置いたような理想的な場合に近い性能を維持することができる。
【００７２】
しかも、電磁界ループアンテナはその動作インピーダンスが極めて低く小型であるため、直近周囲の物体や人体によりインピーダンスが乱されたり、アンテナ上の分布電流が乱されにくい。従って、電磁界ループアンテナが無線タグとともに一体になって物体や人体に装着されても、その性能が劣化しにくく、特に、人体に装着した場合など、人が手で触れたり、ポケットへ入れたりしても、その影響を受けにくいという利点もある。
【００７３】
また、非常に小型の電磁界ループアンテナを無線タグに近接する場合、無線タグの内部回路と物理的あるいは電気的に接続することがなく、単純に無線タグの直近に置くだけでよいため、非常に簡単に本発明の小電力無線装置を実現することができ、しかも、対象とする無線タグの形状、サイズ、製造メーカー、種類などを問わず、様々な対象に対して適用が可能である。
【００７４】
しかも、電磁界ループアンテナの構成要素は導体とコンデンサのみであり、能動部品を必要としないため、原理的には機器寿命は無限長であり、極めて信頼性が高く、しかも安価で経済性にも優れている。
【００７５】
この電磁界ループアンテナを薄い銅箔などの導体で形成し、全体をシード状に薄く、コンパクトに製作することで、簡単に無線タグ本体ケースの表面などへ取り付けることができる。これより短時間で容易に加工でき、出来上がりも極めて単純である。
【００７６】
更に、この電磁界ループアンテナを一般に広く使用されているカードケース、或いは名札ケースの表面や、内面に取り付ければ、このケースに様々なタイプ（ただし電磁界ループアンテナと共振周波数が一致していることが条件）の無線タグを入れるだけで、極めて簡単に、装着物体の影響によって電磁波の到達距離が低下しにくい、無線タグシステムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）は受信機１を示し、（ｂ）はアンテナシール９が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、（ｃ）は（ｂ）に示す無線タグ７とアンテナシール９との断面図を示す。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナシール９の内部構造を示し、（ｂ）はアンテナシール９の上面写真を示す。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナシール２１が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、（ｂ）は無線タグ７とアンテナシール２１との断面図を示す。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナシール２１の内部構造を示し、（ｂ）はアンテナシール２１の上面写真を示す。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナシール４９が貼り付けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、（ｂ）は無線タグ７とアンテナシール５１との断面図を示し、（ｃ）はアンテナシール５１が貼り付けられた無線タグ７の上面写真を示す。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、 （ａ）はアンテナ部６１が設けられた無線タグ７からなる小電力無線装置を示し、（ｂ）は無線タグ７とアンテナ部６１との断面図を示し、（ｃ）はアンテナ部６１の製造方法のフローチャートを示す。
【図７】本発明の第５の実施の形態に係る小電力無線装置の構成を示す図であり、（ａ）はアンテナカード７１が挿入されたカードケース７７を示し、（ｂ）はアンテナカード７１とカードケース７７との断面図を示し、（ｃ）はアンテナカード７１と無線タグ７とがともにカードケース７７に挿入されたことを示し、（ｄ）はアンテナカード７１と無線タグ７との断面図を示し、（ｅ）はアンテナカード７１と無線タグ７とが挿入されたカードケース７７の上面写真を示す。
【図８】上述した第１乃至第５の実施の形態に係る小電力無線装置の到達距離について説明するための比較表を示す。
【図９】従来の無線タグシステムであり、（ａ）は受信機１を示し、（ｂ）は人体に装着された無線タグを示し、（ｃ）は無線タグが挿入された名札ケースを示す。
【符号の説明】
【００７８】
１ 受信機
７ 無線タグ
９，２１，５１ アンテナシール
１１，２３，４３，７９ 電磁界ループアンテナ
６１ アンテナ部
７１ アンテナカード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を送信するアンテナを内蔵した無線タグに近接し、当該無線タグから送信された電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナを有し、
前記電磁界ループアンテナに誘起した電磁界を２次輻射させることを特徴とする小電力無線装置。
【請求項２】
前記電磁界ループアンテナは、
前記無線タグから送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の導体の両端にコンデンサを接続してなる閉ループから形成されることを特徴とする請求項１記載の小電力無線装置。
【請求項３】
前記電磁界ループアンテナは、
前記導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂からなる１対の薄シールを両面から貼り付けてなる多層シールに収納されることを特徴とする請求項２記載の小電力無線装置。
【請求項４】
前記電磁界ループアンテナは、
前記無線タグを収納したケースの一側面に形成された銅製の導体の両端にコンデンサを接続してなり、この導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂からなる薄シールを貼り付けて収納されることを特徴とする請求項２記載の小電力無線装置。
【請求項５】
前記電磁界ループアンテナは、
前記無線タグを収納したケースの一側面に形成された銅製の導体の両端にコンデンサを接続してなり、この導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂液を塗布して収納されることを特徴とする請求項２記載の小電力無線装置。
【請求項６】
前記無線タグを収納するとともに、
前記電磁界ループアンテナを収納した多層シールからなるカードを収納するカードケースからなることを特徴とする請求項３記載の小電力無線装置。
【請求項７】
電磁波を送信するアンテナを内蔵した無線タグに近接し、当該無線タグから送信された電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナを有し、
前記電磁界ループアンテナは、
前記無線タグから送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の導体の両端にコンデンサを接続してなる閉ループから形成され、
前記電磁界ループアンテナに誘起した電磁界を２次輻射させることを特徴とする小電力無線装置。
【請求項１】
電磁波を送信するアンテナを内蔵した無線タグに近接し、当該無線タグから送信された電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナを有し、
前記電磁界ループアンテナに誘起した電磁界を２次輻射させることを特徴とする小電力無線装置。
【請求項２】
前記電磁界ループアンテナは、
前記無線タグから送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の導体の両端にコンデンサを接続してなる閉ループから形成されることを特徴とする請求項１記載の小電力無線装置。
【請求項３】
前記電磁界ループアンテナは、
前記導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂からなる１対の薄シールを両面から貼り付けてなる多層シールに収納されることを特徴とする請求項２記載の小電力無線装置。
【請求項４】
前記電磁界ループアンテナは、
前記無線タグを収納したケースの一側面に形成された銅製の導体の両端にコンデンサを接続してなり、この導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂からなる薄シールを貼り付けて収納されることを特徴とする請求項２記載の小電力無線装置。
【請求項５】
前記電磁界ループアンテナは、
前記無線タグを収納したケースの一側面に形成された銅製の導体の両端にコンデンサを接続してなり、この導体とコンデンサとがなすループ面に対して、樹脂液を塗布して収納されることを特徴とする請求項２記載の小電力無線装置。
【請求項６】
前記無線タグを収納するとともに、
前記電磁界ループアンテナを収納した多層シールからなるカードを収納するカードケースからなることを特徴とする請求項３記載の小電力無線装置。
【請求項７】
電磁波を送信するアンテナを内蔵した無線タグに近接し、当該無線タグから送信された電磁波の周波数に共振する電磁界ループアンテナを有し、
前記電磁界ループアンテナは、
前記無線タグから送信された電磁波の波長に対して、全周が０．５波長以下の導体の両端にコンデンサを接続してなる閉ループから形成され、
前記電磁界ループアンテナに誘起した電磁界を２次輻射させることを特徴とする小電力無線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２７０４４８（Ｐ２００６−２７０４４８Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８４８９６（Ｐ２００５−８４８９６）
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（３９１０１７５４０）東芝ＩＴコントロールシステム株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２３日（２００５．３．２３）
【出願人】（３９１０１７５４０）東芝ＩＴコントロールシステム株式会社 (107)
【Ｆターム（参考）】
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