ＲＦタグ読み書き装置
【課題】アンテナのサイズに制約があっても、所望の通信距離を適切に確保する。
【解決手段】ＲＦタグ読み書き装置１において、多層基板５の第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとをインダクタ１３を介して接続し、第１のグランド層８ａの長手方向の寸法を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法とし、誘電体アンテナ６を第１のグランド層８ａの中央部に配置した。第１のグランド層８ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として機能させることができる。
【解決手段】ＲＦタグ読み書き装置１において、多層基板５の第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとをインダクタ１３を介して接続し、第１のグランド層８ａの長手方向の寸法を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法とし、誘電体アンテナ６を第１のグランド層８ａの中央部に配置した。第１のグランド層８ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として機能させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体アンテナにより放射・捕捉される電波を介してＲＦタグに対してデータを読み書きするＲＦタグ読み書き装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体アンテナが基板上に実装されている構成として例えば特許文献１、２に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−６０８２３号公報
【特許文献２】特開２００５−１８４６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＲＦタグを利用したデータ通信は長い通信距離を確保することができる点に特徴を有するが、小型のＲＦタグ読み書き装置やハンディ型のＲＦタグ読み書き装置では、構造上の制約により、アンテナのサイズを適切に確保することが困難であり、利得を高めることができず、所望の通信距離を確保することができないのが現状である。
【０００５】
又、アンテナの方式としては直線偏波と回転偏波とがあるが、直線偏波はアンテナとＲＦタグとの位置関係によりデータ通信が成立する場合と成立しない場合とがあり、ハンディ型のＲＦタグ読み書き装置のようなＲＦタグとの相対位置が変動する態様には不適であり、回転偏波が望まれている。しかしながら、回転偏波はアンテナの面上に電流を流す必要があり、アンテナのサイズを大きくする必要がある。このような事情からも、アンテナのサイズが小さい場合には、利得を高めることができず、所望の通信距離を確保することができない。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナのサイズに制約がある場合であっても、所望の通信距離を適切に確保することを可能とするＲＦタグ読み書き装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した発明によれば、誘電体の上部に導体部が搭載されてなる誘電体アンテナ背面側に、誘電体アンテナの導体部が電波を放射する放射方向とは反対側に位置するように導体部材を設け、導体部材を長手方向の寸法が誘電体アンテナの導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成されている一の導体部材と一の導体部材に対して長手方向に設けられている他の導体部材とを有し、一の導体部材と他の導体部材とが両者を直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する接続手段を介して接続されるように構成したので、一の導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、誘電体アンテナから直接放射された電波と誘電体アンテナから放射されて一の導体部材で反射された電波とを合成させることで利得を高めることができる。これにより、誘電体アンテナのサイズに制約がある場合であっても、所望の通信距離を適切に確保することができる。
【０００８】
すなわち、ＲＦタグ読み書き装置のサイズによっては導体部材の長手方向の寸法を誘電体アンテナにより放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法よりも長く構成する必要があり、導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させるには導体部材を分割せざるを得ないものであるが、単純に導体部材を分割すると、グランドとして機能させることができないという新たな問題が発生する。このような問題に対して、長手方向の寸法が誘電体アンテナにより放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成されている一の導体部材と、一の導体部材に対して長手方向に設けられている他の導体部材とで構成し、それら一の導体部材と他の導体部材とを両者を直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する接続手段を介して接続して構成することにより、一の導体部材における他の導体部材側の端部において当該他の導体部材による影響を排除することができ、一の導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板としても適切に機能させることができ、且つ、一の導体部材と他の導体部材とをグランドとして機能させることができる。
【０００９】
請求項２に記載した発明によれば、誘電体アンテナを平板形状をなす多層基板上に実装し、一の導体部材を多層基板における多数の層のうち一の層をなす導体層から構成したので、誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させる一の導体部材を多層基板における多数の層のうち一の層をなす導体層を用いて実現することができる。
【００１０】
請求項３に記載した発明によれば、導体層をグランド層又は電源層から構成したので、誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させる一の導体部材を多層基板における多数の層のうち一の層をなすグランド層又は電源層を用いて実現することができる。
【００１１】
請求項４に記載した発明によれば、接続手段をインダクタにより構成したので、インダクタを適用することで一の導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として適切に機能させることができる。
【００１２】
請求項５に記載した発明によれば、接続手段をインダクタとコンデンサとを備える並列共振回路により構成したので、インダクタとコンデンサとを備える並列共振回路を適用することで一の導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として適切に機能させることができる。
【００１３】
請求項６に記載した発明によれば、並列共振回路の共振周波数が誘電体アンテナの導体部により放射・捕捉される電波の周波数と略一致するように構成したので、特性を最適化することができる。
【００１４】
請求項７に記載した発明によれば、誘電体アンテナの導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成されている羽導体部材を備え、一の導体部材の長手方向と羽導体部材の長手方向とが直交するように一の導体部材と羽導体部材とを配置したので、一の導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させることができることに加えて、羽導体部材をも誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、所望の通信距離をより適切に確保することができる。又、羽導体部材を誘電体アンテナにより放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成したので、軸比を「１（０ｄＢ）」に近づけることにより、ＲＦタグ読み書き装置の向きに拘らずＲＦタグに対してデータを適切に読み書きすることができる。
【００１５】
請求項８に記載した発明によれば、羽導体部材を格納状態と展開状態との間で回動可能とし、格納状態で導体部材の長手方向に沿うように構成し、展開状態で一の導体部材の長手方向に対して直交する方向に誘電体アンテナの導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法を有するように構成したので、ＲＦタグに対してデータを読み書きしないときには羽導体部材を格納状態に回動させ、ＲＦタグに対してデータを読み書きするときにのみ羽導体部材を展開状態に回動させれば良く、使い勝手を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すもので、ＲＦタグ読み書き装置の平面図及び縦断側面図
【図２】誘電体アンテナが実装されている多層基板の平面図及び縦断側面図
【図３】機能ブロック図
【図４】測定結果を示す図
【図５】図４相当図
【図６】図４相当図
【図７】本発明の第２の実施形態を示すもので、誘電体アンテナが実装されている多層基板の平面図及び縦断側面図
【図８】図４相当図
【図９】図４相当図
【図１０】図４相当図
【図１１】図４相当図
【図１２】本発明の第３の実施形態を示すもので、ＲＦタグ読み書き装置の平面図及び縦断側面図
【図１３】図４相当図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図１乃至図６を参照して説明する。図１（ａ）はＲＦタグ読み書き装置の平面図を示しており、図１（ｂ）はＲＦタグ読み書き装置の縦断側面図を示している。ＲＦタグ読み書き装置（リーダライタ）１は、ユーザが把持可能なハンディ型のものであり、その筐体２は幅広な頭部２ａとユーザが把持する把持部２ｂとが組み合わされて構成されている。頭部２ａには例えば液晶ディスプレイからなる表示部３が設けられており、把持部２ｂには複数のキーが配列されてなるキー操作部４が設けられている。筐体２の内部にはメイン基板としての多層基板５が実装されており、その多層基板５の一方の表面部には誘電体アンテナ６とＲＦタグ制御部７（本発明でいうＲＦタグ制御手段）とが実装されている。
【００１８】
図２（ａ）は誘電体アンテナ６が実装されている多層基板５の平面図を示しており、図２（ｂ）は誘電体アンテナ６が実装されている多層基板５の縦断側面図を示している。多層基板５は、その両表面部に電子部品を実装可能に構成されていると共に、その内部にはグランド層８（本発明でいう導体部材）及び電源層９が積層されている。上記した誘電体アンテナ６は、矩形状の誘電体１０の上部に金属板からなる導体部１１が搭載されて構成されている。多層基板５は、その長手方向の寸法（図２中「Ｌ１」にて示す）が誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法よりも長く構成されている。グランド層８は、第１のグランド層８ａ（本発明でいう一の導体部材）と第２のグランド層８ｂ（本発明でいう他の導体部材）とが接続手段１２を介して接続されて構成されている。
【００１９】
第１のグランド層８ａは、その長手方向の寸法（図２中「Ｌ２」にて示す）が誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法と同等に構成されている。誘電体アンテナ６は、第１のグランド層８ａの長手方向の端部から誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の４分の１倍に相当する寸法だけ離れた位置、つまり、第１のグランド層８ａの長手方向の中央部に搭載されている。接続手段１２は、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する手段であり、具体的にはインダクタ１３の単体である。又、筐体２の内部にはＲＦタグ読み書き装置１の動作電力を各部に供給するバッテリ１４が搭載されている。
【００２０】
図３は、上記したＲＦタグ読み書き装置１の電気的な構成を機能ブロック図により示している。処理部１５は、ＣＰＵ１６、メモリ１７及び入出力部１８を有し、上記した表示部３、キー操作部４及びＲＦタグ制御部７を接続して構成されている。ＣＰＵ１６は、データ通信指令をＲＦタグ制御部７に出力することにより、送信データを変調して所定周波数の電波を誘電体アンテナ６から放射する送信処理及び誘電体アンテナ６により捕捉された所定周波数の電波を復調して受信データを抽出する受信処理をＲＦタグ制御部７により行わせる。又、ＣＰＵ１６は、表示指令を表示部３に出力することにより、各種の表示情報を表示部３に表示させ、ユーザがキー操作部４を操作したことに応じてキー操作部４から入力した操作信号を受付けて処理する。尚、処理部１５を構成する各種の電子部品は多層基板５の表面上に実装されている。尚、誘電体アンテナ６が放射・捕捉する電波の所定周波数は例えば９５２〜９５４［ＭＨｚ］である。
【００２１】
上記した構成では、第１のグランド層８ａの長手方向の寸法が誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法とされ、且つ、誘電体アンテナ６が第１のグランド層８ａの長手方向の中央部に搭載されている構成を採用しているが、これは、以下の理由を根拠とするものである。すなわち、発明者は、上記した第１のグランド層８ａを金属板と見做し、誘電体アンテナと金属板との関係について以下の（１）、（２）を測定した。尚、ここでいう第１のグランド層８ａの長手方向の中央部とはある程度の幅を有する範囲を示す。
（１）金属板の長さ（長手方向の寸法）を変化させたときのＶ偏波の最大利得の変化
（２）金属板の中央部から誘電体アンテナまでの距離を変化させたときのＶ偏波の最大利得の変化
【００２２】
図４は、上記した（１）における測定条件（ａ）及び測定結果（ｂ）を示しており、金属板の幅が「４０ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から金属板までの距離が「５ｍｍ」、誘電体アンテナの位置が金属板の端部から「２５ｍｍ」のときに、金属板の長さａを「４０〜２００ｍｍ」で変化させたときの、Ｖ偏波の最大利得の変化を示している。この測定結果から明らかなように、金属板の長さが「約１４５ｍｍ」であるときにＶ偏波の最大利得が最良であることが判る。この金属板の長さである「約１４５ｍｍ」は誘電体アンテナ６が放射・捕捉する所定周波数である例えば９５２〜９５４［ＭＨｚ］の電波の波長の２分の１倍に近い値である。
【００２３】
図５は、上記した（２）における測定条件（ａ）及び測定結果（ｂ）を示しており、金属板の幅が「４０ｍｍ」、金属板の長さが「１４０ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から金属板までの距離が「５ｍｍ」のときに、金属板の中央部から誘電体アンテナまでの距離ｂを「−５０〜０ｍｍ」で変化させたときの、Ｖ偏波の最大利得の変化を示している。この測定結果から明らかなように、金属板の中央部から誘電体アンテナまでの距離が「０ｍｍ」であるときに（誘電体アンテナが金属板の中央部に近いほど）Ｖ偏波の最大利得が最良であることが判る。これは、誘電体アンテナが金属板の中央部に搭載されていることにより、金属板が誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能し、誘電体アンテナから直接放射された電波と誘電体アンテナから放射されて金属板で反射された電波とが合成されることで利得が高められるためである。
【００２４】
以上に示した測定結果を根拠として、本実施形態では、ハンディ型のＲＦタグ読み書き装置１における誘電体アンテナ６のサイズの制約を解消するために、第１のグランド層８ａの長手方向の寸法を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法とし、且つ、誘電体アンテナ６を第１のグランド層８ａの長手方向の中央部に搭載しているものである。
【００２５】
又、発明者は、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを接続する接続手段１２としてインダクタ１３の単体を適用したことによる影響について測定した。図６は、その測定結果を示すもので、第１のグランド層８ａに相当する第１の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第１の金属板の長さが「１４５ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から第１の金属板までの距離が「５ｍｍ」、第２のグランド層８ｂに相当する第２の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第２の金属板の長さが「５２ｍｍ」、第１の金属板と第２の金属板との間隔が「３ｍｍ」のときに、インダクタ１３のインダクタンスを変化させたときの利得の変化を示している。図６で「基板長１４５ｍｍ」に対応する「○」は、上記した第２の金属板が省略されている状態での利得を示しており、目標値である。この測定結果から明らかなように、インダクタ１３の単体を挿入するときには、４０［ｎＨ］以上のインダクタを挿入することで目標値と同等の利得が得られていることが判る。つまり、第１の金属板における第２の金属板側の端部において当該第２の金属板による影響を排除することができ、第１の金属板を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として適切に機能させていることが判る。
【００２６】
以上に説明したように第１の実施形態によれば、ＲＦタグ読み書き装置１において、多層基板５の第１のグランド層８ａの長手方向の寸法を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法としたので、第１のグランド層８ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、誘電体アンテナ６から直接放射された電波と誘電体アンテナ６から放射されて第１のグランド層８ａで反射された電波とを合成させることで利得を高めることができ、誘電体アンテナ６のサイズに制約がある場合であっても、所望の通信距離を適切に確保することができる。
【００２７】
又、誘電体アンテナ６を第１のグランド層８ａの長手方向の中央部に配置したので、利得をより確実に高めることができる。又、第１のグランド層８ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として機能させるように構成したので、反射板として機能させる層を別途設ける必要がなく、第１のグランド層８ａを用いて実現することができる。
【００２８】
又、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを両者を直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する接続手段１２を介して接続して構成したので、多層基板５の長手方向の寸法を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法よりも長く構成する必要がある場合であっても、第１のグランド層８ａにおける第２のグランド層８ｂ側の端部において当該第２のグランド層８ｂによる影響を排除することができ、第１のグランド層８ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として適切に機能させることができ、且つ、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとをグランドとして機能させることができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図７乃至図１１を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。この第２の実施形態は、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを接続する接続手段２１としてインダクタ２２とコンデンサ２３とからなる並列共振回路を適用し、並列共振回路の共振周波数を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の周波数と略一致するように構成したものである。
【００３０】
図７（ａ）は誘電体アンテナ６が実装されている多層基板５の平面図を示しており、図７（ｂ）は誘電体アンテナ６が実装されている多層基板５の縦断側面図を示している。この場合も、発明者は、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを接続する接続手段２１としてインダクタ２２とコンデンサ２３とからなる並列共振回路を適用したことによる影響について測定した。図８乃至図１０は、それらの測定条件（ａ）及び測定結果（ｂ）を示しており、第１のグランド層８ａに相当する第１の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第１の金属板の長さが「１４５ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から第１の金属板までの距離が「５ｍｍ」、第２のグランド層８ｂに相当する第２の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第２の金属板の長さが「５２ｍｍ」、第１の金属板と第２の金属板との間隔が「３ｍｍ」のときに、インダクタ２２のインダクタンスやコンデンサ２３の容量を変化させたときの利得の変化を示している。図８乃至図１０で「基板長１４５ｍｍ」に対応する「○」は、上記した第２の金属板が省略されている状態での利得を示しており、「Ｌ，Ｃなし」に対応する「△」は、上記した第２の金属板が存在するがインダクタ２２とコンデンサ２３が省略されている状態での利得を示しており、目標値である。
【００３１】
これらの測定結果から明らかなように、並列共振回路を挿入するときには、インダクタ２２のインダクタンスが６８［ｎＨ］であるときにはコンデンサ２３の容量が０．６〜０．８［ｐＦ］の範囲で目標値と同等の利得が得られていることが判る。又、コンデンサ２３の容量が０．７［ｐＦ］であるときにはインダクタ２２のインダクタンスが６０〜８０［ｎＨ］の範囲で目標値と同等の利得が得られていることが判る。又、インダクタ２２のインダクタンスが１５［ｎＨ］であるときにはコンデンサの容量が約２［ｐＦ］で目標値と同等の利得が得られていることが判る。つまり、第１の実施形態と同様にして、第１の金属板における第２の金属板側の端部において当該第２の金属板による影響を排除することができ、第１の金属板を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として適切に機能させていることが判る。
【００３２】
又、発明者は、第２のグランド層８ｂに相当する第２の金属板の長手方向の寸法を変化させたことによる影響について測定した。図１１は、その測定条件（ａ）及び測定結果（ｂ）を示しており、第１のグランド層８ａに相当する第１の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第１の金属板の長さが「１４５ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から第１の金属板までの距離が「５ｍｍ」、第２のグランド層８ｂに相当する第２の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第１の金属板と第２の金属板との間隔が「３ｍｍ」、インダクタ２２のインダクタンスが６８［ｎＨ］であるときに、第２の金属板の長さｃを変化させたときの利得の変化を示している。この測定結果から明らかなように、第２の金属板の長さに拘らず目標値と同等の利得が得られていることが判る。つまり、第２の金属板の長さに拘らず第１の金属板における第２の金属板側の端部において当該第２の金属板による影響を排除することができ、第１の金属板を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として適切に機能させていることが判る。
【００３３】
以上に説明したように第２の実施形態によれば、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを両者を直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する接続手段２１としてインダクタ２２とコンデンサ２３とからなる並列共振回路が適用した場合でも、上記した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができ、第１のグランド層８ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として適切に機能させることができ、且つ、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとをグランドとして機能させることができる。
【００３４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図１２及び図１３を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。この第３の実施形態は、上記した第１の実施形態に対して羽アンテナ部を追加したものである。
【００３５】
図１２（ａ）、（ｂ）はＲＦタグ読み書き装置の平面図を示しており、図１２（ｃ）はＲＦタグ読み書き装置の縦断側面図を示している。すなわち、ＲＦタグ読み書き装置３１の筐体３２は頭部３２ａと把持部３２ｂとが同一幅で構成されており、頭部３２ａには表示部３３が設けられており、把持部３２ｂには上記した第１の実施形態で説明したキー操作部４が設けられている。筐体３２の内部にはメイン基板としての多層基板３４が設けられており、その多層基板３４の一方の表面部には上記した第１の実施形態で説明した誘電体アンテナ６とＲＦタグ制御部７とが実装されている。
【００３６】
多層基板３４は、その両表面部に電子部品を実装可能に構成されていると共に、その内部にはグランド層３５及び電源層が積層されている。グランド層３５は、上記した第１の実施形態で説明したグランド層８と同様にして、第１のグランド層３５ａ（本発明でいう一の導体部材）と第２のグランド層３５ｂ（本発明でいう他の導体部材）とが接続手段３６を介して接続されて構成されている。第１のグランド層３５ａは、その長手方向の寸法（図１２中「Ｌ３」にて示す）が誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法と同等に構成されている。誘電体アンテナ６は、第１のグランド層３５ａの長手方向の端部から誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の４分の１倍に相当する寸法だけ離れた位置、つまり、第１のグランド層３５ａの長手方向の中央部に搭載されている。
【００３７】
そして、この第３の実施形態では、第１のグランド層３５ａに左右対称に羽アンテナ部３７（本発明でいう羽導体部材）が回動可能に設けられている。羽アンテナ部３７は、筐体３２の長手方向に沿って格納される格納状態と、それらの先端側が筐体３２から突出される展開状態との間で回動可能になっており、展開状態での寸法（図１２中「Ｌ４」にて示す）は誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法とされている。これは、以下の理由を根拠とするものである。すなわち、発明者は、羽アンテナ部の形状について軸比を測定した。
【００３８】
図１３は、測定条件（ａ）及び測定結果（ｂ）を示しており、金属板の幅が「４０ｍｍ」、金属板の長さが「１４０ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から金属板までの距離が「５ｍｍ」のときに、羽アンテナ部の形状（横方向の寸法ｄ及び縦方向の寸法ｅ）を変化させたときの軸比の変化を示している。この測定結果から明らかなように、羽アンテナ部の横方向の寸法が「約１２０ｍｍ」であるときに軸比が最良（軸比が「１（０ｄＢ）」に近い）であることが判り、この羽アンテナ部の横方向の寸法である「約１２０ｍｍ」は誘電体アンテナが放射・捕捉する所定周波数である例えば９５２〜９５４［ＭＨｚ］の電波の波長の２分の１倍に近い値である。
【００３９】
この場合、軸比が「１」から大きく外れてしまうと、ＲＦタグ読み書き装置３１においてデータを読み書き可能な向きと読み書き不可能な向きとが発生することになるので、軸比は「１」に近い方が望ましい。本実施形態では、羽アンテナ部３６の横方向の寸法を誘電体アンテナ６が放射・捕捉する所定周波数である例えば９５２〜９５４［ＭＨｚ］の電波の波長の２分の１倍に近い値にすることにより、軸比を「１」に近い値としており、その結果、ユーザは、ＲＦタグ読み書き装置３１の向きを意識することなく、データを読み書きすることができ、使い勝手を高めることができる。
【００４０】
以上に説明したように第３の実施形態によれば、ＲＦタグ読み書き装置３１において、羽アンテナ部３７を設けたので、第１のグランド層３５ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として機能させることに加えて、羽アンテナ部３７をも誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、所望の通信距離をより適切に確保することができる。又、羽アンテナ部３７の寸法を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成したので、軸比を略「１」にすることができ、ＲＦタグ読み書き装置１の向きに拘らずＲＦタグに対してデータを適切に読み書きすることができ、使い勝手を高めることができる。
【００４１】
さらに、羽アンテナ部３７を格納状態と展開状態との間で回動可能に構成したので、ＲＦタグに対してデータを読み書きしないときには羽アンテナ部３７を格納状態に回動させ、ＲＦタグに対してデータを読み書きするときにのみ羽アンテナ部３７を展開状態に回動させれば良く、使い勝手を高めることができる。
【００４２】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
ＲＦタグ読み書き装置は、ＲＦタグに対してデータを読み書きする専用の装置に限らず、ＲＦタグに対してデータを読み書きするモジュールが組み込まれた携帯電話機や携帯情報端末などの携帯端末であっても良い。又、ＲＦタグ読み書き装置は、固定されて用いられる態様のものであっても良い。
【符号の説明】
【００４３】
図面中、１はＲＦタグ読み書き装置、６は誘電体アンテナ、７はＲＦタグ制御部（ＲＦタグ制御手段）、８はグランド層（導体部材、導体層）、８ａは第１のグランド層（一の導体部材）、８ｂは第２のグランド層（他の導体部材）、９は電源層、１０は誘電体、１１は導体部、１２は接続手段、１３はインダクタ、２１は接続手段、２２はインダクタ、２３はコンデンサ、３１はＲＦタグ読み書き装置、３５はグランド層（導体部材、導体層）、３５ａは第１のグランド層（一の導体部材）、３５ｂは第２のグランド層（他の導体部材）、３６は接続手段、３７は羽アンテナ部（羽導体部材）である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体アンテナにより放射・捕捉される電波を介してＲＦタグに対してデータを読み書きするＲＦタグ読み書き装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体アンテナが基板上に実装されている構成として例えば特許文献１、２に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−６０８２３号公報
【特許文献２】特開２００５−１８４６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＲＦタグを利用したデータ通信は長い通信距離を確保することができる点に特徴を有するが、小型のＲＦタグ読み書き装置やハンディ型のＲＦタグ読み書き装置では、構造上の制約により、アンテナのサイズを適切に確保することが困難であり、利得を高めることができず、所望の通信距離を確保することができないのが現状である。
【０００５】
又、アンテナの方式としては直線偏波と回転偏波とがあるが、直線偏波はアンテナとＲＦタグとの位置関係によりデータ通信が成立する場合と成立しない場合とがあり、ハンディ型のＲＦタグ読み書き装置のようなＲＦタグとの相対位置が変動する態様には不適であり、回転偏波が望まれている。しかしながら、回転偏波はアンテナの面上に電流を流す必要があり、アンテナのサイズを大きくする必要がある。このような事情からも、アンテナのサイズが小さい場合には、利得を高めることができず、所望の通信距離を確保することができない。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アンテナのサイズに制約がある場合であっても、所望の通信距離を適切に確保することを可能とするＲＦタグ読み書き装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載した発明によれば、誘電体の上部に導体部が搭載されてなる誘電体アンテナ背面側に、誘電体アンテナの導体部が電波を放射する放射方向とは反対側に位置するように導体部材を設け、導体部材を長手方向の寸法が誘電体アンテナの導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成されている一の導体部材と一の導体部材に対して長手方向に設けられている他の導体部材とを有し、一の導体部材と他の導体部材とが両者を直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する接続手段を介して接続されるように構成したので、一の導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、誘電体アンテナから直接放射された電波と誘電体アンテナから放射されて一の導体部材で反射された電波とを合成させることで利得を高めることができる。これにより、誘電体アンテナのサイズに制約がある場合であっても、所望の通信距離を適切に確保することができる。
【０００８】
すなわち、ＲＦタグ読み書き装置のサイズによっては導体部材の長手方向の寸法を誘電体アンテナにより放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法よりも長く構成する必要があり、導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させるには導体部材を分割せざるを得ないものであるが、単純に導体部材を分割すると、グランドとして機能させることができないという新たな問題が発生する。このような問題に対して、長手方向の寸法が誘電体アンテナにより放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成されている一の導体部材と、一の導体部材に対して長手方向に設けられている他の導体部材とで構成し、それら一の導体部材と他の導体部材とを両者を直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する接続手段を介して接続して構成することにより、一の導体部材における他の導体部材側の端部において当該他の導体部材による影響を排除することができ、一の導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板としても適切に機能させることができ、且つ、一の導体部材と他の導体部材とをグランドとして機能させることができる。
【０００９】
請求項２に記載した発明によれば、誘電体アンテナを平板形状をなす多層基板上に実装し、一の導体部材を多層基板における多数の層のうち一の層をなす導体層から構成したので、誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させる一の導体部材を多層基板における多数の層のうち一の層をなす導体層を用いて実現することができる。
【００１０】
請求項３に記載した発明によれば、導体層をグランド層又は電源層から構成したので、誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させる一の導体部材を多層基板における多数の層のうち一の層をなすグランド層又は電源層を用いて実現することができる。
【００１１】
請求項４に記載した発明によれば、接続手段をインダクタにより構成したので、インダクタを適用することで一の導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として適切に機能させることができる。
【００１２】
請求項５に記載した発明によれば、接続手段をインダクタとコンデンサとを備える並列共振回路により構成したので、インダクタとコンデンサとを備える並列共振回路を適用することで一の導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として適切に機能させることができる。
【００１３】
請求項６に記載した発明によれば、並列共振回路の共振周波数が誘電体アンテナの導体部により放射・捕捉される電波の周波数と略一致するように構成したので、特性を最適化することができる。
【００１４】
請求項７に記載した発明によれば、誘電体アンテナの導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成されている羽導体部材を備え、一の導体部材の長手方向と羽導体部材の長手方向とが直交するように一の導体部材と羽導体部材とを配置したので、一の導体部材を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させることができることに加えて、羽導体部材をも誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、所望の通信距離をより適切に確保することができる。又、羽導体部材を誘電体アンテナにより放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成したので、軸比を「１（０ｄＢ）」に近づけることにより、ＲＦタグ読み書き装置の向きに拘らずＲＦタグに対してデータを適切に読み書きすることができる。
【００１５】
請求項８に記載した発明によれば、羽導体部材を格納状態と展開状態との間で回動可能とし、格納状態で導体部材の長手方向に沿うように構成し、展開状態で一の導体部材の長手方向に対して直交する方向に誘電体アンテナの導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法を有するように構成したので、ＲＦタグに対してデータを読み書きしないときには羽導体部材を格納状態に回動させ、ＲＦタグに対してデータを読み書きするときにのみ羽導体部材を展開状態に回動させれば良く、使い勝手を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すもので、ＲＦタグ読み書き装置の平面図及び縦断側面図
【図２】誘電体アンテナが実装されている多層基板の平面図及び縦断側面図
【図３】機能ブロック図
【図４】測定結果を示す図
【図５】図４相当図
【図６】図４相当図
【図７】本発明の第２の実施形態を示すもので、誘電体アンテナが実装されている多層基板の平面図及び縦断側面図
【図８】図４相当図
【図９】図４相当図
【図１０】図４相当図
【図１１】図４相当図
【図１２】本発明の第３の実施形態を示すもので、ＲＦタグ読み書き装置の平面図及び縦断側面図
【図１３】図４相当図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について、図１乃至図６を参照して説明する。図１（ａ）はＲＦタグ読み書き装置の平面図を示しており、図１（ｂ）はＲＦタグ読み書き装置の縦断側面図を示している。ＲＦタグ読み書き装置（リーダライタ）１は、ユーザが把持可能なハンディ型のものであり、その筐体２は幅広な頭部２ａとユーザが把持する把持部２ｂとが組み合わされて構成されている。頭部２ａには例えば液晶ディスプレイからなる表示部３が設けられており、把持部２ｂには複数のキーが配列されてなるキー操作部４が設けられている。筐体２の内部にはメイン基板としての多層基板５が実装されており、その多層基板５の一方の表面部には誘電体アンテナ６とＲＦタグ制御部７（本発明でいうＲＦタグ制御手段）とが実装されている。
【００１８】
図２（ａ）は誘電体アンテナ６が実装されている多層基板５の平面図を示しており、図２（ｂ）は誘電体アンテナ６が実装されている多層基板５の縦断側面図を示している。多層基板５は、その両表面部に電子部品を実装可能に構成されていると共に、その内部にはグランド層８（本発明でいう導体部材）及び電源層９が積層されている。上記した誘電体アンテナ６は、矩形状の誘電体１０の上部に金属板からなる導体部１１が搭載されて構成されている。多層基板５は、その長手方向の寸法（図２中「Ｌ１」にて示す）が誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法よりも長く構成されている。グランド層８は、第１のグランド層８ａ（本発明でいう一の導体部材）と第２のグランド層８ｂ（本発明でいう他の導体部材）とが接続手段１２を介して接続されて構成されている。
【００１９】
第１のグランド層８ａは、その長手方向の寸法（図２中「Ｌ２」にて示す）が誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法と同等に構成されている。誘電体アンテナ６は、第１のグランド層８ａの長手方向の端部から誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の４分の１倍に相当する寸法だけ離れた位置、つまり、第１のグランド層８ａの長手方向の中央部に搭載されている。接続手段１２は、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する手段であり、具体的にはインダクタ１３の単体である。又、筐体２の内部にはＲＦタグ読み書き装置１の動作電力を各部に供給するバッテリ１４が搭載されている。
【００２０】
図３は、上記したＲＦタグ読み書き装置１の電気的な構成を機能ブロック図により示している。処理部１５は、ＣＰＵ１６、メモリ１７及び入出力部１８を有し、上記した表示部３、キー操作部４及びＲＦタグ制御部７を接続して構成されている。ＣＰＵ１６は、データ通信指令をＲＦタグ制御部７に出力することにより、送信データを変調して所定周波数の電波を誘電体アンテナ６から放射する送信処理及び誘電体アンテナ６により捕捉された所定周波数の電波を復調して受信データを抽出する受信処理をＲＦタグ制御部７により行わせる。又、ＣＰＵ１６は、表示指令を表示部３に出力することにより、各種の表示情報を表示部３に表示させ、ユーザがキー操作部４を操作したことに応じてキー操作部４から入力した操作信号を受付けて処理する。尚、処理部１５を構成する各種の電子部品は多層基板５の表面上に実装されている。尚、誘電体アンテナ６が放射・捕捉する電波の所定周波数は例えば９５２〜９５４［ＭＨｚ］である。
【００２１】
上記した構成では、第１のグランド層８ａの長手方向の寸法が誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法とされ、且つ、誘電体アンテナ６が第１のグランド層８ａの長手方向の中央部に搭載されている構成を採用しているが、これは、以下の理由を根拠とするものである。すなわち、発明者は、上記した第１のグランド層８ａを金属板と見做し、誘電体アンテナと金属板との関係について以下の（１）、（２）を測定した。尚、ここでいう第１のグランド層８ａの長手方向の中央部とはある程度の幅を有する範囲を示す。
（１）金属板の長さ（長手方向の寸法）を変化させたときのＶ偏波の最大利得の変化
（２）金属板の中央部から誘電体アンテナまでの距離を変化させたときのＶ偏波の最大利得の変化
【００２２】
図４は、上記した（１）における測定条件（ａ）及び測定結果（ｂ）を示しており、金属板の幅が「４０ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から金属板までの距離が「５ｍｍ」、誘電体アンテナの位置が金属板の端部から「２５ｍｍ」のときに、金属板の長さａを「４０〜２００ｍｍ」で変化させたときの、Ｖ偏波の最大利得の変化を示している。この測定結果から明らかなように、金属板の長さが「約１４５ｍｍ」であるときにＶ偏波の最大利得が最良であることが判る。この金属板の長さである「約１４５ｍｍ」は誘電体アンテナ６が放射・捕捉する所定周波数である例えば９５２〜９５４［ＭＨｚ］の電波の波長の２分の１倍に近い値である。
【００２３】
図５は、上記した（２）における測定条件（ａ）及び測定結果（ｂ）を示しており、金属板の幅が「４０ｍｍ」、金属板の長さが「１４０ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から金属板までの距離が「５ｍｍ」のときに、金属板の中央部から誘電体アンテナまでの距離ｂを「−５０〜０ｍｍ」で変化させたときの、Ｖ偏波の最大利得の変化を示している。この測定結果から明らかなように、金属板の中央部から誘電体アンテナまでの距離が「０ｍｍ」であるときに（誘電体アンテナが金属板の中央部に近いほど）Ｖ偏波の最大利得が最良であることが判る。これは、誘電体アンテナが金属板の中央部に搭載されていることにより、金属板が誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として機能し、誘電体アンテナから直接放射された電波と誘電体アンテナから放射されて金属板で反射された電波とが合成されることで利得が高められるためである。
【００２４】
以上に示した測定結果を根拠として、本実施形態では、ハンディ型のＲＦタグ読み書き装置１における誘電体アンテナ６のサイズの制約を解消するために、第１のグランド層８ａの長手方向の寸法を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法とし、且つ、誘電体アンテナ６を第１のグランド層８ａの長手方向の中央部に搭載しているものである。
【００２５】
又、発明者は、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを接続する接続手段１２としてインダクタ１３の単体を適用したことによる影響について測定した。図６は、その測定結果を示すもので、第１のグランド層８ａに相当する第１の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第１の金属板の長さが「１４５ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から第１の金属板までの距離が「５ｍｍ」、第２のグランド層８ｂに相当する第２の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第２の金属板の長さが「５２ｍｍ」、第１の金属板と第２の金属板との間隔が「３ｍｍ」のときに、インダクタ１３のインダクタンスを変化させたときの利得の変化を示している。図６で「基板長１４５ｍｍ」に対応する「○」は、上記した第２の金属板が省略されている状態での利得を示しており、目標値である。この測定結果から明らかなように、インダクタ１３の単体を挿入するときには、４０［ｎＨ］以上のインダクタを挿入することで目標値と同等の利得が得られていることが判る。つまり、第１の金属板における第２の金属板側の端部において当該第２の金属板による影響を排除することができ、第１の金属板を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として適切に機能させていることが判る。
【００２６】
以上に説明したように第１の実施形態によれば、ＲＦタグ読み書き装置１において、多層基板５の第１のグランド層８ａの長手方向の寸法を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法としたので、第１のグランド層８ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、誘電体アンテナ６から直接放射された電波と誘電体アンテナ６から放射されて第１のグランド層８ａで反射された電波とを合成させることで利得を高めることができ、誘電体アンテナ６のサイズに制約がある場合であっても、所望の通信距離を適切に確保することができる。
【００２７】
又、誘電体アンテナ６を第１のグランド層８ａの長手方向の中央部に配置したので、利得をより確実に高めることができる。又、第１のグランド層８ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として機能させるように構成したので、反射板として機能させる層を別途設ける必要がなく、第１のグランド層８ａを用いて実現することができる。
【００２８】
又、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを両者を直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する接続手段１２を介して接続して構成したので、多層基板５の長手方向の寸法を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法よりも長く構成する必要がある場合であっても、第１のグランド層８ａにおける第２のグランド層８ｂ側の端部において当該第２のグランド層８ｂによる影響を排除することができ、第１のグランド層８ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として適切に機能させることができ、且つ、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとをグランドとして機能させることができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図７乃至図１１を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。この第２の実施形態は、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを接続する接続手段２１としてインダクタ２２とコンデンサ２３とからなる並列共振回路を適用し、並列共振回路の共振周波数を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の周波数と略一致するように構成したものである。
【００３０】
図７（ａ）は誘電体アンテナ６が実装されている多層基板５の平面図を示しており、図７（ｂ）は誘電体アンテナ６が実装されている多層基板５の縦断側面図を示している。この場合も、発明者は、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを接続する接続手段２１としてインダクタ２２とコンデンサ２３とからなる並列共振回路を適用したことによる影響について測定した。図８乃至図１０は、それらの測定条件（ａ）及び測定結果（ｂ）を示しており、第１のグランド層８ａに相当する第１の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第１の金属板の長さが「１４５ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から第１の金属板までの距離が「５ｍｍ」、第２のグランド層８ｂに相当する第２の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第２の金属板の長さが「５２ｍｍ」、第１の金属板と第２の金属板との間隔が「３ｍｍ」のときに、インダクタ２２のインダクタンスやコンデンサ２３の容量を変化させたときの利得の変化を示している。図８乃至図１０で「基板長１４５ｍｍ」に対応する「○」は、上記した第２の金属板が省略されている状態での利得を示しており、「Ｌ，Ｃなし」に対応する「△」は、上記した第２の金属板が存在するがインダクタ２２とコンデンサ２３が省略されている状態での利得を示しており、目標値である。
【００３１】
これらの測定結果から明らかなように、並列共振回路を挿入するときには、インダクタ２２のインダクタンスが６８［ｎＨ］であるときにはコンデンサ２３の容量が０．６〜０．８［ｐＦ］の範囲で目標値と同等の利得が得られていることが判る。又、コンデンサ２３の容量が０．７［ｐＦ］であるときにはインダクタ２２のインダクタンスが６０〜８０［ｎＨ］の範囲で目標値と同等の利得が得られていることが判る。又、インダクタ２２のインダクタンスが１５［ｎＨ］であるときにはコンデンサの容量が約２［ｐＦ］で目標値と同等の利得が得られていることが判る。つまり、第１の実施形態と同様にして、第１の金属板における第２の金属板側の端部において当該第２の金属板による影響を排除することができ、第１の金属板を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として適切に機能させていることが判る。
【００３２】
又、発明者は、第２のグランド層８ｂに相当する第２の金属板の長手方向の寸法を変化させたことによる影響について測定した。図１１は、その測定条件（ａ）及び測定結果（ｂ）を示しており、第１のグランド層８ａに相当する第１の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第１の金属板の長さが「１４５ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から第１の金属板までの距離が「５ｍｍ」、第２のグランド層８ｂに相当する第２の金属板の幅が「４０ｍｍ」、第１の金属板と第２の金属板との間隔が「３ｍｍ」、インダクタ２２のインダクタンスが６８［ｎＨ］であるときに、第２の金属板の長さｃを変化させたときの利得の変化を示している。この測定結果から明らかなように、第２の金属板の長さに拘らず目標値と同等の利得が得られていることが判る。つまり、第２の金属板の長さに拘らず第１の金属板における第２の金属板側の端部において当該第２の金属板による影響を排除することができ、第１の金属板を誘電体アンテナから放射された電波を反射する反射板として適切に機能させていることが判る。
【００３３】
以上に説明したように第２の実施形態によれば、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとを両者を直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する接続手段２１としてインダクタ２２とコンデンサ２３とからなる並列共振回路が適用した場合でも、上記した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができ、第１のグランド層８ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として適切に機能させることができ、且つ、第１のグランド層８ａと第２のグランド層８ｂとをグランドとして機能させることができる。
【００３４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図１２及び図１３を参照して説明する。尚、上記した第１の実施形態と同一部分については説明を省略し、異なる部分について説明する。この第３の実施形態は、上記した第１の実施形態に対して羽アンテナ部を追加したものである。
【００３５】
図１２（ａ）、（ｂ）はＲＦタグ読み書き装置の平面図を示しており、図１２（ｃ）はＲＦタグ読み書き装置の縦断側面図を示している。すなわち、ＲＦタグ読み書き装置３１の筐体３２は頭部３２ａと把持部３２ｂとが同一幅で構成されており、頭部３２ａには表示部３３が設けられており、把持部３２ｂには上記した第１の実施形態で説明したキー操作部４が設けられている。筐体３２の内部にはメイン基板としての多層基板３４が設けられており、その多層基板３４の一方の表面部には上記した第１の実施形態で説明した誘電体アンテナ６とＲＦタグ制御部７とが実装されている。
【００３６】
多層基板３４は、その両表面部に電子部品を実装可能に構成されていると共に、その内部にはグランド層３５及び電源層が積層されている。グランド層３５は、上記した第１の実施形態で説明したグランド層８と同様にして、第１のグランド層３５ａ（本発明でいう一の導体部材）と第２のグランド層３５ｂ（本発明でいう他の導体部材）とが接続手段３６を介して接続されて構成されている。第１のグランド層３５ａは、その長手方向の寸法（図１２中「Ｌ３」にて示す）が誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法と同等に構成されている。誘電体アンテナ６は、第１のグランド層３５ａの長手方向の端部から誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の４分の１倍に相当する寸法だけ離れた位置、つまり、第１のグランド層３５ａの長手方向の中央部に搭載されている。
【００３７】
そして、この第３の実施形態では、第１のグランド層３５ａに左右対称に羽アンテナ部３７（本発明でいう羽導体部材）が回動可能に設けられている。羽アンテナ部３７は、筐体３２の長手方向に沿って格納される格納状態と、それらの先端側が筐体３２から突出される展開状態との間で回動可能になっており、展開状態での寸法（図１２中「Ｌ４」にて示す）は誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法とされている。これは、以下の理由を根拠とするものである。すなわち、発明者は、羽アンテナ部の形状について軸比を測定した。
【００３８】
図１３は、測定条件（ａ）及び測定結果（ｂ）を示しており、金属板の幅が「４０ｍｍ」、金属板の長さが「１４０ｍｍ」、誘電体アンテナの背面から金属板までの距離が「５ｍｍ」のときに、羽アンテナ部の形状（横方向の寸法ｄ及び縦方向の寸法ｅ）を変化させたときの軸比の変化を示している。この測定結果から明らかなように、羽アンテナ部の横方向の寸法が「約１２０ｍｍ」であるときに軸比が最良（軸比が「１（０ｄＢ）」に近い）であることが判り、この羽アンテナ部の横方向の寸法である「約１２０ｍｍ」は誘電体アンテナが放射・捕捉する所定周波数である例えば９５２〜９５４［ＭＨｚ］の電波の波長の２分の１倍に近い値である。
【００３９】
この場合、軸比が「１」から大きく外れてしまうと、ＲＦタグ読み書き装置３１においてデータを読み書き可能な向きと読み書き不可能な向きとが発生することになるので、軸比は「１」に近い方が望ましい。本実施形態では、羽アンテナ部３６の横方向の寸法を誘電体アンテナ６が放射・捕捉する所定周波数である例えば９５２〜９５４［ＭＨｚ］の電波の波長の２分の１倍に近い値にすることにより、軸比を「１」に近い値としており、その結果、ユーザは、ＲＦタグ読み書き装置３１の向きを意識することなく、データを読み書きすることができ、使い勝手を高めることができる。
【００４０】
以上に説明したように第３の実施形態によれば、ＲＦタグ読み書き装置３１において、羽アンテナ部３７を設けたので、第１のグランド層３５ａを誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として機能させることに加えて、羽アンテナ部３７をも誘電体アンテナ６から放射された電波を反射する反射板として機能させることができ、所望の通信距離をより適切に確保することができる。又、羽アンテナ部３７の寸法を誘電体アンテナ６により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成したので、軸比を略「１」にすることができ、ＲＦタグ読み書き装置１の向きに拘らずＲＦタグに対してデータを適切に読み書きすることができ、使い勝手を高めることができる。
【００４１】
さらに、羽アンテナ部３７を格納状態と展開状態との間で回動可能に構成したので、ＲＦタグに対してデータを読み書きしないときには羽アンテナ部３７を格納状態に回動させ、ＲＦタグに対してデータを読み書きするときにのみ羽アンテナ部３７を展開状態に回動させれば良く、使い勝手を高めることができる。
【００４２】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形又は拡張することができる。
ＲＦタグ読み書き装置は、ＲＦタグに対してデータを読み書きする専用の装置に限らず、ＲＦタグに対してデータを読み書きするモジュールが組み込まれた携帯電話機や携帯情報端末などの携帯端末であっても良い。又、ＲＦタグ読み書き装置は、固定されて用いられる態様のものであっても良い。
【符号の説明】
【００４３】
図面中、１はＲＦタグ読み書き装置、６は誘電体アンテナ、７はＲＦタグ制御部（ＲＦタグ制御手段）、８はグランド層（導体部材、導体層）、８ａは第１のグランド層（一の導体部材）、８ｂは第２のグランド層（他の導体部材）、９は電源層、１０は誘電体、１１は導体部、１２は接続手段、１３はインダクタ、２１は接続手段、２２はインダクタ、２３はコンデンサ、３１はＲＦタグ読み書き装置、３５はグランド層（導体部材、導体層）、３５ａは第１のグランド層（一の導体部材）、３５ｂは第２のグランド層（他の導体部材）、３６は接続手段、３７は羽アンテナ部（羽導体部材）である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体の上部に導体部が搭載されてなる誘電体アンテナと、
前記誘電体アンテナの前記導体部により放射・捕捉される電波を介してＲＦタグに対してデータを読み書きするＲＦタグ制御手段と、
前記誘電体アンテナの前記導体部が電波を放射する放射方向とは反対側に位置するように当該誘電体アンテナの背面側に設けられている導体部材とを備え、
前記導体部材は、長手方向の寸法が前記誘電体アンテナの前記導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成されている一の導体部材と、前記一の導体部材に対して長手方向に設けられている他の導体部材とを有し、前記一の導体部材と前記他の導体部材とが両者を直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する接続手段を介して接続されて構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項２】
請求項１に記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記誘電体アンテナは、平板形状をなす多層基板上に実装され、
前記一の導体部材は、前記多層基板における多数の層のうち一の層をなす導体層から構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項３】
請求項２に記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記導体層は、グランド層又は電源層から構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記接続手段は、インダクタにより構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れかに記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記接続手段は、インダクタとコンデンサとを備える並列共振回路により構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項６】
請求項５に記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記並列共振回路は、その共振周波数が前記誘電体アンテナの前記導体部により放射・捕捉される電波の周波数と略一致するように構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記誘電体アンテナの前記導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成されている羽導体部材を備え、
前記一の導体部材の長手方向と前記羽導体部材の長手方向とが直交するように前記一の導体部材と前記羽導体部材とが配置されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項８】
請求項７に記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記羽導体部材は、格納状態と展開状態との間で回動可能であり、前記格納状態で前記一の導体部材の長手方向に沿うように構成され、前記展開状態で前記一の導体部材の長手方向に対して直交する方向に前記誘電体アンテナの前記導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法を有するように構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記誘電体アンテナの前記導体部は、９５３ＭＨｚ帯域の電波を放射・捕捉する特性を有することを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項１】
誘電体の上部に導体部が搭載されてなる誘電体アンテナと、
前記誘電体アンテナの前記導体部により放射・捕捉される電波を介してＲＦタグに対してデータを読み書きするＲＦタグ制御手段と、
前記誘電体アンテナの前記導体部が電波を放射する放射方向とは反対側に位置するように当該誘電体アンテナの背面側に設けられている導体部材とを備え、
前記導体部材は、長手方向の寸法が前記誘電体アンテナの前記導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成されている一の導体部材と、前記一の導体部材に対して長手方向に設けられている他の導体部材とを有し、前記一の導体部材と前記他の導体部材とが両者を直流的に接続し且つ高周波的に分離する性質を有する接続手段を介して接続されて構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項２】
請求項１に記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記誘電体アンテナは、平板形状をなす多層基板上に実装され、
前記一の導体部材は、前記多層基板における多数の層のうち一の層をなす導体層から構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項３】
請求項２に記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記導体層は、グランド層又は電源層から構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記接続手段は、インダクタにより構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れかに記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記接続手段は、インダクタとコンデンサとを備える並列共振回路により構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項６】
請求項５に記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記並列共振回路は、その共振周波数が前記誘電体アンテナの前記導体部により放射・捕捉される電波の周波数と略一致するように構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記誘電体アンテナの前記導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法に構成されている羽導体部材を備え、
前記一の導体部材の長手方向と前記羽導体部材の長手方向とが直交するように前記一の導体部材と前記羽導体部材とが配置されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項８】
請求項７に記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記羽導体部材は、格納状態と展開状態との間で回動可能であり、前記格納状態で前記一の導体部材の長手方向に沿うように構成され、前記展開状態で前記一の導体部材の長手方向に対して直交する方向に前記誘電体アンテナの前記導体部により放射・捕捉される電波の波長の２分の１倍に相当する寸法を有するように構成されていることを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載したＲＦタグ読み書き装置において、
前記誘電体アンテナの前記導体部は、９５３ＭＨｚ帯域の電波を放射・捕捉する特性を有することを特徴とするＲＦタグ読み書き装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１６６４８０（Ｐ２０１０−１６６４８０Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８７６８（Ｐ２００９−８７６８）
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【出願人】（０００００３０８９）東光株式会社 (243)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（５０１４２８５４５）株式会社デンソーウェーブ (1,155)
【出願人】（０００００３０８９）東光株式会社 (243)
【Ｆターム（参考）】
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