JP2008516541A - Ｙ形状全方向アンテナを有する非接触ラベル - Google Patents

Abstract

【課題】対象物のトレーサビリティを保証するよう設計された非接触ラベルを提供する。
【解決手段】該非接触ラベルは、マイクロ回路とそれに接続したＹ形状アンテナを不可欠なものとして含み、超高周波電磁波交換を通して読取器で読取可能であって、対象物のトレーサビリティに必要なデータを含む。アンテナは３本の主ワイヤ、即ち第１の主ワイヤ（１０）、第１の主ワイヤと共に第１ダイポールを形成する第２の主ワイヤ（１２）、及び第１の主ワイヤと共に第２ダイポールを形成する第３の主ワイヤ（１４）を含むダイポールから成る。第１、第２の主ワイヤ間の角度は、第１、第３の主ワイヤ間の角度に等しく、第２、第３の主ワイヤ間の角度は６０°と１８０°の範囲にある。各主ワイヤは、その端部において、主ワイヤに垂直な２次的ワイヤ（２４、２６又は２８）を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、対象物のトレーサビリティを保証するように設計された非接触トランシーバ装置に関し、特に全方向アンテナを有する非接触ラベルに関する。

現在、非接触トランシーバ装置は多くの用途に広く用いられている。これらの用途の一つには、非接触スマートカードがあり、その応用は様々の分野、例えば輸送分野等で増加しつつある。それらは支払手段として展開されてきた。

非接触装置とそれに関連する読取器との間の情報の交換は、非接触装置に内蔵されたアンテナと読取器内の第２のアンテナの間の電気信号の遠隔伝送によって行われる。情報を展開し、保存し、処理するために、本装置は、アンテナに接続され、かつメモリ領域を含むマイクロ回路を備える。情報を交換する際、非接触装置は、読取器が伝送する電磁波が電力源となる。

ますます重要になりつつある非接触装置の別の用途は、商品または目録の位置追跡を行う際の、識別用に対象物に固定されたラベルとしての用途である。これらの用途において、各対象物に固定されたラベルのマイクロ回路は、対象物のデータをメモリ内に含み、それは対象物をインデックス付けし、識別可能にし、これにより、そのトレーサビリティを保証する。

ラベルは、製造時に対象物に固定され、クライアントが受領する迄そこにとどまる。マイクロ回路のメモリは、それが容器であれば、対象物又はその内容物の特徴についての情報を含む。この情報は読取器で常に読取ることができる。ラベルを有するデータの交換のために読取器が通常読取る周波数は約９００ＭＨｚの超高周波（ＵＨＦ）であり、それはラベルを２ｍより大きい距離から読取れるようにする。

非接触ラベルに用いてもよい簡易なアンテナは、図１に示すダイポールアンテナであり、その寸法は用いられた周波数の波長の半分である。そのようなダイポールの特別の特徴は、エネルギーが図２のパターンに示されるダイポールの軸に垂直な方向に主として優先的に放射されるという事実にある。その結果、アンテナとして用いられる単純なダイポールは、出射方向に大きな欠点がある。

これは本発明の目的が、全方向放射の半波長ダイポール型アンテナを特徴とする非接触ラベルを提供することだからである。

本発明の目的は、それ故、マイクロ回路とそれに接続したＹ形状アンテナとを特徴とし、対象物のトレーサビリティを保証するように設計された非接触ラベルを提供することである。

マイクロ回路のメモリは、超高周波（ＵＨＦ）の電磁波の交換を通して読取器で読むことができる。そのアンテナは、ダイポール形アンテナであって、３本の主ワイヤ、即ち第１の主ワイヤと、第１の主ワイヤと共に第１のダイポールを形成する第２の主ワイヤと、第１の主ワイヤと共に第２のダイポールを形成する第３の主ワイヤとから構成される。主アームは、第１と第２の主ワイヤ間の角度が第１と第３の主ワイヤ間の角度に等しいように配置され、第２と第３の主ワイヤ間の角度は６０°と１８０°の間にあり、主ワイヤの各々はその端部で２次的ワイヤを含み、その長さは１０ｍｍと５０ｍｍの間にある。

本発明の目的、対象物及び特徴は添付の図面と関連してなされる次の記述からより一層明らかになるであろう。

本発明の対象物をなすラベルは、図３に描かれるアンテナを含む。該アンテナは本質的に３本の主ワイヤ１０、１２、１３から成り、その長さは凡そ波長の１／４、即ち９００ＭＨｚの波長に対し、約８０ｍｍである。第２、第３の主ワイヤ１２、１４は長さＬに等しく、一方第１の主ワイヤは、その長さが他のアームと同一ではないが、Ｌに近い。第１の主ワイヤ１０は、第２の主ワイヤ１２と共同して第１のダイポールを形成し、第１の主ワイヤ１０はまた第３の主ワイヤ１４と共同して第２のダイポールを形成する。

第１の主ワイヤ１０と第２の主ワイヤ１２との間の角度は、第１の主ワイヤ１０と第３の主ワイヤ１４との間の角度に等しい。その結果、個別にとれば、対称な両ダイポールは、同一の電気特性、即ち同一の放射パターン及び同一の入力インピーダンスを有する。

第２の主ワイヤと第３の主ワイヤの形成する角度は、最小６０°から２本のワイヤの整列に対応する１８０°迄変化することができる。

該アンテナは、負荷装置により各ダイポール上のワイヤ間の異なるモードに従って動作し、それはマイクロ回路を含み、図３Ａに図示され、展開される。アンテナに接続した２つの入力点のみを有する通常のチップと違って、図３Ａに図示するマイクロ回路１６は、３個の入力点を有する負荷であり、その内の１点１８は、基準として、又は第１の主ワイヤに接続したＧＮＤとして用いられ、他の２点は、第２、第３の主ワイヤに夫々接続する２個の同一のホットスポット２０、２２である。

図３Ａに図示されるアンテナの光学的動作に関し、アンテナのインピーダンスはマイクロ回路のインピーダンスに適合する必要があり、アンテナの受信するエネルギーは、極小、又は殆んど０にさえなる。適切な適合を得たいと思うのであれば、あるいは評価値の±１０％以内のインピーダンス値を得たいと思うのであれば、この値を主ワイヤの物理的特性の変更のみによって得ることは、極めて困難である。ここで得られた解は、主ワイヤの端部で、かつ後者に垂直な複数の２次的ワイヤを追加することである。かくて、第１の２次的ワイヤ２４が、第１の主ワイヤ１０の端部に配置され、それに垂直である。第２の２次的ワイヤ２６が、
第２の主ワイヤの端部に配置され、それに垂直である。第３の２次的ワイヤ２８が第３の主ワイヤ１４の端部に配置され、それに垂直である。

主ワイヤとそれに関連する２次的ワイヤの間の接続点を変更可能とし、それにより該２次的ワイヤを接続部の各側に配置された長さａとｂの２つのセグメントに分割する。該分割は、あるワイヤから別のワイヤへ回転によって進行する時、３本の２次的ワイヤ２４、２６、２８に関し同一である。３本の２次的ワイヤの同一の長さは従ってａ+ｂに等しく、１０ｍｍと５０ｍｍの間にある。

Ｙ形状アンテナのよりよい適合を得るために、好適な解は各２次的ワイヤの各側に折畳んだワイヤを提供することにあり、それにより、折畳んだワイヤ３０、３２は２次的ワイヤ２４の２つの端部に配置される。各２次的ワイヤに関連した２本の折畳んだワイヤは０と４０ｍｍの間の同一の長さＣを有する。この長さは３本の２次的ワイヤに関して同一である。

折畳んだワイヤの存在は、主ワイヤの長さを低減させるので、アンテナの全寸法を低減できるという利点を有する。第２、第３の主ワイヤの長さＬと（凡そ第１の主ワイヤの長さでもある）折畳んだワイヤの長さとの間の関係は、
６０ｍｍ＜Ｌ＋Ｃ＜１００ｍｍ
と表わすことができる。

本発明によるＹ形状アンテナにつき２つの例を作成した。図４に示す第１の例は折畳んだワイヤをかなり簡潔に特徴づけるものである。更にこのアンテナは第１の主ワイヤ１０と第２の主ワイヤ１２の間のショート回路要素３４及び第１の主ワイヤ１０と第３の主ワイヤ１４の間のショート回路要素３６を特徴とする。これらの補助要素は、特定のＥＳＤ（静電放電）機能を発揮させ、マイクロ回路に損傷を与えがちな数千ボルトのオーダーの電気パルスの生成するどんな電流をも放電する。図５に図示する図４のアンテナの放射パターンの分析により、当業者には、放射のない方向はないが、−３０°と＋６０°の角度の方向には、わずかな減衰の存在を理解できるであろう。

図６に示す実施態様の第２の例には、先行例のようなショート回路要素がない。主ワイヤは極めて短いが、一方折畳んだワイヤはかなり長く、８５ｍｍ×９５ｍｍの長方形に含まれるような小さな表面積の非接触面を形成する。図７に示す放射パターンは放射のない方向はないが、−６０°と＋６０°の間の方向に減衰がある。

図４、６に関連して記述するＹ形状アンテナは、好適には幅１ｍｍを有し、どんな方法でも固定できるが、好適には銀粒子を含むインクを用いてスクリーン印刷インプリントによって印刷できる。

上述のように、発明の主題をなすラベルは対象物、商品、又は容器のトレーサビリティを保証する必要がある場合に用いる。該ラベルはＵＨＦの範囲で動作し、即ち、８６０ＭＨｚと９６０ＭＨｚ、特に９０２ＭＨｚと９２８ＭＨｚの間で一般的には変化してもよい周波数で動作する。

ダイポールを構成する半波長アンテナ。 図１に図示するダイポールの放射パターン。 本発明による非接触ラベルに用いるＹ形状アンテナの全体的ダイヤグラム。 アンテナワイヤのマイクロ回路に対する接続の拡大図。 Ｙ形状アンテナの実施例の第１の例。 図４に図示するアンテナの放射パターン。 Ｙ形状アンテナの実施例の第２の例。 図４に図示するアンテナの放射パターン。

符号の説明

１０ （第１の）主ワイヤ
１２ （第２の）主ワイヤ又は主アーム
１４ （第３の）主ワイヤ又は主アーム
１６ マイクロ回路
１８ １点
２０、２２ ホットスポット
２４、２６、２８ ２次的ワイヤ

Claims (12)

1. マイクロ回路（１６）とそれに接続するＹ形状アンテナを不可欠な特徴とする対象物のトレーサビリティを保証するよう設計された非接触ラベルにおいて、前記マイクロ回路のメモリは前記対象物の追跡に必要な情報を含み、前記情報は超高周波電磁波の交換を通して読取器で読取ることのできる非接触ラベルであって、
   前記アンテナは、３本の主ワイヤ、即ち第１の主ワイヤ（１０）、第１の主ワイヤと共に第１ダイポールを形成する第２の主ワイヤ（１２）及び第１の主ワイヤと共に第２ダイポールを形成する第３の主ワイヤ（１４）、から成るダイポール型アンテナであり、前記主アームは、第１と第２の主ワイヤ間の角度が第１と第３の主ワイヤ間の角度に等しく、第２と第３の主ワイヤ間の角度が６０°と１８０°の間にあるように配置され、前記主ワイヤの各々はその端部において主ワイヤに垂直な２次的ワイヤ（２４、２６または２８）を含み、その長さは１０ｍｍと５０ｍｍの間にあることを特徴とする非接触ラベル。
2. 前記第２主アーム（１２）及び第３主アーム（１４）は同一の長さＬを有することを特徴とする請求項１に記載の非接触ラベル。
3. 前記２次的アーム（２４、２６、２８）の各々は関連する主アームとの接続点によって前記接続点のどちらかの側に配置された長さａ、ｂの２つのセグメントに分割されることを特徴とする請求項２に記載の非接触ラベル。
4. 前記セグメントは夫々長さａ、ｂを有し、２次的ワイヤの長さａ＋ｂは１０ｍｍと５０ｍｍの間にあることを特徴とする請求項３に記載の非接触ラベル。
5. ０と４０ｍｍの間の同一の長さの各２次的ワイヤ（２４、２６、２８）の各側の折畳んだワイヤ（３０、３２）を更に特徴とする請求項１、２又は３に記載の非接触ラベル。
6. 前記長さｃは、３本の主ワイヤ（１０、１２、１４）に関し同一であることを特徴とする請求項５に記載の非接触ラベル。
7. 前記長さｃは、和Ｌ＋ｃが６０ｍｍと１００ｍｍの間にあるようにされることを特徴とする請求項６に記載の非接触ラベル。
8. 前記第１の主ワイヤ（１０）と前記第２の主ワイヤ（１２）の間にショート回路要素（３４）及び前記第１の主ワイヤと前記第３の主ワイヤ（１４）の間にショート回路要素（３６）が存在し、前記両ショート回路要素は特定のＥＳＤ（静電放電）の機能を発揮して、前記マイクロ回路（１６）を損傷しがちである数千ボルトのオーダーの電気パルスが生成するどんな電流をも放電することができることを特徴とする請求項５に記載の非接触ラベル。
9. 前記第１の主ワイヤ（１０）と第２の主ワイヤ（１２）の間のショート回路（３４）及び前記第１の主ワイヤと前記第３の主ワイヤ（１４）の間のショート回路要素（３６）が存在し、前記両ショート回路要素は特定のＥＳＤ（静電放電）機能を発揮して、前記マイクロ回路（３６）を損傷しがちである数千ボルトのオーダーの電気パルスが生成する如何なる電流も放電することができることを特徴とする請求項１〜４、６、又は７のうちの１項に記載の非接触ラベル。
10. 前記マイクロ回路（１６）は３個の入力点を含み、１点（１８）は基準として用いられ、２つの同一のホットスポット（２０）、（２２）は夫々第２、第３の主ワイヤ（１２）、（１４）に接続されることを特徴とする請求項１〜４又は６〜８のうちの１項に記載の非接触ラベル。
11. 前記マイクロ回路１６は３個の入力点を含み、１点（１８）は基準としてまたは前記第１の主ワイヤ（１０）に接続するＧＮＤとして用いられ、２つの同一のホットスポット（２０）、（２２）は夫々第２、第３の主ワイヤ（１２）、（１４）に接続されることを特徴とする請求項５に記載の非接触ラベル。
12. 前記マイクロ回路１６は３個の入力点を含み、１点（１８）は基準としてまたは前記第１の主ワイヤ（１０）に接続するＧＮＤとして用いられ、２つの同一のホットスポット（２０）、（２２）は夫々第２、第３の主ワイヤ（１２）、（１４）に接続されることを特徴とする請求項９に記載の非接触ラベル。

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