JP2015506513A - 無線周波識別タグ - Google Patents

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Abstract

センサーシステム(1000)がタグ(100)を含む。タグは、メモリ素子を有する無線周波チップ(130)、前記無線周波チップの出力端子と電気通信するように配置された第1アンテナ(140)と、前記タグの表面上に配置された非導電性コーティング(115)とを含む。非導電性コーティングは無線周波チップを被覆し、外辺部を画定する。外辺部が第1アンテナにわたって位置し、これを露出する。

Description

本発明は、製品に関する情報を決定するシステム及び方法に関する。本発明は特に、製品情報の遠隔問い合わせ、及び得られた情報の後の使用に関する。
商品の消費によって定義される耐用寿命を有する消費財は周知である。耐用寿命は、商品の使用可能量の、少なくとも一部の消費と関連する1つ以上の事象とみなすことができる。商品の使用環境、並びに/又は使用された、及びまだ利用可能な商品の量と関連する情報は存在し得るが、また典型的な商品の消費者には一般的にアクセス不可能である場合がある。
製品に関連する情報を、この情報を消費者にとってアクセス可能かつ使用可能にするような方法で、抽出するためのシステム及び方法が必要とされている。
一態様において、センサーシステムはタグを含む。タグは、少なくとも1つの無線周波チップ、無線周波チップと電気通信するように配置された第1アンテナ、及びタグの表面上に配置された非導電性コーティングを含む。無線周波チップは、少なくとも1ビットを含むバイナリコード化ワードの電気ストレージを提供するメモリ素子、及び出力端子を含む。アンテナは、出力端子と電気通信する。非導電性コーティングは無線周波チップを被覆し、外辺部を画定する。外辺部がアンテナの一部にわたって位置し、これを露出する。
一態様において、製品情報を判定する方法は、タグ、及びタグのデータと関連する放射線を検出するように適合された問い合わせ器を提供する工程と、タグの状態を問い合わせする工程と、タグの状態を解釈する工程と、解釈されたタグの状態と関連する出力を提供する工程とを含む。タグは、製品と関連するデータを記憶させるデジタルメモリを含む。
本発明の更なる特徴及び利益は、図面を検討することにより、より容易に明らかとなる。
本発明の一実施形態の略図を示す。 本発明の一実施形態の略図を示す。 本発明の一実施形態の略図を示す。
用語の定義:
以下の本文は、本発明の多数の異なる実施形態の大まかな説明を記載している。あらゆる可能な実施形態を説明するのは不可能ではないとしても非現実的であるため、この説明は単なる例示として解釈されるべきであり、あらゆる可能な実施形態を説明するものではなく、本明細書に記載されるいずれかの機構、特性、コンポーネント、組成物、成分、製品、工程、若しくは方法論は、削除することができ、本明細書に記載される他のいずれかの機構、特性、コンポーネント、組成物、成分、製品、工程、若しくは方法論と組み合わせることができ、又は全体的若しくは部分的に置き換えることができることは理解されるであろう。最新の技術、又は本特許の出願日以降に開発された技術のいずれかを使用して、非常に多くの代替実施形態を実施することができるが、このような実施形態はやはり、本請求項の範囲内に含まれることになる。
また、理解されたいこととして、ある用語が、本特許において、『本明細書において用いるとき、「____」という用語は「...」を意味する』という文、又は類似の文を用いて明示的に定義されていない限り、その用語の意味を、明示的にも暗示的にも、その平易なあるいは通常の意味を越えて限定する意図はなく、また、そのような用語が、本特許の任意の段落で(請求項の文言以外で)なされた記載に基づいて範囲を制限されるとは解釈されるべきではない。いずれの用語も、本発明に不可欠なものとして記載されていない限りは、本発明に不可欠なものではないことが意図される。本特許の最後にある請求項に記載されているいずれかの用語が、ある単一の意味と一致した形で本特許内で言及されている限りにおいては、読み手を混乱させないように、単に分かりやすくする目的だけのためにそうしているのであって、暗示又はその他の方法によって、請求項の当該用語をその1つの意味に限定することは意図していない。最後に、請求項の要素が、いかなる構造の詳述も伴わずに、その語の「意味」及び機能を詳述することによって定義されるものでない限り、請求項の要素の範囲が、米国特許法第112条第35段落の適用に基づいて解釈されることは意図しない。
一態様において、センサーシステムはタグを含む。タグは、基板上に印刷された導電性インクの1つ以上の層を含んでもよい。代表的な基材としては、ポリエステル、紙、高透過性誘電材料、及びFR−4材料が挙げられる。多層構造は更に、導電性層の少なくとも一部を分離する非導電性材料の、部分層を更に含んでもよい。代表的な導電性層としては、銅及び銀インクが挙げられる。タグは、無線周波チップ、及びカード、コイン、又はインレーの上に回路として配置される第1アンテナを含む。無線周波チップは、能動又は受動チップであり得る。代表的なチップ/第1アンテナの組み合わせは、型番:RI−I03−112A−03(13.56メガヘルツ)、及びRI−INL−R9QM(134.2キロヘルツ)、又はモデルTRF7970Aが挙げられ、それぞれ、Texas Instruments,Dallas,TXから入手可能である。アンテナは、コイル又は双極子の物理的形状であってもよい。チップ/第1アンテナの組み合わせは、Kovio,San Jose,CAから入手可能なユニットタグに一体化され得る。
タグは更に、外側非導電性コーティングを含む。代表的な非導電性コーティング材料には、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリエチレンテレフタレートが挙げられる。非導電性コーティングは、タグの一部がコーティングされず、タグの環境に暴露されるように、タグ表面上に配置される。コーティングされていない領域は、非導電性コーティングの外辺部により画定される。タグの露出部は、アンテナの一部−アンテナの全部を含み得る。
一実施形態において、チップ及びアンテナの回路構成は、回路が閉じないように空隙を含む。この実施形態において空隙は、非導電性コーティングによって保護されているのではなく、環境に暴露されたままである。タグの回路は、導電性材料が、空隙にわたって必要な導電性をもたらすように、タグを導電性環境に暴露することによって、閉じる場合がある。導電性環境は、導電性ゲル、粉末、液体を含み、空隙は導電性基材により橋渡しされる。尿、血液、及び食塩水はそれぞれ導電性である。電解質を含むゲル又は粉末もまた、導電性材料を構成する。
タグは、近距離通信(NFC)プロトコルなどの、無線周波数プロトコルを使用して読むことができる。タグを問い合わせ、又は読むと、タグ回路に電力が提供される。タグのメモリはその後、問い合わせ器により読まれる。
センサーシステムは更に、問い合わせ器を含む場合がある。問い合わせ器は、電源、並びに第1アンテナの共振周波数を含む電磁放射を生成するように適合された第2アンテナ、及び電磁放射を検出し、検出された放射を復調して検出された放射から埋め込まれたデータを抽出するための受信機を含む。Bluetooth(商標)RFIDリーダー、型番223012(Toronto CanadaのGAO RFIDから利用可能)は、問い合わせ器の一形態を表す。モデル223012問い合わせ器は、無線周波タグに問い合わせ、かつタグのメモリの状態を判定してタグの環境と関係するセンサーの出力と関連する情報を抽出する能力を有する。223012は更に、タグから抽出された情報を、例えば、Bluetooth(商標)を使用することができるコンピュータ又はスマートフォンなどの、二次装置又は二次問い合わせ器に送信するための、Bluetooth(商標)通信プロトコルを使用した、二次ネットワーク通信リンクを含む。二次問い合わせ器は更に、タグ環境にの状態に関する情報を分析し、特定のタグ及び/又はタグ環境状態に関する出力をもたらすことができる。分析されたタグ情報と関連する出力を表示するためのLCD又はLEDスクリーンなどの、表示素子を更に含んでもよい。問い合わせ器は更に、問い合わせ器の環境と関連する情報を確認するための1つ以上のセンサーを含んでもよい。センサーは、温度、湿度、加速度センサーを含み得る。問い合わせ器は更に、製品、タグ、又は環境と関連する画像の捕捉を可能にする1つ以上のカメラを含んでもよい。問い合わせ器は、問い合わせ器が、問い合わせ器の地理的位置に関する情報を確認及び共有することを可能にするように、全地球測位能力を含んでもよい。
一態様において、スマートフォンは、問い合わせ器としてのみ機能し得る。この態様において、スマートフォンはタグに問い合わせを行い、タグのメモリからの情報を確認してもよい。問い合わせ器は、情報を分析するか、ないしは別の方法で解釈してもよく、かつ出力を生成してもよい。聴覚的出力、視覚的出力、触覚的出力、又はこれらの組み合わせを介してシステムユーザーに出力がもたらされてもよい。問い合わせ器は、出力生成の際のタグ情報に加えて、スマートフォンのセンサー又はシステムからの入力を利用してもよい。システム問い合わせ器として機能するように好適に構成された代表的なスマートフォンとしては、Research In Motionから入手可能な、Acer(商標)E320 Liquid Express、Blackberry(商標)Bold(商標)970;Casio IT−800;Google,Inc.Mountain View Caから入手可能なGoogle Nexus 7(商標);LG Optimus EliteのHTCから入手可能な、HTC Desire C(商標);Motorolaから入手可能な、Motorola Droid(商標)Razr(商標);Nokia 700;Panasonic BizPad(商標);Samsung Galaxy S Advance(商標)が挙げられる。
一態様において、センサーシステムは製品を含んでもよい。用語「製品」は、最も広い意味で使用され、いずれかの製品、製品群、サービス、通信、娯楽、環境、組織、システム、ツールなどを指す。例えば、製品群の例は、個人、家族又は家庭などにおいて使用される、個人用及び家庭用製品である。個人及び家庭用製品群の製品分類の代表的かつ非限定的なリストの例としては、制汗剤、ベビーケア、オーデコロン、商業製品(卸売、消費者向け消費財との、工業及び商業市場類似物を含む)、化粧品、デオドラント、食器ケア、女性用保護物品、ヘアケア、ヘアカラー、ヘルスケア、家庭用洗浄剤、洗濯物、口腔ケア、紙製品、個人用洗浄剤、使い捨て吸収性物品、ペットの健康及び栄養製品、処方薬剤、プレステージ香水、スキンケア、食品、スナック及び飲料、特殊布地ケア、剃毛及び他の発毛管理製品、小型電気機器、装置及び電池、散髪などのサービス、美容術、温泉療法、医療、歯科、視覚サービス、映画館などの娯楽施設、スタジアム、加えて、映画ショー(film or movie shows)、演劇、及びスポーツイベントなどの娯楽サービスが挙げられる。多様な製品形態が、これらの各製品分類に該当し得る。
代表的な製品形態及び商標は、Procter & Gamble社のウェブサイト(www.pg.com)、及びここにリンクされているサイトに示されている。上に列挙したもの以外の製品カテゴリの一部である消費者製品もまた、本発明によって考慮され、並びに、上述で確認したウェブサイトに開示されたもの以外の別の製品の形態及びブランドもまた、本発明によって包含されることが理解されよう。
洗濯製品カテゴリ内の代表的な製品としては、洗剤(粉末、液体、タブレット、及びその他の形態を含む)、漂白剤、コンディショナー、柔軟剤、静電気防止製品、及びリフレッシャー(液体離フレッシャー及び乾燥機用シートを含む)が挙げられる。口腔ケア製品カテゴリ内の代表的な製品としては、歯磨剤、フロス、歯ブラシ(手動及び電動形態を含む)、口内洗浄剤、歯肉ケア製品、歯用ホワイトニング製品、及びその他のデンタルケア製品が挙げられる。代表的な女性用保護製品としては、パッド、タンポン、陰唇間製品、及びパンティライナーが挙げられる。代表的なベビーケア製品としては、おむつ、ワイプ、よだれかけ、おむつ交換及びベッドマット、並びに手洗い用フォーミングハンドソープが挙げられる。
代表的なヘルスケア製品としては、緩下剤、繊維サプリメント、口腔及び局所鎮痛剤、胃腸薬製品、呼吸器及び咳/風邪薬製品、熱送達製品、及び水浄化製品が挙げられる。代表的な紙製品には、トイレットペーパー、ペーパータオル、ティッシュペーパーが挙げられる。代表的なヘアケア製品としては、シャンプー、コンディショナー(洗い流し形態及び洗い流さない(leave−in)形態を包含する)、並びに整髪助剤が挙げられる。代表的な住居用ケア製品としては、スイーパー製品、床掃除製品、木製床用クリーナー、抗菌性フロアクリーナー、布地及び空気リフレッシャー、及び洗車用製品が挙げられる。スキンケア製品には、ボディウォッシュ、顔用クレンザー、ハンドローション、保湿剤、コンディショナー、収斂性化粧水、表面剥離製品、微小皮膚研磨及びピーリング製品、皮膚若返り製品、老化防止製品、マスク、紫外線保護製品、並びにスキンケア用パフ、ワイプ、ディスク、布、シート、用具及び装置(スキンケア組成物の有無を問わず)が挙げられるが、これらに限定されない。
他の製品群としては、とりわけ、スポーツ用品、娯楽(本、映画、音楽など)、映像、及び家庭用医療、及び応急手当用品が挙げられる。
タグは、液体製品、又は顆粒状製品の一次包装などの、製品の包装に取り付けられてもよい。タグは、包装された液体又は顆粒状製品に浸漬されるか、又はこれに浮かばせてもよい。タグは、おむつの吸収性コアへの液体の接触を検出する目的で、使い捨て吸収性物品内など(おむつ内など)、製品内に組み込まれてもよい。タグは、製品自体の表面上に配置されてもよい。
タグのアンテナを、製品の外側表面の形状に適合させることにより、問い合わせ器とタグとの間の通信が全方向であり得、問い合わせ器とタグとの間の様々な角度で達成可能である、システムを生じるものと考えられる。
様々な製品の通信装置をつくることの問題の1つは、通信装置が、導電性である本体において使用されるときに生じる。自由空間電波伝播原理は、導電性の高い物体の付近では妥当しない。加えて、アンテナの性能は、アンテナが金属の付近に配置されると、著しく低下する。したがって、RFIDタグを、電池上、又は導電性本体を備える物体の上に単純に配置しても、所望の硬化(例えば、データ送信)を達成しないことがある。特にこの問題は、再充電可能/使い捨て電池に限られない。例えば、剃毛ジェル、剃毛フォームなどの缶、又は金属化フィルムを含むパッケージは、容器の導電性のために同じ問題を有し得る。一般的に、金属製本体に隣接するRFIDタグは、リーダーとタグとの間を繋ぐ信号を1/10に低減する。
アンテナの近位の金属により生じる影響を防ぐ方法の1つは、電磁場が金属に入らないようにすることである。好適な電磁特性5、及び好適なアンテナと金属表面との間の寸法を備えるように、材料を配置することにより、電磁場は製品の金属製/導電性本体の周囲で分岐し得る。ダイバータ材料の特性は、使用される正確な金属、及びRFID周波数に依存する。磁気ダイバータは、タグを缶から、効果的に分離する。
一態様において、製品情報を決定する方法は、上記のタグを含む製品を提供する工程を含む。タグは、センサーの環境の変化と近似する出力をもたらすように適合された少なくとも1つのセンサーを含む。センサーは少なくとも1つの出力端子を有する。タグはまた、メモリ素子、入力端子、及び出力端子を含む無線周波チップを含み、第1アンテナは、チップの出力端子と電気通信するように配置される。
方法はまた、タグのデータと関連する検出された放射線と適合する、問い合わせ器を提供する工程を含む。問い合わせ器は、上記のBluetooth(商標)機能と接続されたRF若しくはNFCプロトコルリーダー、又はRF、場合によりNFC可能なリーダーを含む、スマートフォン又は他の計算装置であってもよい。
問い合わせ器は、NFCプロトコルなどの、RF通信プロトコルを使用するタグの現在の状態を判定するために使用され得る。問い合わせ器は、この目的のために書かれたソフトウェアアプリケーションを使用して、タグから受信したデータを解釈してもよい。
一態様において、方法は、タグを含む製品を提供する工程、市場で入手可能な、又は消費者の所有する装置と適合可能なソフトウェアを提供する工程へと、最小化されてもよい。消費者は、その装置が記載される問い合わせ器として機能できるようにする、アプリケーション・ソフトウェアを利用することを選択してもよい。
一実施形態において、タグは、パッケージ内に残っている製品の量を伝えるために使用されてもよい。この実施形態において、タグはタグの一部が露出するように構成されてもよく、タグの露出部が、タグに関する製品のレベルの減少のためにタグの露出部が製品と接触しなくなるまで、導電性製品への暴露がタグを短絡してこれを動作不能にする。あるいは、タグは、非導電性コーティングの外辺部が、回路の空隙を露出するように、構成されてもよい。この実施形態において、タグは導電性製品の存在により空隙を橋渡しされている限りにおいては可読であり、製品が不在になると、可読でなくなる。
一実施形態において、ダイポールアンテナは、非導電性ポリマーでコーティングされ得る。コーティングは、タグの環境につながるアンテナを暴露する、一連の空隙を含み得る。この実施形態において、タグアンテナの導電性は、より多くの又はより少ない空隙が導電性流体により被覆されると、変化する。導電性の変化は規定されていてもよく、問い合わせの目的は、流体接触の指標として、アンテナ導電性の電流状態(すなわち、タグ/アンテナに関するレベル)を確認することであってもよい。
吸収性物品は、使用により製品/タグが刺激を受け、及びタグ回路の露出部が血液又は尿などの導電性流体と接触した際に、問い合わせ器が出力のみを受けるように、タグを含んでもよい。あるいは、製品タグ製品が使用/刺激され、タグが暴露により短絡するまで、問い合わせ器に出力を提供するように構成され得る。
一実施形態においてタグは、上記の2つの構成の組み合わせを含み得る。この実施形態において、第1チップは、製品の不在下においてのみ可読であり、一方で第2チップは製品の存在下においてのみ可読である。この実施形態は、製品の品質の状態にかかわらず、問い合わせ器に常に出力を提供するという利益をもたらす。
上記の二重読み取り構成を含むタグは、おむつ又は他の吸収性製品内に含まれてもよい。この実施例において、タグは、刺激された状態及び刺激されない状態の両方において、問い合わせ器に出力を提供する。ユーザーは、製品の状態に関する情報を受け取り、製品状態が変化していないかどうか、又はタグに問題がないか、という疑問を抱かずにすむ。
一態様において、問い合わせ器は、携帯電話、又はローカルエリア又はwifiネットワークを含む他のネットワークを介して、データを送受信する能力を装置に付与する、二次ネットワーク通信モジュールを組み込んでもよい。このような態様において、問い合わせ器は、タグから受信したデータ、及び/又はタグからのデータの分析を送信してもよい。問い合わせ器のソフトウェアアプリケーションは、タグからのデータを分析して、タグと関連する製品の補充が必要であるかを判断し、又はタグの一連の問い合わせ器を介して形成される製品の使用履歴を考慮して、このような補充がいつ必要となるかを推定してもよい。この態様において、アプリケーションは、ネットワークを介して追加用製品の購入を行うために使用されてもよい。アプリケーションは更に、購入に関して関連する製品をユーザーに提示するか、又は製品と直接関連しない他の製品を提示するために使用されてもよい。
図1に示されるように、システム1000は、吸収性物品300、及び問い合わせ器200を含む。吸収性物品300は、タグ100を含む。タグ100は、チップ130、非導電性コーティング115、及びアンテナ140を含む。問い合わせ器200は、センサー210、電源220、アンテナ230、分析素子240、表示素子250、及びネットワークリンク260を含む。図2に示されるように、携帯用電源400は、タグ100及びシールド150を含む。図3に示されるように、パッケージ500はタグ100を含む。
本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、特に断らないかぎり、そのような寸法のそれぞれは、記載された値及びその値の周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「40mm」として開示される寸法は、「約40mm」を意味するものである。
任意の相互参照又は関連特許若しくは関連出願を包含する本明細書に引用される全ての文献は、明確に除外ないしは別の方法で限定されない限り、その全てを本明細書中に参照により組み込まれる。いずれの文献の引用も、こうした文献が本願で開示又は特許請求される全ての発明に対する先行技術であることを容認するものではなく、また、こうした文献が、単独で、あるいは他の全ての参照文献とのあらゆる組み合わせにおいて、こうした発明のいずれかを参照、教示、示唆又は開示していることを容認するものでもない。更に、本文書において、用語の任意の意味又は定義の範囲が、参考として組み込まれた文書中の同様の用語の任意の意味又は定義と矛盾する場合には、本文書中で用語に割り当てられる意味又は定義に準拠するものとする。
本発明の特定の実施形態が例示され記載されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのような全ての変更及び修正を添付の特許請求の範囲で扱うものとする。

Claims (15)

  1. タグを含むセンサーシステムであって、前記タグは、
    a.少なくとも1ビットを含むバイナリコード化ワードの電気ストレージ及び出力素子を含む、メモリ素子を含む、少なくとも1つの無線周波チップと、
    b.前記無線周波チップの前記出力端子と電気通信するように配置された第1アンテナと、
    c.前記タグの表面上に配置された非導電性コーティングであって、前記非導電性コーティングは、前記無線周波チップを被覆して外辺部を画定し、前記外辺部は、前記第1アンテナの一部にわたって位置して、前記第1アンテナの一部を露出する、非導電性コーティングとを含む、センサーシステム。
  2. 電源と、前記第1アンテナの共振周波数を含む電磁放射線を生成するように適合された第2アンテナと、電磁放射線を検出し、前記検出された放射線を復調して、前記検出された放射線から埋め込まれたデータを抽出するように適合された受信機とを更に含む、問い合わせ器を更に含む、請求項1に記載のセンサーシステム。
  3. 前記問い合わせ器は、前記抽出された前記埋め込まれたデータを解釈するように適合された分析素子、及び前記解釈の結果を表示するように適合された表示素子を更に含む、請求項2に記載のセンサーシステム。
  4. 前記問い合わせ器は、ネットワーク通信リンクを含む、請求項2に記載のセンサーシステム。
  5. 製品を更に含み、前記タグが前記製品の一部を含む、請求項1に記載のセンサーシステム。
  6. 前記製品は、使い捨て吸収性物品を含む、請求項5に記載のセンサーシステム。
  7. 前記製品は、携帯用電源を含む、請求項5に記載のセンサーシステム。
  8. 前記第1アンテナと前記製品との間に配置された電気シールドを更に含む、請求項5に記載のセンサーシステム。
  9. 露出した前記第1アンテナの一部が、前記無線周波チップに接続されたアンテナリードを含む、請求項1に記載のセンサーシステム。
  10. 露出した前記第1アンテナの一部が、前記第1アンテナのコイル内に、非導電性空隙を含む、請求項1に記載のシステム。
  11. 前記タグは、受動的無線周波チップを含む、請求項1に記載のセンサーシステム。
  12. 製品情報を判定する方法であって、前記方法は、
    a.タグを含む製品を提供する工程であって、前記タグは一部が露出したアンテナを含む、工程と、
    b.前記タグの環境状態と関連する放射線を検出するように適合された、問い合わせ器を提供する工程と、
    c.露出した前記アンテナの一部の前記環境に関連する前記タグの前記環境状態を変更する工程と、
    d.露出した前記アンテナの一部の前記環境が変更した後に、前記タグの前記状態を問い合わせる工程と、
    e.前記タグの前記状態を解釈する工程と、
    f.前記解釈された前記タグの状態と関連する出力を提供する工程とを含む、方法。
  13. 前記問い合わせ器を提供する工程は、ネットワーク通信リンクを含む問い合わせ器を提供する工程を更に含み、前記方法は、前記タグの前記状態と関連するデータをネットワークを介して共有する工程を更に含む、請求項12に記載の方法。
  14. 前記ネットワークを通じて、前記問い合わせ器のセンサーからのデータを共有する工程を更に含む、請求項13に記載の方法。
  15. 前記ネットワークを使用して前記製品のユニットを購入する工程を更に含む、請求項13に記載の方法。
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