JP2004511033A - Rfidタグ組立体およびシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は,2000年8月11日に出願した米国仮出願第60/224,855号に基づくものである。
【0002】
発明の分野
本発明は一般的に,無線周波数同定(RFID)装置に関し,特に多機能RFIDタグ組立体およびシステムに関する。
【0003】
発明の背景
RFIDシステムは当業界では周知のものである。このようなシステムは,米国特許第4,274,083号に開示された同定システムのような,バッテリー駆動送信/受信回路を含む比較的大きなパッケージを有し,米国特許第4,654,658号に開示された同定システムのような,送受信機が基地局または質問機から電力を受け取る受動システムに対して送受信する。
【0004】
典型的なRFIDシステムは,製品キャリアに固着または埋設されている再使用可能なタグ,RFリンクを介してタグを質問するアンテナシステムおよびコントローラから構成されている。このホスト(すなわちコンピュータ)システムは,コントローラと接続し,タグの質問を命令(direct)する。
【0005】
RFIDタグは閉ループプロセスで,材料を同定し,モニターし,制御する有効な手段を与える。工場において,タグは,“自動化のアイランド”(すぐに起動でき,後に分析のためにダウンロードできる各プロセスの記録を与える)の間の輸送メカニズムとして採用されている。
【0006】
タグは内部バッテリー(すなわち,“能動”タグ)により,または誘導結合(すなわち“受動”タグ)により電力を受け取ることができる。受動タグはメンテナンスを必要とせず,寿命も事実上制限がない。能動タグの寿命は,しかし,いくつかのタグは交換バッテリーを提供してはいるが,バッテリーの寿命により制限される。
【0007】
RFIDタグは,種々の形状でパッケージ化され,いろいろな手段により固定されている。タグは典型的に,衝撃,流体,塵または埃に対して耐性をもつよに,カプセル封じされる。
【0008】
しかし,従前のRFIDタグには多くの欠点がある。まず,タグは範囲が限定されるために,適用範囲が限定される。第二に,上述したように,タグは典型的に,製品キャリアに,永久に固定されまたは埋設されている。そのため,パッケージにする間,および/または積み出し間に獲得したデータは,積み出しコンテナから搬出された製品に加えることがない。
【0009】
したがって,本発明の目的は,製品または他の物品を輸送媒体から搬出した後に,追跡する手段を与える,RFIDタグ組立体およびシステムを与えることである。
【0010】
本発明の他の目的は,従前のRFIDタグの動作範囲を拡張するRFIDタグ組立体およびシステムを提供することである。
【0011】
さらに,本発明の他の目的は,従前のRFIDタグの方向性感度を緩和するRFIDタグ組立体およびシステムを提供することである。
【0012】
本発明の要約
上記および以下に記載され,あるいは明確になろうであろう目的にしたがって,本発明にしたがってRFIDタグは,第一および第二の表面をもつ第一の基板,基板の表面の少なくとも一つに配置される,少なくとも一つの受動ループ(受動ループは,少なくとも一つのRFID信号を送受信する),および少なくとも一つのRFIDタグ部材を含む。タグ部材は,第一および第二の表面をもつ第二の基板,および第二の基板の第一の表面上に配置される少なくとも一つのRFIDタグを含み,第二の基板の第二の表面は,第一の基板の表面の一つで,受動ループの近傍に着脱自在に取り付けられ,RFIDタグは,受動ループに磁気的に結合し,第一の動作周波数をもつ。
【0013】
本発明の他の実施例において,第二の基板の第二の表面は,RFIDタグ部材を物品や品物に再度取り付けるための接着手段を含む。
【0014】
他の特徴や利点は,本発明の好適実施例について以下で,図面(図をとおして,同じ要素については同じ符号が付されている)を参照して行う説明により明らかになろう。
【0015】
本発明のRFIDタグ組立体およびシステムは,従来のRFIDタグと関連する欠点,短所を減じまたは除去する。本発明にしたがって,従前のRFIDタグがタグの動作範囲を顕著に拡張し,方向感度を緩和する,より大きな受動ループ(すなわち,アンテナ手段)の近傍に配置され,それと通信する。本発明の他の実施例において,タグは,追跡目的のため,品物(たとえば,製品コンテナ,製品など)に取り付けられ,取り外しされる。
【0016】
図1に,従来のRFIDタグ10が示されている。用語“RFIDタグ”は,無線周波数同定タグを含み,スマートなラベル,インレットを意味する。
【0017】
図1において,RFIDタグ10は一つ以上の導体または回路13およびコンデンサ(以後,一般的に導体システムという),ならびにRFIDチップ(またはダイ)16を含む。基板12は典型的に,RFIDチップ16が上に固定された剛直または柔軟なPCボードからなる。
【0018】
図2に示されているように,チップ16は導体システム14(たとえば,ダイボンド)と通信し,典型的に,保護コーティングで覆われている。ときに,タグ10はさらに,保護パッケージとして,抗静電コーティングで(部分的または全体的に)覆われ,またはカプセル封じされる。
【0019】
図2に示されているように,チップ16は,導体システム14にしっかりと連結されている。しかし,図3に示されているように,チップは,導体システム14と直接通信するキャリア22に当接したチップ20からなってもよい。
【0020】
種々の導体システム回路材料および形状が典型的に使用される。たとえば,回路13は,基板12の表面上,銅製層にて形成され,基板に積層される印刷またはエッジ金属層にて形成され,基板12の表面上に適用される(覆われる)導電性塗料の層にして形成され,および/または基板12の表面に,特定のパターンで配置され,付設されたワイヤ路にて形成される。
【0021】
図4に,本発明を実施したRFIDタグ組立体3の第一の実施例が示されている。図4に示されているように,タグ組立体13は,基板30,従前のRFIDタグ10,およびRFID信号を送受信する,受動ループまたはダイポール32のような,少なくとも一つの導体部材(すなわち,アンテナ手段)を含む。下述するように,タグ10および受動ループ32は好適に,基板30の少なくとも一面または部分上に配置される。
【0022】
本発明にしたがって,基板30は好適に,紙,合成紙,ポリアミド,ポリエステル,テフロン(登録商標),ABS(登録商標)などのような非導電性材料からなる。本発明の好適な実施例において,基板30は紙からなる。
【0023】
図5に図示のような積み出しコンテナ40,または他の物品への基板30の容易な取り付けのために,基板30は好適に,基板30の少なくとも一面または部分上に,より好適には,タグ10および受動ループ32の反対側の面に配置される,従前の接着手段(たとえば両面テープ)を含む。本発明にしたがって,基板30はまた,従前の接着剤(たとえば,エポキシ)または従前の機械的な手段を介して,コンテナまたは他の物品に固定または直接に接合され得る。
【0024】
本発明にしたがって,受動ループ32はタグ10と通信(すなわち,結合)する。当業者には分かるように,ループ32は種々の従前の手段によりタグ10に結合される。本発明の好適な実施例において,ループ32はタグ10に磁気的に結合する。
【0025】
受動ループ32は図4に示された実質的に矩形の形状をもち,種々の大きさをもつことができる。ループ32はまた,タグ10よりも実質的に大きく,したがって,基板30の大きさにだけ制限される。
【0026】
受動ループ32はまた,従前の手段により基板に適用され,または埋設され得る種々の導電性材料から構成され得る。たとえば,受動ループ32は,基板30上に印刷または,シルクスクリーニングされた,炭素/グラファイト支承(bearing)導電性インクからなってもよく,基板30に直接適用される金属化された塗料,基板3に結合された,実質的に金属化されまたは金属製のフォイール(またはワイヤ),または基板30に埋設されたフォイールまたはワイヤからなってもよい。本発明の他の実施例において,受動ループ32は従前の手段により基板30に連結された銅製フォイールからなる。
【0027】
本発明の他の実施例において,別個の,または他の受動ループ32aが積み出しコンテナ40(図5で破線で示されている)または他の製品コンテナ手段の少なくとも一面に直接取り付けられ,または埋設されてもよい。
【0028】
図4に示されているように,本発明にしたがって,RFIDタグ10は好適に,タグ10およびループ32との通信を容易にするために,受動ループ32の近傍に配置される。本発明の好適な実施例において,タグ10はループ32により画成される内部領域31(以下“ループ領域”と参照される)に配置される。
【0029】
当業者には分かるように,事実上,全ての従前のRFIDタグ(たとえば,2.45GHz,125KHz,13.5MHz,900MHz)が本発明の範囲内で使用することができる。このようなタグは米国特許第6,121,878号,第6,118379号,第6,100,804号(ここに参考文献として組み込まれる)などのような多くの従来技術の文献に記述されている。
【0030】
本発明にしたがって,受動ループ32はインダクタンスおよび電気容量(個々のタグ10の動作周波数にまたはその近くに同調されている)を有する。本発明の他の実施例において,受動ループ32は分布容量,または固定および分布容量の組み合わせ(タグ10の動作周波数にまたはその近くに同調される)を有する。
【0031】
本発明の主要な特徴は,タグ10が基板から取り外すことでき,製品または製品コンテナにような物品に取り付けられることである。したがって,パッケージか,棚卸し,または輸送の間に獲得した情報およびデータは,連続したプロセスまたは使用を通じて,物品に保持される。当業者には分かるように,物品は,より大きな積み出しコンテナに入れる製品または品物,より大きなコンテナ(たとえば,積み出しコンテナ)に移送する製品コンテナ,またはパレットに移送する製品コンテナであってもよい。
【0032】
図4に示されているように,基板30はしたがって好適に,基板30からタグ10を取り外すための手段を有する。当業者には分かるように,タグ10を基板30から取り外すことを容易にするために,種々の手段が利用される。本発明の一実施例において,基板30は分離可能な部分34を画成するタグ10の近傍に位置する破線33の部分を含む。
【0033】
本発明にしたがって,分離可能な基板区分またはタグ組立体34は好適に,製品,コンテナまたは他の所望の物品(下述される)に,タグ10を次々と取り付けるために,裏面に接着手段を有する。しかし,当業者には分かるように,タグ組立体34はまた,機械的な手段により,製品または他の物品に取り付けられ得る。
【0034】
図5および図6に,本発明にしたがった,RFIDタグシステムの一実施例が示されている。この実施例において,一つ以上のタグ組立体34は最初に積み出しコンテナ40に付設される。図6に図示のコンピュータのような製品が,積み出しコンテナ40から搬出されると,タグ10は基板30から外され,製品40に取り付けられる。したがって,製品50が積み出しコンテナ40にあるといに獲得したデータまたは情報は,その製品寿命に間,製品50とともにある。
【0035】
図7および図8に,本発明にしたがった,RFIDタグシステムの他の実施例が示されている。関連付けられるタグ10の動作範囲の増加に加え,上記実施例は実質的に,タグ10に一般的に関連付けられる方向性感度を実質的に緩和させる。
【0036】
図7に図示の実施例は,少なくとも一つのタグ組立体62,および上に取り付けられる,少なくとも第二の受動ループ32bを有する,実質的に直線的な基板60からなる基板/タグ組立体58である。図7に示されているように,タグ組立体62および第二の受動ループ32bは好適に,基板60の向かい側(すなわち,基板パネル58a,58b)に配置されている。
【0037】
さらに,図7に示されているように,基板60は好適に,実質的に“L”字形の基板60の折り曲げを容易にするために,折り曲げ線61を含む。図9に示されているように,基板60が折り曲げられると,基板/タグ58は少なくとも二つの平面で,RF信号の送受信を容易にするために,積み出しコンテナ42の縁に配置することができる。
【0038】
図9に示されているように,二つ以上の基板/タグ組立体58はまた,タグ10,すなわちRFIDシステムの方向性感度を緩和するために,本発明の範囲において使用できる(すなわち,コンテナ42の異なる縁に配置される)。図8に図示の,三次元基板/タグ組立体59は,少なくとも一つのタグ組立体および多数のパネル基板68上に配置される,さらに二つの受動ループ32c,32dを有する。上記タグ組立体66およびループ32c,32dは好適に,基板の脚またはパネル59a,59b,59cに取り付けられ,同様に互いに通信される。
【0039】
図9に示されているように,多数のパネルの基板68は,積み出しコンテナ42に適用するときに,各パネル59a,59b,59cを曲げるのに十分な柔軟性をもつ。したがって,パッケージ化された製品に対して,基板/タグ組立体59は,少なくとも三面で,RF信号を容易に送受信するために,製品,内部パッケージ化または外側積み出しコンテナの角の近傍に適用できる柔軟なタグとして,埋め込むことができる。
【0040】
上記基板/タグ組立体の実施において,一つの大きなループ(適切な共鳴電気容量をもつ)がRFIDチップ16に直接取り付けられ,または三つの共鳴ループが,二つ以上の共鳴ループからエネルギーを収集し,RFIDチップ16に戻して伝えるために,他のループと磁気的に結合する。上述したように,この収集ループをRFIDチップ16に結合する機構は直接の連結によってもよく,またはRFIDチップに直接取り付けられる他の共鳴ループとの磁気結合によってもよい。
【0041】
本発明の思想および範囲から逸脱することなく,当業者であれば,種々の使用や条件に沿うように,本発明を容易に,修正,変形できるであろう。このような修正,変形は,適切で公正に,特許請求の範囲内に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は,従来のRFIDタグを示す。
【図2】
図2は,従来のRFIDタグを示す。
【図3】
図3は,従来のRFIDタグを示す。
【図4】
図4は,本発明を実施したRFIDタグ組立体の一実施例の平面図である。
【図5】
図5は,本発明を実施したRFIDタグシステムの一実施例の斜視図である。
【図6】
図6は,本発明を実施した,着脱自在のRFIDタグを上に有する物品の斜視図である。
【図7】
図7は,本発明の他の実施例の平面図である。
【図8】
図8は,本発明の他の実施例の平面図である。
【図9】
図9は,本発明を実施したRFIDタグシステムの他の実施例の斜視図である。
Claims (12)
- RFIDタグ組立体であって,
第一および第二の表面を有する第一の基板と,
該第一の基板の表面の少なくとも一つに取り付けられる少なくとも一つの受動ループと,
少なくとも一つのRFIDタグ部材と,
を含み,
前記受動ループは少なくとも一つのRFID信号を送受信し,
前記タグ部材は,第一および第二の表面を有する第二の基板,前記第二の基板の第一の表面上に配置される少なくとも一つのRFIDタグを含み,前記第二の基板の第二の表面は,前記第一の基板の表面の一つで,前記受動ループの近傍に着脱自在に取り付けられ,前記RFIDタグは第一の動作周波数を有し,前記RFIDタグは前記受動ループに磁気的に結合する,
ところのRFIDタグ組立体。 - 前記受動ループは前記第一の基板に埋設される,請求項1に記載のRFIDタグ組立体。
- 前記第二の基板の第二の表面は前記タグ部材を物品に取り付けるための第一の接着手段を含む,請求項1に記載のRFIDタグ組立体。
- 前記RFIDタグは,前記受動ループに磁気的に結合する,請求項1に記載のRFIDタグ組立体。
- 前記受動ループは,前記第一の動作周波数に実質的に等しい固定電気容量およびインダクタンスを有する,請求項RFIDタグ組立体。
- 前記第一の基板の表面の少なくとも一つは前記第二の基板を物品に取り付けるための第二の接着手段を含む,請求項1に記載のRFIDタグ組立体。
- 複数の表面を有し,さらにその表面の少なくとも一つの上に配置される,少なくとも一つのRFID信号を送受信する,少なくとも一つの受動ループを有するところの積み出しコンテナ用のRFIDタグ組立体であって,
第一および第二の表面を有する第一の基板と,
少なくとも一つのRFIDタグ部材と,
を含み,
前記タグ部材は,第一および第二の表面を有する第二の基板,および該第二の基板の第一の表面上に配置される少なくとも一つのRFIDタグを含み,前記第二の基板の第二の表面は,前記第一の基板の表面の一つに取り付けられ,前記RFIDタグは第一の動作周波数を有し,
前記第一の基板および前記RFIDタグ部材は,前記コンテナの表面の少なくとも一つの上で,前記受動ループの近傍に配置され,前記RFIDタグ部材タグは前記受動ループに結合する,
ところのRFIDタグ組立体。 - 前記RFIDタグは前記受動ループに磁気的に結合する,請求項7に記載のRFIDタグ組立体。
- 前記第二の基板の第二の表面は,前記タグ部材を物品に取り付けるための接着手段を含む,請求項7に記載のRFIDタグ組立体。
- 複数の表面を有し,さらにその複数の表面の一つに配置され,または埋設される少なくとも一つのRFIDタグを有する積み出しコンテナ用のRFIDタグ組立体であって,
第一および第二の表面を有する第一の基板と,
該基板の少なくとも一つに配置される少なくとも第一の受動ループと,
第一の受動ループは,少なくとも一つのRFID信号を送受信し,
前記基板および前記受動ループは,前記コンテナの表面の少なくとも一つの上で,前記RFIDタグの近傍に配置され,前記受動ループは前記RFIDタグに結合する,
ところのRFIDタグ組立体。 - 前記受動ループは前記RFIDタグに磁気的に結合する,請求項10に記載のRFIDタグ組立体。
- 前記タグ組立体は前記コンテナの表面の少なくとの一つの上に配置される少なくとの一つの受動ループを含み,前記第二の受動ループは前記第一の受動ループと通信する,請求項10に記載のRFIDタグ組立体。
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