JP4499703B2

JP4499703B2 - Ｒｆｉｄバーコード及びｒｆｉｄバーコード認識システム

Info

Publication number: JP4499703B2
Application number: JP2006317462A
Authority: JP
Inventors: チコフユリ; 英 ▲くん▼ 閔
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2026-11-24
Also published as: EP1811432B1; JP2007188478A; US20070164121A1; EP1811432A1; US7353997B2; KR100732687B1; DE602006009214D1

Description

本発明はＲＦＩＤバーコード及びＲＦＩＤバーコードを用いたＲＦＩＤバーコード認識システムに関し、詳細には、共振周波数チューニングのためのインダクターの挿入されたＲＦＩＤバーコード及びＲＦＩＤバーコードを利用したＲＦＩＤバーコード認識システムに関する。

物品の情報を確認するための方法として、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）技術やバーコード（ｂａｒｃｏｄｅｓ）認識技術が幅広く使われている。バーコード認識技術とは、黒色の帯状で並べられたバーコードを光学スキャナなどで読み込みバーコードに対応する情報を認識する技術である。ＲＦＩＤ技術は、リーダーからタグ情報の記録されたＩＣが備えられたタグにその電磁波を放射すると、タグがタグ情報をＲＦ信号としてリーダーに送信するものであって、リーダーがタグ情報を確認できるようにする技術である。

ＲＦＩＤタグはＩＣ及びメモリーなどを備えなければならないので、バーコードに比べ高価であるという短所があるが、バーコードよりも様々な種類の情報を提供できるという長所を持っている。

一方、無線認識方法の更なる代案として提示されたのがＲＦＩＤバーコードである。２００５年６月付けＩＥＥＥＭＴＴ−ＳＤｉｇｅｓｔで発表されたＩ．ＪａｌａｌｙａｎｄＩ．Ｄ．Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎの論文、「ＲＦＢａｒｃｏｄｅｓＵｓｉｎｇＭｕｌｔｉｐｌｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＢａｎｄｓ」においてＲＦＩＤバーコードに対する内容が詳しく記述されている。

前述の論文によると、ＲＦＩＤバーコードは既存のバーコード状に製造された複数の導電性ストリップから構成される。この構成によって、リーダーで電磁エネルギーを放射した後、ＲＦＩＤバーコードから返送されるリターンエコーを用いてＲＦＩＤバーコードの情報を検知することができる。

一方、従来のＲＦＩＤバーコードは、各導電性ストリップの横幅、縦長さなどを調整し各導電性ストリップの共振周波数帯域をチューニングする。従って、共振周波数帯域を精密にチューニングし難いという問題点がある。
米国特許出願公開第２００３／００３４９１７号明細書米国特許第６，１８４，８４１号明細書特開２００２−２０８８０８号公報

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、導電性ストリップセットのギャップにインダクターを配置して共振周波数帯域を精密にチューニングすることができる安価なマイクロＲＦＩＤバーコード及びそれを利用するＲＦＩＤバーコード認識システムを提供することにある。

前述した目的を達成するための本発明の一実施の形態に係るＲＦＩＤバーコードは、１セットあたり少なくとも１つのギャップによって分離された複数の導電性ストリップを含む導電性ストリップセットを互いに離隔して配置した複数の導電性ストリップセットと、それぞれ前記導電性ストリップセットの１つのギャップ毎に少なくとも１つのインダクターが位置し、当該インダクターによって各導電性ストリップセットの２つの導電性ストリップを相互に連結するように配置された、複数のインダクターと、を含み、前記複数の導電性ストリップセット及び前記複数のインダクターはバーコード形成のために連続的に配列される。

この場合、前記複数の導電性ストリップセットが、それぞれ並列に整列され、所定の距離を隔てて互いに分離されることが好ましい。

好ましくは、前記複数の導電性ストリップセット及び前記複数のインダクターを支持する誘電体基板を更に含み、前記誘電体基板の背面全面に積層されたメタル層を更に含む。

さらに、前記誘電体基板の背面のうち一部領域に積層されたメタル層を更に含むことが好ましい。

一方、前記複数の導電性ストリップセットのうちそれぞれの１セットあたりの導電性ストリップセットが、前記ギャップによって分離された第１導電性ストリップ及び第２導電性ストリップを含み、前記複数のインダクターそれぞれが、それぞれの前記導電性ストリップセットに含まれる第１導電性ストリップに接続される一端と、前記導電性ストリップセットに含まれる第２導電性ストリップに接続される他端と、を含むことを特徴とする。

この場合、前記複数のインダクターそれぞれが蛇行（ｍｅａｎｄｅｒ）形状の金属薄膜であることが好ましく、前記複数の導電性ストリップセットそれぞれはバルクワイヤー状であることが好ましい。

一方、本発明の一実施の形態に係るＲＦＩＤバーコード認識システムは、１セットあたり少なくとも１つのギャップによって分離された複数の導電性ストリップを含む導電性ストリップセットを互いに離隔して配置した複数の導電性ストリップセットと、それぞれ前記導電性ストリップセットの１つのギャップ毎に少なくとも１つのインダクターが位置し、当該インダクターによって各導電性ストリップセットの２つの導電性ストリップを相互に連結するように配置された、複数のインダクターと、を含み、前記複数の導電性ストリップセット及び前記複数のインダクターはバーコード形成のために連続的に配列されることを特徴とするＲＦＩＤバーコードと、前記ＲＦＩＤバーコードに電磁波を放射し、前記ＲＦＩＤバーコードからのリターンエコーを受信するＲＦＩＤバーコードリーダーと、
を含む。

この場合、前記複数の導電性ストリップセットは、並列に整列され、所定の距離を隔てて互い分離されることが好ましい。

前記ＲＦＩＤバーコードは、前記複数の導電性ストリップセット及び前記複数のインダクターは、誘電体基板によって支持されることが好ましく、より好ましくは、前記ＲＦＩＤバーコードが、前記誘電体基板の背面全面に積層されたメタル層を更に含む。

さらに、前記ＲＦＩＤバーコードは、前記誘電体基板の背面のうち部領域に積層されたメタル層を更に含むことができる。

一方、前記複数の導電性ストリップセットのうちそれぞれの１セットあたりの導電性ストリップセットが、前記ギャップによって分離された第１導電性ストリップ及び第２導電性ストリップを含み、前記複数のインダクターそれぞれが、それぞれの前記導電性ストリップセットに含まれる前記第１導電性ストリップに接続される一端と、前記導電性ストリップセットに含まれる前記第２導電性ストリップに接続される他端と、を含むことが好ましい。

この場合、前記複数のインダクターのそれぞれが、蛇行形状の金属薄膜であることが好ましく、前記複数の導電性ストリップセットそれぞれはバルクワイヤー状であることが好ましい。

本発明によると、複数の導電性ストリップセットそれぞれにインダクターを挿入することにより、導電性ストリップの形態及び大きさを同一にしつつ、共振周波数帯域を相違にチューニングすることができるようになる。これによって、ＲＦＩＤバーコードの製造が容易になる。また、コンデンサなどのような素子に比べて安値でかつ小型であるインダクターを利用することから、ＲＦＩＤバーコードの全体のサイズを減少させ得ると同時に、ＲＦＩＤバーコードを安価に実現させることができるという効果がある。

以下、添付された図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤバーコード（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｂａｒｃｏｄｅｓ）の構成を示す模式図である。同図によれば、本ＲＦＩＤバーコード１００は、誘電体基板１１０、複数の導電性ストリップセット１２０−１〜１２０−ｎ、複数のインダクター１３０−１〜１３０−ｎを含む。

複数の導電性ストリップセット１２０−１〜１２０−ｎそれぞれは所定の領域にギャップが形成されている。これにより、ギャップを基準にして第１導電性ストリップ１２０−１ａ〜１２０−ｎａ及び第２導電性ストリップ１２０−１ｂ〜１２０−ｎｂに大別される。

ギャップ内にはインダクター１３０−１〜１３０−ｎが配置され、インダクター１３０−１〜１３０−ｎそれぞれの一端は第１導電性ストリップ１２０−１ａ〜１２０−ｎａのうち対応するストリップに接続されている。また、インダクター１３０−１〜１３０−ｎそれぞれの他端は第２導電性ストリップ１２０−１ｂ〜１２０−ｎｂのうち対応するストリップに接続されている。例えば、図１において、ＲＦＩＤバーコード１００のうち左側の終り部分に位置した第１導電性ストリップ１２０−１ａ及び第２導電性ストリップ１２０−１ｂの間のギャップ内には第１インダクター１３０−１が配置される。これによって、各導電性ストリップセット１２０−１〜１２０−ｎのインダクタンス値がインダクター１３０−１〜１３０−ｎによって変化され、共振周波数帯域がチューニングされる。

結果的に、インダクタンス値が相異なっているインダクター１３０−１〜１３０−ｎを挿入することにより、各導電性ストリップ１２０−１〜１２０−ｎの縦長さ、横幅などを調整することなく複数の導電性ストリップ１２０−１〜１２０−ｎそれぞれの共振周波数帯域を個別に設定できるようになる。

一方、インダクター１３０−１〜１３０−ｎはメタル膜を所定の形態に積層する方式により簡単に製造でき、コンデンサに比べて安値でその大きさも小さい。よって、インダクター１３０−１〜１３０−ｎが挿入されてもＲＦＩＤバーコード１００の全体の大きさは小型化することができる。

図２は図１のＲＦＩＤバーコード１００上で第２導電性ストリップ１２０−１ｂ〜１２０−ｎｂが製造された部分の断面を示す模式図である。図２によれば、誘電体基板１１０の上部面に第２導電性ストリップ１２０−１ｂ〜１２０−ｎｂが位置する。一方、誘電体基板１１０の下部面にはメタル層１４０を積層することができる。

図２においては、メタル層１４０が誘電体基板１１０の下部面の全面にわたって積層された実施形態について図示されている。メタル層１４０が積層されれば、複数の導電性ストリップセット１２０−１〜１２０ｎとともにマイクロストリップ共振機として動作する。これによって、メタル層１４０が積層された場合には共振周波数帯域が同一であれば複数の導電性ストリップセット１２０−１〜１２０−ｎの長さを割合に短くすることができる。一方、誘電体基板１１０下部面の全面にメタル層１４０が積層された場合、ＲＦＩＤバーコード１００を誘電体基板１１０の下部側にて読み取る過程でメタル層１４０による妨害が発生し、読み取り範囲（ｒｅａｄｉｎｇｒａｎｇｅ）が狭くなる。

このため、メタル層１４０を誘電体基板１１０の下部面の一部にだけ積層するようにし、読み取り範囲及び導電性ストリップセット１２０−１〜１２０−ｎの大きさ全てを適切に調整することもできる。メタル層１４０は、通常メタル物質で構成することができ、導電性ストリップ１２０−１〜１２０−ｎと同じ物質で構成することができる。

図３は蛇行形状のインダクターを備えたＲＦＩＤバーコードの構成を示す模式図である。図３によるＲＦＩＤバーコードは図に示すように誘電体基板２１０及び複数の導電性ストリップセット２２０−１〜２２０−ｎを含む。また、図３に示すように、誘電体基板２１０の下部表面の全面、または一部面にはメタル層（図示せず）を積層することもできる。誘電体基板２１０及び複数の導電性ストリップセット２２０−１〜２２０−ｎの構成は図１と同一であるため、その説明は省略する。

図３に示すように、インダクター２３０−１〜２３０−ｎは蛇行（ｍｅａｎｄｅｒ）形状の金属薄膜で構成することができる。本ＲＦＩＤバーコードは、誘電体基板１１０の上部表面に導電性物質膜を積層した後、パターニングマスクを利用してエッチングすることにより、金属膜形態の導電性ストリップ２２０−１〜２２０−ｎ構造及びインダクター２３０−１〜２３０−ｎ構造を同時に形成するという方法で製造することができる。

または、この方法とは異なって、導電性ストリップセット２２０−１〜２２０−ｎはバルクワイヤー（ｂｕｌｋｗｉｒｅ）状に製造することもでき。すなわち、別に製造されたバルクワイヤーを誘電体基板２１０に接合し、導電性ストリップセット２２０−１〜２２０−ｎを構成することもできる。

一方、１つの導電性ストリップセットに備えられるギャップの個数及びギャップ内に挿入されるインダクターの個数は実施形態ごとに相違して設計することもできる。

図４は各導電性ストリップセット別に複数のインダクターを備える実施形態に係るＲＦＩＤバーコードの構成を示した模式図である。同図によると、誘電体基板３１０上に備えられた複数の導電性ストリップセット３２０−１〜３２０−ｎはそれぞれ２つのギャップを有する。これによって、各ギャップを基準にして第１導電性ストリップ３２０−１ａ〜３２０−ｎａ、第２導電性ストリップ３２０−１ｂ〜３２０−ｎｂ、第３導電性ストリップ３２０−１ｃ〜３２０−ｎｃに大別され、各導電性ストリップセットは３つの導電性ストリップを含む。

第１導電性ストリップ３２０−１ａ〜３２０−ｎａ及び第２導電性ストリップ３２０−１ｂ〜３２０−ｎｂの間には第１インダクター３３０−１ａ〜３３０−ｎａが配置され、第２導電性ストリップ３２０−１ｂ〜３２０−ｎｂ及び第３導電性ストリップ３２０−１ｃ〜３２０−ｎｃの間には第２インダクター３３０−１ｂ〜３３０−ｎｂが配置される。これによって、各導電性ストリップセット３２０−１〜３２０−ｎに対応される共振周波数の帯域が決定される。

図５は本発明の実施形態に係るＲＦＩＤバーコード認識システムの構成を示す模式図である。同図に示すように、本ＲＦＩＤバーコード認識システムは、ＲＦＩＤバーコード１００及びＲＦＩＤバーコードリーダー５００を含んでいる。

ＲＦＩＤバーコード１００には、図１ないし図４に図示された構成が適用され得る。すなわち、ＲＦＩＤバーコード１００は複数の導電性ストリップセットを備え、各導電性ストリップセットには少なくとも１つのギャップが具備される。そして、各ギャップには少なくとも１つのインダクターが備えられる。インダクターは蛇行形状に構成することができる。また、複数の導電性ストリップセット及びインダクターは誘電体基板によって支持され、誘電体基板下部の全面または一面にはメタル層を積層することもできる。

ＲＦＩＤバーコードリーダー５００は、ＲＦＩＤバーコード１００に対して電磁エネルギーを放射する。これによりＲＦＩＤバーコード１００に備えられた各導電性ストリップセットはバンドパスフィルターまたはバンドストップフィルターとして動作し、各導電性ストリップセットに対応される周波数帯域を通過またはフィルタリングさせる。これによって、ＲＦＩＤバーコード１００から返送されるリターンエコーの周波数特性が導電性ストリップセット別に変化する。ＲＦＩＤバーコードリーダー５００はリターンエコーを受信し、共振周波数の存在または不存在を確認してＲＦＩＤバーコードのアイテムＩＤを検知する。ＲＦＩＤバーコード１００に備えられた導電性ストリップセットの個数がｎ個であれば、ＲＦＩＤバーコード１００の表示できるアイテムＩＤ個数は２^ｎ−１個になる。本ＲＦＩＤバーコード認識システムの動作に対する説明は２００５年６月付けＩＥＥＥＭＴＴ−ＳＤｉｇｅｓｔで発表されたＩ．ＪａｌａｌｙａｎｄＩ．Ｄ．Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎの論文、「ＲＦＢａｒｃｏｄｅｓＵｓｉｎｇＭｕｌｔｉｐｌｅＦｒｅｑｕｅｎｃｙＢａｎｄｓ」において詳しく記載されているので、動作に関するこれ以上の説明は省略する。

以上、図面に基づいて本発明の好適な実施形態を図示および説明してきたが、本発明の保護範囲は、前述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。

本発明は、物品の情報を確認するための技術として利用することができる。

本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤバーコードの構成を示す模式図である。図１のＲＦＩＤバーコードの構成を示す断面図である。蛇行形状に製造されたインダクターを備えたＲＦＩＤバーコードの構成を示す模式図である。各導電性ストリップ別に２つのインダクターを備えたＲＦＩＤバーコードの構成を示す模式図である。本発明の一実施形態に係るＲＦＩＤバーコード認識システムの構成を示す模式図である。

符号の説明

１１０誘電体基板、
１２０−１〜１２０−ｎ導電性ストリップ、
１３０−１〜１３０−ｎインダクター、
１４０メタル層、
５００ＲＦＩＤバーコードリーダー。

Claims

１セットあたり少なくとも１つのギャップによって分離された複数の導電性ストリップを含む導電性ストリップセットを互いに離隔して配置した複数の導電性ストリップセットと、
それぞれ前記導電性ストリップセットの１つのギャップ毎に少なくとも１つのインダクターが位置し、当該インダクターによって各導電性ストリップセットの２つの導電性ストリップを相互に連結するように配置された、複数のインダクターと、を含み、
前記複数の導電性ストリップセット及び前記複数のインダクターはバーコード形成のために連続的に配列されることを特徴とするＲＦＩＤバーコード。
前記複数の導電性ストリップセットが、それぞれ並列に整列され、所定の距離を隔てて互いに分離されていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤバーコード。
前記複数の導電性ストリップセット及び前記複数のインダクターは、誘電体基板によって支持されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤバーコード。
前記誘電体基板の背面全面にはさらにメタル層が積層されていることを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤバーコード。
前記誘電体基板の背面のうち一部領域には、さらにメタル層が積層されていることを特徴とする請求項３に記載のＲＦＩＤバーコード。
前記複数の導電性ストリップセットのうちそれぞれの１セットあたりの導電性ストリップセットが、前記ギャップによって分離された第１導電性ストリップ及び第２導電性ストリップを含み、
前記複数のインダクターそれぞれが、それぞれの前記導電性ストリップセットに含まれる第１導電性ストリップに接続される一端と、前記導電性ストリップセットに含まれる第２導電性ストリップに接続される他端と、を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＲＦＩＤバーコード。
前記複数のインダクターのそれぞれが蛇行形状の金属薄膜であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のＲＦＩＤバーコード。
前記複数の導電性ストリップセットのそれぞれはバルクワイヤー状であることを特徴とする請求項２に記載のＲＦＩＤバーコード。
１セットあたり少なくとも１つのギャップによって分離された複数の導電性ストリップを含む導電性ストリップセットを互いに離隔して配置した複数の導電性ストリップセットと、それぞれ前記導電性ストリップセットの１つのギャップ毎に少なくとも１つのインダクターが位置し、当該インダクターによって各導電性ストリップセットの２つの導電性ストリップを相互に連結するように配置された、複数のインダクターと、を含み、前記複数の導電性ストリップセット及び前記複数のインダクターはバーコード形成のために連続的に配列されることを特徴とするＲＦＩＤバーコードと、
前記ＲＦＩＤバーコードに電磁波を放射し、前記ＲＦＩＤバーコードからのリターンエコーを受信するＲＦＩＤバーコードリーダーと、
を含むことを特徴とするＲＦＩＤバーコード認識システム。
前記複数の導電性ストリップセットは、それぞれ並列に整列され、所定の距離を隔てて互い分離されることを特徴とする請求項９に記載のＲＦＩＤバーコード認識システム。
前記複数の導電性ストリップセット及び前記複数のインダクターは、誘電体基板によって支持されることを特徴とする請求項９に記載のＲＦＩＤバーコード認識システム。
前記ＲＦＩＤバーコードは、前記誘電体基板の背面全面に積層されたメタル層を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のＲＦＩＤバーコード認識システム。
前記ＲＦＩＤバーコードは、前記誘電体基板の背面の一部領域に積層されたメタル層を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のＲＦＩＤバーコード認識システム。
前記複数の導電性ストリップセットのうちそれぞれの１セットあたりの導電性ストリップセットが、前記ギャップによって分離された第１導電性ストリップ及び第２導電性ストリップを含み、
前記複数のインダクターそれぞれが、それぞれの前記導電性ストリップセットに含まれる前記第１導電性ストリップに接続される一端と、前記導電性ストリップセットに含まれる前記第２導電性ストリップに接続される他端と、を含むことを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤバーコード認識システム。
前記複数のインダクターのそれぞれが、蛇行形状の金属薄膜であることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載のＲＦＩＤバーコード認識システム。
前記複数の導電性ストリップセットのそれぞれはバルクワイヤー状であることを特徴とする請求項１０に記載のＲＦＩＤバーコード認識システム。