JP2002517764A - セキュリティを強化した識別タグ - Google Patents

セキュリティを強化した識別タグ

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Abstract

(57)【要約】 磁気応答素子および無線周波応答素子を含む組合せタグが、開示される。一実施形態において、磁気応答素子がまた、無線周波応答素子用のアンテナとしても作用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、図書館の媒体および消費者用物品などの対象物を識別し、監視する
ために、検出器と共に使用される種類の識別タグに関する。
【０００２】 背景技術 電子物品監視（「ＥＡＳ」）システムは、物品の上または中に配置されるか、
または関心のある人物によって運ばれる小型の電子装置の存在を検出し、物品の
盗難または無断持出しを防止するために、小売店または図書館環境でよく使用さ
れる。過去において、一般にタグまたはマーカとして知られているこのような装
置は、品目の存在に関する情報のみを含んでいた。断続的または連続的のいずれ
かでタグに電子的に問合せることによって、このような情報を得ることができる
。この問合せが実行される方法、すなわち磁気、磁気機械、無線周波およびマイ
クロ波に基づいて、ＥＡＳシステムの少なくとも４種の異なるタイプが、長年に
わたって徐々に発展してきた。このような４種類のうち、磁気システムは、大半
の用途において最も高いレベルのセキュリティを提供してきた。磁気タグは、対
象物の中または上に簡単に隠せ、（遮蔽、曲げおよび圧力の影響を受けにくいた
め）無効にすることが困難であり、非活性化または活性化が行いやすいことから
、高度のセキュリティおよびタグ付き物品に関する一定の情報を提供する。
【０００３】 ＥＡＳシステムの利用者の多くは、タグを付けた対象物が存在するかどうか以
外のことも知りたいと望んでいる。たとえば、どのタグ付きの対象物が存在して
いるかを知りたいと考えている。製造日、在庫情報および所有者などの対象物の
特徴についての詳細な情報は、光学式バーコードによって自動処理制御システム
に伝達されてきた。光学式バーコードシステムは、廉価かつ効率的であるが、一
定の制限がある。バーコードは目に見えなければならないことから、配置される
ことができる位置に制限があり、バーコードは故意にまたは意図的に簡単に覆い
隠すことができる。検出器がバーコードを検知することができる範囲も、比較的
小さい。また、バーコードは、検出のために適切な位置に配置されなければなら
ないこともある。その上、バーコードが検出可能であるようにむきだしであるこ
とがよくあるため、バーコードは、検出不能の原因となりうる損傷を受けやすい
。最後に、複数の品目が同時に処理されなければならない。バーコードシステム
のこのような拘束条件のために、図書館媒体のマーキングなど用途によっては望
ましくなく、または効率が悪くなる。
【０００４】 ごく最近になって、電子識別（無線周波識別またはＲＦＩＤとしても知られて
いる）技術が、光学式バーコードの限界に対処するために開発されてきた。ＲＦ
ＩＤシステムは、対象物の識別または追跡を行うことには成功していたが、大半
のＲＦＩＤシステムは、タグがたやすく無効にする（１ＭＨｚ程度またはそれ以
上の）周波数領域において作動するため、対象物のセキュリティを提供するのに
不十分である。たとえば、タグを手またはアルミフォイルで覆うことによって、
または本の中にタグを配置することによってもタグを「遮蔽」することができる
ために、無線周波タグに関連するセキュリティが欠如する。バッテリ電源供給の
無線周波タグは、その出力がさらに高く、遮断が困難であるが、これも遮断され
る恐れがある。したがって、ＲＦＩＤタグ付きの対象物は、偶然または故意に検
出を免れる恐れがある。このような事態はセキュリティ装置としての効果を甚だ
しく低下させる。ＲＦＩＤマーカはまた、「スマートカード」にも関係がある。
接触型および非接触型のいずれのスマートカードも商業分野に見られるようにな
ってきた。スマートカードは、タグ付きの対象物よりも特定の人物と関係づける
傾向がある。スマートカード（またはそれを所持している人物）のセキュリティ
および追跡に関する問題は、ＲＦＩＤマーカに関して上述したことと類似してい
る。
【０００５】 ＲＦＩＤマーカに関連するセキュリティの問題は、無線周波およびマイクロ波
に基づくＥＡＳタグの当業者にはなじみのある問題と類似している。無線周波お
よびマイクロ波に基づくＥＡＳタグの欠陥を改善する試みにおいて、実質的な努
力が成されてきた。しかし、実質的には、セキュリティタグとしての性能は改善
されていなかった。「非活性化コイルを用いた二周波ＥＡＳタグ（Ｄｕａｌ Ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ ＥＡＳ Ｔａｇ ｗｉｔｈ Ｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎ Ｃ
ｏｉｌ）」と題した米国特許第５，５１７，１９５号（Ｎａｒｌｏｗら）は、ダ
イオードを有するアンテナ回路および非活性化回路を含む二周波マイクロ波ＥＡ
Ｓタグについて記載している。非活性化回路は、ダイオードおよびアンテナの能
力を無効にするために、アンテナ回路のダイオードに電圧を誘起することによっ
て低エネルギの交流磁場に応答し、それによってタグを非活性化にする。いくつ
かの用途において有用であるが、Ｎａｒｌｏｗらが発表したコンデンサに基づく
タグは、時間経過により電荷を漏らす恐れがあり、タグを意図的でなく活性化す
る原因となりうる。
【０００６】 米国特許第４，７４５，４０１号（Ｍｏｎｔｅａｎら）に開示される種類の無
線周波ＥＡＳタグは、磁気素子を含む。磁気素子が付属装置によって適切に磁化
されている場合には、タグの同調を変化させ、それによってタグの無線周波応答
を遮断する。このようなタグは一定の有用性を備えているが、セキュリティおよ
び識別の強化に関する問題についてはまだ対処していない。
【０００７】 無線周波識別技術は、Ｍｏｔｏｒｏｌａ／Ｉｎｄａｌａ（米国特許第５，３７
８，８８０号および米国特許第５，５６５，８４６号参照）、Ｔｅｘａｓ Ｉｎ
ｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（米国特許第５，３４７，２８０号および米国特許第５，５
４１，６０４号参照）、Ｍｉｋｒｏｎ／Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ、Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｓｙｓｔｅｍｓ（米国特許第４，４４２，５
０７号、米国特許第４，７９６，０７４号、米国特許第５，０９５，３６２号、
米国特許第５，２９６，７２２号および米国特許第５，４０７，８５１号参照）
、ＣＳＩＲ（欧州特許公開第０ ４９４ １１４ Ａ２号、欧州特許公開第０
５８５ １３２ Ａ１号、欧州特許公開第０ ５９８ ６２４ Ａ１号および欧
州特許公開第０ ６１５ ２８５ Ａ２号参照）、ＩＢＭ（米国特許第５，５２
８，２２２号、米国特許第５，５５０，５４７号、米国特許第５，５２１，６０
１号および米国特許第５，６８２，１４３号参照）およびＳｅｎｓｏｒｍａｔｉ
ｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（米国特許第５，６２５，３４１号参照）をはじめ
とする多数の企業によって開発されてきた。このようなタグはすべて、バッテリ
の必要がなく遠隔識別を提供する試みである。タグは、１２５ＫＨｚ〜２．４５
ＧＨｚの周波数で作動する。さらに低い周波数タグ（１２５ＫＨｚ未満）は遮蔽
に対して適度に耐性があるが、帯域幅の拘束条件のために、制限された無線周波
の機能のみを備える。特に、このようなマーカに基づくシステムは一般に、単一
のタグが同時に問合せ領域にある場合にのみ確実に作動する。このようなシステ
ムはまた、比較的大きく、製造費用がかかる傾向にある。さらに高い周波数（通
常、１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚおよび２．４５ＧＨｚ）で、利用可能であ
る追加帯域幅によって、短期間で問合せ領域において複数のタグを確実に処理す
ることができるシステムの開発を行うことができた。これは、さまざまな製品用
途ではきわめて望ましい。さらに、タグ設計の中には、製造費用が比較的廉価で
あるため、消費者にとって魅力を増すという見込みがあるものもある。しかし、
このようなさらに高い周波数の装置は、遮蔽の影響を受ける度合いが変化するこ
とについては前述したタグと同様である。したがって、図書館などのある種の用
途において要求される高いレベルのセキュリティを提供することができない。
【０００８】 したがって、対象物の識別、追跡およびセキュリティを提供するために、たと
えば航空会社の手荷物、翌日配達小包および図書館の書籍に使用されうる廉価で
セキュリティの高いタグを提供することが望ましいと思われる。
【０００９】 発明の開示 本発明は、磁気応答素子および無線周波応答素子との組合せを含むタグを提供
することによって、上述した種類の従来のタグに関連する欠点を最小限に抑える
または排除する。単一の組合せタグに両方の素子を設けることによって、それぞ
れの特徴が実現され、それぞれの欠点を克服する。一実施形態において、磁気応
答素子は、無線周波応答素子に物理的に接続されることによって、または物理的
に接続されていないが電気的に結合されていることによって、無線周波応答素子
用のアンテナとして作用する。
【００１０】 発明の詳細 本発明のタグは、単一の装置で対象物の識別および有効なセキュリティの両方
を組込である。磁気問合せ信号に反応する素子および無線周波問合せ信号に反応
する素子を含む。一実施形態において、磁気応答素子はまた、無線周波応答素子
用のアンテナを提供する。「応答する」なる語は、本発明の文脈では、素子が適
切な問合せ場にさらされた場合に理解できる情報を提供することを意味する。ま
ず個別の素子について以下に説明し、次に本発明の組合せタグの詳細へと進む。
【００１１】 Ｉ．磁気応答素子 本発明の磁気応答素子は、商標「ＴＡＴＴＬＥＴＡＰＥTM」ブランドストリッ
プの名でＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉ
ｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ（３Ｍ）に
よって販売されているストリップに使用される材料など低保磁力かつ高透磁性を
備えた強磁性材料から製作されることが好ましい。このようなストリップまたは
マーカ組立品については、米国特許第５，３３１，３１３号（Ｋｏｎｉｎｇ）お
よび米国特許第３，７４７，０８６号（Ｐｅｔｅｒｓｏｎ）をはじめとする３Ｍ
に譲渡されたいくつかの特許に記載されている。例示の低保磁力かつ高透磁性を
備えた強磁性材料には、商標Ｍｅｔｇｌａｓ ２７０５ＭおよびＭｅｔｇｌａｓ
２７１４Ａの名でＡｌｌｉｅｄＳｉｇｎａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ Ｍｏｒ
ｒｉｓｔｏｗｎ，ＮＹから入手可能なものなどパーマロイ（ニッケル／鉄合金）
および高性能のアモルファス金属が挙げられる。
【００１２】 磁気応答素子は、素子が関連する物品の性質に応じて、単独の状態または二つ
の状態のいずれであってもよい。たとえば、図書館のある種の参考図書は、図書
館からの持ち出し対象になっていないため、単独の状態（非活性化を行うことが
できない）マーカは、そのような図書が問合せ領域内を越えていないかどうかを
常に示すことになる。通常の図書資料または商品などの他の物品には、物品が適
切に処理されたとき、問合せ信号発生源による検出防止のために適切に非活性化
されることができる二状態マーカ組立品を必要とするものもある。二状態機能は
主に、以下に記載するように、上記で参照されたＰｅｔｅｒｓｏｎに付与された
特許において、低保磁度の磁気材料の付近にさらに高い保磁度の磁気材料部分を
追加することによって得られる。
【００１３】 ある種の磁気応答素子は、低周波交流磁場（たとえば５０Ｈｚ〜１００ＫＨｚ
）を通過するときに、急速に磁気の向きを切換えることができ、検出器の受信コ
イルによって検出されることができる所定の特有の応答を生成することができる
。マーカ組立品の切換え機能は、高い保磁力を備えた素子または「保磁子」の磁
化状態によって制御される。このような保磁子が磁化されるとき、問合せ領域の
交流磁場内で磁気的向きの切換わるマーカの能力が変えられ、マーカが通常は検
出されない。保磁子が消磁されると、マーカは再び切換え機能を実行することが
でき、問合せ信号発生源はマーカの存在を検出することができる。当業界で知ら
れているように、保磁子を異なる方法で提供してもよい。
【００１４】 マーカ組立品はまた、マーカを書籍または他の物品に接着させるために、片側
または両側に接着剤を付けてもよい。所定の面に貼りつける前に目的としない面
にマーカが接着することを防止するために、除去可能なライナによって、接着面
を覆うこともできる。マーカ組立品の以上の特徴および他の特徴については、米
国特許第３，７９０，９４５号（Ｆｅａｒｏｎ）、米国特許第５，０８３，１１
２号（Ｐｉｏｔｒｏｗｓｋｉ）および米国特許第５，３３１，３１３号（Ｋｏｎ
ｉｎｇ）に記載されている。
【００１５】 この種の低周波磁気素子は、検出から遮蔽することが困難であるため、セキュ
リティが重要である場合にはさまざまな品目に有効に使用されることができる。
さらに、低周波磁気素子は、他のＥＡＳ技術を用いたマーカに比べて、さらに便
利がよい上、完全かつ反復して非活性化および再活性化を行うことができるため
、この特性がきわめて望ましい（図書館などの）ある種の用途に使用することが
適切である。
【００１６】 ＩＩ．無線周波応答素子 ＲＦＩＤタグは、受動または能動のいずれであってもよい。能動タグは、バッ
テリなどの追加的なエネルギ源をタグ構造に組込む。このようなエネルギ源は、
能動ＲＦＩＤタグを形成し、問合せを行う無線周波場が弱い領域においても強い
応答信号を送信することができるため、能動ＲＦＩＤタグをさらに広い領域で検
出することができる。しかし、バッテリの比較的短い寿命のために、タグの有効
寿命が限定される。さらに、バッテリは、タグのサイズおよびコストを増す。受
動タグは、問合せを行う無線周波場からタグに電力を供給するために必要とされ
るエネルギを引出し、アンテナが問合せ場に与えるインピーダンスを変調するこ
とによって応答コードを送信することにそのエネルギを使用し、それによって、
読取り側のアンテナに反射する信号を変調する。したがって、この領域はさらに
限定される。多くの用途では受動タグが好ましいため、議論の残りは、この種の
タグに限定する。しかし、このような２種類のタグが多くの特徴を共有し、いず
れも本発明に関して使用されることができることを、当業者は理解されたい。
【００１７】 図１に示されるように、受動型無線周波応答素子１０は一般に、２つの構成要
素、すなわち集積回路１２およびアンテナ１４を含む。集積回路は、主要な識別
機能を提供する。集積回路は、タグ識別および他の所望の情報を永久に格納し、
問合せ用ハードウェアから受信した命令を解釈して処理し、問合せ器による情報
の要求に応答し、同時に問合せに応答する複数のタグで生じる衝突を解決するハ
ードウェアを支援するためのソフトウェアおよび回路を含む。また、集積回路は
、情報を読み出すだけ（読出し専用）の場合に対して、そのメモリ（読出し／書
込み用）に格納される情報を更新するために設けられてもよい。ＲＦＩＤマーカ
で使用するのに適した集積回路には、特にＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ
（製品のＴＩＲＩＳ系列）、Ｐｈｉｌｉｐｓ（製品のＭｉｆａｒｅ系列およびＨ
ｉｔａｇ系列）、Ｍｏｔｏｒｏｌａ／ＩｎｄａｌａおよびＳｉｎｇｌｅ Ｃｈｉ
ｐ Ｓｙｓｔｅｍｓから入手可能なものが挙げられる。
【００１８】 アンテナの幾何学的構成および特性は、タグのＲＦＩＤ部分の所望の作動周波
数に依存する。たとえば、２．４５ＧＨｚ（または類似の）ＲＦＩＤタグは通常
、図１Ａに示されているような直線型ダイポールアンテナおよび図１Ｂの無線周
波応答素子１０ａに付属して示されている折畳み型ダイポールアンテナなどのダ
イポールアンテナを含む。１３．５６ＭＨｚ（または類似の）ＲＦＩＤタグは、
図２の無線周波応答素子１０ｂに付属して示されているように、螺旋またはコイ
ル型アンテナ１４ｂを使用する。いずれの場合も、アンテナ１４は、問合せ信号
発生源によって放射された無線周波エネルギを捕える。このような信号エネルギ
は、タグに電力および命令を伝達する。アンテナによって、無線周波応答素子は
、ＩＣチップに電力を供給するのに十分なエネルギを吸収することができ、それ
によって検出対象への応答を供給する。したがって、アンテナの特性は、アンテ
ナが組込まれるシステムに適合していなければならない。高いＭＨｚ〜ＧＨｚの
範囲で作動するタグの場合には、最も重要な特性は、アンテナの長さである。一
般に、ダイポールアンテナの有効長さは、問合せ信号の半波長または半波長の倍
数に近くなるように選択される。半波長のアンテナがサイズの制限のために実用
的でない低〜中程度のＭＨｚ領域において（たとえば、１３．５６ＭＨｚ）作動
するタグの場合には、重要な特性は、アンテナのインダクタンスおよびアンテナ
コイルの巻数である。いずれのアンテナの種類においても、優れた導電率が必要
となる。一般に、銅またはアルミニウムなどの金属が使用されるが、パーマロイ
などの磁気金属をはじめとする他の導体も使用することができ、実際のところ、
本発明の目的には後者の方が好ましい。また、選択されるＩＣチップの入力イン
ピーダンスが、最大エネルギ伝達に関して、アンテナのインピーダンスと適合す
ることも重要である。アンテナに関する付加的な情報は、たとえば、Ｊ．Ｄ．Ｋ
ｒａｕｓ「Ａｎｔｅｎｎａｓ」（第２版、１９８８，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，
Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）などの参考文献から当業者にとって周知である。
【００１９】 コンデンサ１６によって、図２に示されているように、マーカの性能を向上す
ることがよくある。コンデンサ１６が存在する場合、タグの作動周波数に特定の
値で同調する。これは、最大作動範囲を得て、規定要件に合致していることを保
証するためにも望ましい。コンデンサは、以下に述べるように、個別の構成要素
であってもよく、アンテナに統合されていてもよい。いくつかのタグ設計、特に
、２．４５ＧＨｚなどのきわめて高い周波数で作動するように設計されたタグに
おいて、同調コンデンサは必要とされない。コンデンサの容量は、アンテナによ
って形成されるインダクタンスに結合される場合に、合成構造の共振周波数が以
下の式で与えられるように選択される：
【数１】 式中、 Ｃ＝キャパシタンス（単位 ファラド） Ｌ＝インダクタンス（単位 ヘンリー） であり、ＲＦＩＤシステムの所望の作動周波数に厳密に適合する。コンデンサは
また、３Ｍに譲渡された米国特許第４，５９８，２７６号（Ｔａｉｔら）および
米国特許第４，５７８，６５４号（Ｔａｉｔら）に記載されるように、分布コン
デンサであってもよい。分布キャパシタンスは、タグサイズ、具体的には厚さの
削減および手作業組立の最小化のために望ましい。
【００２０】 作動状態において、図４に示されているように、無線周波応答タグ１１０は、
タグが監視される地点付近に通常配置されるＥＡＳ安全システム１００によって
問合せられる。監視対象の品目を運ぶコンベアまたは同類物の近くで、タグ付き
の物品が配置されている部屋の出口を出た所に、間隔を置いて配置した検出パネ
ルを置いて、問合せ領域を設定する。また、ハンドヘルド型検出装置を使用して
もよい。問合せ領域における交流無線周波場または問合せ信号を送信するために
、問合せ信号発生源１０２（通常は駆動発振器および増幅器を含む）は、アンテ
ナ１０４（界磁コイルと記載されることもある）に結合される。システム１００
はまた、信号を受信するためのアンテナ（アンテナ１０４として図示され、受信
コイルと記載されることもある）および問合せ領域においてタグによって発生さ
れた信号を処理するための検出器１０６も含む。
【００２１】 問合せ信号発生源１０２は、他の用途と干渉せず、当該政府の規定に準ずるた
めに適切なある種の周知の周波数帯内で選択された、問合せ信号２００を送信す
る。無線周波応答素子は、問合せ信号を受信すると、それは独自の応答コード信
号２０２を送信しその信号はアンテナ１０４によって受信され、検出器１０６に
伝送される。検出器は応答を復号し、タグ（通常は、コンピュータまたは他の記
憶装置１０８に格納された情報に基づく）を識別し、検出されたコード信号に基
づいた処置を取る。図示されたシステムのさまざまな改造、たとえば、図示され
ている単一のアンテナ１０４の場所に問合せ信号発生源１０２および検出器１０
６用に個別のアンテナを使用するなどは、当業者には周知である。
【００２２】 ＩＩＩ．組合せタグ 図３、５〜８に示されているように、本発明の組合せタグ２０は、磁気応答素
子を無線周波応答素子と組合せ、両者の利点を提供する。したがって、２つの素
子を同時に対象の品目に適用することができ、それによってコストを削減する。
組合せタグは、除去可能なライナによって覆われた感圧接着剤を備えていてもよ
く、ライナが除去されたときに、感圧接着剤によって組合せタグを物品の表面に
接着させることができる。別の実施形態において、タグは、無線周波応答素子用
のアンテナとして磁気応答素子を使用する。磁気応答素子は、アンテナとして使
用されるときに、無線周波応答素子に電気的に結合され、無線周波応答素子に物
理的に結合されても結合されなくてもよい。
【００２３】 本発明によって製作された組合せタグは、２通りの方法で問合せを行うことが
できる。第１の方法では、ＲＦＩＤ問合せ信号発生源は、集積回路からのコード
の要求および受信を行うために、無線周波信号を使用する。この情報は、たとえ
ば、タグが関連する物品の識別、物品が適切に処理されたかどうかなどを示す。
第２の方法では、問合せ磁場は、マーカ組立品の磁気部分が能動であったかどう
かを決定するために、タグに問合せる。マーカ組立品が能動であった場合には、
問合せ信号発生源は、マーカ付きの物品が適切に処理されていないことの通知な
どの応答を発生する。磁気による問合せは無線周波による問合せより遮蔽に対す
る耐性があるため、組合せタグの磁気部分はセキュリティの強化となる。したが
って、磁気タグおよびＲＦＩＤタグの両者の特徴が、一つの組合せタグに組合わ
される。
【００２４】 好ましい実施形態において、組合せタグは、無線周波応答素子の回路において
アンテナとしても機能する磁気応答素子を含む。両者の機能を実現するために、
アンテナ材料は、（優れたセキュリティ素子として作用するために）低い保磁度
およびきわめて高い透磁率を示す必要があり、（優れたアンテナとして機能を果
たすために）高い導電率に加減する必要がある。さらに、アンテナの幾何学的構
成は、両者の機能と互換性がなければならない。このような実施形態において、
たとえば、パーマロイ、すなわちニッケルおよび鉄の合金からアンテナを製作す
ることができる。
【００２５】 一実施形態において、３Ｍ製の「Ｔａｔｔｌｅ−ＴａｐｅTM」ブランドセキュ
リティストリップまたは他の等価な磁気素子は、２．４５ＧＨｚまたは類似の高
い周波数で作動するため、リニア型ダイポールアンテナとして使用することもで
きる。このようなストリップの長さ、幅および厚みは、使用されるＲＦＩＤチッ
プの特定の作動周波数および他の特性に適合するように選択する。一般に、スト
リップは、（商標名「ＨｙＭｕ８０」で、Ｃａｒｐｅｎｔｅｒ Ｓｐｅｃｉａｌ
ｔｙ Ａｌｌｏｙｓ、Ｒｅａｄｉｎｇ、ＰＡを含むさまざまな製造業者から入手
可能なパーマロイ）または２７０５Ｍの名称でＡｌｌｉｅｄＳｉｇｎａｌ Ｃｏ
ｍｐａｎｙ ｏｆ Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，ＮＹから入手可能なものなどのアモ
ルファス合金から製作され、その長さは、６．３５〜１６．５ｃｍ（２．５〜６
．５インチ）である。集積回路の端子は、セキュリティストリップの先端に物理
的に接続される。インピーダンスおよび電力利得の電気測定は、磁気ストリップ
がチップなどに一般に使用される銅またはアルミニウムのダイポールアンテナと
同一の基本的な電気特性を提供するということを確認し、したがって、両者の機
能を十分に実現することが期待される。
【００２６】 磁気応答素子が無線周波応答素子用のアンテナの少なくとも一部として使用さ
れる場合には、両者は互いに電気的に結合される。電気的な結合は、（図５に示
されているように）複数の素子間の物理接続のために、または（図６に示されて
いるように）物理接続がないために、非接触の電磁結合によって生じる可能性が
ある。非接触結合は、寄生結合、容量結合または誘導結合を含むことができ、こ
のようなアンテナ構成要素として寄生アンテナ素子、反射器および指向アンテナ
、八木−宇田アンテナまたは他の適切なアンテナ構成を使用する。
【００２７】 図３に示された組合せタグは、磁気材料から製作されるコイルターンを含む。
タグはたとえば、磁束コレクタがタグの磁気に関する機能を改善するためにコー
ナに設けられるような１４ｃなどのアンテナ構造を有する１３．５６ＭＨｚのタ
グであってもよい。他の種類の磁束コレクタが設けられてもよい。
【００２８】 図５に示される組合せタグ２０は、磁気に応答する材料で製作されるアンテナ
２２と集積回路１２との間の物理接続を含む。また、二状態タグを形成するため
に選択的に活性化および非活性化を行うことができる様にするために、１つ以上
の保磁子または上述したような種類が磁気に応答する材料に適用されてもよい。
しかし、図６に示されたアンテナ２２ａは、集積回路１２またはダイポールアン
テナ２３に物理的に接続されていないが、組合せタグ２０ａを形成するために寄
生ダイポール結合によってダイポールアンテナに電気的に結合される。ダイポー
ルアンテナ２３は、磁気に応答する材料または磁気に応答しない材料のいずれか
ら構成されてもよい。
【００２９】 図７および図８は、２つ以上のアンテナ２２が、アンテナ２３ｂ，２３ｃにそ
れぞれ電気的に結合されるように設けられた実施形態を示している。図７に示さ
れた組合せタグ２０ｂにおいて、集積回路１２は、アンテナ２２ｂに寄生結合さ
れるダイポールアンテナ２３ｂを含む。アンテナ２２ｂは磁気に応答する材料で
製作され、アンテナ２３ｂも磁気に応答する材料で製作されてもよい。図８に示
された組合せタグ２０ｃにおいて、図２に示された種類の無線周波応答素子はア
ンテナ２２ｃに寄生によって電気結合される。アンテナ２２ｃは磁気に反応する
材料で製作され、アンテナ２３ｃも磁気に応答する材料で製作されてもよい。こ
のような実施形態の他の変形は簡単に設計される。
【００３０】 組合せタグの全体厚さは、タグを物品の上または中に目立たないように配置す
ることができるようにするために、できる限り小さくする必要がある。たとえば
、タグは、書籍の頁の間に接着剤を用いて貼りつけられることもでき、書籍の端
を見ることによって簡単に検出されることをを防止するのに十分なほどタグを薄
くすることが望ましい。従来のＩＣは厚さ約０．５ｍｍ（０．０２インチ）であ
ると考えられ、タグの全体厚さは０．６３５ｍｍ（０．０２５インチ）未満であ
ることが好ましい。
【００３１】 本発明の組合せタグは、物品に個別のタグを自動的に順次貼付することができ
るようにするために、ロール形状で提供されることもある。この汎用システムは
、たとえば、ＰＣＴ出願第ＷＯ９７／３６２７０（ＤｅＶａｌｅら）に記載され
ている。１面以上の面が（感圧接着剤などの）接着剤によって覆われた個別の組
合せタグをロールから取外し、書籍の２つの頁の間の結合部付近に貼りつけるこ
とができる。頁スプレッダが、組合せタグの挿入を迅速に行うことができるよう
に設けられてもよく、さまざまな構成要素の位置を検出するために、システムに
センサなどの他のオプションが設けられてもよい。
【００３２】 本発明の組合せタグは、専用ではないが、図書資料の処理において特定の用途
を有すると考えられる。この種のＲＦＩＤタグを有する図書資料は、恐らく人手
を介することなく簡単に貸出しおよび返却を行うことができると思われる。した
がって、図書館利用者が適切な検出領域を通過すると、資料は（利用者が図書カ
ードに関係づけたＲＦＩＤタグを所持している）特定の図書館利用者に自動的に
貸出され、その図書館利用者が資料を図書館に再び持ち込むと返却されることに
なる。本発明のタグはまた、図書館の管理者が瞬時かつ連続的に資料の追跡を行
うことができることによって、在庫管理および分析の助けにもなることができる
。本発明の以上の特徴および他の特徴はもちろん、商店、倉庫および同類物にお
ける構成要素の処理など他の用途に広めることもできる。
【００３３】 別の実施形態において、本発明の組合せタグは、（タグの磁気特性が活性化ま
たは非活性化のいずれであるかを示す）磁気応答および（適切なソフトウェアの
使用によって、データベースまたはＲＦＩＤチップ自体のメモリが、品目が適切
に処理されたことを示しているかどうかを表す）無線周波応答の両方を用いて、
二状態マーカ情報を得ることができる。
【００３４】 本発明は、さらに以下の実施形態と共に説明される。
【００３５】 実施形態 実施形態１ 組合せタグが本発明によって製作された。「ＨｙＭｕ８０」の名称でＣａｒｐ
ｅｎｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅａｄ
ｉｎｇ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａから入手可能な合金から製作されたパーマロ
イストリップが、Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＳＣＳ） ｏｆ
Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａによって製作された試験部品に取り
付けられた。ストリップは、幅約１．６ｍｍ（０．６２５インチ）×厚さ０．０
２５４ｍｍ（０．００１インチ）×長さ１０．１６ｃｍ（４インチ）と測定され
た。試験部品は、ＬＥＤダイオードに接続された標準型ＳＣＳ ２．４５ＧＨｚ
アンテナからなる。その部品は、代表的なＳＣＳ ＲＦＩＤタグに電力を供給す
るのに十分なほど強い２．４５ＧＨｚの場にさらされると、ＬＥＤが点灯し、部
品の電力受信部の適切な動作をすぐに目で確認することができるように設計され
た。標準型ＳＣＳアンテナをプロトタイプ型パーマロイアンテナに交換するとす
ぐに、ＬＥＤはほぼ同様の場の強さで明るくなり、プロトタイプ型の作動の成功
が確認された。
【００３６】 実施形態２ 図３は、１３．５６ＭＨｚ ＲＦＩＤ設計で有用と考えられているアンテナの
別の実施形態を示している。この周波数では、コイル型アンテナの幾何学的構成
が好ましい。コイルを形成する螺旋型ターンは、エッチング（物理的または化学
的）、打抜きまたはマスクによる蒸着のいずれかによって、パーマロイなどの磁
気合金から製作される。コイルのまっすぐな「アーム」部分はまた、この設計に
おいて磁気応答素子としても作用する。しかし、この幾何学的構成においてこれ
らの金属素子の長さを削減することは、装置の磁気セキュリティ部分の効果を制
限する。図３に示された実施形態において、コーナに設けられる磁束収集素子が
、この制限を克服するためにアンテナコイルに追加された。図３に示された構造
は、アンテナの作動周波数を規定された問合せ周波数に同調させるために、前述
したように、コンデンサを含むことが好ましい。
【００３７】 この実施例において記載されたアンテナの特性が、無線周波集積回路用として
周知のアンテナの特性と比較された。これらの特性は類似しているため、この実
施形態のアンテナは、このような用途において適切に機能していると考えられる
。
【００３８】 本発明は、いくつかの実施形態について述べてきた。当業者は、記載された実
施形態の修正も本発明の範囲内であることを理解されたい。 本発明は、添付の図面と共にさらに詳細に説明され、同一の参照符号は、複数
の図にわたって同一の構造物を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 無線周波識別タグの概略図である。
【図１Ｂ】 無線周波識別タグの概略図である。
【図２】 無線周波識別タグの第２の実施形態の概略図である。
【図３】 本発明による組合せタグの概略上面図である。
【図４】 ＲＦＩＤタグと互いに影響を及ぼし合うＲＦＩＤ問合せシステムのブロックで
ある。
【図５】 本発明による組合せタグの図である。
【図６】 本発明による組合せタグの図である。
【図７】 本発明による組合せタグの図である。
【図８】 本発明による組合せタグの図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｇ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ピオトロウスキ，チェスター アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427， セント ポール，ピー．オー．ボックス 33427 (72)発明者 サイナチ，ロバート エー． アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427， セント ポール，ピー．オー．ボックス 33427 (72)発明者 ツァイ，チン−ロン アメリカ合衆国，ミネソタ 55133−3427， セント ポール，ピー．オー．ボックス 33427 Ｆターム(参考） 2G053 AA21 BC02 BC07 CA03 5C084 AA03 AA09 AA16 BB40 CC35 CC36 DD09 DD21 GG52

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）磁気応答素子および （ｂ）集積回路を含む無線周波応答素子を具備する組合せタグ。
  2. 【請求項２】 前記磁気応答素子が、低保磁力および高透磁率を有する強磁
    性材料を含む請求項１に記載の組合せタグ。
  3. 【請求項３】 前記無線周波応答素子が前記磁気応答素子に電気的に結合さ
    れ、アンテナの少なくとも一部として前記磁気応答素子を使用する請求項１に記
    載の組合せタグ。
  4. 【請求項４】 前記無線周波応答素子が、前記磁気応答素子に物理的に結合
    される請求項３に記載の組合せタグ。
  5. 【請求項５】 前記磁気応答素子が、二状態情報を提供する請求項１に記載
    の組合せタグ。
  6. 【請求項６】 前記無線周波応答素子が、二状態情報を提供するために、デ
    ータベースと通信を行う請求項１に記載の組合せタグ。
  7. 【請求項７】 前記タグが、二状態情報を提供するプログラム可能なメモリ
    素子を含む請求項１に記載の組合せタグ。
  8. 【請求項８】 前記磁気応答素子に問合せるための問合せ信号発生源および
    前記無線周波応答素子に問合せるための問合せ信号発生源をさらに具備する請求
    項１に記載の組合せタグを含むシステム。
  9. 【請求項９】 前記システムが、前記組合せタグに関する情報を有するデー
    タベースをさらに含む請求項８に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記タグが、図書資料と関連動作する請求項１に記載の組
    合せタグ。
  11. 【請求項１１】 ５０Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲での問合せ信号に応答する
    第１の素子および１２５ｋＨｚ〜６ＧＨｚの範囲での問合せ信号に応答する第２
    の素子を具備する組合せタグ。
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