JP2008519530A - デタッチャー付きのｅａｓ／ｒｆｉｄタグ用アンテナ - Google Patents

Abstract

安全装置は、電子物品監視（ＥＡＳ）及び電波方式認識（ＲＦＩＤ）の結合タグ（ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグ）を取り外し、そして、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第１の部分に設置されたクラッチリリースを選択的に取り外すデタッチャー（マグネット）を具備し、円形のマイクロストリップの近接フィールドアンテナは、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第２の部分に保存された情報を電子的に読み込むよう構成されている。アンテナは、デタッチャーを取り囲み、タグの第２の部分がデタッチャーのあらゆる相対角に置かれ、このデタッチャーがクラッチリリースを取り外すよう置かれたときにのみ、デタッチャーと相対する位置でＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第２の部分から情報を読み込む。クラッチエンド機構を有するＥＡＳ／ＲＦＩＤタグの部分が、取り外しマグネットの上に位置する限り、ＲＦＩＤラベルは、アンテナに対してどの方向にあろうとも検出可能である。

Description

本願は、電子物品監視(ＥＡＳ)及び電波方式認識(ＲＦＩＤ)タグに関し、より具体的には、ＥＡＳとＲＦＩＤタグとを結合したもの用のＲＦＩＤ読み取りアンテナに関する。

なお、本願は、Shafer等による米国暫定特許出願番号Ｎｏ．６０／６２４，４０２、表題「ＲＦＩＤタグ読み取り近接フィールドプローブと近距離でのラベル」、２００４年１１月２日出願、及び、Copeland等による米国暫定特許出願番号Ｎｏ．６０／６５９，２８９、表題「線形モノポールマイクロストリップＲＦＩＤ近接フィールドアンテナ」、２００５年３月７日出願に基づく優先権を米国特許法第１１９条に基づき主張する。これらの内容は両方ともここに参照として組み込む。

ＥＡＳ／ＲＦＩＤ安全結合タグの使用により、従来のＥＡＳ技術による盗難防止と共に、在庫制御の可能性が付加されることによる利点が示された。ＥＡＳ／ＲＦＩＤ安全タグの組み合わせは、ピンアタッチメント機構を用いて衣料品に付着させることができる。このアタッチメント機構は、ピンを取り外すための磁気的手段を用いることのあるデタッチャーにより取り除いてもよい。

このピンを取り除く時に、ＲＦＩＤ情報を読み込むことは好都合である。さらに、ＲＦＩＤ情報の最初の読み込みと参照を行うときにピンの取り除きができることは興味深いことである。

ＥＡＳ／ＲＦＩＤ安全結合タグのピンを取り外すために、ユーザーは、デタッチャーの規定の中央領域にそのタグの端を置く。この安全タグはデタッチャーマグネットの周りの領域で任意の角度で回転することができることに留意すべきである。したがって、デタッチャーの中心に対するＲＦＩＤエレメントの方向は全く任意である。もし、ＲＦＩＤエレメントをこの位置で読み込まなければならないなら、固定されたＲＦＩＤ近接フィールドアンテナを固定された位置で正確に読み込むために、取り外しの方向を固定するか、又は、新しい、全方向性のＲＦＩＤ近接フィールドアンテナが必要となるかのどちらかである。

したがって、取り外しが可能であり、ＲＦＩＤアンテナに対するＥＡＳ／ＲＦＩＤタグの相対角と独立にいつでも確実かつ正確に読み込むことのできる、ＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグであるＲＦＩＤ読み込みアンテナを開発する必要性が存在する。

本願の目的は、ＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグを取り除くことを可能にし、ＲＦＩＤアンテナに対するＥＡＳ／ＲＦＩＤタグの角度とは無関係にいつでも確実にＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグを読み込むことができるＲＦＩＤ読み込みアンテナを提供することである。

本願の目的は、読み書き範囲が近接フィールド距離ｄ≪λ／（２π）に制限されるＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグと組み合わせて用いることのできる近接フィールドアンテナを提供することである。

本願の目的は、この近接フィールドの場のエネルギーの多くが終端抵抗で放散し、アンテナから遠くへ放射しない近接フィールドアンテナを提供することである。

本願の目的は、世界中のＵＨＦ波（ＵＨＦ）の広帯域用途に対して有用な広い動作帯域幅が得られる、遠方フィールドを放射するアンテナと比較して低いＱ値となる近接フィールドアンテナを提供することである。

本願の目的は、周波数ホッピングのいらない単純化されたＲＦＩＤ読取装置の電子通信をおこなう近接フィールドアンテナを提供することである。

本願の目的は、米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）や他の世界的な規制の要求に準拠するよう改善された、放射アンテナと比較して低い放射抵抗と放射効率とを持つ近接フィールドアンテナを提供することである。

本願の目的は、電場がＥＡＳ／ＲＦＩＤハード安全タグのＲＦＩＤエレメントと容易に連結する円形のマイクロストリップ領域の外側に半径方向のＥ電場を作る円形の近接フィールドマイクロストリップアンテナを提供することである。

本願の目的は、近接フィールドアンテナの円の直径が半波長から全波長の間の長さのダイポール対応させることである。

本願の目的は、フィールドを近接フィールドに局限することにより、すなわち、電場の強さが放射アンテナでの強さの減衰に比べて近接フィールドアンテナからの方がより速く減衰することにより、米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）規制の要求に準拠する近接フィールドアンテナを提供することである。

本願の目的は、本質的にＲＦＩＤ検出能力が等しい、モノポールが供給する励起信号又はダイポールが供給する励起信号を用いることができる、円形のマイクロストリップ近接フィールドアンテナを提供することである。

本願は、電子物品監視（ＥＡＳ）と電波方式認識（ＲＦＩＤ）の結合タグ（ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグ）を取り外すための安全装置に関する。この安全装置には、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第１の部分に配置したクラッチリリースを選択的に取り外すよう構成したデタッチャーが含まれ、また、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第２の部分に保存した情報を電子的に読み込むよう構成した近接フィールドアンテナが含まれる。この近接フィールドアンテナは、実質的にデタッチャーを取り囲み、タグの第２の部分がデタッチャーに対してどんな角度に置かれたときでもＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第２の部分から情報を読み込むよう構成されている。近接フィールドアンテナは、デタッチャーを、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第１の部分にあるクラッチリリースを取り外すよう配置したときにのみ、情報の読み込みを行うよう構成されている。デタッチャーはクラッチリリースを磁気的に取り外すことができる。１実施の形態において、近接フィールドアンテナは、デタッチャーを、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第１の部分にあるクラッチリリースを取り外すよう配置したとき、情報の読み込みのみを行うよう構成されている。このアンテナは実質的に円形のマイクロストリップアンテナとすることができる。このアンテナは、基板と、この基板上に取り付けられた導入口と、この基板上に取り付けられた終端抵抗とを具備し、導入口は、前記アンテナの前記第１の部分に連結され、終端抵抗は前記アンテナの前記第２の部分に連結されている。１実施の形態において、実質的に円形のマイクロストリップアンテナは、直径が約ｃ／｛πｆ（ε_ｒ）^１／２｝であり、ここで、ｃは光の速さ（３×１０^８メータ／秒）、ｆは動作周波数（サイクル／秒）、及びε_ｒは基板の比誘電率である。

本願の他の実施の形態において、本願は、電子物品監視（ＥＡＳ）と電波方式認識（ＲＦＩＤ）の結合タグ（ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグ）を取り外すための安全装置に関し、それ自身明確な軸を有するデタッチャーを具備する。この安全装置は、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第２の部分に保存された情報を電子的に読み込むように構成された、実質的に円形のマイクロストリップの近接フィールドアンテナを具備する。近接フィールドアンテナは、前記デタッチャーを実質的に取り囲み、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグが前記軸と実質的にどんな角度に置かれたときでもＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第２の部分から情報を読み込むように構成されている。

本願はまた、電子物品監視（ＥＡＳ）と電波方式認識（ＲＦＩＤ）の結合タグと共に用いるアンテナに関する。このアンテナは、基板と、この基板上に取り付けられた実質的に円形のマイクロストリップと、実質的に円形の周辺部を持つデタッチャーマグネットと、このデタッチャーマグネットの周囲の基板上に設置された実質的に円形のマイクロストリップとを具備する。このアンテナは、基板上に取り付けられた導入口と、基板上に取り付けられた終端抵抗とをさらに具備してもよく、ここでこの導入口は前記アンテナの第１の部分に連結され、前記終端抵抗は、前記アンテナの第２の部分に連結されている。この実質的に円形のマイクロストリップは、直径が約ｃ／｛πｆ（ε_ｒ）^１／２｝であり、ここで、ｃは光の速さ（３×１０^８メータ／秒）、ｆは動作周波数（サイクル／秒）、及びε_ｒは基板の比誘電率である。

このアンテナは、設置面を具備してもよく、円形のアンテナマイクロストリップは、基板の第１の表面に取り付けられ、基板の第２の表面は、接地面に取り付けられ、導入口は、アンテナの第１の部分に連結され、終端抵抗は、アンテナの第２の部分と接地面に連結されている。１実施の形態において、デタッチャーマグネットは、実質的に円形の周辺部を持ち、実質的に円形のマイクロストリップがデタッチャーマグネットの周辺部外側に設置されるように、基板の第２の表面に接近して置かれる。

ＥＡＳ／ＲＦＩＤ安全結合タグの第２の部分は、実質的に円形のマイクロストリップアンテナの周辺部外側にあるＲＦＩＤエレメントを具備する。

実施の形態とみなされる対象は明細書の結論部分に特に明示し明確に申し立てている。しかし、実施の形態は、対象物と共に動作形態及び動作方法の両方について、その特徴と効果は、添付図と共に以下の詳細な説明を参照することによりよく理解できるであろう。

本願発明は、以下の詳細な説明と本発明の特定の実施の形態についての実施の形態の添付図から十分に理解できるであろうが、具体的な実施の形態に限定されるものではなく、説明のためのものである。

多くの具体的詳細は本願に係る本願に係るＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグでのＲＦＩＤ読み込みアンテナのいくつかの可能な実施の形態を完全に理解するためにここに述べるものである。しかし、詳細な説明なしに多くの実施の形態が実行できることは、当業者には理解できよう。他の例において、実施の形態を分かりにくくすることがないように、よく知られた方法、手続、構成要素及び回路は記載していない。ここに開示した具体的な詳細構成及び詳細機能は代表的なものであり、ここに開示した実施の形態に限定するものでないことは、好ましいことである。

いくつかの実施の形態において、「連結した」及び「接続した」の表現を用いて記載している。例えば、ある実施の形態では、２以上のエレメントが直接的に物理的又は電気的に相互に接触していることを示すために用語「接続した」を用いて記述しているかもしれない。他の例では、ある実施の形態において、２以上のエレメントが直接的に物理的又は電気的に接触していることを示すために用語「連結した」を用いて記述しているかもしれない。しかし、用語「連結した」は、２以上のエレメントが直接的に相互に接触せず、相互に協力し合うか又は作用しあう場合を意味することもある。

「１実施の形態」又は「実施の形態」についての説明における言及は、その実施の形態に関連して記載した特定の特徴、構成、又は特性が少なくとも１つの実施の形態に含まれることを意味することは留意する価値がある。この詳細な説明中にしばしば現れる「１実施の形態において」の句は、必ずしも同じ実施の形態を言及するわけではない。

図１は、ＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグ１０２に関して配置した従来技術のＲＦＩＤ読み込みアンテナを示す。ＥＡＳ／ＲＦＩＤハードタグ１０２は、ＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグ１０２の第１の位置すなわちタグヘッド部１０１に設置したクラッチリリース機構１０８を具備する。ＥＡＳ／ＲＦＩＤハードタグ１０２は、ＥＡＳ／ＲＦＩＤハードタグ１０２の第２の位置すなわちＲＦＩＤエレメント部１０３に設置されたＲＦＩＤ読み込みエレメント１０４を具備する。クラッチリリース機構１０８は、一般に監視目的で商品（不図示）に取り付けたデタッチャーマグネット１０６のピン１１２を取り外す、ＥＡＳ非活性化機能を一般に提供する。ピン１１２は、マグネット１０６を商品及びクラッチリリース機構１０８に張り付ける。したがってクラッチリリース機構１０８は、デタッチャーとして機能する。この従来技術の構成において、ＲＦＩＤ読み込みアンテナ１００は、軸Ｂ−Ｂに沿ってまっすぐマグネット１０６に伸びている近接フィールドジェネラルダイポールマイクロストリップアンテナである。この特定のＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグ１０２も、実質的に直線構成であり、そこからマグネット１０６に延びる縦の軸Ａ−Ａを具備する。軸Ａ−Ａと軸Ｂ−Ｂとは、共通の点、すなわち、マグネット１０６の中心点１１０で、軸Ａ−Ａと軸Ｂ−Ｂとがお互いに角θをなすように交差する。一般に中心点１１０は、そこでクラッチリリース機構１０８がピンとマグネット１０６を取り外す位置である。図１に示すように、角θは、ＥＡＳ／ＲＦＩＤハードタグ１０２のＲＦＩＤエレメント部分１０４がＲＦＩＤ読み込みアンテナ１００の範囲外にあり、したがってＲＦＩＤエレメント部分１０４に保存されたＲＦＩＤ情報を読み込めないような大きさの角度である。それにもかかわらず、クラッチリリース機構１０８は、最初にＲＦＩＤエレメント部分１０４の情報を読み込むことなく、デタッチャーマグネット１０６により活性化することができる。

図２は、デタッチャーマグネット１０６と、ＲＦＩＤ読み込みアンテナ１００に対して第２の方向を持つハードタグ１０２を持つ図１のＲＦＩＤ読み込みアンテナ１００と、を有するＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグ１０２を示す。より具体的には、ＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグ１０２の軸Ａ−Ａは、ＲＦＩＤ読み込みアンテナ１００の軸Ｂ−Ｂに対して平行方向に向いていて、角θは０°であり、したがって、ＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグ１０２のＲＦＩＤエレメントはＲＦＩＤ読み込みアンテナ１００の直上位置にある。この位置において、ＲＦＩＤ読み込みエレメント部１０３に設置されたＲＦＩＤ読み込みエレメント１０４は、ＲＦＩＤ読み込みアンテナ１００の近接フィールド内にあり、最初にＲＦＩＤエレメント部分１０４の情報を読み込むことなく、同時に、ピン１１２を取り外すためにデタッチャーマグネット１０６によりクラッチリリース機構１０８が活性化されている間に、ＲＦＩＤ情報が読み込まれる。

従来技術から分かるように、ＥＡＳ部１０１の磁気リリースクラッチ機構１０８は、ＲＦＩＤエレメント１０４の位置にかかわらずクラッチリリース機構１０８が直接マグネット１０６の上にあるとき、有効となる。機構１０８は、デタッチャーマグネット１０６の助けによりピンを取り外すために活性化することができる。したがって、ＲＦＩＤ情報が販売場所で集められるという保証はない。言い換えれば、ハードタグ１０２に含まれるＲＦＩＤ読み込みエレメント１０４は、図２に示すようにＲＦＩＤ読み込みアンテナ１００の直上位置か又は実質的に直上位置にあるときにのみ、読み込むことができる。このやり方の明らかな不具合は、ユーザー、例えば一般に商品の損失を防止する責任を負っている人は、ＲＦＩＤ情報を確実に収集するためには、ハードタグ１０２中のＲＦＩＤエレメントが確実にＲＦＩＤ読み込みアンテナ１００の直上位置にくるようにしなければならない。

本願の詳細に戻って、図３は、デタッチャーマグネット１０６とＲＦＩＤ読み込みアンテナ２００を持つ本願に係るＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグを具備する安全装置２５０を示す。アンテナ２００は、一般に２つの半円のアーチ部２２２及び２２４で構成される実質的に円形のマイクロストリップを具備する。このアンテナ２００は、一般に基板２０６上に設置される。導入口２０８は、基板２０６上に設置され、ケーブル２１４、ケーブルは同軸ケーブルとしてもよい、を介して信号をアンテナ２００に供給し、第１の位置２０２でアンテナ２００と連結している。終端抵抗２１０も基板２０６上に設置され、第２の位置２０４でアンテナ２００と連結している。１実施の形態において、第１の位置２０２と第２の位置２０４とは実質的にお互いに正反対になっている。１実施の形態において、アンテナ２００は、デタッチャーマグネット１０６を実質的に取り囲んでいる。デタッチャーマグネット１０６は中心点２２０を持つ。アンテナ２００とデタッチャーマグネット１０６とは同心円とすることができる。実施の形態はこの記載に限定されない。ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグ１０２は、第１の軸Ａ−Ａが、第１のすなわちタグヘッド部１０１からＲＦＩＤ読み込みエレメント部１０３へ延びる軸で定義されるような構成を持つ。図３に示すように、ＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグ１０２は、図示の目的でマグネット１０６の中心２２０と軸Ａ−Ａが交差するような位置に置かれている。

第２の軸Ｂ’−Ｂ’は、デタッチャーマグネット１０６が、軸Ａ’−Ａ’と軸Ｂ’−Ｂ’とが中心点２２０上で交差し軸同士の可変角度φを定義することで、説明目的で定義される。軸Ａ’−Ａ’と軸Ｂ’−Ｂ’の一方は他の軸に対して、角φが０度から３６０度まで変わるよう回転させることができる。

図３，４及び５に示すように、基板２０６は、一般に上部又は第１の表面２０６ａと一般に下部の又は第２の表面２０６ｂとを具備する。アンテナ２００は第１の表面２０６ａに設置又は配置される。基板２０６の第２の表面２０６ｂは、接地面２１２に設置又は配置される。ケーブル２１４は、２つのアンテナの半円形部２２２及び２２４に電力を供給するためにアンテナ２００と連結又は接続されている第１の端子と、接地面２１２と連結又は接続されている第２の端子とを具備する。アンテナ２００に連結されているのに加えて終端抵抗２１０は接地面２１２に伸びてそれと連結している。したがって、図４及び５に示すように、アンテナ２００は、導入口２０８がモノポール励起信号により励起されるような、モノポールアンテナとして動作するよう構成されている。

先に説明したように、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグ１０２のピン１１２は、図４の商品１０として示されている商品に取り付けられる。ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグ１０２は、それぞれ、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグ１０２の、第１のすなわちタグヘッド部１０１と、第２のすなわちＲＦＩＤエレメント部１０３とに搭載されたクラッチリリース機構１０８とＲＦＩＤ読み込みエレメント１０４とを具備する。クラッチリリース機構１０８は、デタッチャーマグネット１０６に接近したとき商品からタグ１０２を取り外す。より具体的には、タグヘッド１０１をデタッチャー１０６に置いたとき、商品１０からピン１１２が外れ、商品１０をＥＡＳ／ＲＦＩＤ安全タグ１０２から取り外す。

１実施の形態において、本願によれば、デタッチャーマグネット１０６は円形の周辺部を持ち実質的に基板２０６の中心に取り付けられる。アンテナ２００は、ＥＡＳ／ＲＦＩＤタグ２００がアンテナ２００とどんな角度φに置かれても、そしてクラッチリリース機構１０８がデタッチャーマグネット１０６に近接しておかれたとき、ＲＦＩＤアンテナエレメント１０４がアンテナ２００により読み込み可能なように構成される。さらに詳しくは、ピン１１２とクラッチリリース機構１０８とが実質的にデタッチャーマグネット１０６の中心点２２０の上にあり、（ＥＡＳ／ＲＦＩＤ安全）結合タグ１０２が中心点２２０の周りに回転するので、アンテナ２００の読み込み範囲が角φとは独立である。クラッチリリース機構１０８は、クラッチリリース機構１０８を動作させるために正確に中心点２２０の真上に置く必要はない。

クラッチリリース機構１０８は、磁気だけでなく、それに限定はされないが、電気動作の電磁弁又は空気圧や油圧操作のリリース機構も含む、あらゆるタイプのＥＡＳデタッチャーとすることができる。

０度から約３６０度まで一貫した読み込み範囲をアンテナ２００が持つことは、特に注目に値する。

この円形マイクロストリップアンテナ２００が、先に説明したＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグ１０２、アンテナ２００、及びデタッチャーマグネット１０６を含む、ＥＡＳとＲＦＩＤシステムを結合したシステム２５０の一部であると考えられることを想定する。このＥＡＳ／ＲＦＩＤタグ１０２は、商品１０に取り付けるよう構成する。

先に説明したように、ここではこのシステム２５０に関して、アンテナ２００は、ＥＡＳ／ＲＦＩＤタグ１０２がアンテナ２００に対してどんな角φに置かれても、クラッチリリース機構１０８を、取り外し可能とさせるデタッチャーマグネット１０６の近傍に適切に置くと、ＲＦＩＤアンテナエレメント１０４はＲＦＩＤ読み込みアンテナ２００により読み込み可能となるように、構成される。

このシステム２５０の部分として、アンテナ２００の特徴と制限は先に説明したものと本質的に同じである。

当業者は、これに限定されないが楕円形又は長円形、三角形、正方形、長方形、放物線形又は双曲線形、曲線からなる形、多角形、又は不規則な形を含む、マイクロストリップアンテナ２００の他の構成が可能であることを理解するだろう。

ＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグ１０２においてＲＦＩＤエレメント１０４に連結する電界は放射状に円形マイクロストリップ２００の外側上部に向き、ＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグ１０２がマグネット中心又はマグネット源２２０に対してどんな角度φに置かれたとしても、ハードタグ１０２を簡単に検出できるようにさせるよう定めている。クラッチ機構１０８がデタッチャーマグネット１０６の上部又は比較的近接しているとき、読み込み範囲は最適となることを想定する。

さて、マイクロストリップアンテナ２００のさらに詳細な説明に移ると、アンテナ２００は、信号の波長λがλ／２に対応するように構成した２つのλ／２の円弧のマイクロストリップに類似している。したがって、図３に示すように、近接フィールドアンテナ２００の円の直径「Ｄ」は半波長ダイポールから全波長ダイポールまでの長さに該当しなければならない。円形マイクロストリップアンテナ２００は、誘電体の基板２０６に蒸着されているので、直径ａは、半波長に対応する最小値ａ＝ｃ／｛２πｆ（ε_ｒ）^１／２｝から全波長の場合のその２倍までの範囲とすべきである。ここで、ｃは光の速さ（３×１０^８メータ／秒）、ｆは動作周波数（サイクル／秒）、及びε_ｒは誘電体基板材の比誘電率である。

図６，７及び８を参照して、各円弧２２２及び２２４の有効長は、半波長の長さから全波長の長さまでの範囲とすることができる。具体的に図６に示すように、半波長構成において、アンテナ電流Ｉは、供給端又は入力端２０８で正の最大（＋Ｉ_０）となり、中間位置でゼロに減少し、終端抵抗２１０の端位置で負の最小（−Ｉ_０）となる。したがって、半波長構成において、アンテナ電流は入力２０８から１８０度の位相変化を経て終端抵抗２１０の端位置まで流れる。図７に示すように、供給点２０８でＥ電場が最大となる。マイクロストリップアンテナ部１１２の長さＬに沿った中間点で、Ｅ電場がゼロに減少する。終端１１８で、Ｅ電場は減少して負のピーク又は負の最大になる。

図８に具体的に示したように、全波長構成では、アンテナ電流は入力端２０８で正の最大となり、減少して経路の４分の１のところでゼロとなり、負方向に減少して経路の半分のところで負の最小となり、経路の４分の３のところでゼロを経由して正方向に増加し終端抵抗２１０の端位置で正の最大に戻る。

アンテナ２００の読み込み信号は、ＲＦＩＤエレメント１０４と連結するＥ電場が最大となるとき実質的に強化される。このような状態は、図３及び４に示したように、円形アンテナ２００を形成する半円部２２２及び２２４の周囲の外側に実質的にＲＦＩＤエレメント１０４があるときに生じる。加えてＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグ１０２が、ＥＡＳ／ＲＦＩＤハードタグ１０２の直線軸Ｂ’−Ｂ’が実質的に中心２２０と重なるような、デタッチャーマグネット１０６の中心２２０に対して実質的に半径方向にあるとき、信号は強化される。

図９は、円形マイクロストリップアンテナ２００の代替的な実施の形態を示す。具体的には、円形マイクロストリップアンテナ２００はダイポール構造に構成されている。ケーブル２１４の第１の端子２１４ａはトランス入力信号接続点２３０ａで電圧トランス２３０に接続されている。信号接続点２３０ａからの入力信号は、ケーブル又はコネクタ２３４を介して半円アーチ部２２４に接続されている、トランス出力信号接続点２３０ｂにおいて電圧トランス２３０から出力される。

ケーブル２１４の第２端子２１４ｂは、入力信号接地端子接続点２３０ｃを経由してトランス２３０に接続されている。入力信号接地は、半円アーチ部２２２から接続点２３０ｄを経由してトランス２３０に出力されている。したがって、この構成において、半円アーチ部２２２及び２２４はダイポールアンテナとして動作し、導入口２０８はダイポールを供給する励起信号により励起される。

図１０はマイクロストリップアンテナ２００が基板２０６上に配置されている安全装置２５０の１実施の形態の上部透視図である。デタッチャーマグネット１０６はデタッチャーマグネット１０６の中心２２０に実質的に位置する開口部に配置されている。開口２４０は基板２０６と接地面２１２とを貫通している。実質的に円形のマイクロストリップ２００は基板２０６上の、デタッチャーマグネット１０６の周辺に取り付けられている。終端抵抗２１０はマイクロストリップアンテナ２００と接地面２１２とに連結されている。

図１１は、図１０に示した安全装置２５０の底部透視図である。より詳細には、デタッチャーマグネット１０６は、開口２４０経由して接地面２１２と基板２０６とを貫通している。

図１２は、基板２０６と接地面２１２の代替的な実施の形態の上部透視図である。図１３は、図１２に示した基板２０６と接地面２１２の代替的な実施の形態の底部透視図である。より詳細には、実質的に円形のマイクロストリップアンテナ２００は、開口２４０を除外した固体基板２０６’と固体接地面２１２’に設置されている。基板２０６’は第１の表面２０６ａ’と第２の表面２０６ｂ’とを具備する。接地面２１２’は第１の表面２１２ａ’と第２の表面２１２ｂ’とを具備する。実質的に円形のマイクロストリップ２００は、基板の第１の表面２０６ａ’に設置されている。実質的に円形の周辺部を持つデタッチャーマグネット１０６は、円形のマイクロストリップ２００がデタッチャーマグネット１０６の周辺部の外側に置かれるように、基板２０６の第２の表面２０６ｂ’と接地面２１２’の第２の表面２１２ｂ’との近接して設置される。デタッチャーマグネット１０６は開口２４０に閉じ込められてはいないから、デタッチャーマグネット１０６は、固定されずマイクロストリップ２００に対して移動可能である。クラッチリリース機構１０８に関してデタッチャーマグネット１０６の動作と性能は、デタッチャーマグネット１０６が開口２４０に閉じ込められていても、デタッチャーマグネット１０６がマイクロストリップ２００に対して固定されておらず移動可能であっても、実質的に等価である。

円形近接フィールドＲＦＩＤマイクロストリップアンテナ２００の特性は以下のように最適化される。

ａ．読み／書き範囲は近接フィールド距離ｄ≪λ／（２π）に制限される。読み／書き範囲ｄを近接フィールド距離ｄ≪λ／（２π）に制限することにより、安全装置２５０は販売場所でＥＡＳハードタグ取り外しとＲＦＩＤ情報の収集とができる。読み込み範囲が非常に狭いので、ＥＡＳの取り外しとＲＦＩＤ情報の収集とは１度に１つのタグに限られる。言い換えれば、非活性化装置は、非常に近接した他のタグからの無関係なＲＦＩＤ情報を検出しない。

ｂ．アンテナ２００に供給されるエネルギーの多くは終端負荷抵抗２１０にて放散され、それにより、妨害のレベルが減少する。

ｃ．近接フィールドアンテナ２００は、遠方フィールドアンテナと比べて低いＱ値を提示する。このＱ値は、中央周波数で−３ｄＢの帯域幅を割算して、すなわちＱ＝（Ｆ２−Ｆ１）／ＦＣとして計測する。ここで、Ｆ２は−３ｄＢの点の高側の周波数で、Ｆ１は−３ｄＢの点の低側の周波数であり、ＦＣは中心周波数である。

ｄ．この低いＱ値により、世界中のＵＨＦアプリケーションの広帯域に対して有用な広い動作帯域幅が得られる。

ｅ．当業者に知られているように、周波数ホッピングは、読み込み装置にお互いに干渉を起こさせないための技術である。米国では。ＵＨＦＲＦＩＤ読み込み装置は、９１５ＭＨｚといわれているが実際には９０２ＭＨｚと９２８ＭＨｚの間で動作している。読み込み装置は、９０２ＭＨｚと９２８ＭＨｚの間の任意の周波数にランダムにあるいはプログラムされた順序で飛び移ることができる。もし帯域が十分広ければ、全く同じ周波数で２つの読み込み装置が動作する可能性は小さい。ヨーロッパと日本のＵＨＦ帯域は非常に狭く、この技術は読み込み装置の干渉を避けるためには効果的ではない。

本願のＲＦＩＤシステム２５０とアンテナ２００の広い動作帯域幅と低いＱ値とにより、周波数ホッピングを行う必要をなくして、ＲＦＩＤ読み込み装置の電子機器部を単純にすることができる。

ｆ．近接フィールドアンテナ２００が低い放射抵抗と放射効率を示すので、放射アンテナと比べて干渉を減少させ、ＦＣＣ規制による制限に従うことが容易になる。

ｇ．円形マイクロストリップ近接フィールドアンテナ２００は、円形マイクロストリップ領域の外側に放射方向にＥ電場を生じさせる。

ｈ．先に説明したように、円形マイクロストリップ近接フィールドアンテナ２００は、約２ａの直径寸法を持つ。すなわち、半波長の場合に対応する最小値、
Ｄ＝２ａ＝２ｃ／｛２πｆ（ε_ｒ）^１／２｝
と全波長の場合のその２倍である。

ｉ．Ｅ電場から近接フィールドへの放射を局限化したので、規制要求に従うことが容易である。

ｊ．円形マイクロストリップ近接フィールドアンテナ２００は、本質的に同じＲＦＩＤ検出能力を持つモノポールが供給する励起又はダイポールが供給する励起のどちらを使うこともできる。より詳細には、導入口２０８を、モノポールが供給する励起信号又はダイポールが供給する励起信号のいずれかで励起することができる。

ｋ．ＲＦＩＤエレメント１０４への放射Ｅ電場の連結を強化することにより、読み込み信号の効率を強化することができる。このような状態は、ＲＦＩＤエレメント１０４が円形マイクロストリップアンテナ２００の周辺部より実質的に外側に存在するときに生じる。

要約すれば、ＲＦＩＤラベル部は、すなわち、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグ１０２のＲＦＩＤ読み込みエレメント１０４は、デタッチャーマグネット１０６の領域上で検出するような感度はなく、近接フィールドに十分近づくように物理的にアンテナ２００に近いだけである。ＥＡＳ／ＲＦＩＤタグ１０２の一部分、すなわち、クラッチエンド機構１０８を具備するタグヘッド１０１が位置する部分が取り外しマグネット１０６上にある限り、ＲＦＩＤラベル１０２は、アンテナ２００に対してどのような方向にあろうとも有効検出位置にある。

本願発明の１つの特有の利点は、結合タグ１０２のＲＦＩＤアンテナ‐エレメント１０４上のＲＦＩＤ情報を読むことなしにクラッチ機構１０８を取り外すことは事実上不可能なので、タグの置き方に関する要求事項を減らすことができることである。

好ましいことには、アンテナ２００の相対寸法及び形状は、タグ又はレベルのどんな寸法又は形状でも動作するよう構成できることである。しかし、本願発明は、結合タグ１０２の長さ方向に沿って実質的に円形アンテナ２００の周辺部外側に設置されたＲＦＩＤエレメントのアンテナ１０４を有する結合タグ１０２と十分うまく動作することが想定される。

半径方向電場が、アンテナ２００の外周から半径方向にデタッチャーマグネット１０６の中央２２０から外側に拡がるので、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ安全結合タグ１０２のＲＦＩＤ読み込みエレメント１０４は、タグ１０２の第１の部分１０１がデタッチャーマグネット１０６の中央部に接近して置かれたとき、アンテナ２００の外側に実質的に延びる。アンテナ２００の外周から半径方向に内側にデタッチャーマグネット１０６の中心に向かって延びる半径方向電場は、アンテナ２００の外周から半径方向に、デタッチャーマグネット１０６の中心２２０から外側に延びる半径方向電場の方向と比べて、方向を逆転させているので、ＲＦＩＤエレメント１０４を、結果としてＲＦＩＤエレメント１０４に正味の電場に差がなくなるような、ＲＦＩＤエレメント１０４又はＲＦＩＤエレメント部分１０３がアンテナ２００のマイクロストリップとのインターフェース関係を等分するような位置に置くことは好ましくない。

ここに記載したように、図解した実施の形態の特徴は、当業者にて改良、置き換え、変更及び均等物とすることができる。したがって、添付特許請求の範囲は、本実施の形態の精神内にある限りこのような改良及び変更を含むものである。

デタッチャーマグネットとＲＦＩＤ読み込みアンテナに対して第１の方向を持つハードタグを持つＲＦＩＤ読み込みアンテナとを有する従来技術のＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグを示す。 デタッチャーマグネットとＲＦＩＤ読み込みアンテナに対して第１の方向を持つハードタグを持つのＲＦＩＤ読み込みアンテナとを有する図１のＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグを示す。 デタッチャーマグネットと円形ＲＦＩＤ読み込みアンテナを持つ本願に係るＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグを示す。 図３の直線４‐４で切断した、デタッチャーマグネットと円形ＲＦＩＤ読み込みアンテナを持つ本願に係るＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグの立面断面図である。 図３の直線５‐５で切断した、デタッチャーマグネットと円形ＲＦＩＤ読み込みアンテナを持つ本願に係るＥＡＳ／ＲＦＩＤハード結合タグの立面断面図である。 図３，４及び５のＲＦＩＤ読み込みアンテナに沿った電流を図式的に表現したものである。 図３のＲＦＩＤ読み込みアンテナ上の電場（Ｅ電場）の半波長の分布を図式的に表現したものである。 ０度の位相において、図３のＲＦＩＤ読み込みアンテナ上の電場（Ｅ電場）の全波長の分布を図式的に表現したものである。 図３，４及び５のＲＦＩＤ読み込みアンテナへのダイポール給電を示す。 図３，４及び５のＲＦＩＤ読み込みアンテナとデタッチャーマグネットの１実施の形態の上部透視図である。 図１０に示したＲＦＩＤ読み込みアンテナとデタッチャーマグネットの底部透視図である。 図３，４及び５のＲＦＩＤ読み込みアンテナとデタッチャーマグネットの他の実施の形態の上部透視図である。 図１２に示したＲＦＩＤ読み込みアンテナとデタッチャーマグネットの他の実施の底部透視図である。

Claims (20)

1. 電子物品監視（ＥＡＳ）と電波方式認識（ＲＦＩＤ）の結合タグ（ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグ）を取り外すための安全装置であって、該安全装置は、
   ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第１の部分に配置したクラッチリリースを選択的に取り外すよう構成したデタッチャーと、
   ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第２の部分に保存した情報を電子的に読み込むよう構成した実質的に円形のマイクロストリップの近接フィールドアンテナであって、該近接フィールドアンテナは、実質的に前記デタッチャーを取り囲み、前記タグの前記第２の部分が前記デタッチャーに対してどんな角度に置かれたときでもデタッチャーに対する任意の位置で前記ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの前記第２の部分から情報を読み込むよう構成されている、近接フィールドアンテナと、
   を具備することを特徴とする安全装置。
2. 前記近接フィールドアンテナは、前記デタッチャーを、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第１の部分にあるクラッチリリースを取り外すよう配置したときにのみ、情報の読み込みを行うよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
3. 前記デタッチャーは前記クラッチリリースを磁気的に取り外すことを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
4. 前記近接フィールドアンテナは、前記デタッチャーを、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第１の部分にあるクラッチリリースを取り外すよう配置したとき、情報の読み込みのみを行うよう構成したことを特徴とする請求項３に記載の安全装置。
5. 前記安全装置はさらに、
   第１の表面と第２の表面とを有する基板と、
   前記基板上に取り付けられた導入口と、
   前記基板上に取り付けられた終端抵抗と、
   接地面と、
   を具備し、
   前記円形アンテナのマイクロストリップは、前記基板の第１の表面上に取り付けられ、前記基板の第２の表面は接地面上に取り付けられ、
   前記導入口は、前記アンテナの前記第１の部分に連結され、前記終端抵抗は前記アンテナの前記第２の部分と前記接地面とに連結されることを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
6. 前記実質的に円形のマイクロストリップは、直径が約ｃ／｛２πｆ（ε_ｒ）^１／２｝から約ｃ／｛πｆ（ε_ｒ）^１／２｝までの間の範囲であり、ここで、ｃは光の速さ（３×１０^８メータ／秒）、ｆは動作周波数（サイクル／秒）、及びε_ｒは基板の比誘電率であることを特徴とする請求項５に記載の安全装置。
7. 前記導入口は、モノポールが供給する励起信号又はダイポールが供給する励起信号のいずれかで励起することを特徴とする請求項６に記載の安全装置。
8. 前記ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第２の部分はＲＦＩＤエレメントを具備し、該ＲＦＩＤエレメントは前記実質的に円形のマイクロストリップアンテナの周囲上にあることを特徴とする請求項１に記載の安全装置。
9. 電子物品監視（ＥＡＳ）と電波方式認識（ＲＦＩＤ）の結合タグ（ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグ）を取り外すための安全装置であって、該安全装置は、
   それ自身明確な軸を有するデタッチャーであって、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第１の部分に配置したクラッチリリースを選択的に取り外すよう構成したデタッチャーと、
   ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第２の部分に保存された情報を電子的に読み込むように構成された、実質的に円形のモノポールマイクロストリップの近接フィールドアンテナであって、該近接フィールドアンテナは、前記デタッチャーを実質的に取り囲み、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグが前記軸と実質的にどんな角度に置かれたときでもＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第２の部分から情報を読み込むように構成されている近接フィールドアンテナと、
   を具備することを特徴とする安全装置。
10. 前記近接フィールドアンテナは、デタッチャーがＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第１の部分にあるクラッチリリースを取り外すためにデタッチャーが置かれているとき、情報を読み込むためだけのために構成されていることを特徴とする請求項９に記載の安全装置。
11. 前記デタッチャーは前記クラッチリリースを磁気的に取り外すことを特徴とする請求項９に記載の安全装置。
12. 前記近接フィールドアンテナは、前記デタッチャーを、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ結合タグの第１の部分にある前記クラッチリリースを取り外すよう配置したときにのみ、情報の読み込みを行うよう構成したことを特徴とする請求項１１に記載の安全装置。
13. 前記安全装置装置は、
    第１の表面と第２の表面とを有する基板と、
    前記基板上に取り付けられた導入口と、
    前記基板上に取り付けられた終端抵抗と、
    接地面と、
    を具備し、
    前記円形のアンテナマイクロストリップは、前記基板の前記第１の表面に取り付けられ、前記基板の前記第２の表面は前記接地面に取り付けられ、
    前記導入口は、前記アンテナの第１の部分に連結され、前記終端抵抗は、前記アンテナの第２の部分と前記接地面とに連結されていることを特徴とする請求項９に記載の安全装置。
14. 電子物品監視（ＥＡＳ）と電波方式認識（ＲＦＩＤ）の結合タグと共に用いるアンテナであって、該アンテナは、
    基板と、
    該基板上に取り付けられた、実質的に円形のマイクロストリップと、
    を具備することを特徴とするアンテナ。
15. 前記アンテナは、
    実質的に円形の周辺部を持つデタッチャーマグネットと、該デタッチャーマグネットの周囲の基板上に設置された実質的に円形のマイクロストリップとをさらに具備することを特徴とする請求項１４に記載のアンテナ。
16. 前記基板は、第１の第２の表面と、前記基板の第１の表面に取り付けられた実質的に円形のマイクロストリップとを具備し、
    前記アンテナは、
    実質的に円形の周辺部を持つデタッチャーマグネットであって、前記実質的に円形のマイクロストリップが前記デタッチャーマグネットの周辺部外側に設置されるように、前記基板の第２の表面に近接して置かれたデタッチャーマグネットを具備する、
    ことを特徴とする請求項１４に記載のアンテナ。
17. 前記アンテナは、
    前記基板上に取り付けられた導入口と、
    前記基板上に取り付けられた終端抵抗と、
    をさらに具備し、
    前記導入口は、前記アンテナの第１の部分に連結され、前記終端抵抗は、前記アンテナの第２の部分に連結されていることを特徴とする請求項１４に記載のアンテナ。
18. 前記基板は第１の表面と第２の表面とを具備し、前記アンテナは、
    接地面、
    をさらに具備し、
    前記円形のアンテナマイクロストリップは、前記基板の前記第１の表面に取り付けられ、前記基板の前記第２の表面は前記接地面に取り付けられ、
    前記導入口は、前記アンテナの第１の部分に連結され、前記終端抵抗は、前記アンテナの第２の部分と前記接地面に連結されることを特徴とする請求項１７に記載のアンテナ。
19. 前記導入口は、モノポールが供給する励起信号又はダイポールが供給する励起信号のいずれかで励起することを特徴とする請求項１７に記載のアンテナ。
20. 前記実質的に円形のマイクロストリップは、直径が約ｃ／｛２πｆ（ε_ｒ）^１／２｝から約ｃ／｛πｆ（ε_ｒ）^１／２｝までの間の範囲であり、ここで、ｃは光の速さ（３×１０^８メータ／秒）、ｆは動作周波数（サイクル／秒）、及びε_ｒは基板の比誘電率であることを特徴とする請求項１４に記載のアンテナ。

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