通信片材和电力传送方法与流程

文档序号:26103288发布日期:2021-07-30 18:14阅读:48来源:国知局
通信片材和电力传送方法与流程

本发明涉及通信片材和电力传送方法。



背景技术:

现在,已知使用通信片材的二维通信。例如,在专利文献1中记载了由上层、中层和下层这3个层构成的通信用片材构造体,其中,所述上层具有导电部和非导电部,所述中层包括纤维构造体或发泡树脂片材,所述下层在全部表面具有导电性。此外,在专利文献2中记载了按顺序层叠导电体a层、基材层和导电体b层这3层而成的通信用片材构造体,其中,所述导电体a层具有导电部和非导电部,所述基材层包括树脂成形体或纤维构造体,所述导电体b层遍及面积的90%以上而存在导电部。此外,在专利文献3中记载了一种通信用片材构造体,其由作为片材、薄膜、或纤维构造体的基材构成,在基材的一个面中导电体a呈格子状配置,在基材的另一个面中遍及90%以上存在导电体b。

像这样,现在已知的通信片材基本上被构成为按顺序层叠具有网格状开孔的第一导体层、绝缘体层、以及不具有开孔的第二导体层。然后,在通信片材的内部传播的电波从网格状开孔中渗出(percolate)而在通信片材的表面形成了通信用的接近场。也就是说,现在已知的通信片材对第一通信装置与第二通信装置的通信进行中继,所述第一通信装置向通信片材供应电波,所述第二通信装置配置在通信片材的一个面。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特许第4908187号公报

专利文献2:日本特许第5318219号公报

专利文献3:日本特许第5432139号公报。



技术实现要素:

发明要解决的课题

然而,现在,期望一种便利性高的通信片材,其不仅在通信片材的一个面配置第二通信装置的情况下,而且在通信片材的另一个面配置第二通信装置的情况下,也能够对通信进行中继。然而,在专利文献1-3中公开的技术中,只在通信片材的一个面形成了通信用的接近场,在通信片材的另一个面配置第二通信装置的情况下,不能对通信进行中继。因此,期望一种便利性高的通信片材,其在通信片材具备的2个面中任一个面侧配置第二通信装置的情况下,也能够对向通信片材供应电波的第一通信装置与第二通信装置的通信进行中继。

本发明鉴于上述问题而完成,目的在于提供便利性高的通信片材等。

用于解决课题的方案

为了达成上述目的,本发明的第一观点的通信片材具备:

第一导体层,具有导电性,具有作为呈网格状形成有第一开孔部的区域的第一网格区域;

第二导体层,具有导电性,具有作为呈网格状形成有第二开孔部的区域的第二网格区域;以及

绝缘体层,具有绝缘性,设置在所述第一导体层和所述第二导体层之间,

使从第一通信装置供应的电波从所述第一开孔部渗出由此在所述第一导体层的表面形成第一渗出区域,使所述电波从所述第二开孔部渗出由此在所述第二导体层的表面形成第二渗出区域,

对所述第一通信装置与配置在所述第一渗出区域或所述第二渗出区域中的第二通信装置的通信进行中继。

在对所述第一网格区域进行平面视的情况下,所述第一开孔部的合计面积相对于所述第一网格区域的全部面积的比率即第一开孔率可以是55%至92%中任一个比率,

在对所述第二网格区域进行平面视的情况下,所述第二开孔部的合计面积相对于所述第二网格区域的全部面积的比率即第二开孔率可以是55%至92%中任一个比率。

所述第二开孔率可以大于所述第一开孔率,

所述第二渗出区域的厚度可以比所述第一渗出区域的厚度厚。

所述第二导体层可以具备所述第二网格区域、以及未形成开孔部的非网格区域。

为了达成上述目的,本发明的第二观点的电力传送方法是使用上述通信片材来传送电力的电力传送方法,使从送电装置供应的电力供应用电波从所述第一开孔部渗出,由此在所述第一导体层的表面形成所述第一渗出区域,使所述电力供应用电波从所述第二开孔部渗出,由此在所述第二导体层的表面形成所述第二渗出区域,

对从所述送电装置向配置在所述第一渗出区域或所述第二渗出区域中的受电装置的利用所述电力供应用电波的电力的供应进行中继。

发明效果

根据本发明,能够提供便利性高的通信片材等。

附图说明

图1是使用本发明的实施方式1的通信片材的通信系统的结构图;

图2是本发明的实施方式1的通信片材的分解立体图;

图3是本发明的实施方式1的第一导体层的放大平面图;

图4是本发明的实施方式1的通信片材的平面图;

图5是图4中的a-a线的截面图;

图6是使用本发明的实施方式2的通信片材的通信系统的结构图;

图7是本发明的实施方式2的通信片材的分解立体图;

图8是本发明的实施方式3的第二导体层的平面图。

具体实施方式

以下,参照附图来说明本发明的实施方式。再有,在图中,对相同或对应的部分标注相同的符号。

(实施方式1)

图1是示出使用本发明的实施方式1的通信片材1000的通信系统的结构图。通信系统是由控制装置10控制的读写器20经由通信片材1000与无线标签80和无线标签81进行通信的系统。具体而言,通信系统是读写器20经由通信片材1000从配置在通信片材1000表面侧的无线标签80和配置在通信片材1000背面侧的无线标签81读取标签信息的系统。

在本实施方式中,第一通信装置是读写器20,第二通信装置是无线标签80和无线标签81。也就是说,在本实施方式中,通信片材1000对向通信片材1000供应电波的第一通信装置与配置在通信片材1000具备的2个面中的每一个面的第二通信装置的通信进行中继。再有,通信装置是指意味着具有发送信息的发送功能和接收信息的接收功能之中的至少一个的所有一切的概念。也就是说,第一通信装置和第二通信装置既可以是个人计算机、智能电话等终端装置,也可以是具有发送功能和接收功能之中的至少一个的ic(integratedcircuit,集成电路),还可以是无线标签。

控制装置10控制由读写器20对标签信息的读入和写入。控制装置10向读写器20指示标签信息的读取,从读写器20接收所读出的标签信息。此外,控制装置10向读写器20指示标签信息的写入。控制装置10例如是笔记本计算机、平板终端、智能电话等终端装置。控制装置10例如具备cpu(centralprocessingunit,中央处理单元)、rom(readonlymemory,只读存储器)、ram(randomaccessmemory,随机存取存储器)、闪速存储器、rtc(realtimeclock,实时时钟)、触摸屏、通信接口。

读写器20依照由控制装置10的控制,从无线标签80读取标签信息。此外,读写器20依照由控制装置10的控制,向无线标签80写入标签信息。再有,在本实施方式中,对标签信息的读取进行说明,关于标签信息的写入,省略了说明。读写器20经由通信线缆30与电波接口40连接。

读写器20在从控制装置10接收到对标签信息的读取进行指示的信息的情况下,将与电力供应用的电波对应的电气信号发送到电波接口40。然后,读写器20在电波接口40接收到包含标签信息的电波的情况下,从电波接口40接收与该电波对应的电气信号。读写器20将由接收到的电气信号所示的标签信息发送到控制装置10。

通信线缆30是用于将读写器20和电波接口40连接的线缆。也就是说,读写器20连接到通信线缆30的一端,电波接口40连接到通信线缆30的另一端。通信线缆30例如是包含信号线和接地线的同轴线缆。

电波接口40是用于将读写器20连接到通信片材1000的通信接口。电波接口40具有将从读写器20供应的电气信号变换为电波来供应到通信片材1000的功能(以下,适当称为“电波发送功能”。)、以及将从通信片材1000供应的电波变换为电气信号来供应到读写器20的功能(以下,适当称为“电波接收功能”。)。

电波发送功能例如是被用于向无线标签80或无线标签81供应电力时的功能。也就是说,电波接口40在向无线标签80或无线标签81供应电力时,从读写器20接收电力供应用的电气信号,向通信片材1000内注入电力供应用的电波。

电波接收功能是被用于从无线标签80读入标签信息时的功能。也就是说,电波接口40在从无线标签80读入标签信息时,从通信片材1000接收示出标签信息的电波,将包含标签信息的电气信号发送到读写器20。优选的是,电波接口40设置在通信片材1000的长边方向上的一端的中央部分。在本实施方式中,将在通信片材1000中设置电波接口40的部分适当称为供电点。

电波吸收部60吸收电波,变换为热能量。电波吸收部60例如设置在通信片材1000的长边方向上的另一端(与设置供电点的短边相对的短边)的中央部分。电波吸收部60抑制在通信片材1000的长边方向上传播的电波在通信片材1000的长边方向上的另一端中反射。

再有,供应到通信片材1000的电波在通信片材1000的长边方向上传播的过程中,也在通信片材1000的宽度方向上传播。在此,当在通信片材1000的宽度方向上传播的电波在通信片材1000的宽度方向上的两端中反射时,可能不能实现适当的通信。于是,通过将通信片材1000的宽度方向上的长度设定为电波的频率的一半的自然数倍,从而抑制了电波在通信片材1000的宽度方向上的两端中的反射。

物品70、71是管理对象的物品,无论是什么种类的物品都可以。物品70、71例如是在店铺中贩卖的商品、在医疗机关中使用的医疗品、在图书馆中管理的书籍。无线标签80被贴附于物品70。无线标签81被贴附于物品71。

无线标签80、81存储标签信息,当接收到用于供应电力的电波时,放射包含标签信息的电波。也就是说,无线标签80、81是无源标签,是rfid(radiofrequencyidentification,射频标识)标签。标签信息例如是用于识别物品70、71的识别信息。识别信息例如是示出由数值或字母构成的字符串的信息。无线标签80、81所接收或发送的电波的频率是uhf(ultra-highfrequency,超高频)带的频率,例如是920mhz。再有,因为无线标签80是无源标签,所以读写器20在从无线标签80读出标签信息之前,需要向无线标签80供应电力。

通信片材1000是传播在二维通信中使用的电波的片材状介质。也就是说,通信片材1000是二维通信用的片材构造体。片材状是指具有作为二维面的广度、厚度较薄的形状。通信片材1000具有使从读写器20供应的电波在x-y平面方向上传播并从通信片材1000的表面和背面漏出的功能。

通信片材1000的形状是通信片材1000的长边方向(以下,仅称为“长边方向”。)上的长度比通信片材1000的宽度方向(以下,仅称为“宽度方向”。)上的长度(宽度)长、宽度方向上的长度比通信片材1000的厚度方向(以下,仅称为“厚度方向”。)上的长度(厚度)充分长的带状。长边方向、宽度方向和厚度方向彼此正交。

在本实施方式中,长边方向是x轴方向,宽度方向是y轴方向,厚度方向是z轴方向。再有,x轴方向、y轴方向和z轴方向彼此正交。x轴方向和y轴方向是与水平面平行的方向。z轴方向是铅直方向。从厚度方向观察通信片材1000时的形状是由在长边方向上延伸的2个长边、和在宽度方向上延伸的2个短边构成的长方形。

如图2所示,通信片材1000基本上被构成为按顺序重叠覆盖层400、导体层100、绝缘体层300、导体层200、以及覆盖层500。在此,适当地将按顺序重叠导体层100、绝缘体层300和导体层200的构造体称为通信介质600。再有,在本实施方式中,通信片材1000具备电波接口40和电波吸收部60。通信片材1000的尺寸能够适当调整。在本实施方式中,通信片材1000的长度是80厘米,通信片材1000的宽度是30厘米。

关于通信片材1000的整体的基重,例如,优选为从200g/m2到800g/m2,更优选为从250g/m2到600g/m2。当通信片材1000的整体的基重为200g/m2不足时,可能不能维持良好的通信状态。此外,当通信片材1000的整体的基重超过800g/m2时,通信片材1000非常重,通信片材1000的搬运很不便。

通信片材1000所具备的各层可以通过蒸镀、溅射、喷雾涂布等来层叠。或者,通信片材1000所具备的各层可以个别地形成,之后,通过粘接来层叠。作为粘接方法,例如,存在利用热熔树脂的热粘接、利用丙烯酸树脂或聚氨酯树脂的粘接、利用苯乙烯丁二烯橡胶(sbr)或异戊二烯橡胶(ir)等的粘接。

导体层100是具有导电性并且具有作为呈网格状形成有开孔部120的区域的第一网格区域的层。网格状意指多个开孔均匀设置的状态。典型地,网格状意指相同或不同形状的开孔在至少1个方向上周期地设置的状态。第一网格区域是电波漏出的多个开孔部120均匀设置的区域。导体层100是本发明中的第一导体层的一例。在本实施方式中,导体层100整体也就是第一导体层整体是第一网格区域。开孔部120是本发明中的第一开孔部的一例。导体层100具有使在通信片材1000内部传播的电波从开孔部120漏出而形成渗出区域700的功能。在图3中示出了从z轴方向的正方向观察导体层100时的放大平面图。如图3所示,导体层100具备导体部110和许多开孔部120。

导体部110是被赋予导电性的构件。例如,在第一方向上延伸的多个第一线状导体、在第二方向上延伸的多个第二线状导体、以及在第三方向上延伸的多个第三线状导体相互交叉,由此形成了导体部110。第一方向例如是x轴方向。第二方向例如是相对于xy平面平行并且相对于第一方向具有60度角度的方向。第三方向例如是相对于xy平面平行并且相对于第一方向和第二方向具有60度角度的方向。导体部110的宽度也就是第一线状导体、第二线状导体和第三线状导体的宽度例如是从几百微米至几毫米。在本实施方式中,导体部110的宽度是1毫米。

导体部110基本上是在导体层100中连续地形成的部分,在导体层100中不空间分离。也就是说,导体部110基本上在导体层100中形成1个。导体部110只要包含具有导电性的原材料,则无论由怎样的原材料构成都可以。例如,导体部110可以由铜、银、铝、不锈钢、镍等金属、各种合金、编入或织入导电丝的纤维构造体构成。导体部110例如通过蒸镀、溅射、丝网印刷等形成于绝缘体层300的一个面。

在此,在导体部110的电阻值较大的情况下,使电磁能量存在于通信片材1000之内是困难的,很可能不能实现适当的二维通信。因此,优选的是,使导体部110的电阻值尽可能小。例如,导体部110的电阻值优选为每1m2为5ω以下,更优选为每1m2为0.001ω至3ω中任一个电阻值。

开孔部120是呈网格状形成于导体层100的开孔部分。开孔部120是具有绝缘性的部分。开孔部120的形状例如是正三角形。优选的是,正三角形的一边的长度短于电波的波长,例如,是几毫米至几厘米。在本实施方式中,假设正三角形的一边的长度为7毫米。开孔部120在导体部110形成于绝缘体层300的一个面时与导体部110一起形成。开孔部120基本上充满空气。但是,开孔部120也可以充满具有绝缘性的材料。

在此,在对与导体层100整体对应的第一网格区域进行平面视的情况下,使开孔部120的合计面积相对于第一网格区域的全部面积的比率为第一开孔率。也就是说,第一开孔率是在第一网格区域中设置的间隙的比率。当第一开孔率超过92%时,电磁能量从第一网格区域消失,很可能不能维持良好的通信状态。此外,当第一开孔率为55%不足时,电磁能量在通信片材1000内相互干扰,很可能不能维持良好的通信状态。于是,优选的是,第一开孔率例如为55%至92%中任一个比率。

此外,基本上,第一开孔率越大,则从第一网格区域的表面渗出的电波的量增加,后述的渗出区域700的厚度越厚。但是,基本上,第一开孔率越大,则电波的传播距离越短。因此,优选的是,将第一开孔率调整为使得渗出区域700的厚度变为适当的厚度并且电波的传播距离变为适当的距离。

导体层100的厚度例如优选为20微米至1.2毫米,更优选为50微米至600微米。在本实施方式中,导体层100的厚度是32微米。导体层100的基重例如优选为50g/m2至300g/m2,更优选为100g/m2至250g/m2

导体层200是具有导电性并且具有作为呈网格状形成有开孔部220的区域的第二网格区域的层。第二网格区域是电波漏出的多个开孔部220均匀设置的区域。导体层200是本发明中的第二导体层的一例。在本实施方式中,导体层200整体也就是第二导体层整体是第二网格区域。开孔部220是本发明中的第二开孔部的一例。导体层200具有使在通信片材1000内部传播的电波从开孔部220漏出而形成渗出区域800的功能。在本实施方式中,导体层100的形状和导体层200的形状是同样的,导体层100的原材料和导体层200的原材料是同样的。导体层200具备导体部210和开孔部220。

导体部210基本上是在导体层200中连续地形成的部分,在导体层200中不空间分离。也就是说,导体部210基本上在导体层200中形成1个。导体部210只要包含具有导电性的原材料,则无论由怎样的原材料构成都可以。例如,导体部210可以由铜、银、铝、不锈钢、镍等金属、各种合金、编入或织入导电丝的纤维构造体构成。导体部210例如通过蒸镀、溅射、丝网印刷等形成于绝缘体层300的另一个面。

开孔部220是呈网格状形成于导体层200的开孔部分。开孔部220是具有绝缘性的部分。开孔部220的形状例如是正三角形。在本实施方式中,假设正三角形的一边的长度为7毫米。开孔部220在导体部210形成于绝缘体层300的另一个面时与导体部210一起形成。开孔部220基本上充满空气。但是,开孔部220也可以充满具有绝缘性的材料。

在此,在对与导体层200整体对应的第二网格区域进行平面视的情况下,使开孔部220的合计面积相对于第二网格区域的全部面积的比率为第二开孔率。也就是说,第二开孔率是在第二网格区域中设置的间隙的比率。当第二开孔率超过92%时,电磁能量从第二网格区域消失,很可能不能维持良好的通信状态。此外,当第二开孔率为55%不足时,电磁能量在通信片材1000内相互干扰,很可能不能维持良好的通信状态。于是,优选的是,第二开孔率例如为55%至92%中任一个比率。

此外,基本上,第二开孔率越大,则从第二网格区域的表面渗出的电波的量增加,后述的渗出区域800的厚度越厚。但是,基本上,第二开孔率越大,则电波的传播距离越短。因此,优选的是,将第二开孔率调整为使得渗出区域800的厚度变为适当的厚度并且电波的传播距离变为适当的距离。再有,在本实施方式中,第一开孔率和第二开孔率是相同的。

绝缘体层300是具有绝缘性并且由作为电介质的绝缘体构成的层。绝缘体层300是设置在导体层100和导体层200之间的层。绝缘体层300是构成传播电波的电介质层的片材状绝缘体。绝缘体层300具有使从电波接口40供应的电波在通信片材1000扩展的方向也就是x-y平面方向上传播的功能。在绝缘体层300中,期望电波的传送效率很好。为了使传送效率变好,优选的是,适当地将电波关入到通信片材1000两面附近的区域,使电波高效率地传送,使传送片材内的电波的衰减变小。

为了使传送效率变好,优选的是,采用相对介电常数和介电损耗角正切在通信中使用的电波的频率(例如,920mhz)中较小的绝缘体。例如,关于绝缘体层300,800mhz至5ghz中的相对介电常数优选为1.0至15.0,更优选为1.0至5.0,进一步优选为1.0至3.0。此外,关于绝缘体层300,800mhz至5ghz中的介电损耗角正切优选为0.01以下,更优选为0.001至0.01。

关于绝缘体层300的厚度,例如,优选为200微米至50毫米,更优选为500微米至30毫米。关于绝缘体层300的基重,例如,优选为50g/m2至500g/m2,更优选为80g/m2至300g/m2。在本实施方式中,绝缘体层300的厚度是2毫米。

绝缘体层300的结构例如是包含空气层的无纺布等纤维构造体、树脂板、发泡树脂等。绝缘体层300的原材料例如是聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚碳酸酯(pc)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(ptt)。再有,绝缘体层300可以由空气构成。在本实施方式中,绝缘体层300由发泡聚烯烃构成。

覆盖层400是覆盖导体层100表面的层。覆盖层400具有保护导体层100的功能。也就是说,覆盖层400抑制了例如水等液体附着于导体层100表面、过度的压力施加于导体层100表面、损伤导体层100表面、在导体层100表面与外部导体相接触、导体层100从绝缘体层300剥落等。绝缘体层300、导体层100和覆盖层400以彼此紧贴的方式被固定。覆盖层400由绝缘体构成。

覆盖层400例如由各种薄膜、各种树脂构成。薄膜例如是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)等聚酯薄膜、聚乙烯(pe)或聚丙烯(pp)等聚烯烃薄膜、聚酰亚胺薄膜、乙烯-乙烯醇薄膜。树脂例如是丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂。覆盖层400的厚度例如是几微米至几百微米。

覆盖层500是覆盖导体层200表面的层。覆盖层500具有保护导体层200的功能。覆盖层500例如由各种薄膜、各种树脂构成。在本实施方式中,覆盖层500的原材料与覆盖层400的原材料是同样的,覆盖层500的尺寸与覆盖层400的形状是同样的。

接着,参照图4和图5来说明通信片材1000的结构。图4是通信片材1000的平面图。图5是图4的a-a线中的截面图。如图4所示,通信片材1000在长边方向上的一端具有用于向通信片材1000供应电波(电气信号)的电波接口40。电波接口40通过通信线缆30与读写器20连接。此外,通信片材1000在长边方向上的另一端具有用于吸收电波的电波吸收部60。

电波接口40具备导体层41、导体层42、绝缘体层43、电极44、电极45、以及连接器46。导体层41是形成在绝缘体层43的一个表面并且由导体构成的层。导体层42是形成在绝缘体层43的另一个表面并且由导体构成的层。绝缘体层43是被导体层41和导体层42夹持并且由绝缘体构成的层。

电极44是被配置成跨越导体层41和覆盖层400的平板状电极。电极45是被配置成跨越导体层42和覆盖层500的平板状电极。连接器46是设置在导体层41的一个表面上并且插入通信线缆30的连接器。连接器46由导体构成。

通信线缆30是具备内部导体31和外部导体32的同轴线缆。内部导体31是被施加信号电位的导体,例如,由铜线构成。外部导体32是被施加接地电位的导体,例如,由编织铜线构成。内部导体31与外部导体32绝缘。

通信线缆30插入到连接器46。然后,内部导体31通过设置在由导体层41、导体层42和绝缘体层43构成的基板中的贯通孔,与导体层42连接。另一方面,外部导体32与连接器46连接。因此,内部导体31、导体层42和电极45电气连接,外部导体32、连接器46、导体层41和电极44电气连接。也就是说,向电极45施加信号电位,向电极44施加接地电位。然后,在电极45和电极44之间供应的电波(电气信号)在通信片材1000中传播。

电波吸收部60吸收所供应的电波。电波吸收部60抑制在通信片材1000中传播的电波在通信片材1000的另一端中反射。电波吸收部60具备电波吸收体61和导体板62。电波吸收体61吸收所供应的电波,将其变换为热能量。导体板62是截面形状为コ字型的板状导体。

当从读写器20向通信片材1000供应电气信号时,与电气信号对应的电波在通信片材1000内部传达。然后,在通信片材1000内部传达的电波从通信片材1000的表面和背面渗出,由此,产生接近场。当更详细地说明时,供应到通信片材1000的电波在导体层100和导体层200之间的绝缘体层300内从连接器46传播到电波吸收部60。

然后,在绝缘体层300内传播的电波从形成在导体层100的网格状开孔部120渗出,由此,漏出到导体层100极近的渗出区域700。该渗出的电波(消散波)不向远方传播,在导体层100极近的渗出区域700内形成接近场。

渗出区域700是在通信片材1000内传播的电波从通信片材1000的一个面漏出的区域。在此,在作为第一通信装置即读写器20的通信对象并且作为第二通信装置的无线标签80存在于渗出区域700内时,能够实现读写器20与无线标签80的通信。在此,为了实现稳定的通信,优选的是,渗出区域700的z轴方向上的长度也就是渗出区域700的厚度不取决于x轴的坐标和y轴的坐标而是固定的。

此外,在绝缘体层300内传播的电波从形成在导体层200的网格状开孔部220渗出,由此,漏出到导体层200极近的渗出区域800。该渗出的电波(消散波)不向远方传播,在导体层200极近的渗出区域800内形成接近场。

渗出区域800是在通信片材1000内传播的电波从通信片材1000的另一个面漏出的区域。在此,在作为第一通信装置即读写器20的通信对象并且作为第二通信装置的无线标签81存在于渗出区域800内时,能够实现读写器20与无线标签81的通信。在此,为了实现稳定的通信,优选的是,渗出区域800的z轴方向上的长度也就是渗出区域800的厚度不取决于x轴的坐标和y轴的坐标而是固定的。

在本实施方式中,形成在导体层100的网格的图案和形成在导体层200的网格的图案是同样的。因此,在本实施方式中,第一开孔率与第二开孔率相同,渗出区域700的厚度即d1与渗出区域800的厚度即d2相同。因此,无论在无线标签80、81配置在通信片材1000的哪个面侧的情况下,读写器20都能够以相同程度的电波强度来读取标签信息。

在本实施方式中,通信片材1000所具备的导体层100和导体层200具有三角格子状的网格图案。因此,通信片材1000表面附近的电波的强度非常高,另一方面,远离通信片材1000表面的场所中的电波的强度非常低。也就是说,渗出区域700和渗出区域800的厚度非常薄,渗出区域700和渗出区域800内部的电波的强度非常强,渗出区域700和渗出区域800外部的电波的强度非常弱。

因此,通信片材1000对于与天线灵敏度比较低的通信对象进行通信是适合的。也就是说,通信片材1000对于使用920mhz电波的rfid标签的读取是适合的。

如以上说明的那样,在本实施方式中,在电波所传播的绝缘体层300的一个面设置导体层100,在绝缘体层300的另一个面设置导体层200,所述导体层100具有作为形成有网格状开孔部120的区域的第一网格区域,所述导体层200具有作为形成网格状开孔部220的区域的第二网格区域。因此,在本实施方式中,在通信片材1000的两面形成了渗出区域。因此,根据本实施方式,能够从通信片材1000的两面读取标签信息。例如,读写器20能够从配置在通信片材1000上方的物品70所附的无线标签80、以及配置在通信片材1000下方的物品71所附的无线标签81双方读取标签信息。

例如,假设,在某店铺中,附有第一无线标签的第一商品被配置在第一货架,附有第二无线标签的第二商品被配置在设置在第一货架的下一级的第二货架。在该情况下,例如,通过在第一货架的上表面或下表面配置通信片材1000,从而能够从第一无线标签和第二无线标签双方读取标签信息。

再有,在想要使用通信片材1000从通信片材1000的仅一个面读取标签信息的情况下,例如,优选的是,在通信片材1000的另一个面设置由金属构成的屏蔽板。例如,在第一货架上配置屏蔽板并且在屏蔽板上配置通信片材1000的情况下,能够抑制从第二无线标签读取标签信息。或者,例如,在通信片材1000上方配置的商品的种类和在通信片材1000下方配置的商品的种类不同的情况下,可以参照由标签信息所示的商品的种类,丢弃从通信片材1000下方取得的标签信息。

另一方面,在专利文献1至专利文献3中记载的不能两面读取的通信片材中,不能从通信片材的两面读取标签信息。例如,在使读取面为上而将该通信片材配置在第一货架上的情况下,不能从第二无线标签读取标签信息。此外,在使读取面为下而将该通信片材配置在第一货架上的情况下,不能从第一无线标签读取标签信息。再有,不能两面读取的通信片材例如是将通信片材1000所具备的导体层200置换为不具有网格状开孔部220的平板状导体时得到的通信片材。

像这样,通信片材1000能够在不变更通信片材1000的方向的情况下从通信片材1000的上方和下方读取标签信息。此外,通信片材1000能够通过屏蔽板的配置或标签信息的丢弃来仅从上方或下方中的任一个读取标签信息。像这样,与不能两面读取的通信片材相比,能够两面读取的通信片材1000的便利性非常高。

再有,在所供应的电波的强度为相同程度的情况下,考虑,与不能两面读取的通信片材相比时,通信片材1000的渗出区域700的厚度较薄。于是,与使用不能两面读取的通信片材的情况相比,在使用通信片材1000的情况下,例如,优选的是采取提高所供应的电波的强度、使长边方向上的长度变短、使无线标签80、81与通信片材1000的距离变短等对策。

(实施方式2)

在实施方式1中,说明了对于使用rfid用的频率即920mhz的电波的通信是优选的通信片材1000。在本实施方式中,说明对于使用wi-fi(注册商标)或bluetooth(注册商标)用的频率即2.45ghz的电波的通信是优选的通信片材1001。以下,以智能电话90和智能电话91经由通信片材1001使用2.45ghz的电波进行通信为例来说明。以下,在本实施方式中,主要说明与实施方式1不同的部分。

在本实施方式中,未设想标签信息的读取。因此,如图6所示,在本实施方式中,不使用控制装置10、读写器20和通信线缆30。此外,在本实施方式中,通信片材1001不具备电波接口40和电波吸收部60。智能电话90是本发明中的第一通信装置的一例,智能电话91是本发明中的第二通信装置的一例。也就是说,在本实施方式中,智能电话91经由通信片材1001从智能电话90接收电波。

智能电话90是具有通信功能的终端装置。智能电话90例如具备cpu、rom、ram、闪速存储器、以及通信接口。cpu控制智能电话90的整体的动作。rom存储由cpu执行的基本程序。ram存储由cpu临时使用的信息。

闪速存储器存储由cpu执行的应用程序、各种信息。通信接口是用于实现使用2.45ghz的电波的通信、也就是、利用wi-fi(注册商标)或bluetooth(注册商标)的通信的通信接口。在本实施方式中,智能电话90配置在通信片材1001的上方。

智能电话91是具有通信功能的终端装置。智能电话91基本上具有与智能电话90同样的结构。也就是说,智能电话91与智能电话90同样地具备例如cpu、rom、ram、闪速存储器、以及通信接口。在本实施方式中,智能电话91配置在通信片材1001的下方。

如图7所示,通信片材1001被构成为按顺序重叠覆盖层400、导体层101、绝缘体层300、导体层201、以及覆盖层500。在此,将按顺序重叠导体层101、绝缘体层300和导体层201的构造体适当称为通信介质601。

导体层101是具有导电性并且具有作为呈网格状形成有开孔部121的区域的第一网格区域的层。导体层101是本发明中的第一导体层的一例。在本实施方式中,导体层101整体也就是第一导体层整体是第一网格区域。开孔部121是本发明中的第一开孔部的一例。导体层101具有使在通信片材1001的内部传播的电波从开孔部121漏出而形成渗出区域的功能。导体层101具备导体部111和许多开孔部121。

导体部111是具有导电性的构件。例如,在第一方向上延伸的多个第一线状导体和在第二方向上延伸的多个第二线状导体相互交叉,由此形成了导体部111。第一方向例如是x轴方向。第二方向例如是y轴方向。导体部111的宽度也就是第一线状导体和第二线状导体的宽度例如是几百微米至几毫米。在本实施方式中,导体部111的宽度是1毫米。

导体部111是基本上在导体层101中连续形成的部分,在导体层101中不空间分离。也就是说,导体部111基本上在导体层101中形成1个。导体部111只要包含具有导电性的原材料,则无论由怎样的原材料构成都可以。例如,导体部111可以由铜、银、铝、不锈钢、镍等金属、各种合金、编入或织入导电丝的纤维构造体构成。导体部111例如通过蒸镀、溅射、丝网印刷等形成在绝缘体层300的一个面。

开孔部121是呈网格状形成于导体层101的开孔部分。开孔部121是具有绝缘性的部分。开孔部121的形状例如是正方形。优选的是,正方形的一边的长度短于电波的波长,例如,从几毫米至几厘米。在本实施方式中,假设,正方形的一边的长度是5毫米。开孔部121在导体部111形成于绝缘体层300的一个面时与导体部111一起形成。

导体层201是具有导电性并且具有作为呈网格状形成有开孔部221的区域的第二网格区域的层。导体层201是本发明中的第二导体层的一例。在本实施方式中,导体层201整体也就是第二导体层整体是第二网格区域。开孔部221是本发明中的第二开孔部的一例。导体层201具有使在通信片材1001的内部传播的电波从开孔部221漏出而形成渗出区域的功能。在本实施方式中,导体层101的形状和导体层201的形状是相同的,导体层101的原材料和导体层201的原材料是相同的。导体层201具备导体部211和开孔部221。

导体部211是基本上在导体层201中连续形成的部分,在导体层201中不空间分离。也就是说,导体部211基本上在导体层201中形成1个。导体部211只要包含具有导电性的原材料,则无论由怎样的原材料构成都可以。例如,导体部211可以由铜、银、铝、不锈钢、镍等金属、各种合金、编入或织入导电丝的纤维构造体构成。导体部211例如通过蒸镀、溅射、丝网印刷等形成在绝缘体层300的另一个面。

开孔部221是呈网格状形成在导体层201的开孔部分。开孔部221是具有绝缘性的部分。开孔部221的形状例如是正方形。优选的是,正方形的一边的长度短于电波的波长,例如,从几毫米至几厘米。在本实施方式中,假设,正方形的一边的长度是5毫米。开孔部221在导体部211形成于绝缘体层300的另一个面时与导体部211一起形成。

绝缘体层300是具有绝缘性并且由作为电介质的绝缘体构成的层。绝缘体层300是设置在导体层101和导体层201之间的层。绝缘体层300是构成传播电波的电介质层的片材状绝缘体。为了提高传送效率,优选的是,采用相对介电常数和介电损耗角正切在通信中使用的电波的频率(例如,2.45ghz)中较小的绝缘体。例如,关于绝缘体层300,800mhz至5ghz中的相对介电常数优选为1.0至15.0,更优选为1.0至5.0,进一步优选为1.0至3.0。此外,关于绝缘体层300,800mhz至5ghz中的介电损耗角正切优选为0.01以下,更优选为0.001至0.01。

本实施方式中的绝缘体层300、覆盖层400和覆盖层500与实施方式1中的绝缘体层300、覆盖层400和覆盖层500是同样的结构。省略了覆盖层400和覆盖层500的说明。

在本实施方式中,通信片材1001所具备的导体层101和导体层201具有正方格子状的网格图案。因此,通信片材1001表面附近的电波的强度较高,远离通信片材1001表面的场所中的电波的强度也在某种程度上较高。也就是说,渗出区域700和渗出区域800的厚度在某种程度上较薄,渗出区域700和渗出区域800内部的电波的强度较强,渗出区域700和渗出区域800外部的电波的强度较弱。

因此,通信片材1001对于与天线灵敏度比较高的通信对象进行通信是适合的。也就是说,通信片材1001对于使用2.45ghz的电波的、利用wi-fi(注册商标)或bluetooth(注册商标)的通信是适合的。

如以上说明的那样,在本实施方式中,在电波所传播的绝缘体层300的一个面设置导体层101,在绝缘体层300的另一个面设置导体层201,所述导体层101具有作为形成有网格状开孔部121的区域的第一网格区域,所述导体层201具有作为形成有网格状开孔部221的区域的第二网格区域。因此,在本实施方式中,在通信片材1001的两面形成了渗出区域。因此,根据本实施方式,能够使用通信片材1000的两面来实现利用wi-fi(注册商标)或bluetooth(注册商标)的通信。

(实施方式3)

在实施方式1、2中,说明了导体层的整体是网格区域而遍及导体层的全部表面来设置开孔部的示例。也可以是导体层的一部分是形成有开孔部的网格区域而导体层的其余部分是未形成开孔部的非网格区域。以下,参照图8来说明在实施方式2的通信片材1001中代替在全部表面设置了开孔部221的导体层201而采用在一部分区域中设置开孔部221的导体层202来作为第二导体层的实施方式。

在图8中示出了在一部分区域中设置开孔部221的导体层202的平面图。如图8所示,导体层202在y轴方向上分割为区域203、区域204和区域205这3个区域。区域203是设置了导体部211和网格状开孔部221的区域,是第二网格区域。

区域204、205是不具有开孔部的、全部由具有导电性的原材料构成的区域也就是非网格区域。例如,区域204、205是由铜、银、铝、不锈钢、镍等金属、各种合金、编入或织入导电丝的纤维构造体构成的平板状区域。作为形成导体层202的方法,可考虑各种方法。例如,在通过蒸镀、溅射等在绝缘体层300的另一个面形成了导体的层之后,通过蚀刻来形成网格状开孔部221,由此得到导体层202。或者,也可以按与区域203、区域204和区域205这3个区域对应的图案在绝缘体层300的另一个面进行丝网印刷,由此形成导体层202。

在本实施方式中,通信片材的宽度方向上的中央的1/2的区域被设定为区域203,通信片材的宽度方向上的两端的1/4的区域被设定为区域204和区域205。也就是说,在本实施方式中,当使通信片材的宽度为lw时,区域203的宽度为0.5lw,区域204和区域205的宽度为0.25lw。此外,在本实施方式中,作为第二网格区域的区域203的开孔率也就是第二开孔率为90%,作为非网格区域的区域204和区域205的开孔率为0%。因此,导体层202的整体的开孔率为90%×1/2+0%×1/4×2=45%。

在此,区域203是在标签信息的读取中使用的区域,此外,是还在电波的传播中使用的区域。另一方面,区域204和区域205是主要在电波的传播中使用的区域。在此,可考虑,导体层202的整体的开孔率越低,电波越难以衰减。因此,在本实施方式中,区域203的面积相对于导体层202的整体的面积的比率越大,电波越容易衰减,但是,能够读取标签信息的区域越大。另一方面,该比率越小,则能够读取标签信息的区域越小,但是电波越难以衰减。

在本实施方式中,在导体层202中设置了主要在标签信息的读取中使用的第二网格区域和在电波的传播中使用的非网格区域。因此,根据本实施方式,能够实现标签信息的两面读取并抑制通信性能的降低。

(变形例)

以上,说明了本发明的实施方式,但是,在实施本发明时,能够实现根据各种方式的变形和应用。

在本发明中,任意采用在上述实施方式中说明的结构、功能、动作的哪个部分。此外,在本发明中,除了采用上述的结构、功能、动作之外,还可以采用另外的结构、功能、动作。此外,上述的实施方式能够适当自由组合。此外,在上述的实施方式中说明的构成要素的个数能够适当调整。此外,在本发明中可采用的原材料、尺寸、电气特性等当然不限定于上述实施方式中示出的那些。

在实施方式3中,说明了区域203的宽度为通信片材的宽度的1/2而区域204和区域205的宽度为通信片材的宽度的1/4的示例。区域203、区域204和区域205的宽度当然不限定于该示例。此外,在上述实施方式中,说明了在通信片材的宽度方向上的中央配置第二网格区域而在通信片材的宽度方向上的两端配置非网格区域的示例。第二网格区域和非网格区域的配置并不限定于该示例。

例如,可以在通信片材的宽度方向上的单侧一半中配置第二网格区域而在其余的一半中配置非网格区域。或者,也可以在通信片材的长边方向上的中央配置第二网格区域而在长边方向上的两端配置非网格区域。或者,还可以在通信片材的长边方向上的单侧一半中配置第二网格区域而在其他部分中配置非网格区域。

在实施方式3中,说明了第一导体层的全部表面被设定为第一网格区域而第二导体层的一部分被设定为第二网格区域的示例。也就是说,在实施方式3中说明了在第一导体层中未设置非网格区域而在第二导体层中设置有非网格区域的示例。也可以不仅在第二导体层中而且在第一导体层中设置非网格区域。在该情况下,在对通信片材进行平面视的情况下,在第一导体层和第二导体层中,非网格区域的配置既可以相同,也可以不同。

在实施方式3中说明了在第一导体层中设置第一网格区域而在第二导体层中设置第二网格区域和非网格区域的情况下设置在第一网格区域和第二网格区域中的开孔部的形状为正方形的示例。设置在第一网格区域和第二网格区域中的开孔部的形状当然不限定于正方形。

在实施方式1中说明了第一开孔率和第二开孔率相同并且在没有障碍物的情况下形成在通信片材1000上方的渗出区域700的厚度与形成在通信片材1000下方的渗出区域800的厚度相同的示例。第一开孔率和第二开孔率也可以不同。

例如,在将通信片材1000配置于货架上的情况下,考虑在通信片材1000下方漏出的电波在通过货架时较大地衰减。在该情况下,优选的是,使第二开孔率大于第一开孔率。其结果是,能够使标签信息的可读取距离在通信片材1000的上方和下方中变为相同程度。

在实施方式1中说明了通信片材1000具备覆盖层400和覆盖层500的示例。此外,在实施方式2中说明了通信片材1001具备覆盖层400和覆盖层500的示例。通信片材也可以不具备覆盖层400和覆盖层500。此外,通信片材还可以具备其他层。

在实施方式1中说明了网格状开孔部的形状为正三角形的示例。此外,在实施方式2、3中说明了网格状开孔部的形状为正方形的示例。网格状开孔部的形状当然不限定于正三角形或正方形。网格状开孔部的形状例如也可以是正三角形以外的三角形、三角形以外的多边形(长方形、正方形、平行四边形、菱形、五边形、六边形等)、圆形、椭圆形等。此外,设置在第一导体层中的开孔部的形状与设置在第二导体层中的开孔部的形状可以是不同的形状。例如,设置在第一导体层中的开孔部的形状可以为正三角形,设置在第二导体层中的开孔部的形状可以为正方形。

在实施方式1中说明了开孔部在彼此成60度角度的3个方向上周期性地设置在网格区域中的示例。在实施方式2、3中说明了开孔部在彼此正交的2个方向上周期性地设置在网格区域中的示例。开孔部也可以在1个方向上周期性地设置在网格区域中。例如,在通信片材的宽度方向(y轴方向)上较长的狭缝状开孔部可以在通信片材的长边方向(x轴方向)上周期性地设置在网格区域中。或者,在通信片材的长边方向(x轴方向)上较长的狭缝状开孔部可以在通信片材的宽度方向(y轴方向)上周期性地设置在网格区域中。

在实施方式1中说明了采用rfid用的频率(920mhz)来作为电波频率的示例。此外,在实施方式2中说明了采用wi-fi(注册商标)或bluetooth(注册商标)用的频率(2.45ghz)来作为电波频率的示例。采用的电波频率当然不限定于该频率。例如,能够采用800mhz至5ghz中的任意频率来作为电波频率。

在实施方式1中说明了将通信片材1000用于信息传送的示例。通信片材1000能够用于电力传送。在该情况下,通信片材1000发挥对从送电装置向受电装置的电力的供应进行中继的作用。具体而言,通信片材1000使经由电波接口40从送电装置供应的电力供应用电波从开孔部120渗出,由此在导体层100的表面形成渗出区域700,使该电力供应用电波从开孔部220渗出,由此在导体层200的表面形成渗出区域800。电力供应用电波是用于供应电力的电波。电力供应用电波的频率例如是uhf带的频率。

然后,通信片材1000对从送电装置向配置在渗出区域700或渗出区域800中的受电装置的利用电力供应用电波的电力的供应进行中继。送电装置只要是发送电力供应用电波的装置,则无论是怎样的装置都可以。实施方式1中的读写器20是送电装置的一例,但是,送电装置不限定于被用于读取标签信息的读写器20。例如,能够采用将从商用电源供应的电力作为动力源来生成和输出电力供应用电波的各种电源装置来作为送电装置。

受电装置只要是将从送电装置接收到的电力供应用电波作为动力源来动作的装置,则无论是怎样的装置都可以。实施方式1中的无线标签80是受电装置的一例,但是,受电装置不限定于作为无源标签的无线标签80。例如,能够采用智能电话、各种传感器、各种发光装置、各种致动器等来作为受电装置。根据使用通信片材1000的电力的传送,能够容易地从连接到通信片材1000的送电装置向存在于通信片材1000两面的至少1个受电装置传送电力。

本发明能够在不脱离本发明的广义精神和范围的情况下实现各种实施方式和变形。此外,上述的实施方式用于说明本发明,并不限定本发明的范围。即,本发明的范围不是由实施方式而是由权利要求书示出。然后,在权利要求书及与其等效的发明意义的范围内实施的各种变形可被视为在本发明的范围内。

本申请基于在2018年12月28日申请的日本国专利申请特愿2018-247391号。日本国专利申请特愿2018-247391号的说明书、权利要求书、附图整体作为参照并入本说明书中。

附图标记的说明

10控制装置,20读写器,30通信线缆,31内部导体,32外部导体,40电波接口,41、42导体层,43绝缘体层,44、45电极,46连接器,60电波吸收部,61电波吸收体,62导体板,70、71物品,80、81无线标签,90、91智能电话,100、101、200、201、202导体层,110、111、210、211导体部,120、121、220、221开孔部,203、204、205区域,300绝缘体层,400、500覆盖层,600、601通信介质,700、800渗出区域,1000、1001通信片材。

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