JP5633965B2 - ハイブリッドｒｆｉｄアンテナを使用した制御可能な読み取り範囲を有するｅａｓおよびｒｆｉｄ組み合わせラベルまたはタグ - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２００４年１１月１５日出願の米国仮出願整理番号６０／６２８，３０３号、発明の名称「ＣＯＭＢＯ ＥＡＳ／ＲＦＩＤ ＬＡＢＥＬ ＯＲ ＴＡＧ」に関連し、それに対する優先権を主張する、２００５年１１月１５日出願のＰＣＴ出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４１５７５号、発明の名称「ＣＯＭＢＩＮＡＴＩＯＮ ＥＡＳ ＡＮＤ ＲＦＩＤ ＬＡＢＥＬ ＯＲ ＴＡＧ ＷＩＴＨ ＣＯＮＴＲＯＬＬＡＢＬＥ ＲＥＡＤ ＲＡＮＧＥ」に基づく、２００７年５月１４日出願の米国国内段階出願整理番号第１１／６６７，７４２号、発明の名称「ＣＯＭＢＩＮＡＴＩＯＮ ＥＡＳ ＡＮＤ ＲＦＩＤ ＬＡＢＥＬ ＯＲ ＴＡＧ ＷＩＴＨ ＣＯＮＴＲＯＬＬＡＢＬＥ ＲＥＡＤ ＲＡＮＧＥ」の一部継続出願であり、それら全ての全体が、参照することにより本明細書に組み込まれる。

［発明の分野］
本開示は、管理区域からの物品の不正な持ち出しを防止または阻止するための、電子物品監視（ＥＡＳ）ラベルまたはタグに関する。より具体的には、本開示は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）ラベルまたはタグと組み合わせたＥＡＳラベルまたはタグに関し、当該ＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせラベルは、ハイブリッドＲＦＩＤアンテナインレイを使用した制御可能な読み取り範囲を有する。

管理区域からの物品の不正な持ち出しを防止または阻止するための電子物品監視（ＥＡＳ）システムは、概して当該技術分野において既知である。典型的なＥＡＳシステムでは、ＥＡＳマーカー（タグまたはラベル）が小売店等の管理区域の出口に位置する電磁場と相互作用するように設計される。これらのＥＡＳマーカーは、保護されるべき物品に取り付けられる。ＥＡＳタグが電磁場または「問い合わせゾーン」に持ち込まれると、タグの存在が検出され、警報を発生させる等の適切な行動が取られる。物品の正当な持ち出しについては、ＥＡＳタグを無効化、取り外す、または電磁場の周囲を通過して、ＥＡＳシステムによる検出を防止することができる。

ＥＡＳシステムは、典型的には、再利用可能なＥＡＳタグまたは使い捨てのＥＡＳタグもしくはラベルのいずれかを用い、店からの物品の万引きおよび不正な持ち出しを防止するように、物品を監視する。再利用可能なＥＡＳタグは、通常店から顧客が退出する前に物品から取り外される。使い捨てのタグまたはラベルは、概して接着剤によって包装に取り付けられるか、あるいは包装の内側に位置する。これらのタグは、典型的には物品と共に残り、それらが顧客によって店から持ち出される前に無効化されなければならない。無効化装置は、コイルを使用することができ、これはＥＡＳタグを有効化するのに十分な大きさの磁場を発生するように励起される。無効化されたタグはもうＥＡＳシステムの入射エネルギーに反応せず、警報は始動しない。

ＥＡＳタグを有する物品が返却の手続きを受けるか、あるいは管理区域に返品される状況では、盗難の阻止を再度提供するように、ＥＡＳタグを有効化させるか、あるいは再度取り付ける必要がある。ＥＡＳタグが製造または流通の時点で物品に貼り付けられるソースタギングの望ましさから、典型的には、ＥＡＳタグは物品から取り外されるよりも、無効化可能および有効化可能であることが好ましい。加えて、物品に問い合わせゾーンの周囲を通過させることは、ＥＡＳタグが有効化したままであり、他の管理区域のＥＡＳシステムと相互作用して、誤ってこれらのシステムを有効化し得るため、他の問題を呈する。

無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムもまた、当該技術分野において概して既知であり、在庫管理、電子アクセス制御、セキュリティシステム、および有料道路での自動車の自動識別等の多くの用途に使用することができる。ＲＦＩＤシステムは、典型的にはＲＦＩＤリーダおよびＲＦＩＤ装置を含む。ＲＦＩＤリーダは、無線周波数搬送波信号をＲＦＩＤ装置に伝送することができる。ＲＦＩＤ装置は、ＲＦＩＤ装置によって記憶された情報を符号化したデータ信号で、搬送波信号に応答することができる。

小売業環境において、ＥＡＳおよびＲＦＩＤ機能を組み合わせる市場ニーズが急速に浮上している。万引き防止のために現在ＥＡＳを有する多くの小売店は、在庫管理のためのバーコード情報に頼っている。ＲＦＩＤは、バーコードにより早く、より詳細な在庫管理を提供する。小売店は、すでに再利用可能な硬質タグに相当の金額を払っている。ＥＡＳ硬質タグのＲＦＩＤ技術への追加は、在庫管理、ならびに損失防止における生産性の向上により、付加費用を容易に賄い得る。

加えて、ＥＡＳ要素とＲＦＩＤ要素との間の相互作用を最小限に抑えるために、先行技術の組み合わせ手法は、２つの異なる要素、すなわちＥＡＳ要素およびＲＦＩＤ要素を、各要素の相互作用を最小限に抑えるように端と端または隣同士に並べた様式で、十分に遠く離して定置している。しかしながら、これは組み合わせられたタグまたはラベルの大きさの増大を必要とする。

渦巻き状アンテナ単独の使用はその利益を有するが、カップリング機構は主に磁場Ｈではなく電場Ｅに依存する。場合によっては、ＲＦＩＤ読み取り性能全体が遠距離場について最適化され、結果として近距離場の読み取り性能が制限され得る。つまり、遠距離場および近距離場の両方についてアンテナを最適化することができない。近距離場の性能は、遠距離場についてアンテナがどのように設計されているかに依存する。ＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせタグ用途については、渦巻き状アンテナが、近傍での読み取り性能が特に重要である取外し装置および他のＰＯＳ用途で使用される近距離場アンテナのための様々な選択肢を制限し得る。

渦巻き状アンテナの開路アンテナ構造により、低周波または静電場ＥがＲＦＩＤチップの両端に相当の電圧を形成する、これによりそのレベルが十分高い場合、装置の故障を来たす可能性がある。そのような静電放電（「ＥＳＤ」）は、ラベル製造過程または硬質タグ筐体の超音波溶接過程で生じ得る。

したがって、必要なものは、ＲＦＩＤ要素の読み取り範囲を変化および制御するように、低損失の誘電性材料または空気等のスペーサがＥＡＳとＲＦＩＤ要素との間の仕切りとして使用される、ＥＡＳおよびＲＦＩＤ組み合わせラベルまたはタグである。

また、必要なものは、静電放電の積み重なりによるチップ故障の可能性を減少すると同時に、遠距離場の読み取り性能を犠牲にすることなく近距離場の読み取り性能を高めるＲＦＩＤアンテナ設計である。

本開示は、独立したＥＡＳタグまたはラベルと独立したＲＦＩＤタグまたはラベルの特徴を１つのタグまたはラベルに組み合わせ、ＲＦＩＤ要素の読み取り範囲を変化および制御するように、低損失の誘電性材料または空気等のスペーサがＥＡＳ要素とＲＦＩＤ要素との間の仕切りとして使用される、タグまたはラベルを提供する。

本開示は、画定された表面積を有する電子物品監視（ＥＡＳ）構成要素と、画定された表面積を有する無線周波数（ＲＦＩＤ）構成要素とを含む、セキュリティタグに関する。ＥＡＳ構成要素の画定された表面積は、ＲＦＩＤ構成要素の画定された表面積と少なくとも部分的に重複するように構成される。また、セキュリティタグは、厚みを有する実質的に平面のスペーサを含み、該スペーサは、ＥＡＳ構成要素の画定された表面積とＲＦＩＤ構成要素の画定された表面積との間に少なくとも部分的に配置され、スペーサの厚みは、ＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤ構成要素との間の読み取り範囲を調節するように構成可能である。一実施形態においては、ＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤ構成要素が読み取り範囲内にある時、ＲＦＩＤ構成要素を有効化させることができる。

ＲＦＩＤ構成要素は、ＥＡＳ構成要素の画定された表面積と少なくとも部分的に重複するアンテナを含み得る。アンテナは複素インピーダンスを有し得、ＥＡＳ構成要素はアンテナのインピーダンス整合ネットワークの一部を形成する。アンテナインピーダンスは、ＥＡＳ構成要素の負荷効果を含み得る。一実施形態においては、ＲＦＩＤ構成要素はアンテナおよび特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含み、ＡＳＩＣは複素インピーダンスを有する。ＡＳＩＣの複素インピーダンスは、ＥＡＳ構成要素の負荷効果を含むアンテナのカップリングされた複素共役インピーダンスを整合させ得る。

一実施形態においては、セキュリティタグは、画定された表面積を有する電子物品監視（ＥＡＳ）構成要素と、画定された表面積を有する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）構成要素であって、ＥＡＳ構成要素の表面積は、ＲＦＩＤ構成要素の表面積と少なくとも部分的に重複するように構成される、ＲＦＩＤ構成要素と、厚みを有する実質的に平面のスペーサであって、ＥＡＳ構成要素の画定された表面積とＲＦＩＤ構成要素の画定された表面積との間に少なくとも部分的に配置される、スペーサと、を含み、ＲＦＩＤ構成要素はアンテナおよび特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含み、ＡＳＩＣは複素インピーダンスを有し、ＡＳＩＣの複素インピーダンスは、ＥＡＳ構成要素の負荷効果を含んでアンテナのカップリングされた複素共役インピーダンスと整合し、スペーサの厚みは、ＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤ構成要素との間の読み取り範囲を調節するように構成可能である。

ＲＦＩＤ構成要素は基底部分を含み得、基底部分の材料は、（ａ）原紙、（ｂ）ポリエチレン、（ｃ）ポリエステル、（ｄ）ポリエチレンテレフタルレート（ＰＥＴ）、および（ｅ）ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）からなる群から選択され得る。ＲＦＩＤ構成要素は基底部分を含み得、基底部分の材料は、約３．３の誘電率および約０．０１未満の損失正接を有するプラスチックであり得る。スペーサの材料は、（ａ）低損失の低誘電性材料、および（ｂ）空気からなる群から選択され得る。

また、本開示は、電子物品監視（ＥＡＳ）構成要素および無線周波数識別（ＲＦＩＤ）構成要素の組み合わせの読み取り範囲を調節する方法にも関し、該方法は、ＥＡＳ構成要素とＲＦＩＤ構成要素との間に配置されるスペーサを提供するステップと、スペーサの厚みを変化させてＲＦＩＤ構成要素の読み取り可能な範囲を調節するステップと、を含む。一実施形態においては、スペーサの厚みを変化させるステップは、ＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤ構成要素との間の読み取り範囲を変化させ、ＲＦＩＤリーダは、ＲＦＩＤ構成要素が読み取り範囲内にある時、ＲＦＩＤ構成要素を有効化させることができる。

別の実施形態においては、セキュリティタグは、画定された表面積を有する電子物品監視（ＥＡＳ）構成要素と、画定された表面積を有する無線周波数（ＲＦＩＤ）構成要素とを含む。ＲＦＩＤ構成要素はアンテナインレイを含み、該アンテナインレイは、内向きの渦巻き状アンテナと、渦巻き状アンテナと電気接触する磁界ループアンテナと、ループアンテナと電気接触する集積回路とを有する。セキュリティタグは、既定の厚みを有する実質的に平面のスペーサをさらに含む。スペーサは、ＥＡＳ構成要素の画定された表面積とＲＦＩＤ構成要素の画定された表面積との間に少なくとも部分的に配置される。スペーサの厚みは、ＲＦＩＤ構成要素の読み取り範囲を調節するように構成可能である。

別の実施形態においては、電子物品監視（ＥＡＳ）構成要素および無線周波数識別（ＲＦＩＤ）構成要素の組み合わせの読み取り範囲を調節する方法が提供される。該方法は、ＥＡＳ構成要素とＲＦＩＤ構成要素との間に配置されるスペーサを配置し、該ＲＦＩＤ構成要素は、磁界ループアンテナと電気接触する内向きの渦巻き状アンテナと、ループアンテナと電気接触する集積回路とを有するアンテナインレイを含む。スペーサの厚みを変化するステップが、ＲＦＩＤ構成要素の読み取り範囲を調節する。

さらに別の実施形態においては、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせセキュリティタグにおいて使用するためのＲＦＩＤアンテナインレイが提供される。ＥＡＳ／ＲＦＩＤセキュリティタグは、ＥＡＳ構成要素、ＲＦＩＤ構成要素、およびＥＡＳ構成要素とＲＦＩＤ構成要素との間に位置付けられるスペーサ要素を有する。アンテナインレイは、第１の区分および第２の区分を有する内向きの渦巻き状アンテナと、渦巻き状アンテナにカップリングされ、渦巻き状アンテナの第１の区分と渦巻き状アンテナの第２の区分との間に位置する磁界ループアンテナとを含む。アンテナインレイは、磁界ループアンテナにカップリングされる集積回路をさらに含む。スペーサ要素は厚みを有し、スペーサ要素の厚みは、ＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤ構成要素との間の読み取り範囲を調節するように構成可能である。

本発明のより完全な理解、および付随するその利点および特徴が、添付の図面と合わせて考慮される際、以下の発明を実施するための形態を参照することにより、より容易に理解されるであろう。

実施形態として見なされる主題は、本明細書の最終部分で具体的に指摘され、はっきりと特許請求される。しかしながら、実施形態は、構成および動作方法の両方について、その目的、特徴、および利点と合わせて、付随する図面と共に読み、以下の発明を実施するための形態を参照することにより最もよく理解することができる。

本開示の一実施形態に従ったＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせセキュリティタグを示す。 本開示の一実施形態に従ったＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせセキュリティタグのサンプル試験データの一部を示す。 本開示の一実施形態に従ったＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせセキュリティタグの、サンプル試験データの別の一部を示す。 本開示の一実施形態に従った磁場カップリングを使用するＲＦＩＤシステムを示す。 本開示の一実施形態に従った電場カップリングを使用するＲＦＩＤシステムを示す。 本開示の一実施形態に従ったセキュリティタグの分解斜視図を示す。 セキュリティタグのＥＡＳ構成要素とＲＦＩＤ構成要素との間のスペーサの厚みの関数としての、図４のセキュリティタグの読み取り範囲のサンプル試験データを示す。 図４のセキュリティタグの上面図を示す。 本開示の代替実施形態に従う、セグメント点を有するアンテナを備えるセキュリティタグの上面図を示す。 本開示の一実施形態に従ったブロック流れ図を示す。 ＲＦＩＤラベルに隣接する同一平面上のＥＡＳラベルの先行技術の構成を示す。 空隙によって隔てられる同一平面上のＥＡＳラベルおよびＲＦＩＤラベルの、先行技術の構成を示す。 ＥＡＳ構成要素の真下に装着されたＲＦＩＤ構成要素と組み合わせたＥＡＳ構成要素の、本開示の実施形態を示す。 セキュリティタグのＲＦＩＤ構成要素インサートと組み合わせたＥＡＳ構成要素の一部分の、本開示の実施形態を示す。 図８Ｄの本開示の実施形態の立面図である。 セキュリティタグのＲＦＩＤ構成要素インサートと組み合わせたＥＡＳ構成要素の一部分の、本開示の実施形態を示す。 図８Ｆの本開示の実施形態の立面図である。 ２本の内向きの渦巻き状アンテナの間にループアンテナを使用したハイブリッドアンテナインレイを備える、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせタグの本開示の実施形態を示す。 セキュリティタグのＥＡＳ構成要素とＲＦＩＤ構成要素との間のスペーサの厚みの関数としての、図９のハイブリッドアンテナインレイを備えるセキュリティタグの読み取り範囲のサンプル試験データを示す。 アンテナの中心からのアンテナインレイの変位の関数としての、図９のハイブリッドアンテナインレイを備えるセキュリティタグの読み取り高さのサンプル試験データを示す。 図９のハイブリッドアンテナインレイの実施形態をループアンテナおよび渦巻き状アンテナの各応答領域と共に示す。

本開示は、以下の発明を実施するための形態および本発明の特定の実施形態の付随する図面からより完全に理解されるが、これらは本発明を具体的な実施形態に限定すると解釈されるべきではなく、説明を目的としたものである。

本開示を組み込むＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせタグの可能性のある多数の実施形態の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細を本明細書で説明することができる。しかしながら、当業者には、実施形態はこれらの具体的な詳細なしで実践され得ることが理解されよう。他の例では、実施形態を分かりにくくしないように、周知の方法、手順、構成要素、および回路は詳細には記載されていない。本明細書に記載される具体的な、構造的および機能的詳細は代表的なものであり得、必ずしも実施形態の範囲を制限するものではないことが認識され得る。

一部の実施形態は、それらの派生語と共に「カップリングされた」および「接続された」という表現を使用して記載されている場合がある。例えば、一部の実施形態は、２つ以上の要素が互いに直接物理的または電気的に接触していることを示すために、「接続された」という用語を使用して説明されている場合がある。別の例では、一部の実施形態は、２つ以上の要素が直接物理的または電気的に接触していることを示すために、「カップリングされた」という用語を使用して記載されている場合がある。しかしながら、「カップリングされた」という用語は、２つ以上の要素が互いに直接接触してはいないが、なお互いに協働または相互作用することも意味し得る。本明細書で開示される実施形態は、必ずしも本明細書の記載に限定されない。

本明細書における「一実施形態」または「実施形態」へのいずれの言及も、その実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、または特性が少なくとも一実施形態に含まれることを意味することは、特筆に価する。本明細書の様々な場所で「一実施形態において」という句が見られるが、これら全てが必ずしも同一実施形態を指しているとは限らない。

ここで本開示の詳細に目を向けると、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせラベル（またはタグ）を利用することができる一様式は、ＥＡＳに関連する構成要素およびＲＦＩＤに関連する構成要素の両方を組み合わせてそれらをともにパッケージする。しかしながら、ＥＡＳ機能および／またはＲＦＩＤ機能のいずれかの性能に影響を及ぼし得る、いくつかの電気的にまたは電気機械的に相互作用する因子があり得る。ＲＦＩＤラベルのＥＡＳラベル上への定置は最も簡便な方法であるが、ＲＦＩＤラベルの実質的離調および信号損失をもたらす場合がある。例えば典型的なＲＦＩＤ装置において、ＲＦＩＤラベルの性能は、典型的には、ＲＦＩＤ装置の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）／リードフレームアセンブリの、基板上に実装されたＲＦＩＤアンテナの実効インピーダンスへのインピーダンス整合に非常に敏感である。該装置のＲＦＩＤ部分の、いくつかの可能性のある実施形態のより詳細な説明を以下でさらに論じる。ＲＦＩＤラベルを囲む他の対象物が、ＲＦＩＤラベルの読み取りに使用される実効インピーダンスまたは電磁エネルギーの吸収のいずれかに寄与し得る。

一部の既存の２４５０ＭＨｚのＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせラベルは、ＲＦＩＤラベルとＥＡＳラベルとが重複構成に定置される構成を使用している。この特定の適用には、ＲＦＩＤラベルの検出に相当な低下があり得る。端から端まで、またはわずかな重複はそのようなシステムで最もよく機能するが、これらの場合タグの大きさが法外に大きくなる傾向がある。また、隣り合わせの構成は、不規則なＲＦＩＤ検出パターンを生じさせることが既知である。市場には、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせタグの実装に成功できている設計は多くない。タグ付けされたアイテムのＥＡＳおよびＲＦＩＤを組み合わせて使用するほとんどの用途は、別個に装着される別個のＥＡＳおよびＲＦＩＤラベルを使用し、別個に装着された場合、それらはいずれか１つがそれ自体占有するであろうよりも大きな空間をタグ付けされたアイテム上で占有する。

この問題に対する解決策には、ＲＦＩＤラベルのためのインピーダンス整合ネットワークの一部としての、組み合わせタグのＥＡＳラベル部分の使用が想定される。例えば、ＲＦＩＤラベルの定置をＥＡＳラベルに近づければ近づけるほど、ＲＦＩＤラベルのアンテナインピーダンスがＥＡＳラベルによる影響を受けるか、あるいはＥＡＳラベルにより同調される。ＲＦＩＤラベルのインピーダンス整合を達成するために、ＲＦＩＤアンテナの形状自体をＥＡＳラベルのインピーダンスへの、結果として生じる全ての電気的効果を考慮に入れるように設計することができる。例えば、ＲＦＩＤアンテナは、高容量性インピーダンスを有するように構成することができ、これは、装置（例えば上記で言及されたようなＡＳＩＣ／リードフレームアセンブリ）の論理チップのインピーダンスと甚だしく不整合し得る。ＲＦＩＤラベルがＥＡＳラベルの近接に定置されるにつれて（例えば真下）、ＲＦＩＤアンテナのインピーダンスはＡＳＩＣのインピーダンスとほぼ整合する。

図１は、概してＥＡＳ構成要素１およびＲＦＩＤ構成要素２を示す。ＥＡＳ構成要素１はＥＡＳラベルまたはタグである。ＥＡＳ構成要素１は、例えば、プラスチックまたは何らかの他の材料の筐体の中に収容されるバイアス磁石を伴う磁気共振器要素（または他のＥＡＳ形式の共振回路）を含むことができるが、これに限定されない。本明細書に具体的に開示されていない他のＥＡＳラベルまたはタグが、ＥＡＳ構成要素１の機能を実行し得る。ＲＦＩＤ構成要素２はＲＦＩＤラベルまたはタグである。ＲＦＩＤ構成要素２は、例えば、図１について論じる目的で、以下で論じる図４に最もよく示されているように、ＡＳＩＣ基盤のＲＦＩＤ論理回路または処理チップをアンテナに取り付けた、基板材料上に装着されたアンテナを含むことができるが、これに限定されない。本明細書に具体的に開示されていない他のＲＦＩＤラベルまたはタグが、ＲＦＩＤ構成要素２の機能を実行し得る。特に有用な一実施形態においては、システムのＲＦＩＤ部分、すなわちＲＦＩＤ構成要素２は、８６８ＭＨｚおよび／または９１５ＭＨｚのＩＳＭ帯域で動作する。しかしながら、当業者は、本発明がそれに限定されず、任意の他の使用可能な周波数で使用され得ることを容易に認識するであろう。

ＥＡＳ構成要素１およびＲＦＩＤ構成要素２が図１の「Ｐ１」の位置に示されるように互いに隣接して配置される時は、ＥＡＳ構成要素１はＲＦＩＤ構成要素２のアンテナインピーダンスに対して小さな影響しかない。しかし、ＲＦＩＤ構成要素２が、「Ｐ２」、「Ｐ３」、および「Ｐ４」の位置に示されるようにＥＡＳ構成要素１の下に位置付けられるにつれて（すなわち重複の程度が斜線部分３によって示される）、ＲＦＩＤのアンテナインピーダンスが次第に影響を受ける。

より具体的には、ＲＦＩＤ構成要素２のラベル位置Ｐ１〜Ｐ４は、以下の通り構成される。
Ｐ１＝ＥＡＳ構成要素１およびＲＦＩＤ構成要素２が互いに隣接して配置されている。
Ｐ２＝ＲＦＩＤ構成要素２がＥＡＳ構成要素１を４分の１横切ってその下に配置されている。
Ｐ３＝ＲＦＩＤ構成要素２がＥＡＳ構成要素１を２分の１横切ってその下に配置されている。
Ｐ４＝ＲＦＩＤ構成要素２がＥＡＳ構成要素１の真下に配置されている。

例えば、図２Ａおよび２Ｂは、ＥＡＳ構成要素１およびＲＦＩＤ構成要素２を含むサンプルセキュリティタグの、９１５ＭＨｚのＩＳＭ帯域の周波数に対するＲＦＩＤアンテナインピーダンスの実数成分および虚数成分の試験結果を示す。

図２Ａに示されるように、９１５ＭＨｚの中心周波数で、ＲＦＩＤラベル２が位置Ｐ１から位置Ｐ４へ移動するにつれて、実数インピーダンスＲはＲ１＝約６オームからＲ４＝約１３オームへ変化する。実数インピーダンスＲにおけるこの明らかな増加は、ＥＡＳラベルの材料による実効損失の増加を表している。対応して、ＲＦＩＤラベル２が位置Ｐ１から位置Ｐ４へ移動するにつれて、虚数インピーダンスＺはＺ１＝−１２５オームからＺ４＝＋１９５オームへ変化する。したがって、虚数インピーダンスＺは、幾分容量性から誘導性へと変化する。

ＲＦＩＤ構成要素２は、アンテナインピーダンスがほぼＡＳＩＣ装置の複素共役になるように設計することができる。これは、例えば９１５ＭＨｚ等の標的周波数での共振をもたらす。本実施例において使用されたリードフレームを用いた、スイスジュネーブのＳＴ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ製チップについての、ＡＳＩＣのＲＦＩＤ装置のインピーダンスの典型的試験結果は、５−ｊ１４０オームであり、本実施例において使用されたリードフレームを用いた、オランダアムステルダムのＫｏｎｉｎｋｌｉｋｊｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｎ．Ｖ．製チップについては、２０−ｊ２７０オームである。これらの２つのＲＦＩＤ装置が標的周波数での共振を達成するには、ＲＦＩＤラベルのアンテナの虚数インピーダンスＺが＋ｊ（１４０〜２７０）オームの範囲内であることが必要であった。

したがって、ＲＦＩＤ／ＥＡＳ組み合わせセキュリティタグは、整合するために、ＥＡＳ構成要素のインピーダンスを使用して設計することができる。自由空間において、ＲＦＩＤ構成要素のアンテナは、負の虚数インピーダンスを有し、ＥＡＳ構成要素の真下、上、または近傍に定置される時、正しい正の虚数インピーダンスを得るように設計することができる。本開示によって認識され得るように、本構成は、例えば、フロリダ州ボカ・レイトンのＴｙｃｏ Ｆｉｒｅ ａｎｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ＬＬＣの一部門である、センサーマティック社（Ｓｅｎｓｏｒｍａｔｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製のＳｕｐｅｒＴａｇ（登録商標）等の、様々な種類の磁歪式接着性ラベルおよびＥＡＳ硬質タグ等の、任意の種類のＥＡＳタグまたはラベルに使用することができる。ＥＡＳ装置の種類はこれらの具体的な例に限定されない。

ＲＦＩＤ構成要素は、例えば半導体集積回路（ＩＣ）および同調可能なアンテナを含み得る。同調可能なアンテナは、アンテナの長さを調整することによって所望の動作周波数に同調され得る。本実施形態は特に極超短波（ＵＨＦ）スペクトルに有用であり得るが、動作周波数の範囲は異なり得る。用途およびアンテナに利用可能な面積の大きさによって、アンテナは、例えば８６８〜９５０ＭＨｚ等の数百メガヘルツ（ＭＨｚ）以上内に同調され得る。一実施形態においては、例えば、同調可能なアンテナは、欧州で使用される８６８ＭＨｚの帯域、米国で使用される９１５ＭＨｚの産業科学医療用（ＩＳＭ）帯域、および日本に提案される９５０ＭＨｚの帯域等のＲＦＩＤ動作周波数内で動作するように同調され得る。再度、これらの動作周波数は例として与えられているに過ぎず、本実施形態は本明細書の記載に限定されないことが留意される。

一実施形態においては、例えば、同調可能なアンテナは、ＲＦＩＤ用途またはＥＡＳ用途に有用な内向きの渦巻き状パターンの、固有のアンテナ形状を有し得る。内向きの渦巻き状パターンはアンテナ配線を入れ子にすることができ、それによって配線を基点に戻す。これは、従来の半波長ダイポールアンテナのものと類似した機能性であるが、外形寸法がより小さなアンテナをもたらし得る。例えば、９１５ＭＨｚの従来の半波長ダイポールアンテナの大きさは、約１６．４センチメートル（ｃｍ）の長さであろう。対照として、一部の実施形態は、約３．８１ｃｍのより短い長さで、９１５ＭＨｚの動作周波数の従来の半波長ダイポールアンテナと同じ性能を提供することができる。さらに、アンテナ配線の端部は、アンテナを所望の動作周波数に同調させるように修正することができる。アンテナ配線の端部はアンテナの周囲から内向きであるため、同調は、アンテナの形状を変えることなく達成することができる。

図３Ａは、本開示の特に有用な一実施形態に従った第１のシステムを示す。図３Ａは、最高３０ＭＨｚの周波数であると見なされる高周波（ＨＦ）帯域の動作周波数を有する、ＲＦＩＤ構成要素２を使用して動作するように構成され得る、ＲＦＩＤシステム１００を示す。この周波数範囲では、電磁場の一次成分は磁気である。しかしながら、ＲＦＩＤシステム１００は、所定の実装に所望されるＲＦスペクトルの他の部分を使用して、ＲＦＩＤ構成要素２を動作するように構成することもできる。本実施形態は、本明細書の記載に限定されない。例として示されたように、ＲＦＩＤ構成要素２はＥＡＳ構成要素１と部分的に重複する。

ＲＦＩＤシステム１００は、複数のノードを含み得る。本明細書で使用される「ノード」という用語は、情報を表す記号を処理し得るシステム、要素、モジュール、構成要素、回路基板、または装置を指し得る。信号の種類は、本来、例えば電気的、光学的、音響的および／または化学的であり得るが、これらに限定されない。図３Ａは限られた数のノードを示しているが、ＲＦＩＤシステム１００において任意の数のノードを使用し得ることが認識され得る。本実施形態は、本明細書の記載に限定されない。

まず図４を参照すると、図４は、本開示の特に有用な一実施形態に従ったセキュリティタグ２００の側面図を示す。ＲＦＩＤ構成要素２は、典型的には基底部分または基板２０２の対向する側にある、第１の表面または表面積２０２ａおよび第２の表面または表面積２０２ｂを有する、基底部分または基板２０２を含む。アンテナ２０４は、基板２０２上に配置される。アンテナ２０４は、典型的にはアンテナ２０４の対向する側にある、第１の表面または表面積２０４ａおよび第２の表面または表面積２０４ｂを有する。リードフレーム２０６はアンテナ２０４上に配置され、特定用途向け半導体集積回路（ＡＳＩＣ）２０８がリードフレーム２０６上に配置される。第１および第２の表面または表面積２０２ａおよび２０２ｂ、２０４ａおよび２０４ｂは、ＲＦＩＤ構成要素２の画定された表面積である。

セキュリティタグ２００は、ＲＦＩＤ構成要素２の上に配置される実質的に平面の被覆材料またはスペーサ２１０と、スペーサ２１０の上に配置されるＥＡＳ構成要素１とを含む。スペーサ２１０は、その対向する側に配置される表面または表面積２１０ａおよび２１０ｂを有する。

ＥＡＳ構成要素１は、典型的にはＥＡＳ構成要素１の対向する側にある第１の表面または表面積１ａおよび第２の表面または表面積１ｂを有する。第１および第２の表面または表面積１ａおよび１ｂは、ＥＡＳ構成要素１の画定された表面または表面積である。

参照目的で、セキュリティタグ２００は、ＥＡＳ構成要素１の真下、すなわち図１の位置Ｐ４に配置されるように示される。セキュリティタグ２００は、単なる例として位置Ｐ４に示され、図１についてすでに論じたように、ＥＡＳラベル１に対して任意の位置に配置され得る。また、セキュリティタグ２００は、ＥＡＳラベル１とは完全に独立して、またはそれと合わせて利用することもできる。本実施形態は、本明細書の記載に限定されない。

より具体的には、セキュリティタグ２００は、画定された表面積１ａおよび１ｂのうちの１つを有するＥＡＳ構成要素１と、画定された表面または表面積２０２ａ、２０２ｂ、２０４ａ、および２０４ｂのうちの１つを有するＲＦＩＤ構成要素２とを含む。ＥＡＳ構成要素１の画定された表面または表面積１ａおよび１ｂのうちの少なくとも１つは、ＲＦＩＤ構成要素２の画定された表面または表面積２０２ａ、２０２ｂ、２０４ａ、および２０４ｂのうちの少なくとも１つと少なくとも部分的に重複するように構成される。ＲＦＩＤ構成要素２は、ＥＡＳ構成要素１の画定された表面または表面積１ａおよび１ｂのうちの少なくとも１つと少なくとも部分的に重複するアンテナ２０４を含み得る。

一実施形態においては、ＲＦＩＤ構成要素２の画定された表面または表面積は、表面または表面積２０２ａおよび２０２ｂのうちの１つである。

実質的に平面のスペーサ２１０は、厚み「ｔ」を有し、ＥＡＳ構成要素１の画定された表面または表面積１ａおよび１ｂのうちの少なくとも１つと、ＲＦＩＤ構成要素２の画定された表面または表面積２０２ａ、２０２ｂ、２０４ａ、および２０４ｂのうちの少なくとも１つとの間に少なくとも部分的に配置される。

図４は限定された数の要素を示しているが、セキュリティタグ２００にはより多いまたはより少ない数の要素を使用することができることが認識され得る。例えば、接着性および剥離ライナをセキュリティタグ２００に追加して、セキュリティタグ２００の監視される対象物への取り付けを補助することができる。当業者は、半導体ＩＣ２０８をリードフレーム２０６なしでアンテナ２０４に直接結合し得ることが認識されよう。

ここで図３Ａを参照すると、ＲＦＩＤシステム１００は、ＲＦＩＤリーダ１０２およびセキュリティタグ２００も含み得る。セキュリティタグ２００は、距離ｄ１だけＲＦＩＤリーダ１０２から物理的に隔てられている。図４について以下で説明されるように、セキュリティタグ２００は、それがＥＡＳ構成要素、すなわちＥＡＳラベルまたはタグを含むという点において先行技術とは異なる、ＲＦＩＤセキュリティタグ、タグまたはラベルである。ＲＦＩＤ構成要素２は、共振回路１１２を含む。共振回路１１２は、ＡＳＩＣ２０８の端子Ｔ１およびＴ２の間に共振コンデンサＣ２と共に誘導子コイルＬ２を含む。ＡＳＩＣ２０８のキャパシタンスは、通常Ｃ２と比較してごくわずかである。アンテナ、すなわち誘導子コイル１１２を適切な周波数に同調させることができるように、共振回路１１２にさらなるキャパシタンスを追加する必要がある場合は、共振回路１１２が、その両端に誘導電圧Ｖ_ｉが形成され得る端子Ｔ１およびＴ２を有する並列共振回路になるように、コンデンサＣ２を誘導子コイルＬ２に並列に接続する。図４について以下に説明されるように、端子Ｔ１およびＴ２はＲＦＩＤ構成要素２の他の部分にカップリングされる。加えて、誘導子コイルまたはアンテナＬ２のインダクタンス値は、ＥＡＳラベルまたはタグによって示されるインダクタンスを含む。

ＲＦＩＤリーダ１０２は、ＲＦＩＤリーダ１０２のアンテナとしての役割を果たす誘導子Ｌ１を有する同調回路１０８を含み得る。誘導子コイルまたはアンテナＬ１の適切な同調を可能にするために同調回路１０８にさらなるキャパシタンスを追加する必要がある場合は、コンデンサＣ１を誘導子コイルまたはアンテナＬ１と直列に接続する。ＲＦＩＤリーダ１０２は、ＲＦＩＤ構成要素２の並列共振回路アンテナ１１２に交流作用によって電磁的にカップリングされる、パルス波または連続波（ＣＷ）ＲＦ電力を同調回路１０８全体に産生するように構成される。ＲＦＩＤ構成要素２からの互いにカップリングされた電磁力は、磁場１１４を介してＲＦＩＤリーダ１０２にカップリングされる。

ＲＦＩＤ構成要素２は、磁場１１４のカップリングされたＣＷ ＲＦ電磁力の一部を、ＲＦＩＤ構成要素２のＲＦＩＤ動作を実行するために使用される半導体ＩＣの論理回路による使用のための直流信号電力に変換する、電力変換回路である。

また、ＲＦＩＤ構成要素２は、ＲＦＩＤ情報を記憶し、問い合わせ信号１０４に応じて記憶された情報を通信するメモリを含む、ＲＦＩＤセキュリティタグでもあり得る。ＲＦＩＤ情報は、ＲＦＩＤ構成要素２によって使用されるメモリに記憶され得る任意の種類の情報を含み得る。ＲＦＩＤ情報の例には、固有のタグ識別子、固有のシステム識別子、監視される対象物のための識別子等が含まれる。ＲＦＩＤ情報の種類および量は、本明細書の記載に限定されない。

また、ＲＦＩＤ構成要素２は、受動ＲＦＩＤセキュリティタグでもあり得る。受動ＲＦＩＤセキュリティタグは外部電源を使用せず、電源として問い合わせ信号１０４を使用する。検出ゾーンＺ１は、概して誘導子Ｌ１を起点とする半径Ｒ１を有する略球面によって境界される、仮想容量の空間として画定される。半径Ｒ１は、距離ｄ１が読み取り範囲Ｒ１以下である場合、ＲＦＩＤリーダ１０２が、端子Ｔ１およびＴ２間に必要とされる閾値電圧Ｖ_Ｔを誘起して、ＲＦＩＤ構成要素２を有効化させるように、検出距離または読み取り範囲Ｒ１を画定する。読み取り範囲Ｒ１は、他の因子の中でもとりわけ同調回路２０８からのＥＭ場放射の強度および磁場１１４に依存する。したがって、ＥＭ場放射１１４の強度が読み取り範囲Ｒ１を決定する。

ＲＦＩＤ構成要素２は、問い合わせ信号１０４を含む入力ＲＦ搬送波信号の整流の結果発生される直流電圧によって有効化され得る。ＲＦＩＤ構成要素２が有効化されると、それは次に応答信号１１０を介してそのメモリレジスタに記憶された情報を伝送することができる。

一般的な高周波（ＨＦ）動作において、ＲＦＩＤシステム１００の共振回路１１２がＲＦＩＤリーダ１０２の同調回路１０８の近隣にある時、交流（ＡＣ）電圧Ｖ_ｉが、ＲＦＩＤ構成要素２の並列共振回路１１２の端子Ｔ１およびＴ２間に発生される。共振回路１１２間のＡＣ電圧Ｖ_ｉが整流器によって直流（ＤＣ）電圧に整流され、整流電圧の大きさが閾値Ｖ_Ｔに達すると、ＲＦＩＤ構成要素２が有効化される。整流器は、前述の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）２０８である。有効化されると、ＲＦＩＤ構成要素２は、ＲＦＩＤリーダ１０２の問い合わせ信号１０４を変調することによってそのメモリレジスタ内に記憶されたデータを送信し、応答信号１１０を形成する。次に、ＲＦＩＤ装置１０６は応答信号１１０をＲＦＩＤリーダ１０２に伝送する。ＲＦＩＤリーダ１０２は応答信号１１０を受信し、それらをＲＦＩＤ構成要素２からの情報を表すデータの検出シリアルデータワードビットストリームに変換する。

図３Ａに示されるように、ＲＦＩＤシステム１００は、ＲＦＩＤリーダ１０２が磁場１１４を介して誘導的にＲＦＩＤ構成要素２にカップリングするため、高周波（ＨＦ）ＲＦＩＤシステムであると見なすことができる。ＨＦ用途において、アンテナ２０４は、典型的にはインダクタンスコイルＬ２によって提供されるようなインダクタンスコイルの種類のアンテナである。

図３Ｂは、ＲＦＩＤリーダ１５２が電場Ｅを介して距離ｄ２離れたＲＦＩＤ装置、タグ、またはラベル１５６にカップリングする、極超短波（ＵＨＦ）ＲＦＩＤシステム１５０を示す。本明細書において、ＵＨＦの周波数帯域は、約３００ＭＨｚから約３ＧＨｚの範囲であると見なされる。ＵＨＦ範囲には、具体的には８６８ＭＨｚの帯域、９１５ＭＨｚの帯域、および９５０ＭＨｚの帯域の周波数が含まれる。

ＵＨＦ用途について、ＲＦＩＤ構成要素２のアンテナ２０４は、典型的にはＵＨＦ開口ダイポールアンテナを含み、一方ＲＦＩＤリーダ１５２は、典型的にはパッチアンテナを含む。リーダ１５２からの同軸給電ラインは、パッチアンテナに接続される。ＵＨＦアンテナは、単純な半波長ダイポールアンテナまたはパッチアンテナであり得る。一般的である多くの設計は、直線偏向または円偏向のいずれかであり得る空気充填キャビティ付きパッチアンテナを使用している。電場ベクトルＥ１およびＥ２は、円偏向の場合については同等の大きさで回転する。直線偏向アンテナは、特定の直交配向において、より強度の高いＥ場を有し、これは、特定のＲＦＩＤラベル配向に好適であり得る。

したがって、ＵＨＦ用途では、ＲＦＩＤ構成要素２のアンテナ２０４は開口ダイポールアンテナを含み、一方ＨＦ用途では、典型的には誘導子Ｌ２である。

概して、ＵＨＦ範囲で動作する時、ＲＦＩＤ構成要素２がＲＦＩＤリーダ１５２のパッチアンテナによって伝送される周波数への同調を可能にするために、開口ダイポールアンテナ２０４と平行してＣ２等のコンデンサを含む必要はない。

図４に戻ると、すでに記したように、ＲＦＩＤ構成要素２は基底部分または基板２０２を含み得、これにはアンテナ２０４、リードフレーム２０６、およびＩＣ２０８を装着するために好適な任意の種類の材料が含まれる。例えば基板２０２の材料には、原紙、ポリエチレン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタルレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）（例えば、コネチカット州フェアフィールドのＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．によって販売されているＵＬＴＥＭ（登録商標）非晶質熱可塑性ＰＥＩ）、および／または他の材料が含まれ得る。基板２０２に実装される特定の材料が、セキュリティタグ２００のＲＦ性能に影響を及ぼし得、したがって、誘電率および損失正接が基板２０２として使用するために適した基板材料の誘電特性を特徴付け得ることは既知である。

概して、より高い誘電率は、基板が存在しない自由空間と比較すると、アンテナのより大きな周波数偏移を引き起こし得る。アンテナパターンを物理的に変更することによってアンテナを元の中心周波数に再同調することは可能であり得るが、そのような材料の使用によりタグまたはラベルの大きさをより小さくできるため、高誘電率および低誘電損失を持つ材料を有することが望ましい場合がある。「読み取り範囲」という用語は、ＲＦＩＤリーダ１０２とセキュリティタグ２００との間の通信動作距離を指すことができる。本実施形態は本明細書の記載に限定されないが、セキュリティタグ２００の読み取り範囲の例は１〜３メートルの範囲であり得る。損失正接は、誘電体によるＲＦエネルギーの吸収を特徴付けることができる。吸収されたエネルギーは熱として失われる可能性があり、ＡＳＩＣ２０８による使用には利用できない可能性がある。エネルギーの損失は、伝送電力を減少させるのと同じ効果をもたらし得、これに応じて読み取り範囲を減少させ得る。結果として、アンテナ２０４を調整することによって「同調して消す」ことはできないため、基板２０２において可能な限り低い損失正接を有することは望ましい場合がある。総合的な周波数偏移およびＲＦ損失は、基板２０２の厚みにも依存し得る。厚みが増加するにつれて、偏移および損失も増加し得る。

一実施形態においては、例えば、基板２０２は、約３．３の誘電率、および約０．１３５の損失正接を有する原紙を使用して構成され得る。原紙は、９００ＭＨｚでは比較的損失が多い。損失が多い材料は、約０．０１を超える誘電損率を有する。一実施形態においては、基板２０２は、約３．３の誘電率、および約０．０１未満の損失正接を有するプラスチックから構成され得る。本実施形態は、本明細書の記載に限定されない。

一実施形態においては、セキュリティタグ２００は、ＲＦＩＤチップまたは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）（「ＲＦＩＤチップ」）等の半導体ＩＣを有するＩＣ２０８を含み得る。ＲＦＩＤチップ２０８は、例えば、ＲＦまたはＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するＲＦまたは交流（ＡＣ）整流器と、記憶されたデータをＲＦＩＤリーダに伝送するために使用される変調回路と、情報を記憶するメモリ回路と、装置の全体的な機能を制御する論理回路とを含み得る。一実施形態においては、ＲＦＩＤチップ２０８は、共にオランダアムステルダムのＰｈｉｌｉｐｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ製である、Ｉ−ＣＯＤＥ Ｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｍａｒｔ Ｌａｂｅｌ（ＨＳＬ）ＲＦＩＤ ＡＳＩＣまたはＵ−ＣＯＤＥ Ｕｌｔｒａｈｉｇｈ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｍａｒｔ Ｌａｂｅｌ（ＵＳＬ）ＲＦＩＤ ＡＳＩＣ、あるいはスイスジュネーブのＳＴ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ製のＸＲＡ００ ＲＦＩＤチップを使用するように構成され得る。しかしながら、本実施形態は、本明細書の記載に限定されない。

リードフレームは、ＲＦＩＤチップ２０８等のＲＦＩＤチップのアンテナ２０４等のアンテナへの取り付けを可能にする、小さな接続部である。一実施形態においては、ＲＦＩＤチップ２０８は、リードフレーム２０６を含まず、アンテナ２０４に直接結合され得る。また、リードフレーム２０６は、ダイマウントパドルまたはフラグ、および複数のリードフィンガも含み得る。ダイパドルは、主にパッケージの製造の間、ダイを機械的に支持する役目を果たす。リードフィンガは、ダイを本体外部の回路に接続する。各リードフィンガの一つの端部は、典型的にはワイヤボンディングまたはテープによる自動ボンディングによってダイ上の結合パッドに接続される。各リードフィンガのもう一方の端部はリードであり、基板または回路基板に機械的および電気的に接続される。リードフレーム２０６は、スタンピングまたはエッチングによって金属薄板から構築され得、その後しばしばめっき工程、ダウンセット、およびテーピング等の仕上げが行われる。一実施形態においては、例えば、リードフレーム２０６は、例えばフロリダ州ボカ・レイトンのＴｙｃｏ Ｆｉｒｅ ａｎｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ＬＬＣの一部門である、センサーマティック社製のＳｅｎｓｏｒｍａｔｉｃ ＥＡＳ Ｍｉｃｒｏｌａｂｅｌ（登録商標）リードフレームを使用して実装され得る。しかしながら、本実施形態は、本明細書の記載に限定されない。

一実施形態においては、アンテナ２０４は、ＲＦＩＤ構成要素２の共振回路１１２の誘導子コイルＬ２、および必要な場合はコンデンサＣ２を含む。また、ＲＦＩＤチップ２０８にカップリングして、閾値電圧Ｖ_Ｔに到達すると誘導電圧Ｖ_ｉがＲＦＩＤ構成要素２を有効化できるように、端子Ｔ１およびＴ２もアンテナ２０４に含まれる。

一実施形態において、アンテナ２０４は、典型的にはＵＨＦ用途用のＲＦＩＤ構成要素２の開口ダイポールアンテナを含む。また、端子Ｔ１およびＴ２も、ＲＦＩＤチップ２０８にカップリングして、電場Ｅがリーダ１５２のアンテナの励起を可能にするために、アンテナ２０４に含まれ得る。

一実施形態においては、セキュリティタグ２００は、完成したセキュリティタグの上に塗布される被覆またはスペーサ材料２１０も含み得る。基板２０２と同様、被覆またはスペーサ材料２１０も、ＲＦＩＤ構成要素２のＲＦ性能に影響を及ぼし得る。例えば、被覆材料２１０は、約３．８の誘電率と、約０．１１５の損失正接とを有するカバーストック材料を使用して実装され得る。本実施形態は、本明細書の記載に限定されない。

より具体的には、すでに言及したように、実質的に平面のスペーサ２１０は厚み「ｔ」を有する。厚み「ｔ」は、概してセキュリティタグ２００が硬質の組み合わせタグである場合、約１ｍｍから２ｍｍであり、セキュリティタグ２００が組み合わせラベルである場合、１ｍｍよりかなり薄い。すでに言及したように、スペーサ２１０は、その対向する側に配置される表面または表面積２１０ａおよび２１０ｂを有する。一実施形態においては、スペーサ表面または表面積２１０ａおよび２１０ｂは、互いに平行である。ＥＡＳ構成要素１は、スペーサ表面または表面積２１０ａおよび２１０ｂのうちの少なくとも１つと少なくとも部分的に重複する。

ＲＦＩＤインサートは、当該技術分野において一般的な用語であり、本明細書ではＲＦＩＤ構成要素２として定義することができ、これは基板２０２と、アンテナ２０４と、該当する場合リードフレーム２０６と、ＲＦＩＤチップ２０８との組み合わせを含む。ＲＦＩＤ構成要素２は、スペーサ表面２１０ｂのもう一方の面と少なくとも部分的に重複する。セキュリティタグ２００は、ＲＦＩＤインサートもしくは構成要素２と、スペーサ２１０とを含む。

また、セキュリティタグ２００はアンテナ２０４も含み得る。アンテナ２０４は、例えばＲＦＩＤ装置１０６のアンテナ１１２を表し得るか、あるいはアンテナ２０４は、並列共振ＬＣ回路によって形成され得、ここでＬはインダクタンスであり、Ｃはキャパシタンスである。代替として、アンテナ２０４は、アンテナ回路の両端にかかる電圧が最大化されるように搬送波信号に同調される、同調可能なアンテナでもあり得る。認識され得るように、これは、アンテナ２０４の読み取り範囲を増加する。同調回路の正確度が伝送器１０２によって伝送される搬送波信号のスペクトル幅に関係することは既知である。例えば米国では、現在Ｆｅｄｅｒａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ（連邦通信委員会）（ＦＣＣ）がＲＦＩＤセキュリティタグのスペクトルの一帯域を９１５ＭＨｚに規制している。したがって、伝送器１０２は問い合わせ信号１０４を約９１５ＭＨｚで伝送すべきである。問い合わせ信号１０４を受信するために、アンテナ２０４を９１５ＭＨｚの信号に注意深く同調させる必要がある。９１５ＭＨｚの用途用に、ＲＦＩＤタグのアンテナ２０４を印刷、エッチング、またはめっき加工することができる。

ＥＡＳラベル１は、ＲＦＩＤ構成要素２に定負荷のインピーダンスを生じさせるか、または呈する。結果として、ＲＦＩＤラベル２００のアンテナ２０４は、インピーダンス整合にＥＡＳラベル１のこの定負荷を使用する。より具体的には、アンテナ２０４は複素インピーダンスを有し、ＥＡＳ構成要素１はアンテナのインピーダンス整合ネットワークの一部を成す。したがって、アンテナ２０４のインピーダンスはＥＡＳ構成要素１の負荷効果を含む。つまり、ＥＡＳ構成要素１の負荷効果が、ＥＡＳ構成要素１の定負荷インピーダンスである。ＥＡＳ構成要素１の負荷効果は、ある誘電率および損失正接を有するＥＡＳ構成要素１内に含まれるある材料を、別の誘電率および損失正接を有する別の材料に置き換えまたは交換することによって変化し得る。

ＲＦＩＤ構成要素チップ２０８は、等価の直列ＲＣ回路として表され得、Ｒは抵抗器を表し、Ｃはコンデンサを表す。本回路は、

のように複素インピーダンスＺ_ｃｈｉｐで表され、式中、Ｚ_１およびＺ_２は、チップ２０８のインピーダンスの実数成分および虚数成分である。ＲＦＩＤ装置タグまたはラベルのアンテナ２０４は、

のように複素インピーダンスＺ_{ａｎｔｅｎｎａ}で表すことができ、式中、Ｚ_３およびＺ_４は、アンテナ２０４のインピーダンスの実成分および虚数成分である。チップ２０８がアンテナ２０４に装着されると、チップ２０８の複素インピーダンスは、ＥＡＳ構成要素またはラベル１のインピーダンス整合効果または負荷効果を含む、ＲＦＩＤアンテナ２０４のカップリングされた共役インピーダンスに整合される。これにより、ＲＦＩＤチップ２０８へカップリングする最大電力が可能になり、最大読み取り範囲Ｒ１をもたらす。

一実施形態においては、スペーサ２１０の厚み「ｔ」は、それぞれの読み取り範囲Ｒ１を変更するために、ＲＦＩＤリーダ装置１０２またはＲＦＩＤリーダ装置１５２のいずれかに対して変化するように、変更することができる。より具体的には、厚み「ｔ」は、読み取り範囲、すなわち、リーダ１０２もしくは１５２がセキュリティタグ２００を問い合わせることができる、セキュリティタグ２００とＥＡＳ／ＲＦＩＤリーダ１０２もしくはＥＡＳ／ＲＦＩＤリーダ１５２との間の最大距離Ｒ１を決定する。読み取り範囲Ｒ１は、厚み「ｔ」が減少するにつれて、不利に影響を受ける。逆に、読み取り範囲Ｒ１は、厚み「ｔ」が増加するにつれて増加する。

図４および４Ａを参照すると、図４Ａは、（以下で論じる図８Ｄ中の筐体８１２または図８Ｆ中の筐体８１８等の）硬質タグ筐体内のＥＡＳ構成要素１等のＥＡＳ要素およびＲＦＩＤ構成要素２等のＲＦＩＤ要素から成る、セキュリティタグ２００等のセキュリティタグの、実データおよび近似曲線、それぞれ４１および４２を示す。スペーサ２１０はＥＡＳ構成要素１とＲＦＩＤ構成要素２との間に配置され、低損失の低誘電性材料から作製され得るか、あるいは空隙であり得る。図４Ａに示されるデータの特定の場合において、スペーサ２１０は空隙である。ｙ軸は読み取り範囲Ｒ１をメートル（ｍ）で表示し、一方ｘ軸はスペーサ２１０等のスペーサの厚み「ｔ」をミリメートル（ｍｍ）で表示する。実データ４１および近似曲線データ４２は、スペーサの厚み「ｔ」が２０ｍｍ以上に増加すると、読み取り範囲Ｒ１は約１．８メートルで本質的に一定であることを示す。スペーサの厚み「ｔ」が約３ｍｍの値に減少されると、読み取り範囲Ｒ１は約１メートルに減少する。ＥＡＳ構成要素１における損失がスペーサの厚み「ｔ」の減少に伴って大きくなるにつれて、読み取り範囲Ｒ１はスペーサの厚み「ｔ」の減少に伴って減少し続ける。

図４についてすでに記載したように、ＥＡＳおよびＲＦＩＤ組み合わせタグまたはラベル２００において、ＥＡＳ構成要素１およびＲＦＩＤ構成要素２は少なくとも部分的に重複し、ＥＡＳ構成要素１はＲＦＩＤアンテナ２０４のインピーダンスの一部である。加えて、図３Ａ、図３Ｂ、および図４を参照すると、ＲＦＩＤ構成要素２とＥＡＳ構成要素１との間のスペーサ２１０、および対応する厚み「ｔ」を使用して、ＲＦＩＤリーダ１０２からのＲＦＩＤ構成要素２の読み取り範囲Ｒ１を決定することができる。さらに、厚み「ｔ」を変化させて、特定の用途に応じて様々な好ましいレベルで読み取り範囲Ｒ１を確立することができる。したがって、スペーサ２１０および対応する厚み「ｔ」は読み取り範囲Ｒ１を決定し、ＥＡＳおよびＲＦＩＤ組み合わせタグまたはラベル２００のための制御要素として機能する、あるいは換言すれば、スペーサ２１０の厚み「ｔ」は、ＲＦＩＤリーダ１０２とＲＦＩＤ構成要素２との間の読み取り範囲Ｒ１を調節するように構成可能である。

図４Ａに示されたデータは具体的にスペーサ２１０が空隙である場合のものであるため、読み取り範囲Ｒ１とスペーサ２１０の厚み「ｔ」との間の関係は、スペーサ２１０に他の低損失の低誘電性材料が選択される場合では異なることが認識される。

ＨＦ用途向けのリーダ１０２およびＵＨＦ向けのリーダ１５２は、ＥＡＳ構成要素１が専用のＥＡＳリーダによって読み取られ、一方ＲＦＩＤ構成要素２は専用のＲＦＩＤリーダによって読み取られるように、ＥＡＳ構成要素１のみ、またはＲＦＩＤ構成要素２のみのいずれかを読み取ることに留意されたい。代替として、リーダ１０２およびリーダ１５２を同一筐体に組み合わせて、あるいはそれらの機能を統合して、同一ハードウェアで実行することができる。ＥＡＳ構成要素１の読み取り値とＲＦＩＤ構成要素２の読み取り値との間の望ましくない干渉は、ＥＡＳ構成要素は典型的には８．２ＫＨｚ以下の範囲の周波数で読み取られ、一方ＲＦＩＤ構成要素は典型的には１３ＭＨｚ以上の範囲の周波数で読み取られ、ＥＡＳ構成要素に一般的である読み取り周波数の範囲と、ＲＦＩＤ構成要素に一般的である読み取り周波数の範囲との間の大きな相違のために防止されるか、あるいは最小限に抑えられる。

しかしながら、セキュリティタグ２００および４００は独立型装置であるため、セキュリティタグ２００および４００が単独もしくは複数のリーダの種類、またはセキュリティタグ２００または４００が受ける特定の周波数とは
関係なくＥＡＳ機能およびＲＦＩＤ機能を提供することが想定される。

スペーサ２１０は、マサチューセッツ州ランドルフのＥｍｅｒｓｏｎ Ｃｕｍｉｎｇ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．製のＥＣＣＯＳＴＯＣＫ（登録商標）ＲＨ硬質発泡体、または任意の他の類似の材料等の低損失の低誘電性材料を使用して作製される。本実施形態は、本明細書の記載に限定されない。前述の材料のうちの１つから作製され場合、スペーサ９０２の厚み「ｔ」が約０．０７６２ｍｍ（０．００３インチ）である時、読み取り範囲は約３０．５から６１．０ｃｍ（１から２フィート）である。同様に、スペーサ２１０の厚み「ｔ」が少なくとも１．０２ｍｍ（０．０４０インチ）である時、読み取り範囲は約１２７ｃｍ（５フィート）である。

一実施形態においては、スペーサ２１０は約０．０５ｍｍの厚み「ｔ」を有する薄膜であり得、ＥＡＳ構成要素１が直接ＲＦＩＤ構成要素２と重複する。

一実施形態においては、スペーサは空気であり得、ＥＡＳラベル１は構成要素２から離れて機械的に支持される。

結果として、著しく少ない空間もしくは容積および低い費用のＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせ装置が可能になることによって、セキュリティタグ２００は先行技術に対する大きな利点を提供する。

一実施形態においては、セキュリティタグ２００は、動作のためにコイルアンテナからの誘導電圧を使用することができる。この誘導ＡＣ電圧は、ＤＣ電圧をもたらすように整流され得る。ＤＣ電圧が特定のレベルに達すると、ＲＦＩＤ構成要素２は動作し始める。伝送器１０２を介して励起ＲＦ信号を提供することによって、ＲＦＩＤリーダ１０２は、バッテリ等の外部電源を有しない遠隔に位置するセキュリティタグ２００と通信することができる。

ＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤ構成要素２との間の励起および通信はアンテナ２０４を介して達成されるため、アンテナ２０４は、向上したＲＦＩＤ用途のために同調され得る。アンテナの直線寸法が動作周波数の波長と同程度である場合、ＲＦ信号は効果的に放射および受信され得る。しかし、直線寸法はアンテナ２０４に利用可能である、利用可能な表面積よりも大きい場合がある。したがって、限られた空間の中で本当に完全な大きさのアンテナを利用することは困難であることが判明する可能性があり、これはＨＦ用途におけるほとんどのＲＦＩＤシステムについて言える。したがって、ＲＦＩＤ構成要素２が所定の動作周波数で共振するように配列されるより小さなＬＣループアンテナ回路を使用することが企図される。ＬＣループアンテナは、例えば渦巻き状コイルおよびコンデンサを含み得る。渦巻き状コイルは、典型的には誘電体基板上のｎ巻のワイヤまたはｎ巻の印刷されたもしくはエッチングされた誘導子によって形成される。

ＨＦ用途については、良好なＲＦＩＤカップリングを達成するために、ループ部分＊が製品を巻回し、共振周波数を最適化する必要がある。図３Ａに示される本開示の一実施形態においては、共振周波数は、ＥＡＳラベル１およびＲＦＩＤチップ２０８のインピーダンスに対する効果を含み、共振回路１１２の並列コンデンサＣ２を同調させることにより生じさせることができる。

ＨＦまたはＵＨＦ用途のいずれかで、対象とする特定の周波数について、ＲＦＩＤチップの複素インピーダンスは、ＥＡＳラベルのインピーダンスに対する負荷効果を含み、アンテナの複素共役インピーダンスによって整合されなければならない。ＨＦの場合、周波数を同調させるために、一般的に共振コンデンサが使用される。このコンデンサは、通常ＲＦＩＤチップのキャパシタンスより大きく、応答を決定づける。ＵＨＦの場合については、ＲＦＩＤチップの複素インピーダンスは、同調のためのチップキャパシタンスのみ含む。

本開示に従う別の実施形態においては、アンテナ２０４は、アンテナ全体の複素共役が、インピーダンスを所望の動作周波数、例えば９１５ＭＨｚでリードフレーム２０６およびＩＣ２０８の複素インピーダンスに整合するように、設計され得る。しかしながら、ＲＦＩＤセキュリティタグ２００が監視される対象物上に定置されると、結果として生じる動作周波数が変化することが認められており、すなわち、それぞれの対象物がアンテナ２０４のＲＦ性能に影響を及ぼす誘電特性を持つ基板材料を有し得る。換言すれば、基板２０２と同様、対象物の基板は誘電率、損失正接、および材料の厚みによって決定される周波数偏移およびＲＦ損失を生じ得る。対象物の異なる基板の例には、いわゆる「チップボード」（すなわち、アイテムレベルのカートンに使用される材料で、段ボール箱に使用される材料である波形ファイバーボード）、ビデオカセットおよびデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）ケース、ガラス、金属等が含まれ得る。それぞれの対象物の基板がセキュリティタグ２００の読み取り範囲Ｒ１に著しい影響を及ぼし得ることが企図される。

アンテナ２０４は、そのような変動を埋め合わせるように同調可能であり得る。換言すれば、多くの材料の誘電率は１よりも大きいため、セキュリティタグ２００が対象物の基板に取り付けられると、動作周波数は、典型的には低下する。元の周波数を確立するために、アンテナ２０４は、典型的には何らかの様式で変更され、そうでなければ検出性能および読み取り範囲が減少し得る。したがって、アンテナ２０４は、アンテナ導体を切断することによってアンテナ２０４の端部を切り縮め、結果として生じた切り縮められたアンテナセグメントを切り取られた端部から絶縁することによって、変更することができる。切り縮められた端部は、必ずしも同調動作を可能にするために取り外される必要はない。結果として、アンテナ２０４の所望の動作周波数への連続的な同調により、セキュリティタグ２００が異なる対象物に取り付けられる際に、セキュリティタグ２００の動作を可能にすることができる。セキュリティタグ２００全般、特にアンテナ２０４について、図５〜７を参照して以下により詳細に記載する。

図５は、特にＵＨＦ用途に好適である、本開示に従う一実施形態に従ったアンテナを備える部分的セキュリティタグ２００の上面図を示す。セキュリティタグ２００は、実質的に長方形の形状である基板２０２上に配置されるアンテナ２０４を含む。想定される一実施形態においては、アンテナ２０４は、ラベルのアンテナパターンを基板２０２上にダイカットすることにより、基板２０２上に配置される。

ＲＦＩＤチップ２０８は、リードフレーム２０６をＲＦＩＤチップ２０８上の導電性パッドに超音波結合することによって、リードフレーム２０６に接続され得る。図５の特定の実施形態において、ＲＦＩＤチップ２０８およびリードフレーム２０６は、基板２０２の誘電体基板材料の幾何学的中心に定置される。リードフレーム２０６の端部は、アンテナ２０４のフォイルアンテナパターンに物理的および電気的に結合することができる。アセンブリを保護し、所望の場合印を印刷するための表面を提供するように、セキュリティタグ２００の上面全体に被覆材料２１０（図示せず）が塗布される。ＲＦＩＤチップ２０８をアンテナ２０４に結合するための、異方導電性の熱硬化性接着剤の使用が、当該技術分野において既知である。そのような接着剤の一例は、コネチカット州ロッキーヒルのＨｅｎｋｅｌ Ｌｏｃｔｉｔｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＬｏｃｔｉｔｅ３８３（登録商標）である。また、アンテナ２０４は複数のアンテナ部分も含み得る。例えば、アンテナ２０４は第１のアンテナ部分３０６および第２のアンテナ部分３０８を含み得、第１のアンテナ部分３０６はリードフレーム２０６の第１の側面２０６Ａに接続され、第２のアンテナ部分３０８はリードフレーム２０６の第２の側面２０６Ｂに接続される。したがって、アンテナ２０４は、ＲＦＩＤタグアンテナ全体であり、これが第１のアンテナ部分３０６と第２のアンテナ部分３０８にさらに分割される。

第１のアンテナ部分３０６は第１のアンテナ端部３０６Ａおよび第２のアンテナ端部３０６Ｂを有し得る。同様に、第２のアンテナ部分３０８は第１のアンテナ端部３０８Ａおよび第２のアンテナ端部３０８Ｂを有し得る。一実施形態において、図５に示されるように、第１のアンテナ部分３０６の第１のアンテナ端部３０６Ａは、リードフレーム２０６Ａに接続される。第１のアンテナ部分３０６は基板２０２上に配置され、ＲＦＩＤチップ２０８から第１の方向に内向きの渦巻き状パターンを形成し、第２のアンテナ端部３０６Ｂは内向きの渦巻き状パターンの内側のループで終点するように位置付けられる。同様に、第２のアンテナ部分３０８の第１のアンテナ端部３０８Ａは、リードフレーム２０６Ｂに接続され得る。また、第２のアンテナ部分３０８も基板２０２上に配置され、ＲＦＩＤチップ２０８から第２の方向に内向きの渦巻き状パターンを形成し、第２のアンテナ端部３０８Ｂは、内向きの渦巻き状パターンの内側のループで終点するように位置付けられる。

一実施形態においては、アンテナ２０４のアンテナ形状は、基板２０２の周囲を通って内向きの渦巻き状になるように構成される。内向きに方向付けられた渦巻き状のアンテナパターンは、いくつかの利点を提供し得ることが想定される。
（１）アンテナ２０４の端部を基板２０２の周囲の十分に内側に定置することができる。アンテナ２０４の端部を基板２０２の周囲内に定置することにより、アンテナ２０４によって使用される面積の量を変更することなく端部を切り縮めることが可能になり得る。
（２）アンテナ２０４のＱ因子は、スペーサ２１０およびＥＡＳラベル１の効果を含むセキュリティタグ２００の応答が、ＩＳＭ帯域制限で約−３ｄＢのみ変化するように、最適化され得る。Ｑ＝１／（ｋａ）^３＋１／（ｋａ）（式中、ｋ＝２π／λであり、「ａ」はアンテナ２０４の特性寸法である）のＣｈｕ−Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ制限を使用して、半径「ａ」の球面がちょうどセキュリティタグ２００を取り囲むことが理解され得る。高Ｑ因子については、「ｋａ」は＜＜１であるはずである。したがって、Ｑを最大化することにより、「ａ」は動作周波数の帯域制限内に含まれるように最小化される。ＵＨＦ用途向けのアンテナ２０４の同調は、２００４年８月１３日に出願された、Ｒ．ＣｏｐｅｌａｎｄおよびＧ．Ｍ．Ｓｈａｆｅｒによる同時継続の共同所有された米国特許出願整理番号第１０／９１７，７５２号、発明の名称「ＴＵＮＡＢＬＥ ＡＮＴＥＮＮＡ」に、さらに詳細に開示されている。

アンテナ２０４は、アンテナ部分が基板２０２上に配置された後、第１のアンテナ部分３０６のために第１の長さを、そして第２のアンテナ部分３０８のために第２の長さを修正することによって、特にＵＨＦ用途向けに、所望の動作周波数に同調させることもできる。例えば、各アンテナ部分を複数のセグメント点で複数のアンテナセグメントに分割することができる。第１および第２のアンテナの長さは、第２のアンテナセグメントから少なくとも第１のアンテナセグメントを電気的に絶縁することによって、修正することができる。アンテナの長さは、各セグメント点をアンテナ２０４の動作周波数に対応させて、複数のセグメント点のうちの１つで各アンテナ部分に切断することによって修正することができる。第１のアンテナ部分３０６および第２のアンテナ部分３０８の複数のアンテナセグメントへの分割は、各アンテナ部分の長さの短縮をもたらし、それにより、アンテナ２０４の総インダクタンスを効果的に変更する。アンテナセグメントおよびセグメント点について、図６を参照してより詳細に記載する。

図６は、一実施形態に従ったセグメント点を有するアンテナを備える、セキュリティタグ４００の図を示す。特に、図６は、複数のセグメント点ＳＰ１、ＳＰ２、ＳＰ３、およびＳＰ４を有するセキュリティタグ４００の部分の上面図を示す。セキュリティタグ２００について図４に示したものと同様の様式で、セキュリティタグ４００は、ＥＡＳ構成要素１、スペーサ２１０、およびＲＦＩＤ構成要素２を含み得る。アンテナ２０４は、アンテナ部分が基板２０２上に配置された後、第１のアンテナ部分３０６のために第１の長さを、そして第２のアンテナ部分３０８のために第２の長さを修正することにより、所望の動作周波数に同調させることもできる。例えば、各アンテナ部分は、複数のセグメント点ＳＰ１〜ＳＰ４で複数のアンテナセグメントに分割され得ることが企図される。複数のセグメント点ＳＰ１〜ＳＰ４は、アンテナ２０４が様々な対象物に同調されるように切断されるか、または切り縮められ得る、最終同調位置を表す。ＳＰ１は、元の自由空間内のアンテナ２０４の長さが８６８ＭＨｚに同調される、自由空間内の位置である。ＳＰ２は、アンテナ部分３０６および３０８の長さが９１５ＭＨｚに同調される、自由空間内の位置である。ＳＰ３およびＳＰ４は、アンテナ部分３０６および３０８の長さが様々な対象物に同調される、自由空間内の位置である。様々な対象物には、例えば小売および／または卸売り商品が含まれるが、これらに限定されない。

第１および第２のアンテナの長さは、第２のアンテナセグメントから少なくとも第１のアンテナセグメントを電気的に絶縁することによって、修正することができる。アンテナの長さは、各セグメントをアンテナ２０４の動作周波数に対応させて、複数のセグメント点のうちの１つで各アンテナ部分を切断することによって、修正することができる。切断は、アンテナ配線を所定のセグメント点ＳＰ１〜ＳＰ４で切り取るか、または穿孔する等の多数の異なる方法で達成され得る。切断は、セグメント点に溝４０２、４０４、４０６、４０８、４１０、および４１２等の溝を生じ得る。

ＨＦ用途について、アンテナ２０４は、セグメントの長さではなく、インダクタンスまたはキャパシタンスパラメータを変更することによって同調されることに留意されたい。

一実施形態において、図６に示されるように、各セグメント点ＳＰ１〜ＳＰ４は、アンテナ２０４の動作周波数に対応する。一例では、セキュリティタグ４００が自由空間にあり、対象物に取り付けられていない時、ＳＰ１はアンテナ２０４を約８６８ＭＨｚの動作周波数に同調させることができる。ＳＰ２は、セキュリティタグ４００が自由空間にあり、対象物に取り付けられていない時、アンテナ２０４を約９１５ＭＨｚの動作周波数に同調させることができる。ＳＰ３は、セキュリティタグ４００がＶＨＳカセット筐体に取り付けられている時、アンテナ２０４を約９１５ＭＨｚの動作周波数に同調させることができる。ＳＰ４は、セキュリティタグ４００がチップボードに取り付けられている時、アンテナ２０４を約９１５ＭＨｚの動作周波数に同調させることができる。認識され得るように、セグメント点の数およびアンテナ２０４の対応する動作周波数は、所定の実装によって異なり得る。本実施形態は、本明細書の記載に限定されない。

図７は、本発明の別の実施形態に従ったブロック流れ図５００を示す。前述のように、セキュリティタグ２００は多数の異なる方法で構成され得る。例えば、１）ブロック５０２で集積回路をリードフレームに接続することができる、２）ブロック５０４でアンテナを基板上に配置することができる、３）ブロック５０６でリードフレームをアンテナに接続することができる。

特定の一実施形態においては、ブロック５０８でアンテナが動作周波数で使用するように同調される。同調は、動作周波数に対応するセグメント点でアンテナを複数のアンテナセグメントに切断してアンテナの長さを修正することによって、実行することができる。切断は、第２のアンテナセグメントからの第１のアンテナセグメントの電気的接続を絶つことができ、それによってアンテナの長さを効果的に短縮する。

上記のように、ＲＦＩＤチップに接続された際、内向きの渦巻き状パターンの固有のアンテナ形状が、ＲＦＩＤ用途にとって有用であり得る。しかしながら、すでに記したように、図５および６に示される固有のアンテナ形状は、セキュリティタグ２００およびセキュリティタグ４００が、それぞれＥＡＳ構成要素１およびスペーサ２１０を含むＥＡＳシステムにとっても有用であり得る。一実施形態においては、ＲＦＩＤチップ２０８は、電圧および電流特性が非線形であるダイオードまたは他の非線形受動素子に置き換えることができる。ダイオードまたは他の非線形受動ＥＡＳ素子のアンテナは、図５および６に示されるものと同一の形状を有し得、ＥＡＳシステムの問い合わせ信号を伝送するために使用される伝送器の動作周波数に、アンテナを同調させるように切り縮めることができる。本実施形態は８６８〜９５０ＭＨｚ等のＵＨＦスペクトルに特に有用であり得るが、ＲＦＩＤシステム１００と同様、動作周波数の範囲は異なり得る。本実施形態は、本明細書の記載に限定されない。

図３Ａ、図３Ｂ、図４、および図４Ａを参照してすでに論じたように、ＥＡＳおよびＲＦＩＤ組み合わせタグまたはラベル２００の読み取り範囲Ｒ１は、スペーサ２１０の厚み「ｔ」を変化させることにより、測定、制御、および変化することができる。また、同様の様式で、セキュリティタグ４００の読み取り範囲Ｒ１を、スペーサ２１０の厚み「ｔ」を変化させることにより、測定、制御、および変化させることができる。

また、本開示の一部の実施形態は、１）所望の計算速度、２）電力レベル、３）熱耐性、４）処理サイクル予算、５）入力データ速度、６）出力データ速度、７）メモリ資源、８）データバス速度、および他の性能制約等の、任意の数の因子に従って異なり得る構造を使用して構成され得ることが企図される。例えば、一実施形態は、汎用プロセッサまたは専用プロセッサによって実行されるソフトウェアを使用して構成することができる。別の例では、一実施形態は、回路、ＡＳＩＣ、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、またはデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）等の専用ハードウェアとして構成することができる。さらに別の例では、一実施形態は、プログラムされた汎用コンピュータ構成要素とカスタムハードウェア構成要素との任意の組み合わせによって構成することができる。本実施形態は、本明細書の記載に限定されない。

ＥＡＳおよびＲＦＩＤ組み合わせラベル／タグであるセキュリティタグ２００および４００の例を、フロリダ州ボカ・レイトンのＴｙｃｏ Ｆｉｒｅ ａｎｄ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ，ＬＬＣの一部門である、Ｓｅｎｓｏｒｍａｔｉｃセンサーマティック社製のＳｕｐｅｒＴａｇ（登録商標）等の、様々な種類の磁歪式接着性ラベルおよびＥＡＳ硬質タグを示す、図８Ａ〜８Ｄに示す。図８Ａは、同一平面構成にある、ＲＦＩＤラベル８０６に隣接するＥＡＳラベル８０４を示す。隣接するラベル８０４および８０６の本構成は、先行技術において既知である。図８Ｂは、図８ＡのＥＡＳラベル８０４およびＲＦＩＤラベル８０６の同一平面構成の変形物を示し、ＥＡＳラベル８０４およびＲＦＩＤラベル８０６は、距離「ｇ」を有する空隙８０５によって互いに隔てられている。空隙８０５によって隔てられる８０４および８０６の本構成も、先行技術において既知である。

図８Ａおよび８Ｂの両構成において、ＥＡＳラベル８０４およびＲＦＩＤラベル８０６は、インピーダンス値の整合について、互いに独立して作用する。「ｇ」が増加すると、読み取り範囲が増加する。結果として、空隙「ｇ」の大きさがインピーダンス負荷を制御する。しかしながら、読み取り範囲は増加するが、ＥＡＳラベル８０４およびＲＦＩＤラベル８０６によって占有される総面積が増加し、必然的に特定される対象物上により多くの空間または面積を占有するため、これは望ましい効果ではない。

図８Ｃは、ＥＡＳ構成要素またはラベル１を示す、セキュリティタグ２００または４００の本開示の実施形態を示す。ＲＦＩＤ構成要素またはインサート２は、ＥＡＳ構成要素またはラベル１の真下に装着される。ダミーバーコード８０２がＥＡＳ構成要素またはラベル１上に印刷されており、これは単に視覚的なものであるに過ぎない。ダミーバーコード８０２は、ＥＡＳまたはＲＦＩＤ機能は有しない。先行技術と比較すると、（図４に示されるように）ＥＡＳ構成要素またはラベル１の真下に装着されるＲＦＩＤ構成要素またはインサート２を備える、ＥＡＳ組み合わせ構成要素またはラベルもしくはタグ１としてのセキュリティタグ２００もしくは４００の本構成は、ＲＦＩＤ構成要素またはインサート２とＥＡＳラベル１との間に最小限の分離を提供する。

図８Ｄは、ＲＦＩＤ構成要素またはインサート２を備えるＥＡＳ組み合わせ構成要素またはラベル１のための筐体の一部分８１２の、本開示の一実施形態を示す。ＲＦＩＤ構成要素またはインサート２は、アンテナ２０４に装着されたＲＦＩＤチップ２０８を含むと定義される。しかし、スペーサ２１０または接着層は可視的でない（図４を参照）。

図８Ｅは、図８Ｄに開示されるＲＦＩＤ構成要素またはインサート２を備えるＥＡＳ組み合わせ構成要素またはラベル１の立面図であるが、ＥＡＳ構成要素またはラベル１とＲＦＩＤ構成要素またはインサート２との間に配置されるスペーサ２１０が示されている。

図８Ｆは、ＲＦＩＤ構成要素またはインサート２に類似したＲＦＩＤインサート８１４を備える、ＥＡＳ構成要素またはラベル１に類似した組み合わせＥＡＳラベル８１６のための筐体の一部分８１８の、本開示の一実施形態を示す。ＲＦＩＤインサート８１４は、アンテナ２０４に装着される別のＲＦＩＤチップ８２０として定義される。やはり、スペーサ２１０または接着層は可視的でない（図４を参照）。

図８Ｇは、図８Ｆに開示されるＲＦＩＤインサート８１４を備える組み合わせＥＡＳラベル８１６の立面図であるが、ＥＡＳラベル８１６とＲＦＩＤインサート８１４との間に配置されるスペーサ２１０が示されている。

図９は、本発明の別の実施形態を示す。図９において、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせセキュリティタグは、２本の内向きの渦巻き状アンテナ区分９１０および９２０を備える渦巻き状アンテナ有するハイブリッドアンテナインレイ９００、ならびに内向きの渦巻き状アンテナ９１０および９２０に電気的にカップリングされた長方形の磁界ループアンテナ９３０を含む。図９に示されるように、ＲＦＩＤチップ９４０は磁界ループアンテナ９３０に電気的にカップリングされ、磁界ループアンテナ９３０は内向きの渦巻き状アンテナ９１０および９２０に電気的に接続される。特定の非限定的な例では、ＩｍｐｉｎｊのＧｅｎ．２ ＭｏｎｚａのＲＦＩＤチップが使用される。磁界ループアンテナ９３０の全体的な形状は、近距離場磁場Ｈ性能が最適化されるようなものである。渦巻き状アンテナ９１０および９２０が遠距離場応答を有利に決定づける。

また、磁界ループアンテナ９３０は、ＲＦＩＤチップ９４０へのＥＳＤ損傷を軽減する手段としての役割を果たす。硬質タグ筐体の製造過程または超音波溶接により産生される低周波数電場または静電場Ｅに対して、磁界ループアンテナ９３０は、本質的にＲＦＩＤチップ９４０の両端の短絡回路である．例えば、渦巻き状アンテナ９１０の一端部から渦巻き状アンテナ９２０の端部へと放電が開始される場合、ループアンテナ９３０はＲＦＩＤチップ９４０から放電電流を逸らす。

物理的に、渦巻き状アンテナ９１０および９２０は、ＲＦＩＤチップ９４０に直接ではなく、磁界ループアンテナ９３０に接続される。図９に示されるハイブリッド渦巻き状／ループアンテナインレイの長さに沿ってＥ場が印加されると、（図９の左に示される）渦巻き状アンテナ９１０の端部で電流が低レベルで始まり、磁界ループアンテナ９３０の接続点へと次第に増加する。したがって、この電流方向は反時計回りである。磁界ループの電流も反時計回りの方向のものであるが、ずっと大きな値である。磁界ループ接続点から（図９の右に示される）渦巻き状アンテナ９２０への電流は、反時計回りの方向のものであり、このアンテナ配線の端部に向かって次第に減少する。したがって、各渦巻き状アンテナ９１０および９２０の電流の方向は同じである。

そして、図９に示されるハイブリッドアンテナインレイ９００は、ＥＡＳ構成要素１、スペーサ要素２１０、および取り付け具締付機構を含む、ハイブリッドＥＡＳ／ＲＦＩＤタグの筐体の内側に定置される。図９のハイブリッドアンテナインレイ９００を利用するＥＡＳ／ＲＦＩＤセキュリティタグは、任意の従来のＲＦＩＤリーダで読み取ることができる。

図９Ａは、スペーサ要素２１０の関数としての最大読み取り範囲の依存性を示す。図９Ａは、図９のハイブリッドアンテナインレイ９００を使用した硬質タグ筐体内のＥＡＳ構成要素１等のＥＡＳ要素およびＲＦＩＤ構成要素２等のＲＦＩＤ要素から成るセキュリティタグ２００等のセキュリティタグの、スペーサ２１０の厚みの関数としての最大読み取り範囲を表す、実データ９５０を示す。

ｙ軸は読み取り範囲をセンチメートル（ｃｍ）で表示し、一方ｘ軸はスペーサ２１０の厚み「ｄ」をミリメートル（ｍｍ）で表示する。実データ９５０は、スペーサの厚み「ｄ」が４ｍｍ以上に増加すると、読み取り範囲は約２５０センチメートルで本質的に一定になることを示す。スペーサの厚み「ｄ」が約１ｍｍの値に減少されると、読み取り範囲は約２１０センチメートルに減少する。ＥＡＳ構成要素１における損失がスペーサの厚み「ｄ」の減少に伴って大きくなるにつれて、読み取り範囲はスペーサの厚み「ｄ」の減少に伴って減少し続ける。

本発明と併用される近距離場リーダの磁場Ｈループアンテナの一例は、ループの供給端の逓降変圧器と、中間点の２つの同調コンデンサと、ループの反対端の終端抵抗器とを使用する、直径２ｃｍの円形ループである。しかしながら、本発明は、近距離場リーダのループアンテナの特定の直径または種類に限定されない。また、近距離場リーダのループアンテナは、フェライト材の円筒形のスラグも含み得る。近距離場リーダのループアンテナの大きさは、典型的には従来の近距離場Ｅ場アンテナよりも小さい。

図９Ｂは、近距離場リーダの磁界ループアンテナの中心のものに対する、インレイの中心からのタグの変位の関数としての、図９のハイブリッドアンテナインレイ９００および先行技術の渦巻き状アンテナインレイのＲＦＩＤ読み取り性能特性を示す。図９Ｂで認められ得るように、ハイブリッドアンテナインレイ９００の使用は、従来のアンテナ配列と比較して、アンテナ上の優れた読み取り距離を提供し、また、読み取り領域の急激な低下（アンテナの中心からのインレイの変位の程度）を提供する。

ＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせタグを備えるハイブリッドアンテナインレイ９００の使用は、純粋な渦巻き状アンテナと同じ遠距離場の読み取り性能を提供するだけでなく、近距離場の磁気応答の改善も提供する。ハイブリッドアンテナインレイ９００の所定の外形寸法について、渦巻き状アンテナ領域の磁界ループアンテナ領域に対する比率が維持されるべきである。図９Ｃは、これらのアンテナ領域を示す。

図９Ｃでは、領域１は磁界ループアンテナ９３０の領域を表し、一方領域２および３は、それぞれ右側と左側の内向きの渦巻き状アンテナ９２０および９１０を表す。一実施形態においては、渦巻き状アンテナと同じ遠距離場応答を達成するために、ハイブリッドアンテナインレイ９００は３つの全ての領域に対して実質的に類似した面積比を有する。例えば、領域１の面積が領域２および３よりも実質的に小さい場合、遠距離場応答は渦巻き状のものと同じであり得るが、近距離場の磁気応答を最適化できない場合がある。領域１が領域２および３よりも実質的に大きくなると、インレイ９００の所定の外形寸法について、ＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせセキュリティタグの内側に定置される際、渦巻き状アンテナ配線がＵＨＦ領域で動作するのに十分な空間がない場合がある。ＥＡＳ装置の種類およびＲＦＩＤの組み合わせは、本明細書に記載されるＥＡＳおよびＲＦＩＤ装置のみに限定されない。

単独のスペーサ要素（または複数のスペーサ要素）を、異なるまたは様々な寸法（すなわち長さ、幅、厚み等）を有する異なる形状構成またはパターンで構成し、特定の目的に応じた読み取り範囲をもたらす、またはＲＦＩＤ構成要素の読み取り範囲をさらに調節し得ることが企図される。ＲＦＩＤ要素読み取り範囲は、ＲＦＩＤ要素とＥＡＳ要素との間の間隔に影響され、制御される。

本明細書に記載されるように、本実施形態の一部の特徴を示したが、当業者には、多くの修正、置き換え、変更、および同等物が思い浮かぶであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのような全ての修正形態および変更形態を本実施形態の真の精神の範囲内に含まれるとして網羅することが意図されることを理解されたい。

当業者には、上記の本明細書において具体的に示され、記載されたものに本発明が限定されないことが認識されるであろう。加えて、上記で逆の言及がなされていない限り、付随する全ての図面は原寸に比例しないことに留意されたい。上記の教示を踏まえると、以下の特許請求の範囲によってのみ限定される、本発明の範囲および精神から逸脱することなく、様々な修正形態および変形形態が可能である。

Claims (15)

1. セキュリティタグであって：
   第１の画定された表面積を有する電子物品監視（ＥＡＳ）構成要素と；
   第２の画定された表面積を有する無線周波数（ＲＦＩＤ）構成要素であって、
   アンテナインレイであって、
   内向きの渦巻き状アンテナと、
   前記渦巻き状アンテナと電気接触する磁界ループアンテナと、
   前記ループアンテナと電気接触する集積回路と、を備える、アンテナインレイを備える、ＲＦＩＤ構成要素と；
   厚みを有する実質的に平面のスペーサであって、前記スペーサは、前記ＥＡＳ構成要素の前記第１の画定された表面積と前記ＲＦＩＤ構成要素の前記第２の画定された表面積との間に少なくとも部分的に配置され、前記スペーサの前記厚みは、前記ＲＦＩＤ構成要素の読み取り範囲を調節するように構成可能である、スペーサとを含み；
   前記渦巻き状アンテナは、第１の区分および第２の区分を有し、前記磁界ループアンテナは、前記渦巻き状アンテナの前記第１の区分と前記第２の区分との間に位置付けられ；
   前記磁界ループアンテナは長方形であり、該長方形のうちの一つの長辺の両端で前記渦巻き状アンテナの第１の区分および第２の区分と電気接触し、
   前記集積回路は、前記長方形の磁界ループアンテナの前記一つの長辺の対辺である長辺に配置される；
   セキュリティタグ。
2. 前記渦巻き状アンテナの前記第１の区分、前記渦巻き状アンテナの前記第２の区分、および前記磁界ループアンテナは、それぞれ対応する画定された面積を有し、前記渦巻き状アンテナの前記第１の区分、前記渦巻き状アンテナの前記第２の区分、および前記磁界ループアンテナの前記画定された面積は、実質的に等しい；
   請求項１に記載のセキュリティタグ。
3. 前記ＲＦＩＤ構成要素は、前記ＲＦＩＤ構成要素が前記読み取り範囲内にある時、有効化が可能である；
   請求項１に記載のセキュリティタグ。
4. 前記渦巻き状アンテナの前記第１および前記第２の区分内の電流は、同一方向に流れる；
   請求項１に記載のセキュリティタグ。
5. 前記磁界ループアンテナは、近距離場磁場Ｈアンテナである；
   請求項１に記載のセキュリティタグ。
6. 電子物品監視（ＥＡＳ）構成要素および無線周波数識別（ＲＦＩＤ）構成要素の組み合わせの読み取り範囲を調節する方法であって：
   前記ＥＡＳ構成要素と前記ＲＦＩＤ構成要素との間にスペーサを配置するステップであって、前記ＲＦＩＤ構成要素は、磁界ループアンテナと電気接触する内向きの渦巻き状アンテナと、前記ループアンテナと電気接触する集積回路とを有するアンテナインレイを備える、ステップと；
   前記スペーサの前記厚みを変化させて、前記ＲＦＩＤ構成要素の読み取り範囲を調節するステップと、を含み；
   前記渦巻き状アンテナは、第１の区分および第２の区分を有し、前記磁界ループアンテナは、前記渦巻き状アンテナの前記第１の区分と前記第２の区分との間に位置付けられ；
   前記磁界ループアンテナは長方形であり、該長方形のうちの一つの長辺の両端で前記渦巻き状アンテナの第１の区分および第２の区分と電気接触し、
   前記集積回路は、前記長方形の磁界ループアンテナの前記一つの長辺の対辺である長辺に配置される；
   方法。
7. 前記ＲＦＩＤ構成要素は、前記ＲＦＩＤ構成要素が前記読み取り範囲内にある時、有効化が可能である；
   請求項６に記載の方法。
8. 前記渦巻き状アンテナの前記第１の区分および前記第２の区分は、それぞれ対応する画定された面積を有し、前記磁界ループアンテナは、対応する画定された面積を有し、前記渦巻き状アンテナの前記第１の区分、前記渦巻き状アンテナの前記第２の区分、および前記磁界ループアンテナの前記画定された面積は、実質的に等しい；
   請求項６に記載の方法。
9. 前記渦巻き状アンテナの前記第１および前記第２の区分の電流は、同一方向に流れる；
   請求項６に記載の方法。
10. 前記磁界ループアンテナは、近距離場磁場Ｈアンテナである；
    請求項６に記載の方法。
11. ＥＡＳ／ＲＦＩＤ組み合わせセキュリティタグにおいて使用するためのＲＦＩＤアンテナインレイであって、前記ＥＡＳ／ＲＦＩＤセキュリティタグは、ＥＡＳ構成要素と、ＲＦＩＤ構成要素と、前記ＥＡＳ構成要素と前記ＲＦＩＤ構成要素との間に位置付けられるスペーサ要素と、を有し、前記アンテナインレイは：
    第１の区分および第２の区分を有する内向きの渦巻き状アンテナと；
    前記渦巻き状アンテナにカップリングされ、前記渦巻き状アンテナの前記第１の区分と前記渦巻き状アンテナの前記第２の区分との間に位置する磁界ループアンテナと；
    前記磁界ループアンテナにカップリングされる集積回路とを含み；
    前記スペーサ要素は厚みを有し、前記スペーサ要素の前記厚みは、前記ＲＦＩＤ構成要素の読み取り範囲を調節するように構成可能であり；
    前記磁界ループアンテナは長方形形状であり、該長方形のうちの一つの長辺の両端で前記渦巻き状アンテナの第１の区分および第２の区分と電気接触し、
    前記集積回路は、前記長方形の磁界ループアンテナの前記一つの長辺の対辺である長辺に配置される；
    ＲＦＩＤアンテナインレイ。
12. 前記渦巻き状アンテナの前記第１の区分、前記渦巻き状アンテナの前記第２の区分、および前記磁界ループアンテナは、それぞれ画定された面積を有し、前記渦巻き状アンテナの前記第１の区分、前記渦巻き状アンテナの前記第２の区分、および前記磁界ループアンテナの前記画定された面積は、実質的に等しい；
    請求項１１に記載のＲＦＩＤアンテナインレイ。
13. 前記ＲＦＩＤ構成要素は、前記ＲＦＩＤ構成要素が前記読み取り範囲内にある時、有効化が可能である；
    請求項１１に記載のＲＦＩＤアンテナインレイ。
14. 前記渦巻き状アンテナの前記第１および前記第２の区分の電流は、同一方向に流れる；
    請求項１１に記載のＲＦＩＤアンテナインレイ。
15. 前記磁界ループアンテナは、近距離場磁場Ｈアンテナを有する；
    請求項１１に記載のＲＦＩＤアンテナインレイ。

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