JP2008533616A - 改竄表示ｓａｗタグ・システムおよびそれを使用する方法 - Google Patents

Abstract

本発明の実施形態は、表面弾性波タグ・デバイスを用いて改竄表示システムを提供する。これは、少なくとも２個の表面弾性波タグ・デバイスを使用することによって達成される。一実施形態では、第１の弾性表面波タグ・デバイス（８２０）は、問い合わせに応答して識別信号を返し、第２の表面弾性波タグ・デバイス（８４０）は、問い合わせに応答して改竄表示を返す。導電素子を備えるアンテナ組立体が設けられ、各導電素子が部分的な螺旋を形成するように変形されている。一方の素子は他方の素子とは反対向きに渦巻きにされ、これらの素子が部分的な二重螺旋の形態で互いに反対に配置されている。

Description

本発明は、概してＳＡＷ識別タグに関し、より詳細には強化したデータ内容を有している改竄（かいざん）表示表面弾性波（ＳＡＷ：ｓｕｒｆａｃｅ ａｃｏｕｓｔｉｃ ｗａｖｅ）識別タグならびにそれを操作および製作する方法に関する。

識別システムおよびサービスについての世界市場がある。そのような識別システムは、それらが改竄防止（ｔａｍｐｅｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）ではないとしても、改竄表示（ｔａｍｐｅｒ ｉｎｄｉｃａｔｉｖｅ）であると証明できれば、郵政当局、航空会社および空港、ならびに大量輸送機関当局にとって極めて関心深いものとなる。

皆によく知られているのは、識別機能を実行するために業務で用いられるバー・コード、およびそのバー・コードを読取るために使用される様々なデバイスである。バー・コードは最も一般的には、紙または電子ディスプレイ上に表示されるコードを読取るためのスキャナ（バー・コード・スキャナ等など）を使用することによって読取られ、特定のコードに関連している項目を識別する。そうした可読性の制限の１つには、それらが使用できる範囲がある。両方とも、データを復号するためにリーダがバー・コードに接触または非常に接近（せいぜい数センチメートルまで接近）することを必要とする短距離用のシステムである。それらは、リーダが精確にデータを復号するためには、いかなる障害物もリーダとバー・コードの間にあってはならないということによってやはり制限される。これらの問題の結果として、高い読取精度が必要とされる場合、それぞれの個々の読取操作は、人間の操作者による手動の走査が必要とされる。したがって、バー・コード・ラベルの改竄は、別なものの取り換えによってバー・コードが被せられている、またはバー・コードが除去されていることを物理的に確かめることによる操作によって容易に識別できる。

無線周波数識別（「ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」）タグは、別の従来技術の識別デバイスである。その名が示すように、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤタグが問い合わせされると無線信号を反射または再送信し、それにより符号化された識別情報を返す。ＲＦＩＤタグは、高速道路および橋の通行料の徴収から偽造を回避するためおよび貨物コンテナなどのコンテナの内容を識別するために物体に組み込んでいるものまで多岐にわたる多くの用途を有する。バー・コードに勝るＲＦＩＤタグの利点は、バー・コード・システム中で目立っている重大な照準線の問題および方向性の問題のようなものを有することがなく、一般的にＲＦＩＤタグがいくらかより長い距離で感知可能であることにある。しかし、そうした利点は、人間の操作者がタグを視覚的に検査できない可能性があるので改竄表示については不利である。

ＲＦＩＤタグ・デバイスは、２つの基本的なタイプからなり、すなわち、マイクロチップを含むＲＦＩＤタグ・デバイスと、そうではないＲＦＩＤタグ・デバイスである。２つのタイプの間にはコストおよび性能に根本的な相違があり、それらが用途の種類に関して互いに競合することはまれなほどである。一般的な法則として、チップ・タグは、チップレス・タグよりも大きなデータ容量を有することによって、チップレス・タグよりもコストがかかる。例えば、集積回路チップ（ＩＣチップ）タグは通常、１００万個よりも少ない量で注文される場合１個につき約１ドルの単価より下で入手できないが、一方、多くのチップレス・タグは、１０万個の量で注文される場合であっても、１個につき２０セントより少ないコストであると推定される。

ＩＣチップ・タグは、他の種類のタグよりも幅広く使用されている。ＩＣチップ・タグは、４つの要素または特徴、すなわち、（１）コンピュータ・マイクロチップ、（２）無線信号をコンピュータのデータ信号に変換し、再び無線信号に変換するための回路、（３）アンテナ、および（４）ＤＣ電力をチップ回路に供給する手段からなる。低コストのＲＦＩＤチップ・タグでは、最初の２つの特徴がしばしば部分的または全体的に単一のマイクロチップ中に集積されており、この集積化によりタグの性能（読取範囲、ビット数など）においてある種の妥協を求められることになる。また、この特徴の組み合わせにより、ディジタル回路と無線周波数回路を共に単一のＩＣ上に収容するために、ある程度集積回路（ＩＣ）のコストおよび／または設計上の妥協をすることになる。これらの設計上の妥協の影響は、低い無線周波数（ＲＦ）動作周波数を使用することによって部分的に補償できるが、それによりむしろ大きく高価なアンテナになる。

チップ・タグに関して最も困難な問題は、チップ回路用のＤＣ電力が必要になることである。環境問題と、コスト、サイズおよび重さに関する厳しい制約とが合わさると、タグが電池または他のオン・ボード電源を持たないことが通常要求される。唯一の一般的に使用可能な解決策は、タグ・リーダ信号から受信したＲＦ電力をＤＣ電力にタグ内で変換することによってＤＣ電力を得ることである。当業者は電池または他の電源のないタグを「パッシブ（ｐａｓｓｉｖｅ）」タグと呼び、一方、電池または他の電源を含むタグを「アクティブ（ａｃｔｉｖｅ）」タグとして呼ぶ。ＤＣ電力をチップ・タグに供給する受動的な（ｐａｓｓｉｖｅ）方法は、より効率の良いタグ・アンテナ（すなわち、大きなサイズおよび高いコスト）およびリーダからのより大きい送信電力レベルが必要である。また、それは追加の構成要素を必要とし、この追加の構成要素によりタグ中で必要とされる余分な電気的構成要素についてマイクロチップのコストまたはタグのコストが増加することになり、また、この追加の構成要素によってタグの大きさを増大させることになる。しかし、ＩＣチップ・タグは、電池の電力が尽きない限りそのＩＣチップ・タグが改竄されているという表示を能動的に（ａｃｔｉｖｅｌｙ）送信できる。

「チップレス」ＲＦＩＤタグは、マイクロチップを含まず、しかしその代わりにデータを記憶するために磁性材料またはトランジスタレス薄膜回路（ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｌｅｓｓ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｃｉｒｃｕｉｔ）に頼る。チップレスＲＦＩＤタグの大きな利点は、チップレスＲＦＩＤタグが比較的に低コストであるということである。チップレス・タグの不利な点には、チップレス・タグが範囲制限されること（せいぜい数センチメートル）、およびチップレス・タグが含む情報量が限られることが含まれる。これらの問題の厳しさが、チップレスＲＦＩＤタグが潜在的に低コストであるにも関わらずチップレスＲＦＩＤタグが市場に受け入れられることを妨げている。

別のタイプの識別タグであるＳＡＷベースのＲＦＩＤがＲＦ ＳＡＷ（Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ、Ｔｅｘａｓ）によって開発されており、表面弾性波技術を使用して識別情報を与える。一緒に使用するためのそうしたタグおよびリーダは、Ｃｌｉｎｔｏｎ Ｓ． Ｈａｒｔｍａｎｎに対し２００４年７月６日に発行された米国特許第６７５９７８９号および２００４年３月２３日に発行された米国特許第６７０８８８１号の両方に教示されている。本特許出願の譲受人に譲渡された両特許は、参照により本明細書に組み込まれる。
米国特許第６７５９７８９号 米国特許第６７０８８８１号

したがって、当技術分野で必要とされていることは、可能性がある改竄を表示できるＳＡＷベースのＲＦＩＤを使用して識別タグを提供することである。

前述の背景に照らして、本発明の実施形態は、改竄表示システムを提供する。これは、１個または複数個のタグ・デバイスを使用することによって達成される。
一実施形態では、第１のタグ・デバイスは、問い合わせに応答して識別信号を返し、第２のタグ・デバイスは、問い合わせに応答して改竄の表示を返す。

別の実施形態では、ただ１個のタグを使用して問い合わせの応答がないことによって改竄を示す。
追加の実施形態では、変形した折り返しダイポール・アンテナがボルト・シール・デバイス中で使用される。アンテナ組立体は、複数の導電素子を備え、これらそれぞれが部分的な螺旋を形成するように変形されている。一方の素子は他方の素子とは反対向きに渦巻きにされ、これらの素子が部分的な二重螺旋の形態で互いに反対に配置されている。

したがって、本発明の実施形態のシステムおよび方法により先行技術により認識されている諸問題が解決されると共に、追加の利点が提供される。
ここまで概括的な言葉で本発明を説明してきたが、ここで添付図面を参照する。この図は必ずしも縮尺に従って描かれているとは限らない。

ここで添付図面を参照して以下本発明を一層十分に説明することにし、その中で本発明の好ましい実施形態を示す。しかし、本発明は、多数の異なる形態で具体化されてよく、本明細書に記載された本実施形態に限定されるように解釈されるべきではなく、むしろ本実施形態は、本開示が徹底的および完全なものとなるように、ならびに当業者に本発明の範囲を十分に伝達することになるように与えられる。本実施形態のいくつかはＲＦＩＤ型非ＳＡＷタグ・デバイスを含んでよく、特許請求の範囲の中に制限を読み込むべきではない。同じ番号は、一貫して同じ要素に言及する。
以下に述べることは、受取側にサービスを送るシステムおよび方法を説明するものである。

ここで図１に移ると、パルス位置と位相位置の両方によって特定の数値がその中に符号化している戻り信号を供給するように構成されたアンテナ１０５を備えたＳＡＷ識別タグ１００の実施形態を例示する平面図がある。ＳＡＷタグ１００は、一端で変換部１１０を有し、この変換部１１０でアンテナ１０５を使用してＳＡＷタグ・リーダからの問い合わせ信号を受信する。ＳＡＷタグ１００の表面を下るように進むＳＡＷが生成され、パルス位置と位相位置の両方によって配置された反射器１２０に出会い、その結果、戻り信号は、問い合わされたＳＡＷ識別タグ１００に一意的に関連している数値をその中に符号化されることになる。出願人はまた、グローバル表面弾性波タグ（ＧＳＴ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ Ｔａｇｓ））という用語を作り出してそうしたデバイスを命名しており、これはＳＡＷ ＲＦＩＤシステムとしても知られている。ＳＡＷ ＲＦＩＤシステムは、典型的なＲＦＩＤシステムが与えることができる読取範囲よりも長い読取範囲を与える。記載されたタグ・デバイスは、コンテナの識別情報、コンテナの内容、コンテナが取ることになる経路、および輸送中の物品または物品を輸送しているコンテナを説明または識別できる任意の他の情報を与えることができる。したがって、識別という用語を本明細書中で使用するかもしれないが、他の情報をタグの中にプログラムしてよい。ＧＳＴを使用することの利点の１つは、従来型ＲＦＩＤタグを用いるよりも大ビットの情報をタグの中にプログラム可能であることにある。

パルス位置と位相位置によって配置されるスロット１３０からなる（１つまたは複数の）グループ１４０は、ＳＡＷタグ１００の表面上に設置される。もちろんそれらはパルス位置、位相位置および振幅位置によって配置されることもでき、それでも所期の本発明の範囲内にある。スロット１３０の個数およびスロット１３０の配置は、使用されている符号化システムに依存する。反射器１２０は、位相位置が直角位相となるように配置されてもよい。本発明の他の実施形態は、グループ１４０内でスロット１３０の異なる配置を必要とする異なる位相位置を使用してよく、いろいろな個数のスロット１３０およびグループ１４０を使用してもよく、それでも所期の本発明の範囲内に十分にあるということを当業者は理解されよう。

ＳＡＷ識別タグ・リーダは、変換部１１０とスロット１３０からなるグループ１４０の間で設置されるフレーミング反射器１５０を有するＳＡＷタグ１００と共に使用される。そうしたフレーミング反射器１５０は、戻り信号中の起点とみなされることができ、そこでＳＡＷ識別タグ・リーダは、符号化された識別番号の検出を開始できる。終端反射器１６０は、ＳＡＷタグ１００上でスロット１３０からなる（１つまたは複数の）グループ１４０の後に設置される。終端反射器１６０は、フレーミング反射器３５０と共に、復号するためのＳＡＷ識別タグ・リーダに対する戻り信号をフレームする働きをする。例示したＳＡＷタグはまた、グループ１４０それぞれを隔てているデッド・スペース１７０を示す。このデッド・スペース１７０は、グループ３４０を隔てると共に符号間干渉を減らす働きをする。

ＳＡＷタグ１００上の反射器１２０の配置および一意的な数値がその中に符号化される戻り信号を理解するためには、関係のある信号変調方法をよく考えることが役立つ。従来のパルス位置変調（ＰＰＭ：ｐｕｌｓｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）では、データ・ストリームは、それを別個のサンプル値に分割することによってコード化可能であり、そこで単一パルスを使用してサンプルに含まれる情報を送信する。所定の時間範囲にわたって単一パルスの時間位置を変化させると、そのサンプル中の情報を送信する働きをする。続く時間範囲の単一パルスを同様に使用して続くサンプル値中の情報を送信する。

図２Ａに移ると、２個のＳＡＷタグ２１０および２２０がシール装置２００の中に含まれている。タグは、基板２３０に固定され、ケーブル２４０と相互接続されている。図２Ｂに示すように、ケーブル２４０は、ＳＡＷタグ２１０または２２０から取り外されてよい。

図３Ａは、本発明の別の実施形態の例示である。図３Ａ中の装置３００は、同一の基板３５０に装着された２個のタグ３１０および３２０を示す。これらのタグは、相互接続３２５されてよく、アンテナ３１５を備えてよい。基板３５０は、ガラスまたは他の材料であってよく、基板３５０が応力を受けた場合に割れることができる区域を与えるように刻み目が付けられてよい。こうして装置３００を使用して開口をシールし、開口にアクセスを試みている間に圧力が基板に印加され、基板は２個のタグ３１０および３２０の相互接続部３２５などの刻み目の区域で割れることになる。金属ストリップ・ラインを使用して基板を折れやすくさせてもよい。

図３Ｂは、１個のタグ３７０が第１の開口部に装着される基板に装着可能になっている変形例を示す。第２のタグ３６０は、第２の開口部に装着され、普段は改竄されていない状態でリード線３６５によってタグ３７０に結合されている。

次に図４Ａ〜図４Ｄからなる図４に移ると、ある時間範囲の４つのパルス位置を示しているディジタルＰＰＭの例が示されており、その位置でデータは従来のＰＰＭを使用して送信可能である。この場合、送信されるサンプルはディジタルであり、４つの可能な値のうちの１つの値を有する。４つの可能な波形が示されており、その波形は公称同一の単一パルス波形からなり、その時間位置は４つの時間位置またはパルス位置のうちの１つの位置で中心となり得る。任意の選択されたパルスのピークにおいて隣接したパルス位置からの裾が本質的にゼロであることを確実にするためにパルス位置間で必要とされる最小時間間隔は、Ｔｍｉｎである。もちろん、ＰＰＭ信号を復調する能力に影響を及ぼすことなくＴｍｉｎよりも幅の広いパルス間隔を使用できるが、パルス位置がＴｍｉｎよりも近くに間隔を置かれる場合、１つのパルス位置とその隣にあるものをはっきり区別することは一層困難になる。４つの可能なピーク・パルス位置それぞれでＰＰＭ波形をサンプリングするためにリーダを使用し、最大のものを選択することにより、従来のＰＰＭの復調となる。復調処理は当技術分野で知られているいくつかの同期方法のうちの１つの方法を使用して同期されなければならないことは、当業者に容易に理解されよう。

４つの可能なパルス位置は、２個の２進数ビットのデータを表す。単一パルスによって占有される４つのパルス位置からなる続くグループは、追加の２個の２進数ビットのデータを表すことができる。必要なだけ多くの４つのパルス位置からなる連続したグループを使用して、大ビットの情報を含んでいる所望のデータ・ワードを表すことができる。

ＰＰＭ変調は、ＳＡＷデバイスに基づくＲＦＩＤタグ用の好ましい変調方法であり、なぜならば、（１）単一パルスは、ＳＡＷ基板上に配置されたＳＡＷ反射器によって容易に生成およびプログラム可能であり、（２）様々なパルス時間位置は、可能なＳＡＷ反射器の空間位置に直接関連し、（３）データ・ビットの個数は、信号パルスの個数より大きく、それによりタグ挿入損が低減され、および（４）ＳＡＷ反射器の個数は、可能なタグ識別番号の全てについて一定のままであり、それにより任意のタグ識別について一様なパルス振幅を有する適度に低損失のタグとなるからである。しかし、ＳＡＷ ＲＦＩＤタグのためにＰＰＭを使用することはまた、（１）ＰＰＭのデータ密度が低く、それによりチップのサイズ（ひいてはコスト）を増大させ、（２）低いデータ密度は、ＳＡＷチップについての実際の最大サイズと相まって、実際のタグについてビット数の上限を生成し、および（３）ＰＰＭ ＳＡＷタグ中の様々な反射器の間での複数の跳ね返り反射が、ＰＰＭパルス列の後の部分に干渉し得る望ましくないパルスを生成する、などの制約を有する。

図５は、時間領域におけるタグからの典型的な戻り信号を示す。
図６Ａは、時間領域におけるタグ・デバイスの信号を示しており、その中ではタグ・デバイスからの信号は、シール時は短絡しているので、時間領域において遅延されている。図６Ｂは、時間領域におけるタグ・デバイスの信号を示すが、シールが壊された状態である（すなわち、第２のタグ・デバイスはその時短絡していない）。図６Ａ中では短絡されているので第１のタグ・デバイスから戻り信号がないことに留意されたい。しかし、図６Ｂ中で見られるように、短絡が解除されると第２のタグ・デバイスは信号を返し、こうして改竄を表示する。

図７Ａは、ただ１個のタグを使用している本発明の実施形態による回路を示す図である。装置７００は、アンテナ７１０と、インピーダンス制御された後続反射器を備えるタグ・デバイス７２０と、壊すことのできる伝送線路７３０と、終端抵抗７４０とを含む。壊すことのできる線路は、刻み目を付けられた金属線路、導電性インクまたは導電性粉末、および当業界で知られる同類のもので製作されてよい。

図７Ｂは、壊すことのできる伝送線路７３０が壊されていない（すなわちいかなる改竄も行われていない）状態の図７Ａ中の装置からの戻り信号の例示であり、図７Ｃは、壊すことのできる伝送線路７３０が壊されている（すなわち改竄が行われている）状態の図７Ａ中の装置からの戻り信号の例示である。壊されていない線路の後続パルス７５０から壊された伝送線路の後続パルス７５５への変化に留意されたい。回路はもはや、この回路の残りに接続される端末抵抗を有していないので、後続パルスの振幅は壊された伝送線路の信号の中でより大きい。

図８Ａは、２個のタグ・デバイスを使用している本発明の実施形態による回路を示す図である。装置８００は、アンテナ８１０と、第１のタグ・デバイス８２０と、壊すことのできる伝送線路８３０を介して第１のタグ・デバイスに結合された第２のタグ・デバイス８４０とを含む。壊すことのできる線路は、刻み目を付けられた金属線路、導電性インクまたは導電性粉末、および当業界で知られる同類のもので製作されてよい。

図８Ｂは、壊すことのできる伝送線路８３０が壊されていない（すなわちいかなる改竄も行われていない）状態の図８Ａ中の装置からの戻り信号の例示である。図８Ｃは、壊すことのできる伝送線路８３０が壊されている（すなわち改竄が行われている）状態の図８Ｃ中の装置からの戻り信号の例示である。図から留意すべきことは、８５０の時間領域における信号中の変化である。識別情報は、第１のタグ・デバイスがアンテナ８１０になお結合されているので、第１のタグ・デバイス８２０によってなお与えられている。しかし、第２のタグ・デバイス８４０からの信号は、第２のタグ・デバイス８４０がアンテナ８１０から切り離されているので、リーダにとって利用可能ではない。

本発明の実施形態によるシステムは、シール自体でよく、または電子的に改竄の表示を行うために既存のシール技術に装着されてよい。一例は、テープが改竄されると変化する特性を有するテープである。本発明のいくつかの実施形態は、改竄されると色を変化させる改竄表示テープの一部であり得よう。このテープのシールに対する改良には、導電性粉末または導電性インクを使用して、複数のＳＡＷまたは他のタイプのタグ・デバイスのうちの１つのタグ・デバイスについての信号を遮断することがあり得よう。テープのシールが損なわれていない場合、問い合わせ信号は、導電性テープに覆われた識別デバイスに到達できない。シールを壊すことによりテープの電導性を破壊し、問い合わせ信号がテープを通過し、形式的に導電性テープに覆われたタグ・デバイスに到達することを可能にする。これにより視覚的な改竄の表示と電子的な改竄の表示が共に可能になるであろう。

出願人は、いかなる信号も予期されていなかったときに信号を受信することも、信号が予期されていたときに信号のいかなる受信もないことも、どちらも電子的な改竄の表示であると考える。つまり、電子的な改竄の表示は、問い合わせに対する応答を妨害するようにタグを破壊することを含む。

別の改竄の表示は、ＳＡＷデバイスを短絡させることおよび短絡から回復させることになってよい。例えば、ＳＡＷデバイスは、コンテナへのドアまたは他のタイプの開口に常時取り付けられてよい。テープなどの改竄表示シールは、ＳＡＷアンテナ端子を短絡させるように、開口およびＳＡＷデバイスを横断して取り付けられてよい。ドアを開くためにテープがドアからはがされると、ＳＡＷデバイスは短絡から回復することになり、問い合わせをしているリーダに改竄表示信号で応答する。

ＳＡＷタグ・デバイスまたは他のタイプのタグ・デバイスは、成形プラスチックのハウジングの中に組み込まれてもよい。ハウジングは、コンテナを開くとハウジング、アンテナおよび／または識別デバイス自体を破壊するような位置に装着されてよい。

図９は、「ロッキング・バー（ｌｏｃｋｉｎｇ ｂａｒｓ）」とも称されるローリング・バー・ロッキング機構（ｒｏｌｌｉｎｇ ｂａｒ ｌｏｃｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を備えた典型的な貨物コンテナと共に使用されている改竄表示システム９１０の例示である。システム９００は、貨物コンテナ・ドア９０１を備え、この貨物コンテナ・ドア９０１に結合されたロッキング・バー機構は、ロッキング・バー９２０と、所定の位置にロッキング・バー９２０を保持するための環９４０と、ロック可能なラッチ９３５の中に配置されるラッチ・バー９３０とをさらに備える。ロッキング・バー９２０は、自由に上方へ移動および回転し、ラッチ・バー９３０を引き上げ、回転してラッチ９３５から解放できる。ループ９１５は、第１のタグ・デバイスに固定される第１の端部と、第２のタグ・デバイスに装着可能である第２の端部とを備える絶縁された導体である。配線接続、プラグおよびソケット接続等などの様々な方法を使用して第２の端部を第２のタグ・デバイスに装着してよい。これらの接続は、接続ボックス９１０中でなされ、次いで固定された脱着不可能なカバーによって覆われてよい。相互接続を行うための別な方法は、第２の端部が、接続ボックス９１０中の受け穴を通過し、ボックス９１０を通してケーブルを内部通過させることになる歯のある一方向ラッチを通過するが、逆方向にケーブルを引き抜きできないものである。第２の方向に引き抜くと歯が下がって絶縁体を突き刺し、第２のタグ・デバイスと導電接触することになる。

導電性ケーブルの代わりに、前述のように成形プラスチック製のハウジングをバー９２０とコンテナ・ドア９０１の間で配置して、バーを回転させることにより成形プラスチック製のハウジングおよびしたがってアンテナまたはタグ・デバイス自体を破壊させるようにしてよい。これにより視覚的な改竄の表示および電子的な改竄の表示が可能になるであろう。

図１０は、本発明の実施形態による改竄表示ボルト・シール（ｔａｍｐｅｒ ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｂｏｌｔ ｓｅａｌ）の例示である。改竄表示ボルト・シール・デバイス１０００は、シャフト、タグ挿入穴、ボア穴またはチャンネル１０３０を有するボルト１０２０を備え、それらはボルトの縦軸の中心にあってよく、またはシャフト中でボルトの縦軸の中心を外れて穴を開けられてよい。アンテナ１０１０は、モノポール・アンテナ、ダイポール・アンテナ、ループ・アンテナ、ヘリカル、パッチ・アンテナ、セラミック・アンテナ等でよい。アンテナは、金属、導電性インク、ポリマーなどの有機化合物およびセラミックをも含むがそれらに限定されない任意の導電材料で製作されてよい。アンテナは、ボルトに対し内側の構造、ボルトに対し外側の構造、またはボルト１０２０の構造と一体化した構造を有してもよく、伝送線路１０４０を介してボルトの内側に配設されたタグ・デバイス１０５０への問い合わせ信号およびボルトの内側に配設されたタグ・デバイス１０５０からの戻り信号の伝達を行う。位置は、ボルトの内側のどこでもよい。好ましくは、ボルト１０２０を切断するとタグ・デバイス１０５０を破壊もすることになるような位置にすべきである。しかし、機械的および化学的な媒介物を用いて、ボルト１０２０が切断、酸の使用または他の破壊機構によって傷つけられるときにタグ・デバイス１０５０を破壊させることもできる。ボルト自体は、壊されると粉砕することになるガラスのような材料で製作されてよく、こうしてタグまたはアンテナあるいはその両方を破壊し、視覚的な改竄の表示と電子的な改竄の表示を共に行う。

ボルトは、強度、伝導性等などの特定の材料特性を有する。ボルト１０２０内部にボルトに作用してその特性を変化させることのできる媒介物があってよい。強度は、ボルトの構造の完全性を傷つけるように変更されてよく、こうして自己破壊機構を与える。媒介物は、酸または塩基のような腐食性でよい。媒介物は、化合されると傷つけることでタグ・デバイスを破壊する２成分からなる媒介物でもよい。２成分からなる媒介物は、化合されると電導性になり、タグ・デバイスの周りにあるとタグ・デバイスの問い合わせを妨げるようなものでよい。別の変形例は、化学的な媒介物が電力をアクティブ・タグに与えて改竄があるまたは改竄が発生しているという警報を一斉送信するビーコンを与えるものである。

ボルト１０２０を使用してロッキング受容ユニット１０６０中に挿入することにより貨物コンテナのドアなどのドア、輸送袋等をシールしてよい。ボルト１０２０のロッキング構造１０６５は、ロッキング受容ユニット１０６０に挿入される。ロッキング構造１０６５は、ロッキング受容ユニット１０６０の内部の構造に対応した溝または一組の溝でよい。ロッキング受容ユニット１０６０は、一旦挿入されたボルト１０２０が特殊な工具および／またはボルト１０２０の破壊なしには取り外しできないという点において、一方向ロッキング・デバイスである。ロッキング受容ユニット１０６０は、ボルトのシャフト上の溝にラッチするリングを有してよい。ロッキング受容ユニット１０６０の他の変形例を使用してよい。図１１中に示されるような二重リング・ロッキング機構などの変形例を使用してもよい。コンテナの壁中の穴を貫通し、ドア中の受け穴の中に入るボルトは、シールになるものである。タグ１０５０は、コンテナ自体の識別または他の情報を含んでよく、それは問い合わせ後に利用できないと改竄を表示する。コンテナ識別タグはコンテナに常時装着されてもよく、対になる一方のタグはボルト中にあってよく、その結果、コンテナは、常に電子的ＩＤを有することができ、しかしボルトのタグからの情報が欠如すると改竄を表示できる。

ボルト１０２０は、ボルトを乱す試みがなされると粉砕しタグ・デバイスを破壊できる材料で製作されてよい。
代替では、ボルト１０２０は、コンテナをシールする別の方法のように、コンテナに溶接されることに耐えることができるような材料で構成されてよい。
コンテナは、小包、郵便箱またはドロップ・ボックス、輸送コンテナおよび他のコンテナと同類のコンテナでよい。

図１１は、本発明の追加の実施形態による改竄表示ボルト・シール・デバイスの例示である。改竄表示ボルト・シール・デバイス１１００は、ボルト１１２０と、タグ挿入穴またはチャンネル１１５０と、ＳＡＷタグ・デバイス１１５０とを備える。しかし、図１０のロッキング構造１０６５とは異なって、ロッキング構造１１６５は、複数の溝を使用することにより、受容ユニットをこじ開けることをより困難にさせるための二重ロッキング構造を有する。図１０中の１０６０の受容ユニットと同じような受容ユニットであるが、複数の溝にロックを掛けるように構成された受容ユニットを使用してよい。ボルト１１２０のロッキング構造１１６５は、ロッキング受容ユニット（図１１上に図示せず）に挿入されるが、図１０中に示されているロッキング受容ユニットと同様である。ロッキング受容ユニット１１６０は、一旦挿入されたボルト１１２０が特殊な工具および／またはボルト１１２０の破壊なしには取り外しできないという点において、一方向ロッキング・デバイスである。

改竄表示ボルト・シール・デバイス１１００は、対称的に変形した折り返しダイポール・アンテナ１１１０とＳＡＷタグ・デバイス１１５０の間で信号を転送するための平衡した（対称的な）伝送線路１１４０をさらに備える。
平衡した伝送線路を用いて、ボルトを構成する材料の影響を低減する。

対称的に変形した折り返しダイポール・アンテナ１１１０は、改竄表示ボルト・シール・デバイス１１００に限定されず、他のシステム上のアンテナとして使用してよい。対称的に変形した折り返しダイポール・アンテナ１１００は、折り返しダイポール・アンテナであるが、二重螺旋構造の反対の渦巻きの部分的な屈曲の構造と同様の構造を有する。この構造は、大部分の角度からの読取りを可能にする良好な全方向性の送信パターンを与える。さらに、この新規なアンテナ構造の説明を図１２の説明の中で以下に行う。

アンテナ組立体は、アンテナを保護するのに十分堅固な誘電材料１１８０容器中に封入される。この誘電材料は、問い合わせまたは応答の信号を減衰させることのないようにできるだけ損失のないことが最良である。しかし、アクティブ・タグおよび他の適用形態向けに強誘電材料を導入してよく、それにより印加電圧によって誘電体の誘電特性を変化させてよい。

図１２は、本発明の実施形態による変形した折り返しダイポール・アンテナの例示である。誘電率がアンテナの同調を変化させ、それに応じて寸法の変更を伴うので、当業者は、必要とされるパターンおよび使用される材料に応じて他の様々な寸法を決定できる。したがって、変形した折り返しダイポール・アンテナについての以下の説明は、単に典型例である。図１２は、変形した折り返しダイポール・アンテナ１２００を示す。アンテナ１２００は、２つの部分すなわち素子１２０３および１２０５であり、それぞれ平衡した伝送線路の異なる導体によって駆動される。素子１２０３および１２０５は、導体に結合されてよく、またはこの導体の端部であってよい。素子それぞれは、渦巻きまたは螺旋（ｓｐｉｒａｌ ｏｒ ｈｅｌｉｘ）の部分的な屈曲に変形される。一方の素子は、他方の素子と反対向きに渦巻きになる。ボルトまたは他のデバイスと共に取り付けられると、それらは部分的な二重螺旋を形成する。典型例のおよその寸法は、直径１２１０が２１．３ミリメートル、高さ１２３０が１８．５ミリメートルおよび間隙１２２０が１３．３ミリメートルである。

多数の修正形態および本発明の他の実施形態は、前述の説明および添付図面の中で示した教示の利益を有する本発明が関連する業界の当業者には想到されよう。したがって、本発明は、開示された具体的な実施形態に限定されるものではなく、修正形態および他の実施形態は、添付した特許請求の範囲内に含まれることが意図されていることが理解されよう。本明細書では特有の用語を用いているが、それらは単に一般的な意味および説明的な意味で使用され、限定のためではない。

パルス位置と位相位置の両方によって特定の数値がその中に符号化している戻り信号を供給するために構成されるアンテナを備えるＳＡＷ識別タグの実施形態を例示する平面図である。 ケーブルよって接続される２個のＳＡＷタグを示す図である。 ケーブルよって接続される２個のＳＡＷタグであって、このケーブルが取り外されている２個のＳＡＷタグを示す図である。 ガラス基板上の２個のＳＡＷタグを示す図である。 基板上の２個のＳＡＷタグであって、一方のタグが取り外されている２個のＳＡＷタグを示す図である。 図４Ａ〜図４Ｄからなる図であって、従来のＰＰＭを使用してデータを送信するためのある時間範囲の４つの位置を示しているディジタルＰＰＭの例を示す図である。 シールされていない状態にある、タグＩＤ信号を例示する図である。 シールを表示している時にＳＡＷデバイスが短絡されている状態にある、タグＩＤ信号を例示する図である。 改竄を表示しているタグＩＤ信号を例示する図である。 本発明の実施形態による装置を示す図である。 シールが損なわれていない図７Ａ中の装置の戻り信号を例示する図である。 改竄を表示している図７Ａ中の装置の戻り信号を例示する図である。 本発明の追加の実施形態による装置を示す図である。 シールが損なわれていない図８Ａ中の装置の戻り信号を例示する図である。 改竄を表示している図８Ａ中の装置の戻り信号を例示する図である。 貨物コンテナをロックするために使用される典型的なロッキング・バーに装着された本発明の別の実施形態を例示する図である。 本発明の別の実施形態による改竄表示ボルト・シール・デバイスを例示する図である。 本発明の追加の実施形態による改竄表示ボルト・シール・デバイスを例示する図である。 様々な本発明の実施形態および他の適用形態に使用できる変形した折り返しダイポール・アンテナを例示する図である。

Claims (20)

1. コンテナにシールを行うための改竄表示システムであって、
   少なくとも１個の表面弾性波タグ・デバイスと、
   前記表面弾性波タグ・デバイスに結合されるアンテナと、
   改竄表示器とを備える改竄表示システム。
2. 前記少なくとも１個の表面弾性波タグ・デバイスが、問い合わせに応答して識別信号を返し、第２の表面弾性波タグ・デバイスが、問い合わせに応答して改竄の表示を返す、請求項１に記載の改竄表示システム。
3. 前記シールの状態を表示する複合信号を生成する働きをする前記少なくとも１個の表面弾性波タグ・デバイスに結合される第２の表面弾性波タグ・デバイスをさらに備える、請求項１に記載の改竄表示システム。
4. 前記少なくとも１個の表面弾性波タグ・デバイスおよび前記第２の表面弾性波タグ・デバイスが折れやすい板に取り付けられ、前記折れやすい板が壊されると前記アンテナの接続が壊されるように前記折れやすい板の中の刻み付けられた線を通ってアンテナに結合される、請求項３に記載の改竄表示システム。
5. 識別信号がシールの同一性を与える、請求項３に記載の改竄表示システム。
6. 識別信号が前記コンテナの同一性を与える、請求項３に記載の改竄表示システム。
7. 前記シールが壊された場合でも前記コンテナの同一性が与えられる、請求項６に記載の改竄表示システム。
8. 改竄表示システムが、前記コンテナに常時貼付けられている、請求項７に記載の改竄表示システム。
9. 物品の輸送の際に改竄表示システムを実現する方法であって、
   コンテナの中に輸送される複数の物品を配置する工程と、
   改竄表示デバイスを前記コンテナに付ける工程とを含み、前記デバイスが問い合わせ信号に応答し、少なくとも前記コンテナの識別および改竄の表示を返す方法。
10. 前記改竄表示デバイスが前記コンテナに対するシールに付けられており、前記シールを改竄すると視覚的な改竄の表示と電子的な改竄の表示が共に行われる、請求項９に記載の方法。
11. 前記シールが、視覚的な改竄の表示を行うために改竄されると変化する特性を有するテープである、請求項１０に記載の方法。
12. 前記テープが、前記テープを前記コンテナの開口を横断して配置することによって前記コンテナに付けられる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記シールが、前記コンテナの少なくとも２本の垂直バーの周りで巻きつけられており、前記少なくとも２本の垂直バーは前記コンテナを開けるために回転されなければならず、前記バーを回転すると前記シールが壊れる、請求項１２に記載の方法。
14. 第２の改竄表示デバイスを付ける工程と、
    前記改竄表示デバイスのうちの１つから識別信号を供給する工程と、
    改竄表示信号を供給する工程とをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
15. シャフトおよびボア穴を有するボルトであって、前記ボア穴は、前記シャフトの前記ボルトの縦軸内にあり前記少なくとも１個の表面弾性波タグ・デバイスが配設できる、ボルトと、
    前記ボルトに結合される少なくとも１つの導電性線路と、
    伝送線路に結合されるアンテナと、
    ボルトを固定する一方向ロッキング手段とをさらに備える、請求項１に記載の改竄表示システム。
16. 前記ボルト内で前記ボルトの少なくとも１つの特性を変化させる媒介物をさらに備える、請求項１５に記載の改竄表示システム。
17. 前記変化が前記ボルトの特性である、請求項１６に記載の改竄表示システム。
18. 前記変化が前記ボルトの特性である、請求項１６に記載の改竄表示システム。
19. ２つの導電素子であって、前記素子それぞれが部分的な螺旋を形成するように変形され、一方の導電素子が他方の導電素子と反対向きに渦巻きにされる２つの導電素子を備え、前記素子が部分的な二重螺旋の形態で互いに反対に配置されている、アンテナ組立体。
20. アンテナ組立体が損傷を受けるのを防ぐのに十分堅固な前記アンテナ組立体用の誘電性容器をさらに備える、請求項１９に記載のアンテナ組立体。

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