JPH10171951A - 物の真正を証明するターゲットおよびそのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲に利用可能な物の無線周波数自動識別
システムを提供する。 【解決手段】 情報はターゲットの無線周波数応答特
性、例えば共振子の共振周波数、そして／又は共振子の
ターゲット内に於ける空間位置等に従ってターゲットの
属性とされる。共振子は薄双極子を含み、この双極子は
プラスチックフィルム基板に金属処理を施して形成され
る。所定の符号化システムに従って情報を符号化する位
置に配置した共振子を有するターゲットを作成して情報
はターゲットの属性とされる。また、共振子をランダム
に配置し、翻訳コードを適用して無線周波数情報を特定
書式の特定情報に変換する。システムに使用する読込装
置は、無線周波数発生源によって照射される放射孔の近
フィールドに於けるターゲットの無線周波数応答特性を
読む。無線周波数読込可能情報で符号化されるアイテム
には書類、クレジットカード、及びコンピュータディス
ケットが含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は物、例えばドキュメ
ントの真正を証明するターゲットおよびそのシステムに
関し、特に、無線周波数信号を用いてアイテムの自動識
別する自動識別システムに用いられる無線周波数応答性
材料の製造、この材料を用いた無線周波数応答性ターゲ
ット、及びそうしたターゲットを用いたアイテムの自動
無線周波数識別を行うシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動識別システムはコンピュータシステ
ムへのデータ入力や、設備の動作制御に幅広く利用され
ている。無線周波数で動作するシステムは、識別対象の
非接触自動識別とか、識別対象とセンサ間の視線交信が
許されない時の自動識別によく利用される。無線周波数
自動識別（RF/AID）システムは、一般にトランスポンダ
として働く“ターゲット”にその動作の基礎を置いてい
る。無線周波数質問信号を受信したとき、ターゲットは
検出可能な無線周波数応答信号を発生して、それに応答
する。そうしたターゲットは識別対象に取り付けられる
タグとか、ラベルの形を取ってきた。本願の説明で用い
ている用語“ターゲット”とは、識別対象に対して添
付、印刷、填め込み、又はその他の方法で組み合わせた
無線周波数応答性手段を言う。また、本願の説明では
“無線周波数”と言う用語を使用しているが、これは自
動識別で最も頻繁に使用されているのは電磁スペクトル
の領域であるからであって、本願は如何なる電磁放射も
含むものであると理解できる。

【０００３】自動識別システムは、人、動物、位置、及
び物のモニターと言った広い範囲にわたる色々な仕方で
現在も使用され、これからもその利用が考慮検討されて
いる。斯うした自動識別の適用例としては、材料の自動
保管、取り出しと言った材料管理、荷物の仕訳、輸送等
の荷物管理、レンタカー又はその盗難、再販防止等の資
産管理、施設への容易な接近制御又は患者輸送のための
人の識別、及び動物に対する自動給飼のための動物識別
等が含まれる。

【０００４】現在利用できるRF/AIDシステムが、それ自
身の利用を制限している大きな特質の一つは、ターゲッ
トのコストにその本質がある。このターゲットのハイコ
ストを是認できる状況とは、購入されたアイテムに付い
ていたターゲットを取り外して、そのターゲットを他の
アイテムに付けて再使用が効く場合、識別対象アイテム
が高価であるとか、重要である場合、及び何らかの効果
的な制御システムがないためアイテムが濫用されそうな
場合である。RF/AIDシステムの利用を制限しているもう
一つの特質は、ターゲットの大きさである。通常、ター
ゲットには数インチの長さがあり、これが識別対象アイ
テムが小さい場合とか、ターゲットが目立つのを望まな
い場合に、RF/AIDシステムの利用を抑制してしまう。

【０００５】これら両特質共その殆どは、RF/AIDターゲ
ットで通常使用される構造及びその動作周波数に起因し
ている。斯うしたターゲットは典型的には、無線周波数
の質問信号を受信するアンテナ、質問信号の受信を判定
する無線周波数処理手段、及びこの処理手段に応答して
ターゲットから検出可能な無線周波数応答信号を発信す
る無線周波数発信手段を含んでいる。現在の自動識別シ
ステムは典型的には可成り低い周波数で動作する。

【０００６】従来技術によるターゲットのコスト、サイ
ズ、そして限られた情報量のため、これまで現存のRF/A
ID技術が利用されてこなかった適用例の一つに、紙幣及
びクレジットカード等の金融具を含む有価証書類の識別
がある。紙幣のカラーコピーと言ったものから、本物紙
幣の変造印刷と言ったものまで、これら技術を利用した
大掛かりな紙幣の贋造は問題となっている。偽造カード
の磁気プログラミングとか、真正カードの再プログラミ
ングと言ったクレジットカード詐欺が広がりを見せてい
る。斯うしたアイテムの識別に関して現存の識別技術は
明らかに不十分である。通常の業務用のドキュメント
（書類）が何らの権利、権限もなしに複写されたり、使
用されたりすることから保護され、また原本であるか、
本物であるかの立証が可能になることが望まれるが、そ
うするための効果的手段は何ら見当たらない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述のよう
な従来技術の欠点を回避し、従来技術では成し得なかっ
た広範囲な利用に適した新たなRF/AIDシステムの提供を
その目標として目指すものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は新たな自動識別装置を提供するために有用
な幾つかの態様を含んでいる。本発明の一つの態様によ
れば、無線周波数ターゲットは複数の無線周波数に共振
する複数の共振体を含んでいる。この共振体の共振周波
数は識別データを設けるために使用される。本発明のこ
の第１態様による好適実施例では、共振体は受動固体共
振子である。特に好適な実施例では、共振体は石英クリ
スタルのような、石英ファミリーに属する材料からなっ
ており、種々望ましい特性及び形状を備えて形成され
る。

【０００９】本発明の他の態様による識別データを与え
る共振体を備えたターゲットの製作法は、共振体の共振
周波数を測定する段階を含んでいる。本発明のこの態様
による最も好適な実施例は、特定のターゲットに使用す
る共振体は、事前に測定された共振体の共振周波数に従
って選択される。本発明の更に他の態様によれば、無線
周波数の質問信号をターゲットフィールドに送信し、タ
ーゲットフィールドの応答を評価して、そのフィールド
が共振体を含むか否かを判定することによって、アイテ
ムが識別される。本発明のこの態様による特に好適な実
施例では、質問信号の周波数を変化させ、異なる周波数
に対するターゲットフィールドの応答を判定する。ま
た、本発明のこの態様による特に好適な実施例では、タ
ーゲットフィールド内のターゲットの存在又は識別は、
ターゲットフィールド応答が共振体フィールド内に存在
することを示す周波数に従って評価される。

【００１０】本発明の更に他の態様によれば、無線周波
数ターゲットは複数の共振体を含み、これらはターゲッ
ト内の空間的に弁別可能な位置に在る。共振体の空間位
置は識別データを用意するために使用され、共振体の共
振周波数も識別データを用意できるが、必ずしも必要で
はない。本発明のこの態様によれば、無線周波数の質問
信号をターゲットフィールドに送信し、ターゲットフィ
ールドの無線周数波応答を評価して、その応答が共振体
とその位置を含むか否かを判定することによって、アイ
テムが識別される。適当な共振周波数を有するターゲッ
トフィールド内の共振子の空間位置、及び恐らくその共
振子の共振周波数は、ターゲットに含まれる情報を評価
するために決定される。

【００１１】本発明の更に他の態様によれば、空間的に
弁別可能に位置付けられた共振体を有するターゲットの
種々の作成方法が提供される。その第１の方法では、タ
ーゲットの製造途中で共振体を所定の情報搬送位置に配
置して、特定の所定情報を符号化する。第２の方法で
は、ターゲット製造途中で、共振体をランダムな位置に
配置して、共振体がターゲットに置かれた位置を決定す
ることによって、後でターゲットの属性情報とする。こ
の第２の方法の好適実施例では、共振体の位置決定に基
づいて、次に自動読み込み可能な翻訳コードが発生さ
れ、これによって標準識別システムは、ランダム共振体
の位置情報と翻訳コードの情報に関して動作することに
よって、標準書式でターゲットの属性としたい情報を作
る。翻訳コードはターゲット自身に符号化されるか、又
は別に保存される。

【００１２】本発明の更に他の態様によれば、共振体の
ターゲット中の位置に関する情報を含むターゲットか
ら、情報を自動的に取得するためのシステムが設けられ
る。本発明のこの態様による好適実施例では、ターゲッ
トに質問信号を送信し、其処から応答信号を受信するた
めのトランシーバ（トランスポンダ）は、質問を受ける
ターゲット上の場所に隣接する共振絞り開口を含んでい
る。開口の周波数に近い共振周波数を有する共振体が、
質問を受けるターゲット中に存在すると、質問信号の大
きな反射が起こり、この反射信号は情報を搬送する応答
信号として容易に検出できる。本発明のこの態様による
特に好適な実施例では、トランシーバ装置は離して設け
た複数のそうした検出装置を含んでいるから、離れたタ
ーゲット位置からの情報取得が同時に起こり、識別処理
が迅速に行われる。

【００１３】本発明の更に他の態様によれば、共振体
は、ターゲットを形成する誘電体基板に印刷、填め込
み、又はその他の方法で適用された導電性構造を有して
いる。各構造の幾何学形状は、検出可能な無線周波数応
答を与える周波数を決定する。導電性構造のそうした周
波数、そして／又は空間位置はターゲットに情報を与え
る。本発明のこの態様は書類の識別に有効であり、特に
好適な実施例では、導電性構造は、通常の人が読むこと
のできる英数文字の形をした構造を含んでいる。本発明
の他の態様も含めて以下に明確に説明する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の実施形態について詳細に説明する。本発明によるシ
ステムは、バーコードシステムに於いて課される視線検
出に関する制約、磁気符号化システムに於いて課される
近距離検出に関する制約から解放された仕方で自動アイ
テム識別が可能である点では、現存のRF/AIDシステムと
同様である。本発明のシステムが現存のRF/AIDシステム
と異なる点は、小型そして／又は大きい情報密度を持つ
低コストのターゲットを用いて動作できる点である。ま
た、このシステムは遠く距離を置いたところからも、ま
た限られた狭い領域内でも動作することが出来る。本発
明による情報保持成分は、広範囲な識別対象アイテムに
容易に適用できるターゲットに形成することが可能であ
る。そうしたアイテムは、種々の低コスト質問システム
を用いた信頼の置ける識別が可能である。

【００１５】図１はRF/AIDシステムの機能要素を一般的
に示した図である。システムは無線周波数応答手段１２
に対してキャリアとして働くターゲット１０を含んでい
る。斯うしたターゲット１０はアイテムに取り付け、又
は組み込んで、無線周波数送信器２０及び無線周波数受
信器３０を含むスキャナ又は読み込み装置と称する装置
によって検出そして／又は識別される。送信器２０は、
所望のターゲットフィールドに無線周波数質問信号２６
を発生するための、アンテナ２４と結合した信号発生器
２２を含んでいる。受信器３０は信号プロセッサ３２に
結合したアンテナ３４を介して無線周波数応答信号を受
信する。信号プロセッサ３２は、アンテナ３４が受けた
応答信号に応じてターゲットフィールド内にターゲット
が存在していることを示す出力３８を発生する。この出
力３８はコンピュータ、又はその他の識別情報処理シス
テム３９に送られる。送信器２０及び受信器３０は、物
理的に単一のトランシーバユニットに組み込むこともで
き、またアンテナ２４及び３４の機能を単一アンテナに
よって間に合わせても良い。図１に図示のシステムは、
アンテナ近くのフィールド、又はアンテナから遠くにあ
るフィールド、或いはその両フィールドに在る無線周波
数応答手段を検知するように設計することも可能であ
る。

【００１６】図２は図１に示す好ましい無線周波数応答
手段１２を詳細に示す図である。この応答手段１２は無
線周波数に共振する複数のデバイスを含んでいる。図２
は、周波数fa、fb、fc．．．fnで共振する共振手段、即
ち共振子１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、．．．１２ｎを示
す。これらの周波数は、ターゲット内の共振子によって
用意される可能な共振周波数のサブセットを表す。本発
明の幾つかの態様では、共振子は識別情報の提供を意図
しない同じ共振周波数を持つことも可能である。また、
本発明の他の態様では、共振子は異なる共振周波数を持
つことが出来、そして其処にある特定の周波数がターゲ
ットに識別データを与える。 図３は共振子１２ｎの好
ましい実施例を示す。共振子は無線周波数で共振する大
きさ、電磁気的特性、そして／又は機械的特性とを備え
た固体材料片から構成される。図では長方形の角柱とし
て描かれているが、安定な無線周波数応答特性を有する
デバイスには種々の形状が使用されることが判る。

【００１７】好ましい共振子１２ｎの一つは石英クリス
タルである。このクリスタルは正確で、堅牢、信頼性が
あり、且つ安定な周波数決定素子として使用しうる電気
的及び機械的特性を備えている。本発明の使用に適した
共振子は石英クリスタルのみで構成しても良いが、それ
を修正、例えばＱ値を改良することによって特定の使用
法にその特性を適合させることも望ましい。例えば、石
英に他の材料、例えばガリウムをドープで処理すること
も望ましい。また、石英クリスタルとアンテナを形成す
る金属性補助構造とを結合して、クリスタルに対し入射
する無線周波数エネルギーの結合を改善したり、或いは
また、例えば表面音波デバイスで行われているように、
石英クリスタルの動作モードを制御することが望まし
い。石英クリスタルは好ましい共振子ではあるが、有効
な固体共振子はその他の結晶性材料、又は非結晶性固体
からも作ることが出来るのは勿論である。例えば、その
他の好ましい共振子としては、薄双極子(thin dipole
s)、電子常磁性共振で動作をする材料、及び強誘電性モ
ードで動作するフェライト材料が含まれる。更に、本発
明の幾つかの実施例に関して後述するように、斯うした
共振子の共振性とは別のその他の特性を、識別情報を得
るために検出することもできる。例えば、薄双極子の短
絡回路効果又は類似の共振電導構造は適当なトランシー
バによって検出することができる。

【００１８】斯うした共振子１２ｎは、幾つかの周波数
で共振し、そうした幾つかの周波数を使ってターゲット
にある識別情報が得られるように構成することが出来
る。ともかく、共振子は少なくとも一つの共振周波数、
即ち本発明の幾つかの実施例ではシステムに於ける情報
搬送周波数に共振するように構成される。本発明による
システムでは種々の範囲の周波数が使用出来るが、利用
性、必要な共振子のサイズ、識別範囲、質問信号に対す
る制御能力と言った種々の理由から高い周波数が好まし
いと思われる。従って、例えば、約１GHz を超える周波
数が好ましく、特に約１０GHz を超える周波数が好まし
い。周波数としては可視光の周波数に近い５００GHz ま
では使用が可能である。

【００１９】図４は、本発明の態様に従って識別情報が
どの様に用意されるか、その概要を示す図である。図４
は周波数に対する属性数値と周波数の関係を示すグラフ
である。周波数領域は複数のバンド又は“ウインドウ”
に分割され、その各々は二進数又はビット値を表す。従
って、ｎ−ビットの数にはｎ個の区別可能な周波数バン
ドが必要となる。ターゲットには一つ以上の“スター
ト”ビットが要求される。従って、例えば６０．０〜６
０．１GHz の識別バンドは、所望の隣接ウインドウ間に
幾つかの“ストップ”バンドを含む１０MHz 幅の１０個
のウインドウに区切られる。このシステムに於いて、こ
れらのウインドウは一つのスタートビットと一つの９ビ
ットデータワードを表すものとして定義される。図２に
図示の例について言えば、其処にある何れの共振子１２
もこの例のシステムに於いて定義される１０個の周波数
ウインドウの一つに属することが要求され、そして１０
個の共振子は一つのスタートビットと９個の利用可能な
ビット全てをターゲットに与えることを要求される。

【００２０】図３から、共振によって情報１ビットを用
意するには、図示のような固体共振子１個が必要であ
り、そして十分ではあるが、図２の識別共振手段の各々
を形成する個々のクリスタル共振子を数多く使用するこ
とが望ましいことがわかる。個々の共振子の数を増やす
ことは、ターゲットに与えられる質問信号強度に対する
ターゲットの応答性を増す上で、安価で信頼できる方法
である。従って、それぞれがウインドウに周波数を持つ
数多くのクリスタルを用意することによって、ターゲッ
トに於ける対応データビットの存在を、与えられた適用
例では非常に望ましい低電力質問送信そして／又は低利
得受信を用いて遠距離から検知することが可能になる。

【００２１】本発明の重要な点は、安価で、正確且つ安
定したターゲット用共振デバイスを提供できることにあ
る。上述のとおり、好ましい共振デバイスは固体受動共
振子を形成する石英クリスタルを含んでいる。現在、石
英クリスタルは周波数判定用に大量に生産されてはいる
が、恐らく現在の製造技術によって製造されたものは、
本発明によるRF/AIDシステムで経済的に使用しようとす
るものにとっては高価過ぎる。そうした高価なクリスタ
ルは、非常に厳しい周波数の許容誤差に関する要求を満
たす製品を作るために、注意深く精密な寸法にカットさ
れる。

【００２２】現存の生産技術による制限を避け、本発明
によるシステムに使用するクリスタルを大量に、費用を
掛けないで生産するために、全体として二つの段階から
なる新奇な製造方法を提供する。第１段階は、各共振子
がこのシステムの識別バンドに無理なく適切に入る共振
特性を持つように、石英クリスタルのような固体共振子
を大量に、費用を掛けないで製造する方法である。第２
段階では、製造したままの共振子の特性を測定し、個々
の共振子の共振特性を判定する。

【００２３】固体共振子を提供する好ましい方法は、ほ
ぼ所望の大きさに固体材料からなる共振子を作り、その
共振特性を測定して共振子を選別する方法である。本願
出願人は以下の方法が本発明の要求を満たすものと確信
する。石英を十分に熱していくと、石英は液化する前に
ある程度柔らかくなる。斯うして加熱軟化させた石英は
容易にカットすることができ、そして／又は無線周波数
共振子として使用するのに適当な寸法及び形に成形でき
る。従って、石英の塊を加熱して軟化させ、押し出し成
形に似た処理過程で成形ダイを通して、個々のクリスタ
ルにカットし、次いでそれを例えばクエンチング（焼入
れ）過程等によって冷却する。クエンチング過程は、
水、油、石油ベースの液体、又はその他水素、酸素、又
はカーボンベースの液体にクリスタルを浸漬して行われ
る。斯うして作られたクリスタルは、次の処理過程のた
めに収集される。その他の方法によって、ほぼ適当な特
性を持つクリスタル共振子又はその他の共振子を数多く
提供できることは勿論のことである。

【００２４】望ましくは、ほぼ正しい共振特性の共振子
を製造する過程は、各ウインドウの共振子に必要な共振
特性に正確に対応する特性分布を作るだろう。もう一つ
の分布、例えば共振子の周波数が正規分布をしている共
振子を作る製造過程が一般的である。斯うした分布はRF
/AIDシステムに使用される特定の識別バンドの範囲と実
質的に一致しているのが望ましい。例えば、図５は６
０．０５GHz を中心としたほぼ正規な分布を示してい
る。この分布は図４に関して述べた６０．０〜６０．１
GHz の各ウインドウにほぼ等しい数で共振子を作製する
過程で生ずる分布である。

【００２５】特性を異にする共振子の製造が始まると、
そこで出来た共振子は情報搬送ターゲットに組み込まれ
る。図６と図７はRF/AID用の周波数によって識別が可能
な二つのターゲット製造方法を示している。図６はそう
したターゲットを製造するための本発明による好ましい
方法を示す図である。ステップ４０では、所望の値に近
い異なる共振周波数を持つ共振子を製造するように設計
した工程によって、１セットの共振子が製造される。各
共振子の周波数はステップ４２で計測され、そしてステ
ップ４４で共振子は、ステップ４２で行われた計測に従
って、周波数毎にソートされる（仕分けられる）。例え
ば、石英クリスタル共振子は上述のように組み立てら
れ、図１に示すシステムと同様な測定システムに運ば
れ、そして各クリスタルは、同一又は類似の周波数を持
つ他のクリスタルと一緒に識別、又は好ましくは分離選
別される。図４及び図５について言えば、選別ステップ
４４が完了すると、１０個の容器が与えられ、この容器
の各々は唯一つの情報ビットを表す唯一つの周波数ウイ
ンドウからのクリスタルを含んでいる。識別ディジタル
ワードのビットを表す周波数を有する１セットのクリス
タルはステップ４６で選択され、そしてステップ４８に
於いて、この選択されたクリスタルを用いてターゲット
が作成される。図６に示す方法によれば、所定の識別デ
ータを含むターゲットが作成される。

【００２６】これとは対照的に、図７に示す方法は、所
定の識別データではなくて、ランダム又は非制御の識別
データを含むターゲットを作成する方法である。ステッ
プ５０で異なる周波数を有する共振子を組み立てた後、
ステップ５２で１セットの共振子をランダムに選択し、
そしてステップ５４でターゲットに組み込む。次いで、
ステップ５６に於いて計測を行い、ターゲットに組み込
まれた共振子の周波数を判定する。測定されたデータ
は、実際の使用時にターゲットが質問信号を受けたとき
有効に確認されるようステップ５８で保存される。

【００２７】図８は本発明による無線周波信号を発生及
び処理する好ましい方法を示す図である。この方法によ
れば、ターゲットフィールドは、システムの適用可能な
情報搬送バンドを含む範囲内で送信周波数を変えること
により起こり得る共振体に対する質問を受信する。図８
に図示の一対のグラフのうち、上方の図は時間に対する
質問信号周波数の変化を示すグラフであり、下方の図は
同じ時間間隔でターゲットフィールドから来る可能な無
線周波数応答を示すグラフである。図８の上方のグラフ
に示すように、質問信号の周波数は下限から上限に向か
って変化し、この下限、上限を図４に対応してそれぞれ
fs、及びfnとする。時間Ｔに於いて上限周波数fnに達す
ると、この変化は直ち、又はある時間を置いて繰り返さ
れる。周波数の掃引は、図示のように実質的に直線的で
且つ連続的であるのが望ましいが、その他の所定の変化
を用いても良い。図８の下方のグラフは、ターゲットフ
ィールドによって発生され、信号プロセッサ３２によっ
て検出される応答信号を示している。この信号は、バッ
クグラウンド信号との差を示し、図ではスパイクで示さ
れているが、その他の形状を取ることもある。この下の
グラフは掃引周波数測定の重要な特徴を示している。即
ち、識別データは、応答中にスパイク又はその他の共振
効果が生じた時間を測ることによって容易に検出できる
ことを示している。

【００２８】図４について言えば、もし周波数バンド
が、スタートビットと、f1の下位ビットからf9の上位ビ
ット迄の９個のデータビットを示す低周波数ウインドウ
によって１０個のウインドウに仕切られれば、図８の応
答によって示されるデータワードは１００００１０００
となる。斯うした直列データ構造は容易に、そんなに費
用を掛けずに評価することが出来る。上述のようにスタ
ートビット周波数を使用するか、又は絶対周波数判定で
はなく、相対周波数判定で評価が可能なその他のデータ
構造を使用することによって検出設備に掛かる費用を低
減することが出来る。これによって、高周波数に於ける
高解像度、高精度周波数測定を行う困難と費用を回避す
ることが出来る。

【００２９】図８の下方のグラフは、他の周波数で受信
した信号より大きい振幅を持ち、スパイクの形をした識
別情報を備えた応答信号を示している。また、応答信号
は特定の周波数、例えば共振子が共振周波数でエネルギ
ーを吸収するところでトラフ（谷）又はノッチ（Ｖ刻
み）を形成しているのに気付く。必要なのは、共振子が
識別可能な周波数に於ける応答信号に検出可能な差異を
与えているか否か、即ち応答信号が他の周波数より大き
いか小さいかを示しているか否かである。

【００３０】高電力の質問信号を小さいデューティサイ
クルで送信することによって大きい測定信号を使用する
間、低い平均電力レベルを維持することが出来ることに
注目すべきである。例えば、低周波数から高周波数に１
ms間隔で掃引され、次いで９msの間休止する１０％のデ
ューティサイクルを生ずる質問信号は、与えられた平均
送信電力レベルから利用可能な応答信号レベルを１０の
ファクタだけ増加する。

【００３１】前述のシステムは広い範囲のターゲット及
び識別に適用することが可能である。例えば、共振子は
極めて小さく、質問信号の波長オーダーである。１０〜
１００GHz オーダーの周波数に於ける１／２波長の大き
さの共振子は全く小さく、そしてそれらを沢山使用し
て、前に述べた図の説明に関して図示した９ビットより
遥かに大きい高密度識別データを提供できる。共振子の
識別セットの特に望ましい適用モードは、粘着性無線周
波数透明材料のマトリックスに符号化“インク(ink) ”
を形成する使用法である。このインクは種々のタイプの
材料に広く適用でき、それをターゲットとしてそれらの
材料を識別することが出来る。特筆に値するこのインク
の利用法は、ドキュメント（書類）の識別にある。無線
周波数共振子を含むインクは広範囲にわたる種々の書類
にタグを付け、又はそれを識別するのに適用できる。こ
のインクの適用範囲は、バーコード、又は小切手、紙幣
等に印刷された証印の代換えから、静電写真法によって
複写した書類、レーザー印刷した書類、又は熱転写技術
又はその他によって印刷されたその他の書類のモニター
そして／又は識別を可能にするトナーへの包含添加に至
る広範囲にわたる。識別クリスタルのクリスタル又はそ
のセットもまた、マイクロカプセルに包み込んだり、或
いは識別対象の材料本体に含ませたりすることが可能で
ある。

【００３２】このインクの特筆に値するもう一つの適用
法は、ターゲットの応答特性の修正である。この適用法
は従来の技術に於いても、例えば小売り盗難制御タグ及
びラベルの不活性化で行われている。本発明のシステム
も同様に、例えばターゲットを不活性化するとか、さも
なければターゲットが含む情報を変更すると言った、タ
ーゲットの応答特性を修正することが可能である。ター
ゲットの応答特性を修正するシステムを図９に示す。共
振子６０は結合手段６２を介して共振特性の共振修正手
段６４に結合される。この結合手段６２は外的影響によ
って変化し、共振子と共振修正手段６４との間の結合を
変化する。結合手段６２に適切な刺激を与えると、図９
に示すシステム全体の共振特性は変化して、其処にある
情報を変える。斯うしたシステムを１つ以上ターゲット
に含ませることによって、ターゲットにはターゲット情
報を変更する能力が備わる。

【００３３】図９に示すシステムの可能な一つの例は、
結合手段６２及び共振修正手段６４の両手段として機能
する熱変形性媒体のマイクロカプセルに包み込んだ石英
クリスタルである。低い無線周波数電力レベルに於い
て、カプセルと共振子との間の機械的結合は共振子の自
然共振特性に影響を与える。共振子の運動に起因する熱
を発生させるのに十分な高いレベルの無線周波数電力を
加えれば、カプセル媒体は変形し、これによって共振特
性に関するカプセル媒体の結合と効果を変化させる。こ
の変化は情報の変化として解釈することが出来る。変更
可能な共振子の別の例は、熱変形性媒体によって機械的
に結合した一対のクリスタル共振子である。共振子が一
体化されると、これらは共に第１の共振周波数を示す。
高いレベルの電力を共振周波数で加えると、その結果生
じた熱は結合媒体を変形させ、各成分共振子はそれ自身
の共振周波数で共振し、ターゲットに含まれる情報に変
化を与える。

【００３４】図１０は本発明の種々の態様を示す図であ
り、それによればターゲットに於ける共振体の空間的位
置がターゲットに情報を与え、その位置を検出すること
によってターゲットから情報が得られることを示してい
る。これらの態様は、ターゲット内の共振子の空間的位
置の弁別を容易にするトランシーバ読み込み装置を容易
に近づけることが出来るターゲットからなるアイテムの
識別に特に有用である。斯うした使い方の例としては、
共振子によって符号化できる二次元領域（平面）を備
え、且つ良く知られている書類取り扱い技術によって、
一枚一枚分離してばらばらに扱える書類の識別が挙げら
れる。また、他の例としては、伝統的にプラスチックに
よって形成され、且つ磁気手段によって符号化されてい
て、良く知られたカード取り扱い装置によって扱えるク
レジットカード及びそれに類似のカードサイズの証書類
が挙げられる。このカード類の識別のためにその表面に
適用されているラベル又はタグは、此処でもまた共振体
によって空間的に符号化され得る。斯うした特定の実施
例の全てを此処では“書類”と総称する。既に述べてき
たように、本発明の態様では、共振子の共振周波数はタ
ーゲットに対する重要な情報に対して使用される。

【００３５】図１０は書類７０を示し、この書類はこれ
に取り付けた共振体７２ａ〜７２ｎのセット７２による
位置形式の情報によって符号化されている。これら共振
体７２は線分として図示されているが、共振体として
は、例えば薄型の金属小片、即ちチャフ(chaff) の性質
を持つ延びた金属又は金属処理した物からなる薄双極子
(thin dipole) であるのが好ましい。斯うした双極子
は、双極子の長さがその波長の１／２であるような質問
周波数に共振する。金属処理したガラスファイバは薄双
極子として使用することが出来、このガラスファイバの
直径は約０．００１インチである。所望の共振周波数及
び読み込み装置の性質によって種々の長さのガラスファ
イバを使用することが出来るが、この例では１／４イン
チの長さのものを使用している。図１０は行１，２，
３，．．．ｍと列１，２，３，．．．ｎからなる長方形
配列を点線で示している。このｍｘｎ配列は、一般に符
号化／復号化（又は“コーディング”）スキームによっ
て形成され、書類７０を読むスキャナ又は読み込み装置
によって定義されるが、必ずしも書類７０の属性ではな
い。書類の各共振子の空間的位置を正確に測ることは可
能ではあるが、好ましい実施例では、空間的な“ウイン
ドウ”内にある共振子の存在を検出することによって、
この厄介な作業を避けている。即ち、好適な読み込み装
置は、特定の符号化スキームの下で、一つの情報ビット
としての配列要素（ｍ、ｎ）を含む書類の所定領域内の
何処かで、共振子の存在、不在を判断する。読み取った
情報ビットは単一データワード又は複数のワード（例え
ば、各行又は列を１バイトと考える）として組織化され
る。読み込み装置に関して以下に詳しく述べるように、
配列の原点は“スタート”データを含む書類の共振子の
位置、又は書類自身、例えば書類の縁に関して決めるこ
とが出来る。

【００３６】図１１及び図１２〜図１４は共振子の空間
位置によって符号化した情報を含む書類を提供する一般
的に採りうる二つの方法を示す。これらの図１１、図１
３および図１４の各々は水平な破線で分けられており、
破線から上の部分は符号化書類の“書込み”又は作成段
階からなり、下の部分は書類の“読み込み”段階、そし
て読み込み可能ならば、其処にある符号化情報を複合化
する段階とからなっている。図１１に示す方法では、所
定の位置に共振子を配置して書類を符号化し、図１２〜
図１４に示す方法では、共振子をランダムな位置に配置
して書類を符号化する。

【００３７】図１１の流れ図に於いて、識別対象の書類
に適切に包含される共振子を供給するため、先ずステッ
プ８０で共振子が作製される。ステップ８１では、書類
の符号化に使用するコーディング（符号化）システムを
決定する。この符号化システムは所定の情報と書類中の
所定の空間位置とを組み合わせるもので、使用可能な符
号化システムのセットから選択することが出来る。ステ
ップ８２では、書類に符号化する情報が決定される。ス
テップ８３では、使用する特定の符号化システム（ステ
ップ８１で決定）に従って、符号化される特定情報（ス
テップ８２で決定）を符号化する書類中の位置が決定さ
れる。ステップ８４では、ステップ８３で決定した書類
の位置に共振子を配置する。このステップ８４は、書類
の基材を作る段階で共振子を配置することによって実行
することが出来る。例えば、紙パルプのウエブ（例え
ば、紙幣の場合）に対して共振子の供給源からそれを配
置するか、又はソフトプラスチック（例えば、カードの
場合）がその成形時のように流動状態にあって、印刷又
は磁気符号化材料が施される前に共振子の供給源からそ
れを配置する。また、ステップ８４は、基材の完成後
で、印刷、磁気材料、又はその他の非共振性情報担体材
料が書類に適用される以前又は以後に、書類に共振子を
貼着することによっても実行することが出来る。ステッ
プ８４完了後、情報を運ぶ所定の空間位置に共振子を設
けることによって、書類への“書込み”が行われる。

【００３８】図１１の読み込みステップ８６及び８８
は、図１３を参照して以下に述べるような読み込み装置
を用いて行われる。ステップ８６では、書類中の共振子
の位置が決定される。このステップには、例えば共振子
の周波数から各共振子の特性を判定してそれがが本物で
あるどうか、又は更に情報を識別できるかどうかを決め
る弁別段階が含まれている。ステップ８８では、書類
（真正、且つ適切に符号化されていれば）に適用すべき
符号化システムを用いて、書類中に何か情報があれば、
ステップ８８で判定した共振子の位置に基づいてその符
号化システムの下で書類を復号する。

【００３９】図１１に示す方法のステップ８４の実施に
際して、共振子の配置位置を制御するのは困難でもあ
り、また費用も掛かるから、斯うした状況では、図１２
〜図１４に示す方法が好ましい。ステップ９０に於い
て、共振子供給を用意するために、共振子が作製され
る。ステップ９２では、共振子はランダム、又は制御せ
ずに書類に配置される。このステップ９２は、書類基材
の形成中又は形成後で、且つ印刷、磁気材料等、その他
の情報担体が施される以前又は以後に実施される。ステ
ップ９４では、書類中にランダムに配置された共振子の
位置を、例えば図１５に示す読み込み装置を通過させて
判定する。ステップ９５では、書類に符号化するのが望
ましい情報（即ち、共振子の位置によって示される情
報）が決定される。ステップ９６では、この決定した情
報を、ステップ９４で決定した共振子の空間的位置の属
性とする。

【００４０】ステップ９６は幾つかの方法で実行され
る。その一つは図１３に示されており、他の一つは図１
４に示されている。これらの図の各々は、図示の特定情
報の属性化方法に適切な読み込み段階を含んでいる。図
１３に於いて、情報の属性化ステップ９６ｂは、書類中
の共振子位置をその属性となる情報に関係付けるデータ
を保存するステップである。このステップは、例えば読
み込み装置を含むディジタルメモリ、又は読み込み装置
から情報を受け取るディジタルメモリに於いて実施され
る。斯うしたデータはルックアップテーブルとして作製
される。情報を組み込んだ書類の読み込み過程は、先ず
ステップ９８に於いて読み込み対象書類中の共振子の位
置を決定する。次いで、ステップ９８に於いて、保存デ
ータを調べ、決定した位置に対応するすデータを検索す
る。その位置データが見つかったら、保存データから組
み込まれた情報を引き出し、書類を復号する。簡単な例
では、対象とする情報が真正情報だけからなっている場
合、保存データは書込みステップを用いて作った各真正
書類の共振子の位置だけから構成されている。読み込み
過程で、そうした位置にデータのエントリが見つかれ
ば、その書類は真正、即ち本物であると判定され、そう
でなければ、偽造、即ち本物ではないと判定される。図
１３に示す方法は、書込み過程で発生した保存データに
対し読み込み装置がアクセスできることを要求する。

【００４１】図１４に示す方法は、各真正書類に関する
位置及び情報の保存（ステップ９６ｂで実行）する必要
がなく、特定の書式で書類から得た情報を読み込み装置
によって出力したい場合に好適な方法である。従って、
ステップ９６ｃでは、翻訳コードが発生される。この翻
訳コードは所定のアルゴリズムで使用されるアルゴリズ
ム又はデータであって、これを書類の位置情報に適用す
ると、書類の属性としたい情報が所定の書式で与えられ
る。従って、翻訳コードは各々異なった書類共振子位置
セット及び各々異なった書類の属性となる書式化された
情報にとって独自のものである。ステップ１０２では、
翻訳コードを保存して書き込み過程が完了する。ステッ
プ１０４では、読出し過程が開始すると、読み出される
書類の共振子位置が決定される。ステップ１０６では保
存された翻訳コードが読み出される。ステップ１０８で
は、決定された共振子位置に対して翻訳コードを適用し
て、書類の情報（もし、有れば）が決定され、その情報
を復号する。

【００４２】図１３と図１４に示す方法の違いを示す例
として、クレジットカードの確認方法を見てみよう。シ
ステムは異なる場所に数多く設置された商業用設備とし
ての読み込み装置を含み、その各々の設備は提出された
カードが真正のカードであるかどうかを判定する能力を
備えているのが望ましい。確認方法はカードに印刷され
た情報、例えばアラビア数字で書かれたカード番号、有
効期限、英字で書かれたカード所有者名等と比較できる
一定の書式の情報を商人に提供する。図１３に示す方法
では、カードの共振子位置を読む際、商人は提出された
カードから位置情報を参照して、書式化された属性情報
を得るために有効クレジットカード全てに関する保存デ
ータを含むデータベースにアクセスする必要がある。斯
うした膨大な量の情報を一商人の読み込み装置が保存す
るのは実際的ではなく、従って、共振子の位置情報及び
復号情報は、商人が使用する読み込み装置と、大型中央
データベースとの間で交換されなければならない。図１
４に示す方法では、翻訳コード保存ステップ１０２はカ
ード自身にコードを保存することによって実行されるか
ら、所定の位置に共振子を置く困難は、もう一つの書式
及び媒体に翻訳コードを保存することによって、例えば
印刷、バーコーディング、磁気符号化等を行うことによ
って回避することが出来る。共振子情報を復号し、それ
を商人に所望の書式で与えるためには、各商人の読み込
み装置は決定された共振子の位置データに対して翻訳コ
ードを適用する手段だけを（恐らく、翻訳コードを自動
的に読み取る手段と併せて）備えていればよい。このこ
とは、中央データベースにアクセスすることなく、商人
の読み込み装置によって自主的に行うことが出来る。

【００４３】図１０は書類７４に組み込まれた翻訳コー
ドを示している。この翻訳コードは書類の領域７６に配
置されており、この領域は書類自身の完全な一部分であ
るか、又書類７４に適用したラベル又は同等のものによ
って構成しても良い。翻訳コードは英数字７６ａ、バー
コード記号７６ｂ、磁性体７６ｃ、無線周波数応答体７
６ｄ、又はその他の形式のものでも良い。斯うした形式
のものは単独で、又は組み合わせて使用することが出来
る。

【００４４】図１５は、図１１及び１２〜１４に示す方
法によって図１０に示す書類を読み込むのに使用できる
書類読み込み装置の概略を示すブロック図である。読み
込み装置の成分要素はハウジング１１１に含まれ、この
ハウジングは読み込み対象の書類を受け取る入口１１２
と、この入口１１２から出口１１４に至る経路Ｐに沿っ
て、書類を運ぶ搬送手段１１６を含んでいる。無線周波
数発生源１１２は経路Ｐに隣接して設けた共振絞り開口
１２０に結合されている。斯うした共振絞り１２０は少
なくとも一つ、好ましくは複数含まれているのがよい。
複数の共振絞り１２０を使用する場合、その共振周波数
は同一又は異なっていても良い。包絡線検出器のような
無線周波数検出器１２４は、共振絞り１２０によって事
前に選んで置いたＲＦ（無線周波数）発生源１２２によ
って発生される無線周波数エネルギーを検出するように
配置される。双極子タガント(taggant) が経路Ｐに沿っ
て移動し、共振絞り１２０の開口を覆うと、絞り開口の
所は短絡回路に近い低インピーダンスとなる。斯うした
状態では、照射無線周波数の大きな反射が起こり、無線
周波数エネルギーは一定に保たれているが、絞り開口に
於ける無線周波数電圧を大きく減少させる。斯うした状
態は経路Ｐ（図１５に図示）の無線周波数発生源側に検
出器を置いて、共振絞りから反射されるエネルギーを検
出するか、又はＲＦ発生源１２２から見て経路Ｐの反対
側に検出器を置いて、共振絞り１２０を通して伝搬する
エネルギーを検出することによって検出される。制御／
プロセッサ１２６は、読み込み装置１１０の動作を制御
すると共に、書類から引き出した情報を処理する。この
機能ブロックはマイクロプロセッサを基礎とした種々の
システムによって実行されるが、その構成は当業者にと
って容易な事項であること言える。好適なシステムは、
マイクロプロセッサ、本発明によるシステムのオペレー
ションプログラムを含むメモリ、及びマイクロプロセッ
サと図１５に示す他の機能ブロックとを接続するインタ
フェース装置を含んでいる。

【００４５】走査されている書類中の共振子の長さ方向
位置は、無線周波数（ＲＦ）検出器１２４によって検出
される最大低インピーダンス効果と、経路Ｐに沿う書類
の位置とを互いに相関付けることによって決定すること
が出来る。例えば図１５に示す実施例について言えば、
書類の縁（エッジ）がエッジ検出器１１８を通過したと
き、制御／プロセッサ１２６に信号を出力するエッジ検
出器１１８が設けられる。このエッジ検出器１１８は、
光源から光検出器への光路を、経路Ｐに沿って運ばれる
書類が遮断するように配置した光源と光検出器とから構
成される。制御／プロセッサ１２６は、エッジ検出器に
関する書類エッジの位置を、経路Ｐに沿う書類速度をエ
ッジ検出からある時間積分することによって何時でも決
定することが出来る。書類速度は、搬送手段１１６から
制御／プロセッサ１２６に送信される速度信号、又はも
し書類速度が制御／プロセッサ１２６によって制御され
ていれば、搬送手段１１６に送信される制御信号の何れ
かに応じて制御／プロセッサによって決定される。共振
絞り１２０に関する書類エッジの位置は、共振絞り−エ
ッジ検出器間の距離に従って計算される。

【００４６】以上示したように、エッジ検出器１１８は
省略しても良く、そして書類中のタガントの位置を決定
するための基準空間フレームを構成するため、その他の
手段を採用してもよい。これらその他の手段には、書類
中の“スタート”タガントを検出する無線周波数検出器
１２４の使用、又は書類上の一つ又はそれ以上の空間基
準点を与える印刷又はその他の特徴を検出する別のタイ
プの検出器（光検出器等）の使用が含まれる。

【００４７】読み込み装置１１０の好適実施例では、各
共振絞りはそれぞれの位置に固定され、そして書類が入
口１１２に入れられ、そのエッジ７４を先頭にして運ば
れると、各絞りは書類の１カラムを読むことが出来る。
複数の共振絞りは（無線周波数発生源１２２及び無線周
波数検出器１２４と組み合わされて）好適に設けられ、
それぞれが書類の１カラムが読めるように経路Ｐに沿っ
て横方向に配置される。斯うした配置を図１６に示す
が、これについては後述する。しかし、書類の二次元領
域に関するタガントの空間位置は、その他の方法及びそ
の他のタイプの装置を使用しても検出できることが判
る。例えば、書類を経路Ｐに沿って進めながら、単一共
振絞り１２０を横方向に往復運動させて書類の各行を掃
引又は走査することもできる。また、書類を読み込み装
置１０の中に固定し、書類の全表面上で単一共振絞り１
２０を縦横両方向に移動させることも出来、これによっ
て書類搬送手段１１４の必要性を省くこともできる。斯
うした読み込み装置は無線周波数装置の必要性を最小に
はするが、その機械的複雑さは図１５に示す読み込み装
置に比べて、装置をあまり好ましくないものにし得る。
他方、書類と共振絞り１２０の相対運動の必要性を無く
し、タガントが書類コーディングシステムによって配置
され得る各格子要素（ｉ、ｊ）に対して１個の共振絞り
を（無線周波数発生器及び無線周波数検出器を組み合わ
せて）設けることによって、機械的複雑さは最小限に止
められる。しかし、少数の可能なタガント位置だけに対
して使用するシステムは別として、多くの無線周波数シ
ステムを設ける費用と煩雑さは、そうした手法を好まし
くないものにすると考えられる。

【００４８】読み込み装置１１０に於ける書類の空間基
準が決まれば、書類中のタガント７２に関する長さ方向
の位置は、制御／プロセッサ１２６によって、無線周波
数検出器１２４が絞り１２０に於けるインピーダンスの
最小値を検出する時間と、経路Ｐに沿う書類の運動速度
とに基づいて決定することが出来る。一般に、書類の表
面は制御／プロセッサ１２６のソフトウェアによって格
子又は配列座標（ｉ、ｊ）に分布される。各格子要素
（ｉ、ｊ）には、この格子要素に対応する書類位置にイ
ンピーダンスの最小値が検出されるか否かに従って二進
数値（１又は０）が割り当てられる。格子要素に対する
データビットの割当ては種々の仕方によって行われる。
例えば、インピーダンスの最小値の何倍かを測定し、格
子要素の空間的境界に適用可能な時間“ウインドウ”と
比較する。また、これに代わるものとしては、各格子要
素に対してラッチ等のデータ保持デバイスを設け、格子
要素が共振絞り上にある時間間隔に対応する所定の時間
間隔の間、動作させ、データ記憶要素に結合した比較器
は、共振絞りのインピーダンスが閾値を越えたか否かに
従って論理出力を発生する。論理値はデータ記憶要素に
保持されている。

【００４９】読み込み装置１１０は書類を読むことによ
って得た情報の局部出力のための出力１２８を含んでい
る。この出力１２８は、例えば英数字を可視表示するデ
ィスプレーである。また、読み込み装置１１０はＩ／Ｏ
ポート１３０、例えば書類読み込みによって得た情報を
通信チャンネル１３２を通して遠隔地に伝送するモデム
を含んでいる。一般に、書類から得た情報を出力するの
に、タガントが各格子要素にあるかどうかを示す生のデ
ータから成る二進数の列又は二進数のワードで出力する
より、所定のそして便利な形式で出力するのが好まし
い。従って、制御／プロセッサ１２６は、図１１、１３
及び１４の復号ステップ８８、１００、又は１０８をそ
れぞれ実施するためのデータ処理アルゴリズム手段を含
んでいるのが好ましい。もし、図１４に示す方法を採用
しようとすれば、読み込み装置１１０は書類の翻訳コー
ドを自動的に読み込み、ステップ１０８を実行するため
に翻訳コードを供給する翻訳コード読み込み装置を含ん
でいるのが好ましい。光ダイオード等の光源１４４は、
光検出器と共に、エッジ検出器１１８（典型的には経路
Ｐの上方には位置されるが、此処では図示しない）の一
部を形成する。

【００５０】図１６は図１５に示した書類読み込み装置
で使用される書類のインタフェース表面の平面図であ
る。図１５の読み込み装置１１０はブロック図として示
されているが、図１６のこの平面図は図１５の共振絞り
１２０、エッジ検出器１１８、及び搬送手段１１６に向
かって、経路Ｐから下向きに見たときのものに対応して
いる。モータ等の適当な手段（図示せず）によって駆動
される複数の送りローラ１４２は、搬送手段１１６を含
み表面１４０と接しながら、又は接近して表面１４０に
沿って書類を搬送するように配置される。そうした送り
ローラ１４２の各々は共働する駆動ローラ又はアイドル
ローラ（経路Ｐの上方、故に図示せず）に隣接して配置
されてニップ（ロール間隙）を形成し、書類は此処を通
ってローラ１４２の回転によって搬送される。その他の
知られている書類搬送技術、例えばベルトシステムも採
用することが出来る。表面１４０に配置された複数の無
線周波数孔の各々は、共振絞りを備え、図示しない無線
周波数発生源によって下方から照射される。少なくとも
１個の斯うした孔と絞りが、使用するコーディングシス
テムで定義された格子配列（図１０）の各カラムに設け
られる。図１６に示すように、２個の絞りが各カラムに
対して設けられる、即ち垂直に偏向した孔１４６及び絞
り１４８と、水平に偏向した孔１５０及び絞り１５２の
ように設けられるのが好ましい。書類中のタガントの配
向が変化するときは何時でも、斯うした水平及び垂直に
偏向した成分両方を使用するのが好ましい。例えば、図
１０に示すように、双極子７２は０°から３６０°の範
囲の種々の角度で配置されている。このことは双極子を
ランダムに配置したか、又は目的を持って所定の角度で
配置をした結果である。双極子の検出は一般に、共振絞
りの偏向軸に対する双極子の角度の余弦関数である。従
って、図１０の双極子７２ａは絞り１４８の近傍で最大
短絡回路効果を有し、絞り１５２の近傍で最小インピー
ダンス効果を持つ。双極子７２ｃにとってはこの逆が真
である。従って、書類中の双極子タガントの配向は、格
子の位置に加えて書類情報の符号化に使用することがで
き、そして水平及び垂直偏向の両アンテナ要素を使用し
て双極子の角度配向を決定し、それによって情報の復号
をすることができる。双極子の配向を情報の符号化に使
用しない場合、水平及び垂直偏向の両アンテナ要素を利
用して、絞りの少なくとも一つに検出可能なインピーダ
ンス変化の発生を確認するから、双極子はその配向に関
わらず信頼性を持って検出できる。

【００５１】本発明の変形例であって、クレジットカー
ド及びそれに類似の書類に対して使用すのに特に望まし
いものを図１７〜図２０に示す。図１７はクレジットカ
ードのようなカード１７２の“裏”側を示し、図１８は
厚さを強調したカードの側面を示す。カードは全体とし
て従来の構造を有し、例えば厚さ０．０１２インチの不
透明なＰＶＣシートから成る一対の内側プラスチック層
１６０、１６２と、厚さ０．０００５インチの透明なＰ
ＶＣシートから成る一対の外側プラスチック層を含んで
いる。外側と内側の層の間には印刷が施されていて、外
側の層はその印刷を目視可能に保護している。カード１
７２は従来の磁気データ保存手段、例えば磁気ストリッ
プ１６８を有している。

【００５２】このカード１７２が従来のものと違ってい
る点は、複数の共振体を含み、この共振体のカード内の
位置によって情報を符号化している点である。好ましい
共振体としては、先にも述べた金属又は金属処理したフ
ァイバーと言った種類の薄双極子１７０である。また、
この共振体は図２１を参照して以下に述べるように、非
導電性の基板上に配置した金属又は導電性構造から成っ
ていても良い。この双極子１７０はカードのどの位置に
配置しても良いが、好ましい位置としては内側層１６
０、１６２の間がよく、カード製造過程で内側層をラミ
ネートする前に、特定情報を符号化するための所定の位
置に配置するか、又はランダムに配置する。双極子はカ
ードの領域全体に一様に分布させるか、又は図示のよう
に、所定の領域に限定分布させる。データを符号化した
共振子１７０の特に好まし位置は図１７及び図１９に図
示のように、磁気ストリップ１６８の隣接領域である。
この位置が好ましいのには、カードの複製が困難になる
と言うことを含めて幾つがの理由があるが、その第一の
理由としてはカードが磁気的にも、また“スワイプ(swi
pe) ”型のクレジットカード読み込み装置による無線周
波数によっても、両者による読み込みが可能である点に
ある。両タイプの符号化データを読み取ることが出来る
カード読み込み装置の概略を図１９に示す。

【００５３】この読み込み装置はカードの磁気ストリッ
プに含まれる磁気データの読み込み手段と、カードから
の無線周波数データを読み取る手段を含んでいる。装置
はスワイプ型の読み込み装置として構成され、その使用
に際しては、カードの一辺を持ち、その対向辺をスロッ
ト、即ちリードトラックに置き、カードを手動でスロッ
トに沿ってスロットの壁に配置されている固定読み込み
装置の前を通過させる。図１９に示すスロット、即ちリ
ードトラック１８２は一対の側壁１８４、１８６を含
み、そして磁気検出器１９０、例えば磁気ストリップ読
み込みヘッド、はカードをスロットを通してスワイプし
た（振った）時、その磁気ストリップに隣接するように
スロット壁の一方に配置される。磁気検出器１９０の出
力は、制御／プロセッサ１８８に与えられ、この制御／
プロセッサは受信データを処理し、局部出力装置２０
２、例えば目視ディスプレーへの出力を発生し、そして
必要に応じてＩ／Ｏポート２０２を介してその他の装置
と交信する。この磁気カード読み込み装置の通常の機能
に加えて、図１９に示す装置は無線周波数読み込み装置
も含んでいる。図１９に示す好適装置は、サーキュレー
タ１９４を介して放射孔に無線周波数を供給する無線周
波数（ＲＦ）発生源１９２を含んでいる。この放射孔１
９６はスロット１８２の壁１８６に配置される。無線周
波数エネルギーは無線周波数発生源１９２からサーキュ
レータ１９４、アンテナ孔１９６、そして更にスロット
の空間を通ってスロットの反対側の壁１８４へと伝搬す
る。スロットの壁１８４はエネルギーを反射してアンテ
ナ孔１９６に返し、そこで適当な量のエネルギーが収集
され、そしてサーキュレータ１９４を介して無線周波数
検出器１９８に伝搬する。この無線周波数検出器１９８
は包絡線検出器として機能するダイオードによって構成
することが出来る。この読み込み装置は定常波を持った
伝送ラインとして機能する。

【００５４】無線周波数読み込み装置は、スロット１８
２に何もない時には、検出器１９８に於ける電力がピー
クになるように機械的に位置決めされる。この位置決め
は、検出器１９８と、それに対向する壁１８４との間隙
が、約２５GHz の動作周波数に於ける波長の１／４にな
るようにセットすることによって出来る。薄双極子を含
むカードがスロット１８２を通過すると、双極子は放射
孔をほぼ短絡し、伝送ラインの定常波の位相をほぼ９０
°シフトする。その結果生ずるエネルギー低下は無線周
波数検出器１９８によって検出され、検出信号は制御／
プロセッサ１８８に送られる。そうしたエネルギー低下
が生ずるカードに沿った空間位置は、検出システムが無
線周波数伝送中に定常波の不在箇所を測定するから、極
めて正確に測定することが出来る。このことによって、
無線周波数体及び大データ容量の高密度パックが可能に
なる。

【００５５】単一の読み込み装置による読み込みが可能
な磁気データと、無線周波数データとを単一カード中で
組み合わせることによって、幾つかの利点が得られる。
先ず第一に、磁気ストリップは前にの述べた符号化シス
テムで使用する翻訳コードデータの保存に使用できるこ
と。第二に、磁気ストリップはカードに共用して、無線
周波数測定のための適当な基準空間フレームの形成に利
用できるクロッキングデータを含んでいること。図１５
に示す読み込み装置は、書類が無線周波数検出器を通過
する際に、書類の速度を制御又は測定が出来る書類搬送
手段を含んでいるが、検出された無線周波数データを有
する空間位置をコローレイト(corollate) するため、ス
ワイプ型の読み込み装置は書類搬送手段を欠いている。
図１９に示す装置でカードをスロットを通して動かす速
度の変化を説明するために、検出された無線周波数信号
は、磁気クロキング信号を含む検出された磁気信号と相
関関係を持つ時間である。これらは符号化した無線周波
数情報に対する空間フレームワークを構成するのに使用
できる。

【００５６】図２０は、図１９に図示の読み込み装置で
発生する種々の信号を示すグラフである。水平軸は読み
取られるカードに沿って位置し、垂直軸は信号の振幅を
示す。波形２１４は磁気ストリップに保存されるクロッ
キング信号を示す。波形２１２は検出器１９８から供給
される無線周波数信号で、カードに沿う異なる空間位置
にある三つの双極子の存在によって生じたエネルギーの
減少を含んでいる。斯うした信号は図１７に別々に区別
できるように示したカード左側の双極子の配置に起因し
ている。これに代わって、図１７のカード右側に示すよ
うに双極子をランダムに分布させた場合、アンテナフィ
ールドに複数、ランダムに配向した双極子は、図２０の
波形２１０に示すように、より滑らかな無線周波数振幅
対（ｖｓ）位置の波形を描く。この無線周波数振幅ｖｓ
位置の波形特性はカードの独自な識別に利用できる。更
に、情報は所定の空間位置に於いて検出された無線周波
数振幅をサンプリングすることによって得たデータの属
性とすることができ、そして検出された振幅の属性とす
ることもできる。

【００５７】図１６の読み込み装置は一つの無線周波数
検出器、一つの磁気検出器とを備えているが、偏向、動
作周波数等を異にするシステムを含む複数の無線周波数
システムを含むことが可能であることが判る。カードを
無線周波数ヘッドを通過させれば、同時に磁気データが
得られ、位置決定が出来るように複数の磁気検出器を備
えることも可能である。最後に、磁気ヘッド及び無線周
波数ヘッドは、必要な測定を行う上で適切な位置に、何
れかのスロット壁に沿って配置することが可能であるこ
とが判る。

【００５８】図２１は多くのRF/AIDシステムに有利に使
用出来るターゲットの形式を示す。ターゲットは基板２
２０から成り、この基板の上に複数の共振子構造が配置
される。このターゲット基板は薄いプラスチックシー
ト、例えば、０．０００５インチ厚のポリエステルフィ
ルムか、又はＰＶＣフィルムで形成されるのが好まし
い。このターゲット基板上に配置される無線周波数応答
性の構造は金属構造、例えばアルミニウム製の構造であ
るのが好ましい。図２１は基板２２０を示し、その上に
は幾つかの形式の無線周波数応答性の金属構造が配置さ
れている。薄双極子はこの基板上に配置することがで
き、図示の双極子２２４及び２２６はその長さの違いに
よって、異なる周波数に共振する。更に複雑な構造を有
利に使用することが出来る。これらの構造はアルファベ
ット、数字、又はその他の文字又は記号の形を持つ構造
２２２を含む。斯うした構造は、目視検査によっても判
定できる情報の伝達に加えて、文字の大きさ、形に関連
した無線周波数に対する共振性を備えている。図２１に
示すようなアルミ処理した文字を備えた薄膜は偽造防止
手段として米国通貨に使用されているが、この構造自体
が本発明の一部を構成するものではない。しかし、本発
明によれば、斯うした構造は無線周波数で読み取ること
が出来、そして実際の無線周波数応答と所定の文字セッ
トに対して期待される周波数応答とを相関させることに
よって、通貨及び物の真正を証明することが出来る。前
もって文字セットを決めておけば、読み込み装置は事前
にその文字セットの予想される無線周波数特性に関する
情報を備えることが出来る。ターゲットに納められる情
報が、一様ではなく、また事前に決められていない場合
には、共振構造は光学的に、無線周波数で読み込むこと
が出来、そしてその結果はターゲットの真正を証明する
ために相関付けられる。特定の無線周波数共振応答をす
るための大きさ、形状にしたその他の構造を基板２２０
に配置することも可能である。例えば金属化したもの２
２８は共振周波数及び位相情報の両方を提供する。

【００５９】与えられたターゲットはその使用法に適し
た、一つ又は幾つかの異なるタイプの無線周波数応答性
の構造を含むことが出来る。ターゲットに含まれる共振
子のタイプと、共振子に含まれる情報の観点によって、
それら共振子は、図１５又は図１９に図示の遠フィール
ド周波数応答性読み込み装置、又は近フィールド周波数
応答性読み込み装置を含む、広範囲の各種読み込み装置
によって読み込まれる。従って、図２１のターゲットは
図２のターゲット１２、図１０の書類のように機能する
か、又は図１７のカードの層間にラミネートされて無線
周波数応答データ成分を供給する。

【００６０】図２１のターゲットは種々の技術によって
製造することが可能である。これらの製造技術は、プラ
スチックフィルムの基板に、蒸着又は同等の手段によっ
て金属の薄層（例えば、３００オングストローム厚）を
コーティングし、仕上がったターゲット上で金属層を残
すべき領域をプリント式レジスト又は露光現像式レジス
トで保護し、その他の金属層領域を化学エッチングで除
去する工程を含んでいる。

【００６１】図２２は本発明による好適な無線周波数読
み込みシステムの一般機能を示すブロック図である。無
線周波数（ＲＦ）発生源２４０は伝送ライン２４２に結
合され、この伝送ラインに沿って搬送される無線周波数
の信号を発生する。伝送ライン２４２は、少なくとも一
つの放射孔２４６を含み、この放射孔を介して無線周波
数の信号が空間に放射される。無線周波数（ＲＦ）検出
器２４８は、放射孔２４６の近フィールド領域に在る無
線周波数に応答する物の存在によって、影響を受けた無
線周波数信号を受信するように配置される。無線周波数
読み込み装置は、放射孔２４６の近フィールド領域で、
無線周波数条件に応答する信号成分を持つ出力信号２４
９を出力する機能を満足する種々異なる物理的位置に設
けた、無線周波数検出器２４８によって構成される。近
フィールド領域に於ける無線周波数条件に応答する信号
を検出することによって、共振子のように無線周波数に
応答する物の位置及び特性を決定することが出来る。図
１５、１６、及び１９に図示の読み込み装置は、図２２
に図示の一般システムの実施例を含んでいる。

【００６２】図２３は図２２に示す一般的機能を有し、
図１５、１６、及び１９の読み込み装置の使用に適した
好適なマイクロウエーブ読み込みシステムを示す図であ
る。図２３に置いて、ガンダイオードのような無線周波
数発生源は、導波管２５０に信号を供給する。信号はフ
ェライトサーキュレータ２６２によって導波管２５０か
ら導波管２５２に送られる。導波管２５２は開口２５４
に終端を有し、そこで信号は近フィールド領域に放射さ
れる。図２３に示す開口は、絞り２５６の開口２５４で
ある。この絞り２５６の使用は種々の理由から望ましい
が、必ずしもそれを設ける必要はなく、導波管２５２が
単に放射孔をその終端としても差し支えはない。導波管
２５２を介して開口から装置に戻る信号は、サーキュレ
ータ２６２によって導波管２５８を介して検出器ダイオ
ードに送られ、そこで検出される。従って、サーキュレ
ータ２６２は発生源と検出器の両方を開口に結合するデ
ュープレクサの役割を果たす。

【００６３】無線周波数放射を開口から遠フィールドの
ビームに送るために、従来のアンテナを設けるよりは寧
ろ、本発明に従えば、装置はそうしたアンテナを使用す
ることなく、開口の近フィールドにあるターゲットを読
み取ることが出来る。従って、ターゲットガイドは開口
の近傍でターゲットが移動できるように、ターゲットを
位置させそして／又は案内するように設けられるから、
ターゲットの無線周波数応答特性をターゲットの小さな
領域で検出することができ、検出した無線周波数応答特
性を、それらの特性を示すターゲットの位置と相関付け
て、ターゲットから識別データを読み込むことが可能に
なる。導波管２５０、サーキュレータ２６２、及び導波
管２５２を通る信号経路は、図２２の伝送ラインに対応
すると共に、その具体化である。図２３では、開口２５
４から検出器ダイオードまでの信号経路は、図２２の一
般図に於けるように別の機能ブロックとして図示してい
ない。

【００６４】図２４は本発明の別の用法を示す図であ
る。図２４はコンピュータで着脱自在な読み込み／書込
み媒体として、ごく普通に使用されるタイプのマイクロ
フロッピーディスクである。“クッキー”と呼ばれるプ
ラスチック基板の表面に配置された磁性材料の薄い層を
持つディスク２７０は、ディスケット２７０のシェル２
７２の中に回転自在に設けられる。本発明によれば、薄
双極子２７８のような無線周波数応答性の物をディスク
２７６の上又は中に組み込んで、情報を識別することが
出来る。図２４のディスケットは多くの点で図１７のカ
ードに類似しており、同様な仕方で識別体を取り付ける
とが出来る。従って、無線周波数応答性の物としては
“チャフ”的な性質の薄双極子とか、プラスチックディ
スク基板自体に形成した金属処理した物を含み、それら
はランダムに付着させるか、所定の空間位置に配置する
ことが可能であり、更に空間的位置に加えて、その物の
共振周波数を使用して、識別データを設けることが可能
である。これらの物は磁性材料自身に配置することも、
またディスク上に配置することも可能である。そうした
ディスケット２７０に設けられる識別データには、プロ
グラムの非合法複製防止を目的とする保護データ、又は
ディスケット上の磁性材料に保持されたデータを含み、
例えば無線周波数の読み込み可能データは、ディスケッ
トに磁気的に保存された情報を暗号化し、そしてそれを
解読するのに使用する暗号化アルゴリズムに使用するこ
とが出来る。そうしたディスケットを使用するには、無
線周波数ヘッドと磁気ヘッドの両方を備えたディスケッ
トドライブが必要になる。そうしたドライブは図１６及
び１８に示した物と同様にして、使用に適するように必
要な機械的及びその他の変更を行って作ることが出来
る。本発明のコンピュータディスケットへの適用は、デ
ィスケットドライブが既に読み込みヘッドを備えている
という事実によって容易になる。ディスケットドライブ
に更に無線周波数符号化情報を読み込む能力を備えさせ
ることは比較的簡単な事項と言える。

【００６５】これまで本発明の特定の実施例について述
べてきたが、本発明の思想及び範囲を逸脱することなく
当業者により種々の変更が過濃なことは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】RF/AIDシステムの機能要素の概要を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の無線周波数応答手段の詳細を示すブロッ
ク図である。

【図３】好ましい無線周波数応答手段を示す図である。

【図４】数値データを周波数の属性とするための方法を
示すグラフである。

【図５】共振子の製造過程に於ける共振周波数の分布を
示すグラフである。

【図６】本発明によるターゲット作成過程を示す流れ図
である。

【図７】本発明によるターゲット作成過程の別の作成過
程を示す流れ図である。

【図８】無線周波数信号の発生及び処理するための好ま
しい方法を示すグラフである。

【図９】ターゲットの情報を変えるため共振特性を変え
る共振子を示すブロック図である。

【図１０】共振子の位置によって符号化した情報を有す
る書類の概略図である。

【図１１】共振子の空間位置によって書類に符号化され
た情報の読み込み及び書込み処理を示す流れ図である。

【図１２】共振子の空間位置によって書類に符号化され
た情報の別の読み込み及び書込み処理を示す流れ図であ
る。

【図１３】共振子の空間位置によって書類に符号化され
た情報の別の読み込み及び書込み処理を示す図１２に続
く流れ図である。

【図１４】共振子の空間位置によって書類に符号化され
た情報のその他の読み込み及び書込み処理を示す図１２
に続く流れ図である。

【図１５】本発明による書類読み込み装置の機能要素を
示すブロック図である。

【図１６】図１５に示す書類読み込み装置が書類と向か
い合う有効面を示す図である。

【図１７】共振子の空間位置によって符号化された情報
を有する他の書類の正面図である。

【図１８】図１７に示す書類の側面図である。

【図１９】図１７に示す書類読み込みに用いる他の書類
読み込み装置を示す図である。

【図２０】図１７の書類を読み取ることによって発生す
る種々の信号を示す図である。

【図２１】基板上に複数の無線周波数に応答する物を配
置したタグ又はターゲットを示す図である。

【図２２】本発明による近フィールド無線周波数読み込
みシステムの機能を示すブロック図である。

【図２３】図２２のシステムを具現したマイクロウエー
ブ読み込みシステムを示す図である。

【図２４】無線周波数読み込み可能情報を符号化したデ
ィスケットを示す図である。

【符号の説明】

１０…ターゲット １２…共振子 ２０…送信器 ３０…受信器 ３９…アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジー．ウィリアム ハーレイ アメリカ合衆国，バージニア 22019，キ ャトレット，サウス サドル リッジ コ ート 8320

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に固定した配列で配置され、前記
   基板上にランダムな空間位置を占めると共に、伸長した
   金属体から形成された複数の薄双極子を含む、ドキュメ
   ントの真正を証明するターゲットにおいて、前記薄双極
   子の固定配列は、前記複数の薄双極子が無線周波数エネ
   ルギーによって照射されるとき、前記ドキュメントに関
   連した複合無線周波数波形を発生することを特徴とする
   ターゲット。
2. 【請求項２】 前記複数の薄双極子は、前記基板上の前
   記固定した配列にランダムに配置される請求項１に記載
   のターゲット。
3. 【請求項３】 前記薄双極子の各々は前記基板上でラン
   ダムな角配向を有する請求項２に記載のターゲット。
4. 【請求項４】 前記固定配列は、前記基板上の前記複数
   の薄双極子の規律性配列に対応する請求項１に記載のタ
   ーゲット。
5. 【請求項５】 前記薄双極子の各々は前記基板上で規律
   性角配向を有する請求項４に記載のターゲット。
6. 【請求項６】 前記薄双極子は金属処理したファイバか
   ら形成される請求項１に記載のターゲット。
7. 【請求項７】 前記薄双極子は金属処理したガラスファ
   イバから形成される請求項６に記載のターゲット。
8. 【請求項８】 前記薄双極子はアルミニウムから形成さ
   れる請求項１に記載のターゲット。
9. 【請求項９】 前記薄双極子の各々は、この薄双極子の
   長さに等しい１／２波長を有する質問周波数に共振する
   請求項１に記載のターゲット。
10. 【請求項１０】 前記基板は紙又はプラスチックからな
    るグループから選択される請求項１に記載のターゲッ
    ト。
11. 【請求項１１】 前記薄双極子はプラスチックの内層と
    外層の間に配置される請求項１０に記載のターゲット。
12. 【請求項１２】 前記基板は表面領域を有し、前記複数
    の薄双極子はその表面領域全体にわたって配置される請
    求項１に記載のターゲット。
13. 【請求項１３】 前記基板は表面領域を有し、前記複数
    の薄双極子はその表面領域の一部のみを占有する請求項
    １に記載のターゲット。
14. 【請求項１４】 物の真正を証明するシステムであっ
    て、 （Ａ）無線周波数発生源からの信号によって前記物を照
    射する無線周波数発生源と、 （Ｂ）前記無線周波数発生源の信号に応答する前記物か
    らの複合無線周波数応答信号を受信する無線周波数検出
    器と、 （Ｃ）前記検出器に結合し、前記複合無線周波数応答信
    号が真正応答信号であるか否かを判定するプロセッサと
    からなり、 前記物の固定された配列には複数の薄双極子が配置さ
    れ、この薄双極子の各々は、前記物の上に固定された空
    間位置を有する伸長した金属体から形成され、前記薄双
    極子の固定配列は、前記複数の薄双極子が前記無線周波
    数発生源からの信号によって照射されると、前記複合無
    線周波数応答信号を発生することを特徴とするシステ
    ム。
15. 【請求項１５】 前記複数の薄双極子は、前記固定され
    た配列にランダムに配置される請求項１４に記載のシス
    テム。
16. 【請求項１６】 前記薄双極子の各々はランダムな角配
    向を有する請求項１５に記載のシステム。
17. 【請求項１７】 前記固定配列は、前記複数の薄双極子
    の規律性配列に対応する請求項１４に記載のシステム。
18. 【請求項１８】 前記薄双極子の各々は規律性角配向を
    有する請求項１７に記載のシステム。
19. 【請求項１９】 前記薄双極子は金属処理したファイバ
    から形成される請求項１４に記載のシステム。
20. 【請求項２０】 前記薄双極子はアルミニウムから形成
    される請求項１４に記載のシステム。
21. 【請求項２１】 前記薄双極子の各々は、この薄双極子
    の長さに等しい１／２波長を有する質問周波数に共振す
    る請求項１４に記載のシステム。
22. 【請求項２２】 前記複数の薄双極子は前記物の基板上
    に位置する請求項１４に記載のシステム。
23. 【請求項２３】 前記基板は紙又はプラスチックからな
    るグループから選択される請求項２２に記載のシステ
    ム。
24. 【請求項２４】 前記薄双極子はプラスチックの内層と
    外層の間に配置される請求項２３に記載のシステム。
25. 【請求項２５】 前記基板は表面領域を有し、前記複数
    の薄双極子はその表面領域全体にわたって配置される請
    求項２２に記載のシステム。
26. 【請求項２６】 前記基板は表面領域を有し、前記複数
    の薄双極子はその表面領域の一部のみを占有する請求項
    ２２に記載のシステム。