KR100699755B1 - 무선 주파수 식별 시스템 애플리케이션 - Google Patents

Abstract

본 발명은 RFID 태그를 갖는 관심 항목에 의해 도서관과 같은 장소에서 사용되는 RFID 시스템의 사용에 관한 것이다. 본 발명은 이러한 항목에 관한 위치, 순서 및 기타 정보를 판단하는 데에 특별한 적용성을 갖는다.

Description

무선 주파수 식별 시스템 애플리케이션{RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION SYSTEMS APPLICATIONS}

본 발명은 무선 주파수 식별(RFID: Radio frequency identification) 시스템용 애플리케이션에 관한 것으로서, 특히 도서관에서의 상기 시스템의 용도에 관한 것이다.

전자 항목 검사(EAS: Electronic article surveillance) 시스템은 항목 위 또는 항목 내부에 위치해 있거나 관심 있는 사람이 소지한 소형 전자 장치의 존재를 감지하고, 흔히 소매점이나 도서관 환경에서 항목의 절도 또는 인증되지 않은 제거를 저지하는 데에 사용된다. 종래 태그(tags) 또는 마커(marker)로 알려진 이들 장치들은 항목의 존재에 관한 정보만을 포함한다. 이러한 정보들은 간헐적이거나 연속적으로 상기 태그를 전자적으로 조회함으로써 얻을 수 있다. 상기 조회가 수행되는 방법, 즉 자기적, 자기 기계적, 무선 주파수(RF) 및 마이크로 파의 방법에 따라 적어도 4가지 상이한 유형의 EAS 시스템이 수년간에 걸쳐 발전되어 왔다. 이들 4가지 유형 중 자기 시스템이 대부분의 애플리케이션에서 최고 수준의 안정성을 제공한다. 자기 태그는 객체 위 또는 객체 내부에 용이하게 숨겨지고, 상기 자기 태그가 차폐, 휨 및 압력에 덜 민감하기 때문에 감지하기 어려우며, 불활성화 및 활성화가 용이함으로 인하여 고도의 안정성 및 상기 태그화된 항목의 상태에 관한 정보를 제공한다.

EAS 시스템을 사용하는 다수의 사람들은 태그화된 항목이 존재하는 지의 여부 이상의 것을 알고 싶어한다. 또한, 사용자들은 어떠한 태그의 품목이 존재하는지, 예컨대 제조일, 재고 상태와 같은 품목의 특징에 관한 자세한 정보를 알고 싶어하고, 소유자는 통상 광학식 바 코드를 통해 자동 관리 및 제어 시스템과 통신한다. 상기 광학식 바 코드는 저렴하고 효과적인 반면에 소정의 한계를 갖고 있다. 바 코드는 가시적이어야 하는데, 이 점은 바 코드가 배치되는 위치를 제한하고, 우발적으로든 고의적으로든 쉽게 모호해 질 수 있다. 감지기가 상기 바 코드를 감지할 수 있는 범위 또한 비교적 작다. 상기 바 코드는 또한 감지를 위하여 적절하게 배치되어야 한다. 또한, 바 코드는 감지를 위하여 자주 노출되기 때문에 감지 오류에서 발생할 수 있는 손상에 민감하다. 마지막으로, 다수의 항목들은 한 번에 1개씩 처리되어야 한다. 이러한 제한 사항들로 인하여 바 코드는 도서 미디어 표지와 같은 일부 애플리케이션에 대해서 부적절하고 효율적이지 못하다.

최근에 전자 식별(무선 주파수 식별 또는 RFID로 알려짐) 기술이 광학식 바코드의 제한 사항에 역점을 두어 개발되었다. RFID 시스템은 객체 식별 및 트래킹을 제공하는 데 성공하였지만, 대부분의 RFID 시스템은 태그가 쉽게 실패하는 주파수 범위( ∼ 1 MHz 및 그 이상)에서 동작하기 때문에 객체의 안정성을 제공하는 데에는 부족하다. 무선 주파수 태그와 관련된 상기 안정성 부족 현상은 상기 태그를 손이나 알루미늄박으로 가림으로써, 또는 책 내부에 태그를 배치시킴으로써 상기 태그가 가려질 수 있기 때문에 발생된다. 전지식 무선 주파수 태그 조차 그의 주파수 범위가 우수하고 블로킹이 더욱 어려움에도 불구하고 가려질 수 있다. 따라서, RFID 태그를 갖는 태그화된 객체는 우발적으로든 고의적으로든 감지되지 않을 수 있다. 이 점이 안전 장치로서의 효율성을 크게 감소시킨다. RFID 마커는 "스마트 카드"와도 연관될 수 있다. 접촉 및 비접촉 스마트 카드가 상업용 애플리케이션으로 출시되어 있다. 스마트 카드는 태그식 객체보다는 특정한 사람과 관련되는 경향이 있다. 상기 스마트 카드 또는 스마트 카드를 소지한 사람의 안정성 및 트래킹과 관련된 문제점들은 RFID 마커에 대해 전술한 것들과 유사하다.

RFID 마커와 관련된 안정성의 문제점들은 무선 주파수 및 마이크로 파를 기반으로 한 EAS 태그의 당업자들에게 잘 알려진 점들과 유사하다. 무선 주파수 및 마이크로 파를 기반으로 한 EAS 태그의 결점을 보안하기 위해 상당한 노력을 하였다. 그러나, 어느 누구도 안전 태그로서의 성능을 크게 개선시키지 못했다. " 불활성 코일을 구비한 2중 주파수 EAS 태그(Dual Frequency EAS Tag)"의 명칭으로 나로우 등(Narlow et al.)에게 허여된 미국 특허 제5,517,195호에는 다이오드를 갖는 안테나 회로 및 불활성 회로를 포함한 2중 주파수의 마이크로파 EAS 태그가 개시되어 있다. 상기 불활성 회로는 상기 다이오드 및 안테나를 디스에이블시키기 위하여 안테나 회로의 다이오드에 전압을 유도하여 상기 태그를 불활성화 시킴으로써 저 에너지의 교류 자계에 응답한다. 나로우 등의 특허에 개시된 상기 커패시터 기반의 태그는 몇몇 애플리케이션에 대해서 유용할지 모르나 과도한 시간 동안 전하를 누설시킬 수 있으며, 이로 인하여 상기 태그가 의도적이지 않게 활성화될 수 있다.

몬티안 등(Montean et al.)의 미국 특허 제4,745,401호에 개시된 유형의 무선 주파수 EAS 태그는 자기적 요소를 포함한다. 상기 자기적 요소는 보조 장치에 의해 적절하게 자화되었을 때 상기 태그의 튜닝을 수정함으로써 태그의 무선 주파수 응답을 차단한다. 이들 태그는 소정의 유용성을 갖지만, 여전히 안정성 및 식별화의 향상에 대해서는 역점을 두고 있지 않다.

무선 주파수 식별 기술은 모토롤라/인달라(미국 특허 제5,378,880호 및 제5,565,846호 참조), 텍사스 인스트루먼츠(미국 특허 제5,347,280호 및 제5,541,604호 참조), 마이크론/필립스 세미컨덕터, 싱글 칩 시스템(미국 특허 제4,442,507호, 제4,796,074호, 제5,095,362호, 제5,296,722호 및 제5,407,851호 참조), CSIR(유럽 서류 번호 0 494 114 A2, 0 585 132 A1,0 598 624 A1 및 0 615 285 A2 참조), IBM(미국 특허 제5,528,222호, 제5,550,547호, 제5,521,601호 및 제5,682,143호 참조) 및 센서메틱 일렉트로닉스(미국 특허 제5,625,341호 참조) 등을 포함한 다수의 회사들에 의하여 개발되어 왔다. 이들 태그는 전부 전지를 필요로 하지 않는 원격 식별을 제공한다. 상기 태그들은 125 KHz 내지 2.45 GHz의 주파수 범위에서 동작된다. 보다 낮은 주파수의 태그( ∼ 125 KHz)는 차단 현상을 적절하게 저지하지만, 밴드폭의 제약으로 인하여 제한된 주파수 성능을 갖는다. 특히, 이들 마커를 기반으로 한 시스템은 통상 단일 태그가 한 번에 조회 영역 내에 있을 때에만 신뢰성 있게 동작된다. 또한, 상기 시스템은 비교적 크기가 크고 제조 비용이 고가이다. 보다 높은 주파수, 특히 13.56 MHz, 915 MHz 및 2.45 GHz의 주파수에서 상용의 합산된 밴드폭은 단 시간에 조회 영역 내의 다수 태그를 신뢰성 있 게 처리할 수 있는 시스템의 개발을 허용하였다. 상기 시스템은 다수의 제품 애플리케이션에 대해 매우 바람직하다. 더욱이, 몇몇 태그의 설계는 비교적 저렴한 제조 비용의 기대를 충족시킴으로써 고객에게 더욱 매력적이다. 그러나, 높은 주파수의 상기 장치들은 전술한 차단의 민감도를 상이한 정도로 공유한다. 따라서, 이들 장치들은 도서관과 같은 소정의 애플리케이션에서 요구되는 고도의 안정성을 제공할 수 없다.

전술한 논의로부터 태그된 항목의 정체가 중요한 다양한 환경에서 RFID 태그용의 수많은 애플리케이션이 존재한다는 것은 분명하다. 예컨대, 1999년 2월 4일 공개되고 체크포인트 시스템즈 인코포레이티드사(Checkpoint Systems, Inc.)에 양도된 국제 특허 출원 WO99/05660의 공보에는 RFID 태그의 품목을 사용한 재고 시스템이 개시되어 있다. 상기 공보에 개시된 실시예는 도서관 자료에서의 RFID 태그의 사용에 대해 고려하고 있으며, 상기 도서관 자료는 상기 RFID 태그를 조회함으로써 자동적으로 검사되고 그 자료의 정체성이 결정된다. 그러나, 다수의 중요한 또는 바람직한 도서나 기타 재고 기능들이 상기 WO99/05660의 공보에 개시되거나 암시되어 있지 않다.

본 출원은 동일한 제목으로 1998년 8월 14일에 출원되어 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 출원 제09/134,688호에 대하여 우선권을 주장하며, 그의 내용은 본 명세서에서 참고로 포함된다.

본 발명은 휴대용 RFID 장치를 포함한 RFID 장치 및 이들 장치에 대한 애플리케이션에 관한 것이다. 상기 장치 및 애플리케이션은 RFID 태그 및 선택적으로는 자기 보안 요소와 관련된 품목과 연관되어 사용될 수 있다. 상기 장치 및 애플리케이션은 특히 도서, 정기 간행물, 자기적 및 광학적 매체와 같은 도서관 자료를 참고로 하여 설명된다. 본 발명의 다른 적용 또한 예측될 수 있다.

도 1a 및 1b는 무선 주파수 식별 태그의 개략도.

도 2는 무선 주파수 식별 태그의 제2 실시예에 대한 개략도.

도 3은 복합 태그의 개략적인 상부면도.

도 4는 RFID 태그와 상호 작용하는 RFID 조회 시스템의 블럭도.

도 5, 도 6, 도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 복합 태그의 도면.

도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13 및 도 14는 본 발명의 다양한 실시예를 도시한 도면.

본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예들은 RFID 태그를 사용하고 있으며, 바람직하게는 복합 RFID 및 자기 보안 태그를 사용한다. 이러한 유형의 태그는 1998년 6월 8일에 "보안성이 개선된 식별 태그(Identification Tag with Enhanced Security)"라는 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 번호 09/093,120에 개시되어 있으며, 상기 출원은 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 본 출원이 우선권을 주장한 미국 특허 출원에 참고로 포함되어 있다. 본 발명의 실시예들과 관련하여 사용된 자기, RFID 및 복합 태그에 대해서는 이하의 Ⅰ부분에서 자세히 설명하고, 본 발명의 실시예들은 이하의 Ⅱ 부분에서 자세히 설명한다.

Ⅰ . 본 발명의 실시예에 사용되는 태그 및 구성 요소

아래의 Ⅱ 부분에 개시된 것으로서, 본 발명의 실시예에 사용되는 태그는 하나의 장치에 객체 식별 및 효과적인 보안성 전부를 구현할 수 있다. 바람직하게는 상기 태그가 자기적 조회 신호에 응답하는 요소 및 무선 주파수 조회 신호에 응답하는 요소를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 상기 자기 응답 요소는 상기 무선 주파수 응답 요소에 대한 안테나를 제공한다. 본 발명의 명세서에서 "응답성"이라는 용어는 상기 구성 요소가 적절한 조회 영역 내에 있게 될 때 지능 정보를 제공한다는 것을 의미한다. 우선, 이하에서 각각의 구성 요소를 설명한 다음, 복합 태그에 대해서 설명한다. 이하에서 명백해지는 바와 같이, Ⅱ 부분에 개시된 본 발명의 실시예들은 RFID 요소만을 포함하거나 RFID 요소 및 자기 보안 요소의 복합적인 구성 요소를 포함할 수 있다.

A. 자기 응답 요소

상기 자기 응답 요소는 미네소타주 세인트 폴의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 컴퍼니(3M)에 의해 "태틀-테이프(TATTLE-TAPE)"(상표명임) 브랜드 스트립이라는 표시로 판매되는 스트립에 사용되는 재료와 같이 보자력(保磁力)이 작고 투자율이 큰 강자성 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 이들 스트립 또는 마커 조립체들은 코닝(Koning)의 미국 특허 제5,331,313호 및 피터슨(Peterson)의 미국 특허 제3,747,086호를 포함하여 3M에 양도된 몇몇 특허에 개시되어 있으며, 그 내용은 본 명세서에서 참조로 포함된다. 보자력이 작고, 투자율이 큰 전형적인 강자성 재 료는 뉴욕 모리스타운의 앨리드시그널 컴퍼니(AlliedSignal Company)로부터 Metglas 2705M 및 Metglas 2714A의 명칭으로 구입 가능한 고성능의 비정질 금속 및 퍼멀로이(permally: 니켈/철 합금)을 포함한다.

상기 자기 응답 요소는 그 요소와 관련되는 품목의 특성에 따라 단일 상태이거나 2중 상태에 있을 수 있다. 예컨대, 도서관의 소정 참고 도서는 도서관으로부터 이동되지 않기 때문에 단일 상태(불활성화되지 않음) 마커는 항상 그러한 도서가 조회 영역을 통과하는지의 여부를 나타낼 것이다. 통상의 도서 자료 또는 상업용 제품과 같은 기타 품목들에 대해서는 그러한 품목들이 적절히 처리되었을 때, 상기 마커가 적절히 불활성화되어 조회 소스에 의한 감지가 방해되지 않도록 2중 상태의 마커 조립체가 요구될 것이다. 통상 2중 상태의 기능은 이하에서 설명되고, 위에서 참고로 인용된 피터슨의 특허에서와 같이 보자력이 작은 자성 재료 가까이에 보자력이 큰 자성 재료의 부분을 부가함으로써 실현된다.

소정의 자기 응답 요소들은 저주파 교류 자계(예컨대, 50 Hz 내지 100 KHz)를 통과할 때 자화의 방향을 신속하게 전환시키는 기능과 감지기의 수신 코일에 의해 감지될 수 있는 소정 특성의 응답을 생성해 내는 기능을 갖추고 있다. 상기 마커 조립체의 전환 기능은 보자력이 큰 요소 또는 "키퍼(keeper) 요소"의 자화 상태에 의해 조정된다. 이들 키퍼 요소들이 자화되었을 때, 상기 조회 영역의 교류 자계 내에서 전후로 자기 전환시키는 마커의 성능이 수정되고, 통상 머커는 감지되지 않는다. 상기 키퍼 요소에 자계가 소거되었을 때, 상기 마커는 전환 기능을 다시 수행하여 상기 조회 소스가 마커의 존재를 감지하도록 한다. 상기 키퍼 요소들은 종래 기술 분야에 알려진 바와 같이 다른 방법으로 제공될 수 있다.

상기 마커 조립체는 마커가 도서 기타 다른 품목에 부착될 수 있도록 그의 양면 또는 단면상에 접착제를 포함할 수 있다. 상기 접착층은 마커가 목적하는 표면에 적용되기에 앞서 의도하지 않은 표면에 접착되는 것을 방지하기 위하여 착탈식 라이너(liner)에 의해 덮혀진다. 상기 마커 조립체의 이러한 특징 및 기타 특징들은 피어론(Fearon)의 미국 특허 제3,790,945호, 피오트로우스키(Piotrowski)의 미국 특허 제5,083,112호 및 코닝(Koning)의 미국 특허 제5,331,313호에 개시되어 있으며, 이들은 전부 본 명세서의 참고로서 인용된다.

이러한 유형의 저주파 자기 요소들은 감지로부터 차단되기 어렵기 때문에 보안성이 중요한 다양한 범위의 품목에 효과적으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 저주파 자기 요소들은 다른 EAS 기술을 채용한 마커들보다 더욱 용이하고, 더욱 완전하며, 더욱 반복적으로 불활성화 및 활성화됨으로써 상기 특징이 고도로 요구되는 도서관 등의 소정 애플리케이션에의 용도에 더욱 적합하게 된다.

B. 무선 주파수 응답 요소

RFID 태그는 능동 태그이거나 수동 태그일 수 있다. 능동 태그는 전지와 같은 부가적인 에너지원을 태그 구조에 포함시킨다. 이러한 에너지원에 의하여 능동 RFID 태그는 상기 조회 무선 주파수계가 약한 영역에서도 강한 응답 신호를 생성 및 전송시킴으로써 보다 넓은 범위에서 능동 RFID 태그가 감지될 수 있도록 한다. 그러나, 상기 전지의 수명이 비교적 짧기 때문에 상기 태그의 유효 수명이 제한된다. 또한 상기 전지는 태그의 크기 및 비용을 증가시킨다. 수동 태그는 상기 태그 에 전력을 공급하는 데 필요한 에너지를 상기 조회 무선 주파수계로부터 얻고, 상기 에너지를 이용하여 상기 안테나가 조회계에 제공하는 임피던스를 변조하는 방법에 의해 응답 코드를 전송함으로써 상기 판독 안테나로 반사되는 신호를 변조시킨다. 따라서, 그들의 범위가 더욱 제한된다. 수동 태그가 다수의 애플리케이션에 대해 더욱 선호되기 때문에, 나머지 설명은 이러한 유형의 태그에 대한 것으로 한정한다. 그러나, 당업자라면 상기 2가지 유형의 태그가 많은 특징을 공유하고 있고, 양자 모두 본 발명에서 사용될 수 있음을 인식할 것이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 수동 무선 주파수 응답 요소(10)는 통상 2가지의 구성 성분, 즉 집적 회로(12)와 안테나(14)를 포함한다. 상기 집적 회로는 주요한 식별 기능을 제공한다. 상기 집적 회로는 태그 식별자 및 기타 유용한 정보를 영구적으로 저장하고, 조회 하드웨어로부터 수신된 명령을 해독 및 처리하며, 조회기에 의한 정보의 요구에 응답하고, 상기 하드웨어를 보조하여 다수의 태그가 동시에 조회에 응답함으로써 발생되는 충돌 해결을 위한 소프트웨어 및 회로를 포함한다. 상기 집적 회로는 단순히 정보를 판독해 내는 것(판독 전용)과 반대로, 그의 메모리에 저장된 정보를 갱신(판독/기록)할 수도 있다. RFID 마커용으로 적절한 집적 회로는 텍사스 인스트루먼트(트리시스 또는 태그-잇 라인의 제품), 필립스(아이-코드, 마이페어 및 하이태그 라인의 제품), 모토롤라/인달라, 싱글 칩 시스템 및 기타 다른 회사로부터 구입 가능한 것들을 포함한다.

상기 안테나의 위치와 특징들은 태그의 RFID 부분에 대해 요구되는 동작 주파수에 따라 다르다. 예컨대, 2.45 GHz 또는 이와 유사한 주파수의 RFID 태그는 통상 도 1a에 도시된 선형 다이폴 안테나(14)와 같이 다이폴 안테나를 포함하거나, 도 1b의 무선 주파수 응답 요소(10a)에 부착된 폴디드 다이폴 안테나(14a)를 포함할 수 있다. 13.56 MHz 또는 이와 유사한 주파수의 RFID 태그는 도 2의 무선 주파수 응답 요소(10b)에 부착된 것과 같은 스파이럴 안테나 또는 코일 안테나(14b)를 사용한다. 각각의 경우에, 상기 안테나(14)는 조회 소스에 의해 방사되는 무선 주파수 에너지를 인터셉트한다. 상기 신호의 에너지는 상기 태그로 전력 및 명령을 전송시킨다. 상기 안테나에 의하여 RF 응답 요소가 IC 칩을 구동시키기에 충분한 에너지를 흡수하여 감지의 응답을 제공하게 된다. 따라서, 상기 안테나의 특성은 당해 안테나가 포함되는 시스템에 적합하여야 한다. MHz 내지 GHz의 높은 주파수에서 동작되는 태그의 경우, 가장 중요한 특성은 안테나의 길이이다. 통상, 효과적인 다이폴 안테나의 길이는 조회 신호의 1/2 파장이나 1/2 파장의 배수에 가깝게 선정된다. 길이 제한으로 인하여 1/2 파장의 안테나가 비실용적인 저주파 내지 중간 정도의 주파수인 MHz 범위(예컨대, 13.56 MHz)에서 동작되는 태그의 경우, 중요한 특성은 안테나의 인덕턴스와 안테나 코일의 권선수이다. 2가지 안테나 유형에 대해 우수한 전기 전도성이 요구된다. 통상 구리나 알루미늄과 같은 금속이 사용되지만 퍼멀로이 등의 자기 금속을 포함한 기타 도전체도 허용되며, 사실상 본 발명의 목적상 상기 자기 금속을 포함한 도전체가 더욱 바람직하다. 상기 선택된 IC 칩의 입력 임피던스가 최대 에너지 전달을 위해 안테나의 임피던스와 정합되어야 하는 점도 중요하다. 안테나에 대한 추가적인 정보는 당업자에게 알려져 있으며, 예컨대 J.D. Kraus, Antennas(1998년 뉴욕 맥그로우힐사의 2번째 판임)와 같은 참고 문헌으로부터 알 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 통상 상기 마커의 성능을 증대시키기 위하여 커패시터(16)가 포함된다. 상기 커패시터(16)는 태그의 동작 주파수를 특정의 값으로 동조시킨다. 이는 최대 동작 범위를 확보하고 규정 요건에의 컴플라이언스를 보장하는 데에 바람직하다. 상기 커패시터는 개별적인 구성 요소이거나 이하에서 설명되는 바와 같이 안테나에 집적될 수 있다. 몇몇 태그, 특히 2.45 GHz 등의 매우 높은 주파수에서 동작되도록 설계된 태그에 있어서, 동조 커패시터는 요구되지 않는다. 상기 커패시터는 안테나에 의해 제공된 인덕턴스와 결합되었을 때, 상기 복합 구조의 공진 주파수가 다음과 같이 주어진다.

단, C는 패럿(F) 단위의 커패시턴스이고, L은 헨리(H) 단위의 인덕턴스로서, 상기 RFID 시스템의 바람직한 동작 주파수와 거의 정합된다. 상기 커패시터는 3M에 양도된 것으로서, 타이트 등(Tait et al.)의 미국 특허 제4,598,276호와 제4,578,654호에 개시된 분포 커패시터일 수 있다. 분포 커패시턴스는 태그의 크기, 특히 두께를 감소시키고 수동 조립을 최소화하는 데에 바람직하다.

도 4에 도시된 바와 같은 동작에 있어서, 상기 무선 주파수 응답 태그(110)는 EAS 보안 시스템에 의해 조회되고, 상기 EAS 보안 시스템은 통상 상기 태그가 검사되는 지점 가까이에 배치된다. 검사될 품목을 운반하는 컨베이어 가까이에 상기 태그된 품목이 위치한 공간으로부터 배출구에 걸쳐서 이격된 감지 판넬을 배치시킴으로써 조회 영역이 마련된다. 조회 소스(102), 특히 구동 발진기 및 증폭기를 포함한 조회 소스가 안테나(104)(종종 필드 코일로 설명됨)에 결합되어 상기 조회 영역 내에서 교류 무선 주파수계 또는 조회 신호를 전송한다. 상기 시스템(100)은 신호 수신용 안테나(안테나(104)로 도시된 것으로서, 종종 수신 코일로 설명됨)와 상기 조회 영역 내에서 태그에 의해 생성된 신호를 처리하는 감지기(106)를 포함한다.

상기 조회 소스(102)는 소정의 공지 주파수 밴드 내에서 선택되는 조회 신호(200)를 전송하고, 상기 소정의 주파수 밴드가 다른 애플리케이션과 충돌되지 않고, 적용 가능한 정부 규정에 따르기 때문에 선호된다. 상기 무선 주파수 응답 요소는 조회 신호를 수신한 경우, 상기 안테나(104)에 의해 수신되고 감지기(106)로 전송되는 자신의 응답 코드 신호(202)를 송신한다. 상기 감지기는 이 응답을 해독하고, 통상 컴퓨터 또는 기타 메모리 장치(108)에 저장된 정보를 기초로 하여 상기 태그를 식별하여 감지된 코드 신호를 기준으로 조치를 취한다. 상기 예시된 단일 안테나(104) 대신 조회 소스(102) 및 감지기(106)에 대해 개별적인 안테나를 사용하는 것을 포함하여 상기 예시된 시스템에 대한 다양한 변형예가 당업자에게 알려져 있다.

현대의 RFID 태그는 종종 판독 전용 메모리 또는 1회 기록 메모리의 형태로 사용자 액세스 가능 메모리를 상당량 제공하였지만, 보다 바람직하게는 사용자에게 원격지에서 내용을 재기록함으로써 상기 메모리를 반복적으로 갱신할 수 있는 능력 을 제공한다. 제공된 메모리의 양은 변화 가능하고, RFID 태그의 집적 회로 부분의 크기 및 비용에 영향을 미친다. 통상 128 비트와 512 비트 사이의 총메모리가 경제적으로 제공될 수 있다. 예컨대, "태그-잇(Tag-it)"의 명칭으로 텍사스주 달라스의 텍사스 인스트루먼트사로부터 구입 가능한 RFID 태그는 단일 태그의 일련 번호, 버전 및 제조 정보 등의 항목용으로 배정된 128 비트의 메모리 이외에 256 비트의 사용자 프로그램가능 메모리를 제공한다. 마찬가지로, "아이-코드(I-Code)"의 명칭으로 네덜란드 아인드호븐(Eindhoven)의 필립스 세미컨덕터즈사로부터 구입 가능한 RFID 태그는 전술한 유형의 정보용으로 배정된 추가적인 128 비트와 함께 384 비트의 사용자 메모리를 제공한다.

이러한 사용자 액세스 가능 메모리는 도서관 환경에 배치된 항목 식별 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 개발되었다. 현재, 도서관에서는 광학 바 코드를 스캐닝함으로써 항목을 식별한다. 도서 자동 판매기(LAV 소프트웨어)에 의해 제공된 소프트웨어를 포함하는 순환 데이터베이스에 액세스하는 데에 상기 바 코드에 포함된 단일 식별자가 사용되고, 상기 항목에 관한 보다 광범위한 정보가 상기 도서 자동 판매기에 영구적으로 보존된다. 상기 시스템은 고도로 발전되고, 많은 애플리케이션에서 잘 동작되는 반면에, 2가지의 단점을 가지고 있다. 첫째, 상기 정보에 액세스하기 위해서는 상기 순환 데이터베이스에 반드시 접속되어야 한다는 것이다. 이로 인하여 상기 데이터베이스의 접속부에서 떨어진 위치에 항목이 위치할 때, 정보의 확보 가능성이 제한된다. 둘째, 상기 순환 데이터베이스로부터의 정보 검색이 특히 사용이 과도한 구간 동안에 허용될 수 없을 정도의 장시간을 종종 요 구한다는 것이다. 상기 RFID 태그상에 소정의 중요한 항목의 정보를 저장함으로써 이러한 2가지의 제한을 극복할 수 있다.

도서 식별 시스템이 상기 RFID 태그 자체상에 존재할 경우, 그 도서 식별 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 정보의 일례로는 도서 식별 번호가 있다. 그 다음, 데이터 베이스에 액세스하지 않고 단순히 상기 RFID 라벨을 스캐닝함으로써 항목의 "홈(home)" 도서관이 신속하고 용이하게 결정될 수 있다. RFID 태그 자체에 존재하는 보다 양호한 정보의 또 다른 예는 상기 항목이 도서, 비디오테이프, CD, 또는 기타 다른 항목인지의 여부를 표시하는 코드일 것이다. 예컨대, 상기 코드는 3M 표준 중계 프로토콜에 규정된 매체형 코드일 수 있으며, 이는 본 발명의 양수인으로부터 구입 가능하다. 상기 매체의 유형을 알기만 하면, 도서관의 자료 관리 시스템은 원격 순환 데이터베이스를 참고하는 불편함과 지연을 초래하지 않고서도 항목이 적절하게 처리되는 것을 보장할 수 있다. 상기 RFID 라벨에 포함되기 적당한 정보에 대한 다른 예들은 당업자에게 분명할 것이다.

RFID 시스템이 바 코드를 기반으로 한 시스템에 대해 장점을 제공하는 다른 영역은 다수 항목의 식별에 있다. 정교한 소프트웨어 알고리즘을 사용하여 RFID 판독기 및 마커는 협동으로 판독기의 조회 영역 내에 있는 모든 항목이 작동자의 개입 없이 성공적으로 식별되는 것을 보장한다. 이러한 성능으로 인하여 제고 관리, 항목 트래킹 및 바코드를 기반으로 한 식별 시스템에 적용시키기에 불가능할 정도로 어려운 분류(sorting) 분야에 있어서 다수의 유용한 애플리케이션이 개발되었다.

C. 복합 태그

도 3과 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 복합 태그(20)는 자기 응답 요소에 RF 응답 요소를 복합시켜 양자의 장점을 제공한다. 상기 2개의 요소는 동시에 관심 항목에 적용될 수 있기 때문에 비용이 절감된다. 상기 복합 태그에 착탈식 라이너에 의해 덮혀진 감압 접착제가 제공되며, 상기 착탈식 라이너에 의해 라이너가 제거되었을 때 상기 복합 태그가 소정 품목의 표면에 접착되게 된다. 다른 실시예에 있어서, 상기 태그는 무선 주파수 응답 요소용 안테나로서 자기 응답 요소를 사용한다. 상기 자기 응답 요소는 안테나로서 사용되었을 때, 상기 무선 주파수 응답 요소에 전기적으로 결합되고, 상기 무선 주파수 응답 요소에 물리적으로 결합될 수도 있고 결합되지 않을 수도 있다.

본 발명에 따라 제조된 복합 태그는 2가지 방법으로 조회될 수 있다. 첫째, 상기 RFID 조회 소스가 무선 주파수 신호를 사용하여 상기 집적 회로로부터의 코드를 요청하고 수신한다. 상기 정보는 예컨대, 상기 태그가 관련된 품목의 정체와 상기 품목이 적절히 처리되었는지의 여부를 나타낸다. 둘째, 자기 조회계는 상기 태그를 조회하여 상기 마커 조립체의 자기 부분이 활성 상태인지를 결정한다. 상기 마커가 활성 상태인 경우, 상기 조회 소스는 상기 표지된 품목이 적절히 처리되지 않았음을 통보하는 것과 같은 응답을 생성한다. 상기 자기 조회가 무선 주파수 조회보다 차폐에 더욱 저항적이기 때문에, 상기 복합 태그의 자기 부분은 향상된 보안성을 제공한다. 따라서, 자기 태그 및 RFID 태그 양자의 특징이 하나의 복합 태그에 결합된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 복합 태그는 무선 주파수 응답 요소의 회로에서 안테나의 기능을 하는 자기 응답 요소를 포함한다. 2가지의 기능을 수행하기 위하여, 상기 안테나 재료는 효과적인 보안 요소로서의 역할을 수행하기 위하여 매우 높은 투자율 및 낮은 보자력의 특성을 가져야 하고, 효과적인 안테나의 기능을 수행하기 위하여 높은 전기 전도도를 완화시키는 특성을 가져야 한다. 또한, 상기 안테나의 구조가 2가지 기능과 양립될 수 있어야 한다. 상기 실시예에 있어서, 안테나는 예컨대, 니켈과 철의 합금인 퍼멀로이로부터 제조될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 3M의 "태틀-테이프(TATTLE-TAPE)"(상표명임) 브랜드 스트립 또는 기타 이와 동일한 자기 요소가 2.45 GHz 또는 이와 유사한 주파수에서 동작하는 선형 다이폴 안테나로서 사용된다. 상기 스트립의 길이, 폭 및 두께는 상기 동작 주파수에 부합되도록 선정되고, 다른 특성의 RFID 칩이 사용된다. 통상, 상기 스트립은 상표명 "HyMu80"으로 펜실바니아주의 카펜터 스페셜티 얼로이, 리딩(Carpenter Specialty Alloys, Reading)을 포함한 다수의 공급원으로부터 구입 가능한 퍼멀로이로 제조되거나, 2705M의 명칭으로 뉴욕 모리스타운의 앨리드시그널 컴퍼니(AlliedSignal Company)로부터 구입 가능한 것과 같은 비정질 합금으로 제조되고, 그의 길이는 6.35 cm와 16.5 cm 사이(2.5 인치와 6.5 인치 사이)이다. 상기 집적 회로단은 상기 보안 스트립의 단부에 물리적으로 접속된다. 임피던스와 전력 이득의 측정을 통해 자기 스트립이 상기 칩에 통상 사용되는 구리 또는 알루미늄 다이폴 안테나와 동일한 기본적 전기 특성을 제공하도록 하고, 이로 인하여 2가지의 기능이 만족스럽게 수행되는 것을 기대할 수 있다.

상기 자기 응답 요소가 무선 주파수 응답 요소용 안테나의 일부로 사용되는 경우, 2개의 요소는 상호 전기적으로 결합된다. 전기적 결합은 도 5에 도시된 바와 같이 다수의 요소들 사이의 물리적 접속으로 인하여 이루어질 수 있고, 또는 물리적 접속이 없는 경우 도 6, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 비접속 전자기적 결합에 의해 이루어질 수 있다. 비접속 결합은 기생 결합, 용량성 결합 및 유도성 결합을 포함할 수 있으며, 기생 안테나 부분, 반사 및 도파 안테나, 야기-유다(Yagi-Uda) 안테나 또는, 기타 적절한 안테나 구조와 같은 안테나 소자를 사용한다.

도 3에 도시된 복합 태그는 자성 재료로 만들어진 코일 권선을 포함한다. 예컨대, 상기 태그는 그의 자기적 기능을 향상시키기 위하여 코너 부분에 자속 집속기가 마련되어 있는 것과 같은 구조(14c)의 안테나 구조를 구비한 13.56 MHz 태그일 수 있다. 다른 유형의 자속 집속기가 마련될 수 있다.

도 5에 도시된 복합 태그(20)는 자기 응답 재료로 제조된 안테나(22)와 집적 회로(12)간의 물리적 접속을 포함한다. 1개 이상의 키퍼 요소 또는 전술한 유형의 요소가 상기 자기 응답 재료에 적용되어 선택적으로 활성화 및 불활성화됨으로써 2중 상태의 태그를 제공한다. 그러나, 도 6에 도시된 안테나(22a)는 상기 집적 회로(12) 또는 다이폴 안테나(23)와 물리적으로 접속되어 있지 않음에도 불구하고 기생 다이폴 결합에 의해 다이폴 안테나에 전기적으로 접속됨으로써 복합 태그(20a)를 제공하고 있다. 상기 다이폴 안테나(23)는 자기 응답 재료나 비자기 응답 재료 중 어느 하나의 재료를 포함한다.

도 7은 다이폴 안테나(23b)와 전기적으로 결합되는 1개 이상의 안테나(22b)가 제공되는 일 실시예를 도시한다. 도 7에 도시된 복합 태그(20b)의 경우, 집적 회로(12)는 안테나(22b)에 기생적으로 결합된 다이폴 안테나(23b)를 포함한다. 안테나(22b)는 자기 응답 재료로 제조되고, 다이폴 안테나(23b)는 자기 응답 재료로 제조된다. 도 8은 하나 이상의 안테나(22c)가 다른 안테나(23c)와 전기적으로 결합되도록 제공된 다른 실시예를 도시한다. 도 8에 도시된 복합 태그(20c)의 경우, 도 2에 도시된 유형의 무선 주파수 응답 요소가 안테나(22c)에 기생적으로 전기 결합된다. 안테나(22c)는 자기 응답 재료로 제조되고, 다른 안테나(23c)는 자기 응답 재료로 제조된다. 이들 실시예에 대한 변형예들이 용이하게 제작된다.

상기 복합 태그의 총 두께는 태그가 품목 위 또는 품목 내부에 눈에 띄지 않게 배치될 수 있도록 가능한 한 얇아야 한다. 예컨대, 상기 태그에는 도서 페이지 사이의 접착제가 부가될 수 있으며, 상기 접착제가 상기 도서의 마지막 부분을 관찰하였을 경우 쉽게 감지되지 않기에 충분할 정도로 상기 태그를 얇게 만드는 것이 바람직하다. 통상의 IC 두께는 약 0.5 mm(0.5 인치)이고, 상기 태그의 총 두께는 0.635 mm(0.025 인치) 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 복합 태그는 품목에 있어서 개별적인 태그의 자동 순차 적용이 가능하도록 롤(roll) 형태로 제공될 수 있다. 예컨대, 이러한 일반적인 시스템은 드발레(DeVale et al.) 등의 국제 특허 출원 공개 번호 WO 97/36270의 공보에 개시되어 있다. 개별적인 복합 태그가 상기 롤에서 이동되어 도서의 2개 페이지 사이 및 도서의 바인딩 가까이에 제공될 수 있으며, 상기 각 복합 태그의 1개 이상의 표면은 감압 접착제와 같은 접착제로 덮혀진다. 상기 복합 태그의 삽입을 용이하게 하기 위하여 페이지 스프레더(spreader)가 제공될 수 있으며, 상기 시스템에 있어서 다양한 구성 요소들의 위치를 감지하기 위하여 센서와 같은 기타 옵션이 제공될 수 있다.

상기 복합 태그는 전적으로 그러한 것은 아니지만, 도서관 자료를 처리하는 데에 사용되는 특정의 용도를 가지고 있다고 여겨진다. 상기 유형의 RFID 태그를 갖는 도서관 자료들은 인간의 도움 없이 보다 용이하게 검사되고 확인될 수 있다. 즉, 고객이 적절한 감지 영역을 통과하는 경우, 상기 자료가 자동적으로 검사되어 자신의 도서 카드와 관련된 RFID 태그를 소지한 특정 고객임이 확인되고, 상기 고객이 해당 자료를 소지하고 도서관에 다시 들어왔을 때 재확인된다. 본 발명의 태그는 도서관 관리자가 자료를 순간적 및 연속적으로 추적할 수 있도록 함으로써 재고를 관리하고 분석하는 것을 도와준다. 본 발명의 이러한 특징 및 기타 특징들은 가게, 창고 등에서의 자료 관리와 같은 기타 애플리케이션에 대해서도 적용될 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 상기 복합 태그는 자기 응답 및 무선 주파수 응답의 양자를 통하여 2중 상태 마커 정보를 제공할 수 있으며, 상기 자기 응답은 태그의 자기적 특징이 활성화되었는지 또는 불활성화되었는지를 나타내는 것이고, 상기 무선 주파수 응답은 적절한 소프트웨어를 사용하여 RFID 칩상의 데이터베이스나 메모리에 의해 상기 항목이 적절히 처리되었음을 보여주는지를 나타내는 것이다.

다음의 예들은 이하의 Ⅱ 부분에 설명된 본 발명의 실시예에 사용되는 태그에 관하여 더욱 많은 정보를 제공한다.

예 1

본 발명에 따라 복합 태그가 제조된다. "HyMu80"의 명칭으로 펜실바니아주의 카펜터 테크놀로지 코포레이션 오브 리딩(Carpenter Technology Corporation of Reading)에서 구입 가능한 합금으로 제조된 퍼멀로이 스트립이 캘리포니아주 샌디에고의 싱글 칩 시스템즈(SCS)에 의해 제조된 기구에 부착된다. 상기 스트립의 폭은 약 1.6 mm(0.625 인치)이고, 두께는 0.0254 mm(0.001 인치)이며, 길이는 10.16 cm(4 인치)이다. 상기 시험 기구는 LED 다이오드에 연결된 표준 SCS 2.45 GHz 안테나를 포함한다. 상기 장치는 소정 SCS RFID 태그를 구동시키기에 충분한 강도의 2.45 GHz 계에 노출되어 상기 LED가 방전됨으로써 상기 장치 중 전력을 수신하는 부분의 적정 동작을 시각적으로 즉시 확인할 수 있도록 제작된다. 상기 표준 SCS 안테나를 표준 퍼멀로이 안테나로 대체하여 거의 동일한 강도의 계에서 상기 LED가 발광함으로써 상기 표준 퍼멀로이 안테나의 성공적인 동작을 보장한다.

예 2

도 3은 13.56 MHz RFID 제작에 유용하다고 여겨지는 안테나의 다른 실시예를 도시하고 있다. 상기 주파수에서는 코일형 안테나의 구조가 선호된다. 상기 코일을 구성하는 나선형 권선은 에칭(물리적 에칭이나 화학적 에칭), 다이 절삭 또는 마스크를 통한 증착 중 어느 하나에 의해 퍼멀로이와 같은 자기 합금으로부터 형성된다. 이러한 제작에 있어서, 상기 코일의 직선 "암(arm)" 부분은 자기 응답 요소의 역할을 수행한다. 그러나, 이러한 구조에 있어서, 이들 금속 부분의 길이가 감소됨으로써 장치의 자기 보안 부분의 효율성이 제한된다. 도 3에 도시된 실시예에서는 이러한 제한을 극복하기 위하여 상기 코너 부분에 마련된 자속 집속부가 상기 안테나 코일에 부가된다. 전술한 바와 같이, 도 3에 도시된 구조가 상기 안테나의 동작 주파수를 규정된 조회 주파수로 동조시키는 커패시터를 포함하는 것이 바람직하다.

본 예에서 설명된 안테나의 특징은 무선 주파수 집적 회로용으로 알려진 안테나의 특징과 비교되고, 이들의 특징이 유사하기 때문에 본 예의 안테나는 상기 애플리케이션에서 적정한 동작을 수행할 것으로 여겨진다.

이하에서 설명하는 본 발명의 실시예들은 RFID 요소만을 구비한 태그 또는 복합 태그 중 어느 하나를 사용하고 있으며, 이들 2개의 태그는 위에서 설명한 것이다.

Ⅱ. RFID 시스템 애플리케이션.

도서관은 자료 사용을 끝낸 고객에 의해 반환되는 대량의 도서관 자료를 계속해서 수납한다. 다음의 고객이 상기 자료를 재배치시키고 재검사할 수 있도록 하기 위해서는 상기 자료들이 신속하고 정확하게 분류 및 격납되어야 하며, 흔히 고객은 일단 교체된 자료를 배치시키는 데 있어서 도움을 받아야 한다. 본 명세서에 설명된 RFID 관련 발명의 다양한 실시예들은 이러한 처리에 직접적으로 관련되어 있는 것으로서, 함께 또는 개별적으로 사용될 수 있다.

본 명세서에 설명된 구성 요소는 RFID 장치로서, 이는 다음 유형의 휴대용(바람직하게는 핸드-헬드) 장치이거나 고정식 장치이다. 상기 RFID 장치는 고객 카드, 도서 또는 기타 자료와 같은 항목의 RFID 태그로부터 정보를 판독하도록 구성된다. 바람직하게는 상기 RFID 태그로부터 판독된 정보가 자기식, 인쇄 또는 광학식과 같이 매체 유형에 대한 표시를 포함하고, 이러한 표시는 상기 항목의 적절한 순차 처리를 보장하는 데 사용될 수 있다. 상기 RFID 장치에는 코일과 같은 장치가 마련되는데, 이들 장치는 상기 항목 태그의 보안 요소 부분을 활성화 및 불활성화시키도록 제작된다. 상기 RFID 장치는 상기 RFID 태그를 판독한 다음, 도서 자동 판매기, 즉 LAV(Library automation vendor)에 의해 제공된 소프트웨어를 구비하는 컴퓨터로 상기 항목 식별 정보를 전송한다. 대략 50개의 현 LAV 소프트웨어 시스템 중에서 "Dynix"는 유타주 프로보(Provo)의 아메리테크 라이브러리 서비스(Ameritech Library Services)사로부터 구입 가능하며, "Carl ILS"는 콜로라도주 덴버(Denver)의 카알 코포레이션(CARL Corporation)사로부터 구입 가능하고, "DRA"는 미주리주 세이트 루이스(St. Lousis)의 디알에이(DRA)사로부터 구입 가능한 것이다.

RFID 태그로부터 확보된 정보를 상기 LAV 시스템으로 송신하는 여러 가지 방법이 있다. 하나의 방법은 3M 표준 교환 프로토콜(SIP: Standard Interchange Protocol)에서 구현되는 명령어를 사용하는 것이다. 다른 방법은 "웨지(wedge)"로 알려진 전자 장치를 사용하는 것으로서, 상기 전자 장치는 상기 정보가 종래의 바 코드 스캐너에서 발생되는 것처럼 그 정보를 송신한다. 이러한 기술 및 기타 기술들은 당업계에 잘 알려져 있다. 이러한 방법으로, 상기 RFID 장치의 RFID 요소는 종래 광학식 바 코드 스캐너에 의해 수행되었던 기능을 수행하며, 상기 광학식 바 코드 스캐너는 본원 장치에 계속해서 사용될 수도 있고 사용되지 않을 수도 있다. 따라서, 도서관측에서는 RFID 기술에 의해 제공되는 부가적인 기능 및 특징들을 향유하면서, 현존하는 LAV 소프트웨어 시스템을 계속해서 사용할 수 있다. 상기 RFID 장치는 현존하는 LAV 소프트웨어 시스템 디스플레이와 협동하여 운영자에게 피드백을 제공하는 한 디스플레이를 포함할 필요가 없다. 집적 패키지와 같이, 상기 RFID 장치에 디스플레이 및 기타 피드백 매커니즘이 포함될 수도 있다.

많은 애플리케이션에 있어서, 휴대용 RFID 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 상기 휴대용 RFID 장치는 선반, 저장통(bin), 더미(pile) 및 도서관 수레를 검색할 수 있다. 상기 장치는 항목에 충분히 가까이 배치되더라도 검색할 수 있다. 상기 장치는 그 장치의 범위 내에 있는 다수의 항목을 식별할 수 있다. 이들 및 기타 특징들로 인하여 본 발명에 따른 휴대용 RFID 장치는 도서관의 중요한 도구가 된다. 간소화를 위하여, 휴대용 RFID 장치는 우선 그의 구성 요소 및 동작의 면에서 설명될 것이고, 다음으로 다수의 유용한 기능 또는 그러한 장치의 사용 방법의 면에서 설명될 것이다. 여기에 설명된 기능 또는 방법은 비휴대용 RFID 장치에도 동일하게 적용될 수 있고, 비휴대용 RFID 장치의 면에서 앞서 설명된 기능 또는 방법도 휴대용 RFID 장치에 마찬가지로 적용될 수 있다는 점을 주지하는 것이 중요하다. 상기 상이한 기능 및 방법들은 다만 그러한 기능 또는 방법을 수행하는 데 보다 자주 사용되는 유형의 RFID 장치와 함께 분류되어 왔다.

본 발명에 따른 상기 휴대용 RFID 장치는 RFID 판독기, 기록기, 메모리, 전원 및 본 명세서에 설명된 유형이 다양한 기능을 가능하게 하는 소프트웨어를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 RFID 판독기/기록기는 텍사스주 달라스의 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments)사에 의해 제조된 커맨더(Commander) 320 13.56 MHz RFID 판독기를 포함할 수 있다. 바람직하게는 컴퓨터 형태의 메모리가 캘리포니아 주 산타클라라의 쓰리콤 컴퍼니(3Com Company)로부터 "팜 파일럿(Palm Pilot)"의 명칭으로 구입 가능한 "팜-탑(palm-top)" 또는 휴대용 컴퓨터에 의해 제공된다. 상기 휴대용 컴퓨터는 운영 체제, 터치 스크린 디스플레이, 사용자 인터페이스를 확장시키는 다수의 버튼, 재충전부, 상기 장치와 다른 컴퓨터 사이에서 데이터를 전송시키는 도킹부(docking station), 주변 요소를 RFID 판독기와 같은 상기 휴대용 장치에 연결시키는 1개 이상의 포트 및 배터리 전원을 포함한다. 몇몇 유닛은 바 코드 스캐너와 같은 내장된 주변 기기를 포함한다. 또한, 상기 장치는 광, 오디오 및 디스플레이를 포함하여 다양한 피드백 시스템을 포함한다.

전술한 바와 같이, 상기 휴대용 장치와 다른 처리부 사이에서 데이터를 전송하는 다수의 옵션이 존재한다. 데이터를 업 로드 또는 다운 로드하는 데에 도킹부 방법이 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 방법은 특정 항목을 찾기 위해 검색을 수행하기 전에 항목 식별 정보를 업 로드 하는 데에 사용될 수 있다. 다른 예로는 도서관 내에서 사용되는 항목 모음에 따른 데이터를 다운 로드하는 것이다. 상기 링크는 설명한 도킹부, 무선 또는 케이블식의 다운 로드 또는 업 로드, 상기 휴대용 장치와 다른 프로세서 사이의 무선 또는 케이블식 실시간 링크 또는 상기 데이터를 전송하기에 적절한 기타의 방법으로 구현될 수 있다. 이러한 예로는 뉴욕주 홀츠빌(Holtsville)의 심벌 테그놀로지(Symbol Technologies)로부터의 Spectrum24 무선 LAN 시스템이 있다. 상기 Spectrum24와 같은 시스템에 의하면, 이동 사용자는 이동 장치와 국부 지역 네트워크 사이에서 무선에 의해 통신할 수 있다. 이러한 동작의 경우, 상기 이동 유닛은 통상 심벌(Symbol)의 LA 2400 LAN PC 카드와 같이 무선 통신을 지원하는 통신 장치를 포함한다.

상기 장치의 사용자 인터페이스는 검색의 상태를 통신할 수 있고 사용자가 데이터를 입력할 수 있도록 제작된다. 데이터의 입력은 상기 장치를 다양한 검색 모드 중에서 전환시키고, 항목의 검사 또는 항목의 유지와 같은 작업에 특정한 데이터를 입력하는 것을 포함한다. 바람직하게는 소리, 광 및 디스플레이의 결합을 통하여 사용자에게 피드백된다. 상기 디스플레이는 유닛 내에 집적될 수 있고 분리될 수도 있다. 상기 디스플레이가 개별적인 것일 때, 상기 디스플레이는 사용자에 의해 용이하게 시청될 수 있는 "착용성(wearable)" 디스플레이를 포함하여 다양한 방법으로 제작될 수 있다.

상기 휴대용 RFID 장치에 대해 특히 유용한 실시예는 다음과 같다. 휴대용 RFID 장치에서는 RFID 판독기, 사용자 인터페이스, 전원, 안테나, 프로세서 및 소프트웨어가 전부 1개의 집적 유닛에 마련되어 있다. 상기 RFID 장치가 개개의 컴퓨터, 데이터베이스, 소프트웨어 시스템 등과 상호 작용하여야하는 시스템과 비교하여 볼 때, 전술한 팜 파일럿과 같은 휴대용 컴퓨터를 사용함으로써, 이하에 설명된 유형의 많은 실시간 기능들이 구현될 수 있다. 또한, 상기 소프트웨어는 본 명세서에 설명된 유형의 기능을 원하는 만큼 지원하는 제한된 또는 전 범위 기능을 제공할 수 있다. 바람직하게는 상기 휴대용 RFID 장치가 일체형(integral) 전원을 포함하는데, 그 일체형 전원은 사용자의 소비에 의해 소모될 수 있는 유형의 보다 큰 전원에 종속될 수 있다. 일체형 전원의 경우, 그 전원은 상기 프로세서에 전력을 공급하기도 하고 공급하지 않기도 하며, 도킹부에 연결되었을 경우 재충전될 수 있다. 휴대용 컴퓨터를 사용하는 경우, 그 컴퓨터는 자체 전원을 포함하여 상기 도킹부에 연결되었을 때 재충전되어 정보를 업 로드 및/또는 다운 로드한다.

휴대용 RFID 장치는 상기 항목의 범위 내에서 활성화된 경우에는 언제나 RFID 태그된 항목을 조회하고 식별할 수 있다. 상기 RFID 장치에 대해 전력이 요구되는 데 소요되는 시간을 최소화하도록 상기 장치와 관련된 트리거에 의하여 간헐적인 활성화가 제공된다. 판독 거리는 많은 인자의 함수이지만, 현재의 기술 및 상기 시스템이 동작되는 가능 주파수로 볼 때 15 cm 내지 45 cm(6 인치 내지 18 인치) 사이일 것으로 예상된다. 몇개의 애플리케이션에 있어서는, 상기 장치의 동작 범위를 제한하여 보다 작은 범위에서 상기 장치가 항목과 관련된 RFID 태그를 단지 조회하도록 하는 것이 바람직하다. 다른 경우에 있어서는, 가장 긴 동작 가능 범위가 바람직할 것이다. 다른 애플리케이션에 있어서, 출력 전력 및 그에 따른 판독 범위를 제한함으로써 상기 배터리 팩으로부터의 보다 긴 연속 동작을 허용하는 것이 바람직하다. 상기 판독 범위는 또한 안테나에 대한 상기 RFID 태그의 방향 뿐만 아니라 상기 안테나의 구조에 의해서도 영향을 받는다. 상기 판독 범위, 배터리 무게 및 배터리 재충전 또는 교체 사이의 유효 수명은 통상 상호 의존적이다. 상기 장치의 특정한 적용예에 따라서 다양한 절충이 예상될 수 있다.

동작에 있어서, 특히 유용한 휴대용 장치의 특징은 상기 장치에 의해 스캐닝되는 항목에 관하여 실시간 정보를 얻는다는 것이다. 즉, 상기 휴대용 장치는 상기 RFID 태그로부터 정보를 획득하여 즉시 그 정보를 디스플레이 하거나 상기 휴대용 장치 내에 저장된 것으로서, 상기 태그된 항목에 관련된 정보를 즉시 디스플레이 한다. 이러한 점은 상기 정보가 사용자에게 디스플레이 되기 전에 개별적인 정보의 데이터베이스와 도킹되어야 하거나 통신되어야 하는 장치와는 대조적이다. 본 발명의 휴대용 장치는 상기 특징이 요구되는 경우 개별적인 데이터 베이스와 도킹될 수 있거나 통신될 수 있다.

A. RFID 장치를 사용한 도서관 자료의 분류.

본 발명의 일 실시예에서는 도서관 직원이 반환된 항목을 분류하는 경우, 그들의 분류를 도와주기 위해서 전술한 유형의 RFID 장치를 사용한다. 상기 분류 동작은 이미 반출된 항목 및 감지된 관련 자기 보안 요소의 면에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 분류 동작은 반출 및 감지 동작을 복합하여 단일 처리로 수행될 수 있다. 본 발명은 양쪽 전부와 관련되어 있지만, 본 명세서에서는 간소화를 위해서 첫번 째 동작을 설명할 것이다.

각 도서관은 성인용 비소설, 아동용 소설, 보유중인 자료 및 다른 도서관 지점으로 ILL(내부 도서 대출)된 자료 및 ILL될 자료 등을 포함한 자체적인 분류 카테고리를 표시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 운영자가 분류 동작을 개시하면 운영자는 상기 RFID 장치를 사용하여 자료와 관련된 상기 RFID 요소를 스캐닝하고 그 자료가 속하는 카테고리 및 그 카테고리 내에서 자료를 담고 있는 카트 또는 컨테이너에 대한 시각적 또는 청각적 신호를 수신한다. 예컨대, 운영자는 도서를 스캐닝하여 그것이 아동용 소설 카테고리 내에 있음을 알 수 있고, 그것이 카트 번호 123에 속한다는 사실을 알게된다. 상기 자료, 카테고리 및 상기 항목의 순간적(초기) 또는 영구적(최종) 위치에 대한 식별은 상기 RFID 요소, LAV 소프트웨어, 개별 적인 분류 데이터베이스, 다른 소스 또는 전술한 것을 복합한 것으로부터 획득되는 정보에 응답하여 수행된다. 개별적인 분류 데이터베이스는 성능 및 유연성의 측면에 있어서 잠재적인 장점을 제공한다.

상기 분류 동작이 일어나는 동안 다양한 RFID 장치가 사용된다. 하나의 바람직한 장치로는 도 10에 도시된 바와 같은 유형의 휴대용, 착용성 판독기가 있으며, 상기 판독기는 핸즈-프리(hands-free) 기능의 장점을 제공한다. 다른 핸즈-프리 옵션은 도 11에 도시된 바와 같이 판독기를 항목의 보관부 가까이에 배치시키고, 상기 항목이 처리되는 경우 각각의 항목에 대해 상기 판독기를 통과시키는 것이다. 다른 옵션은 도 12에 도시된 바와 같은 휴대용 판독기를 포함하며, 고정 장치 또한 당업자에게 명백한 것일 것이다.

상기 분류 동작을 조종하는 데에 다양한 절차가 사용된다. 하나의 옵션은 도서관용 분류 데이터베이스, 선반의 개수 및 각 카트에 대한 각 선반의 수용 능력을 포함한 카트 정보 데이터베이스 및 분류 프로세서를 포함한다. 상기 분류 프로세서는 각 카트의 상태, 수용량에 얼마나 근접해 있는지의 여부 및 상기 카트에 할당된 현재 카테고리를 탐지한다. 항목이 처리되는 경우, 상기 항목의 정체가 상기 분류 프로세서로 보내어진다. 상기 프로세서는 카트 상태 및 분류 카테고리에 관한 정보를 사용하여 다음의 항목을 어디에 배치시킬 것인지 결정한다. 이어서, 사용자에게 분류 지시를 디스플레이하고, 상기 카트 데이터베이스를 갱신한다.

도 9는 분류 정보의 디스플레이에 대한 예를 나타내고 있다. 이 경우, 장치에 부착된 디스플레이상에 소설 분류 및 특정 도서관 카트 위치를 표시한다. 동일 한 디스플레이가 상기 장치와 독립하여 별개로 설치될 수 있으며, 전술한 기타 식별 옵션을 갖는 피드백용으로 사용될 수 있다. 다른 디스플레이 방법 또한 사용될 수 있다. LED가 각 카트상의 각 선반에 부착될 수 있다. 상기 분류 프로세서는 적절한 선반으로 신호를 전송하여 상기 LED를 턴-온 시킨다. 음성 신호도 사용될 수 있다. 또한, 상기 카트상에 부착된 RFID 판독기가 있을 수 있으며, 이는 상기 카트상에 항목의 배치를 확인한다. 이로 인하여 상기 항목이 적절히 배치되고 탐지 동작에의 조력이 보장된다.

이러한 분류 환경에 사용되는 RFID 장치는 부가적인 기능을 포함할 수 있다. 상기 장치는 "특정 카트가 가득 차 있음"과 같은 정보(명령)를 수용할 수 있는 것으로서, 특정 카트는 소설 또는 손상된 자료 등과 같이 특정한 자료의 카테고리와 연관되어 있어야 한다. 또한, 상기 장치는 RFID 요소를 갖는 태그를 자동적으로 분배하거나 요구대로 분배하는 RFID 태그 프린터를 포함할 수 있다.

RFID 태그 프린터의 일 실시예에 있어서, 바 코드 스캐너는 RFID 판독기/기록기를 포함하는 장치 및 RFID 태그 롤을 유지하는 분배기에 부착된다. 상기 태그는 항목에 배치될 수 있도록 그의 일 측면에 접착제를 구비한다. 상기 접착제는 상기 항목의 유형에 따라 일시적인 것일 수도 있고 영구적인 것일 수도 있다. 또한, 상기 장치는 상기 LAV 소프트웨어 시스템에 결합되기도 한다. 항목이 바 코드 스캐너 아래에 위치된 경우, 상기 스캐너는 상기 항목에 대한 바 코드를 판독한다. 상기 장치는 상기 항목 ID를 상기 LAV 소프트웨어로 전송하여 그 항목이 상기 도서관에 소속되어 있는 것인지와 RFID 태그를 구비하여야 하는지를 확인하고, 또는 항목 의 유형과 같이 그 항목에 관한 부가적인 정보를 추출한다. 이어서, 상기 RFID 기록기는 상기 적절한 정보를 다음의 사용 가능한 RFID 태그에 기록한다. 또한, 사용자가 버튼이나 키보드를 이용하여 태그 상에 위치되는 부가적인 정보를 입력할 수 있다. 예컨대, 사용자는 항목의 유형을 표시하고자 한다. 모든 정보가 입력되었을 때, 사용자는 새로운 태그가 인쇄되어야 하고 상기 프린터가 태그를 분배하여야 한다고 지시한다. 사용자는 상기 태그를 상기 항목에 배치한다. 이는 현재 어떠한 RIFD 요소도 갖지 않은 항목이나 손상된 RFID 요소를 갖는 항목에 유용하다. 다른 옵션은 도서관 자료에 용이하게 부가될 수 있고 제거될 수 있는 일시적인 RFID 태그를 분배하는 것이다. 이는 모든 비 RIFD 요소 또는 보류(holds)와 같이 특정한 비 RFID 요소에 대해 행해질 수 있다. 다음으로, 상기 항목은 분류 지점에서부터 최종 선반에 걸쳐서 RFID 에 의해 추적될 수 있으며, 이 때 상기 태그는 용이하게 제거되고 재사용까지도 가능하다.

상기 RFID에 근거한 분류 시스템의 장점은 분류 동작 이후에 각 항목의 특정 위치를 인지하는 것과 소정의 초기 위치에 있는 모든 항목(예컨대, 카트 123상의 모든 항목)에 대한 목록을 생성할 수 있는 능력이다. 또한, RFID에 근거한 분류는 더욱 정확한 분류를 제공하고, 직원을 광범위하게 훈련시킬 필요 없이 도서관측에 의해 신속하게 실행될 수 있다.

B. 휴대용 RFID 장치를 포함하는 카트 .

도서관 자료가 전술한 바와 같이 분류된 이후, 그 자료들은 통상 이동 카트상에 적재되어 도서관 내의 적절한 위치로 운반된다. 종래, 이러한 유형의 도서관 카트는 단지 하나의 틀(frame), 바퀴 및 선반을 포함하지만, 본 발명의 도서관 카트는 도서관에 있어서 매우 중요한 수 개의 특징을 포함한다. 휴대용 RFID 장치를 포함한 도서관 카트를 본 명세서에서는 편리상 단순히 " 스마트 카트"라 부른다.

본 발명에 따른 스마트 카트는 그의 내용물을 조회하여 상기 자료들이 적재되어 있는지를 판단하고, 각 항목이 어느 선반상에 있는지를 포함하여 카트 상에서의 상기 항목의 순서를 판단한다. 상기 스마트 카트의 주요한 장점은 도서관 직원의 재격납 처리를 보조하는 것이고, 상기 항목이 재격납되기 이전의 경우까지도 상기 항목이 특정의 카트 위치에서 추적될 수 있다는 것이다. 본 명세서에서 가장 상세히 설명한 실시예는 카트, 특히 도서관 내의 카트에 관한 것이지만, 당업자라면 본 발명이 저장통(bins), 더미(pliles), 선반 및 공간 등에 있는 기타 항목 모음에 대해 동일하게 적용된다는 것을 이해할 것이다.

일 실시예에 있어서, 상기 스마트 카트는 도 12에 도시되고 앞서 설명한 유형의 휴대용 RFID 장치와 결합되어 사용될 수 있다. 운영자는 상기 휴대용 RFID 장치를 사용하여 특정한 순서(예컨대, 왼쪽에서 오른쪽으로, 위에서 아래로의 순서)로 상기 카트에 대해 통과시킨다. 상기 RFID 장치가 상기 항목을 통과할 때, 상기 장치는 RFID 태그가 있는 항목을 판독하고, 그의 위치를 카트상에 기록 및 저장한다. 상기 RFID 판독기는 상기 카트상의 태그를 판독하거나 상기 휴대용 유닛에 카트 식별 정보를 입력함으로써 상기 카트를 식별한다. 사용자가 상기 카트상의 정확한 항목 위치가 아니라 카트상의 항목을 기록하기만 하는 경우에는 상기 장치를 임의의 순서로 항목에 통과시킬 수 있다. 카트에 적재된 이후에 총 카트가 판독될 수 있기 때문에 적재 처리는 적재되지 않고, 상기 카트 목록이 더욱 정확해 진다. 또한, 상기 RFID 장치가 상기 카트에 RFID 장치가 부가되고, 상기 판독기에 의해 상기 항목이 통과되어 격납되고나면, 도서관 직원은 상기 항목의 위치를 카트상에 입력할 수 있다.

이상의 실시예들 중 어떠한 실시예의 경우에도, 상기 판독기가 항목 내의 태그를 식별할 수 없을 때 비 RFID 요소가 신속하게 판단될 수 있다. 사용자의 옵션에서 그러한 항목들은 바 코드 판독기에 의해 개별적으로 처리 및 식별되거나 상기 RFID 시스템으로의 용도를 위하여 RFID 태그를 수령하도록 표시될 수 있다.

상기 스마트 카트의 내용물 및 위치는 편리한 몇 가지 방법으로 결정되고, 도서관 직원의 개입을 거의 또는 전혀 요구하지 않는다. 한 가지 방법은 각 카트 선반의 길이를 조정하는 안테나가 구비된 스마트 카트를 사용하는 것이다. 상기 안테나는 적절한 RFID 장치와 결합되고, 상기 RFID 장치에 의하여 카트는 항목의 재고 및 위치를 획득할 수 있게 된다. 상기 카트는 종래의 LAV 소프트웨어 시스템과 결합되어 당해 카트의 전체 내용물 및 정체가 LAV 소프트웨어 시스템에 다운 로드된다. 또한, 상기 정보가 별개의 데이터베이스에 유지될 수 있다. 2가지 경우에 있어서, 이러한 "플러그-인(plug-in)" 카트는 도서관 자료의 특정 위치 및 정체에 관한 정확한 데이터를 신속하고 즉각적으로 전송한다. 플러그-인 카트는 도 13에 도시되어 있다.

스마트 카트에 대한 일 실시예는 다음과 같다. 사용자는 키보드나 버튼과의 상호 작용에 의하여 "카트 판독 동작"을 개시한다. 선택적으로는, 상기 카트가 관 련 RFID 태그를 구비한다. 태그가 사용 가능한 경우, 상기 소프트웨어는 RFID 조회를 개시하여 상기 카트의 정체를 파악한다. 다른 방법으로는, 카트 판독 동작을 개시한 사용자가 수조작에 의해 상기 RFID 장치에 카트 식별 정보를 입력한다. 상기 소프트웨어가 카트 ID를 상기 위치 데이터베이스로 보낸 다음 각 선반을 조회한다. 상기 선반 위의 각 항목에 대한 조회 사항은 상기 소프트웨어로 전송되고, 이어서 상기 소프트웨어는 그 정보를 상기 위치 데이터베이스로 전송한다. 조회가 완료되면, 상기 소프트웨어는 선택적으로 상기 위치 데이터베이스로부터의 정보를 상기 LAV 소프트웨어로 전송하여 맨 나중의 것을 갱신한다.

도서관 자료 및 카트상에서의 정확한 자료 위치를 식별하는 다른 방법으로서 각각 도 14와 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 카트를 RFID 터널이나 RFID "역 터널(anti-tunnel)"로 통과시키는 방법이 있다. 상기 카트가 상기 터널이나 역 터널 아래로 이동할 때, 각 경우에 있어서의 RFID 판독기는 카트의 양쪽측에 있는 모든 항목의 정체와 대략적인 위치를 판단할 수 있다. 상기 카트의 장점은 상기 RFID 시스템과 간섭을 일으키지 않기 위해서 비금속 카트가 금속 카트에 비해 선호되지만, 상기 카트가 터널 아래로 구를 수 있는 한 특정의 카트를 요구하지 않는다는 것이다. 상기 역 터널의 방법에서는 상기 카트의 중심부 아래에 적합하게 제작된 판독기 위로 구를 수 있는 특별한 카트가 요구된다.

카트상의 항목을 식별하고 배치시키는 또 다른 방법은 도 16에 도시된 유형의 "검 판독기(sword reader)"를 사용하는 것이다. 상기 "검(sword)"은 RFID 판독 성능을 갖추고 있으며, 상기 검이 카트의 적정한 위치나 소정 위치에 삽입되었을 때 그 위에 있는 항목의 내용 및 위치를 판단할 수 있다.

C. RFID 장치를 사용한 격납 보조.

일단 상기 도서관 자료가 카트나 다른 초기 위치에 정렬되면, 전술한 스마트 카트에 의해 획득된 정보의 데이터베이스에 위치하는 정보를 사용하여 격납하는 데 도움을 주는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예는 자료의 격납 보조에 관한 것으로서, 바람직하게는 격납되어야 하는 순서로 된 자료 목록을 포함한다. 상기 목록은 카트에 대한 특정 위치 정보를 포함하여 상호간의 보조가 이루어 진다.

제1 단계는 격납에 대해 소망하는 순서 및 처리를 설정하는 것이다. 통상, 도서관은 도서관 자료를 격납하기 위한 자체적인 방법을 가지고 있다. 상기 도서관의 각 부분은 상이한 순서 체계를 갖추고 있다. 예컨대, 성인 소설은 작가의 "성"과 그 작가 범위 내에서의 제목에 의해 격납되는 반면에, 성인 비소설은 듀이 10진 시스템(Dewey Decimal System)에 의해 분류된다. 상기 도서관은 재격납 처리(예컨대, 성인 비소설에 있어서 선반 1의 격납을 개시한 후, 선반 4로 하는 것)를 하는 동안 도서관을 통과하는 바람직한 경로를 확정한다. 방법과 순서를 설정하는 한 가지 방법은 목록이 취해질 때 자동적으로 격납 정보를 생성하는 것이다. 일 실시예에 있어서, 사용자가 그에 의해 결정된 순서를 사용하여 상기 RFID 장치를 모든 선반상에 있는 모든 항목에 대해 통과시켰을 때 사용자에 의해 격납 데이터베이스가 생성된다. 각각의 항목이 판독되고, 그 결과가 상기 격납 프로세서로 전송된다. 상기 격납 프로세서는 상기 정보를 격납 데이터베이스에 배치시키고, 상기 항목이 입력되었던 순서는 유지한다. 상기 격납 프로세서는 상기 태그, 개별 데이터베이스 또는 LAV 소프트웨어로부터 수집된 부가적인 정보를 사용하여 격납 순서에 대한 분석을 제공한다. 예컨대, 도서 격납을 완료한 후 상기 격납 프로세서는 상기 LAV 소프트웨어로부터의 정보를 사용하여 성인 소설이 포함된 선반과 작가의 성을 이용하여 정해진 격납 위치를 판단한다. 이러한 방법으로 상기 데이터베이스에 적절한 격납 순서가 지시될 수 있고, 상기 격납 순서는 다른 도서관 기능과 결합되어 사용될 수 있다.

"스마트 카트"의 데이터베이스와 함께, 전술한 도서관 또는 재고 처리에 의해 설정된 구성 정보를 사용하여 카트에 대한 격납 위치가 설정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 격납 순서 목록은 사용자에게 인쇄될 수 있다. 예컨대, 소정 카트에 대한 격납 순서 목록은 호출 번호가 913.47A이고, 제목의 첫 부분이 "Join me at my home..."인 첫 번째 항목이 카트 선반 3에 위치해 있고, 그 선반상의 다섯 번째 도서임을 나타낸다. 예컨대, 격납되어야 하는 두 번째 항목이 호출 번호가 916.8이고 제목의 첫 부분이 "Another reason..."으로 판독될 수 있고, 상기 격납 순서 목록은 상기 도서가 카트 선반 2에 위치해 있으며, 그 선반상의 아홉 번째 도서임을 나타낸다. 예컨대, 격납되어야 하는 세 번째 항목은 그의 호출 번호가 916.612이고 제목의 첫 부분이 "The life and time..."일 수 있으며, 상기 격납 순서 목록은 상기 도서가 카트 선반 1에 위치해 있으며, 상기 선반상의 네 번째 도서임을 나타낸다. 상기 격납 순서 목록은 1개 이상의 카트에 대하여 생성될 수 있으며, 그러한 경우 상기 목록은 상기 도서가 위치한 카트를 지시하는 부가적인 영역 을 포함한다.

이러한 시스템의 실시예는 특정 분류 내의 도서관 자료가 적절한 카트상에 임의적으로 배치될 수 있고, 추가적인 분류 없이 바로 격납될 수 있기 때문에 유용하다. 선택적으로는, 상기 비분류 카트가 분류될 수 있으며, 이는 항목 격납의 적절한 순서를 이해하는 데에 어려움을 겪었던 초보 격납자에 대해 특히 유익하다. 마지막으로, 상기 RFID 격납 순서 시스템은 항목을 격납할 때, 도서관에 대해 설정되는 경로를 최적화할 수 있으며, 결과적으로 도서관 직원에 대해 상당한 시간을 절감시켜 준다.

다른 실시예에 있어서, 디스플레이를 구비한 휴대용 RFID 장치는 종이 사본에 의하지 않고 격납 순서 정보를 제공하는 데에 사용된다. 상기 디스플레이는 도 17에 도시된 바와 같이 카트상에 탑재될 수 있거나, 사용자가 착용할 수 있거나 사용자의 손에 쥐어질 수 있다. 도시하는 바와 같이, 상기 RFID 장치의 디스플레이는 사용자에게 격납되어야 하는 다음 항목, 카트상에서의 그 항목의 위치 및 선반상에서의 위치를 통보한다. 사용자에게 격납 순서 정보를 알려주고, 사용자로부터의 입력을 수용하는 휴대용 RFID 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 입력은 항목을 스크롤하는 기능을 포함할 수 있어서, 언제 항목이 재격납되고 언제 재격납되지 않았는지 표시하고, 특정 항목에 대해 더 많은 정보를 요구하거나 카트의 내용물에 대한 요약 목록을 디스플레이한다.

다른 실시예에 있어서, 상기 휴대용 RFID 장치는 운영자가 상기 항목에 부착된 RFID 태그를 사용하여 격납되어야 하는 다음 항목을 발견하도록 도와준다. 상기 운영자는 특정 카트상의 자료가 격납되어야 함을 나타내는 메시지를 상기 격납 프로세서로 전송한다. 상기 격납 프로세서는 상기 위치 데이터베이스로부터의 정보 및 격납 데이터베이스를 사용하여 어느 항목이 첫 번째로 격납되어야 하는지 결정한다. 상기 운영자는 휴대용 RFID 판독기로 상기 선반을 스캐닝한다. 각각의 항목 ID가 상기 격납 프로세서로 전송된다. 상기 ID가 격납되어야 하는 항목의 ID와 일치할 경우, 격납 프로세서는 운영자에게 메시지를 전송한다. 상기 메시지는 RFID 휴대용 장치상의 발광 다이오드, 선반상의 LED 또는 비프(beep)와 같이 시각적이거나 청각적인 것일 수 있다. 이어서, 운영자는 상기 카트로부터 상기 항목을 이동시켜 RFID 판독기에 통과시키며, 상기 RFID 판독기는 정확한 항목이 이동되었는지 확인하고 상기 항목의 현재 위치를 "선반상"으로 갱신한다. 이러한 처리는 모든 항목이 격납될 때까지 계속된다. 또한, 상기 휴대용 RFID 장치는 상기 항목에 부착된 RFID 태그를 사용하여 특정 항목을 상기 카트상에 배치시킬 수 있다.

본 발명은 도서관의 규정 영역(예컨대, 비소설용 선반 200 내지 300) 내에 있는 모든 항목의 목록과, 상기 영역에 속하는 것으로서, 검사되었지만 격납되지 않은 모든 항목의 격납 순서 목록을 제공하는 RFID 장치를 포함한다. 상기 목록은 각각의 항목에 대한 발견 장소를 포함한다. 하드 카피 목록을 생성하는 다른 방법으로는 휴대용 장치를 제공하는 것이 있으며, 여기서 각각의 장치는 도서관의 특정 부분에 속하는 항목을 찾도록 프로그램된다. 본 발명의 이러한 실시예는 특정 개인의 도서관의 소정 부분을 유지할 의무가 있을 때, 또는 도서관의 특정 부분을 가능한 한 최근의 상태로 유지하는 것이 중요할 때 특히 유용하다.

전술한 본 발명의 변형예에 의하면, 사용자는 분류되지 않았거나 대충 분류된 도서 선반과 같은 임의의 수집부를 판독할 수 있으며, 선반의 순서에서 소정 기준(예컨대, 비소설 100 내지 200)과 일치하는 항목들을 추출할 수 있다. 이러한 실시예는 항목들이 이미 초기 분류 영역상에 있고 격납의 준비가 되어 있을 때 특히 유용하며, 이는 사용자가 초기 분류 영역으로부터 선반 순서식 카트(shelf-ordered carts)를 생성하는 데 도움을 준다. 어떠한 수집부도 판독될 수 있기 때문에, 이는 도서관 자료의 사전 분류된 선반에 한정되지 않는다. 격납될 필요가 있는 어떠한 항목의 영역도 이러한 방법으로 처리될 수 있다.

마지막 실시예에 의하면, 사용자는 소정 항목을 선반상의 정확한 장소에 배치시키는 휴대용(바람직하게는, 핸드-헬드) RFID 장치를 사용할 수 있다. 사용자는 항목을 식별하여 격납한 다음, 선반상의 항목열에 대해 상기 휴대용 장치를 통과시킨다. 새로운 항목을 격납시킬 정확한 위치가 감지되었을 때, 사용자에게 피드백이 이루어 진다. 피드백은 디스플레이상에서의 음성 피드백 및/또는 상기 휴대용 장치상에서의 광(LED)을 포함하여 복합적인 방법으로 제공될 수 있다.

상기 기능은 도서관에서 가장 전형적인 "자유 격납(free-shelving)"을 지지할 수 있으며, 상기 항목은 그것이 선반 순서에서의 정확한 항목 다음 및 그 이전에 오는한, 임의의 선반상에 배치된다. 보다 제한된 격납 시스템에 있어서, 항목들은 선반상의 특정 위치에 배치되어야 한다. 자유 격납이 더욱 전형적인 것이고, 항목에 대한 옳은 선반 위치를 생성하는 데에 더 많은 처리를 요구한다. 제한된 격납이 사용되는 경우, LED가 직접 선반 위치에 부가될 수 있고, 상기 LED가 항목이 배 치되어야 하는 위치를 나타내기 위해서 발광할 수 있다. 상기 자유 격납이 경우에 있어서도 LES가 선반에 부가될 수 있지만, 어떠한 선반 LED가 발광하는지를 결정하는 것은 그 당시 선반상에 무엇이 있는가를 기초로하여 이루어지는 동적 결정이다. 이러한 기능의 기초는 적절한 선반 위치의 이해에 있다. 각각의 도서관은 항목을 어떠한 방법으로 격납하기 원하는지(예컨대, 듀이 10진 수나 작가의 성에 따른 방법)를 지시한다. 이들 격납 체계는 도서관의 여러 부분에 따라 다를 수 있다. 또한, 이러한 기능은 무제한적인 격납을 전체적으로 지원하고, 이 경우 항목들은 반드시 임의의 순서로 격납된다. 이는 자료의 격납이 보류되고 있는 경우에 통상적으로 수행되고, 다른 상황에서도 역시 적용될 수 있다. 상기 경우, RFID 판독기는 상기 미분류 선반으로부터 항목을 발견하는 데에 사용될 수 있다.

상기 실시예의 장점은 격납자가 항목을 격납하는 곳을 식별하는 데에 본 발명의 시스템이 도움을 줄 수 있다는 것이다. 이는 초보 격납자의 경우 특히 유용한 것으로서, 격납 동작의 속도를 향상시킨다. 일단 격납자가 상기 위치에 근접하게 되면, 상기 장치는 정확한 선반 위치상에서 신속히 제로가 된다. 이 부분에서 설명된 실시예들의 부가적인 특징은 소정의 실시예에 있어서, 사용자가 실시간으로 정보를 확보할 수 있는 능력으로서, 이는 상기 정보를 다운 로드해야 하거나 인쇄하여야 하는 것과는 대비되는 것이다.

D. RFID 장치 및 구성 요소들을 사용한 고객 내비게이션 .

많은 고객들이 도서관 내에서의 내비게이션(navigation)에 어려움을 겪는다. 어려운 점으로는 도서관의 원하는 건물 및 원하는 층을 찾는 것, 원하는 부분에 도 달하는 것, 원하는 선반을 발견하고 결국 관심있는 자료를 배치시키는 것 등이 있다. 몇몇 고객들은 제목과 같이 특정 항목을 염두에 두고 있는 반면에, 다른 고객들은 독립 전쟁의 역사(Revolutionary War History)와 같은 주제에 더욱 관심을 갖는다. 이 부분에서 설명된 본원 발명의 실시예들은 도서관 고객의 내비게이션에 도움이 되고, 시각적이고 흥미로우면서 재미 있는 안내를 제공한다.

도 18A와 도 18B는 본 발명의 일 실시예를 도시하는 것으로서, RFID 요소를 구비한 카드에 도 18A에 도시된 바와 같이 1개 이상의 관심 항목이 기록되거나 프로그램된다. 고객이 액세스할 수 있는 단말에서 기록이 이루어질 수 있다. 본 실시예에 있어서, 기록 프로세서는 직접 또는 검색 프로세서를 통하여 LAV 데이터베이스와 상호 작용하여 현재 사용 가능한 카테고리와 항목을 결정할 수 있다. 이러한 정보는 고객에게 디스플레이 된다. 고객은 키보드나 마우스 등의 입력 장치와 상호 작용하여 항목의 카테고리 또는 항목의 세트를 선택한다. 본 예에서는 고객이 "The Life of Mark Twain"과 "Tom Sawyer"의 2개 도서를 선택한다. 상기 정보는 RFID 배치 카드에 상기 정보를 배치시키는 기록 프로세서로 전송된다.

다른 방법으로는 참고 데스크에서 고객용 카드를 기록하는 직원을 두는 것이다. 고객이 도서관에서 뽑아내고 사용할 수 있는 관심 주제에 의해 "인쇄된" 카드가 있다. 상기 기록된 데이터는 특정 제목이거나 관심 주제 영역일 수 있다. 특정 목적의 RFID 카드를 사용하는 대신에, 고객의 실제적인 도서 카드가 사용될 수 있거나 특정한 내부 도서관 카드가 이러한 목적으로 제작될 수 있다. 내부 도서관용 카드의 경우, 고객은 도서관을 떠날 때 상기 카드를 도서관에 남겨둔다. 상기 내부 도서관용 카드는 도난 방지를 위해 카드에 부착되는 태틀데이프(TATTLETAPE)(상표명임) 자기 보안 마커를 구비할 수 있으며, 이는 본원 발명의 양수인으로부터 구입 가능한 것이다.

일단 상기 카드에 원하는 정보가 기록되면, 고객은 이를 사용하여 도 18B에 도시된 바와 같이 도서관 내를 항해(navigation)한다. RFID 장치가 전략적으로 도서관 전체에 걸쳐서 배치되고, RFID 카드가 이들 판독기 중 1개의 판독기에 제공되었을 때, 상기 판독기는 고객에게 관심 항목이 판독기의 위치를 기준으로 어디에서 발견될 수 있는지 지시한다. 상기 장치는 상기 항목을 발견하기 위한 지도 및 그래프식 지시를 갖출 수 있는 디스플레이를 포함하거나, 상기 항목이 통로에 대하여 상기 장치에 가장 가까이 있음을 알려주기 위해 발광되거나 상기 항목이 발견될 수 있는 도서관 지도의 부분을 발광시키는 일련의 LED만을 포함한다. 상기 제공된 정보는 고객이 목적 항목에 얼마나 근접해 있는지에 따라 달라진다. 예컨대, 고객이 목적 항목에서 멀리 떨어져 있을 때에는 도서관의 다른 층으로 가도록 지시할 수 있고, 관심 항목에 근접해 있을 때에는 특정 선반 쪽으로 통로의 반 정도 내려가라고 지시할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 도서관에 배치되어 상기 항목을 배치시킬 수 있는 휴대용 RFID 장치에 상기 관심 항목 및 주제가 기록된다. 전술한 바와 같이, 상기 데이터는 여러 가지 방법으로 기록될 수 있다. 상기 RFID 장치가 상기 항목들을 포함한 선반에 향해 있을 때, 상기 항목들을 포함한 선반이 활성화되거나 소정 유형의 신호를 제공한다. 그 다음, 고객은 상기 도서관 자료의 대략적인 위치를 발견하기 위하여 상기 광(lights)을 따라갈 수 있다. 그 위치에 일단 다다르면, 상기 장치는 항목 배치기 모드로 이동하여 고객이 특정 항목을 발견하도록 도와준다. 이러한 모드의 경우, 상기 장치는 각각의 항목을 판독하고, 장치상의 피드백을 통하여 언제 목적 항목이 배치되었는지 나타낼 수 있다. 상기 장치는 소형 도서관 지도를 표시하여 고객이 도서관 내의 경로를 발견하도록 도와준다. 본 실시예에 대한 변형예들은 특히 시력이 저하된 도서관 고객에 대해 유용하다.

본 발명에 관련된 측면은 도서관 자료의 수납 및 대출 목적 뿐만 아니라, 도서관을 통한 고객의 이동을 탐지하기 위하여 RFID 도서 카드를 사용하는 것이다. 진입 고객의 수가 탐지되고 통계적으로 분석되어 이용 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 상기 시스템은 도서관의 소정 위치에 들어오는 고객의 수와, 사람들이 도서관 내의 여러 위치에 얼마나 오래 머무르는지 여부 및 컴퓨터 및 복사기와 같이 소정의 도서관 설비의 사용 횟수를 계수할 수 있다.

RFID 도서 카드는 진입 제어에도 사용될 수 있다. 상기 실시예에 있어서, 상기 RFID 도서 카드는 어느 고객 또는 직원이 어떠한 설비를 사용하는지 제어한다. 설비는 방(room)이 될 수 있으며, 이 경우 문의 자물쇠가 제어된다. 소정의 장치나 다른 도서관의 설비를 사용하기 위하여 진입이 제어된다. 어린이들이 소정 자료나 전자 인터넷 사이트에 접근하지 못하도록 하는 것과 같이 어떠한 컴퓨터의 동작이 사용자에 의해 수행되도록 허용할 것인지의 여부가 상기 제어에 의하여 결정된다. 특정의 제어 지점에 판독기를 배치시킴으로써, 또는 사람에게 상기 판독기를 휴대하게 한 다음 상기 위치 태그를 판독하여 진입할 수 있게 함으로써 상기 제어가 수 행될 수 있다.

마지막으로, RFID 도서 카드는 도서관에서 수행되는 소정의 계수 기능과 함께 사용된다. 상기 RFID 도서 카드에는 도서관에 수집되는 일반적인 요금과 벌금에 관한 정보가 통합된다. 이들 요금은 연체 요금, 소정 장치 사용 요금, 복사 요금 등을 포함한다. 상기 카드는 데빗 카드(debit card)나 신용 카드로 동작할 수 있다. 상기 데이터(량)은 매번 칩을 갱신함으로써 상기 카드상에 유지되거나 별개의 데이터베이스에 유지될 수 있다. 고객 및 도서관측에 대한 주요한 장점은 다양한 요금과 벌금을 관리하는 방법을 단일화하고 단순화한다는 것이다. 현재, 이러한 많이 기능들이 수동에 의해 조정되고, 흔히 직원과 고객 사이에 불쾌한 감정에 의해 조정된다. 상기 시스템에 의하여 이들 문제점을 조정하고, 긴장감을 감소시키며, 직원의 생산성을 향상시키는 대부분 자동화된 방법이 더욱 중요한 문제를 처리하게 된다. 다른 옵션으로는 고객이 그의 RFID 도서 카드와 관련되어 자동적으로 요금이 청구되는 신용 카드를 지정하는 것이다. 따라서, 상기 도서 카드는 요금을 지불하는 데에 제공될 수 있지만, 그와 직접적으로 연관된 금전을 보유하고 있는 것은 아니다.

Claims (50)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. RFID 장치를 사용하는 방법에 있어서,

   (a) 항목에 관한 정보를 획득하기 위해 상기 항목과 관련된 광학 바 코드를 조회하는 단계와;

   (b) 상기 항목에 대한 태그를 생성하기 위해 단계(a)로부터의 상기 정보를 RFID 요소에 저장하는 단계와;

   (c) 상기 항목에 관한 사용자 입력 정보를 상기 RFID 장치에 구비하는 단계와;

   (d) 상기 RFID 요소에 단계(c)로부터의 정보를 저장하는 단계;

   를 포함하는 RFID 장치 사용 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 태그 상에 접착제를 제공하는 단계를 더 포함하는 RFID 장치 사용 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 접착제는 재배치 가능한 접착제인 것인 RFID 장치 사용 방법.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 관련된 RFID 요소들을 구비한 순서화되지 않은 항목들의 그룹을 정렬하는 방법으로서,

    (a) 상기 항목들의 아이덴티티(identity)에 관한 정보를 결정하기 위해 상기 항목들을 조회하는 단계와;

    (b) 미리 결정된 순서로 식별 정보를 구성하는 단계와;

    (c) 상기 순서를 표시하는 출력을 제공하는 단계를;

    포함하는 항목 정렬 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 출력은 대화형 시각 또는 청각 디스플레이인 것인 항목 정렬 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 디스플레이를 제어하는 입력을 수신하는 단계를 더 포함하는 항목 정렬 방법.
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. RFID 장치를 사용하는 방법으로서,

    (a) 관련 RFID 요소를 구비한 항목을 조회하는 단계와;

    (b) 위치를 기술하기 위해 상기 장치에 정보를 입력하는 단계와;

    (c) 상기 조회된 항목이 상기 위치에 속하는지 여부를 판단하는 단계와;

    (d) 상기 판단에 기초한 표시를 제공하는 단계를;

    포함하는 RFID 장치 사용 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 위치는 개별적인 RFID 요소를 구비하는 것이고, 상기 단계(b)는 상기 위치에 관련된 RFID 요소를 스캐닝하는 단계를 포함하는 것인 RFID 장치 사용 방법.
22. 삭제
23. RFID 요소로부터 정보를 판독하기 위한 핸드핼드(handheld) RFID 장치를 사용하는 방법으로서,

    항목들의 그룹에 대해 상기 장치를 통과하게 하는 단계와;

    상기 항목들의 그룹 내에서 원하는 항목이 존재하는 위치를 검출하는 단계와;

    사용자에게 상기 위치의 표시를 제공하는 단계;

    를 포함하는 핸드핼드 RFID 장치 사용 방법.
24. 삭제
25. 삭제
26. 관련 RFID 요소를 구비한 항목들을 식별하고 배치시키기 위한 RFID 장치를 사용하는 방법으로서,

    (a) 카트를 식별하는 상기 RFID 장치에 정보를 제공하는 단계와;

    (b) 상기 항목의 아이덴티티(identity)를 판단하기 위해 상기 카트를 터널 내로 통과시킴으로써 상기 RFID 장치로 상기 항목들을 조회하는 단계와;

    (c) 상기 항목들을 상기 카트와 관련시키는 단계;

    를 포함하는 RFID 장치 사용 방법.
27. 삭제
28. 제26항에 있어서, 상기 RFID 장치가 다른 항목들에 대한 하나의 항목의 위치를 판단할 수 있도록, 직렬로 상기 항목들을 배열하고 조회하는 단계를 더 포함하는 RFID 장치 사용 방법.
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 자료들 각각이 관련 RFID 태그를 포함하는 자유 격납 시스템에서 관심 항목들의 순서를 식별하는 방법으로서,

    (a) 정보를 얻기 위해 RFID 장치를 사용하여 3개의 관심 항목들과 관련된 RFID 태그들을 조회하는 단계와;

    (b) 다른 2개의 항목들 사이에 위치한 관심 항목이 상기 다른 2개의 항목들 사이에 속하는지 여부를 상기 획득된 정보로부터 판단하는 단계와;

    (c) 상기 판단에 기초한 표시를 제공하는 단계;

    를 포함하는 관심 항목 식별 방법.
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제
40. RFID 요소와 각각 관련된 대규모 그룹의 항목들 중에서 RFID 요소와 관련된 관심 항목을 배치시키는 방법으로서,

    (a) RFID 요소를 구비한 카드를 제공하는 단계와;

    (b) 상기 카드에 정보를 전송하고, 상기 정보를 상기 RFID 요소에 저장하는 단계와;

    (c) RFID 카드 판독기들을 상기 관심 항목에 근접한 위치들에 배치시키는 단계와;

    (d) 상기 RFID 카드 판독기를 사용하여 상기 RFID 카드를 조회하는 단계와;

    (e) 상기 RFID 카드 판독기의 위치에 대한 상기 관심 항목의 위치 표시를 제공하는 단계;

    를 포함하는 관심 항목 배치 방법.
41. 삭제
42. 제40항에 있어서, 상기 표시를 제공하는 단계는 상기 관심 항목의 위치에 대한 시각적 디스플레이를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 시각적 디스플레이는 상기 관심 항목이 포함된 영역의 지도를 포함하는 것인 관심 항목 배치 방법.
43. 삭제
44. 삭제
45. 삭제
46. 삭제
47. 삭제
48. 삭제
49. 삭제
50. 삭제

Images