無線タグ装置
【課題】アクティブタイプの無線タグであっても、表裏を意識させて使用させる必要がないアクティブタイプの無線タグ装置を得る。
【解決手段】内蔵アンテナが電界型の無線タグ１ａの場合に、表面、裏面を近接電界型アンテナで対向させた（Ａタイプ）。内蔵アンテナが磁界型の無線タグ１ｂの場合に、表面、裏面を磁界型の近接磁界型アンテナを対向させる（Ｂタイプ）。また、表面側に対して２個の近接電界型アンテナを並列に収納し、かつ裏面側にも２個の近接電界型アンテナを収納してこれらを対向させる（Ｃタイプ）。或いは、表面側に対して２個の近接磁界型アンテナを並列に収納し、かつ裏面側に２個の近接磁界型アンテナを収納してこれらを対向させる（Ｄタイプ）。若しくは、さらに、表面、裏面共に電界型、磁界型を混在させてそれぞれを並列に無線タグ２０に対向させる（Ｅタイプ）。
【解決手段】内蔵アンテナが電界型の無線タグ１ａの場合に、表面、裏面を近接電界型アンテナで対向させた（Ａタイプ）。内蔵アンテナが磁界型の無線タグ１ｂの場合に、表面、裏面を磁界型の近接磁界型アンテナを対向させる（Ｂタイプ）。また、表面側に対して２個の近接電界型アンテナを並列に収納し、かつ裏面側にも２個の近接電界型アンテナを収納してこれらを対向させる（Ｃタイプ）。或いは、表面側に対して２個の近接磁界型アンテナを並列に収納し、かつ裏面側に２個の近接磁界型アンテナを収納してこれらを対向させる（Ｄタイプ）。若しくは、さらに、表面、裏面共に電界型、磁界型を混在させてそれぞれを並列に無線タグ２０に対向させる（Ｅタイプ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブタイプの無線タグであっても、その電波の輻射方向を考慮しなくとも収納体に挿入するだけで電波の到達距離を伸ばすことができる無線タグ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に無線タグの送信出力及びその輻射電界強度は、電波法の規制で制限されており、その通信距離はおのずと限られている。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。
【０００３】
また、無線タグは、無線タグを装着する物体又は人体の影響で、無線タグから輻射される電磁波が吸収されるため通信距離が更に減少してしまう。
【０００４】
一方、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）１２５ＫＨｚ，１３５ＫＨｚ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、探索距離が数ｍ〜十数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という特性がある。
【０００７】
また、（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、（３）のマイクロ波帯に比べるとＵＨＦ帯の電子デバイスを用いるため低コストである。
【０００８】
すなわち、無線タグには、様々な種類があるが長距離タイプは（３）又は（４）が一般的に用いられているが物体又は人体の影響を考慮した工夫が必要である。
【０００９】
このような工夫を施したアクティブタイプの無線タグについて以下に説明する。アクティブタイプの無線タグは、磁界タイプと電界タイプとがある。
【００１０】
図１９は磁界タイプのアクティブタイプの無線タグの概略構成図である。図１９に示すようにアクティブタイプの無線タグ１ｂ（磁界タイプ）は、回路基板２と、内蔵アンテナ３ｂ（磁界タイプ）と、電池を内蔵してこの電力で内蔵アンテナ３ｂを駆動する回路部品部４とを内蔵している。
【００１１】
この無線タグ１ｂの内蔵アンテナ３ｂ側の面には、近接磁界型アンテナ６が近接位置に配置されている。そして、内蔵アンテナ３ｂと近接磁界型アンテナ６とによりエネルギー結合されて電波が二次輻射される。
【００１２】
これによって、無線タグを単体で人体等につけて用いた場合でも内蔵アンテナ３ｂ単体の時よりも人体の影響を受けにくく、空間を伝搬した電磁波が受信機７ｂ（磁界用）まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００１３】
また、近接磁界型アンテナ６に代えて、図２０に示すようにλ／２（λ：波長）程度の導線を備えた静電結合方式近接電界型アンテナ８（導体板）であってもよい。
【００１４】
図２１は静電結合方式近接電界型アンテナ８が無線タグ１ａ（電界タイプ）の内蔵アンテナ３ａ（電界用）側に近接していることを示す図であり、無線タグ１ａ側は、静電結合方式近接電界型アンテナ８、内蔵アンテナ３ａ及び回路基板２とのみを示す。
【００１５】
内蔵アンテナ３ａにキャパシティアンテナ（電界型）を採用している場合には、近接アンテナとしては静電結合方式近接電界型アンテナ８を用いる。これは、内蔵アンテナに電界型を用いている場合は、電磁波は近傍界領域（フレネル領域）では電磁波のうち電界成分が強く遠方界領域（フラウンホーファー領域）ではじめて、電界成分と磁界成分が等しい電磁波となって伝搬する。
【００１６】
このため、近傍界領域では電界のみが支配的なので、近接アンテナとして磁界型アンテナを用いても、効率の良い電磁界の結合が行われない。
【００１７】
従って、内蔵アンテナ３ａに電界型アンテナを採用している場合は、内蔵アンテナ３ａから発信された電磁波を効率よく空間に輻射し、より受信機７ａ（電界用）まで到達するときの到達距離を伸ばすため、近接アンテナとしては静電結合方式近接電界アンテナ８を用いる。
【００１８】
磁界型の近接アンテナの一例を、図２２を用いて説明する。図２２（ａ）は、無線タグから送信される電磁波の波長に対して全周が０．５波長以下の円形状の磁界型アンテナであることを示し、図２２（ｂ）は、無線タグから送信される電磁波の波長に対して全周が０．５波長以下の四角形状の磁界型アンテナであることを示し、それぞれがコンデンサ１０を備えている。この構造により、導体とコンデンサとにより、電磁波に共振する。
【００１９】
このような無線タグに貼り付けて電波を効率良く輻射する特許文献１（特開２００７−１７４５８２号公報）がある。
【００２０】
この特許文献１は、無線タグのケースの一方の面に、静電結合式電界型アンテナを貼り付け、裏面に近接磁界型アンテナを貼り付けることによって、近接アンテナの種類によらないで到達距離を伸ばすことができる無線タグである。
【特許文献１】特開２００７−１７４５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、アクティブタイプの無線タグは、内部に回路基板を設けこの回路基板の表面側に内蔵アンテナを設ける構成であるので、構造上、電界、磁界の誘起が起こしやすい面と起こしにくい面とがある。
【００２２】
すなわち、無線タグの設置方向が表か裏により近接アンテナへの結合具合に差が出てしまうので、挿入方向は表、裏を管理する必要がある。このため、使用者は近接アンテナに対して、無線タグを、より結合しやすい面を正しく管理して設置する必要があった。
【００２３】
つまり、無線タグの設置方向で表裏を間違えると検知距離が短くなってしまう。そのため、表裏を意識して使用しなければならないので、使用者にとっては使い難い。
【００２４】
従って、アクティブタイプの無線タグであっても、表裏を意識して使用する必要がないアクティブタイプの無線タグ装置が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の無線タグ装置は、電池を内蔵して内蔵アンテナからの電波を輻射するアクティブタイプの無線タグと、
両面側に前記内蔵アンテナの輻射方式に対応した近接アンテナを設けて、収納口から収納させて前記内蔵アンテナに対向する近接アンテナとで電波を輻射させる収納体とを備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように本発明によれば、アクティブタイプの無線タグであっても、内蔵アンテナの輻射方向を考慮することなく用いることができる。
【００２７】
また、収納体の表面と裏面には、近接アンテナを設けているので、無線タグからの輻射方向を気にしないで、無線タグをこの収納体（プラスチックケース又はビニールシート）に挿入して用いることができる。
【００２８】
また、収納体の表面、裏面に設けられる近接アンテナ（磁界）は、導体とコンデンサとで構成されるアンテナであるから安価である。
【００２９】
また、無線タグの内蔵アンテナの種類に対応した近接アンテナを収納体の表面、裏面に設けることができるので、無線タグの製造メーカの種類に容易に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
一般的に無線タグの内蔵アンテナはタグサイズを小さくするために微小キャパシティアンテナ又は微小磁界アンテナが用いられている。本実施の形態で用いる無線タグに近接して設けられる近接アンテナは、最大の効果が得られるように内蔵アンテナと同様なタイプのアンテナを採用している。
【００３１】
本実施の形態では、小型化を重要とするため、無線タグの内蔵アンテナが電界型（微小キャパシティアンテナ）の場合は、近接アンテナに静電結合方式近接電界型アンテナを用い、微小磁界アンテナの場合は近接磁界型アンテナを用いる。
【００３２】
図１を用いて本発明の概要を初めに説明する。本発明は下記に説明するタイプがあることを特徴としている。各タイプの詳細は後述する。なお、各タイプにおいて同一符号のものは説明を省略する。さらに、本実施の形態では内蔵アンテナは微小キャパシティアンテナ又は微小磁界アンテナのいずれかを用いている。
【００３３】
（Ａ）タイプ
図１（ａ）にＡタイプを示す。Ａタイプは、内蔵アンテナが電界型（微小キャパシティアンテナ）の無線タグ１ａの場合に、表面、裏面を電界型の静電結合方式近接電界型アンテナ（以下近接電界型アンテナと称する）で対向させるタイプである。
【００３４】
図１（ａ）に示す無線タグ装置１１は、アクティブタイプの無線タグ１ａ（電界型）の場合に、近接電界型アンテナ６ａ（銅板）が収納された表面側の収納体１２ａと、近接電界型アンテナ６ｂ（銅板）が収納された裏面側の収納体１２ｂとで挟んでいる。
【００３５】
すなわち、無線タグ１ａの内蔵アンテナが電界型であっても、その電界型の内蔵アンテナの配置位置を意識することなくユーザが使用できると共に、電波の到達距離を伸ばすことができる。また、各電界型アンテナには導線１３（波長：λ/２程度）が接続されている。
【００３６】
（Ｂ）タイプ
図１（ｂ）にＢタイプを示す。Ｂタイプは、内蔵アンテナが磁界型の無線タグ１ｂの場合に、表面、裏面を磁界型の近接磁界型アンテナを対向させるタイプである。
【００３７】
図１（ｂ）に示す無線タグ装置１５は、アクティブタイプの無線タグ１ｂが磁界型の場合に、近接磁界型アンテナ１７ａが収納された表面側の収納体１６ａと、近接磁界型アンテナ１７ｂが収納された裏面側の収納体１６ｂとで挟んでいる。
【００３８】
すなわち、無線タグ１ｂの内蔵アンテナが磁界型であっても、その磁界型の内蔵アンテナの配置位置を意識することなくユーザが使用できると共に、電波の到達距離を伸ばすことができる。
【００３９】
（Ｃ）タイプ
図１（ｃ）にＣタイプを示す。Ｃタイプは、表面側に対して２個の近接電界型アンテナを並列に収納し、かつ裏面側にも２個の近接電界型アンテナを収納して、これらを対向させるタイプである。
【００４０】
図１（ｃ）に示す無線タグ装置１９は、アクティブタイプの無線タグ１ａ（電界型）を、表面側の収納体２０ａにおいて、その長手方向に近接電界型アンテナ２１ａ、近接電界型アンテナ２１ｂを並列に収納する。
【００４１】
また、裏面側の収納体２０ｂにおいては、その長手方向に近接電界型アンテナ２１ｂ、近接電界型アンテナ２１ｄを並列に収納する。
【００４２】
すなわち、（Ｃ）のタイプは、無線タグ１ａの内蔵アンテナが電界型の場合において、この内蔵アンテナを前側又は後側、かつ表裏を逆にして挿入しても、いずれかの電界型アンテナに内蔵アンテナが対向する。このため、電界型の内蔵アンテナの配置位置を意識せずにユーザは使用できると共に、電波の到達距離を伸ばすことができる。
【００４３】
（Ｄ）のタイプ
図１（ｄ）にＤタイプを示す。Ｄタイプは、表面側に対して２個の近接磁界型アンテナを並列に収納し、かつ裏面側に２個の近接磁界型アンテナを収納して、これらを対向させるタイプである。
【００４４】
図１（ｄ）に示す無線タグ装置２２は、アクティブタイプの無線タグ１ｂ（磁界）の場合に、その表面側の収納体２３ａにおいて、その長手方向に近接磁界型アンテナ２４ａ、近接磁界型アンテナ２４ｃを並列に収納する。
【００４５】
また、裏面側の収納体２３ｂにおいて、その長手方向に近接磁界型アンテナ２４ｂ、近接磁界型アンテナ２４ｄを並列に収納する。
【００４６】
すなわち、（Ｄ）のタイプは、無線タグ１ｂの内蔵アンテナが磁界型の場合において、この内蔵アンテナを前側又は後側、かつ表裏を逆にして挿入しても、いずれかの磁界型アンテナに内蔵アンテナが対向する。このため、磁界型の内蔵アンテナの配置位置を意識せずにユーザは使用できると共に、電波の到達距離を伸ばすことができる。
【００４７】
（Ｅタイプ）
図１（ｅ）にＥタイプを示す。Ｅタイプは、無線タグの内蔵アンテナが電界又は磁界のいずれであっても対応を可能とするタイプである。
【００４８】
図１（ｅ）に示す無線タグ装置２６は、無線タグが電界タイプの無線タグ１ａ又は磁界タイプの無線タグ１ｂ（以下総称して無線タグ２０という）に適用させるものであり、この無線タグ２０において、その表面側の収納体２７ａの長手方向に近接電界型アンテナ２８ａ、近接磁界型アンテナ２８ｃを並列に収納する。
【００４９】
また、裏面側の収納体２７ｂにおいて、その長手方向に近接電界型アンテナ２８ｂ、近接磁界型アンテナ２８ｄを並列に収納する。
【００５０】
すなわち、（Ｅ）のタイプは、表面、裏面共に電界型、磁界型を並列に無線タグ２０に対向させることによって、無線タグが電界型又は磁界型の場合であっても、内蔵アンテナの配置位置を意識せずにユーザは使用できると共に、電波の到達距離を伸ばすことができる。
【００５１】
（Ｆタイプ）
Ｆタイプは、Ｅタイプの変形例であり、無線タグの内蔵アンテナが電界又は磁界であっても対応を可能とするタイプである。
【００５２】
図１（ｆ）に示す無線タグ装置３０は、無線タグが電界タイプの無線タグ１ａ又は磁界タイプの無線タグ１ｂの無線タグ２０に適用させるものである。
【００５３】
この無線タグ２０において、その表面側の収納体３１ａの長手方向に近接磁界型アンテナ３２ａと近接磁界型アンテナ３２ｃとを並列に収納すると共に、近接電界型アンテナ３３ａと近接電界型アンテナ３３ｄとを並列に収納する。
【００５４】
すなわち、表面側の収納体３１ａに合計４個の近接アンテナを設けている。
【００５５】
さらに、裏面側において、その収納体３１ｂの長手方向に磁界アンテナ３２ｂと磁界アンテ３２ｄとを並列に収納すると共に、近接電界型アンテナ３３ｂと近接電界型アンテナ３３ｄとを並列に収納する。すなわち、裏面側の収納体３１ｂに合計４個の近接アンテナを設けている。
【００５６】
これによって無線タグの内蔵アンテナが電界又は磁界タイプであっても、内蔵アンテナの配置を意識しないで、使用を可能とする。
【００５７】
つまり、本発明は、図２に示すように、従来は無線タグの片面側に互いに異なる種類の近接アンテナを対向させていたのに対して、本願発明は、無線タグの両面側に電界型の近接アンテナ又は両面側に磁界型或いは両面に電界型と磁界型との組みを混在している。
【００５８】
すなわち、本発明は両面側の収納体（ケース又はビニールシート）に、電界型の近接アンテナ又は両面側に磁界型或いは両面に電界型と磁界型との組みを混在させた収納（貼り付けでもよい）しておけば、無線タグの内蔵アンテナが電界タイプ或いは磁界タイプであっても対応できる。
【００５９】
ここで、本実施の形態に用いる近接アンテナの形状を図３に示す。図３（ａ）に示すように、近接電界型アンテナは、板状であり、導線１３（波長：λ/２）が接続されている。また、近接磁界型アンテナは、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すようにコンデンサ１０を有するループアンテナである。
【００６０】
以下に各タイプの実施形態を詳細に説明する。本実施の形態では無線タグをケースに挿入して使用する無線タグ装置として説明する。また、本実施の形態では代表的なＡタイプ、Ｃタイプ、Ｄタイプ、Ｆタイプを説明し、Ｂタイプ及びＥタイプは詳細説明を省略する。
【００６１】
さらに、収納体としてはビニールシート又はプラスチックケースを用いるが本実施の形態ではプラスチックケース（以下ケースという）を用いて説明する。
【００６２】
＜実施の形態１＞
図４は図１のＡタイプの無線タグ装置１１の斜視図である。図５は無線タグ装置１１の断面図である。図４及び図５に示すようにケース１２は、内蔵アンテナが電界型の無線タグ１ａを収納可能となっている。この電界型（微小キャパシティアンテナ）の内蔵アンテナを本実施の形態では内蔵アンテナ３ａと称する。
【００６３】
そして、ケース１２の表面（１２ａ）の中央には近接電界型アンテナ６ａが収納され、裏面（１２ｂ）の中央にも近接電界型アンテナ６ｂが収納されている。
【００６４】
すなわち、無線タグ１ａが図５（ａ）に示すように内蔵アンテナ３ａがケース１２の表面（１２ａ）になるように挿入された場合は、表面（１２ａ）の中央に近接電界型アンテナ６ａがあるので、無線タグ１ａの内蔵アンテナ３ａとが少なくとも対向する。
【００６５】
また、図５（ｂ）に示すように、内蔵アンテナ３ａが裏面（１２ｂ）になるようにケース１２に無線タグ１ａを挿入した場合は、裏面（１２ｂ）の中央に近接電界型アンテナ６ｂがあるので、内蔵アンテナ３ａと近接電界型アンテナ６ｂとは少なくとも対向する。
【００６６】
従って、ユーザは無線タグ１ａの表面、裏面を意識しないで使用でき、かつ近接しておかれている近接電界型アンテナ６ａ又は近接電界型アンテナ６ｂが内部アンテナ３ａと静電結合によって結合し、その結果、電波を受信機７ａ（電界用）に送信できる。
【００６７】
＜実施の形態２＞
図６はＣタイプの無線タグ装置１９の斜視図である。図７は図６の無線タグ装置１９の断面図である。図６及び図７に示すようにケース２０は、内蔵アンテナ３ａの電界型の無線タグ１ａを収納可能となっている。そして、ケース２０の表面（２０ａ）には近接電界型アンテナ２１ａ及び近接電界型アンテナ２１ｃが並列に収納され、裏面（２０ｂ）にも近接電界型アンテナ２１ｂ及び近接電界型アンテナ２１ｄが並列に収納されている。
【００６８】
これらの近接電界型アンテナは、ケース２０の一方の端部側と他方の端部側に設けるのが好ましい。
【００６９】
すなわち、無線タグ１ａの内蔵アンテナ３ａは、回路基板２の端部側に設けられるのが一般的であるから図７（ａ）に示すように内蔵アンテナ３がケース２０の表面（２０ａ）になるように挿入された場合は、表面（２０ａ）の近接電界型アンテナ２１ｃと内蔵アンテナ３ａとが対向する。
【００７０】
また、図７（ｂ）に示すように、内蔵アンテナ３ａが裏面になるようにケース２０に無線タグ１ａを挿入した場合は、裏面（２０ｂ）に近接電界型アンテナ２１ｂがあるので、内蔵アンテナ３ａと近接電界型アンテナ２１ｂとは対向する。
【００７１】
従って、ユーザは無線タグ１ａの表面、裏面を意識しないで使用でき、かつ電波を効率良く受信機７ａに送信できる。
【００７２】
＜実施の形態３＞
図８はＤタイプの無線タグ装置２２の斜視図である。図９は図８の無線タグ装置２２の断面図である。図８及び図９に示すようにケース２３は、内蔵アンテナが磁界型の無線タグ１ｂを収納可能となっている。この磁界型の内蔵アンテナを本実施の形態では内蔵アンテナ３ｂと称する。
【００７３】
そして、ケース２３の表面（２３ａ）には近接磁界型アンテナ２４ａ及び近接磁界型アンテナ２４ｃが並列に収納され、裏面（２３ｂ）にも近接磁界型アンテナ２４ｂ及び近接磁界型アンテナ２４ｄが並列に収納されている。
【００７４】
これによって、図９に示すように内蔵アンテナ３ｂがケース２４の表面（２４ａ）になるように挿入された場合は、表面（２４ａ）の近接磁界型アンテナ２４ｃと内蔵アンテナ３ｂとが対向する。
【００７５】
前述の近接磁界型アンテナは、導体の長さ０．５波長以下として、さらにコンデンサ１０を組み合わせたものであり、共振周波数を無線タグ１ｂが発する電波の周波数と同じとする。これにより、この導体には無線タグ１ｂが発する周波数の電波により、効率的に電磁界が誘起されて二次輻射されることになる。
【００７６】
そして、共振時のインピーダンスは非常に低い値（一般的には０．数Ω）となることにより、大きな高周波電流が誘起するので、それにより近傍界に強い磁界を生じ、効率のよい輻射が行われる。
【００７７】
従って、回路部品部４からの輻射される電磁波が内蔵アンテナ３ｂと近接磁界型アンテナ２４ｃとにより、エネルギー結合されて、近接磁界型アンテナ２４ｃから空間へ２次輻射されるので、ユーザは無線タグ１ａの表面、裏面を意識しないで使用でき、かつ電波を増幅して受信機７ｂに送信できる。
【００７８】
＜実施の形態４＞
図１０はＦタイプの無線タグ装置３０の斜視図である。図１１は図１０の無線タグ装置３０の断面図である。図１２は図１０の側面図である。図１２（ａ）は図１１のＡ矢視図であり、図１２（ｂ）は図１１Ｂ矢視図である。
【００７９】
図１０及び図１１に示すようにケース３１は、内蔵アンテナが電界型の無線タグ１ａ又は磁界型の無線タグ１ｂ（総称して無線タグ２０）を収納可能となっている。本実施の形態では、電界用又は磁界用の内蔵アンテナを単に内蔵アンテナ３と称する。
【００８０】
そして、ケース３１の表面（３１ａ）には近接磁界型アンテナ３２ａと近接磁界型アンテナ３２ｄとを並列に収納していると共に、近接電界型アンテナ３３ａと近接磁界型アンテナ３３ｃとを並列に収納している。すなわち、ケース３１の表面（３１ａ）には、２個の近接磁界型アンテナと２個の近接電界型アンテナとが混在している。
【００８１】
また、裏面（３１ｂ）に近接磁界型アンテナ３２ｂと近接磁界型アンテナ３２ｄとが並列に収納されていると共に、近接電界型アンテナ３３ｂと近接電界型アンテナ３３ｄとを並列に収納している。
【００８２】
すなわち、ケース３１の裏面（３１ｂ）には、２個の近接磁界型アンテナと２個の近接電界型アンテナとが混在している。
【００８３】
これによって、図１１に示すように内蔵アンテナ３がケース３１の表面（３１ａ）になるように挿入された場合は、表面（３１ａ）の磁界型アンテナ３２ｃ及び電界型アンテナ３３ｃとが対向する。このため、無線タグ２０が電界又は磁界のいずれの内蔵アンテナ３を用いている場合であっても、電界型アンテナ又は磁界型アンテナが対向するので、電波を効率良く受信機７（磁界タイプと電界タイプを総称して単に受信機７と称する）に送信できる。
【００８４】
従って、１つの無線タグにもかかわらず近接電界型アンテナからのハイインピーダンスで電界輻射と、近接磁界型アンテナからのローインピーダンスでの磁界輻射のいずれかのモードで輻射が行われる。これにより、無線タグ２０の内蔵アンテナのタイプと、その方向性を意識することなく使用できるメリットがある。
【００８５】
次に、さらに詳細に説明する。本説明では図８のＤタイプを用いてさらに詳細を説明する。Ｄタイプは図１３に示すように、作業員の首或いは台車等にかけるための紐２５（クリップ付きが好ましい）を備えている。また、図１４に示すように、ケース２３の内部の四隅には、無線タグ１ｂを押さえるための押さえ部材３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄが設けられている。この押さえ部材３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄによって無線タグ１ｂをケース２３に挿入しても無線タグ１ｂは動かない。
【００８６】
＜実施の形態５＞
図１５は実施の形態５無線タグ装置４０の斜視図である。図１６は図１５の無線タグ装置４０の断面図である。また、電界タイプ、磁界タイプ若しくは混在型でもよいが本実施の形態５では磁界タイプを代表にして説明する。
【００８７】
上記実施の各形態では、ケースの表面と裏面とに近接磁界型アンテナを収納したが、図１５に示すように、ビニールシート４１に無線タグ１ｂを挿入した無線タグ装置４０としてもよい。
【００８８】
このビニールシート４１は、無線タグ１ｂを入れるためのポケット４２を有した構造となっている。そして、図１６に示すように、ビニールシート４１は、表面及び裏面が二重構造になっており、表面はシート４３ａとシート４３ｂとで形成し、このシート４３ａとシート４３ｂとの間に近接磁界型アンテナ（２４ａ、２４ｂ）を並列に設けている。
【００８９】
また、図１６に示すように、裏面は、シート４３ｃとシート４３ｄとで形成し、このシート４３ｃとシート４３ｄとの間に近接磁界型アンテナ（２４ｂ、２４ｄ）を並列に設けている。これらの近接磁界型アンテナはシートに貼り付けられている。また、前述のポケット４２の開口部にはジッパー４４が取り付けられている。さらに、人体、ベルト等に取り付けるための取り付け紐４５がビニールシートに取り付けられている。
【００９０】
このようなビニールシート４１は、表面及び裏面に、並列に近接磁界型アンテナが取り付けられているので、無線タグ１ｂがどのような方向でいれられても、実施形態１と同様に、いずれかの内蔵アンテナ３が対向するので、電波の到達距離を伸ばすことができる。
【００９１】
＜本実施の形態の無線タグ装置の利用＞
図１７は本実施の形態５の無線タグ装置４０の利用を説明する説明図である。図１７に示すように、荷物５１を搭載した台車５０に実施の形態５の無線タグ装置４０を取り付けた場合を説明する。
【００９２】
無線タグ１ｂの向きを意識しないでビニールシートに挿入している。そして、台車５０に取り付けて、台車５０を移動させると、無線タグ装置４０の無線タグ１ｂの内蔵アンテナ３とは、いずれかの磁界型アンテナが対向する。このため、受信機７ｂが遠くにあっても、無線タグ装置４０から電波が受信機７ｂに到達するので、無線タグ装置４０からの受信電波のデータを解読すると、荷物がどのようなものか等を解析できる。
【００９３】
なお、ここで、以下に近接電界型アンテナから発信される電磁波の発信源からの距離と電磁波の強度の関係について説明する。
【００９４】
ある空間の原点にある長さｌの電気ダイポールから距離ｒだけ離れた場所Pにおける電荷量をq(t) (tは時刻) とすると、電荷量の変化の割合が電流であるので、
【数１】
【００９５】
と微分の形で書き表すことができる。
原点にz軸方向を向いた微小ダイポールがあったとき、図１０に示す点Pにおける微小ダイポールの電界E(t)および磁界H(t)を電荷量の変化q(t)で表現すると、
【数２】
【数３】
【００９６】
となる。これらの式は極座標に基づいて表記されており、ｅr、ｅθ、ｅψは各々e方向、
θ方向、ψ方向単位ベクトルである。またcは空間中の電磁波の伝搬速度である。
【００９７】
これらの式でr-3に比例する項は静電磁場を作り出す項で、電気ダイポールの場合電界のみに存在する。
r-2の項は誘導電磁場を発生させる項である。r-1項は放射界を作り出す項である。充分遠方であれば静電項、誘導項は放射項と比べてはるかに小さくなる。ゆえにダイポールから充分離れた場所における電界・磁界(遠方界という)は、
【数４】
【数５】
【００９８】
となる。方向単位ベクトルは直交しているので、遠方界では電界と磁界は直交し、波の進行方向に電界・磁界の成分がない。
【００９９】
周波数領域表示では遠方界電界・磁界の各成分は、
【数６】
【数７】
【０１００】
となる。
ここで、遠方界電界と磁界の比ξを波動インピーダンスといい、以下の式で表される。
【数８】
【０１０１】
（数６）、（数７）より、近傍界領域では波源との距離ｒが短くなるほど波動インピーダンスξが大きくなることから、近傍界領域（フレネル領域）では電磁波のうち電界成分が強く、遠方界領域（フラウンホーファー領域）で磁場成分が強くなると言える。
【０１０２】
次に、近接磁界アンテナの定量的な数値例を説明する。いま、無線タグに近接した導体のサイズについて、Ｎをループ状導体のターン数（回）、Ｗを導体の１辺の長さ（ｍ）（形状が正方形の場合を仮定）、ａを導体の半径（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９】
【０１０３】
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。
【０１０４】
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１０】
【０１０５】
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。
【０１０６】
なお、上記実施の形態では、プラスチックケース又はビニールシートに無線タグ内の内蔵アンテナに対応したアンテナを並列に設ける構造は、取り付け自在な構造にしてもよい。例えば、プラスチックケース又はビニールシートの表裏に設けるアンテナ自体に、マジックテープ（登録商標）等を貼り付けて、無線タグの種類（メーカ）に応じたアンテナを並列に設けるようにしてもよい。
【０１０７】
さらに、プラスチックケース自体にネジ等を設けて、壁、或いは車等に取り付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の概要を説明する説明図である。
【図２】従来技術と本発明との相違を説明する説明図である。
【図３】磁界型アンテナ及び電界型アンテナの説明図である。
【図４】図１のＡタイプの無線タグ装置１１の斜視図である。
【図５】図５は無線タグ装置１１の断面図である。
【図６】Ｃタイプの無線タグ装置１９の斜視図である。
【図７】図６の無線タグ装置１９の断面図である。
【図８】Ｄタイプの無線タグ装置２２の斜視図である。
【図９】図８の無線タグ装置２２の断面図である。
【図１０】Ｆタイプの無線タグ装置３０の斜視図である。
【図１１】図１０の無線タグ装置３０の断面図である。
【図１２】図１０の側面図である。
【図１３】Ｄタイプの詳細を説明する斜視図である。
【図１４】Ｄタイプの詳細を説明する断面図である。
【図１５】実施の形態５無線タグ装置４０の斜視図である。
【図１６】図１５の無線タグ装置４０の断面図である。
【図１７】本実施の形態５の無線タグ装置４０の利用を説明する説明図である。
【図１８】電界強度の算出の説明図である。
【図１９】アクティブタイプの無線タグの概略構成図である。
【図２０】導線を繋げたアクティブタイプの無線タグの概略構成図である。
【図２１】導線を繋げたアクティブタイプの無線タグの斜視図である。
【図２２】近接アンテナの説明図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 無線タグ
１ａ 電界型の無線タグ
１ｂ 磁界型の無線タグ
２ 回路基板
３ａ 電界型の内蔵アンテナ
３ｂ 磁界型の内蔵アンテナ
４ 回路部品部
６ 近接磁界型アンテナ
６ａ 近接磁界型アンテナ
６ｂ 近接電界型アンテナ
７ａ 受信機（電界用）
７ｂ 受信機（磁界用）
８ 静電結合方式近接電界アンテナ
１０ コンデンサ
１１ 無線タグ装置
１２ ケース
１２ａ 表面側の収納体
１２ｂ 裏面側の収納体
１３ 導線
１６ａ 表面側の収納体
１６ｂ 裏面側の収納体
１７ａ 近接磁界型アンテナ
１７ｂ 近接磁界型アンテナ
１９ 無線タグ装置
２０ ケース
２０ａ 表面側の収納体
２０ｂ 裏面側の収納体
２１ａ 近接電界型アンテナ
２１ｂ 近接電界型アンテナ
２１ｃ 近接電界型アンテナ
２１ｄ 近接電界型アンテナ
２３ ケース
２４ ケース
２４ａ 近接磁界型アンテナ
２４ｂ 近接磁界型アンテナ
２４ｃ 近接磁界型アンテナ
２４ｄ 近接磁界型アンテナ
２５ 紐
２６ 無線タグ装置
２７ａ 表面側の収納体
２７ｂ 裏面側の収納体
２８ａ 近接電界型アンテナ
２８ｂ 近接電界型アンテナ
２８ｃ 近接磁界型アンテナ
２８ｄ 近接磁界型アンテナ
３０ 無線タグ装置
３１ ケース
３１ａ 表面側の収納体
３１ｂ 裏面側の収納体
３２ａ 近接磁界型アンテナ
３２ｂ 近接磁界型アンテナ
３３ａ 近接電界型アンテナ
３３ｂ 近接電界型アンテナ
３３ｃ 近接電界型アンテナ
３３ｄ 近接電界型アンテナ
３５ａ 絶縁体
３５ｂ 絶縁体
４０ 無線タグ装置
４１ ビニールシート
４２ ポケット
４３ａ シート
４３ｂ シート
４３ｃ シート
４３ｄ シート
４４ ジッパー
４５ 取り付け紐
５０ 台車
５１ 荷物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブタイプの無線タグであっても、その電波の輻射方向を考慮しなくとも収納体に挿入するだけで電波の到達距離を伸ばすことができる無線タグ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に無線タグの送信出力及びその輻射電界強度は、電波法の規制で制限されており、その通信距離はおのずと限られている。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。
【０００３】
また、無線タグは、無線タグを装着する物体又は人体の影響で、無線タグから輻射される電磁波が吸収されるため通信距離が更に減少してしまう。
【０００４】
一方、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）１２５ＫＨｚ，１３５ＫＨｚ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、探索距離が数ｍ〜十数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という特性がある。
【０００７】
また、（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、（３）のマイクロ波帯に比べるとＵＨＦ帯の電子デバイスを用いるため低コストである。
【０００８】
すなわち、無線タグには、様々な種類があるが長距離タイプは（３）又は（４）が一般的に用いられているが物体又は人体の影響を考慮した工夫が必要である。
【０００９】
このような工夫を施したアクティブタイプの無線タグについて以下に説明する。アクティブタイプの無線タグは、磁界タイプと電界タイプとがある。
【００１０】
図１９は磁界タイプのアクティブタイプの無線タグの概略構成図である。図１９に示すようにアクティブタイプの無線タグ１ｂ（磁界タイプ）は、回路基板２と、内蔵アンテナ３ｂ（磁界タイプ）と、電池を内蔵してこの電力で内蔵アンテナ３ｂを駆動する回路部品部４とを内蔵している。
【００１１】
この無線タグ１ｂの内蔵アンテナ３ｂ側の面には、近接磁界型アンテナ６が近接位置に配置されている。そして、内蔵アンテナ３ｂと近接磁界型アンテナ６とによりエネルギー結合されて電波が二次輻射される。
【００１２】
これによって、無線タグを単体で人体等につけて用いた場合でも内蔵アンテナ３ｂ単体の時よりも人体の影響を受けにくく、空間を伝搬した電磁波が受信機７ｂ（磁界用）まで到達するときの到達距離を伸ばすことができる。
【００１３】
また、近接磁界型アンテナ６に代えて、図２０に示すようにλ／２（λ：波長）程度の導線を備えた静電結合方式近接電界型アンテナ８（導体板）であってもよい。
【００１４】
図２１は静電結合方式近接電界型アンテナ８が無線タグ１ａ（電界タイプ）の内蔵アンテナ３ａ（電界用）側に近接していることを示す図であり、無線タグ１ａ側は、静電結合方式近接電界型アンテナ８、内蔵アンテナ３ａ及び回路基板２とのみを示す。
【００１５】
内蔵アンテナ３ａにキャパシティアンテナ（電界型）を採用している場合には、近接アンテナとしては静電結合方式近接電界型アンテナ８を用いる。これは、内蔵アンテナに電界型を用いている場合は、電磁波は近傍界領域（フレネル領域）では電磁波のうち電界成分が強く遠方界領域（フラウンホーファー領域）ではじめて、電界成分と磁界成分が等しい電磁波となって伝搬する。
【００１６】
このため、近傍界領域では電界のみが支配的なので、近接アンテナとして磁界型アンテナを用いても、効率の良い電磁界の結合が行われない。
【００１７】
従って、内蔵アンテナ３ａに電界型アンテナを採用している場合は、内蔵アンテナ３ａから発信された電磁波を効率よく空間に輻射し、より受信機７ａ（電界用）まで到達するときの到達距離を伸ばすため、近接アンテナとしては静電結合方式近接電界アンテナ８を用いる。
【００１８】
磁界型の近接アンテナの一例を、図２２を用いて説明する。図２２（ａ）は、無線タグから送信される電磁波の波長に対して全周が０．５波長以下の円形状の磁界型アンテナであることを示し、図２２（ｂ）は、無線タグから送信される電磁波の波長に対して全周が０．５波長以下の四角形状の磁界型アンテナであることを示し、それぞれがコンデンサ１０を備えている。この構造により、導体とコンデンサとにより、電磁波に共振する。
【００１９】
このような無線タグに貼り付けて電波を効率良く輻射する特許文献１（特開２００７−１７４５８２号公報）がある。
【００２０】
この特許文献１は、無線タグのケースの一方の面に、静電結合式電界型アンテナを貼り付け、裏面に近接磁界型アンテナを貼り付けることによって、近接アンテナの種類によらないで到達距離を伸ばすことができる無線タグである。
【特許文献１】特開２００７−１７４５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、アクティブタイプの無線タグは、内部に回路基板を設けこの回路基板の表面側に内蔵アンテナを設ける構成であるので、構造上、電界、磁界の誘起が起こしやすい面と起こしにくい面とがある。
【００２２】
すなわち、無線タグの設置方向が表か裏により近接アンテナへの結合具合に差が出てしまうので、挿入方向は表、裏を管理する必要がある。このため、使用者は近接アンテナに対して、無線タグを、より結合しやすい面を正しく管理して設置する必要があった。
【００２３】
つまり、無線タグの設置方向で表裏を間違えると検知距離が短くなってしまう。そのため、表裏を意識して使用しなければならないので、使用者にとっては使い難い。
【００２４】
従って、アクティブタイプの無線タグであっても、表裏を意識して使用する必要がないアクティブタイプの無線タグ装置が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の無線タグ装置は、電池を内蔵して内蔵アンテナからの電波を輻射するアクティブタイプの無線タグと、
両面側に前記内蔵アンテナの輻射方式に対応した近接アンテナを設けて、収納口から収納させて前記内蔵アンテナに対向する近接アンテナとで電波を輻射させる収納体とを備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように本発明によれば、アクティブタイプの無線タグであっても、内蔵アンテナの輻射方向を考慮することなく用いることができる。
【００２７】
また、収納体の表面と裏面には、近接アンテナを設けているので、無線タグからの輻射方向を気にしないで、無線タグをこの収納体（プラスチックケース又はビニールシート）に挿入して用いることができる。
【００２８】
また、収納体の表面、裏面に設けられる近接アンテナ（磁界）は、導体とコンデンサとで構成されるアンテナであるから安価である。
【００２９】
また、無線タグの内蔵アンテナの種類に対応した近接アンテナを収納体の表面、裏面に設けることができるので、無線タグの製造メーカの種類に容易に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
一般的に無線タグの内蔵アンテナはタグサイズを小さくするために微小キャパシティアンテナ又は微小磁界アンテナが用いられている。本実施の形態で用いる無線タグに近接して設けられる近接アンテナは、最大の効果が得られるように内蔵アンテナと同様なタイプのアンテナを採用している。
【００３１】
本実施の形態では、小型化を重要とするため、無線タグの内蔵アンテナが電界型（微小キャパシティアンテナ）の場合は、近接アンテナに静電結合方式近接電界型アンテナを用い、微小磁界アンテナの場合は近接磁界型アンテナを用いる。
【００３２】
図１を用いて本発明の概要を初めに説明する。本発明は下記に説明するタイプがあることを特徴としている。各タイプの詳細は後述する。なお、各タイプにおいて同一符号のものは説明を省略する。さらに、本実施の形態では内蔵アンテナは微小キャパシティアンテナ又は微小磁界アンテナのいずれかを用いている。
【００３３】
（Ａ）タイプ
図１（ａ）にＡタイプを示す。Ａタイプは、内蔵アンテナが電界型（微小キャパシティアンテナ）の無線タグ１ａの場合に、表面、裏面を電界型の静電結合方式近接電界型アンテナ（以下近接電界型アンテナと称する）で対向させるタイプである。
【００３４】
図１（ａ）に示す無線タグ装置１１は、アクティブタイプの無線タグ１ａ（電界型）の場合に、近接電界型アンテナ６ａ（銅板）が収納された表面側の収納体１２ａと、近接電界型アンテナ６ｂ（銅板）が収納された裏面側の収納体１２ｂとで挟んでいる。
【００３５】
すなわち、無線タグ１ａの内蔵アンテナが電界型であっても、その電界型の内蔵アンテナの配置位置を意識することなくユーザが使用できると共に、電波の到達距離を伸ばすことができる。また、各電界型アンテナには導線１３（波長：λ/２程度）が接続されている。
【００３６】
（Ｂ）タイプ
図１（ｂ）にＢタイプを示す。Ｂタイプは、内蔵アンテナが磁界型の無線タグ１ｂの場合に、表面、裏面を磁界型の近接磁界型アンテナを対向させるタイプである。
【００３７】
図１（ｂ）に示す無線タグ装置１５は、アクティブタイプの無線タグ１ｂが磁界型の場合に、近接磁界型アンテナ１７ａが収納された表面側の収納体１６ａと、近接磁界型アンテナ１７ｂが収納された裏面側の収納体１６ｂとで挟んでいる。
【００３８】
すなわち、無線タグ１ｂの内蔵アンテナが磁界型であっても、その磁界型の内蔵アンテナの配置位置を意識することなくユーザが使用できると共に、電波の到達距離を伸ばすことができる。
【００３９】
（Ｃ）タイプ
図１（ｃ）にＣタイプを示す。Ｃタイプは、表面側に対して２個の近接電界型アンテナを並列に収納し、かつ裏面側にも２個の近接電界型アンテナを収納して、これらを対向させるタイプである。
【００４０】
図１（ｃ）に示す無線タグ装置１９は、アクティブタイプの無線タグ１ａ（電界型）を、表面側の収納体２０ａにおいて、その長手方向に近接電界型アンテナ２１ａ、近接電界型アンテナ２１ｂを並列に収納する。
【００４１】
また、裏面側の収納体２０ｂにおいては、その長手方向に近接電界型アンテナ２１ｂ、近接電界型アンテナ２１ｄを並列に収納する。
【００４２】
すなわち、（Ｃ）のタイプは、無線タグ１ａの内蔵アンテナが電界型の場合において、この内蔵アンテナを前側又は後側、かつ表裏を逆にして挿入しても、いずれかの電界型アンテナに内蔵アンテナが対向する。このため、電界型の内蔵アンテナの配置位置を意識せずにユーザは使用できると共に、電波の到達距離を伸ばすことができる。
【００４３】
（Ｄ）のタイプ
図１（ｄ）にＤタイプを示す。Ｄタイプは、表面側に対して２個の近接磁界型アンテナを並列に収納し、かつ裏面側に２個の近接磁界型アンテナを収納して、これらを対向させるタイプである。
【００４４】
図１（ｄ）に示す無線タグ装置２２は、アクティブタイプの無線タグ１ｂ（磁界）の場合に、その表面側の収納体２３ａにおいて、その長手方向に近接磁界型アンテナ２４ａ、近接磁界型アンテナ２４ｃを並列に収納する。
【００４５】
また、裏面側の収納体２３ｂにおいて、その長手方向に近接磁界型アンテナ２４ｂ、近接磁界型アンテナ２４ｄを並列に収納する。
【００４６】
すなわち、（Ｄ）のタイプは、無線タグ１ｂの内蔵アンテナが磁界型の場合において、この内蔵アンテナを前側又は後側、かつ表裏を逆にして挿入しても、いずれかの磁界型アンテナに内蔵アンテナが対向する。このため、磁界型の内蔵アンテナの配置位置を意識せずにユーザは使用できると共に、電波の到達距離を伸ばすことができる。
【００４７】
（Ｅタイプ）
図１（ｅ）にＥタイプを示す。Ｅタイプは、無線タグの内蔵アンテナが電界又は磁界のいずれであっても対応を可能とするタイプである。
【００４８】
図１（ｅ）に示す無線タグ装置２６は、無線タグが電界タイプの無線タグ１ａ又は磁界タイプの無線タグ１ｂ（以下総称して無線タグ２０という）に適用させるものであり、この無線タグ２０において、その表面側の収納体２７ａの長手方向に近接電界型アンテナ２８ａ、近接磁界型アンテナ２８ｃを並列に収納する。
【００４９】
また、裏面側の収納体２７ｂにおいて、その長手方向に近接電界型アンテナ２８ｂ、近接磁界型アンテナ２８ｄを並列に収納する。
【００５０】
すなわち、（Ｅ）のタイプは、表面、裏面共に電界型、磁界型を並列に無線タグ２０に対向させることによって、無線タグが電界型又は磁界型の場合であっても、内蔵アンテナの配置位置を意識せずにユーザは使用できると共に、電波の到達距離を伸ばすことができる。
【００５１】
（Ｆタイプ）
Ｆタイプは、Ｅタイプの変形例であり、無線タグの内蔵アンテナが電界又は磁界であっても対応を可能とするタイプである。
【００５２】
図１（ｆ）に示す無線タグ装置３０は、無線タグが電界タイプの無線タグ１ａ又は磁界タイプの無線タグ１ｂの無線タグ２０に適用させるものである。
【００５３】
この無線タグ２０において、その表面側の収納体３１ａの長手方向に近接磁界型アンテナ３２ａと近接磁界型アンテナ３２ｃとを並列に収納すると共に、近接電界型アンテナ３３ａと近接電界型アンテナ３３ｄとを並列に収納する。
【００５４】
すなわち、表面側の収納体３１ａに合計４個の近接アンテナを設けている。
【００５５】
さらに、裏面側において、その収納体３１ｂの長手方向に磁界アンテナ３２ｂと磁界アンテ３２ｄとを並列に収納すると共に、近接電界型アンテナ３３ｂと近接電界型アンテナ３３ｄとを並列に収納する。すなわち、裏面側の収納体３１ｂに合計４個の近接アンテナを設けている。
【００５６】
これによって無線タグの内蔵アンテナが電界又は磁界タイプであっても、内蔵アンテナの配置を意識しないで、使用を可能とする。
【００５７】
つまり、本発明は、図２に示すように、従来は無線タグの片面側に互いに異なる種類の近接アンテナを対向させていたのに対して、本願発明は、無線タグの両面側に電界型の近接アンテナ又は両面側に磁界型或いは両面に電界型と磁界型との組みを混在している。
【００５８】
すなわち、本発明は両面側の収納体（ケース又はビニールシート）に、電界型の近接アンテナ又は両面側に磁界型或いは両面に電界型と磁界型との組みを混在させた収納（貼り付けでもよい）しておけば、無線タグの内蔵アンテナが電界タイプ或いは磁界タイプであっても対応できる。
【００５９】
ここで、本実施の形態に用いる近接アンテナの形状を図３に示す。図３（ａ）に示すように、近接電界型アンテナは、板状であり、導線１３（波長：λ/２）が接続されている。また、近接磁界型アンテナは、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すようにコンデンサ１０を有するループアンテナである。
【００６０】
以下に各タイプの実施形態を詳細に説明する。本実施の形態では無線タグをケースに挿入して使用する無線タグ装置として説明する。また、本実施の形態では代表的なＡタイプ、Ｃタイプ、Ｄタイプ、Ｆタイプを説明し、Ｂタイプ及びＥタイプは詳細説明を省略する。
【００６１】
さらに、収納体としてはビニールシート又はプラスチックケースを用いるが本実施の形態ではプラスチックケース（以下ケースという）を用いて説明する。
【００６２】
＜実施の形態１＞
図４は図１のＡタイプの無線タグ装置１１の斜視図である。図５は無線タグ装置１１の断面図である。図４及び図５に示すようにケース１２は、内蔵アンテナが電界型の無線タグ１ａを収納可能となっている。この電界型（微小キャパシティアンテナ）の内蔵アンテナを本実施の形態では内蔵アンテナ３ａと称する。
【００６３】
そして、ケース１２の表面（１２ａ）の中央には近接電界型アンテナ６ａが収納され、裏面（１２ｂ）の中央にも近接電界型アンテナ６ｂが収納されている。
【００６４】
すなわち、無線タグ１ａが図５（ａ）に示すように内蔵アンテナ３ａがケース１２の表面（１２ａ）になるように挿入された場合は、表面（１２ａ）の中央に近接電界型アンテナ６ａがあるので、無線タグ１ａの内蔵アンテナ３ａとが少なくとも対向する。
【００６５】
また、図５（ｂ）に示すように、内蔵アンテナ３ａが裏面（１２ｂ）になるようにケース１２に無線タグ１ａを挿入した場合は、裏面（１２ｂ）の中央に近接電界型アンテナ６ｂがあるので、内蔵アンテナ３ａと近接電界型アンテナ６ｂとは少なくとも対向する。
【００６６】
従って、ユーザは無線タグ１ａの表面、裏面を意識しないで使用でき、かつ近接しておかれている近接電界型アンテナ６ａ又は近接電界型アンテナ６ｂが内部アンテナ３ａと静電結合によって結合し、その結果、電波を受信機７ａ（電界用）に送信できる。
【００６７】
＜実施の形態２＞
図６はＣタイプの無線タグ装置１９の斜視図である。図７は図６の無線タグ装置１９の断面図である。図６及び図７に示すようにケース２０は、内蔵アンテナ３ａの電界型の無線タグ１ａを収納可能となっている。そして、ケース２０の表面（２０ａ）には近接電界型アンテナ２１ａ及び近接電界型アンテナ２１ｃが並列に収納され、裏面（２０ｂ）にも近接電界型アンテナ２１ｂ及び近接電界型アンテナ２１ｄが並列に収納されている。
【００６８】
これらの近接電界型アンテナは、ケース２０の一方の端部側と他方の端部側に設けるのが好ましい。
【００６９】
すなわち、無線タグ１ａの内蔵アンテナ３ａは、回路基板２の端部側に設けられるのが一般的であるから図７（ａ）に示すように内蔵アンテナ３がケース２０の表面（２０ａ）になるように挿入された場合は、表面（２０ａ）の近接電界型アンテナ２１ｃと内蔵アンテナ３ａとが対向する。
【００７０】
また、図７（ｂ）に示すように、内蔵アンテナ３ａが裏面になるようにケース２０に無線タグ１ａを挿入した場合は、裏面（２０ｂ）に近接電界型アンテナ２１ｂがあるので、内蔵アンテナ３ａと近接電界型アンテナ２１ｂとは対向する。
【００７１】
従って、ユーザは無線タグ１ａの表面、裏面を意識しないで使用でき、かつ電波を効率良く受信機７ａに送信できる。
【００７２】
＜実施の形態３＞
図８はＤタイプの無線タグ装置２２の斜視図である。図９は図８の無線タグ装置２２の断面図である。図８及び図９に示すようにケース２３は、内蔵アンテナが磁界型の無線タグ１ｂを収納可能となっている。この磁界型の内蔵アンテナを本実施の形態では内蔵アンテナ３ｂと称する。
【００７３】
そして、ケース２３の表面（２３ａ）には近接磁界型アンテナ２４ａ及び近接磁界型アンテナ２４ｃが並列に収納され、裏面（２３ｂ）にも近接磁界型アンテナ２４ｂ及び近接磁界型アンテナ２４ｄが並列に収納されている。
【００７４】
これによって、図９に示すように内蔵アンテナ３ｂがケース２４の表面（２４ａ）になるように挿入された場合は、表面（２４ａ）の近接磁界型アンテナ２４ｃと内蔵アンテナ３ｂとが対向する。
【００７５】
前述の近接磁界型アンテナは、導体の長さ０．５波長以下として、さらにコンデンサ１０を組み合わせたものであり、共振周波数を無線タグ１ｂが発する電波の周波数と同じとする。これにより、この導体には無線タグ１ｂが発する周波数の電波により、効率的に電磁界が誘起されて二次輻射されることになる。
【００７６】
そして、共振時のインピーダンスは非常に低い値（一般的には０．数Ω）となることにより、大きな高周波電流が誘起するので、それにより近傍界に強い磁界を生じ、効率のよい輻射が行われる。
【００７７】
従って、回路部品部４からの輻射される電磁波が内蔵アンテナ３ｂと近接磁界型アンテナ２４ｃとにより、エネルギー結合されて、近接磁界型アンテナ２４ｃから空間へ２次輻射されるので、ユーザは無線タグ１ａの表面、裏面を意識しないで使用でき、かつ電波を増幅して受信機７ｂに送信できる。
【００７８】
＜実施の形態４＞
図１０はＦタイプの無線タグ装置３０の斜視図である。図１１は図１０の無線タグ装置３０の断面図である。図１２は図１０の側面図である。図１２（ａ）は図１１のＡ矢視図であり、図１２（ｂ）は図１１Ｂ矢視図である。
【００７９】
図１０及び図１１に示すようにケース３１は、内蔵アンテナが電界型の無線タグ１ａ又は磁界型の無線タグ１ｂ（総称して無線タグ２０）を収納可能となっている。本実施の形態では、電界用又は磁界用の内蔵アンテナを単に内蔵アンテナ３と称する。
【００８０】
そして、ケース３１の表面（３１ａ）には近接磁界型アンテナ３２ａと近接磁界型アンテナ３２ｄとを並列に収納していると共に、近接電界型アンテナ３３ａと近接磁界型アンテナ３３ｃとを並列に収納している。すなわち、ケース３１の表面（３１ａ）には、２個の近接磁界型アンテナと２個の近接電界型アンテナとが混在している。
【００８１】
また、裏面（３１ｂ）に近接磁界型アンテナ３２ｂと近接磁界型アンテナ３２ｄとが並列に収納されていると共に、近接電界型アンテナ３３ｂと近接電界型アンテナ３３ｄとを並列に収納している。
【００８２】
すなわち、ケース３１の裏面（３１ｂ）には、２個の近接磁界型アンテナと２個の近接電界型アンテナとが混在している。
【００８３】
これによって、図１１に示すように内蔵アンテナ３がケース３１の表面（３１ａ）になるように挿入された場合は、表面（３１ａ）の磁界型アンテナ３２ｃ及び電界型アンテナ３３ｃとが対向する。このため、無線タグ２０が電界又は磁界のいずれの内蔵アンテナ３を用いている場合であっても、電界型アンテナ又は磁界型アンテナが対向するので、電波を効率良く受信機７（磁界タイプと電界タイプを総称して単に受信機７と称する）に送信できる。
【００８４】
従って、１つの無線タグにもかかわらず近接電界型アンテナからのハイインピーダンスで電界輻射と、近接磁界型アンテナからのローインピーダンスでの磁界輻射のいずれかのモードで輻射が行われる。これにより、無線タグ２０の内蔵アンテナのタイプと、その方向性を意識することなく使用できるメリットがある。
【００８５】
次に、さらに詳細に説明する。本説明では図８のＤタイプを用いてさらに詳細を説明する。Ｄタイプは図１３に示すように、作業員の首或いは台車等にかけるための紐２５（クリップ付きが好ましい）を備えている。また、図１４に示すように、ケース２３の内部の四隅には、無線タグ１ｂを押さえるための押さえ部材３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄが設けられている。この押さえ部材３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄによって無線タグ１ｂをケース２３に挿入しても無線タグ１ｂは動かない。
【００８６】
＜実施の形態５＞
図１５は実施の形態５無線タグ装置４０の斜視図である。図１６は図１５の無線タグ装置４０の断面図である。また、電界タイプ、磁界タイプ若しくは混在型でもよいが本実施の形態５では磁界タイプを代表にして説明する。
【００８７】
上記実施の各形態では、ケースの表面と裏面とに近接磁界型アンテナを収納したが、図１５に示すように、ビニールシート４１に無線タグ１ｂを挿入した無線タグ装置４０としてもよい。
【００８８】
このビニールシート４１は、無線タグ１ｂを入れるためのポケット４２を有した構造となっている。そして、図１６に示すように、ビニールシート４１は、表面及び裏面が二重構造になっており、表面はシート４３ａとシート４３ｂとで形成し、このシート４３ａとシート４３ｂとの間に近接磁界型アンテナ（２４ａ、２４ｂ）を並列に設けている。
【００８９】
また、図１６に示すように、裏面は、シート４３ｃとシート４３ｄとで形成し、このシート４３ｃとシート４３ｄとの間に近接磁界型アンテナ（２４ｂ、２４ｄ）を並列に設けている。これらの近接磁界型アンテナはシートに貼り付けられている。また、前述のポケット４２の開口部にはジッパー４４が取り付けられている。さらに、人体、ベルト等に取り付けるための取り付け紐４５がビニールシートに取り付けられている。
【００９０】
このようなビニールシート４１は、表面及び裏面に、並列に近接磁界型アンテナが取り付けられているので、無線タグ１ｂがどのような方向でいれられても、実施形態１と同様に、いずれかの内蔵アンテナ３が対向するので、電波の到達距離を伸ばすことができる。
【００９１】
＜本実施の形態の無線タグ装置の利用＞
図１７は本実施の形態５の無線タグ装置４０の利用を説明する説明図である。図１７に示すように、荷物５１を搭載した台車５０に実施の形態５の無線タグ装置４０を取り付けた場合を説明する。
【００９２】
無線タグ１ｂの向きを意識しないでビニールシートに挿入している。そして、台車５０に取り付けて、台車５０を移動させると、無線タグ装置４０の無線タグ１ｂの内蔵アンテナ３とは、いずれかの磁界型アンテナが対向する。このため、受信機７ｂが遠くにあっても、無線タグ装置４０から電波が受信機７ｂに到達するので、無線タグ装置４０からの受信電波のデータを解読すると、荷物がどのようなものか等を解析できる。
【００９３】
なお、ここで、以下に近接電界型アンテナから発信される電磁波の発信源からの距離と電磁波の強度の関係について説明する。
【００９４】
ある空間の原点にある長さｌの電気ダイポールから距離ｒだけ離れた場所Pにおける電荷量をq(t) (tは時刻) とすると、電荷量の変化の割合が電流であるので、
【数１】
【００９５】
と微分の形で書き表すことができる。
原点にz軸方向を向いた微小ダイポールがあったとき、図１０に示す点Pにおける微小ダイポールの電界E(t)および磁界H(t)を電荷量の変化q(t)で表現すると、
【数２】
【数３】
【００９６】
となる。これらの式は極座標に基づいて表記されており、ｅr、ｅθ、ｅψは各々e方向、
θ方向、ψ方向単位ベクトルである。またcは空間中の電磁波の伝搬速度である。
【００９７】
これらの式でr-3に比例する項は静電磁場を作り出す項で、電気ダイポールの場合電界のみに存在する。
r-2の項は誘導電磁場を発生させる項である。r-1項は放射界を作り出す項である。充分遠方であれば静電項、誘導項は放射項と比べてはるかに小さくなる。ゆえにダイポールから充分離れた場所における電界・磁界(遠方界という)は、
【数４】
【数５】
【００９８】
となる。方向単位ベクトルは直交しているので、遠方界では電界と磁界は直交し、波の進行方向に電界・磁界の成分がない。
【００９９】
周波数領域表示では遠方界電界・磁界の各成分は、
【数６】
【数７】
【０１００】
となる。
ここで、遠方界電界と磁界の比ξを波動インピーダンスといい、以下の式で表される。
【数８】
【０１０１】
（数６）、（数７）より、近傍界領域では波源との距離ｒが短くなるほど波動インピーダンスξが大きくなることから、近傍界領域（フレネル領域）では電磁波のうち電界成分が強く、遠方界領域（フラウンホーファー領域）で磁場成分が強くなると言える。
【０１０２】
次に、近接磁界アンテナの定量的な数値例を説明する。いま、無線タグに近接した導体のサイズについて、Ｎをループ状導体のターン数（回）、Ｗを導体の１辺の長さ（ｍ）（形状が正方形の場合を仮定）、ａを導体の半径（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９】
【０１０３】
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。
【０１０４】
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１０】
【０１０５】
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。
【０１０６】
なお、上記実施の形態では、プラスチックケース又はビニールシートに無線タグ内の内蔵アンテナに対応したアンテナを並列に設ける構造は、取り付け自在な構造にしてもよい。例えば、プラスチックケース又はビニールシートの表裏に設けるアンテナ自体に、マジックテープ（登録商標）等を貼り付けて、無線タグの種類（メーカ）に応じたアンテナを並列に設けるようにしてもよい。
【０１０７】
さらに、プラスチックケース自体にネジ等を設けて、壁、或いは車等に取り付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の概要を説明する説明図である。
【図２】従来技術と本発明との相違を説明する説明図である。
【図３】磁界型アンテナ及び電界型アンテナの説明図である。
【図４】図１のＡタイプの無線タグ装置１１の斜視図である。
【図５】図５は無線タグ装置１１の断面図である。
【図６】Ｃタイプの無線タグ装置１９の斜視図である。
【図７】図６の無線タグ装置１９の断面図である。
【図８】Ｄタイプの無線タグ装置２２の斜視図である。
【図９】図８の無線タグ装置２２の断面図である。
【図１０】Ｆタイプの無線タグ装置３０の斜視図である。
【図１１】図１０の無線タグ装置３０の断面図である。
【図１２】図１０の側面図である。
【図１３】Ｄタイプの詳細を説明する斜視図である。
【図１４】Ｄタイプの詳細を説明する断面図である。
【図１５】実施の形態５無線タグ装置４０の斜視図である。
【図１６】図１５の無線タグ装置４０の断面図である。
【図１７】本実施の形態５の無線タグ装置４０の利用を説明する説明図である。
【図１８】電界強度の算出の説明図である。
【図１９】アクティブタイプの無線タグの概略構成図である。
【図２０】導線を繋げたアクティブタイプの無線タグの概略構成図である。
【図２１】導線を繋げたアクティブタイプの無線タグの斜視図である。
【図２２】近接アンテナの説明図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１ 無線タグ
１ａ 電界型の無線タグ
１ｂ 磁界型の無線タグ
２ 回路基板
３ａ 電界型の内蔵アンテナ
３ｂ 磁界型の内蔵アンテナ
４ 回路部品部
６ 近接磁界型アンテナ
６ａ 近接磁界型アンテナ
６ｂ 近接電界型アンテナ
７ａ 受信機（電界用）
７ｂ 受信機（磁界用）
８ 静電結合方式近接電界アンテナ
１０ コンデンサ
１１ 無線タグ装置
１２ ケース
１２ａ 表面側の収納体
１２ｂ 裏面側の収納体
１３ 導線
１６ａ 表面側の収納体
１６ｂ 裏面側の収納体
１７ａ 近接磁界型アンテナ
１７ｂ 近接磁界型アンテナ
１９ 無線タグ装置
２０ ケース
２０ａ 表面側の収納体
２０ｂ 裏面側の収納体
２１ａ 近接電界型アンテナ
２１ｂ 近接電界型アンテナ
２１ｃ 近接電界型アンテナ
２１ｄ 近接電界型アンテナ
２３ ケース
２４ ケース
２４ａ 近接磁界型アンテナ
２４ｂ 近接磁界型アンテナ
２４ｃ 近接磁界型アンテナ
２４ｄ 近接磁界型アンテナ
２５ 紐
２６ 無線タグ装置
２７ａ 表面側の収納体
２７ｂ 裏面側の収納体
２８ａ 近接電界型アンテナ
２８ｂ 近接電界型アンテナ
２８ｃ 近接磁界型アンテナ
２８ｄ 近接磁界型アンテナ
３０ 無線タグ装置
３１ ケース
３１ａ 表面側の収納体
３１ｂ 裏面側の収納体
３２ａ 近接磁界型アンテナ
３２ｂ 近接磁界型アンテナ
３３ａ 近接電界型アンテナ
３３ｂ 近接電界型アンテナ
３３ｃ 近接電界型アンテナ
３３ｄ 近接電界型アンテナ
３５ａ 絶縁体
３５ｂ 絶縁体
４０ 無線タグ装置
４１ ビニールシート
４２ ポケット
４３ａ シート
４３ｂ シート
４３ｃ シート
４３ｄ シート
４４ ジッパー
４５ 取り付け紐
５０ 台車
５１ 荷物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を内蔵して内蔵アンテナからの電波を輻射するアクティブタイプの無線タグと、
両面側に前記内蔵アンテナの輻射方式に対応した近接アンテナを設けて、収納口から収納させて前記内蔵アンテナに対向する近接アンテナとで電波を輻射させる収納体と
を有することを特徴とする無線タグ装置。
【請求項２】
前記内蔵アンテナは、電界型又は磁界型であり、
前記近接アンテナは前記内蔵アンテナと同じ電界型又は磁界型の輻射方式であることを特徴とする請求項１記載の無線タグ装置。
【請求項３】
前記収納体の両面には、前記近接アンテナを並列に設けることを特徴とする請求項１又は２記載の無線タグ装置。
【請求項４】
前記収納体の両面に並列にそれぞれ設けた前記近接アンテナの組合せは、電界型のアンテナ又は磁界型のアンテナであることを特徴とする請求項３記載の無線タグ装置。
【請求項５】
前記並列の組合せは、電界型のアンテナと磁界型のアンテナとを並列に一組として前記収納体の表面及び裏面のそれぞれの一方の面の一方側に、電界型のアンテナと磁界型のアンテナとを並列に一組として設けると共に、他方側にもこの組みを設けることを特徴とする請求項４記載の無線タグ装置。
【請求項６】
前記収納体は、プラスチックケース又はビニールシートで形成され、表面及び裏面の中に前記近接アンテナを設けていることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の無線タグ装置。
【請求項７】
前記プラスチックケースは、前記無線タグと同型形状にされていることを特徴とする請求項６記載の無線タグ装置。
【請求項１】
電池を内蔵して内蔵アンテナからの電波を輻射するアクティブタイプの無線タグと、
両面側に前記内蔵アンテナの輻射方式に対応した近接アンテナを設けて、収納口から収納させて前記内蔵アンテナに対向する近接アンテナとで電波を輻射させる収納体と
を有することを特徴とする無線タグ装置。
【請求項２】
前記内蔵アンテナは、電界型又は磁界型であり、
前記近接アンテナは前記内蔵アンテナと同じ電界型又は磁界型の輻射方式であることを特徴とする請求項１記載の無線タグ装置。
【請求項３】
前記収納体の両面には、前記近接アンテナを並列に設けることを特徴とする請求項１又は２記載の無線タグ装置。
【請求項４】
前記収納体の両面に並列にそれぞれ設けた前記近接アンテナの組合せは、電界型のアンテナ又は磁界型のアンテナであることを特徴とする請求項３記載の無線タグ装置。
【請求項５】
前記並列の組合せは、電界型のアンテナと磁界型のアンテナとを並列に一組として前記収納体の表面及び裏面のそれぞれの一方の面の一方側に、電界型のアンテナと磁界型のアンテナとを並列に一組として設けると共に、他方側にもこの組みを設けることを特徴とする請求項４記載の無線タグ装置。
【請求項６】
前記収納体は、プラスチックケース又はビニールシートで形成され、表面及び裏面の中に前記近接アンテナを設けていることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の無線タグ装置。
【請求項７】
前記プラスチックケースは、前記無線タグと同型形状にされていることを特徴とする請求項６記載の無線タグ装置。
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【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１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００９−１８１１９３（Ｐ２００９−１８１１９３Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７８９３（Ｐ２００８−１７８９３）
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【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２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【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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