JP2002522999A - 無線周波数識別システムへの用途 - Google Patents

無線周波数識別システムへの用途

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Abstract

(57)【要約】 関心対象の品目に関連付けられた無線周波数識別素子またはタグを備えた品目（１〜２６）とともに用いるアンテナ付棚テープ（３１０）を開示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 公知文献の引用 本特許出願は、米国特許出願第０９／１３４，６８７号（１９９８年８月１４
日に同一名称で出願）を優先権主張する。同出願の譲受人は本発明と同一であり
、その内容は本発明に引用されている。
【０００２】 技術分野 本発明は無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムの用途に関し、特に図書館にお
けるその種のシステムの利用に関する。
【０００３】 発明の背景技術 電子物品監視（“ＥＡＳ”）システムは、注目している物品の表面や内部に置
かれたり、あるいは人が持ち運ぶ小型の電子装置の存在を検知し、小売店や図書
館で窃盗その他の不正な物品持ち出しを検知するためによく利用されている。こ
れらの装置は一般にタグまたはマーカーとして知られ、従来は品目の存在に関す
る情報だけを含んでいた。この情報は、断続的または連続的にタグを電子的に調
べることにより得られる。その調べ方に基づいて、磁気方式、磁気機械方式、無
線周波数（ＲＦ）方式、およびマイクロ波方式の少なくとも４種類の異なるＥＡ
Ｓシステムが数年来発展してきた。これら４種類のうち、磁気方式システムが大
多数のアプーションにおいて最も高いセキュリティレベルを与える。磁気タグは
物品表面または内部に容易に隠すことができ、（遮蔽、折り曲げ、および圧力の
影響を受けにくいため）発見されにくく、また停止や再起動が容易であるため、
高レベルのセキュリティを提供し、またタグを付けられた物品の状態に関する何
らかの情報を与える。
【０００４】 ＥＡＳシステムのユーザーの多くは、単にタグを付けられた物品が存在してい
るか否かを知るだけでは満足しない。ユーザーはまた、例えばタグを付けられた
物品のどれが存在しているかをも知りたがる。製造日、在庫状態、所有者等、物
品の特徴に関する詳細情報は、一般に光学式バーコードを介して、自動化された
取り扱いおよび制御システムに伝送されてきた。光学式バーコードシステムは安
価かつ効果的であるものの、一定の制約がある。バーコードは目に見えなくては
ならず、そのためそれらが置かれる場所が限られ、偶然にせよ故意にせよバーコ
ードは簡単に見えにくくされてしまう。検知装置がバーコードを検知できる範囲
もまた比較的小さい。またバーコードを検知するためにはその配置が適切でなけ
ればならない。さらに、バーコードは検知されるべく露出していることが多いた
め、損傷を受けて検知が失敗しやすい。最後に、多数の品目を一度に１個づつ処
理しなければならない。バーコードシステムのこれらの制約により、図書館媒体
のマーキング等、ある種の用途には望ましくないか、あるいは非効率的である。
【０００５】 さらに最近では、光学式バーコードの制約に対処すべく（無線周波数識別ある
いはＲＦＩＤとしても知られる）電子識別技術が開発されてきた。ＲＦＩＤシス
テムは物品の識別と追跡を行なうには成功しているが、大部分のＲＦＩＤシステ
ムはタグが容易に非活性化される（〜１ＭＨｚ以上の）周波数範囲で稼働するた
め、物品のセキュリティを保証するには不十分である。無線周波数タグに付随す
るセキュリティ欠陥が生じるのは、例えば手やアルミホイルでタグを覆ったり、
あるいはタグを本に挟むことで“遮蔽”することができるためである。検知範囲
が広く遮蔽がより難しい電池駆動の無線周波数タグでさえ、遮蔽される恐れがあ
る。このように、ＲＦＩＤタグによりタグを付けられた物品は、不注意または故
意により検知されない可能性がある。これはセキュリティ装置としてその有効性
を大きく損なうものである。ＲＦＩＤマーカーはまた、“スマートカード”と関
係がある。接触型および無接触型スマートカードは商用用途に登場した。スマー
トカードは、タグを付けられた物品よりむしろ特定の人物に関連付けられる傾向
がある。スマートカード（またはそれを携帯する人物の）のセキュリティと追跡
に関する問題はＲＦＩＤマーカーについて上で述べたものと類似している。
【０００６】 ＲＦＩＤマーカーに付随するセキュリティ問題は、無線周波数およびマイクロ
波ベースのＥＡＳタグの分野に精通する者によく知られている問題に類似してい
る。無線周波数およびマイクロ波ベースのＥＡＳタグの短所を克服する試みに相
当の努力がなされてきた。しかし、セキュリティタグとしての性能が十分に向上
したものは未だにない。“非活性化コイルを備えた二重周波数ＥＡＳタグ”と題
された米国特許第５，５１７，１９５号（Ｎａｒｌｏｗ他）に、ダイオードと非
活性化回路を有するアンテナ回路を含む二重周波数マイクロ波ＥＡＳタグについ
て記述している。非活性化回路は、アンテナ回路のダイオードで電圧を誘導する
ことにより低エネルギーの交流磁場に応答してダイオードとアンテナの機能を止
めて、タグを無効にする。Ｎａｒｌｏｗ他により開示されたコンデンサ・ベース
のタグはある種の用途には有用だが、長期間を経て漏電が生じる恐れがあり、そ
れによりタグが不意に作動する可能性がある。
【０００７】 米国特許第４，７４５，４０１号（Ｍｏｎｔｅａｎ他）で開示された種類の無
線周波数ＥＡＳタグは磁気方式の素子を含む。磁気方式の素子は、付属装置によ
りタグが適切に磁化された際にタグのチューニングを変更し、それによりタグの
無線周波数応答をブロックする。これらのタグはある程度の有用性を有するが、
依然としてセキュリティおよび識別能力を向上させるものではない。
【０００８】 無線周波数識別技術は、多くの企業により開発されてきた。例えばＭｏｔｏｒ
ｏｌａ／Ｉｎｄａｌａ社（米国特許第５，３７８，８８０および５，５６５，８
４６を参照）、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社（米国特許第５，３４７
，２８０および５，５４１，６０４を参照）Ｍｉｋｒｏｎ／ＰｈｉｌｉｐｓＳｅ
ｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社、Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｓｙｓｔｅｍｓ社（米
国特許第４，４４２，５０７号、第４，７９６，０７４号、第５，０９５，３６
２号、第５，２９６，７２２号および第５，４０７，８５１を参照）、ＣＳＩＲ
社（欧州文書番号第０４９４１１４Ａ２号、第０５８５１３２Ａ１号、第０５９
８６２４Ａ１号および０６１５２８５Ａ２号を参照）ＩＢＭ社、（米国特許第５
，５５０，５４７号、第５，５２１，６０１号、第５，５２８，２２２号および
第５，６８２，１４３号を参照）、およびＳｅｎｓｏｒｍａｔｉｃ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎｉｎｃｓ社（米国特許第５，６２５，３４１を参照）等である。これらの
タグはすべて電池を必要とせずに遠隔識別を行なわせるものである。これらは１
２５ｋＨｚから２．４５ＧＨｚの範囲の周波数で動作する。低周波数タグ（〜１
２５ｋＨｚ）は遮蔽に対して適度に耐性があるが、帯域幅制約のために無線周波
数機能が限られてしまう。特に、これらのマーカーに基づいたシステムは一般に
、一度に１個のタグが監視領域にあるときにしか確実に動作しない。また、比較
的大型であって製造コストがかかる傾向がある。より高い周波数（通常１３．５
６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ、および２．４５ＧＨｚ）において、利用可能な帯域幅
を追加したことにより、短時間で監視地帯内の多数のタグを確実に処理できるシ
ステムの開発が可能になった。これは多品種用途にとり極めて望ましい。その上
、ある種のタグ設計は比較的安価に製造でき、そのために顧客にとってより魅力
的である。しかし、これらの高周波装置は程度の差こそあれ、先に論じた遮蔽を
受けやすい点が共通している。従って、図書館等の特定の用途で要求される高レ
ベルのセキュリティを提供することができない。
【０００９】 上述の議論より、タグを付けられた品目の識別が重要であるさまざまな環境に
おけるＲＦＩＤタグ向けの用途が多数存在することは明らかであろう。例えば、
Ｃｈｅｃｋｐｏｉｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ社が譲受人であるＰＣＴ公開番号ＷＯ９
９／０５６６０号（１９９９年２月４日公開）は、ＲＦＩＤタグが付けられた物
品を用いた在庫システムを記述している。そこで記述された好適な実施の形態は
図書館の物品へのＲＦＩＤタグの利用を考察し、次いで物品の属性を決定すべく
ＲＦＩＤタグを調べることにより、物品を自動的に貸し出すことができる。しか
し第６６０号公開特許には、多くの重要な、または望ましい図書館やその他の物
品管理機能は未だに記述も示唆もされていない。
【００１０】 発明の概要 本発明は、ＲＦＩＤ装置、およびアンテナシステムに関し、本アンテナシステ
ムの近傍にある関心対象の品目をＲＦＩＤ装置が呼掛けることができるようにす
る。本ＲＦＩＤアンテナシステムはＲＦＩＤタグ、オプション的には磁気的セキ
ュリティ素子、が関連付けられた品目と合わせて利用される。これらの装置と用
途について、特に本、定期刊行物、また磁気的および光学的媒体等の図書館の資
料を参照しつつ記述する。本発明向けの他の用途もまた想定している。
【００１１】 発明の詳細な説明 ここに述べる本発明の実施の形態は、ＲＦＩＤタグ、好適にはＲＦＩＤ／磁気
方式を組み合わせたセキュリティタグを利用する。この種のタグは、本発明の譲
受人が出願し、本発明が優先権主張する米国出願に引用されている、“セキュリ
ティが向上した識別タグ”と題された米国出願番号第０９／０９３，１２０号（
１９９８年６月８日出願）に開示されている。本発明の実施の形態と合わせて利
用される、磁気方式、ＲＦＩＤ、および複合タグの詳細な記述を以下のセクショ
ン１で述べ、次いで本発明の実施の形態をセクションＩＩで詳しく開示する。
【００１２】 Ｉ．本発明の実施の形態において用いるタグと素子 以下にセクションＩＩで述べる本発明の実施の形態において用いるタグは、単
一の装置で物品識別とセキュリティ効果の両方を実現することができる。好適に
は磁気的な呼掛け信号に応答する素子、および無線周波数呼掛け信号に応答する
素子を含む。一実施の形態において、磁気応答素子はまた、無線周波数応答素子
に対するアンテナを与える。本発明の文脈で“応答”という用語は、適切な呼掛
け磁場に置かれた際に、解釈可能な情報を素子が提供することを意味する。最初
に個々の素子を、続いて複合タグについて述べる。以下で明らかになるように、
セクションＩＩで述べる本発明の実施の形態はＲＦＩＤ素子のみを含んでいても
、あるいはＲＦＩＤ素子と磁気セキュリティ素子の組み合わせを含んでいてもよ
い。
【００１３】 Ａ．磁気応答素子 磁気応答素子は好適には、ミネソタ州セントポールのＭｉｎｎｅｓｏｔａ Ｍ
ｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ（３Ｍ）社から“ＴＡＴＴＬ
Ｅ−ＴＡＰＥ（登録商標）”ブランドの商品名で販売されているストリップに用
いられている材料等の低保磁力、高透磁性強磁性材料で作られている。これらの
ストリップ、またはマーカーアセンブリは３Ｍ社が譲受人であるいくつかの特許
に述べられている。例えば米国特許第５，３３１，３１３（Ｋｏｎｉｎｇ）や３
，７４７，０８６（Ｐｅｔｅｒｓｏｎ）等であり、これらの内容は本明細書に引
用されている。低保磁力、高透磁性強磁性材料の例として、パーマロイ（ニッケ
ル／鉄合金）、およびニューヨーク州モリスタウンのＡｌｌｉｅｄ Ｓｉｇｎａ
ｌ社からＭｅｔｇｌａｓ２７０５ＭおよびＭｅｔｇｌａｓ２７１４Ａの商品名で
販売されている高性能のアモルフォス金属等がある。
【００１４】 磁気応答素子は、素子が関連付けられた物品の特性に依存して、一状態あるい
は二状態のいずれであってもよい。例えば、図書館において特定の参考文献は図
書館から持ち出しが禁止されていて、従ってこのような本が呼掛け領域の中を通
過したか否かを一状態の（非活性化不可）マーカーが常時表示している。普通の
図書館の資料や商品等、他の物品は二状態マーカーアセンブリを必要とする場合
がある。その場合、物品が適切に処理されたならば呼び掛け源により検知されな
いようにするためにマーカーは適宜非活性化されてよい。以下に述べるように、
また上で引用したＰｅｔｅｒｓｏｎ特許にあるように、二状態機能は一般に、低
保磁力磁気材料に近接して高保磁力磁気材料の部分を加えることにより提供され
る。
【００１５】 特定の磁気応答素子は、低周波数の交流磁場（例えば５０Ｈｚ〜１００ｋＨｚ
）を通過した際に磁場の向きを急速に切り替え、検知装置の受信コイルにより検
知される所定の特性応答を生成する能力を有する。マーカーアセンブリの機能は
、高保磁力素子または“キーパー素子”の磁化状態により制御される。これらの
キーパー素子が磁化されると、呼掛け領域の交流磁場内で磁気的に向きを変える
マーカーの能力が変化させられ、マーカーは通常検知されない。キーパー素子が
非磁化されると、マーカーは再び切替機能を実施できるようになり、呼び掛け源
がマーカーの存在を検知できるようになる。当分野で公知なように、異なる方法
でキーパー素子を提供することができる。
【００１６】 マーカーアセンブリはまた、その片側または両側に接着剤を含んでマーカーを
本やその他の物品に接着させることができる。粘着性のレイヤ（群）を除去可能
なライナーで覆うことにより、意図した面にマーカーを貼り付ける前に誤った面
に貼り付けるのを防ぐことができる。マーカーアセンプリのこれらおよび他の特
徴は米国特許第３，７９０，９４５（Ｆｅａｒｏｎ）、５，０８３，１１２（Ｐ
ｉｏｔｒｏｗｓｋｉ）および５，３３１，３１３（Ｋｏｎｉｎｇ）に述べられて
おり、すべて上で引用されている。
【００１７】 この種の低周波数磁気素子は検知されないよう遮蔽することが難しいため、セ
キュリティが重要な場合、さまざまな品目に効果的に利用できる。その上、他の
ＥＡＳ技術を使用するマーカーに比べて非活性化と再起動がより便利に、完全に
、かつ繰り返し行なえるため、この特徴が大いに期待されている（図書館等の）
特定の用途での利用により適している。
【００１８】 Ｂ．無線周波数応答素子 ＲＦＩＤタグは能動的であっても、あるいは受動的であってもよい。能動的タ
グはタグ構成に、電池等の二次エネルギー源を組み込んでいる。このエネルギー
源により能動的ＲＦＩＤタグが呼掛け無線周波数場が弱い領域においても強い応
答信号を生成して伝送できるため、能動的ＲＦＩＤタグはより広い範囲で検知で
きる。しかし、電池の寿命が比較的短いため、タグの有効使用期間には制約があ
る。さらに、電池によりタグの大きさとコストが増える。受動的タグは、タグの
給電に必要なエネルギーを呼掛け無線周波数から得て、アンテナが呼掛け磁場に
示すインピーダンスを変調することによりそのエネルギーを用いて応答コードを
伝送し、それによりリーダーアンテナに返される反射信号を変調する。このよう
に、その範囲は限定される。受動的タグは多くの用途にとって好適であるため、
この種のタグに限定して議論を続けることにする。しかし、当業者にはこれら２
種類のタグは多くの特徴を共有し、両方とも本発明と合わせて利用できることが
理解されよう。
【００１９】 図１に示すように、受動的無線周波数応答素子１０は通常、集積回路１２とア
ンテナ１４の２個のコンポーネントを含む。集積回路は主要な識別機能を提供す
る。永久にタグ識別やその他の所望の情報を保存し、呼掛けハードウェアから受
け取ったコマンドを解釈および処理して、呼掛け装置からの情報要求に応答し、
多数のタグが同時に呼掛けに応答することに起因するぶつかりをハードウェアが
解決するのを支援するソフトウェアと回路を含む。集積回路はオプションとして
、単に情報を読み出すだけ（読み出し専用）ではなくメモリ（読み出し／書き込
み）に保存されている情報の更新も行なえる。ＲＦＩＤマーカーでの利用に適し
た集積回路として、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社（ＴＩＲＩＳまたは
Ｔａｇ−ｉｔ製品群）、Ｐｈｉｌｉｐｓ社（Ｉ−Ｃｏｄｅ、Ｍｉｆａｒｅおよび
Ｈｉｔａｇ製品群）、モトローラ／Ｉｎｄａｌａ社、およびＳｉｎｇｌｅ Ｃｈ
ｉｐＳｙｓｔｅｍｓ社から販売されているものがある。
【００２０】 アンテナの形状と特性は、タグのＲＦＩＤ部の所望の動作周波数に依存する。
例えば、２．４５ＧＨｚ（または類似の）ＲＦＩＤタグは通常、図１Ａに示すリ
ニアダイポールアンテナ４ａ、あるいは図１Ｂに示すように無線周波数応答素子
１０ａに取り付けられた折り畳みダイポールアンテナ１４ａ等のダイポールアン
テナを含む。１３．５６ＭＨｚ（または類似の）ＲＦＩＤタグは、図２に示すよ
うに無線周波数応答素子に取り付けられたスパイラルまたはコイルアンテナ１４
ｂを用いる。いずれの場合も、アンテナ１４は呼び掛け源から放射された無線周
波数エネルギーを傍受する。この信号エネルギーはタグに電力と命令の両方を提
供する。アンテナによりＲＦ（無線周波数）応答素子はＩＣチップに電力を供給
し、それにより検知させたい応答を返すのに十分なエネルギーを吸収することが
できる。このように、アンテナの特徴はそれが含まれるシステムに適合しなくて
はならない。高い周波数（ＭＨｚ〜ＧＨｚ）範囲で動作するタグの場合、最も重
要な特徴はアンテナの長さである。通常、ダイポールアンテナの有効な長さは、
それが呼掛け信号の半波長あるいは半波長の倍数に近い値に選ばれる。サイズの
制約のため半波長アンテナが非実用的である低位乃至中位の周波数範囲（例えば
１３．５６ＭＨｚ）で動作するタグの場合、重要な特徴はアンテナインダクタン
スおよびアンテナコイルの巻きの数である。両方のタイプのアンテナについて、
高導電性が必要とされる。通常、銅あるいはアルミニウム等の金属が用いられる
が、パーマロイ等の磁性金属を含む他の導体も利用可能であり、実際に本発明の
目的に好適である。また、エネルギー伝送を最大にするために、選択されたＩＣ
チップの入力インピーダンスがアンテナのインピーダンスと合致することも重要
である。アンテナに関するその他の情報は、例えば、Ｊ．Ｄ．Ｋｒａｕｓ“アン
テナ”（１９８８年、第２版。ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ社、ニューヨーク）等の
参考文献により当業者に公知である。
【００２１】 図２に示すように、多くの場合マーカーの性能を向上させるためにコンデンサ
１６が含まれる。コンデンサ１６が存在する場合、タグの動作周波数を特定の値
に調整する。これは、最大動作範囲を達成して、かつ規制条件の遵守を保証する
ために望ましい。コンデンサは別個のコンポーネントであっても、あるいは後述
のようにアンテナ内部に統合化されていてもよい。ある種のタグ設計、特に２．
４５ＧＨｚ等の非常に高い周波数で動作すべく設計されたタグは調整コンデンサ
を必要としない。コンデンサは、アンテナからのインダクタンスに接続されたと
き、次式で与えられる複合構造の共振周波数がＲＦＩＤシステムの所望の動作周
波数によく合致するように選択される。
【数１】 ここに、 Ｃ＝静電容量（単位：ファラッド） Ｌ＝インダクタンス（単位：ヘンリー）である。 コンデンサはまた、３Ｍ社が譲受人である米国特許第４，５９８，２７６号（Ｔ
ａｉｔ他）および第４，５７８，６５４号（Ｔａｉｔ他）に記述されるように、
分散型コンデンサであってもよい。分散静電容量はタグのサイズ、特に厚さを減
らして手作業での組み立てを最小限にするために望ましい。
【００２２】 動作過程において、図４に示すように無線周波数応答タグ１１０は、通常タグ
を監視する位置の近くに設置されているＥＡＳセキュリティシステム１００によ
り呼掛けられる。呼掛け領域は、間隔を空けた複数の検知パネルを、タグが付け
られた物品が置かれている部屋の出口を跨いで、監視対象品目を運ぶコンベヤ等
の近くで向き合うように設置することにより設定される。手持ち式の検知装置を
用いてもよい。（通常駆動発振器と増幅器を含む）呼び掛け源１０２は（界磁コ
イルとも呼ばれる）アンテナ１０４に接続されて、呼掛け領域内で交流無線周波
数場あるいは呼掛け信号を発信する。システム１００はまた、信号を受信するア
ンテナ（アンテナ１０４として示され、受信コイルとも呼ばれる）および呼掛け
領域内でタグが生成した信号を処理するための検知装置１０６を含む。
【００２３】 呼び掛け源１０２は呼掛け信号２００を発信する。信号は、他の用途との干渉
を起こさず、また適用される国の規制に従うべく特定の公知の周波数帯域内で選
択されてよい。無線周波数応答素子が呼掛け信号を受信すると、自身の応答コー
ド信号２０２を伝送し、それは次いでアンテナ１０４により受信されて検知装置
１０６へ伝送される。検知装置は応答を解読して、（通常コンピュータやその他
のメモリ装置１０８に保存された情報に基づく）タグを識別し、検知されたコー
ド信号に基づいてアクションを起こす。例えば図示した単一のアンテナ１０４の
代わりに呼び掛け源１０２と検知装置１０６に別々のアンテナを用いる等、図示
したシステムのさまざまな改良が当業者に公知である。
【００２４】 最近のＲＦＩＤタグはまた、非常に多くのユーザーアクセス可能なメモリを提
供する。これらは読み出し専用メモリまたは追記型メモリである場合もあるが、
ユーザーが離れた場所から内容を書き直して繰り返しメモリを更新できる方がよ
り好適である。提供されるメモリの量はさまざまであり、ＲＦＩＤタグの集積回
路部のサイズとコストに影響する。通常、１２８ビットから５１２ビットの間が
安価に提供できるメモリ量の総計である。例えばテキサス州ダラスのＴｅｘａｓ
Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社から“Ｔａｇ−ｉｔ”の商品名で販売されているＲ
ＦＩＤタグは、一意なタグシリアル番号、バージョンおよび製造情報等の項目用
に予約された１２８ビットのメモリに加えて２５６ビットのユーザープログラム
可能メモリを提供する。同様に、オランダのエイントホーフェンにあるＰｈｉｌ
ｉｐｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社から“Ｉ−コード”の商品名で販売さ
れているＲＦＩＤタグは上述の種類の情報用に予約された１２８ビットとともに
３８４ビットのユーザーメモリを提供する。
【００２５】 このユーザーアクセス可能なメモリは、例えば図書館環境に配置された品目識
別システムの性能を向上させるために利用できる。現在、図書館では光学式バー
コードを走査することにより品目を識別している。このバーコードに含まれる一
意の識別子は、図書館オートメーションのベンダーから提供されるソフトウェア
（ＬＡＶソフトウェア）を含む貸し出しデータベースにアクセスするために利用
され、そのデータベースには品目に関するより多くの情報が永久に保存される。
このシステムは高度に発達しており、多くの用途で非常にうまく機能するものの
、二つの短所がある。第一に、情報にアクセスするには貸し出しデータベースへ
の接続を確立しなければならない。これは、データベースへ接続しにくい場所に
品目がある場合、情報の入手を困難にする。第二に、特に利用が集中する期間に
おける貸し出しデータベースからの情報検索は、時として我慢できないほど長い
時間を要する。従って情報に含まれる特定の重要項目をＲＦＩＤタグに保存する
ことにより、これら両方の制約を克服できる。
【００２６】 情報をＲＦＩＤタグ自体に入れることにより、図書館識別システムの性能を改
善することができる一例として、図書館識別番号が挙げられるであろう。すなわ
ちデータベースにアクセスすることなく、ＲＦＩＤラベルを走査するだけで品目
の“本籍”図書館を手早く便利に確認することができる。ＲＦＩＤタグ自体に情
報を入れることが好適な別の例として、品目が本、ビデオテープ、オーディオテ
ープ、ＣＤやその他どの品目であるかを明示するコードがある。このコードは例
えば、本発明の譲受人から販売されている３Ｍ標準交換プロトコルで指定された
媒体タイプコードで構成されていてよい。媒体のタイプが即座にわかることによ
り、図書館の資料管理システムは、遠くにある貸し出しデータベースを調べる手
間と時間をかけることなく、品目が適切に処理されていることを保証できる。Ｒ
ＦＩＤラベルに組み込むのに適した情報の他の例は当業者には明らかであろう。
【００２７】 ＲＦＩＤシステムがバーコードベースのシステムよりも優れている別の分野と
して、多品目の識別がある。精巧なソフトウェアアルゴリズムを用いることによ
り、ＲＦＩＤリーダーとマーカーは協動して、操作者の介在なしにリーダーの呼
掛け領域内にあるすべての品目がうまく識別されることを保証する。この能力に
より、バーコードベースの識別システムで実装するのが困難または不可能であっ
た在庫管理、品目追跡および分類の分野における多くの有用な用途の開発が可能
になる。
【００２８】 Ｃ．複合タグ 図３および図５〜８を通じて示すように、複合タグ２０は磁気応答素子とＲＦ
応答素子を組み合わせて、両方の利点を引き出す。このように、２種の素子を対
象品目に同時に適用することによりコストが削減できる。複合タグに除去可能な
ライナーに覆われた感圧接着剤を塗布することにより、ライナーが除去された際
に複合タグを物品の表面に接着させることができる。別の実施の形態において、
タグは無線周波数応答素子用のアンテナとして磁気応答素子を用いる。磁気応答
素子がアンテナとして用いられる場合、無線周波数応答素子に電気的に接続され
ており、無線周波数応答素子に物理的に接続していても、いなくてもよい。
【００２９】 本発明に従って作られた複合タグは二通りの方法で呼掛けることができる。第
一に、ＲＦＩＤ呼び掛け源は無線周波数信号を利用して、集積回路にコードを要
求してそれを受信する。この情報は例えば、タグが付けられて物品を識別し、ま
たその物品が適切に処理されたか否かを示す。第二に、呼掛け磁場がタグを呼掛
けてマーカーアセンプリの磁性部がアクティブであるか否かを判定する。マーカ
ーアセンブリがアクティブであれば、呼び掛け源は、マークが付いた物品が適切
に処理されなかったとの通知等の応答を生成する。磁気による呼掛けは無線周波
数による呼掛けに比べて遮蔽に対して耐性が大きいため、複合タグの磁性部はセ
キュリティを向上させよう。このように、磁気およびＲＦＩＤタグ両方の特徴が
単一の複合タグ内で組み合わされる。
【００３０】 好適な実施の形態において、複合タグは無線周波数応答素子の回路内でアンテ
ナとしても機能する磁気応答素子を含む。両方の機能を発揮するために、アンテ
ナ材料は低い保磁力と非常に高い透磁性を（効率的なセキュリティ素子として機
能するために）、また中位乃至高位の導電性を（効率的なアンテナとして機能す
るために）備えている必要がある。さらに、アンテナの形状は両方の機能に適合
したものでなければならない。この実施の形態においてアンテナは、例えばパー
マロイ、すなわちニッケルと鉄の合金から作ることができる。
【００３１】 一実施の形態において、３Ｍ社の“Ｔａｔｔｌｅ−Ｔａｐｅ（登録商標）”ブ
ランドのセキュリティストリップやその他の同種の磁気素子を、２．４５ＧＨｚ
または同等の高周波数で動作するリニアダイポールアンテナとして用いてよい。
このストリップの長さ、幅および厚さは、用いられたＲＦＩＤチップの特定の動
作周波数やその他の特徴と合致するよう選ばれている。通常、本ストリップは（
ペンシルベニア州リーディングのＣａｒｐｅｎｔｅｒ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ
Ａｌｌｏｙｓ社から“ＨｙＭｕ８０”の商品名で販売されているものを含む多種
類の）パーマロイ、あるいはニューヨーク州モリスタウンのＡｌｌｉｅｄ Ｓｉ
ｇｎａｌ社から２７０５Ｍの商品名で販売されているアモルフォス合金から作ら
れ、その長さは６．３５〜１６．５センチメートル（２．５〜６．５インチ）の
間である。集積回路の端子はセキュリティストリップの終端に物理的に接続され
ている。インピーダンスと電力ゲインの電気的測定の結果、このような磁気スト
リップはこの種のチップに通常用いられる銅やアルミニウム製のダイポールアン
テナと同等の基本電気特性を与えることが明らかにされ、したがって両方の機能
をうまく発揮するものと期待される。
【００３２】 磁気応答素子が無線周波数応答素子用のアンテナの少なくとも一部として用い
られる場合、両者は互いに電気的に接続されている。（図５に示すように）多数
の素子間の物理的接続により、あるいは物理的接続が無い場合は（図６、７、８
に示すように）非接触電磁結合により電気結合が生じる場合がある。非接触結合
は寄生結合、静電結合、あるいは誘導結合を含み、そのようなアンテナコンポー
ネントを寄生アンテナ素子、反射および導波アンテナ、八木／宇多アンテナ、あ
るいは他の適当なアンテナ構成に利用することができる。
【００３３】 図３に示す複合タグは磁性材料で作られたコイル巻きを含む。本タグは例えば
、 タグの磁気的機能を改善するためにコーナーに磁束コレクタが備えられた１４ｃ
のようなアンテナ構造を有する１３．５６ＭＨｚのタグであってよい。他の種類
の磁束コレクタを備えていてもよい。
【００３４】 図５に示す複合タグ２０は、磁気応答材料で作られたアンテナ２２と集積回路
１２の間の物理的な接続を含む。１個以上のキーパー素子または上述の種類のも
のもまた磁気応答材料に適用でき、それにより選択的に起動または停止されて二
状態タグを実現することができる。しかし図６に示すアンテナ２２ａは、集積回
路１２またはダイポールアンテナ２３に物理的に接続していないにもかかわらず
、寄生ダイポール結合によりダイポールアンテナに電気結合して複合タグ２０ａ
を実現する。ダイポールアンテナ２３は、磁気応答材料あるいは非磁気応答材料
のどちらで構成されていてもよい。
【００３５】 図７および８に示す実施の形態において、１個以上のアンテナ２２が備えられ
ていてアンテナ２３ｂと２３ｃにそれぞれ電気結合する。図７に示す複合タグ２
０ｂにおいて、集積回路１２はアンテナ２２ｂに寄生的に結合するダイポールア
ンテナ２３ｂを含む。アンテナ２２ｂは磁気応答材料で作られており、アンテナ
（群）２３ｂも磁気応答材料で作られていてよい。図８に示す複合タグ２０ｃに
おいて、図２に示す種類の無線周波数応答素子はアンテナ２２ｃに寄生的に電気
結合している。アンテナ２２ｃは磁気応答材料で作られており、アンテナ（群）
２３ｃも磁気応答材料で作られていてよい。これら実施の形態のその他の改良型
も容易に設計できる。
【００３６】 複合タグの全体の厚さは、タグが物品の上または内部に目立たないように置け
るように、できる限り薄い方がよい。例えば、タグは本のページの間に接着剤で
貼り付けることができ、本の裏側を見て容易に発見されるのを妨ぐためにタグを
十分薄くすべきである。従来のＩＣは厚さが約０．５ミリメートル（０．０２イ
ンチ）であり、タグの全体の厚さは０．６３５ミリメートル（０．０２５インチ
）未満であるのが好適である。
【００３７】 本発明の複合タグは、個々のタグを物品へ自動的かつ連続的に貼付できるよう
にロール形状で提供することができる。この一般的なシステムは、例えばＰＣＴ
公開番号ＷＯ９７／３６２７０号（Ｄｅｖａｌｅ他）に述べられている。個々の
複合タグは、その一つ以上の表面が（感圧接着剤等の）接着剤で覆われていて、
ロールから取り除かれて本の２ページの間の綴じ込み部分の近くに貼付すること
ができる。複合タグの挿入を容易にするためにページスプレッダーが備えられて
いてもよく、またシステムの各種のコンポーネントの位置を検知するセンサー等
その他のオプションも提供されてもよい。
【００３８】 複合タグは、特に図書館の資料処理での利用を想定されているが、これに限ら
れるものではない。この種のＲＦＩＤタグを有する図書館の資料は、人間の介在
なしに、持ち出し／返却の確認をより容易に行なうことができよう。すなわち、
特定の利用者（自分の図書館カードに貼付されたＲＦＩＤタグを本人が持ってい
る）が適当な検知領域を通過する際に、資料はその利用者に貸し出されたと自動
的に確認され、利用者が資料を持って図書館に再入館した際に返却されたと確認
される。本発明のタグはまた、図書館管理者が即座にかつ連続的に資料を追跡で
きるようにすることにより、在庫管理と分析を支援することができる。無論、本
発明のこれらおよびその他の特徴は、店舗、倉庫等における物品の取り扱いのよ
うな他の用途にも適用することができる。
【００３９】 別の実施の形態において、複合タグは二状態マーカー情報を提供することがで
き、その情報は（タグの磁気特性が起動中か停止中かを示す）磁気応答、および
（適切なソフトウェアの利用を介して、品目が適切に処理されていたことをデー
タベースまたはＲＦＩＤチップ自体のメモリが示す）無線周波数応答の両方を介
して提供される。
【００４０】 以下の例はセクションＩＩで述べる本発明の実施の形態で用いられるタグにつ
いてより詳しい情報を提供する。
【００４１】 実施例１ 本発明に従って複合タグが作られた。ペンシルベニア州リーディングのＣａｒ
ｐｅｎｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社から“ＨｙＭｕ８０”の商品名で販売さ
れている合金で作られたパーマロイストリップを、カリフォルニア州サンディエ
ゴのＳｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＳＣＳ）社が生産した試験設備
に貼付した。ストリップの寸法は、幅が約１．６ミリメートル（０．６２５イン
チ）、厚さが０．０２５４ミリメートル（０．００１インチ）、長さが１０．１
６センチメートル（４インチ）である。試験設備はＬＥＤダイオードに接続した
標準ＳＣＳ２．４５ＧＨｚのアンテナで構成されている。本装置は、典型的なＳ
ＣＳＲＦＩＤタグに給電するのに十分な強さを有する２．４５ＧＨｚの場に露出
されるとＬＥＤが発光して、装置の受電部が正常動作中であることが即座に視認
できるように設計されている。標準ＳＣＳアンテナをパーマロイアンテナのプロ
トタイプで置き換えたところ、ＬＥＤはほぼ同じ場の強さで発光し、プロトタイ
プが正常に動作することが確認された。
【００４２】 実施例２ 図３に、１３．５６ＭＨｚのＲＦＩＤ設計で有用であると思われるアンテナの
別の実施の形態を示す。この周波数において、コイルタイプのアンテナ形状パタ
ーンが好適である。コイルを構成するらせん状の巻きは、（物理的または化学的
）エッチング、ダイカッティング、あるいはマスクを通した析出のいずれかによ
り、パーマロイ等の磁性合金から形成される。コイルのまっすぐな“腕”部はま
た、この設計で磁気応答素子としても機能する。しかし、これらの金属素子の長
さはこの形状により縮められているため、装置の磁気セキュリティ部の有効性が
制限される。図３に示す実施の形態において、コーナーに配置された磁束収集素
子は、この制約を克服するためにアンテナコイルに加えられた。図３に示す構成
は、アンテナの動作周波数を所定の呼掛け周波数に調整するために、上述のよう
にコンデンサを含むのが好適である。
【００４３】 本例で述べたアンテナの特徴は、無線周波数集積回路用の公知のアンテナの特
徴と比較された結果、それらの特徴が似通っていたため、本例のアンテナはこの
ような用途において十分に機能するものと思われる。
【００４４】 以下に述べる本発明の実施の形態は、それぞれ上で述べたＲＦＩＤ素子のみを
有するタグ、または複合タグのいずれを用いてもよい。
【００４５】 ＩＩ．ＲＦＩＤ呼掛けシステム用のアンテナシステム Ａ．一般論 本発明は、関心対象の多数の品目に対して用いるアンテナシステムに関し、そ
れら品目の少なくともいくつかはＲＦＩＤ素子を含む。好適な実施の形態におい
て、アンテナシステムは、品目に隣接して配置された連続的なアンテナ付テープ
と、アンテナ付テープにより得られた情報を処理するためのソフトウェアと、テ
ープの一部を作動させてＲＦＩＤ呼び掛け源がテープのその部分から情報を得る
ことができるようにするためのコントローラを含み、アンテナ付テープはＲＦＩ
Ｄ呼び掛け源に永久的にあるいは取り外し可能なように接続されている。これら
および本発明の他の特徴について以下により詳細に述ベる。他の用途も間違いな
く本発明の範囲に含まれるが、本発明は特に棚の上に置かれた図書館品目の備品
管理を行なうのに好都合であるため、主にその方面における本発明の特徴を述べ
ることにする。
【００４６】 Ｂ．システムコンポーネント 本セクションで述べるコンポーネントのあるものは本発明の特定の用途ではオ
プションとされてよい。
【００４７】 １．ＲＦＩＤタグ付き品目 本システムはＲＦＩＤ素子を備えた品目に関する情報をそこから得るように意
図されていて、ＲＦＩＤタグ内に組み込む（ＲＦＩＤタグとも呼ばれる）ことが
できる。いくつかの実施の形態において、上述の種類の複合タグをＲＦＩＤタグ
として、あるいは付加的に用いる場合がある。図書館資料の場合、ＲＦＩＤタグ
を品目のどこに配置してもよいが、品目の下部から所定の距離の場所にタグを配
置することにより、棚の上に置かれたすべての品目がほぼ同じ場所にＲＦＩＤタ
グを備えていることが好適である。好適なＲＦＩＤタグはＲＦＩＤ呼び掛け源の
照準線に直接入っていなくてもよく、例えば、本の背の上または近くに装着され
ていてよい。アンテナ付棚テープには電力が供給され、自身はタグ内のＲＦＩＤ
素子に電力を供給するため、ＲＦＩＤタグ内でより小さいアンテナを用いること
ができ、その結果サイズとコストの両方が削減できる。
【００４８】 ２．ＲＦＩＤ呼び掛け源 ＲＦＩＤ呼び掛け源は“ＲＦＩＤリーダー”、またはＲＦＩＤ装置と呼ばれる
ことが多く、当分野で公知の方法により、ＲＦＩＤタグを呼掛けてそこから情報
を得られるように適合されている。ＲＦＩＤリーダーは据え置き型、持ち運び可
能型、あるいは手持ち型であってもよく、ＲＦＩＤタグを呼掛けるために本発明
のアンテナシステムを利用すべく適合されている。他の実施の形態において、リ
ーダーはまた、リーダーの読み取り範囲を広げるためにアンテナも備えている。
多くの製造業者が、各種の異なるマーカーを読み取り可能なＲＦＩＤリーダーを
製造している。ＲＦＩＤリーダーは、テキサス州ダラスのＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔ
ｒｕｍｅｎｔｓ社が生産しているＣｏｍｍａｎｄｅｒ３２０ １３．５６ＭＨｚ
ＲＦＩＤリーダーで構成することができる。手持ち型リーダーモジュールがＩ．
Ｄ．Ｓｙｓｔｅｍｓ社から“ｆｌｘ−ｍｓｒ”の商品名で販売されており、電力
消費量が小さいために読み取り範囲は限定されるが、持ち運び可能なリーダーと
しては高性能である。Ｐｈｉｌｌｉｐｓ社製ＲＦＩＤマーカーと協働する発見キ
ットとして別のリーダーユニットがＰｈｉｌｌｉｐｓ社から入手可能であるが、
Ｐｈｉｌｌｉｐｓ社は本リーダーを商品化してないようである。より高い周波数
で動作する他のリーダーとして、Ｓｉｎｇｌｅ Ｃｈｉｐ Ｓｙｓｔｅｍ社の２
．４５ＧＨｚのシステムやＡｍｔｅｃｈ社の９００ＭＨｚシステムがある。これ
らの市販されている呼び掛け源、あるいは現在公知であるか後日開発された他の
あらゆる呼び掛け源も、適切に設計されたアンテナ付棚テープと合わせて呼び掛
け源として利用することができる。ここに述べるＲＦＩＤリーダーとアンテナ付
テープが関心対象の品目を首尾よく呼掛けるためには協働しなくてはならないた
め、実装される特定のアンテナ付テープ設計はＲＦＩＤリーダーの呼掛け周波数
に（恐らく他の特徴にも）依存する。従って、一般的に受容できるアンテナシス
テム設計におけるパラメータを個別に指定することは非常に困難である。
【００４９】 ３．ソフトウェア ＲＦＩＤリーダーがＲＦＩＤタグから情報を得たならば、ユーザーが選択した
方法で情報を処理して保存するためにソフトウェアが用いられる。このソフトウ
ェアはリーダーを呼掛け、その後タグを呼掛けるために用いられる。本ソフトウ
ェアはホストコンピュータからリーダーへ要求とコマンドを送り、リーダーから
動作パラメータと状態チェック結果を得る。リーダーソフトウェアはまた、リー
ダーとの間でやり取りされたコマンドが正当なコマンドや応答であることを確認
する予防措置を備えている。
【００５０】 ＲＦＩＤ装置がＲＦＩＤタグを読んだ後、装置は図書館オートメーションのベ
ンダーすなわちＬＡＶから提供されたソフトウェアを有するコンピュータに品目
識別情報を伝送する。現在約５０種類あるＬＡＶソフトウェアシステムの中に、
ユタ州プロボのＡｍｅｒｉｔｅｃｈ Ｌｉｂｒａｒｙ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ社から
販売されている“Ｄｙｎｉｘ”、コロラド州デンバーのＣａｒｌ社から販売され
ている“ＣａｒｌＩＬＳ”、およびとミズーリ州セントルイスのＤＲＡ社から販
売されている“ＤＲＡ”がある。ＬＡＶソフトウェアは、図書館が館内を通過す
る資料の流れを管理できるようにし、利用者、図書館の資料およびその状態と利
用可能性に関するデータベース等を含む。
【００５１】 ４．アンテナ ＲＦＩＤタグの呼掛けとそれらのタグからの情報受信を容易にするために、本
発明に含まれるアンテナシステムは連続的（従って“ＲＦＩＤ棚管理テープ”、
“アンテナ付棚テープ”、あるいは単に“棚管理テープ”と呼ばれる。ただし棚
管理テープは必ずしも通常のテープのように接着性であるとは限らない）でも、
あるいは非連続的でもよいが、製造、適用、および扱いの容易さのゆえに連続的
アンテナシステムの方が通常は好適である。本発明は離散的なアンテナで実施す
ることもできるが、簡便のため、連続的なアンテナ付テープを参照しつつ述べる
ことにする。
【００５２】 一実施の形態において、ＲＦＩＤ素子を備えたタグは、関心対象の所定の領域
にあるいくつかの、または好適にはすべての品目に配置されていて、アンテナ付
棚テープはそれらの品目と同じ場所またはその近くに置かれる。アンテナ付棚テ
ープは、好適には利用可能な交流電流により電力を供給される。ＲＦＩＤタグが
ＲＦＩＤ呼び掛け源（全領域に対して１個の信号発信源でも、または多数の信号
発信源でもよい）により呼掛けた場合、その信号発信源は、品目の存在／不在、
品目の属性に関する情報をすばやく取得して、必要ならばデータベースと比較す
ることができる。このように、特に図書館で有用である備品管理を頻繁に、ある
いは連続的に行なうこともできる。
【００５３】 図９に示すアンテナ付棚テープは、関心対象の所定の領域内にある、一つ、ま
たは二つ以上、あるいはすべての棚の上に設置されてよい。アンテナ付棚テープ
はＲＦＩＤ素子に補助電力を供給でき、それにより図書館資料と関連付けられた
タグ内のＲＦＩＤ素子を読むのに必要な総電力が削減される。小さい電力で済む
リーダーはより小さく、従って操作がより容易である。個々の品目を１個づつ処
理する手持ち型スキャナを用いるよりも、アンテナ付テープを用いれば１動作で
品目のグループをすばやく読んだり、走査することができるため、ユーザーは品
目の追跡と備品管理を連続的に行なうことができる。このように、操作者はリア
ルタイムでどの品目がどこに保存あるいは棚載せされているかを確認することが
でき、その結果、とりわけ図書館の備品管理が大幅に単純化される。
【００５４】 本発明のアンテナシステムは、さまざまな種類の棚材料の近くで機能するのが
好適である。木やプラスチックで作られた棚はアンテナ付テープに影響を及ぼす
可能性があるが、当業者に公知のとおり、アンテナに印加された、異なる誘電負
荷をうまく相殺するようにアンテナの設計を容易に適合させることができる。裏
側に接着剤が塗布されたアンテナ付テープは、例えば、金属製でない棚の裏側に
適用することができる。いくつかの図書館およびデータセンターにおいて、金属
製の棚が存在するであろう。従ってアンテナ付テープは金属製の棚に近接して動
作すべく設計されていることが望ましい。アンテナ付テープが金属製の棚で用い
られる用途において、例えば、誘電スペーサー層の追加を含む、適切なアンテナ
設計が必要とされる場合がある。性能を最適化するのに必要な特定の設計は、ア
ンテナ付棚テープ用に選ばれた動作周波数に依存するであろう。例えば、金属製
の棚との互換性は、約１３．５６ＭＨｚ未満で稼働するＲＦＩＤシステムの場合
、金属製の棚からアンテナ付テープを約１．２７センチメートル（０．５インチ
）離すことにより実現できる。１３．５６ＭＨｚを越える場合、棚自身がアンテ
ナ設計で効率的に利用され、アンテナシステムにおける不可欠な部分になるかも
しれない。金属製の棚の別の設計は、本やその他の図書館資料のすぐ上の棚に乗
っている本の上方にアンテナ付テープを配置することである。
【００５５】 効率的に動作するには、当分野で公知のようにアセンブリ内の個々のアンテナ
が適切なＱ値を有する必要がある。Ｑ値はアンテナの品質要因、すなわちアンテ
ナの損失、効率、および帯域幅の測定を記述する。Ｑ値が適切か否かはシステム
の他のコンポーネント、すなわちマーカーのＱ値、呼び掛け源に関連付けられた
任意の呼掛けアンテナのＱ値、および呼掛けエレクトロニクスが必要とする信号
帯域幅に依存する。
【００５６】 一実施の形態において、本発明のアンテナ付テープは、アンテナ付テープの特
定の起動された部分と調整してリーダーが呼掛けを行なえるようにする制御回路
を含む。すなわち、リーダーはアンテナ付テープの特定の部分に関連付けられた
ＲＦＩＤタグを呼掛け、それらのタグから情報を得て、次にアンテナ付テープの
異なる（なるべく隣接した）部分に関連付けられたＲＦＩＤタグを呼掛ける。こ
の特徴はアドレス指定能力と呼ばれ、制御回路はマルチプレクサ回路を含んでい
てよい。アドレス指定能力は特に、１個の巨大なアンテナシステムで関心対象の
すべての項目を呼掛けることは可能ではあるが、１個のアンテナで効率的に監視
するにはあまりにも大きい領域を監視するのに役立つ。そのような単一アンテナ
システムの下で、呼び掛け源は品目の順序まで判定することはできないにせよ、
監視領域内にどの品目が存在するかを判定することができる。
【００５７】 図１０を参照しつつ以下に詳細に説明するように、コントローラはアンテナ回
路へアドレスを送り出す。続いて１個の特定のアンテナのみがＲＦＩＤタグを読
むために起動されるが、これはリーダー信号でリレーにより実現される。１個の
アンテナが読まれた後で、マルチプレクサ回路は励起し、それによりアンテナ付
テープの次の、指定されたセグメントを起動させる。そのアンテナはそのセグメ
ントに関連付けられたＲＦＩＤタグを呼掛けるためにＲＦＩＤリーダーを支援す
る。隣接するアンテナ素子の範囲を重複させて、第一セクションに例えば１から
１０までの品目に関連付けられた場所を、第二セクションに品目９から２０まで
に関連付けられた場所を、そして第三セクションに品目１９から３０までに関連
付けられた場所を、というように読ませることが望ましい。この構成を図１０に
示し、以下により詳細に述べる。同じ品目を二度（上記の例で品目９、１０、１
９、と２０）呼掛ける冗長さはソフトウェアが原因であるが、すべての品目がア
ンテナ素子間の合流点で適切に呼掛けられることを保証する。また、例えばアン
テナ付テープのセグメントの起動および停止を手作業で行なうことにより、マル
チプレクサ回路なしでアンテナ付テープの特定のセグメントを呼掛けられること
も可能である。これは簡単なスイッチにより可能であろう。
【００５８】 アドレス指定機能は特定の場所に特定の品目を関連付けるため、特に呼掛けら
れた品目の実際の順序を判定するのに役立つ。アドレス指定機能はまた、各アン
テナ素子への電力供給を強化する。他の素子にスイッチが無い場合、回路は巨大
な電力分割装置として振舞うであろう。その結果各素子には総電力の一部しか供
給されないため、タグを読む確率が小さくなるであろう。
【００５９】 テープ自体は連続テープを含んでいても、あるいは特定の棚で利用すべく所定
のセグメントに細分されていてもよい。連続テープの一例は、織物状に連続して
いるアンテナを切断できる境界点を有するが、その前提として切断によってアン
テナ素子は切断されず、またアドレス指定回路のいずれも破損しないことである
。境界点において、リーダーに接続するための回路は、簡単な機械的接続、ある
いは電気的にテープに接続する（容量的に結合した接続）ことにより追加するこ
とができる。テープのもう一端が素子の数を表わす終了点となる。最初に回路が
使用される時、初期化状態でアンテナ素子が何個存在しているかが決まり、回路
アドレスがセットされる。特定の長さのテープが使用されたならば、マルチプレ
クサ回路およびリーダーエレクトロニクスへの接続が確立されて、使用可能とな
る。
【００６０】 別の実施の形態において、ＲＦアンプはＲＦＩＤタグを呼掛ける信号強度を高
める。アンテナ付テープはタグを活性化すなわち起動するためにＲＦエネルギー
を供給し、続いてテープ内のアンテナを介してリーダーは手持ち型装置、あるい
はアンテナ付テープ自体でタグを読む。テープは追加のＲＦエネルギーを加える
ことにより、手持ち型の、または棚の上に置かれたテープリーダー装置がより効
率的にタグを読むことができる。増幅の別の実施の形態は、テープ上のアンテナ
へ送られる電力を増やすためにリーダー信号線と直列に置かれた基本ＲＦアンプ
であり、帰還信号の解読を助けるための信号処理の増加すなわち増幅である。
【００６１】 ５．システム統合 アンテナ付テープは呼掛けおよび制御エレクトロニクス、次いで適切なＬＡＶ
ソフトウェアに接続する。ＲＦＩＤ装置（呼び掛け源）で用いられたアンテナは
また、サイズとコストの両面で縮小することができ、それにより比較的大型で場
所をとり、しかも生産コストが高い銅線アンテナがもたらす問題が克服されよう
。連続的アンテナ付テープは、安価で取り付けが簡単、かつ棚に置かれた物品の
位置を良好な解像度、例えば１３．５６ＭＨｚシステムに対して約１２センチメ
ートル（４インチ）以下、で特定できるアンテナシステムへのニーズを満たす。
適切なハードウェアおよびソフトウェアにより、所定の領域内の品目の在庫およ
び保管場所の管理が完全に自動化できる。
【００６２】 一実施の形態において、ＲＦＩＤ資産在庫管理システムは１３．５６ＭＨｚの
呼掛け周波数で動作するが、これは産業、科学、あるいは医学向け用途用に予約
された周波数帯域にある。アンテナ設計を適当に変更することで、本発明は広範
囲の周波数と用途に適用できる。呼掛け振幅は好適には磁気媒体、（記憶装置を
含む）商用の（非固定的な）半導体素子、およびこの帯域外で動作するその他の
電子装置は悪影響を受けない程度に十分低い。本システムは好適にはすべて当該
のＦＣＣおよび欧州庁（Ｅｕｒｏｐｅａｎ ａｇｅｎｃｙ）電磁放射規制に準拠
している。
【００６３】 図１０を参照しながら以下に詳述するように、ＲＦＩＤリーダー、制御回路お
よびその他のシステムコンポーネントは、アンテナ付テープの特定のセグメント
またはセクションと関連付けられていても、あるいはアンテナ付テープに着脱可
能な手持ち型その他のＲＦＩＤ装置と関連付けられていてもよい。すべての関心
対象領域に対して単一のアンテナ付テープを用いる実施の形態ではこのような取
り外しは必要とされない。複数のアンテナ付テープを用いる実施の形態では持ち
運び可能リーダーがアンテナ付テープの第一セグメントに接続されて起動され、
次いで取り外されてアンテナ付テープの後続セグメントに接続されてよい。多数
のアンテナ付テープを用いる、大規模で完全に自動化された用途において、特定
の領域に割り当てられた１個のリーダーがその領域内のテープを読むように、す
なわち棚毎に１個のリーダーを配置することができる。これにより中央コンピュ
ータはすべてのリーダーとシステム全体を制御することができる。本発明の別の
実施の形態において、ＲＦＩＤ装置をアンテナ付テープシステムに結合させて物
理的接続なしでシステムを呼掛けることができる。この無接触のシステムは、関
心対象の領域全体にわたって提供される１個以上の結合ステ−ションと誘導的に
結合する手持ち型ＲＦＩＤ装置を含む。その効果は実際の物理的結合と同じであ
る、システムの老朽化を抑え、多数のアンテナと結合するスピードが速くなる等
、さらなる利点をもたらす。
【００６４】 アンテナ付テープと呼掛けシステムの全体的な実施の形態の一つを図１０に示
す。関心対象である特定の品目１〜２０が棚３００の上に並べられていて、それ
ぞれがその品目に関連付けられたＲＦＩＤ素子を含む。アンテナ付テープ３１０
は棚３００に固定されていて、個々にアドレス指定可能なアンテナ素子３１２、
３１４、３１６等を含む。システムの残りの部分へアンテナ付テープが着脱可能
な用途の場合、（ポート３２０等の）ポートを提供することができる。リーダー
３３０と制御回路３４０を含む、アンテナ付テープから取り外し可能であると表
示されたシステムの部分は、必要に応じてポートの上流または下流のいずれでも
よいことに留意されたい。リーダー３３０は、アンテナ素子３１２、３１４、お
よび３１６を、それらのセクションが制御回路３４０により起動されるにつれて
、逐次呼掛けていくのが好適である。制御回路３４０は好適にはマルチプレクサ
回路を含む。図に示す実施の形態において、アドレス指定可能なアンテナ素子を
参照しながら上で述べたように、第一のアンテナ素子３１２は品目１〜１０に関
連付けられた場所に呼掛け、第二のアンテナ素子３１４は品目９〜２０に関連付
けられた場所に呼掛ける、この過程を繰り返す。
【００６５】 リーダー３３０により得られた情報は、無線または有線接続を含む適当な手段
により、ソフトウェアとデータベース３６０を含むコンピュータ３５０へ転送す
ることができる。ソフトウェアはＬＡＶソフトウェアやその他のソフトウェアで
あってよく、好適にはデータベースと通信して品目１〜２０に関する情報を取得
したり、あるいはデータベースへそれらの品目に関する情報を転送することがで
きる。さらに実行結果をディスプレイ３７０上でユーザーに提示することができ
る。
【００６６】 本発明によるアンテナ付棚テープシステムを設計、実装する一方法について以
下に説明する。第一に、所望の個数のアドレス指定可能な個々のアンテナ素子を
含む柔軟なアンテナ付テープのプロトタイプを生産する。これらのユニットはテ
ープに沿って直線状に配置され、必要な距離だけ伸長する。アンテナ素子が多い
ほどより高い解像度（特定の品目に特定の場所を関連付けるべく向上した能力）
が得られ、少ないほど解像度が下がる。管理すべき２個の重要なパラメータは、
テープに沿って最初のアンテナからの最後のアンテナまで適切なインピーダンス
マッチを得て維持し、しかも均等な読み取り範囲を実現すべく全アンテナに均等
な電力を維持することである。これらのパラメータは、当業者には管理が容易で
ある。
【００６７】 第二に、呼掛け電子機構インタフェース、アンテナインタフェース設計、およ
びテープ上に個々のアンテナのアドレス指定を許す方法を開発する。第三に、必
要に応じて、アンテナ付テープからのデータ取得を許すコンピュータ・ソフトウ
ェアを作成する。第四に、所望の環境下におけるプロトタイプ設計の性能につい
て、例えば、ａ）個々のアンテナの放射パターンをマッピング、ｂ）個々のアン
テナの最大読み取り範囲を決定、ｃ）隣接アンテナ間の干渉を算定、ｄ）本等を
棚に置くことによる影響を評価、ｅ）テープを下へ伝える呼掛け用電力の効率を
算定、およびｆ）これらの検査の結果を用いた最適なアンテナ間隔および形状を
決定することにより、デモンストレーションおよび評価を行なう。
【００６８】 ＲＦＩＤ棚テープはまた、他のマーケットにおける用途に用いることができる
。例えば、本システムは棚に載せられたビデオテープ、オーディオテープ、コン
ピュータディスクやテープ、あるいは商用または政府のデータセンターで見られ
るようなデータカートリッジの一群の中で特定のＲＦタグを付けられた品目の存
在を確認するために適合することができる。他の潜在的な用途として、在庫管理
、品目追跡、ロジスティクス、および資産分類がある。ここに開示した特定の発
明に対する変更もまた本発明の範囲に含まれることは当業者には直ちに理解され
よう。
【図面の簡単な説明】
添付図面を参照しつつ本発明についてより詳細に記述する。複数の図にわたり
同一番号は同種の構造を表わす。
【図１Ａ】 無線周波数識別タグの模式図である。
【図１Ｂ】 無線周波数識別タグの模式図である。
【図２】 無線周波数識別タグの第二の実施の形態の模式図である。
【図３】 複合タグの模式的な平面図である。
【図４】 ＲＦＩＤタグと相互作用するＲＦＩＤ呼掛けシステムのブロック図である。
【図５】 本発明による、複合タグの説明図である。
【図６】 本発明による、複合タグの説明図である。
【図７】 本発明による、複合タグの説明図である。
【図８】 本発明による、複合タグの説明図である。
【図９】 本発明の各種の実施の形態の説明図である。
【図１０】 本発明の各種の実施の形態の説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｋ 19/077 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｈ Ｇ０８Ｂ 13/24 Ｋ (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，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ (72)発明者 ゴンザレス，バーナード 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 ピオトロウスキー，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 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） 5B035 BB09 CA23 5B058 CA17 KA24 5C084 AA03 AA09 BB31 CC35 CC36 DD08 DD87 EE01 EE07 FF02 GG03 GG52 GG56 GG57 GG71 HH08 5J046 AA09 AA12 AB07 AB11 PA00

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれがＲＦＩＤ素子を含む品目とともに用いるアンテナ
    システムであって、前記アンテナシステムは複数のアンテナを含み、そのうちの
    少なくとも１個が選択されて、ＲＦＩＤ装置により、前記選択されたアンテナに
    隣接する前記ＲＦＩＤ素子の呼掛けが容易に行なえるようにすることを特徴とす
    るアンテナシステム。
  2. 【請求項２】 前記アンテナシステムは長手方向に伸長したテープの形状で
    提供されることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナシステム。
  3. 【請求項３】 前記システムはＲＦＩＤ呼び掛け源により供給される電力か
    ら分離した電源を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナシステム。
  4. 【請求項４】 呼掛けのために１個以上のアンテナを選択的に起動するマル
    チプレクシング回路をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナ
    システム。
  5. 【請求項５】 前記アンテナは前記テープの長手方向に重なることを特徴と
    する、請求項２に記載のアンテナシステム。
  6. 【請求項６】 前記システムは少なくとも１個のコイル、螺旋、ダイポール
    、あるいはマイクロストリップ・パッチアンテナを含むことを特徴とする、請求
    項１に記載のアンテナシステム。
  7. 【請求項７】 前記テープは前記ＲＦＩＤシステムが前記品目の順序を決定
    することができるようにすることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナシス
    テム。
  8. 【請求項８】 前記ＲＦＩＤタグは中央呼び掛け源によりほぼ同時に呼掛け
    られることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナシステム。
  9. 【請求項９】 前記テープは手持ち型ユニットによりエネルギーを与えられ
    て起動されることを特徴とする、請求項１に記載のアンテナシステム。
  10. 【請求項１０】 前記アンテナ付テープは機械式ファスナーにより棚に取り
    付け可能であることを特徴とする、請求項２に記載のアンテナシステム。
  11. 【請求項１１】 前記アンテナ付テープは金属製の棚に磁気的に取り付け可
    能であることを特徴とする、請求項１０に記載のアンテナシステム。
  12. 【請求項１２】 前記アンテナ付テープは棚に取り付けるために接着剤の層
    を有することを特徴とする、請求項１０に記載のアンテナシステム。
  13. 【請求項１３】 前記システムは前記テープが生成した信号の出力を増やす
    ためのＲＦ増幅器を含むことを特徴とする、請求項１に記載のアンテナシステム
    。
  14. 【請求項１４】 前記品目は図書館資料であることを特徴とする、請求項１
    に記載のアンテナシステム。
  15. 【請求項１５】 ＲＦＩＤ呼び掛け源および前記品目から得られた情報を処
    理するためのソフトウェアと組み合わせることを特徴とする、請求項１に記載の
    アンテナシステム。
  16. 【請求項１６】 前記ソフトウェアは、前記呼掛けられた品目が所定の順序
    にあるか否かを判定するアルゴリズムを含むことを特徴とする、請求項１５に記
    載の組み合わせ。
  17. 【請求項１７】 それぞれがＲＦＩＤ素子を含むある品目を呼掛ける方法で
    あって、 （ａ）複数のアンテナを備え、前記複数のアンテナの１個以上が選択されて、
    前記選択されたアンテナに隣接する前記品目に関する情報を提供する、電源付き
    アンテナシステムを提供するステップと、 （ｂ）第一のアンテナを選択するステップと、 （ｃ）前記第一のアンテナに隣接する前記品目に関連付けられたＲＦＩＤ素子
    を呼掛けるステップと、 （ｄ）前記第一のアンテナに隣接する前記品目に関しＲＦＩＤ素子から情報を
    取得するステップと、 を含むことを特徴とする方法。
  18. 【請求項１８】 ステップ（ｄ）で得た情報を用いて前記項目に関する情報
    を有するデータベースを更新するステップ（ｅ）をさらに含むことを特徴とする
    、請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 ステップ（ａ）〜（ｃ）に引き続いて、 （ｅ）第二のアンテナを選択するステップと、 （ｆ）前記第二のアンテナに隣接する前記品目に関連付けられたＲＦＩＤ素子
    を呼掛けるステップと、 （ｇ）前記第二のアンテナに隣接する前記品目に関して前記ＲＦＩＤ素子から
    情報を取得するステップとをさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の
    方法。
  20. 【請求項２０】 少なくとも１個の品目が前記第一のアンテナおよび第二の
    アンテナの両方により呼掛けられることを特徴とする、請求項１９に記載の方法
    。
  21. 【請求項２１】 前記品目が前記第一のアンテナに隣接した前記場所に属す
    るか否かを判定するステップ（ｅ）をさらに含むことを特徴とする、請求項１７
    に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 連続的に実行されて、前記第一および第二のアンテナ位置
    に関連付けられた前記品目に関するリアルタイム情報を提供することを特徴とす
    る、請求項１９に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 断続的に実行されて、第一および第二のアンテナに関連付
    けられた品目に関する情報を所望の間隔で提供することを特徴とする、請求項１
    ９に記載の方法。
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