JP2003533143A - 無線周波数検出識別システム - Google Patents
無線周波数検出識別システムInfo
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Abstract
Description
202,391号(2000年5月8日出願)の利益を主張する。
検知してその共振タグに保存された情報を確認する無線周波数システムに関する
。
く持ち出されることを検知して防止するための無線周波数システムが普及してき
ている。このような保安システムは、一般に、電子的物品保安(EAS:ele
ctronic article security)システムと呼ばれており
、タグを保護対象物品に係着したり固定したりして用いている。
およびその包装の種類および大きさなどに応じて、様々であって良い。このよう
なEASシステムは、一般に、保護対象物品が監視保安領域ないし監視保安領域
ゾーンを通過したりこれに接近した際に共振タグの存在を検知するために設置さ
れる。多くの場合には、監視保安領域は小売店舗やその他の施設の出入口または
その近くに設けてある。
蔵した共振タグを用いており、この共振タグは、所定の特性を有する電磁場によ
る呼掛けを受けた際に、単一の所定の検出周波数で共振する。共振タグを取付け
た物品が監視領域に侵入したり通過する際に、共振タグは保安システムが発する
電磁場に曝される。
生成されている電磁場を変化させる。共振タグ内に誘起される電流の強度および
位相は、共振タグから保安システムまでの距離と、印加する電磁場の周波数と、
共振タグの共振周波数と、共振タグのQ値と、の関数である。共振タグが存在す
ることによって引き起こされる監視領域内の電磁場の変化が保安システムによっ
て検出される。
断し、この監視領域内の電磁場の変化が共振タグの存在によるものかその他の要
因によるものかを判定する。保安システムが電磁場の変化を共振タグの存在によ
るものと判定した場合には、アラームを発して、警備員やその他の適切な人員に
通報する。
、未だ限界がある。誤警報は、共振タグが実際には監視領域内に存在しないにも
拘わらず、監視領域内に生成されている電磁場が共振タグおよび保安システム以
外の要因によって乱されたり変化した際に、所定の判定基準を適用しても、未だ
、共振タグが監視領域内に存在してアラームの原因になっているかのように判定
される場合に起こる。
準を用いるという点や、疑わしい共振タグ信号に対して統計的テストを行うとい
う点で、著しく高度化している。しかし、用途によっては、誤警報の回数が依然
として多すぎる。したがって、このような電子的物品保安システムで使用する共
振タグが従来の共振タグ以上に多くの情報を出力することによって、電子的保安
システムが、監視領域内などに共振タグが存在する際に得られる信号をその他の
要因による類似の信号から区別できるようにすることが必要である。
対して、この呼掛け信号とは異なる周波数で応答するか、または、1つより多く
の周波数で応答するタグを用いることである。従来技術でこれらの特徴の1つを
有するタグを構成するためには、トランジスタ等の能動素子、または、整流器な
いしダイオード等の非線形素子を用いることが必要である;しかし、従来の製造
方法では共振タグを平面的な受動素子として製造しており、上述の素子の製造に
は適さない。
波数を有する2つ以上の共振タグを用いることによって保護対象物品を確実に保
護することである。たとえば、第2の共振タグの共振周波数を第1の共振タグの
共振周波数から所定量だけずらしても良い。この方法では、所定量だけ離れた周
波数を有する2つ以上の信号のそれぞれが共振タグ信号として機能することによ
って、監視領域内に多数の共振タグが存在することになり、共振タグの検出信頼
性が向上する;これは、その他の要因によって多数の信号が発せられると共にそ
れぞれの信号が所定の各周波数を有する確率は極めて低くなるからである。
着想は一般には受入れられていない;それは、これらの共振タグどうしが干渉し
合うことによってこれらの共振周波数が予期しない周波数に変化してしまうこと
を避けるためには、タグどうしを物理的に十分な距離で離さなければならないか
らである。共振タグどうしを実質的に距離をおいて位置させる場合には、少なく
とも、これらの共振タグを個別に取付ける操作が必要になり、共振タグを適用す
るためのコストが著しく増化する。更に、ある保護対象物品は、2つ以上のタグ
どうしを相互作用を避けられるだけ離しておく程大きくない場合がある。共振タ
グどうしを相当の距離離すこともまた取付け方向に影響し、それ故複数タグから
の信号強度に影響を与え、その1つ又はそれ以上のタグの検出感度を限定するこ
とがある。
cy identification:無線周波数識別)システムと一般に呼ば
れているものがあり;このシステムでは、共振タグを取付けた対象物品を識別し
たり、この物品を移動すべき宛先を識別するために共振タグを用いる。共振回路
タグを物品識別のため用いることは、光学的バーコードを用いる方法より有利で
ある;それは、不明瞭にする汚れの問題がなく、また、タグ検出システムに対し
て共振タグを正確に位置決めする必要がないからである。
れ、エッチングされ、又はタグに貼り付けるなどされた共振回路パターンを活性
化(または非性化)することによって、物品に関する情報を格納する。典型的に
は、多重同調回路検出を用いるシステムは、一つの共振回路の一つの周波数をも
つ信号で各共振回路に順次的に呼掛けを行い、その後、検出さるべき同調回路の
各々からの再放射エネルギーを待つ。相異なる各周波数で呼掛けを順次的に行わ
なければならないことの結果は、物品処理可能速度が制限された遅い検出システ
ムとなることである。
タグを用いる。受信周波数でのパルスを用いた呼掛けがあると、このタグは、そ
れぞれの共振回路の共振周波数に対応した周波数成分(複数)をもつ検出可能な
電磁波信号を放射する。 したがって、本発明によれば、相異なる周波数を有する別個のタグを物品に取
付ける必要なしに、電子的物品保安システムにおける誤報を低減できる;更に、
本発明によれば、RFIDシステムにおけるタグに記録した情報も利用できる。
テムは:所定の1次周波数で第1の電磁波信号を放射する送信器と;前記物品に
取付けられ、その第1の電磁波信号を受信したことに応じて第2の電磁波信号を
生成する共振タグであって、その第2の電磁波信号が1次周波数でありまた1次
周波数とは異なる所定の2次周波数である共振タグと;その第2の電磁波信号を
受信する受信器と;そして、その受信器の出力端に接続されたコンピュータであ
って、そのコンピュータは受信された第2の電磁波信号を処理して、第2の電磁
波信号中に2次周波数が検出された際に出力信号を生成するコンピュータと;を
備えている。
の存在を判定する無線周波数のシステムであって、そのシステムは:所定の1次
周波数で第1の電磁波信号を放射する送信器と、前記複数の共振回路を備えた共
振タグであって、共振回路の各々は相異なる共振周波数の1つで共振するのであ
り、前記タグは前記第1の電磁波信号を受信し且つこの第1の電磁波信号を受信
した際には第2の電磁波信号を生成するのであり、第2の電磁波信号は複数の2
次周波数を含むのであり、複数の2次周波数の各々は前記複数の共振回路の共振
周波数の1つに対応している共振タグと、第2の電磁波信号を受信する受信器と
、そして受信器の出力端に接続されたコンピュータであって、受信した第2の電
磁波信号を処理して前記複数の2次周波数の存在を検出し、前記情報に対応する
出力信号を生成するコンピュータと、を備えているシステム。
振タグを取付けるステップと、所定の1次周波数で第1の電磁波信号を放射する
ステップと、前記第1の電磁波信号を受信したことに応答して第2の電磁波信号
を生成するステップであって、前記第2の電磁波信号が前記1次周波数でありま
た1次周波数とは異なる所定の2次周波数であるところのステップと、前記第2
の電磁波信号を受信するステップと、前記受信した第2の電磁波信号を処理する
ステップ、そして、前記第2の電磁波信号中に前記2次周波数を検出した際には
出力信号を生成するステップと、を備えている方法である。
の存在を判定する方法を具え、その方法は:前記複数の共振回路を共振タグに備
えるステップと;所定の1次周波数で第1の電磁波信号を放射するステップと;
前記共振タグにおける前記第1の電磁波信号を受信して、この前記第1の電磁波
信号を受信したことに応じて第2の電磁波信号を生成するステップであって、前
記第2の電磁波信号は複数の2次周波数を具備し、その複数の2次周波数の各々
は前記複数の共振回路の共振周波数の1つに対応しているところのステップと;
前記第2の電磁波信号を受信するステップと;そして、前記受信した第2の電磁
波信号を処理して前記複数の2次周波数の存在を検出検出するステップと;及び
前記情報に対応する出力信号を生成するステップと;を備えている。
参照すればよりよく理解されるであろう。本発明を説明するためのこれらの図に
は、現時点で好適な実施例を示してある。しかし、これらの図に示した構成や実
施方法の細部によって本発明が制約されるものではない。
施例に係る、物品を検出するための、および/または、特定の電磁的特性を有す
るタグを取付けた物品に関する情報を識別するためのRF(radio fre
quency:無線周波数)システム10のブロック図である。RFシステム1
0は、所定のパルス幅とパルスレートと搬送波周波数とを有する無線周波数電磁
波のパルスを監視識別ゾーンに向けて放射する方式であるいわゆるパルス受信型
(pulselisten system)であることが好ましい。各パルスを
監視識別ゾーンに向けて放射した後、RFシステム10は監視識別ゾーン内の電
磁場を調べて、特定の電磁的特性を有するタグを取付けた物品が監視識別ゾーン
内に存在するか否かを判定する。
する送信器12を備えていることが好ましい。送信器12は、従来技術に係るD
級プッシュプルRF増幅器から構成されており、パルス期間が約5マイクロ秒で
搬送波周波数が13.5MHz域にあるパルス振幅変調信号を生成する。しかし
、考慮されうるように、送信器12の出力信号の搬送波周波数は13.5MHz
には限定されない。1.5MHzという低い周波数及び7000MHzという高
い範囲の搬送波周波数も本発明の範囲の内である。さらにパルス振幅変調信号の
パルス幅は5マイクロ秒に限定されない。当業者には理解されるように、送信器
12のパルス幅はRFシステム10で使用する特定のタグの特性に整合するよう
に選択されるであろうし、そのような設計上の選択は本発明の精神と範囲の内で
ある。
シンセサイザ52は、「数値制御発振器を用いた共振回路検出及び測定システム
」の標題の米国特許出願番号09/315,452号、米国特許番号 号に記載されているデジタル周波数シンセサイザと同様のデジタル周波数シン
セサイザと同様であることが好ましい;その特許の技術内容の全体はこの引用に
より本明細書に包含される。周波数シンセサイザ52は、送信器12を1次周波
数で動作させるための第1の出力信号を出力する。周波数シンセサイザ52は、
スーパヘテロダイン受信器14の従来型ミキサ40を動作させるための第2の出
力信号も出力する。周波数シンセサイザ52からの第2の出力信号の周波数は、
後述のように、RFシステム10の動作モードの選択に応じて、1次周波数と同
一であっても良く、1次周波数と異なっていても(すなわち2次周波数であって
も)良い。
この第1の電磁波信号を受信した際には第2の電磁波信号を生成するためのデュ
アル周波数共振タグ20を備えている。この第2の電磁波信号は、第1の電磁波
信号の1次周波数に対応する(第1の)周波数成分と、1次周波数とは異なる所
定の2次周波数に対応する第2の周波数成分とを有している。
電気回路図を示す。デュアル周波数共振タグ20は、第1の誘導性要素であるイ
ンダクタンスLpと、第2の誘導性要素であるインダクタンスLsと、第1の容
量性要素であるキャパシタンスCpと、第2の容量性要素であるキャパシタンス
Csという4つの回路要素を備えている。上述のインダクタおよびキャパシタは
、1次周波数で共振する第1の共振回路と、2次周波数で共振する第2の共振回
路とを構成する。第1および第2の共振回路は互いに電磁的に結合されているこ
とが好ましい。必要な場合には、図2に破線で示したように、誘導性要素や容量
性要素などの回路要素を更に追加しても良い;それらの回路要素Lk、Lnおよ
びCk、Cnは、第1の磁気回路と電磁的に結合した追加の共振回路を構成する
。
と直列に接続されている。第1のキャパシタンスCpは第1のインダクタンスL
pと並列に接続されている。直列回路(LsとCsの)が並列回路(Lpおよび
Cp)の両端間に接続されている。インダクタLpおよびLsは互いに結合係数
Kで磁気的に結合していることが好ましい。しかし、第1および第2の共振回路
の間の結合を、容量性結合または抵抗性結合を用いて行っても良い。インダクタ
ンスLp、Ls、キャパシタンスCp、Cs、結合係数Kの値は、図2のように
構成したデュアル周波数共振タグ20が同時に第1および第2の共振周波数で共
振するように選択する。
科学医療(ISM:industrial, scientific and
medical)周波数帯に位置していることが好ましい。現在のISM周波数
帯は、13MHz、27MHz、430〜460MHz、902〜916MHz
及び2350〜2450MHzを含んでいる。第2の共振回路の共振周波数は、
EASシステムに割当てられた周波数帯に位置していることが好ましい;それは
現在約1.95MHz、3.25MHz、4.75MHz及び8.2MHzを含んで
いる。
り、また、第2の共振回路の共振周波数は約8.2MHzである。このようなデ
ュアル周波数共振タグ20の周波数要件を満たすようにインダクタンスおよびキ
ャパシタンスの値を選択する方法は当業者には良く知られているので、本明細書
では説明を省略する。キャパシタンスは集中回路定数でも、後述のようにインダ
クタンス内の分散回路定数として構成しても良い。
である。デュアル周波数共振タグ20は、第1の主面つまり面24と、その反対
側の第2の主面つまり面26とを有する実質的に平面状の誘電性基板22を備え
ている。基板22は、絶縁性で、比較的薄く、誘電体として使用可能である限り
、どんな固体材料、複合構造、その他の材料であっても良い。基板22は、高分
子材料であるポリエチレン等の絶縁性誘電体材料から構成されていることが好ま
しい。しかし、当業者には明らかであるように、基板22を構成するのにその代
わりに、他の誘電体材料を用いても良い。図3に示したように、基板22は透明
である。しかし、透明性は基板22の特性として要求されるのではない。
26の上に導電性材料でパターン形成することにより構成されている。すなわち
、第1の導電性パターン28(図3では淡色で示してある)は基板22の第1の
主要側面24(図3では、便宜的に共振タグ20の裏側としてある)の上に形成
されている。また、第2の導電性パターン60(図3では濃色で示してある)は
基板22の第2の主要側面26の上に形成されている。これらの導電性パターン
28、60は、電子的物品保安システム技術の当業者には良く知られている方法
によって、既知の種類の導電性材料を用いて基板表面24、26上に形成して良
い。エッチレジストインク等を用いた印刷で所望の材料部分を保護した後に、不
要部分を化学的方法で除去するというサブトラクティング(減算的)プロセス(
すなわちエッチング)によって導電性材料をパターン形成することが好ましい。
導電性材料(例えば金、ニッケル、銅、青銅、黄銅、高密度グラファイト、導電
性エポキシ銀ペースト、等)をアルミニウムの代わりに使用しても良く、その場
合でも共振タグ20の性質や動作に影響はない。同様に、その他の方法(ダイシ
ング等)を用いて基板22上に導電性パターン28、60を形成しても良い。共
振タグ20は、「平面状回路製造プロセス」に関する米国特許3,913,21
9号に記載されている種類のプロセスを用いて製造しても良い;この米国特許の
技術内容はこの引用により本明細書に包含される。しかし、必要な場合には、そ
の他の製造プロセスを用いても良い。
述の共振回路を構成している。図3に示した例では、インダクタンスすなわち誘
導性要素Lp、Lsは、それぞれ、第1の導電性パターン28の一部分である誘
導コイル62、64として形成されている。したがって、インダクタンスLp、
Lsは基板22の第1の主面24上に形成されている。これら2つの誘導コイル
62、64は、図示したように同方向に巻回して、これらの間に特定の量の誘導
性結合を形成することが好ましい。
板66、68は、基板22の第1の主面24上の第1の導電性パターン28の一
部分として形成されている。また、容量性要素すなわちキャパシタンスCp、C
sの各々の第2の電極板70、72は、第2の導電性パターン60の一部分とし
て形成され、基板22の第2の主面26上に置かれている。好ましくは基板22
を貫通して直接的電気接続が延在し、これが第1の導電性パターン28を第2の
導電性パターン60に電気的に接続し、;それによって、基板22の両側面を常
に継続的にほほ同じ静電レベルに維持する。
ほぼ正方形の一つのランド74を含んでおり、それが第1のインダクタンスLp
を形成している。同様に、ほぼ正方形の一つのランド78が第2の導電性パター
ン60の一部分として形成されており、これは導電性のビーム80によって第2
の導電性パターン60部分に接続している;それの中に、第1のキャパシタンス
Cpの第2の電極板70が形成されている。
る。第1の導電性パターン28の導電性ランド74と第2の導電性パターン60
の導電性ランド78との間に溶接によって直接的な電気接続(図示しない)が形
成されている。好ましくはランド74、78の間の直接的な電気接続が、電子的
物品保安システム技術の当業者に良く知られている方法によって形成する。
ス幅5マイクロ秒および搬送波周波数13.56MHzを有するパルス電磁場で
照射した後の過渡応答を示すプロット(グラフ)を示す。このプロトタイプは、
13.56MHzと8.2MHzとの両方の周波数で同時に共振するように設計さ
れている。このプロトタイプは、1インチの銅テープで製作した矩形ループアン
テナの中央部に置かれ、このアンテナに無線周波数(RF)信号を印加すること
によって電磁場が照射された。
でのプロトタイプタグの近傍の残留電磁場(リングダウン)が計測された。図4
は、時間領域でのリングダウン信号には少なくとも2つの周波数成分が含まれて
いることを明瞭に示している。図4に示された時間領域での信号は、次いで高速
フーリエ変換(FFT:fast Fourier transform)を適
用することによって周波数領域での信号データに変換された。図4に示されたデ
ータにFFTを適用した結果が図5に示されている;この周波数スペクトルでの
明瞭なピークには約13.56MHzと約8.2MHzに明瞭なピークが見られる
。
とバンドパスフィルタ32とを通して第2の電磁信号を受信し、受信したRF信
号をベースバンド信号に変換するための、従来型設計のスーパヘテロダイン受信
器14をも備えている。その受信器は、無線周波数増幅器36と、バンドパスフ
ィルタ38と、ミキサ40と、ローパスフィルタ42と、A/D変換器44とを
備えている。無線周波数増幅器36とバンドパスフィルタ38は検出したい信号
をカバーするための帯域をもっている。好適な実施例では、無線周波数増幅器3
6とバンドパスフィルタは約5.0MHz〜約15.0MHzの範囲の帯域幅をも
っている。無線周波数増幅器36とバンドパスフィルタ38のバンドパス特性は
、設計上の必要に応じて、単一の実質的に平坦なバンドパス特性であっても、マ
ルチプル・パス・バンドの特性であっても、あるいは複数の狭い帯域幅に同調可
能なものであっても良い。
。ミキサ40は、バンドパスフィルタ38からの出力信号と周波数シンセサイザ
52からの第2の出力信号とを受信して、バンドパスフィルタ38からの出力信
号と周波数シンセサイザ52からの第2の出力信号と、を共に乗算することによ
って、バンドパスフィルタ38からの出力信号の周波数をベースバンド信号に変
換する。ベースバンド信号をA/D変換器44に印加する前に、ミキサ40から
の出力はローパスフィルタ42によってフィルタ処理される。A/D変換器44
は、アナログベースバンド信号をコンピュータ46の入力に適合するデジタル信
号に変換する。当業者ならば認識できるであろうが、受信器14は約5.0MH
z〜約15.0MHzの周波数範囲の信号の受信と言うことに限定されることは
ない。考えられるように、1.5MHzという低い周波数から7000MHzと
いう高い周波数まで受信可能な受信器は本発明の精神および範囲の内である。
2の電磁信号を受信器14に入力するアンテナ30を備えている。好ましくは、
そのアンテナは、アンテナ30の近傍の場には検出・識別ゾーンを作り出し遠方
の場では電磁場を一般に打消すループアンテナである。好適なアンテナは、「送
受信ループアンテナ」と題する米国特許5,602,556号に開示されている
ものである;その全体は、参照により本明細書に包含される。しかし、その他の
種類のアンテナを用いても良い。送信器12が第1の電磁信号を送信している時
、すなわち「パルス期間」中、にはアンテナ30はアンテナスイッチ50によっ
て送信器12に接続されており、第2の電磁信号を受信したい時、すなわち「リ
スン(聴取)期間」中には、それは受信器14に接続されている。
ンピュータ46を更に備えている。コンピュータ46は受信した第2の電磁信号
を処理し、受信された第2の電磁信号の性質が所定の判定基準に合致する場合に
は出力信号を生成する。下に述べるように、出力信号を生成するための判定基準
は、2次周波数のみの検出であっても良く、または、1次周波数と2次周波数の
両方を検出することであっても良い。このような、共振タグの存在を検出する処
理は当業者には良く知られているから、簡単のために本明細書ではこれ以上開示
しない。コンピュータ46はまた、RFシステム10の全体的タイミング調整と
制御と行う。
ションから入手可能なTMS320C54Xのようなファミリの中から選択され
た商業的に入手可能なデジタル信号処理コンピュータと、揮発性ランダムアクセ
スメモリ(RAM)と、不揮発性読出し専用メモリ(ROM)とを備えている。
ROMに格納されコンピュータチップおよびRAMで実行されるコンピュータ実
行可能ソフトウエアコードが、制御配線34を通して制御信号を供給することに
よってRFシステム10を制御して、周波数シンセサイザ52の周波数と、送信
器12の出力信号のパルス幅と、アンテナスイッチ50の位置とを制御する。
備えた共振タグ20を検出するためのRFシステム10の動作を図示するタイミ
ング図、および、プロセス100の関連フローチャートである。t0〜t1の時
間(ステップ102)には、コンピュータ46が周波数シンセサイザ52を制御
して1次周波数で信号を生成させ、アンテナスイッチ50を制御して送信器12
をアンテナ30に接続させ、送信器12のゲートをオンにして無線周波数エネル
ギーのパルスを生成させ、所定の1次周波数で第1の電磁信号を形成させる。時
刻t2からt3(ステップ104)には、コンピュータ46がアンテナスイッチ
50を制御してアンテナ30を受信器14に接続することによって、受信器14
が1次周波数で第2の電磁信号を受信する準備を行う。
6で処理されて(ステップ106)、この信号が、1次周波数での共振タグ20
のリングダウン信号を評価するための所定の判定基準に合致するか否かが判定さ
れる;この判定基準はコンピュータ46に格納されている。リングダウン信号用
の格納されている判定基準に受信信号が合致した場合には、時間t4〜t5(ス
テップ108)において、コンピュータ46は1次周波数で第1の電磁信号を再
送信する。リングダウン信号が所定の判定基準に合致しない場合にはステップ1
02が反復される。時間t6〜t7(ステップ110)には、コンピュータ46
は周波数シンセサイザ52を制御して所定の2次周波数で信号を生成し、アンテ
ナスイッチ50を制御してアンテナ30を受信器14に接続させて、受信器14
が2次周波数で第2の電磁信号を受信する準備を行う。
6で処理されて(ステップ112)、この信号が、2次周波数での共振タグ20
のリングダウン信号を評価するため同様にコンピュータ46に格納されている所
定の判定基準に合致するかどうかが判定される。2次周波数でのリングダウン信
号用の格納されている判定基準にその受信信号が合致する場合には、コンピュー
タ46は検出ゾーン内に共振タグ20が存在することを示すアラームを発する(
ステップ114)。リングダウン信号が所定の判定基準に合致しない場合には、
共振タグ20を検出する処理はステップ102に戻る。
次周波数と2次周波数の両方において検出することは、干渉のある環境下で作用
するEASシステムにおける誤警報率を著しく低減する。しかし、さらに当業者
には認識できるであろうが、本実施例で説明したように第2の電磁信号の1次周
波数成分と2次周波数成分とを順次的に検出する必要はない。つまり、1次周波
数の一回の放射に基づいて1次周波数と2次周波数とが同時に検出されても良い
。更に、共振タグ20の検出を、1次周波数のみ、または2次周波数のみ、の検
出に基づいて行うことも本発明の精神および範囲の内である。
範囲をもっており、その結果リングダウン周波数・の周波数を所定の1次および
2次の周波数から、共振タグ20の検出を低下するのに充分なだけ変移してもよ
い。好ましくは、第1の共振回路の共振周波数が容認できる程所定の1次周波数
に近いように、共振タグ20の第1の共振回路をレーザ光線その他の手段を用い
てトリミングする。この場合には、1次周波数を受信するための帯域幅を狭め、
2次周波数を受信するための帯域幅を広げて、2次周波数における第2の共振回
路の許容範囲を広げるようにしてもよい。別のやり方としては、第2の共振回路
をトリミングして所定の2次周波数に近づけても良い。
RF帯域幅に比較して著しく大きい共振周波数不定性をもつ場合には、下記のい
ずれかの方法が利用できる。
の共振回路の不確定性範囲(uncertainty range)にわたって
第1の電磁信号の周波数をスキャンする;そして1次周波数の検出が示された場
合には、(1)第2の共振回路の不定性範囲をカバーするようなRF帯域幅を用
いるところの、受信器14を用いること。(2)FFT等を用いるなどで提供さ
れた並列フィルタを用いて第2の共振回路の不確定性範囲をカバーすること又は
(3)1次周波数を連続的に再放射しそして第2の共振回路の不確定性範囲をス
キャンすること、 により: 1次周波数での検出が示されたときに、示され
た1次周波数で第1の電磁信号を再送信して、2次周波数で第2の電磁信号を検
出する。
号の周波数をスキャンし;1次周波数を放出する毎に:(1)受信器14におけ
る第2の共振回路の不確定性範囲をカバーするところのRF帯域幅を用いるか、
(2)FFT等で提供される並列フィルタを用いて第2の共振回路の不確定性範
囲をカバーするか、又は、(3)1次周波数を連続的に再放射し且つ第2の共振
回路の不確定性範囲をスキャンすること、 により:2次周波数で第2の電磁
信号を検出する。
ウン信号を検出することにより検出ゾーン内に共振タグ20が存在することを検
出することだけに限定されない。本発明はまた、その範囲内に、相異なる周波数
で共振するように構成された2つ以上の共振回路を備えた単一のタグ(図2参照
)を用いた無線周波数識別(RFID)能力をも含む。そのようなタグは、1次
周波数で共振する1つの第1の共振回路と、複数の第2の共振回路とを備えてい
るであろう、その第2の共振回路の各々は相異なる周波数で共振し、そのような
第2の共振回路の各々が第1の共振回路に電磁的に結合されている。
随機器の検出周波数範囲内の相異なる共振周波数で共振する4つの相異なる共振
回路とを備えうるだろう。このタグの様々な共振回路が共振する特定の周波数を
識別することによって、タグから識別情報を得ることが可能である。
にわたって延びる。しかし、これ以外の周波数範囲も用うる。技術の現状の装置
製造を用いれば、2つ以上の共振回路を備えている安価な無線周波数識別タグを
商業的な量で生産することができ、そのような共振タグでは、各共振回路の共振
周波数が設定周波数に対して±200KHzの精度を有するように制御でき唯一
のサインを確立することができる。
もしない相異なる共振周波数を有する50までの共振回路を得ることができる。
このようにして、あるタグが4つの共振回路を備え、その第1の共振回路が検出
周波数範囲内の第1の選択周波数(たとえば14.4MHz)で共振できるもの
と仮定すれば、このタグの残りの3つの共振回路については検出周波数範囲内で
49の利用可能な周波数が残る。
15.6MHz、で共振するように選択できるであろうし、そのタグの他の2つ
の共振回路については48の可能な周波数が残るだろう。第3の共振周波数を選
択し、タグが検出周波数範囲内の第3の周波数(たとえば20MHz)で共振す
るように製造することができ、その共振タグの第4の共振回路については検出周
波数範囲内で47の可能な周波数が残るだろう。
ば19.2MHzの第4の周波数で共振するように製造できるだろう。呼掛けら
れた際に応答するこれらの4つの識別可能な共振周波数と、固有の(唯一の)サ
インとを有するタグには特定の識別番号に割当てることができるだろう。検出周
波数範囲内での潜在的可能性のある周波数の個数により、各々別の4つの周波数
をもつ共振回路をもつ共振タグは、約520万の組合せ、すなわち約22ビット
のデータを持つことができる。
で所定のリングダウン信号の存在/非存在を検出することによって、RFIDタ
グの共振周波数を識別する図1に示したRFシステム10を用いるための好適な
プロセス200のフローチャートである。ステップ202では、コンピュータ4
6が周波数シンセサイザ52を制御して1次周波数で信号を生成し、アンテナス
イッチ50を制御して送信器12をアンテナ30に接続させ、送信器12のゲー
トをオンにし、RFエネルギーのパルスを生成して、所定の1次周波数で第1の
電磁信号を形成する。
ンテナ30を受信器14に接続することにより、受信器14が1次周波数で第2
の電磁信号を受信するよう準備させる。1次周波数で受信器14によって受信さ
れた第2の電磁信号はコンピュータ46で処理され(ステップ206)、その信
号が、1次周波数での共振タグ20のリングダウン信号を評価するための所定の
判定基準に合致するか否かが判定される;そのような判定基準はコンピュータ4
6に格納されている。
合には、コンピュータ46はカウンタを整数値「1」(“one”)に設定し(
ステップ208)、1次周波数で第1の電磁信号を再送信する(ステップ210
)。ステップ212では、コンピュータ46が周波数シンセサイザ52を制御し
てK番目の所定の2次周波数で信号を生成すると共に、アンテナスイッチ50を
制御してアンテナ30を受信器14に接続させ、それによって、その受信器がK
番目の2次周波数で第2の電磁信号を受信する準備を行う。
所定のリングダウンのサイン(シグネイチャー)の判定基準に合致するかが判定
される;そしてその結果はコンピュータ46内に記憶される(ステップ214)
。ステップ216では、カウンタの現在値が、受信すべき2次周波数の個数を表
す数「N」と比較される。
られる。もしカウンタの値KがNに等しければ、プロセス200は、どの2次周
波数が所定のリングダウンのサインをもっていて受信されたかを通知されてプロ
セス200が完了し(ステップ218)、そしてRFIDプロセス200がステ
ップ202で再び開始される。
ンテロゲイティング)を行い、1次周波数とは異なる周波数で共振する1つ以上
の共振回路によって、タグ内に保存された情報を受信する、システムおよび方法
を提供する。したがって、本発明は、EASシステムの誤警報率を低減する手段
と、単一の(1次)周波数のみで電磁エネルギーを照射することによりRFID
タグに呼掛けを行い、このRFIDタグに格納された情報を受信する手段とを提
供する。
施例に様々な変更を加え得ることが認識できるであろう。したがって、本発明は
開示された特定の実施例に限定されないことが理解され、添付の特許請求の範囲
によって規定された本発明の精神および範囲の内の様々な変更をカバーすること
が意図されている。
平面図
フローチャート
Claims (17)
- 【請求項1】 物品の存在を検出するシステムであって: 所定の1次周波数で第1の電磁波信号を放射する送信器と; 前記物品に取付けられ、その第1の電磁波信号を受信したことに応答して第2
の電磁波信号を生成する共振タグであって、その第2の電磁波信号が1次周波数
でありまた1次周波数とは異なる所定の2次周波数である共振タグと; その第2の電磁波信号を受信する受信器と;そして その受信器の出力端に接続されたコンピュータであって、そのコンピュータは
受信された第2の電磁波信号を処理し、第2の電磁波信号中に2次周波数が検出
された際に出力信号を生成するコンピュータと; を備えているシステム。 - 【請求項2】 そのタグが、前記1次周波数で共振する第1の共振回路と、
前記2次周波数で共振する第2の共振回路とを備え、前記第1および第2の共振
回路が電磁的に結合されている、請求項1によるシステム。 - 【請求項3】 第1の電磁波信号がパルス振幅変調されている、請求項1に
よるシステム。 - 【請求項4】 前記受信器が1次および2次の周波数の両方を検出した場合
にのみ前記受信器が1次周波数も検出して出力信号を生成する、請求項1による
システム。 - 【請求項5】 前記受信器が1次周波数および2次周波数に順次的に同調さ
れる、ところの請求項4によるシステム。 - 【請求項6】 前記1次および2次の周波数が互いに調波的関係でない、請
求項1によるシステム。 - 【請求項7】 前記タグが、誘導性素子と容量性素子とのみを含む受動型の
ものである、請求項1によるシステム。 - 【請求項8】 相異なる共振周波数を有する複数の共振回路に保存した情報
の存在を判定する無線周波数のシステムであって: 所定の1次周波数で第1の電磁波信号を放射する送信器と; 前記複数の共振回路を備えた共振タグであって、共振回路の各々は相異なる共
振周波数の1つで共振するのであり、前記タグは前記第1の電磁波信号を受信し
且つこの第1の電磁波信号を受信した際には第2の電磁波信号を生成するもので
あり、第2の電磁波信号は複数の2次周波数を含むのであり、複数の2次周波数
の各々は前記複数の共振回路の共振周波数の1つに対応している、共振タグと; 第2の電磁波信号を受信する受信器と;そして 受信器の出力端に接続されたコンピュータであって、受信した第2の電磁波信
号を処理して前記複数の2次周波数の存在を検出し、前記情報に対応する出力信
号を生成するコンピュータと; を備えている無線周波数システム。 - 【請求項9】 前記タグが第8の共振回路と複数の第2の共振回路とを備え
ており、前記複数の第2の共振回路の各々が第1の共振回路に電磁的に結合され
ている、請求項8によるシステム。 - 【請求項10】 第1の電磁波信号がパルス振幅変調されている、請求項8
によるシステム。 - 【請求項11】 タグが、誘導性素子と容量性素子とのみを備えた受動型の
ものである、請求項8によるシステム。 - 【請求項12】 物品の存在を検出する方法であって: 前記物品に共振タグを取付けるステップと; 所定の1次周波数で第1の電磁波信号を放射するステップと; 共振タグが第1の電磁波信号を受信したことに応答して第2の電磁波信号を生
成するステップであって、その第2の電磁波信号が前記1次周波数でありまた1
次周波数とは異なる所定の2次周波数であるところのステップと; 第2の電磁波信号を受信するステップと;そして 受信した第2の電磁波信号を処理して、第2の電磁波信号中に2次周波数を検
出した際には出力信号を生成するステップと; を備えている方法。 - 【請求項13】 第1の電磁波信号がパルス振幅変調されている、請求項1
2による方法。 - 【請求項14】 前記1次および2次の周波数の両方が検出された場合にの
み前記1次周波数を検出して出力信号を生成するステップを更に備えている、請
求項12によるシステム。 - 【請求項15】 前記1次周波数および前記2次周波数が順次的に検出され
る、請求項14によるシステム。 - 【請求項16】 相異なる共振周波数を有する複数の共振回路に保存された
情報の存在を判定する方法であって: 前記複数の共振回路を含む一つの共振タグを備えるステップと; 所定の1次周波数で第1の電磁波信号を放射するステップと; 前記共振タグにおいて前記第1の電磁波信号を受信し、その第1の電磁波信号
を受信したことに応答して第2の電磁波信号を生成する、ステップであって、そ
の第2の電磁波信号は複数の2次周波数を含むものであり、その複数の2次周波
数の各々は前記複数の共振回路の共振周波数の1つに対応しているところの、ス
テップと; 第2の電磁波信号を受信するステップと;そして 受信した第2の電磁波信号を処理して前記複数の2次周波数の存在を検出し、
前記情報に対応する一つの出力信号を生成するステップと; を備えている方法。 - 【請求項17】 第1の電磁波信号がパルス振幅変調されている、請求項1
6による方法。
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