JP4199801B2 - 共振周波数タグ、および共振周波数タグの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、共振周波数タグ、特に、こうしたタグの共振周波数の改善された制御を提供する共振周波数タグの作成方法に関する。

共振周波数タグは、タグのおよその共振周波数でタグ上に投射される無線周波数電磁界により刺激されると、所定周波数で共振する、受動電気共振周波数回路を含むタグである。こうした電磁界で占有された領域内で共振する共振周波数回路は、電磁界を摂動させる。電磁界の摂動は、適当な設備により検出可能である。その結果、所定の領域内に、受動共振周波数タグが存在することを検出することができる。

通常、共振周波数タグは、窃盗の防止または検出のために、小売店で販売されている商品、またはこうした商品のパッケージへ取り付けられ、または内部に埋め込まれる。この目的に使用される共振周波数タグは、適法な販売が完了した時点で、商品から除去し、または非活性化することができる。販売時点で除去され、または非活性化されない共振周波数タグは、一般に、小売店または他の施設からの出口地点に配置された、適当な検出装置により検出することができる。こうした共振周波数タグは、集積回路またはチップの含有に係わりなく、無線識別（ＲＦＩＤ）タグなどのように、識別または情報目的を含む他の用途を有していてもよい。

通常、共振周波数タグは、２つの導体層を分離する、一般に平坦な誘電体層の薄い積層板を含んでいる。通常、導体層の１つは、誘導体を形成する平坦な螺旋状の導体（コイル）、およびコイルの近位端へ接続されたコンデンサーの１つのプレートを形成するランドを含んでいる。コンデンサーの第２プレートを形成する第２ランドは、第２導体層として形成される。第２プレートとコイルの遠位端との間の通し接続は、コンデンサーに平行に接続されたコイル誘導体を含む共振周波数回路を完成させる。

共振周波数タグの誘導要素および容量要素は、タグの共振周波数を、検出装置の所定の限界内に保持するよう、ある精度で製造されることが必要である。一般に、共振タグの作成に用いられる方法は、導体層の構成要素の形成に金属ホイルのエッチングを使用している。

従来技術および現在の共振周波数タグの製作で用いられる製造技術は、結果として、最終的なタグ周波数に若干の望ましくないばらつきを生じさせてしまう。一般に、この望ましくないばらつきは、生産処理中に共振回路ごとに変わる、容量要素の値の小さな変化の結果である。容量要素の値のこうした変化は、コンデンサーのプレート間の誘電体領域での不規則性を含む、いくつかのファクターに起因するであろう。本発明は、より一致する共振周波数の共振周波数タグを製造する製造処理における変化を補う方法を含んでいる。

簡潔に述べると、１つの実施例では、本発明は、所定周波数で共振する共振周波数タグの作成方法を含んでいる。本方法は、誘導要素（inductive element）と第１導体ランドを含む第１導体パターンを形成するステップであって、この第１ランドは、誘導要素の１つの終端に接続された第１終端および所定の距離だけ第１終端から離れた第２終端を有する、ステップと、別個に、所定の幅を有する第２ランドおよびリンク要素を含む第２導体パターンを形成するステップと、誘導要素と共に共振回路を形成する、第１の所定キャパシタンスを有する容量要素（capacitive element）のプレートを構築するために、誘電体を介在させて、第２ランドが第１ランドの少なくとも一部分と重なるよう、第２導体パターンを第１導体パターン近傍の第１所定位置へ配置するステップと、共振回路の共振周波数を測定して、測定周波数を所定周波数と比較するステップと、共振周波数が選択許容範囲内で所定周波数に合致しないなら、第１ランドの長さに沿って第２ランドが移動するよう、第２導体パターンを動かし、それにより容量要素のキャパシタンスを変更するステップと、最後の２つのステップを、合致するまで繰り返すステップと、第１導体パターンへ第２導体パターンを固定するステップとを含む。

他の実施例では、本発明は、各々が所定周波数で共振する、一連の共振周波数タグの作成方法を含んでおり、この方法は、一連の第１導体パターンを形成するステップであって、この第１導体パターンは全て実質的に同じであり、各第１導体パターンは、誘導要素および第１導体ランドを含み、この第１ランドは誘導要素の１つの終端に接続された第１終端および第１終端から所定の距離だけ離れた第２終端を有するステップと、別個に、一連の第２導体パターンを形成するステップであって、この第２導体パターンは、全て実質的に同じであり、各第２導体パターンは、所定の幅を有する第２導体ランドおよびリンク要素を含むステップと、連続する第１タグの容量要素のプレートを構築するために、誘電体を介在させて、第２ランドが第１ランドの少なくとも一部分と重なるよう、第２導体パターンを第１所定位置において連続する第１導体パターンへ固定するステップであって、この容量要素は、第１の所定キャパシタンスを有するステップと、タグの共振周波数を測定して、測定周波数を所定周波数と比較するステップと、測定された共振周波数が選択許容範囲内で所定周波数に合致するなら、次のタグの容量要素（この容量要素は、第１の所定キャパシタンスを有する）のプレートを構築するために、誘電体を介在させて、第２ランドが第１ランドの少なくとも一部分と重なるよう、第２導体パターンを次の、連続する第１導体パターンへ第１所定位置で固定し、その後、連続する残りに対しても、先行するステップ、および現在のステップを繰り返し、さらに、共振周波数が選択許容範囲内で所定周波数に合致しないなら、次のタグの容量要素（この容量要素は、第２の所定キャパシタンスを有する）のプレートを構築するために、誘電体を介在させて、第２ランドが第１ランドの少なくとも一部分と重なるよう、第１所定位置とは異なる第２所定位置で、第２導体パターンを、次の、連続する第１導体パターンの第２表面へ固定し、その後、連続する残りに対しても、先行するステップ、および現在のステップを繰り返すステップとを含む。

他の実施例では、本発明は、Ｎ個の共振周波数タグの作成方法を含んでいる。Ｎは１より大きな整数である。Ｎ個のタグの各々は、連続した他のあらゆるタグの共振周波数と、少なくとも所定の最小周波数範囲だけ異なる共振周波数を有している。本方法は、Ｎ個の第１導体パターンを形成するステップであって、この第１導体パターンは全て実質的に同じであり、さらに、各第１導体パターンは、誘導要素および第１導体ランドを含み、この第１導体ランドの第１終端は誘導要素の１つの終端に接続され、この第１導体ランドの第２終端は第１終端から所定の距離だけ離れているステップと、別個に、Ｎ個の第２導体パターンを形成するステップであって、この第２導体パターンは、全て実質的に同じであり、さらに、各第２導体パターンは、所定の幅を有する第２ランドおよびリンク要素を含むステップと、さらに、各共振周波数タグに対する容量要素のプレートを構築するために、誘電体を介在させて、各第２導体パターンの第２ランドが対応する第１導体パターンの第１ランドの一部分と重なるよう、第２導体パターンを、ある位置において各第１導体パターンへ連続して固定するステップであって、対応する第１導体パターンの第１導体ランドに対する各第２導体パターンの位置、すなわち、連続する各共振周波数タグで異なっている第１ランドに各第２導体ランドが重なる量により、各共振周波数タグが、連続する他のあらゆる共振周波数タグと異なる周波数で共振するよう、各共振周波数タグの容量要素のキャパシタンスが、連続する他のあらゆる共振周波数タグの容量要素のキャパシタンスと、少なくとも最小値だけ異なるステップとを含む。

以上の概要は、以下に詳述する本発明の好適な実施例と同様に、添付の図面と関連して読まれることにより、よりよく理解される。本発明を説明する目的のために、現時点で好適である実施例を表した図面が示されている。しかしながら、本発明は、図示された正確な配置および手段に制限されるものではないことを理解すべきである。

ここで、いくつかの図面にわたって、対応する要素に対して同じ参照数字表示が適用されている図面を参照すると、図１および図２には、電子品物セキュリティシステム（図示せず）で使われる、典型的な共振周波数タグまたは、あるタイプのタグ１０が示されている。一般に、タグ１０は、電子品物セキュリティシステム技術で周知のタイプであり、これは２つの動作状態を有している：すなわち、（１）タグ１０が電子品物セキュリティシステムにより検出可能な活性状態、および（２）通常タグ１０が電子品物セキュリティシステムにより検出可能でない不活性状態である。当技術分野で周知であるように、タグ１０は、セキュリティまたは監視が必要なアイテムまたは品物、またはこうした品物のパッケージへ、固定され、または担持され、または内部に組み込まれるように適合されている。タグ１０は、小売店、または他のこうした施設で、品物またはそのパッケージに固定されてもよく、または、現在好まれているように、品物のメーカーまたは卸売業者により、品物またはそのパッケージに固定され、または組み込まれてもよい。

タグ１０は、電子品物セキュリティシステム（図示せず）、特に、参照により本願明細書に組み込まれる、「雑音識別を改善した電子保全システム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ Ｓｙｓｔｅｍ Ｈａｖｉｎｇ Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｎｏｉｓｅ Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ）」と題された米国特許第３，８６３，２４４号明細書に例示されているような、無線周波数またはＲＦタイプの電子品物セキュリティシステムに関連して用いられる。こうした電子品物セキュリティシステムは、当技術分野では周知であるので、こうした電子品物セキュリティシステムの構造および動作の完全な説明は、本発明の理解に必要ではない。こうした電子品物セキュリティシステムは、小売店などでは、一般に施設の出入口付近に監視または検出ゾーンを構築している、と言うにとどめておく。セキュリティシステムの機能は、品物に固定された、または品物のパッケージに固定された活性タグ１０を有する品物が、検出ゾーン内に存在しているのを検出することである。

セキュリティタグ１０は、共振回路１１の所定の検出共振周波数、またはその近傍の無線周波数ＲＦエネルギーへ曝されると共振する、共振回路１１を構築している構成要素（以下で、さらに詳細に説明する）を含んでいる。タグ１０を使用する典型的な電子品物セキュリティシステムは、セキュリティタグ１０の共振周波数、またはその近傍のＲＦエネルギーを、検出ゾーン内へ、または検出ゾーンを通して送信する手段、および、セキュリティタグ１０、すなわち保護される品物が、検出ゾーン内に存在しているのを証明する、検出ゾーン内のセキュリティタグ１０共振回路１１の存在により引き起こされるＲＦフィールドの外乱を検出する手段を含んでいる。

図１および図２に示したように、典型的なタグ１０は、反対側の第１および第２の主面１４、１６を有する、一般に長方形の絶縁性または誘電性の平面基板１２を含んでいる。この基板材料は、絶縁性で、誘電体としても使用可能である限り、いかなる固形材料または材料の複合構造であってもよい。基板１２は、当技術分野で周知のタイプの絶縁誘電体材料（例えば、ポリエチレンなどの高分子材料）で形成されているのが望ましい。しかしながら、代替的に、基板１２を形成する際に、他の誘電体材料を使用可能なことは、当業者により認められる。

さらに、タグ１０は、以下に説明するように、基板１２の両方の主面１４、１６上に所定の回路要素または構成要素を形成することにより、少なくとも１つの共振回路１１を構築する、基板１２上に配置された回路を含んでいる。この回路要素は、その表面がタグ１０のトッププレートとして任意に選定された、基板１２の第１主面１４上に組み入れられた第１導体パターン１８（図１に最も良く示されている）と、基板１２の反対側、すなわち第２主面１６上に組み入れられた第２導体パターン２０（図２に最も良く示されている）との組合せにより形成される。

導体パターン１８、２０は、それぞれ、既知のタイプの電気導体材料により、電子品物監視技術で周知の方法で、基板面１４、１６上に形成される。ある既知の実施例では、導体材料は減色法（すなわち、エッチング）によりパターン化され、それにより、導体パターン１８、２０を形成する所望の導体材料を、通常、エッチングに抵抗力のあるインクを印刷して保護した後、望ましくない導体材料を薬品による腐食によって取り除いている。こうした導体パターンを形成する適当な方法は、参照により本明細書に組み込まれる、「平面回路製作処理（Ｐｌａｎａｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ）」と題された、米国特許第３，９１３，２１９号明細書で詳細に説明されている。導体材料はアルミニウムであるのが望ましい。しかしながら、他の導体材料（例えば、金、ニッケル、銅、燐青銅、真鍮、はんだ、高密度グラファイト、アルミニウム充填導体エポキシ、または銀充填導体エポキシ）も、共振回路１１の本質またはその動作を変えることなくアルミニウムの代用が可能である。他の適当な電気導体材料および／または製作方法も代替的に使用可能であることは、当業者により理解される。

第１および第２の導体パターン１８、２０は、タグ１０を使う電子品物セキュリティシステムの検出範囲内の共振周波数を有する、共振回路１１を構築する。タグ１０の場合、共振回路１１は、単一コンデンサー、または容量要素へ電気的に並列に接続された単一誘導体または誘導要素から成っている。図１に最も良く示されているように、誘導要素は、第１導体パターン１８の一部として形成された誘導コイル２６を含んでいる。しかしながら、誘導コイル２６は、第２導体パターン２０の一部として形成可能であろうし、または双方の導体パターン１８、２０の一部として形成可能であろう。代替的に、第１および／または第２の導体パターン１８、２０内に形成された、２つ以上の誘導コイルが存在していてもよい。さらに、導体パターン１８、２０は、誘導コイル２６を形成する必要はないが、例えば、ストリップラインまたはマイクロストリップ方式により構成された、電送線構成から誘導リアクタンスを構築することも可能であり、その場合も、本発明の趣旨と範囲内である。

タグ１０の共振回路は、さらに、図１に示したように、第１導体パターン１８の概して長方形の第１ランド部分２８により形成された第１プレート、および、図２に示したように、第２導体パターン２０の一般に長方形の第２ランド部分３０により形成された第２プレートを有する容量要素を含んでいる。導体ランド部分すなわちプレート２８、３０は、容量要素を形成するよう、互いに重なるように整列され、誘電体基板１２により分離されている。

ここで、図１および図２を参照すると、共振回路１１は、誘電性基板１２を通過して導体パターン１８、２０へ電気的に接続されるリンク（図示せず）により、第１導体パターン１８の概して長方形のランド部分２８に対する一方の終端上、および第２導体パターン２０の概して位置合わせされた長方形のランド部分３０の他方の終端上へ電気的に接続した、直列ループ状の誘導コイル２６の組合せにより形成される。タグ１０の図示された実施例は、ランド部分２８、３０により形成された単一コンデンサーを含んでいるが、代替的に、２つ以上のコンデンサー要素を使うことも可能であり、その場合も、本発明の趣旨および範囲内である。

これまで説明してきたタグ１０は、電子セキュリティおよび監視技術において周知である従来技術セキュリティタグの典型であり、一般的用法であった。こうしたセキュリティタグを形成する際、誘導コイル２６の領域と、コンデンサープレート２８、３０の重なり合う領域は、それにより形成された共振回路１１が、一般に、タグ１０が用いられるよう設計された電子品物セキュリティシステムで使われる検出周波数に対応した、または近似した所定の共振周波数を有するように慎重に選択される。図示された実施例では、タグ１０は、多くのメーカーの電子品物セキュリティシステムにより一般的に使われている周波数である、８．２メガヘルツ（ＭＨｚ）で、またはその近傍で共振する。しかしながら、この特定周波数は、本発明を限定するものではない。

図示され、および説明されている共振周波数タグ１０は、一般に、その本来の目的に適切である。しかしながら、タグ１０の作成に使われる製造技術に起因して、タグの少なくとも一部分の共振周波数が、所望の共振周波数と異なる形で作成されてしまうのは、珍しいことではない。タグ１０の共振周波数におけるこうした変化は、２つのコンデンサープレート２８、３０間の誘電体の厚さのばらつき、およびコンデンサープレート、２８、３０での僅かな調整不良、および他のファクターに起因することもある。結果として、検出システムの監視ゾーンを通過するとき、所望の共振周波数、またはその近傍の周波数を有するいかなるタグ１０も確実に検出できるよう、少なくとも所望の共振周波数の上下双方の所定の範囲内で、検出システムで使われる周波数を変える必要がある。例えば、所望の共振周波数が８．２ＭＨｚであるなら、検出システムは、およそ７．６ＭＨｚ〜およそ９．０ＭＨｚの間の周波数で動作可能でなければならない。こうした検出周波数範囲で機能する検出システムの作成は、遥かに小さな検出周波数範囲で作動する検出システムほど効率的ではない。

本発明は、第１コンデンサープレートに対する第２コンデンサープレートの配置をより正確に制御するために、異なる製造処理または方法を用いることにより、コンデンサーのキャパシタンスをより厳密に制御し、さらにタグの共振周波数をより厳密に制御して、従来技術共振周波数タグ１０の共振周波数のこうした変化に関連する問題を克服している。図３は、本発明の好適な実施例に従う、共振周波数タグ１１０の概略図である。上述のタグ１０のような共振周波数タグ１１０は、上述の共振回路１１と実質的に同じ特性を有する共振回路を形成するために、並列に接続された、少なくとも１つの誘導構成要素と、少なくとも１つの容量構成要素とを含んでいる。

図３のタグ１１０は、図１および２のタグ１０のように、誘電体を介在させた、第１導体パターン１１８と第２導体パターン１２０との組合せにより形成される。第１導体パターン１１８は、タグ１０と関連して上述したように、減色法（すなわち、エッチング）を用いて形成可能であり、打ち抜き、加法または導体インク処理、またはいかなる他の適当な技術によっても形成可能である。従来技術のタグ１０のように、第１および第２の導体パターン１１８、１２０の双方を形成する際に使われる導体材料は、アルミニウムであるのが好ましい。しかしながら、代替的に、他の導体材料を使うこともできる。従来技術のタグ１０と同様に、第１導体パターン１１８は、誘導コイル１２６と、第１導体ランド１２８の一部分により形成された第１コンデンサープレートとを含んでいる。図３に最も良く示されているように、ランド１２８は、誘導コイル１２６の１つの終端、および第２すなわち遠位端１２８ｂに電気的に接続された、第１すなわち近位端１２８ａを含んでいる。ランド１２８の第１および第２の終端１２８ａ、１２８ｂは、ランド１２８の長さを規定する所定の距離だけ分離されている。図示された実施例では、ランド１２８は、第１および第２の終端１２８ａ、１２８ｂの間に伸びる、第１および第２の側部１２８ｃ、１２８ｄをさらに含んでいる。第１側部１２８ｃは、概してまっすぐで、誘導コイル１２６の一部に概して平行である。第２側部１２８ｄは、第１側部１２８ｃに平行にならないよう、ある角度で伸びている。この様に、ランド１２８の幅（すなわち、第１および第２の側部１２８ｃ、１２８ｄ間の距離）は、第１終端１２８ａから第２終端１２８ｂへ長さに沿って移動するにつれ、減少し、または先細りになっている。第１導体パターン１１８は、他の全ての点で、上述の従来技術のタグ１０の第１導体パターン１８と実質的に同じである。第１導体パターンは、少なくとも初期において、紙または同様のものでもよいキャリヤーシート１１３により支持されているのが好ましい。

本タグ１１０と従来技術のタグ１０との間の次なる第２の主な違いは、第２導体パターン１２０の構造、および第２導体パターン１２０が第１導体パターン１１８へ固定される方法にある。図３に最も良く示されているように、第２導体パターン１２０は、その一部分に第２コンデンサープレートを形成した、概して対称の、好ましくは長方形に形作られた第２導体ランド１３０を含んでいる。このランド１３０は、概して平行な第１および第２の横側部１３０ａ、１３０ｂ、および概して平行な第１および第２の終端１３０ｃ、１３０ｄを含んでおり、概して長方形かつ対称である。第１終端１３０ｃは、概してさらなる長方形の導体ランド１３４で終わる、概して細長い導体リンク１３２へ電気的に接続されている。従来技術のタグ１０と異なり、本実施例の第２導体パターン１２０は、別個に形成され、第１導体パターン１１８から離れているのが好ましい。第２導体パターン１２０は、減法すなわちエッチング処理、加法または導体インク処理、打ち抜き処理、または、当業者に周知または周知となる、いかなる他の方法を用いて形成されてもよい。第２導体パターン１２０は、誘電体層（図示せず）を含んでいてもよく、または、必要に応じて、第２導体パターン１２０と第１導体パターン１１８との間に、それらが一緒に固定される前に、別個の誘電体層またはフィルムを配置されていてもよい。代替的に、第１導体パターン１１８は、少なくとも第１導体ランド１２８の領域に、誘電体層を含んでいてもよい。

いったん、第２導体パターン１２０が別個に形成されると、それはキャリヤーシートまたは基板２１６（図４に示す）上に担持され、それにより、第２ランド１３０の少なくとも一部分が、（誘電体を介在させた）第１ランド１２８の少なくとも一部分と重なり、その重なった部分が、正確な所定共振周波数または所定共振周波数に対して非常に厳密な許容範囲にある周波数を有する共振回路を構築する、正確なキャパシタンスを有するコンデンサーを形成するために、コンデンサープレートを構築するような位置で、第２導体パターン１２０が第１導体パターン１１８の上へ配置可能となる。第２導体パターン１２０が、正確なキャパシタンスを形成するために、第２ランド１３０が第１ランド１２８の少なくとも一部分と重なる形で正確に配置されると、第２導体パターン１２０は、接着剤（誘電体層でもよい）、ホットプレス（熱と圧力）、または他の適当な技術を用いることにより、第１導体パターン１１８へ固定される。図３を見ることにより理解されるように、好ましくは第２導体パターン１２０が第１導体パターン１１８へ固定される前に、ランド１２８とランド１３０との重なり合う領域は、第２ランド１３０（第２導体パターン１２０）を、概して第１側部１２８ｃと平行に第１ランド１２８の長さに沿って移動させ、またはスライドさせるだけで変化させることができる。ランド１３０をランド１２８の第２終端１２８ｂへ向かって移動させると、ランド１２８、１３０の重なり合う領域が減少し、それにより、事実上、コンデンサープレートのサイズ、および容量要素のキャパシタンスが減少する。これに対して、ランド１３０をランド１２８の第１終端１２８ａへ向かって移動させると、２つのランド１２８、１３０の間の重なり合う領域が増加し、それにより、事実上、コンデンサープレートのサイズ、および容量要素のキャパシタンスが増加する。当業者には周知であるように、共振回路の共振周波数は、所定の式
Ｆ＝１／（２π√（Ｌ・Ｃ））
に従ってインダクタンス値およびキャパシタンス値により定められる。共振回路のインダクタンスを一定に維持してキャパシタンスを増加させると、周波数は減少し、インダクタンスを一定に維持してキャパシタンスを減少させると、共振周波数は増加する。第１導体パターン１１８上の第２導体パターン１２０の接着位置を正確に選択することにより、共振回路の共振周波数は、非常に厳密な許容範囲で所定の目標共振周波数に一致するよう、正確に制御し、または調整することが可能となる。

いったん、第２導体パターン１２０の位置が決定され、第２導体パターン１２０が第１導体パターン１１８へ固定されると、共振回路は、誘電体を通過して、第２導体パターン１２０の遠位端上の導体ランド１３４と、第１導体パターン１１８のコイル１２６を電気的に接続する、通常溶接スルーと呼ばれる導体リンク（図示せず）を構築することにより完成される。誘電体を通過するリンクの構築は、事実上、インダクタンスとキャパシタンスを並列に接続し、それにより、共振回路が完成される。共振回路の周波数は、当業者に周知である適切なテスト設備を利用することにより、測定可能である。タグ１１０の共振周波数が、所定または所望の共振周波数に所定の許容範囲内で一致しているなら、さらなる動作を行う必要はない。共振回路の周波数が所定の共振周波数に一致していないなら、共振回路のキャパシタンスを上向きまたは下向きに調整しなければならない。事実上、第１導体パターン１１８から第２導体パターン１２０を取り外すことが不可能なら、これは困難となるので、第２導体パターン１２０の位置は、製造処理中に作成される、後に続くタグ１１０に従って調整されてもよい。結局、後に続くタグの第１導体パターン１１８上の第２導体パターン１２０の位置を慎重に調整することにより、こうした後に続くタグの共振周波数は、共振周波数が所定の許容範囲内において所定周波数になるまで、上下方向へ調整可能である。この様にして、タグ１１０の共振周波数は、所定の所望される共振周波数に合致するよう「調整」可能である。

図５は、本発明の代替的実施例に従う、タグ３１０の一部を示す部分図である。タグ３１０は、コイル３２６の遠位端へ接続されたランド３２８を伴う、誘導要素または誘導体コイル３２６を備えた第１導体パターンを含んでいる。しかしながら、図３に関連して上述したランド１２８と異なり、概して、本実施例に関連するランド３２８は概して長方形に形成される。特に、本実施例に関連するランド３２８は、概して平行で、第２終端３２８ｂから距離を置いて離れた第１終端３２８ａを含んでいる。さらに、ランド３２８は、概して平行な、横の側部３２８ｃ、３２８ｄを含んでいる。したがって、図３に示したランド１２８と異なり、ランド３２８の長さに沿って終端３２８ａ、３２８ｂ間を移動しても、ランド３２８の幅は変化しない。

さらに、本実施例は、図３に示したように、第２導体パターン１２０と正確に同じである第２導体パターン３２０を含んでいる。特に、図５に示したように、第２導体パターン３２０は、概して長方形に形成され、その第１終端が概して細長い導体リンク３３２へ電気的に接続された、ランド３３０を含んでいる。図３に関連して上述した実施例のように、共振周波数タグ３１０のキャパシタンスは、誘電体を介在させて、第１導体パターンのランド３２８と重なり合う第２導体パターンのランド３３０の程度により決定される。図５は、特定のキャパシタンスを提供する、ランド３２８と重なり合うランド３３０の幅部分（およそ半分）の状況を示している。キャパシタンス値を減少させるには、ランド３３０がランド３２８と重なり合う領域を減少させるよう、ランド３３８を、ランド３２８の第１終端３２８ａからさらに離れる形で移動させてもよい。キャパシタンスを増加させるには、ランド３３０がランド３２８と重なり合う領域を増加させるよう、ランド３３０を、ランド３２８の第１終端３２８ａへ向かって移動させてもよい。

図４は、本発明に従う共振周波数タグの製造方法を実行する、好適なシステム構成を示している。完成した各タグ１１０は、図３に関連して上述したタグ１１０と構造的に同じであり、さらに、本発明を説明する目的で、連続したシリーズまたはウェブ２００の対向する縁に沿って、一緒に固定されている。連続キャリヤーシート１１３で形成可能なウェブ２００内では、部分的に完成した各タグ１１０が、第１導体パターン１１８を伴って上向きに方向付けられている。製造処理の一部として、部分的に完成したタグのウェブ２００は、流れ矢で示したように、左から右に向かって、段階的に、または指標付けの方法で移動する。部分的に完成したタグのウェブ２００の動きは、モータ２１２と適当な駆動部材２１４からなる駆動機構により所定の距離で指標付けするよう駆動される、駆動ローラー２１０によって制御されている。代替的に、他の駆動機構が使われてもよい。さらに、いくつかのアプリケーションでは、部分的に完成したタグ１１０が関連製品に適用された後に、第２導体パターン１２０を第１導体パターン１１８へ適用してもよい。例えば、当技術分野では、若干のアイテム、特に高い金属含有量を有するアイテムによって、適用される共振周波数タグの周波数が変化してしまうことが知られている。このアイテムへ部分的に完成したタグ１１０を適用し、その後、第２導体パターン１２０を適用することにより、完成したタグ１１０の共振周波数を所定の所望される周波数に調整するよう、第２導体パターン１２０の位置を調整することにより、タグ１１０が取り付けられるアイテムによって引き起こされるいかなる周波数シフトも補償可能である。

第１供給ロール２１４は、剥離紙２１６などの支持基板の、下向き面側に所定の距離だけ離れた、事前に形成された複数の第２導体パターン１２０を含んでいる。ヒートシール特性を有する誘電体層を含み得る第２導体パターン１２０は、図３のタグに関連して上述した方法により、剥離紙２１６が供給ロール２１４から繰り出されるにつれ、第２導体パターン１２０がウェブ２００の第１導体パターン１１８に揃えられるような形で、剥離紙２１６上に位置決めされている。１対のアイドラーローラー２１８、２２０、および巻き取りロール２２２は、ウェブ２００の部分的に完成したタグの第１導体パターン１１８に対して、第２導体パターン１２０の適切な方向付けを構築するのを補助する。当業者にとり周知のタイプの加圧機構２２４は、ウェブ２００の部分的に完成した各タグ１１０の各々と係合する、第２導体パターン１２０の１つを加圧するために、２つのアイドラーローラー２１８、２２０の間に位置決めされている。加圧機構２２４は、第２導体パターン１２０を、部分的に完成したタグ１１０の第１導体パターン１１８へ固定し、または接着するために、圧力、熱、または熱と圧力との組合せを用いることができる。

図示したように、一旦、ウェブ２００のタグが第２アイドラーローラー２２０を過ぎて、ウェブ２００の完成した各々のタグ１１０は、上述したように共振回路に対するキャパシタンスを規定するために、第２導体パターン１２０の第２ランド１３０の少なくとも一部分が、第１導体パターン１１８の第１ランド１２８の一部分と重なり合うよう固定された、第２導体パターン１２０を含んでいる。完成したタグ１１０のウェブ２００がさらに右へ移動するにつれ、各々のタグは、第１導体パターン１１８の誘導部分１２６と第２導体パターン１２０のランド１３４を電気的に一緒に接続する誘電体を通過するリンクを作成する、溶接機構２２６を通り抜け、それにより共振回路が完成される。溶接機構２２６は、当業者に周知のタイプのものである。しかし、さらに、ウェブ２００の各タグ１１０の共振周波数は、この製造ラインに沿って、共に当業者に周知のタイプの、適当なプローブ２２８と周波数測定設備２３０を利用して測定される。事実上、プローブ２２８は、順次に、ウェブ２００の各共振周波数を所定の共振周波数に近い（上下）一連の周波数にして、その後、タグ１１０が特定の周波数に共振するか否かを確かめるために、当技術分野で周知のパルス／聴取方法により「聴く」。いったん、各共振周波数タグ１１０の正確な周波数が測定されると、周波数の情報は、周波数測定設備２３０から、各タグ１１０に対して測定した共振周波数と所望または所定共振周波数とを比較する、コントローラ２３２へ送られる。タグ１１０の共振周波数が、所定の僅かな許容範囲（例えば、１００ＫＨｚ）内で所定共振周波数と合致するなら、製造処理は、同じキャパシタンス、したがって同じ周波数を維持するために、後に続く第２導体パターン１２０を、先のタグと同じ位置で後に続くタグ１１０へ固定する、同じ方法を継続することが可能となる。他方、測定された共振周波数が所定の許容範囲内で所定の周波数に合致しないと、コントローラ２３２が決定しているなら、後に続くタグ上の第２導体パターン１２０の位置は、比較の結果に応じて、後に続くタグ１１０のキャパシタンスを増加させるか、またはキャパシタンスを減少させるよう調整される。図４に示したような実施例では、モータ２１２の作動時間を増加させ、または減少させて、ウェブ２００の指標付けを調整することにより、加圧機構２２４および第２導体パターン１２０に対する、部分的に完成した各タグ１１０の第１導体パターン１１８の位置を変化させることで、第２導体パターン１２０の位置を調整可能である。モータ２１２の作動時間を減少させると、第２導体パターン１２０の位置を、事実上タグ１１０の導体ランド１２８の第２終端２２８ｂのより近くへ移動させることになり、それにより、結果として得られる共振回路のキャパシタンスが減少することになる。モータ２１２の作動時間を増加させると、第２導体パターン１２０の位置を、事実上導体ランド１２８の第１終端１２８ａへ向かうよう移動させることになり、それにより、結果として得られる共振回路のキャパシタンスが、事実上増加することになる。上述の処理を利用することにより、第２導体パターン２２０の位置は、次に生産されるタグ１１０の周波数が、所定の許容範囲内で所定の共振周波数と合致し続けるよう、ウェブ２００に沿って後に続くタグ１１０に対して、即座に正確な位置となろう。

図４に示された製造処理が、本発明を実行する１つの実施例に過ぎないことは、当業者に理解されるであろう。所望であれば、周波数測定装置２２８、２３０は、溶接機構２２６の前に配置してもよく、または加圧機構２２４の一部として統合してもよい。例えば、加圧機構２２４は、係合して、第１導体パターン１１８と第２導体パターン１２０とを（第１導体パターン１１８と第２導体パターン１２０が加圧されて一緒になる際、ただし、第２導体パターン１２０が実際に第１導体パターン１１８へ固定される前に、タグ１１０の周波数を測定する）プローブと押し合わせる非金属プレート（図示せず）を含むことが可能であろう。読み出し周波数、したがって取得される周波数が、完成したタグ１１０のためのものと同じでない間は、読み出し周波数と完成したタグ１１０の最終的な周波数との間には、完成したタグ１１０が所望の周波数で共振するよう、第２導体パターン１２０の位置を調整可能にする関係が存在する。第２導体パターン１２０の位置を制御するために、適当なフィードバックが提供されてもよい。この方法は、図７のフローチャート、および図８のグラフにより示されている。図８を参照すると、第２導体パターン１２０が第１導体パターン１１８から誘電体の厚さと追加的エアギャップだけ離れていると、目標範囲内の測定周波数が見られ、結果として、所定の許容範囲内の所望する周波数に合致する、完成したタグ（すなわち、誘電体と係合する第２導体パターン１２０を伴う）が得られる。

図８から理解されるように、タグのキャパシタンスは、加圧機構２２４により加えられる圧力を変えることにより、少なくとも僅かに変更可能である。例えば、追加圧力を加えると、コンデンサープレート間の分離が事実上減少し、それによりキャパシタンスが増加し、また、圧力を減少させると、コンデンサープレート間の距離が事実上増加し、キャパシタンスが減少する。加圧機構２２４により加えられる圧力の制御は、周波数測定装置２２８、２３０により取得された周波数読み出しに基づき、コントローラ２３２により実行可能である。代替的に、加圧機構２２４は、加圧機構２２４によって加えられる圧力を、リアルタイムで制御する、即座のフィードバックを提供する、それ自身の周波数測定設備を含むことができる。第２導体パターン１２０へ加えられる圧力の量を制御する、他の技術または設備は、当業者には明らかであろう。このように、加圧機構２２４により加えられる圧力の制御は、各タグの共振周波数の微調整方法として使用可能である。製造処理の他の変形は、当業者には明らかであろう。
所定周波数または所定周波数の僅かな許容範囲内で共振する、共振周波数タグの作成方法の提供に加えて、本発明は、周波数領域内で、各々が異なる周波数で共振する、一連の他とは異なる別個の共振周波数タグを作成する方法も含んでいる。上記の説明により明確に理解可能なように、共振周波数タグの周波数は、タグのキャパシタンスとインダクタンスの逆関数であり、すでに説明した式により規定される。また、上述したように、図３に示した共振周波数タグでは、インダクタンスが一定であり、第１導体パターン１１８の誘導コイル１２６のサイズおよび他の特性により決定される。このようにして、図３のタグ１１０の周波数は、容量要素のキャパシタンスを規定する、第２導体パターン１２０の位置により規定されるタグのキャパシタンス、特に、導体ランド１３０により重なり合う導体ランド１２８の部分により決定される。第２導体パターン１２０、および特に導体ランド１３０が、第１導体ランド１２８の第１終端１２８ａに向かって移動するにつれ、共振周波数回路のキャパシタンスは増加し、それにより、周波数は低くなり、逆もまた同様である。

若干のアプリケーションでは、同じまたはほぼ同じ周波数で全てが共振する、一連の共振周波数タグを有するより、むしろ、連続する他のあらゆるタグの共振周波数と異なる周波数で共振する一連の共振周波数タグを有していることが望ましい。全てが異なる周波数を有するこうした一連のタグは、特定の周知の周波数を有する共振周波数タグを、特定アイテムに関連づけることにより、無線識別（ＲＦＩＤ）で役に立ち得る。したがって、特定の共振周波数を有するタグを検出することにより、特定の周波数を有するタグに関連するアイテムの存在も検出され得る。

本発明に従って、一連のＮ個の共振周波数タグ（Ｎは１より大きい整数）は、上述のように各タグ上の第２導体パターン１３０の位置を変えることだけで作成可能である。このようにして、例えば、第１共振周波数を有する第１共振周波数タグは、導体ランド１２８の第１終端１２８ａ近傍に第２導体パターン１３０を配置することにより構築可能であり、第２共振周波数を有する第２共振周波数タグは、第１導体ランドの第２終端１２８ｂのほんの少し近くに第２導体パターン１３０を位置決めすることにより作成可能である、などである。第２導体パターン１３０を第１導体ランド１２８の長さに沿って僅かな距離だけ移動させることにより、全ての一連のＮ個の共振周波数タグが作成可能である。例えば、上述の技術を使うことにより、２〜３０ＭＨｚの周波数範囲内の、少なくとも１０ｋＨｚの周波数範囲の、一連の他の各共振周波数タグの共振周波数と異なる、一連の各タグの共振周波数を備えた、およそ２，８００個の一連の共振周波数タグを作成可能である。

異なる共振周波数を有する各タグで、一連の共振周波数タグを作成するのは、図４に関連して上述したのと同じ方法で、かつ同じ技術を用いて達成可能である。しかしながら、説明した目標が、同じ周波数を有するタグの作成である図４と異なり、開示され、かつ説明された設備は、各タグに応じて、第１導体パターン１１８に対する第２導体パターン１２０の配置位置を変更するようモータ２１２の作動時間を調整することにより、異なる周波数を有する共振周波数タグを作成するために動作される。

図６は、本発明のさらなる実施例に従う、第２導体パターン６２０の斜視図である。第２導体パターン６２０は、図３および図４に関連して上述し、かつ図示したような、第２導体パターン１２０と本質的に同じである。特に、第２導体パターン６２０は、概して長方形に形成された第２導体ランド６３０を含み、その第１終端は、所定の最小幅のギャップ６３２ｃにより分離された、２つのセクション６３２ａ、６３２ｂで形成されている概して細長い導体リンクへ接続されている。導体リンクの第２セクション６３２ｂは、さらなる概して長方形の導体ランド６３４に順番に接続されている。第２導体パターン６２０は、減法すなわちエッチング処理、導体インクなどの加法処理、打ち抜き処理、または当業者に周知のまたは周知となる、任意の他の方法を用いて形成可能である。第２導体パターン６２０は誘電体層を含んでいてもよい。

第２導体パターン６２０は、さらに集積回路６５０を含んでおり、それはリンク要素の第１および第２のセクション６３２ａ、６３２ｂの一方へ固定されるのが好ましい。当業者に周知のタイプの集積回路６５０は、第１リンク要素部分６３２ａへ電気的に接続した第１電気導線６５２と、第２リンク要素部分６３２ｂへ電気的に接続した第２電気導線６５４を伴う、少なくとも２つの導線を含んでいる。この様にして、集積回路６５０を組み込むことにより、上述の方法のいずれに従っても、作成される共振周波数タグは、識別情報を格納するメモリチップを含むタイプの無線識別（ＲＦＩＤ）タグとして使用可能である。したがって、共振回路は、集積回路のメモリ内に格納されたデータにより決定される無線周波数信号を放射する集積回路６５０用の、アンテナおよび電源として機能することになる。

上述された実施例に対して、その広い発明概念から逸脱することなく、変更を加えることが可能であることは、当業者により理解されるものであろう。したがって、本発明は、開示された特定の実施例に制限されることはないが、請求項により定義されるように、本発明の趣旨および範囲内での変更をカバーすることが意図されている。

典型的な、従来技術の共振周波数タグの第１主面の平面図である。 図１に示した共振周波数タグの主面と反対の、第２面を示す底面図である。 本発明に従って作成された共振周波数タグの平面図である。 図３に示したタイプの共振周波数タグを作成する、好適な製造処理を示す概略図である。 代替的実施例の一部を示す部分図である。 本発明の他の実施例に従う、集積回路を含む第２導体パターンの拡大斜視図である。 本発明に従って作成された共振周波数タグの周波数調整方法を説明するフローチャートである。 コンデンサープレート間の誘電体の厚さの関数として、共振周波数回路の周波数変化を表すグラフである。

Claims (24)

1. （ａ）誘導要素と第１ランドとを含む第１導体パターンを形成するステップであって、第１ランドは、誘導要素の１つの終端に接続された第１終端および所定の距離だけ第１終端から離れた第２終端を有する、ステップと、
   （ｂ）所定の幅を有する第２ランドおよびリンク要素を含む第２導体パターンを別個に形成するステップと、
   （ｃ）誘導要素と共に共振回路を形成する、第１の所定キャパシタンスを有する容量要素のプレートを構築するために、誘電体を介在させて、第２ランドが第１ランドの少なくとも一部分と重なるよう、第２導体パターンを第１導体パターンの近傍の第１所定位置へ配置するステップと、
   （ｄ）共振回路の共振周波数を測定し、測定周波数を所定周波数と比較するステップと、
   （ｅ）共振周波数が選択許容範囲内で所定周波数に合致しないなら、第１ランドの長さに沿って第２ランドが移動するよう、第２導体パターンを動かし、それにより容量要素のキャパシタンスを変更するステップと、
   （ｆ）ステップ（ｄ）、（ｅ）を、合致するまで繰り返すステップと、
   （ｇ）第１導体パターンへ第２導体パターンを固定するステップと
   を含む、所定周波数で共振する共振周波数タグの作成方法。
2. 第１ランドが、一方の終端から他方の終端へ、長さに沿って移動するにつれ、減少する幅を有している、請求項１に記載の方法。
3. 第２ランドが、概して長方形であり、第１ランドの最大幅を超える長さを有している、請求項１に記載の方法。
4. 第２導体パターンが、接着剤およびホットプレス法のうちの１つにより、第１導体パターンに固定される、請求項１に記載の方法。
5. 第２導体パターンが、圧力を加えることにより第１導体パターンに固定され、加えられる圧力の量が、タグの共振周波数を制御するために変更される、請求項４に記載の方法。
6. いったん形成された第２導体パターンが、初期にキャリヤーシート上に保持されている、請求項１に記載の方法。
7. 第２導体パターンを第１導体パターンへ固定する前に第２ランドと第１ランドとの間に配置される誘電体層を、第２導体パターンが含んでいる、請求項１に記載の方法。
8. リンク要素が、第２ランドへ接続された第１セクションおよび第２セクションを含み、リンク要素の第１および第２セクションが、所定の最小幅の隙間だけ距離を置いて離れており、さらに、少なくとも、リンク要素の第１セクションへ電気的に接続した第１リードと、リンク要素の第２セクションへ電気的に接続した第２リードを含む集積回路を含んでいる、請求項１に記載の方法。
9. 集積回路が、リンク要素の第１セクションおよび第２セクションの一方へ固定されている、請求項８に記載の方法。
10. （ａ）一連の第１導体パターンを形成するステップであって、第１導体パターンは全て実質的に同じであり、各第１導体パターンは、誘導要素ならびに第１ランドを含み、第１ランドは誘導要素の１つの終端に接続された第１終端、および第１終端から所定の距離だけ離れた第２終端を含んでいるステップと、
    （ｂ）別個に、一連の第２導体パターンを形成するステップであって、第２導体パターンは、全て実質的に同じであり、さらに、各第２導体パターンは、所定の幅を有する第２ランドおよびリンク要素を含む、ステップと、
    （ｃ）連続する第１タグの、第１所定キャパシタンスを有する容量要素のプレートを構築するために、誘電体を介在させて、第２ランドが第１ランドの少なくとも一部分と重なるよう、第２導体パターンを第１所定位置で連続する第１導体パターンへ固定するステップと、
    （ｄ）タグの共振周波数を測定して、測定周波数を所定周波数と比較するステップと、
    （ｅ）測定された共振周波数が選択許容範囲内で所定周波数に合致するなら、続くタグの、第１の所定キャパシタンスを有する容量要素のプレートを構築するために、誘電体を介在させて、第２ランドが第１ランドの少なくとも一部分と重なるよう、第２導体パターンをそれに続いて連続する第１導体パターンへ第１所定位置で固定し、その後、連続する残りに対して、ステップ（ｄ）、（ｅ）を繰り返し、さらに、共振周波数が選択許容範囲内で所定周波数に合致しないなら、続くタグの第２所定キャパシタンスを有する容量要素のプレートを構築するために、誘電体を介在させて、第２ランドが第１ランドの少なくとも一部分と重なるよう、第１所定位置とは異なる第２所定位置で、第２導体パターンをそれに続いて連続する第１導体パターンへ固定し、その後、連続する残りに対して、ステップ（ｄ）、（ｅ）を繰り返すステップと
    を含む、実質的に同じ所定周波数で各々が共振する、一連の共振周波数タグの作成方法。
11. 各第１ランドが、一方の終端から他方の終端へ、長さに沿って移動するにつれ、減少する幅を有する、請求項１０に記載の方法。
12. 各第２ランドが概して長方形であり、第１ランドの最大幅を超える長さを有する、請求項１１に記載の方法。
13. 各第２導体パターンが、接着剤およびホットプレス法のうちの１つにより、第１導体パターンに固定される、請求項１０に記載の方法。
14. 各第２導体パターンが、圧力を加えることにより対応する第１導体パターンに固定され、加えられる圧力の量が、各タグの共振周波数を制御するために変更される、請求項１３に記載の方法。
15. いったん形成された第２導体パターンが、初期にキャリヤーシート上に保持されている、請求項１０に記載の方法。
16. 第２導体パターンを対応する第１導体パターンへ固定する前に、第２ランドと第１ランドとの間に配置される誘電体層を、各第２導体パターンが含んでいる、請求項１０に記載の方法。
17. 各リンク要素が、第２ランドへ接続された第１セクションおよび第２セクションを含み、各リンク要素の第１セクションおよび第２セクションが、所定の最小幅のギャップだけ距離を置いて離れており、さらに、少なくとも、各リンク要素の第１セクションへ電気的に接続した第１リードと、リンク要素の第２セクションへ電気的に接続した第２リードを含む集積回路を含んでいる、請求項１０に記載の方法。
18. 集積回路が、各リンク要素の第１セクションおよび第２セクションの一方へ固定されている、請求項１７に記載の方法。
19. 一連のＮ個の共振周波数タグの作成方法であって、Ｎは１より大きな整数であり、Ｎ個のタグの各々は、連続した他のあらゆるタグの共振周波数と、少なくとも所定の最小周波数範囲だけ異なる共振周波数を有しており、前記方法は、
    （ａ）Ｎ個の第１導体パターンを形成するステップであって、第１導体パターンは全て実質的に同じであり、各第１導体パターンは、誘導要素ならびに第１ランドを含み、第１ランドの第１終端は誘導要素の１つの終端に接続され、第１ランドの第２終端は第１終端から所定の距離だけ離れている、ステップと、
    （ｂ）別個に、Ｎ個の第２導体パターンを形成するステップであって、第２導体パターンは、全て実質的に同じであり、各第２導体パターンは、所定の幅を有する第２ランドおよびリンク要素を含む、ステップと、
    （ｃ）各共振周波数タグに対する容量要素のプレートを構築するために、誘電体を介在させて、各第２導体パターンの第２ランドが対応する第１導体パターンの第１ランドの一部分と重なるよう、第２導体パターンを、ある位置で第１導体パターンの各々へ連続して固定し、対応する第１導体パターンの第１ランドに対する各第２導体パターンの位置、したがって、第１ランドに各第２ランドが重なる量が、連続する共振周波数タグの各々で異なっており、各共振周波数タグが連続する他のあらゆる共振周波数タグと異なる周波数で共振するよう、各共振周波数タグの容量要素のキャパシタンスが、連続する他のあらゆる共振周波数タグの容量要素のキャパシタンスと、少なくとも最小値だけ異なるステップと
    を含む、一連のＮ個の共振周波数タグの作成方法。
20. 各第１ランドが、一方の終端から他方の終端へ、長さに沿って移動するにつれ、減少する幅を有する、請求項１９に記載の方法。
21. 各第２導体パターンが、接着剤およびホットプレス法のうちの１つにより、対応する第１導体パターンに固定される、請求項１９に記載の方法。
22. 各第２導体パターンが、圧力を加えることにより対応する第１導体パターンに固定され、加えられる圧力の量が、各タグの共振周波数を制御するために変更される、請求項２１に記載の方法。
23. いったん形成された第２導体パターンが、初期にキャリヤーシート上に保持されている、請求項１９に記載の方法。
24. 第２導体パターンを対応する基板へ固定する前に、第２ランドと第１ランドとの間に配置される誘電体層を、第２導体パターンが含んでいる、請求項１９に記載の方法。

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