JPH06123773A - 無線周波数識別装置及び該装置の製造方法並びに該装置を用いた探知システム - Google Patents

無線周波数識別装置及び該装置の製造方法並びに該装置を用いた探知システム

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JPH06123773A JP5169774A JP16977493A JPH06123773A JP H06123773 A JPH06123773 A JP H06123773A JP 5169774 A JP5169774 A JP 5169774A JP 16977493 A JP16977493 A JP 16977493A JP H06123773 A JPH06123773 A JP H06123773A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 物品等の存在及び位置を確認,追跡する非接
触型の新規なRF識別装置を得る。 【構成】 ICチップ160は、保管もしくは輸送中の
物品又は人に関するデータをエンコードし、次に該デー
タを操作者からの信号によって遠隔地に伝送するシステ
ム及び博膜バッテリーを備える。また、データを受信し
て該データを分類する制御論理回路174を介してデー
タをメモリ回路178に伝送するRF受信回路と、蓄積
されたデータを遠隔地の操作者に伝送するためメモリ回
路178に接続されたRF送信回路164とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、無線周波数(RF)識
別装置並びに人間もしくは物品及び輸送や保管中の物品
に関するデータを追跡するための探知システムに関す
る。特に、本発明は郵便切手の寸法かそれより小さい寸
法のRF識別装置の製造方法に関する。また、本発明
は、離れた位置で該装置と操作者との間での新規なデー
タ処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、無線周波数識別(RFID)の分
野では、伝送システムは、タバコのパッケージ寸法の如
く比較的に大きな装置を用いていた。該装置は、一般に
ハイブリッド回路製造技術を用いて作られていた。この
比較的大きな電子装置は、鉄道車両に取付けられてRF
信号の反射を利用してその車両の位置及び動きを監視し
ていた。
【0003】また、より小さな受動的なRF識別装置
は、自動車の追跡や自動車による輸送の分野で用いられ
てきた。この装置は、反射を利用したものであり、アム
テック社(Amtech Inc.)(テキサス州ダラ
ス)によって開発された。しかしながら、この反射型の
RF識別装置は、アンテナのインピーダンスを調節しな
ければ動作せず、しかも動作にあたって大きな駆動力を
必要とし、しかも限られたデータのみしか制御すること
ができなかった。
【0004】従って、該装置が比較的に大きく、また高
価であるが故に郵便物の位置の確認や追跡を行なう郵便
サービスの分野とか、飛行機の手荷物の取り扱いや輸送
のような分野における比較的に小さな物品の保管や輸送
に適していなかった。
【0005】このため、従来の輸送の追跡とか在庫品の
管理を行なう分野においては、バーコードやOCR技術
がよく使用されてきている。しかしながら、これらバー
コードやOCR装置の使用は、作業に重労働を伴い、し
かも物品を操作するために多くの作業者を必要とし、及
び/又は輸送されてきた物品がその最終到着地に着く前
にそれらのバーコードを読み取るためにバーコード読取
り装置を必要としていた。この、バーコード読取り装置
や、OCR装置は、高価であり、必然的にその装置の数
は制限され、よって、作業に時間がかかっていた。さら
に、バーコード読取装置やOCR装置は、読取りの信頼
性も欠けていた。
【0006】また、動物の追跡やプラント類の監視の分
野において、受動的なRF識別装置が、ヒューズ/ID
I/デストロン(Hughes/IDI/Destro
n)社(カリフォルニア州アービン)によって開発され
た。該装置は、フェライトコアにコイルを巻付けたもの
で構成されている。該装置は、9インチの非常に限られ
た範囲内でしか使用できず、かつ非常に限られたデータ
しか取扱うことができず、さらにユーザがデータを書換
えることができないものであった。さらに、能力に限界
があり、動作速度も遅かった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
のRFID、OCR並びにバーコードによる物品の追跡
並びにデータ処理システムの欠点を解消した新規なR
F、識別装置及びその製造方法並びに探知システムを提
供することにある。この発明は、飛行機の手荷物輸送,
郵便サービス,在庫管理の分野についての実施例を記述
したが、この分野に限られず種々の分野においても適用
可能である。
【0008】上述の目的を達成するために発明者らは新
規な無線周波数(RF)識別装置並びに互いに離れたR
FID装置と操作者との間でデータの伝送を行なうため
のデータ処理システムを開発した。この新規な装置は、
切手の寸法に比べて幾分大きな一辺が約1インチの四角
形形状で厚さは0.03インチ程度である。この装置
は、集積回路(IC)チップを備えており、該チップは
硬い又は柔軟性のある薄膜シート材で囲繞される。IC
チップは、ほぼ1平方インチのパッケージ内に実装され
る。このシート材は、その裏面に接着材を備えており、
この接着材を用いて該装置が物品の外面もしくはプリン
トされたラベルに取付けられる。ICチップは、論理回
路を作動させるための受信回路と、識別番号,所有者
名,出発点,重さ,大きさ,道順,目的地等の入力デー
タを復号し、かつ該データを蓄えるためのメモリ回路と
を備える。メモリ回路は、PROMs,EPROMs,
EEPROMs,SRAMs,DRAMs及び強誘電メ
モリからなるが、これらに限定されるものではない。ま
た、ICチップは、メモリ内のデータの取出しを求めて
いる人にその必要データを伝送するための送信回路を備
える。RFアンテナは、薄膜シート部材の中、もしくは
その上に所定の形状で作られ前記ICチップに近接して
配設される。なお、このアンテナの厚さは、約30ミル
である。ICチップは、バッテリーに接続されており、
このバッテリーによって該チップは作動する。該チップ
は、輸送中もしくは保管の間駆動しないように非起動モ
ードを作り出す回路を備えており、電力の消費をおさえ
るようになっている。
【0009】かくして、出発点,目的地,もしくは輸送
中で1人の操作者でもって該ICチップ内にデータをコ
ンコードでき、また遠隔地から該チップに信号を送って
チップを呼び起こすことができる。このように、何人も
の人手を必要としないで該チップを作動させることがで
きる。本発明の好ましい実施例において、受信及び送信
集積回路は、スペクトル拡散モードで、かつ200MH
z〜10GHz、好ましくは800MHz〜8GHzで
作動する。これは、ノイズ信号源、マルチパス、あるい
は周囲から反射されてくる放射線による誤動作又は不適
切な作動を避けるためである。
【0010】従って、本発明の目的は、新規なRFID
装置及びその製造方法を提供することにある。本発明の
他の目的は、人又は保管もしくは輸送中の物品を追跡す
るために1チップ内にRF送信及び受信回路を備えた新
規なRFID装置及び該装置を用いた探知システムを提
供することにある。本発明の他の目的は、ハイブリッド
回路,RFID付札,バーコード,バーコードリーダ,
OCR,並びにノイズ等のないクリーンな作動環境によ
らない新規な電子装置を提供することにある。本発明の
他の目的は、集積回路及び実装技術を用いて作られる新
規な電子装置を提供することにある。本発明の他の目的
は、高歩留で、かつ高価格/高性能で信頼性が高く、か
つ経済的に優れた新規な電子装置を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、データ書き込み可能で5フィ
ート以上離れた伝送距離を有する新規なFRID装置を
提供することにある。本発明の他の目的は、FRID装
置を製造する新規な製造方法を提供することにある。本
発明の他の目的は、高速自動化を可能にしたFRID装
置の新規な製造方法を提供することにある。本発明の他
の目的は、FRID装置をテープ形状,リール形状,扇
状に折りたたまれた形状,もしくはシート形状で顧客に
供給できるような新規な製品の迅速な取扱い方法を提供
することにある。本発明の他の目的は、バッテリーを使
用せずにRFコイル及びコンデンサを用いて駆動される
新規なRFID装置を提供することにある。このような
装置は、ここでは「受動的な」装置として記載されてい
る。この「受動的な」という語は、バッテリーを使用し
ないことのみを言う。ICチップの電子回路は、RFコ
イルとコンデンサとの組合せで駆動される。本発明の他
の目的は、物品,動物,人間及びそれらの正確な位置の
存在を探知する新規な方法を提供することにある。本発
明の他の目的は、物品,人間の存在及び位置の探知を従
来の小型カード,磁気カード,バーコードや他の接触型
の電子機器に替わる非接触型の探知方法を提供すること
にある。この新規な探知方法は、ポケットからカードを
取り出す必要がなくなり、また建物のセキュリティ区域
に入る前にカードをカードリーダに通す必要がなくなる
など時間の節約になる。本発明の他の目的は、小包や郵
便物の郵便分野,飛行機分野,在庫管理,セキュリテ
ィ,浪費,人事等の管理分野など多様な分野で問題点を
解消できる新規な電子装置及び伝送システムを提供する
ことにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のRF識別装置
は、堅い又は柔軟な薄膜支持部材と、該支持部材上に設
けられたICチップと、該チップ内に組込まれ、もしく
は該支持部材の所定の位置に該チップに近接して配設さ
れたアンテナとを備え、前記ICチップは、保管もしく
は輸送される物品に関するデータを受信して符号化する
ための回路と、この保管もしくは輸送されるデータを読
み取り、このデータを遠隔地の操作者に伝送するための
回路とを備える。
【0012】該装置において、ICチップと薄膜バッテ
リーは支持部材上に配設されており、これら部品は、カ
バー部材で密閉される。この密閉された状態でICチッ
プは、2つのバッテリーと直列に接続される。支持部材
とカバー部材は、バッテリーとICチップとを電気的に
接続するための導電性パターン層を備える。ICチップ
と、アンテナとは導電部材で接続される。ICチップ
は、物品の輸送中又は保管の間、非起動モードに切り換
える回路を備える。また、ICチップ内の受信及び送信
回路は、ノイズ信号源や周囲から反射されてくる放射線
等の障害源よりICチップが誤動作もしくは不適切な動
作をすることを避けるためスペクトル拡散モードで作動
される。また、該装置の裏側面は、該装置を輸送もしく
は保管される物品に取付けるために接着部材を備える。
また、アンテナ,バッテリー,キャパシタ及びインダク
ターは、1チップ内にモノリシック構造で製造すること
も可能である。さらに、アンテナは、電気的にICチッ
プに接続されており、このICチップは支持部材の接点
にフリップチップボイディングによって電気的接続がな
される。
【0013】
【作用】送受信及びメモリ機能を備えたICチップと、
該チップの駆動源と、アンテナとをパッケージに収納し
て、RFID装置が作られているので、物品等に関する
種々のデータをアンテナを介してICチップの受信手段
に送り、その出力をメモリに蓄積しておき、必要に応じ
てメモリ内のデータを呼び出して送信手段,アンテナを
介して遠隔地でそのデータを必要とする操作者に供給す
ることができる。これによって小型のRFID装置を作
ることができ、しかも迅速で容易に、かつ正確に物品等
の存在及び位置を追跡することができる。
【0014】
【実施例】図1は、本発明によるRF識別装置の製造工
程図を示し、該製造工程は、9つの工程からなってい
る。これら工程は、以下の図2,図3及び図4A〜4D
で詳述される。まず、第1工程10において、回路パタ
ーンが、基板上に形成される。この基板は、好ましく
は、ポリエチレン及び/又はポリ塩化ビニリデン(PV
DC)のようなバリア材とポリエステルのようなポリマ
ーのフィルムとを張り合わせて作られる。第2工程12
において、回路パターンは硬化される。基板に導電性エ
ポキシ部材が塗布される。第3工程14において、IC
チップが基板上に配設される。第4工程16において、
2つのバッテリーが、基板上に配設される。これらのバ
ッテリーを垂直方向に積み重ねて、電気的直列もしくは
並列接続を構成するようにしてもよい。第5工程18に
おいて、エポキシ部材は硬化される。第6工程20にお
いて、硬化材がカバー部材に加えられる。第7工程22
において、後部バッテリーエポキシ部材がカバー部材に
塗布される。そして基板は、半分に折り曲げて上部カバ
ーを形成する。第8工程24において、エポキシ部材
は、硬化される。第9工程26において、パッケージは
密封される。
【0015】図2は、本発明の一実施例によるRFID
装置の付札を示す斜視図であり、該図において、RFI
D付札は、支持基板30を有し、集積回路(IC)チッ
プ32が該基板30上の端部付近に配設される。ICチ
ップ32は、ダイポールアンテナに接続される。このア
ンテナは、ICチップ32から横方向に延びる一対の導
電性片34,36からなる。これら導電性片34,36
は、支持基板30の上面にスクリーン印刷で形成され
る。一対の長方形形状のバッテリー38,40は、支持
基板30の上に配設され、かつICチップ32に近接し
て配設される。この2つのバッテリー38,40は、I
Cチップ32を駆動するために以下に記載する方法で電
気的に直列接続される。次に、図2に示す該装置におい
て、パッケージは、外側、もしくは上側のカバー部材4
2を折り曲げ、そして該部材を支持基板30の露出した
縁面で固着して密閉されて作られる。接続部50は、カ
バー部材42の内側の一部に導電性エポキシ部材を設け
て構成されており、カバー部材42が支持基板30上を
覆うように折り曲げられると、該接続部50によりバッ
テリー38と40とは電気的に直列接続される。ICチ
ップ32は、その中に伝送回路,メモリ回路,制御回
路,論理回路及び受信回路を有しており、そしてバッテ
リー38と40によって、操作者へのデータの伝送及び
操作者からデータの受信の間、電力が供給される。この
ようにしてRFID装置は、取付けられた物品,動物,
もしくは人に関する種々の上述したデータ及び識別パラ
メータを操作者へ提供する。
【0016】図3は、支持基板30とカバー部材42の
平面図である。該支持基板30とカバー部材42は、R
FID装置の製造の第1工程で交差線44で接合されて
いる。ダイポールアンテナ片34,36は、ICチップ
32の各側面から延出して設けられる。導電性片46,
48は、ICチップ32とバッテリー38,40とを接
続する。導電性片50は、上部カバー42の内側面に設
けられる。その結果、カバー42が、交差線44で18
0度折り曲げられると、上部カバー42の外縁部52と
支持基板30の外縁部54とが固着される。一方、導電
性片50は、導電性エポキシ材によってバッテリー3
8,40と結合されてバッテリー38,40は電気的に
直列に接続される。さらに、導電性片50及び導体片4
6,48によりICチップ32、バッテリー38,40
は、電気的に直列接続される。
【0017】図4A〜4Dは、図3の4A〜4D線断面
図であり、図4Aは、支持基板30に導電性エポキシ部
材56によってICチップ32を結合させた断面図を示
している。導電性片48は、支持基板30の上面に形成
されている。この図は、図1の製造工程図の工程10,
12及び14に相当する。図4Bは、図2で示された位
置に配設されたバッテリー40が、導電性片48の上面
に設けられた導電性エポキシ部材によって導電性片48
と結合された断面図を示している。この図4Bは、図1
の製造工程図の工程16と18に相当する。図4Cは、
硬化材58がICチップ32の上面及び側面に設けられ
た断面図を示している。硬化材58は、完成されたパッ
ケージに望ましい硬度を与えるために「グローブ−トッ
プ(glob−top)」エポキシ材のような絶縁性材
料からなることが好ましい。この図4Cは、図1の製造
工程図の工程20に相当する。導電性エポキシ部材は、
導電性片50の各々の隅に設けられる。導電性エポキシ
部材を備えたカバー部材42は、バッテリー38,40
及び支持基板30上を覆うように折り曲げられる。この
後、カバー部材は加熱され硬化される。このようにし
て、図4Dに示された形状の密閉されたパッケージが形
成される。この図は、図1の製造工程の工程22,2
4,26に相当する。
【0018】図5A及び図5Bは、本発明の他の実施例
によるRFID装置を示す斜視図であり、該図におい
て、RFID装置は、バッテリー60とICチップ64
の下に配設されたコンデンサ62との組合せで構成され
る。バッテリー60は、支持基板68の上面66に設け
られている。互いに平行なプレート状コンデンサ62
は、バッテリー60の上面とICチップ64の下面との
間に配設される。コンデンサ62とバッテリー60との
電気的な接続を容易にするために、コンデンサ62は、
左側に露出面を有し、またバッテリー60は露出面67
を有する。図5A及び図5Bにおいて、コンデンサ62
の露出面65は、左側に、またバッテリー60の露出面
67は右側にそれぞれ設けられている。符号70,7
2,74及び76はアンテナ線であり、該アンテナ線
は、2つのダイポールアンテナを構成している。アンテ
ナ線70,72,74,76は、ICチップ64の相対
する各隅でICチップに接続されている。このアンテナ
線70,72,74,76は、ICチップ64の隅から
X字方向へ延出して設けられている。上部ポリマーのカ
バー部材77は、支持基板上66上に配設されている全
ての部品を覆って密閉する。
【0019】図6A〜6Eは、図5Aの6A−6E線の
断面図であり、図6Aにおいて、基板78は、PVDC
のような比較的に不浸透性の材料と第1の、すなわちポ
リエステル又はポリエチレンのようなポリマー部材を積
層してなる。基板78は、その底面に適当な接着フィル
ム80を備える。この接着フィルムは、装置の使用の際
に装置を取付けるために用いられる。バッテリーの基板
78上面への接続及び取付けは、バッテリー60とコン
デンサ62との間及びコンデンサ62とICチップ64
との間に設けた導電性エポキシ部材94(図6B)を用
いて行なわれる。
【0020】図6Bにおいて、薄膜バッテリーは、互い
に平行なプレート84と86とからなり、該バッテリー
は、基板78上に設けられる。また、コンデンサは互い
に平行な2枚のプレート90と92とからなり、該コン
デンサは、導電性エポキシフィルムを用いてバッテリー
84上に押圧して取付けられる。コンデンサ62の下側
プレート92は、ICチップ96とバッテリー60及び
コンデンサ62の電気的な接続を容易にするため上側プ
レート90より横方向に幾分大きく作られている。ここ
でICチップ96は図5Aおよび図5BのICチップ6
4に対応している。ICチップ96は、導電性エポキシ
部材98を用いて上側プレート90に押圧して取付けら
れて、導電性フィルム98とICチップ96との電気的
な接続を形成する。RFICチップ96の底面は、この
後の接続を容易にするため金属部材を備える。この製造
工程において、積層された基板の密閉を高めるためエポ
キシ部材は加熱,硬化処理もしくは金属のアニール処理
が行なわれる。
【0021】図6Cにおいて、符号100は第2の絶縁
層であり、該絶縁層100は、バッテリー/コンデンサ
/ICチップからなる積層体を覆って設けられる。該絶
縁層100は、開口部102,104,110,112
を備え、該開口部は導電性ポリマー部材を設けるための
ものである。このポリマー層100に予め形成された開
口部102,104,110及び112は、バッテリ
ー,コンデンサ並びにRFIDチップ96の上部に設け
られた接続孔とそれぞれアライメント形成されている。
この第2のポリマー層100は、通常の加熱もしくは接
着手段を用いて基板78に取付けられ、密封が形成され
る。
【0022】図6Dにおいて、導電性ポリマー部材10
8は、第2のポリマー層100の下側に形成された開口
部102と104内に設けられ、かつ、その上側に形成
された開口部110と112内に延在してRFIDチッ
プ96の上面と電気的な接続を行なう。この導電性エポ
キシ部材108は、押印機又はミルクスクリーン技術を
利用して形成され、第2のポリマー層100の上面に設
けられる。導電性エポキシ部材108はICチップ96
からデュアルダイポール形状に延出する図5A,図5B
に示したアンテナの最も深い部分を形成する。なお、図
5Aに示されているアンテナは、図6A〜6Eの破断断
面図に表わされていない。ここでエポキシ材を硬化する
ために加熱することは任意である。
【0023】図6Eにおいて、第3のポリマーの絶縁層
114は、第2のポリマーの絶縁層100の上面、及び
導電性エポキシポリマーのRFアンテナ108の露出し
た上面を覆って延出している。この第3のポリマーの絶
縁層114は、熱もしくは接着シールを用いて第2の絶
縁層100上に固着される。この上部のポリマー絶縁層
114は、装置の最終の密閉を形成する。
【0024】図6Eに示す該装置が完成された後、該装
置は巻上げリール(図示せず)に備えられる。この巻上
げリールは、長い3本のポリマーフィルム78,10
0,114を備えており、該フィルムに多量の該装置が
収納される。新規な特徴はRFID装置を通常のテープ
やリールの形で容易に顧客に供給することができ、さら
に本製造工程を高速に自動化できるばかりでなく、迅速
な使用を可能にすることにある。これら装置の多くは、
テープに連続して設けられているので、顧客は、物品に
取付ける時に1つの装置ごとに切断して使用する。ま
た、この装置は大きなシートに製造され、この大きなシ
ートごと輸送されて後で顧客によって切断するようにし
てもよい。
【0025】図7は、本発明のさらに他の実施例による
デバイスを示す断面図であり、該図において、バッテリ
ー118及びコンデンサ120のICチップ96への電
気的接続は、基板78の表面と同一平面にバッテリー1
18とコンデンサ120とを配設することによって行な
われる。バッテリー118の下側プレートは導電性エポ
キシ層128を介してICチップ96の上側面に接続さ
れ、一方コンデンサ120の下側プレートは、導電性エ
ポキシ層128を介してICチップ96の上側面に接続
される。小さな空間部126は、バッテリー118とコ
ンデンサ120とを電気的に分離するために設けられ
る。さらに、導電性エポキシ層128は、中間のポリマ
ー層100の左側開口130とその下方側開口132と
の間に延在されて設けられる。図6A〜6Eにおいて、
第3の外側ポリマー層114は、中間のポリマー層10
0の上側面上を延在して設けられる。また、導電性ポリ
マー層128は、図7の交差して形成されたアンテナに
接続される。図7のアンテナは、ポリマー層78,10
0及び114によって密閉される。バッテリーとコンデ
ンサは、支持基板上で並設される。
【0026】図8は、本発明のさらに他の実施例による
装置を示す斜視図であり、該図において、ICチップ1
38は支持基板140の上面の中心に配設されており、
そして2つの三角形状のバッテリー142と144に電
気的に接続される。バッテリー142と144は、IC
チップ138と直列に接続される。保護カバー部材14
6は、上述した製造工程を用いてバッテリー142と1
44、及びICチップ138の上面を覆うように設けて
これら部品を密閉する。バッテリー142と144の全
体表面は、ちょうネクタイ形状のアンテナ構造として用
いられる。さらに、バッテリー142と144は、IC
チップ138に直列に接続されてICチップ138を駆
動する。すなわち、バッテリー142と144は、電源
とアンテナ構造を提供し、よって、ICチップとの接点
数を最小にすることができる。
【0027】図9は、本発明のさらに他の実施例による
受動的な、すなわちバッテリーを有しない装置を示す斜
視図であり、該図において、該装置は、バッテリーを備
えておらず、そのかわりにICチップ150の下方にコ
ンデンサ148を配設している。このコンデンサ148
は、ICチップ上の通常のRFチャージ回路(図示せ
ず)よってコンデンサ148を所定期間再チャージした
後、ICチップ150を駆動する。コンデンサのエネル
ギーは、遠隔源から供給される。図9の装置は、コンデ
ンサ148のRFチャージ信号を受信するための第1の
ループアンテナ122と、ICチップ150へデータを
伝送し、そして、ICチップ150からデータを受信す
るための導電性片154と156からなるダイポールア
ンテナとを備えている。このコンデンサ148とICチ
ップ150は、上述の実施例と同様に支持基板157と
上部カバー部材158との間に密閉されて設けられる。
【0028】図10において、160は、ICチップ1
38,150の活性領域を表わし、この新規な集積回路
トランシーバはMOSデバイスのプレーナープロセス技
術を用いて形成される。なお、そのプロセス技術は、従
来からよく知られているのでここでは詳述はしない。I
Cチップ160は、RF受信回路162とRF送信回路
164を備えており、これら回路162と164は、共
通線166を介してチップと別体で設けられたアンテナ
168に接続される。なお、このアンテナは、上述した
アンテナのいずれか1つからなる。非起動/起動回路1
70は、線171を介してアンテナ168に接続されて
おり、そしてアンテナ168から受信した信号に応答し
て作動してICチップ160内の以下に記載する他の回
路を必要に応じて作動する。受信回路162は、線17
2を介して制御論理回路174に接続され、そして制御
論理回路174の出力は、第1の出力線176を介して
メモリ回路178に供給され、また、メモリ回路178
の出力は、帰還出力線180を介して制御論理回路17
4に供給される。また、制御論理回路174の出力は、
第2の出力線182を介して送信回路164に供給さ
れ、メモリのデータを制御論理回路174を介して送信
回路164に供給する。データを符号化する動作におい
て、ID番号,名前,ルート,目的地,サイズ,重さ等
に関する受信データは、受信回路162及び制御論理回
路174を介して符号化されてメモリ回路178内に格
納される。
【0029】次に、データを呼び出す動作について説明
する。上述のRFID装置が、飛行機の手荷物もしくは
船による郵便袋の外面に取付けられると、飛行機の手荷
物係員もしくは郵便局員は、受信回路162に所有者の
ID番号,出発点,重さ,サイズ,ルート,目的地等の
情報に関するデータをRF伝達リンクを介して送る。こ
れらデータは、受信回路162で受信され、次に線17
2を通って制御論理回路174に伝達される。この制御
論理回路174は、このデータを既知の方法で区分けを
行ない、線176を介してそのデータをメモリ回路17
8の番地に蓄積する。このデータは、輸送のある地点で
呼び出されるまでメモリ178内に蓄積される。
【0030】例えば、船舶が目的地に着くと、作業者
は、このデータを呼び出しをして積み荷もしくは手荷物
が、できるだけ早く所定の受取人の手に確実にかつ効果
的に渡るようにするために該装置を操作する。操作者は
目的地で操作信号をRFIDチップ160に送る。ここ
で、該信号は、アンテナ168で受信され、まず非起動
/起動回路170に入力される。該回路170は、非起
動モードから図10の回路を呼び起こす。そして、受信
回路162は、この受信データを処理して線172を介
して制御論理回路174に送る。同時に操作者は、図1
0の回路構成で非起動/起動回路170を備えていない
以外は同じ回路構成を有する操作用電子装置を操作す
る。
【0031】今、図10の各回路の全てが動作した状態
で、船積みされた物品の上述した6種類のデータが、メ
モリ回路から呼び出され、そして、この呼び出されたデ
ータは線180に出力されて制御論理回路174を介し
て送信回路164に入力される。よって、送信回路16
4は、このデータを操作者に送信する。図10の受信回
路162及び送信回路164は、(1)ダイレクトシー
ケンス、(2)周波数ホッピング、(3)パルスFMも
しくはチャープ変調、(4)パルス振幅変調、単純振幅
変調もしくは2相位相変調、を利用した時間ホッピン
グ、又は時間−周波数ホッピングなどの有用なスペクト
ラム拡散(SS)型の変調の一つを用いるスペクトラム
拡散(SS)モードの一つで動作することが好ましい。
スペクトラム拡散モードの動作そのものは既知のもので
あり、FCC規則の第15部(FCC Regulat
ions,Part 15)の周波数帯分離要求に合致
しなければならない。操作用装置(図示せず)の回路構
成は、図10のそれと基本的に同じであり、よってその
詳細は省略する。
【0032】種々の変形は、本発明の主旨及び範囲内で
可能である。例えば、種々の変形及び変更は、アンテナ
形状,バッテリー配置(バッテリーの積み重ねのよう
な)、デバイス材料,デバイスの製造工程,及び図10
のシステムブロック図で行なうことができる。さらに、
アンテナ,バッテリ,キャパシタ及びインダクターは、
デバイスと別に設けられているが、デバイスと一体形成
することもできる。したがってこれらの、またはその他
の構造上の変形は、本発明の範囲内で可能である。さら
に、上述したように、RFID装置の使用は、飛行機の
荷物(手荷物,積荷及び郵便物):郵便小包(フェデラ
ルエクスプレスや小包サービス)U.S.メール:製
造:在庫品:個人情報等に限らず広く適用される。さら
に、本発明の従属項は、新規なRFID装置及びその製
造方法のみならず、新規なRFID伝送システムや人,
動物と同様、輸送された物品とか貯蔵された物品の位置
を追跡するための操作方法にも向けられることを認識す
べきである。
【0033】
【発明の効果】送受信及びメモリ機能を備えたICチッ
プと、該チップの駆動源と、アンテナとをパッケージに
収納してRFID装置が構成されているので、RFID
装置が小型になり、しかも迅速,容易に、かつ正確に物
品等の存在及び位置を追跡することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるRFID装置の製造工
程を示すダイアグラム図である。
【図2】本発明の一実施例によるRFID装置を示す拡
大斜視図である。
【図3】図2の支持基板及びカバー部材上の導電性パタ
ーンを示す平面図であり、該図でICチップ及びバッテ
リーの位置は点線で示されている。
【図4】図3の4−4線断面図であり、かつRFID装
置の主要な4つの製造工程を示している。
【図5】(A)はICチップがバッテリー上に設けられ
た平行な板状コンデンサ上に設置された本発明の他の実
施例によるRFID装置を示す拡大斜視図である。
(B)は(A)のバッテリー/コンデンサ/ICチップ
構造を示す破断拡大斜視図である。
【図6】図5の6−6線断面図であり、かつ図5のRF
ID装置の主要な5つの製造工程を示している。
【図7】本発明の他の実施例によるRFID装置を示す
断面図であり、該図においてバッテリー及びコンデンサ
は、支持基板上で並設されている。
【図8】本発明の他の実施例によるRFID装置を示す
一部破断斜視図であり、該図においてバッテリーはちょ
う結び形状をしており、その表面全体がアンテナの機能
を果たす。
【図9】本発明の他の実施例による受動型のRFID装
置を示す一部破断斜視図であり、該図において、バッテ
リーは取除かれており、さらにコンデンサは、ICチッ
プを駆動するため外部から周期的にチャージされる。
【図10】ICチップ内蔵RFID装置及び該チップを
操作するための操作装置の信号処理回路を示すブロック
図である。
【符号の説明】
30,78,140,157 支持基板 32,64,138,150 ICチップ 38,40,60 バッテリー 42,77,146,158 カバー部材 34,36,70,72,74,76,142,14
4,168,156 アンテナ 162 受信回路(手段) 164 送信回路(手段) 170 起動/非起動回路 174 制御論理回路 178 メモリ回路(手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・アール・タトル アメリカ合衆国、87048 ニューメキシコ 州、コラレッツ、メドウラーク・レーン 1516

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージと、該パッケージ内に密閉さ
    れて設けられた集積回路(IC)チップ(32)と、該
    ICチップ(32)に接続された薄膜バッテリー(3
    8,40)と、該ICチップ(32)に接続されたアン
    テナ(34,36)とを備え、前記アンテナは、モノポ
    ールアンテナ(168)、ダイポールアンテナ(34,
    36)、ループアンテナ(156)、デュアルダイポー
    ルアンテナ(70,72,74,76)及び前記バッテ
    リーの表面で構成されるアンテナ(142,144)か
    らなる群から選ばれてなる無線周波数識別装置(RFI
    D)。
  2. 【請求項2】 前記集積回路は、保管されもしくは輸送
    される物品に関するデータを受信する手段(162)
    と、該データを蓄積する手段(178)と、前記データ
    を操作者の操作によって遠隔地に送信するための手段
    (164)とを備えることを特徴とする請求項1記載の
    無線周波数識別装置。
  3. 【請求項3】 前記ICチップは、制御論理回路(17
    4)と、該制御論理回路(174)に接続されたRF受
    信回路(162)と、前記制御論理回路(174)の出
    力に接続されたメモリ回路(178)と、前記制御論理
    回路(174)に接続された送信回路(164)とを備
    え、かくして、入力データ信号は、RF受信回路から前
    記制御論理回路を介してメモリ回路に供給され、一方出
    力データ信号は、前記メモリ回路から前記制御論理回路
    を介して前記送信回路に供給され、そして前記メモリ回
    路に蓄積されたデータを遠隔地の操作者に送信すること
    を特徴とする請求項2記載の無線周波数識別装置。
  4. 【請求項4】 前記ICチップは、誤動作及び不適当な
    動作を避けるためにデータとスペクトル拡散モード処理
    する手段(162,164)を備えることを特徴とする
    請求項3記載の無線周波数識別装置。
  5. 【請求項5】 前記ICチップは、活性化及び非活性化
    を選択的に行なうための起動/非起動回路(170)を
    備えることを特徴とする請求項4記載の無線周波数識別
    装置。
  6. 【請求項6】 請求項1記載のRFID装置を用いて物
    品,動物もしくは人間の存在及び/又は位置の探知シス
    テムであって、(a)物品,動物もしくは人間に関する
    データを受信し、かつ送信する機能を有するICチップ
    を備えた付札(30)を前記物品、動物もしくは人間に
    取付ける工程と、(b)前記物品、動物もしくは人間を
    予め決められた地域へ移動させる工程と、(c)前記予
    め決められた地域から操作信号を起動/非起動回路(1
    70)に入力し該回路を起動してICチップ(32)を
    活性化する工程と、(d)前記ICチップから操作者に
    識別データ及び位置データを伝送し、物品,動物もしく
    は人間の存在及び位置を探知する工程と、を具備するこ
    とを特徴とする探知システム。
  7. 【請求項7】 周囲の環境、操作者側の送信出力及び前
    記RFID装置の送信出力によって決定される範囲内に
    存在することを決定するために前記RFID装置の送信
    を用いる工程を含むことを特徴とする請求項6記載の探
    知システム。
  8. 【請求項8】 前記RFID装置の位置の追跡に有用な
    方向性及び距離データを得るために前記RFID装置の
    送信を用いる工程を備えることを特徴とする請求項6記
    載の探知システム。
  9. 【請求項9】 前記ICチップ(32)は、名前,識別
    番号,サイズ,重さ,順路及び目的地からなる群から選
    ばれた情報を備えたデータを初期符号化する工程を含む
    ことを特徴とする請求項6記載の探知システム。
  10. 【請求項10】 前記ICチップ(32)は、該ICチ
    ップの移動の間で操作者に位置データを伝送するため、
    X及びY座標位置を追跡する手段を備えることを特徴と
    する請求項9記載の探知システム。
  11. 【請求項11】 (a)薄膜支持基板と、該基板上に設
    けられた集積回路チップ(32)と、該支持基板上の所
    定の範囲内で前記チップに近接して配設されたアンテナ
    (34,36)とを備え、(b)前記ICチップは、保
    管されもしくは輸送される物品に関するデータを受信す
    るための信号受信手段(162)及び該データを符号化
    するための手段(178) (c)及び操作者から適切な操作信号を受信して前記蓄
    積されたデータを遠隔地に伝送するための送信手段(1
    64)とを備えたことを特徴とする無線周波数識別装
    置。
  12. 【請求項12】 前記ICチップは、該チップを駆動す
    るための薄膜バッテリー(38,40)に接続されてい
    ることを特徴とする請求項11記載の無線周波数識別装
    置。
  13. 【請求項13】 前記ICチップは、ノイズ信号源や大
    気中から反射されてくる放射線による誤動作もしくは不
    適切な動作を避けるために前記受信回路及び伝送回路を
    スペクトル拡散モードで動作させるための手段(16
    2,164)を備えることを特徴とする請求項12記載
    の無線周波数識別装置。
  14. 【請求項14】 前記支持基板は、その外側表面に前記
    装置を物品に取付けるための接着部材(80)を備える
    ことを特徴とする請求項13記載の無線周波数識別装
    置。
  15. 【請求項15】 請求項11記載のRF識別装置を製造
    する方法であって、(a)支持基板(30)を設ける工
    程と、(b)該基板上に受信及び送信集積回路(IC)
    チップ(32)を実装する工程と、(c)前記支持基板
    (30)上に設けられたカバー部材(42)で前記集積
    回路チップ(32)、バッテリー(38,40)及びR
    Fアンテナ(34,36)を囲繞し、かつ前記チップ
    (32)と電気的な接続を形成する工程とを具備するこ
    とを特徴とする製造方法。
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