補償要素を備えた無線周波数識別タグ
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグは補償要素を含んでいる。補償要素は、被補償ＲＦＩＤタグが他のＲＦＩＤタグに近接している場合でも、他のタグが補償されているか補償されていないかに関わらず、被補償ＲＦＩＤタグの動作を強化する。補償要素は、ＲＦＩＤタグ・アンテナに追加された導電材料の閉ループを含んでいてよい。導電ループは、複数のＲＦＩＤタグが近接している場合にＲＦＩＤタグの性能を補償して、集積されたタグのグループの周波数応答を、ＲＦＩＤシステムの動作周波数付近に実質的に集中した状態に保つ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文書およびファイル管理用の無線周波数識別システムの利用に関し、より具体的には無線周波数識別システム用の無線周波数識別タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波識別（ＲＦＩＤ）技術は、輸送、製造、廃棄物管理、郵便物追跡、航空手荷物照合、および高速道路通行料管理を含む、実際に全産業分野で広く利用されている。典型的なＲＦＩＤシステムには、ＲＦＩＤタグ、アンテナを備えたＲＦＩＤ読取装置、及びコンピュータが含まれる。ＲＦＩＤ読取装置は、タグにエネルギー、又は情報を提供可能な送信器、及びタグから識別情報、及びその他の情報を受信可能な受信器を含んでいる。コンピュータは、ＲＦＩＤ読取装置が取得した情報を処理する。
【０００３】
一般に、タグから受信される情報は特定のアプリケーションに固有であるが、タグが固定された物品を識別する場合が多い。物品とは、製造物、車両、動物または個人、或いは実質的に他の任意の有形物であってよい。物品には追加的なデータも与えることができる。タグを用いて、製造工程において、例えば製造中の自動車のシャーシの塗装色その他の有用な情報を示すことができる。
【０００４】
送信器は、アンテナを介してＲＦ信号を出力して、情報を搬送するＲＦ信号をタグが返信できるよう電磁場を生成する。いくつかの構成において、送信器は通信を開始し、アンプを使って変調された出力信号によりアンテナを駆動し、ＲＦＩＤタグと通信する。別の構成において、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤ読取装置から連続波信号を受信して、直ちに自身の情報を返信することにより通信を開始する。
【０００５】
従来のタグは、内部電源を含む「アクティブ」タグ、又は電磁場からエネルギーを与えられる「パッシブ」タグであった。いずれの場合も、ＲＦＩＤタグは所定のプロトコルを用いて通信を行い、ＲＦＩＤ読取装置が１個以上のタグから情報を受信することができる。コンピュータはＲＦＩＤ読取装置から情報を受信して、データベースの更新または警報発信等何らかの動作を実行し、情報管理システムとして機能する。また、コンピュータは送信器を介してタグにプログラム・データを書き込む装置として機能する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグは補償要素（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）を含んでいる。補償要素３０の機能は、被補償ＲＦＩＤ（ａ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ＲＦＩＤ）タグが他のＲＦＩＤタグのグループと混在している場合に発揮される。被補償ＲＦＩＤタグ２０が他のＲＦＩＤタグの近傍にある場合でも、これら他のＲＦＩＤタグが同様に補償されている、または異なる方式で補償されている、いないに関わらず、補償要素３０により、被補償ＲＦＩＤタグ２０がＲＦＩＤシステムにより検知される可能性が高まる。
【０００７】
補償要素は、ＲＦＩＤタグ・アンテナに実質的に近接して置かれた導電材料の閉ループを含んでいてよい。使用時には、補償要素はＲＦＩＤタグ・アンテナと電磁気的に結合されているので、ＲＦＩＤアンテナ内で誘導された一次電流が補償要素内で逆流する寄生電流を誘導する。この寄生電流により結果的に、被補償ＲＦＩＤタグとグループ内の他のＲＦＩＤタグとの間におけるタグ同士の結合が弱くなる。
【０００８】
本発明の一つ以上の実施形態の詳細を、添付の図面及び以下の説明により開示する。本発明の他の特徴、目的および利点は、以下の説明および図面、並びに特許請求の範囲から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、ＲＦＩＤシステム１０の一例を示すブロック図である。このシステムにおいて、ＲＦＩＤタグは本明細書に説明する技術による補償要素を有している。図１に示す例において、ＲＦＩＤシステム１０を用いて、書籍、文書、ファイルその他の物品を追跡する。ＲＦＩＤシステムは例えば、図書館、法律事務所、政府機関の他、事業、犯罪および医療記録等の文書やファイルを生成および／または保存する施設に配置することができる。物品は、一意的に物品を識別するＲＦＩＤタグを含んでいる。さらに、各々のＲＦＩＤタグはまた、物品について記述する情報および物品の持ち出しが許可されているか否かを示す状態情報を含んでよい。ＲＦＩＤタグを物品内に埋め込んでタグを見えなくすることにより、改ざんを減少、又は防止できる。
【００１０】
図１に示すように、ＲＦＩＤシステム１０は、被保護領域からの物品の無断持ち出しを検知する出口制御システム１５を含んでいる。例えば、被保護領域は図書館であってよく、物品は一般に図書館から借り出され、返却される書籍その他の物品であってよい。これらの技術はまた、本発明の範囲から逸脱することなく他の種類の物品に適用することができる。
【００１１】
出口制御システム１５は、被保護領域の出口の近くに設置された問い掛けゾーン（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）、又は通路を規定するラティス１９Ａ、１９Ｂを含んでいる。ラティス１９Ａ、１９Ｂは、ＲＦＩＤタグが通路を通過する際に、タグが取り付けられた物品の持出しが許可されているか否かを判定すべく問い掛けるためのアンテナを含んでいる。出口制御システム１５は、少なくとも１個のＲＦＩＤ読取装置（図示せず）を用いてアンテナを駆動することができる。タグを検知するために、ＲＦ読取装置は、アンテナを介してＲＦ電波を出力し、問い掛け通路内に電磁場を生成する。一般に、磁気部品をＲＦＩＤタグと結合して用いる際に、以下で用語「電磁場」と「磁場」を同義に用いる。
【００１２】
ＲＦ読取装置は問い掛け通路内にタグが存在すれるとその情報を受信し、出口制御システム１５は物品の持ち出しが許可されているか否かを判定する。物品の持ち出しが許可されていない場合、出口制御システム１５は、音響警報を鳴らす、出口ゲートを閉鎖する等、何らかの適切なセキュリティ措置を発動する。
【００１３】
また、ＲＦＩＤシステム１０は、権限を有する人物が物品の持出しまたは返却の処理を行なうチェックイン／チェックアウト区域１１を含んでいる。特に、例えば、チェックイン／チェックアウト区域１１には、物品に取り付けられたＲＦＩＤタグに問い掛けて、必要に応じてそれらの状態を変更、例えば物品のチェックイン、又はチェックアウトを行うＲＦＩＤ読取装置１８が設けられている。チェックイン／チェックアウト区域１１を用いて、例えばファイル室からファイル・フォルダを持ち出したり、図書館から書籍を借り出すことができる。
【００１４】
また、図１に示すように、物品を各種の保管場所１２、例えば開架棚１２Ａ、キャビネット１２Ｂ、垂直ファイル・セパレータ１２Ｃその他の場所に置くことができる。各々の保管場所１２は、施設全体にわたり物品の追跡を可能にするタグ問い掛け機能を有している。事務所又は医療施設内のファイル・フォルダは、例えば、保管場所１２を介して施設全体にわたり追跡することができる。図書館施設では例えば、チェックイン後、棚１２Ａにある間は書籍を追跡することが可能である。
【００１５】
ＲＦＩＤ問い掛け機能を提供すべく、保管場所１２内に保管された各物品にはＲＦＩＤタグが関連付けられている。タグを物品内に埋め込んだり、物品又は物品の包装に取り付けることにより、タグが少なくとも実質的に見えないようにして、タグの検知や改ざん防止に役立てることができる。ＲＦＩＤタグは、エンド・ユーザー側で取り付けてもよい、或いはファイル・フォルダ、文書、書籍等のように製造過程で物品に取り付けられてもよい。
【００１６】
電磁スペクトルの高周波数（ＨＦ）領域、例えば３メガヘルツ（ＭＨｚ）超で動作するＲＦＩＤシステム用の個々のタグは通常、直径が数ミリメートル（ｍｍ）から数１０ｍｍの間の誘導ループ・アンテナを使用する。誘導ループ・アンテナに取り付けられたシリコンダイは、信号送受信、データ処理、一意的な識別情報、およびデータ保存・照会をもつ電子機能を提供する。ＲＦＩＤシステム１０内、例えば出口制御システム１５、チェックイン／チェックアウト区域１１、および保管場所１２に設置されたＲＦＩＤ読取装置又は問い掛け装置は、アンテナを用いて、電磁気的に（無線）送受信された信号を利用してＲＦＩＤタグと通信する。ＲＦＩＤ読取装置は次いで、物品管理システム１４と、無線リンク又は有線ケーブル接続のいずれかを介して通信する。
【００１７】
ＲＦＩＤタグは、電気化学電池（いわゆる「アクティブタグ」）により電力を供給されてよく、或いは、ＲＦＩＤタグは読取装置が生成するＲＦ場から全ての電力を引き出していてもよい（いわゆる「パッシブタグ」）。後者の場合、ＲＦＩＤタグは電池または外部電源の保守を必要とせず、電源供給を受けることなく無制限に休眠状態であってよい。以下の説明は主にパッシブ（すなわち、電池無し）ＲＦＩＤタグに焦点を当てているが、本発明がパッシブタグに限定されず、以下に説明する原理及び結果が誘導ループ・アンテナを備えたアクティブＨＦ ＲＦＩＤタグにも応用できる点を理解されたい。
【００１８】
ＲＦＩＤシステム１０は、電磁放射に関する政府の規制により定義された電磁スペクトルの帯域で動作可能である。例えば、ＲＦＩＤシステム１０は、中心周波数１３．５６ＭＨ、許容周波数変動が巾±７ｋＨｚの、産業科学医療（ＩＳＭ）世界共通標準帯域で動作可能である。しかし、ＲＦＩＤアプリケーションに他の周波数を用いてもよく、本発明はこれに限定されない。例えば、倉庫等の大規模保管場所におけるＲＦＩＤシステムのいくつかは、約９００ＭＨｚで動作するＲＦＩＤシステムを用いてもよい。当業者ならば類推によりＲＦＩＤシステム１０の動作を他の周波数に拡張できる点を理解されたい。例えばＨＦ帯域において１３．５６ＭＨｚ以外の周波数で動作する誘導ループＲＦＩＤアンテナを、例えば１２５ｋＨｚ〜１３８ｋＨｚの低周波数（ＬＦ）帯域に拡張できる。
【００１９】
ＲＦＩＤシステム１０内に設置された読取装置および問い掛け装置のアンテナは通常、近接場磁気誘導（ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）によりＲＦＩＤタグに結合している。読取装置が生成した時間変動（ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎｇ）ＲＦ場は、例えば、磁気誘導によりＲＦＩＤタグ上のループ・アンテナに結合して、ＲＦＩＤタグ・アンテナの導電ループ又はループ群に起電力（「電圧」）を誘導する。誘導起電力はＲＦＩＤタグ・アンテナに電流を流す。ＲＦＩＤタグ・アンテナが受取った電力は、ＲＦＩＤダイにより、ダイの内蔵回路の動作に必要な電圧に変換される。読取装置は、搬送周波数を適当に変調し、ＲＦＩＤダイと通信する。ダイは自身がＲＦＩＤタグ・アンテナに与える（ｐｒｅｓｅｎｔ）負荷を変調することにより読取装置と通信して、ＲＦＩＤタグを囲むＲＦ場の変調された後方散乱（ｂａｃｋ−ｓｃａｔｔｅｒ）を引き起こす。読取装置の受信器は、ＲＦＩＤタグからの後方散乱信号を検知する。読取装置がタグと確実に通信することができる距離、すなわち「読取り範囲」は読取装置の設計、放射エネルギー、ＲＦＩＤダイの設計、ＲＦＩＤタグ・アンテナ、および読取装置−タグ・アンテナの向きの関数である。
【００２０】
ＲＦＩＤタグをＲＦＩＤシステムの動作周波数付近で電気的に共振するように調整し、読み取り範囲を最大にすることができる。システム動作周波数へ調整することにより、ＲＦ場からＲＦＩＤタグへのエネルギー伝送を最大にできる。
【００２１】
ＲＦＩＤ問い掛け装置または読取装置は、物品管理システム１４へ位置情報を転送する。物品管理システム１４は位置情報を集めるための中央データストアを提供する。物品管理システム１４は、ネットワーク化または別の仕方で１個以上のコンピュータに接続して、異なる場所に居る人物が物品に関するデータにアクセスできるようにする。
【００２２】
位置情報の収集および統一化は様々な目的に役立つ。例えばユーザーは、ファイル又は一連の書籍等、特定の物品又は物品群の保管場所を照会することができる。物品管理システム１４は、データストアから位置情報を取り出して、保管場所の一つの中で物品が最後に置かれた場所をユーザーに報告することができる。オプションとして、物品管理システム１４は、物品の現在の保管場所を再び照会したり、別の仕方で再び取得して、当該物品がデータベースの示す場所に存在することを確かめることができる。
【００２３】
上述のように、システム１０の保管場所１２の各々は、各保管場所にどの物品が存在するかの判定を支援し、物品に問い掛ける１個以上の読取装置アンテナを備えることができる。読取装置のアンテナの一例が、２００３年３月３日出願の同時係属中であり、且つ本発明の譲受人に譲渡された米国特許第１０／３７８，４５８号明細書に開示されており、本明細書にその全内容が援用される。１個以上のアンテナを開架棚１２Ａ内に設置して、電磁場を生成し、その中に保管された物品に関連付けられたＲＦＩＤタグと通信することができる。同様に、アンテナをキャビネット１２Ｂ、垂直ファイル・セパレータ１２Ｃ、デスクトップ読取装置１２Ｄ内、又はその他の場所に設置してもよい。アンテナは、各々の棚の上また下或いは棚の裏側に、垂直に支持したりファイル間に挟む等、様々な仕方で設置することができる。アンテナは、既存の棚に後付けしても、或いは棚に組み込まれた状態でユニットとして購入してもよい。システムは、どのような仕方でも、ＲＦＩＤタグに問い掛けまたは照会するように構成できる。例えば、アンテナは連続的にＲＦＩＤタグに照会したり、ユーザーが指定した順序でタグに照会したり、或いは必要な都度タグに照会することができる。
【００２４】
棚の上のファイル・フォルダ等、ＲＦＩＤタグ付きの物品群は、ＲＦＩＤシステム１０の読取装置または問い掛け装置に近接して置かれている場合が多い。ＲＦＩＤシステム動作周波数ｆ0において最適に機能すべく調整されたタグを含む従来方式のＲＦＩＤタグは、互いに近接している場合、顕著な干渉、すなわちタグ同士の結合を示す傾向がある。この干渉の結果、群内の個々のＲＦＩＤタグの一部又は全部を「読み取る」又は識別することが不可能になる。その結果、従来方式のＲＦＩＤタグが取り付けられた個々の物品の位置に関する正確な、又は最新の情報が得られない恐れがある。
【００２５】
対照的に、ＲＦＩＤシステム１０は、補償要素３０を組み込んだ「被補償ＲＦＩＤタグ」を利用する。被補償ＲＦＩＤタグは、例えば、互いに近接するＲＦＩＤタグのグループを読取りたい場合に有用である。例えば、タグを含む物品が棚の上、又は引き出し内に保管されているか、或いは出口制御システムを通過して持ち出される場合、ファイル・フォルダ、又は書籍に取り付けられたＲＦＩＤタグは他のＲＦＩＤタグに近接していてよい。被補償ＲＦＩＤタグは、各々の被補償ＲＦＩＤタグが他のＲＦＩＤタグに近接している場合でも、これら他のＲＦＩＤタグが同様の、又は異なる方式で補償されている、或いはいないかに関わらず、個別読み取り可能に設計されている。
【００２６】
ここで、補償要素および被補償ＲＦＩＤタグの各種の例示である実施形態を図２〜１２に示す。補償要素および被補償ＲＦＩＤタグの各種の例示である実施形態の動作の詳細説明を、図１３〜１７を参照しつつ以下により詳述する。
【００２７】
図２は、補償要素３０を備えたＲＦＩＤタグ２０の例示である実施形態を示す模式図である。補償要素を備えたＲＦＩＤタグ２０を以下で一般に「被補償ＲＦＩＤタグ２０」または「被補償ＲＦＩＤタグ」と呼ぶ。当分野で知られている従来方式の無補償ＲＦＩＤタグを「無補償ＲＦＩＤタグ」と呼ぶ。表示の便宜上、図２では補償要素３０をアンテナ２４の最も内側のループ２４Ａの内側に全体が配置されている状態で示す。しかし、図２の実施形態に示す補償要素３０の特定の位置は、補償要素をアンテナ２４に対して配置できる多くの実施形態の一つであって、本発明がこれに限定されない点を理解されたい。被補償ＲＦＩＤタグ２０および補償要素３０の他の実施形態を以下に示し、詳述する。
【００２８】
基板２２はアンテナ２４、補償要素３０、および被補償ＲＦＩＤタグ２０の他の構成要素を載置する。アンテナ２４は、複数のループを有するマルチ・ターン誘導ループ・アンテナであり、最も内側のループ２４Ａおよび最も外側のループ２４Ｂを含んでいる。これらの図ではアンテナ２４をマルチ・ターン誘導ループ・アンテナとして示しているが、アンテナ２４が単一ループを備えていても、或いは図に明示されているより多くのまたは少ない数のループを備えていてもよく、且つアンテナ２４のループ数に本発明が限定されない点を理解されたい。アンテナ２４は、数種類の導電パターン技術の内の任意のものを用いて基板２２上に形成しても、或いは別個に形成してから基板に転写してもよい。１個以上の調整コンデンサ（図示せず）をアンテナ２４に接続して電気共振回路を形成することができる。アンテナ２４の複数のループは、１個以上のビア（ｖｉａ）接続部２８を介して閉じられる。ＲＦＩＤダイ２６は、導電接着剤、はんだ、または金属間接触等、数種類の相互接続技術の内の任意の一つを用いてアンテナ２４に接続することができる。
【００２９】
図２に示す実施形態において、補償要素３０は導電材料の閉ループである。一実施形態において、補償要素３０は、自身が補償するアンテナ２４の平面に平行かつ近接する平面に実質的に存在する。別の実施形態において、補償要素３０は、自身が補償するアンテナ２４と同一平面に実質的に存在する（すなわち実質的に同一平面上に存在する）。被補償ＲＦＩＤタグ２０および補償要素３０と他の実施形態について以下に詳述する。
【００３０】
図２に示す補償要素３０の実施形態は、形状が実質的に直線で、アンテナ２４と同様の形状である。しかし、補償要素３０は他の様々な形状であってよく、アンテナ２４と類似の形状である必要がない点を理解されたい。従って用語「閉ループ」は、電流がループを流れるように自身が閉じている任意の形状、例えば正方形、長方形、円形、楕円形、三角形、その他任意の自身で閉じている多角または曲線形状として定義することができる。補償要素３０および被補償ＲＦＩＤタグ２０の実施形態は、当業者が本明細書を読めば容易に理解できよう。
【００３１】
補償要素３０の機能は、被補償ＲＦＩＤタグ２０が少なくとも１個の他のＲＦＩＤタグと共に存在する場合に意味を持つ。使用時には、補償要素３０はＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に電磁的に結合して、一次電流（ＲＦＩＤアンテナ２４内で誘導された）が補償要素３０内に逆流する寄生電流を誘導する。この寄生電流により、被補償ＲＦＩＤタグと、グループ内の他のＲＦＩＤタグとの間におけるタグ同士の結合が減少する。被補償ＲＦＩＤタグ２０が他のＲＦＩＤタグと近接している場合でも、これら他のＲＦＩＤタグが同様の、または異なる方式で補償されている、或いは、いないに関わらず、補償要素３０はこのように、被補償ＲＦＩＤタグ２０がＲＦＩＤシステム１０により検知される可能性を高める。補償要素３０の動作を図１３〜１７を参照しつつ以下に更に詳述する。
【００３２】
補償要素３０は、いくつかの方法の内の任意のもので形成されていてよい。一つの方法は、製造において、基本アンテナ構造の製造に用いるのと同じやり方でＲＦＩＤタグ・アンテナ２４の一部として補償要素３０を形成することである。回路形成動作の例は、金属箔のダイカッティングまたはパターニング、導電性金属の電気メッキ、導電性インクの印刷、後で加熱または乾燥することにより導電状態になる先駆物質（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，例：有機金属化合物）の印刷等を含むが、これには限定されない。基板２２は、ポリマーフィルム、紙、剛性プラスチック・フィルム、電子回路基板、または他の同様の非導電材料であってよい。
【００３３】
別の方法は、製造工程においてアンテナの製造とは分離して、パターン付き導電アンテナ２４の製造に用いたのと同じ処理、或いは異なる処理を用いて、補償要素３０をＲＦＩＤアンテナ２４の第１または第２表面に形成するものである。
【００３４】
更に別の方法は、前記の各種導電性パターン形成技術のいずれかにより、補償要素３０を別個の回路として形成するものである。補償要素３０は、ＲＦＩＤタグ２０に近接して、しかし取り付けずに配置することができる。或いは、補償要素３０は、例えば接着フィルム、硬化性粘着ペースト、両面感圧粘着テープ等を用いてＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に取り付けて単一ユニットを形成して、ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に近接した補償要素３０を適当に構成することができる。
【００３５】
図３は、補償要素３０を備えた被補償ＲＦＩＤタグ２０の別の実施形態を示す。再び、表示の便宜上、本実施形態では、補償要素３０はアンテナ２４の最も内側のループ２４Ａの内側に全体が配置されている状態で示されている。図３において、補償要素３０は、導電ジャンパー（短絡回路）３２を介して、アンテナ２４に電気的に接続されている。同導電ジャンパー３２は最も内側のコイル２４Ａを、補償要素３０の周辺部の一箇所で補償要素３０に接続する。換言すれば、補償要素３０は、ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４と電気的に接触していながら、依然として本明細書に記述する補償機能を実行することができる。
【００３６】
図２では、補償要素３０は、アンテナ２４と電気的に接続していない。補償要素３０がＲＦＩＤタグ・アンテナ２４と電気的に接続していても、或いはＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に近接しているが電気的に絶縁されていてもよい点を理解されたい。補償要素３０がＲＦＩＤタグ・アンテナ２４と電気的に接続されていても、或いは電気的に絶縁されていても、どちらの構成でも補償要素３０は結果的に本明細書に記述する補償効果を有することができる。
【００３７】
図４に、被補償ＲＦＩＤタグ２０の別の例である実施形態を示す。ここで、補償要素３０はアンテナ２４のループ間に配置されている。実際、補償要素３０は、アンテナ２４のどのループの間に配置されていても、依然として本明細書に記述する補償効果を有することができる。
【００３８】
図５に、被補償ＲＦＩＤタグ２０の別の実施形態を示す。本実施形態において、補償要素３０はアンテナ２４の最も外側のループ２４Ｂの外側に配置されている。図２〜５に示す実施形態は、補償要素３０をアンテナ２４のループの内側に全体を配置しても、間に配置しても、或いは外側に全体を配置しても本発明の範囲から逸脱しないことを示す。
【００３９】
図６に、アンテナ２４の軸（ａｘｉｓ）と実質的に整列した（ａｌｉｇｎｅｄ）軸を有する補償要素３０を含む被補償ＲＦＩＤタグ２０を示す。すなわち、補償要素３０のラインは、アンテナ２４の対応するラインと実質的に平行である。
【００４０】
図７に、アンテナ２４の軸に対して約４５度の「オフセット角」３４をなす軸を有する補償要素３０を備えた被補償ＲＦＩＤタグ２０の別の実施形態を示す。いくつかのＲＦＩＤタグ・アプリケーションにおいて、図６に示すような実施形態を用いてもよい。例えば、製造時に補償要素３０をＲＦＩＤタグに組み込む際に、補償要素３０とＲＦＩＤタグ・アンテナ２４が実質的に整列されていることを保証することができる。その場合、補償要素３０は単にＲＦＩＤタグ２０の製造作業の一環として組み込むことができるため、補償要素３０をＲＦＩＤタグ・アンテナ２４の軸と実質的に整列させることができる。
【００４１】
他のアプリケーションでは、図７に示すような実施形態が適しているかもしれない。例えば、補償要素３０を従来方式の無補償ＲＦＩＤタグに追加する際に、人為的な誤りまたは設計に起因して、補償要素３０をアンテナ２４の軸に対してオフセット角度３４で配置する場合がある。従って、アンテナ２４の軸に対する補償要素３０の配置角度は本発明の限定要因ではなく、アンテナ２４の軸に対して補償要素３０を任意の角度で配置しても本発明の範囲に含まれる点を理解されたい。
【００４２】
図８は、被補償ＲＦＩＤタグ２０の別の例である実施形態を示す。この一例である実施形態において、補償要素３０は、図２〜７に関して上で述べた直線的形状ではなく、円形である。実際、補償要素３０は三角形、楕円、正方形、長方形、或いはその他任意の多角形または曲線で囲まれた閉じた形状を含め、実質的に任意の形状であってよく、しかも補償機能を実行することができる。従って、補償要素３０の形状は本発明の目的の限定要素ではなく、補償要素３０が本発明の範囲から逸脱することなく実質的に任意の形状であってよい点を理解されたい。図８に示すような円形の補償要素２０の配置は、円形ループがループの中心の回りで円周対称であるため、角度に依存しない。補償回路要素２０の効果は、補償回路要素２０の幾何学中心がＲＦＩＤタグ・アンテナ２４の幾何学的中心と一致する場合に最大となる。
【００４３】
図９Ａは付属補償物品２１の一例である実施形態の上面図、図９Ｂは側面図である付属補償物品（ａ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ａｒｔｉｃｌｅ）２１は、基板２３の上面に配置された補償要素３０を含み、基板２３の反対側に接着材面（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ）２５が配置されている。付属補償物品２１を用いて、図１０に示す仕方で従来方式の無補償ＲＦＩＤタグに補償を加えることができる。接着材面２５は、接着フィルム、硬化性粘着ペースト、両面粘着テープ等であってよい。
【００４４】
図１０は、基板３７上にＲＦＩＤアンテナ３５が配置された、従来方式の無補償ＲＦＩＤタグ３３の斜視図である。付属補償物品２１を無補償ＲＦＩＤタグ３３に接着し、無補償ＲＦＩＤタグ３３の性能を向上させることができる。付属補償物品２１の基板２３の裏側の接着材面２５は、無補償ＲＦＩＤタグ３３と接触する。非回転的独立形状（例：正方形、長方形、楕円形等）の場合、補償要素３０は、ＲＦＩＤアンテナ３５の軸に対して、実質的に整列して、またはオフセット角度で配置することができる。或いは、接着材面２５を補償要素３０と基板２３の間に、または補償要素３０の上に配置してもよい。次いで付属補償物品２１が適切に取り付けられる。付属補償物品２１を利用することにより、従来方式の無補償ＲＦＩＤタグのユーザーは、全く新規のタグの組を購入する必要なしに、手持ちの従来方式の無補償ＲＦＩＤタグに補償要素を容易に追加することができる。
【００４５】
図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、被補償ＲＦＩＤタグ２０の一例である実施形態の側面図である。図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは各々、基板２２およびＲＦＩＤアンテナ２４を備えた被補償ＲＦＩＤタグ２０を示す。図１１Ａ〜１１Ｃの各々の補償要素３０は、実質的にアンテナ２４の平面内に配置されている。補償要素３０は、最も内側のループ２４Ａの内側に全体が配置されていても（図１１Ａ）、ループ間に配置されていても（図１１Ｂ）、或いは最も外側のループ２４Ｂの外側に全体が配置されていても（図１１Ｃ）よい。
【００４６】
図１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、被補償ＲＦＩＤタグ２０の更なる例である実施形態の側面図である。図１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの各々は、基板２２およびＲＦＩＤアンテナ２４を備えた被補償ＲＦＩＤタグ２０を示す。図１２Ａ〜１２Ｃの各々の補償要素３０は、アンテナ２４の平面に実質的に平行且つ近接する平面内に配置されている。これらの図において、補償要素３０は、基板層２３により物理的に分離されていてもよいが、必須ではない。再び、補償要素３０は、最も内側のループ２４Ａの内側に全体が配置されていても（図１２Ａ）、ループ間に配置されていても（図１２Ｂ）、或いは最も外側のループ２４Ｂの外側に全体が配置されていても（図１２Ｃ）よい。
【００４７】
ここで物品のグループ、例えば、棚の上に置かれて、従来方式の無補償ＲＦＩＤタグで印を付けられたファイル・フォルダを考える。従来方式の無補償ＲＦＩＤタグが、他のＲＦＩＤタグ（棚に置かれたフォルダまたは類似の物品のグループに配置されている可能性がある）に近接している場合、第１の無補償ＲＦＩＤタグからの電磁場が他の近接するＲＦＩＤタグと相互作用してこれらに結合する。相互作用する無補償ＲＦＩＤタグの集合体（ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）の有効共振周波数は下方シフトされる。ＲＦＩＤシステムの動作帯域幅外へシフトされる場合もある。無補償ＲＦＩＤタグの集合体の共振周波数が、システムの動作周波数外へシフトされる場合、読取装置と無補償ＲＦＩＤタグのグループとの間で通信が劣化するまたは完全に途絶する恐れがある。
【００４８】
被補償ＲＦＩＤタグ２０の補償要素３０は、被補償ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４の有効インダクタンスＬを修正する。被補償ＲＦＩＤタグ２０の共振周波数ｆTAGは、他のＲＦＩＤタグが物理的に近接して存在していても、さほど影響を受けない。これは、グループ内の他のＲＦＩＤタグが同様の、または異なる方式で補償されている、或いは、いないに関わらず、グループ内の各々の被補償ＲＦＩＤタグ２０に対して成り立つ。
【００４９】
被補償ＲＦＩＤタグ２０を調整し、その共振周波数ｆTAGがＲＦＩＤシステム１０の動作周波数ｆ0付近に集中し、他のＲＦＩＤタグとは分離され読み取り可能にすることができる。被補償ＲＦＩＤタグ２０が、補償の有無に関わらず、他のＲＦＩＤタグのグループの１個である場合、被補償ＲＦＩＤタグ応答ｆTAGはシステム動作周波数付近に調整されたままである。被補償ＲＦＩＤタグ２０が被補償ＲＦＩＤタグのグループの１個である場合、各々の補償タグに対する被補償ＲＦＩＤタグ応答はシステム動作周波数付近に調整されたままであり、グループ応答ｆGROUPもまたシステム動作周波数付近に調整されたままである。このようにして、ＲＦＩＤシステム１０がグループ内の特定のＲＦＩＤタグの存在を検知する可能性は、グループ内の他のタグが同様の、または異なる方式で補償されている、いないかに関わらず、当該タグが被補償ＲＦＩＤタグである場合に高まる。同様に、グループ内の全てのタグが被補償ＲＦＩＤタグである場合、ＲＦＩＤシステム１０がグループ内の全てのタグの存在を検知する可能性が大きくなる。
【００５０】
図１３は、被補償ＲＦＩＤタグ内を流れる電流の方向を描いた図である。動作時には、ＲＦＩＤシステム１０のＲＦＩＤ読取装置が生成した外部磁気問い掛け場からの磁束は、一次電流（アンテナ２４内を反時計回りに流れる）を誘導する。これを図１３の例では、線４２で示す。この一次電流４２は電磁結合により、補償要素３０内を逆向きに流れる寄生電流を誘導する。これを線４４で示す。寄生電流４４が誘導された結果、有効インダクタンスの低下、共振周波数ｆTAGの増大、ＲＦ読取装置が磁場に与える応答または感度の低下、およびタグ間結合の減少等がＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に生じる。結果として、ＲＦＩＤシステム１０がＲＦＩＤタグのグループ内の各被補償ＲＦＩＤタグ２０を検知する可能性がより大きくなる。
【００５１】
図１４に被補償ＲＦＩＤタグ２０に対する応答を示す。曲線４０は、ＲＦＩＤシステム１０の応答を示す。単一タグの被補償ＲＦＩＤタグ応答（曲線５２）は、約１４．５ＭＨｚ付近（システム動作周波数ｆ0＝１３．５６ＭＨｚより僅かに高い）に集中するように調整された。しかし、被補償ＲＦＩＤタグ２０を１３．５６ＭＨｚにより近く、例えば１３．５６±１ＭＨｚとなるように調整できる点を理解されたい。第２の被補償ＲＦＩＤタグが、第１の被補償ＲＦＩＤタグから０．５インチ以内の距離に同軸的（ｃｏａｘｉａｌｌｙ）に整列されている場合、曲線５４で示すように当該ペアの共振周波数は１３．８ＭＨｚへ下方シフトされる。５個の被補償ＲＦＩＤタグが曲線５６で示すように一まとめにされている場合、グループの中心共振周波数１４．０ＭＨｚはペア共振（曲線５４）から殆ど変化せず、応答振幅は単一の被補償ＲＦＩＤタグ応答（曲線５２）から０．５ｄＢ以内にある。被補償ＲＦＩＤタグが１０個積み重ねられている場合、応答曲線５８はグループ共振周波数が１４．３ＭＨｚでピークに達し、２個および５個の被補償ＲＦＩＤタグの場合と殆ど変わらないことを示す。このように、グループ内の被補償ＲＦＩＤタグの各々は、単一のＲＦＩＤ読取装置により個別に読み取り可能である。図１４に、補償要素３０が結果的に、システム動作周波数で動作するＲＦＩＤ読取装置により１個、２個、または多数のタグを読み取ることができる被補償ＲＦＩＤタグとなることを示す。
【００５２】
補償要素３０を被誘導的結合ＲＦＩＤタグ・アンテナ（ａｎ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ＲＦＩＤ ｔａｇ ａｎｔｅｎｎａ）２４に追加すると、被補償ＲＦＩＤタグ２０と、ＲＦエネルギー場の磁場成分との相互作用が修正される。このＲＦエネルギー場はアンテナ２４により生成され、補償要素３０へ入射するものである。インダクタンスＬは、ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４内で誘導された電流と、アンテナ２４を通る磁束との結合を特徴付ける。磁束は、磁場Ｂ、アンテナの面積Ａ、およびアンテナ内のターン数Ｎの関数である。磁場Ｂは、読取装置が生成した場、ＲＦＩＤタグ内で誘導された電流、および隣接するＲＦＩＤタグ内の電流のベクトル和である。補償要素３０は、被補償ＲＦＩＤタグを流れる正味電流に寄与し、ＲＦＩＤアンテナ２４の見掛け上のインダクタンスＬを減らすことにより、補償されている、いないに関わらず、隣接するＲＦＩＤタグの存在を「補償する」。
【００５３】
図１５Ａに、被補償ＲＦＩＤタグ２０の周波数および振幅応答に対する（Ｖｅｒｓｕｓ）補償要素３０の大きさのグラフを示す。これらの結果は、標準的な無補償ＲＦＩＤタグ（大きさが変化する直線状補償要素３０を含むように修正された）から取得された。試験用ＲＦＩＤタグの最も内側のループの直径は約２５ｍｍ、最も外側のループの直径は約４５ｍｍであった。図１５Ａに示すように、直径が２２．５ｍｍ未満の補償要素３０の場合、補償要素３０は被試験ＲＦＩＤの応答には何ら影響がなかった。しかし、補償要素３０の直径が、被試験タグの最も内側のループの直径に近い場合、顕著な影響が見られた。すなわち、周波数応答が上方シフトされ、補償要素３０の直径が４０ｍｍに近づいた時に最大になる。
【００５４】
図１５Ｂに、被補償ＲＦＩＤタグ２０の周波数および振幅応答に対する（Ｖｅｒｓｕｓ）円形補償要素３０の大きさのグラフを示す。同じような大きさの直線状補償要素３０に対する結果も示す。直線状の補償要素と同様に、補償要素の直径が被試験タグの最も内側のループの直径に近づいたならば、顕著な効果が見られた。再び、周波数応答は上方シフトされ、円形の補償要素と、正方形の補償要素の直径が共に約４０ｍｍであるときに最大である。図１５Ａ、１５Ｂから、補償要素３０が実質的に任意の形状であってよく、しかも本明細書に述べる補償機能を実行できるものと推論することができる。
【００５５】
図１５Ａ、１５Ｂはまた、補償要素３０の影響が近接結合による影響であることも示す。すなわち、補償要素３０は、ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に近接結合（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｃｏｕｐｌｅｄ）されている。補償要素３０は結合寄生電流を流す。この寄生電流はＲＦＩＤタグ・アンテナ２４の電流により駆動されるものである。補償要素３０はこのように、ＲＦＩＤ読取装置アンテナが生成する問い掛け磁場とは対照的に、ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４と電磁気的に結合している。この近接結合効果を生成するために、補償要素３０をＲＦＩＤタグ・アンテナと電磁結合するように、配置することができる。すなわち、アンテナ２４内の一次電流が補償要素３０内に寄生電流を誘導するように配置することができる。補償要素３０を、アンテナ２４の少なくとも１個のループの１０導線幅内に配置することができる。このために補償要素を近接結合効果を生じるようにＲＦＩＤタグ・アンテナ２４と電磁結合する位置に配置する。用語「導線幅」は、アンテナ２４の近接結合されたループまたはループ群の線幅を指す。補償要素３０がアンテナ２４の少なくとも１個のループの比較的近くに配置された場合、例えば補償要素３０がアンテナ２４の少なくとも１個のループから１〜２本の導線幅以内に配置された場合に、より強い近接結合が実現される。しかし、補償要素３０とアンテナ２４が電磁結合のために配置されている限り、それらが置かれている間隔の正確な距離は本発明の限定要素にならない。
【００５６】
図１６に、実質的に直線状のアンテナ２４の軸に対する、実質的に直線状の補償要素３０の角変位の効果を示す。補償要素は、ＲＦＩＤタグ・アンテナの複数のループの平均エッヂ長さにほぼ等しいエッヂ長さ（ｅｄｇｅ ｌｅｎｇｔｈ）を有するように選ばれた。図に示すように、近接結合効果は、角変位または角オフセットが０度のときに最大（図６、７参照）である。角変位が増すにつれて、近接結合効果は角変位が約１０度に達するまで非線形に減少する。角変位が１０度を超えた場合、近接結合効果は角変位が４５度になるまで緩慢に減少する。
【００５７】
図１６は、角変位が０度のときにｆTAGに対する近接結合効果が最も大きく、その後角変位が約１０度まで増大するのに伴い低下する。角変位が１０度を超えた場合、角変位が変動してもＲＦＩＤタグ応答にはさほど影響を及ぼさない。これは、補償要素３０が従来方式の無補償ＲＦＩＤタグに取り付けられているアプリケーションでは、補償要素３０を無補償ＲＦＩＤタグに取り付ける際に、アンテナ２４のループに対して「直角（ｓｑｕａｒｅ）」ではなく、所定の角度をなす方が、より安定した予測可能な結果が得られることを意味する。図１６が実質的に正方形の補償要素およびＲＦＩＤアンテナ２４に関して測定されているものの、他の非回転独立形状でも同様の結果が得られる点を理解されたい。回転独立形状（例えば円）の場合に、角変位は何ら影響しない。
【００５８】
ここで被補償ＲＦＩＤタグ２０および補償要素３０の更なる実施形態について図１７を参照しつつ記述する。図１７に、異なる補償要素３０の構成を備えた被補償ＲＦＩＤタグの周波数応答ｆTAG１０１および振幅１０３を示す。図１７の被補償ＲＦＩＤタグは、「短絡」コイルまたはアンテナ２４のループの各種の組合せである。すなわち、アンテナ２４内のループまたはコイルの異なる組合せが、アンテナ２４の他のループと電気的に接続または短絡されている。このように、図１７に応答を示す補償要素３０は、ＲＦＩＤタグ・アンテナと電気的に接続しているものの、ＲＦＩＤタグ・アンテナの内端から外端へ直接辿られる電気径路（回路）の一部ではない点で、図３に示した上述のものと類似している。換言すれば、補償要素３０（図１７に応答を示す）はＲＦＩＤタグ・アンテナと電気的に接続しているものの、ＲＦＩＤタグ・アンテナ自身の一部を構成するものではない。アンテナのコイルには、１（最も内側のループまたはコイル）から９（最も外側のループまたはコイル）まで番号が付けられている。短絡コイルおよび付随する応答は、以下のように図１７に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
図１７から、いくつかの一般化を行なうことができる。例えば、任意のアンテナ・ループを別のアンテナ・ループに、最も内側から最も外側へ短絡させることにより、補償要素効果が生じる。また、複数のコイルを、隣接コイルまたは非隣接コイルのいずれかに短絡させても補償要素効果が生じる。図１７に、補償機能を実現可能な短絡コイルの多くの可能な組合せを示す。従って、これらおよび他の短絡コイルの補償要素としての組合せが本発明の範囲に含まれることが理解されよう。
【００６１】
このように、２種類の異なる補償要素３０について述べてきた。一つの種類は図２〜６に関して上述したものであり、補償要素３０はＲＦＩＤアンテナ２４とは物理的に別個に形成されている。この物理的に別個の補償要素３０は、ＲＦＩＤアンテナ２４と電気的に接続または電気的に絶縁（すなわち非接続に）されていてよい。別の種類は図１７に関して上述したものであり、アンテナ２４自身の物理コイルまたはループが、アンテナ２４の他のコイルまたはループに短絡され、補償要素３０を形成する。連続ループ補償要素３０を形成する各々のコイルまたはループは、アンテナ２４のコイルまたはループと単一の電気的接点において接続されている。補償要素３０のタイプの選択は、すなわち物理的に別個の要素として形成されているか、またはＲＦＩＤタグ・アンテナ自身の一部として形成されているかの選択は、ＲＦＩＤタグを使用する特定のアプリケーション、被補償ＲＦＩＤタグの所望の共振周波数、ＲＦＩＤタグの生産に用いる製造方法、および、補償要素３０が製造時にＲＦＩＤタグに組み込まれるか、或いは図１０に関して上で述べた仕方で既存の無補償ＲＦＩＤタグに追加されるかに依存する。
【００６２】
図１８に、被補償ＲＦＩＤタグ２０の別のアプリケーションを示す。図１８は、導電基板１６０上の被補償ＲＦＩＤタグ２０を示す図である。被補償ＲＦＩＤタグ２０は、基板２２、アンテナ２４、オプションのＲＦＩＤダイ（図示せず）、補償要素基板２３、および補償要素３０を含んでいる。誘電スペーサ１６４は、被補償ＲＦＩＤタグ２０と、タグ付けされる導電面１６０とを物理的および電磁気的に分離する。再び、表示の便宜上、補償要素３０を、アンテナ２４の最も内側のループ２４Ａの内側に全体が配置されている状態で示す。補償要素３０が、図２〜１２に関して示して記述したものを含め、いくつかの可能な形状の任意のものであってよい点を理解されたい。
【００６３】
被補償ＲＦＩＤタグ２０を用いて、金属その他の導電面を有する物品のタグ付けまたはラベル付けを行うことができる。被補償ＲＦＩＤタグ２０は、標準の無補償ＲＦＩＤタグと比較して、ＲＦＩＤタグが金属その他の導電面に取り付けられて磁気誘導結合ＲＦＩＤシステムにより検知される場合に性能の向上を示す。
【００６４】
読取り範囲、すなわちＲＦＩＤ読取装置がＲＦＩＤタグを検知して通信することができる距離を、ＲＦＩＤタグの効力の定量化可能な尺度として用いることができる。導電面１６０が存在する場合は、誘電スペーサ１６４上の被補償ＲＦＩＤタグ２０は、同様の導電面上の同様の誘電スペーサ上に装着された同等の従来方式無補償ＲＦＩＤタグよりも広い読み取り範囲を示す。
【００６５】
導電面にラベル付けを行なう場合、ＲＦＩＤタグの電流分布に応答して、導電面に形成される電気的「イメージ電流」分布の影響も考慮に入れるべきである。ＲＦＩＤタグおよび導電面が近接している場合、イメージ電流はＲＦＩＤタグ内の電流分布を無効化する。タグとイメージ電流を合わせた効果により、ＲＦＩＤ読取装置に対する見掛けのタグ応答を低下させることができ、読取装置はこれを「タグが存在しない」と解釈する。
【００６６】
誘電スペーサ１６４は、導電面内の誘導イメージ電流から、ＲＦＩＤタグ内の電流を分離する。誘電スペーサ１６４の有効電気厚さ（物理的厚さｔと誘電率εの積）は、実際の物理的厚さｔ、又は誘電率εを増すことにより、大きくすることができる。ＲＦＩＤタグをラベルとして用いるアプリケーションの場合、誘電スペーサが厚いと、物品にマーク付けする実用的ソリューションにはＲＦＩＤタグが厚くなり過ぎる。導電面上の被補償ＲＦＩＤタグの場合、誘電スペーサは、例えば一実施形態ではε＜１０、別の実施形態ではε＜３のように適度に低いεを有する誘電体材料を作成することができる。このような材料の例として、例えば、発泡ポリマーフィルム、或いはポリエチレンまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の低εマトリクス内の中空気体充満レンズまたはポリマー気泡が含まれる。誘電スペーサ１６４の厚さは、導電面１６０上の被補償ＲＦＩＤタグ２０に対して所望の読み取り範囲を実現するのに十分でなければならない。例えば、厚さがｔ＜１０ｍｍ、または厚さがｔ＜５ｍｍである誘電スペーサである。総括すれば、被補償ＲＦＩＤタグ２０によって、より薄い誘電スペーサ１６４の利用が可能になるので、ＲＦＩＤラベルの突出が少なくなる。
【００６７】
補償ＲＦＩＤタグ２０は結果的に、導電面上の被補償ＲＦＩＤタグの読み取り機能の効果を向上させる。第一に、被補償ＲＦＩＤタグを使うと、電気的に薄い誘電スペーサに対し導電面でより広い読み取り範囲が得られる。導電面上の被補償ＲＦＩＤタグは、物理的により薄い構造で同等の読み取り範囲が得られる。また、導電面上の被補償ＲＦＩＤタグにより、従来方式の無補償ＲＦＩＤタグと比較して、より小さいタグで同等の性能が得られる。
【００６８】
本発明の各種の実施形態について述べてきた。これらおよび他の実施形態は添付の請求項の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】ＲＦＩＤタグが本明細書に記述する技術に従い補償要素を組み込んだ無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムを示すブロック図である。
【図２】本明細書に記述する技術による被被補償ＲＦＩＤタグの一つの例の実施形態の模式図である。
【図３−１０】被補償ＲＦＩＤタグの別の一例の実施形態の模式図である。
【図１１Ａ−１１Ｃ】被補償ＲＦＩＤタグの別の一例の実施形態の側面斜視図である。
【図１２Ａ−１２Ｃ】被補償ＲＦＩＤタグの別の一例の実施形態の側面斜視図である。
【図１３】被補償ＲＦＩＤタグ内の電流の方向を一般的に示す図である。
【図１４】問い掛け領域が存在する場合の５個の被補償ＲＦＩＤタグの応答例を示すグラフである。
【図１５Ａ】直線被補償ＲＦＩＤタグの共振周波数対補償要素の大きさを示すグラフである。
【図１５Ｂ】直線被補償ＲＦＩＤタグの共振周波数対補償要素の大きさ、および円形被補償ＲＦＩＤタグの共振周波数対補償要素の大きさを示すグラフである。
【図１６】被補償ＲＦＩＤタグの共振周波数対補償要素の角変位を示すグラフである。
【図１７】共振周波数および振幅対被補償ＲＦＩＤタグ内の各種な短絡コイルの組合せを示すグラフである。
【図１８】導電性基板上に補償要素を備えたＲＦＩＤタグを示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文書およびファイル管理用の無線周波数識別システムの利用に関し、より具体的には無線周波数識別システム用の無線周波数識別タグに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線周波識別（ＲＦＩＤ）技術は、輸送、製造、廃棄物管理、郵便物追跡、航空手荷物照合、および高速道路通行料管理を含む、実際に全産業分野で広く利用されている。典型的なＲＦＩＤシステムには、ＲＦＩＤタグ、アンテナを備えたＲＦＩＤ読取装置、及びコンピュータが含まれる。ＲＦＩＤ読取装置は、タグにエネルギー、又は情報を提供可能な送信器、及びタグから識別情報、及びその他の情報を受信可能な受信器を含んでいる。コンピュータは、ＲＦＩＤ読取装置が取得した情報を処理する。
【０００３】
一般に、タグから受信される情報は特定のアプリケーションに固有であるが、タグが固定された物品を識別する場合が多い。物品とは、製造物、車両、動物または個人、或いは実質的に他の任意の有形物であってよい。物品には追加的なデータも与えることができる。タグを用いて、製造工程において、例えば製造中の自動車のシャーシの塗装色その他の有用な情報を示すことができる。
【０００４】
送信器は、アンテナを介してＲＦ信号を出力して、情報を搬送するＲＦ信号をタグが返信できるよう電磁場を生成する。いくつかの構成において、送信器は通信を開始し、アンプを使って変調された出力信号によりアンテナを駆動し、ＲＦＩＤタグと通信する。別の構成において、ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤ読取装置から連続波信号を受信して、直ちに自身の情報を返信することにより通信を開始する。
【０００５】
従来のタグは、内部電源を含む「アクティブ」タグ、又は電磁場からエネルギーを与えられる「パッシブ」タグであった。いずれの場合も、ＲＦＩＤタグは所定のプロトコルを用いて通信を行い、ＲＦＩＤ読取装置が１個以上のタグから情報を受信することができる。コンピュータはＲＦＩＤ読取装置から情報を受信して、データベースの更新または警報発信等何らかの動作を実行し、情報管理システムとして機能する。また、コンピュータは送信器を介してタグにプログラム・データを書き込む装置として機能する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグは補償要素（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ）を含んでいる。補償要素３０の機能は、被補償ＲＦＩＤ（ａ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ＲＦＩＤ）タグが他のＲＦＩＤタグのグループと混在している場合に発揮される。被補償ＲＦＩＤタグ２０が他のＲＦＩＤタグの近傍にある場合でも、これら他のＲＦＩＤタグが同様に補償されている、または異なる方式で補償されている、いないに関わらず、補償要素３０により、被補償ＲＦＩＤタグ２０がＲＦＩＤシステムにより検知される可能性が高まる。
【０００７】
補償要素は、ＲＦＩＤタグ・アンテナに実質的に近接して置かれた導電材料の閉ループを含んでいてよい。使用時には、補償要素はＲＦＩＤタグ・アンテナと電磁気的に結合されているので、ＲＦＩＤアンテナ内で誘導された一次電流が補償要素内で逆流する寄生電流を誘導する。この寄生電流により結果的に、被補償ＲＦＩＤタグとグループ内の他のＲＦＩＤタグとの間におけるタグ同士の結合が弱くなる。
【０００８】
本発明の一つ以上の実施形態の詳細を、添付の図面及び以下の説明により開示する。本発明の他の特徴、目的および利点は、以下の説明および図面、並びに特許請求の範囲から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、ＲＦＩＤシステム１０の一例を示すブロック図である。このシステムにおいて、ＲＦＩＤタグは本明細書に説明する技術による補償要素を有している。図１に示す例において、ＲＦＩＤシステム１０を用いて、書籍、文書、ファイルその他の物品を追跡する。ＲＦＩＤシステムは例えば、図書館、法律事務所、政府機関の他、事業、犯罪および医療記録等の文書やファイルを生成および／または保存する施設に配置することができる。物品は、一意的に物品を識別するＲＦＩＤタグを含んでいる。さらに、各々のＲＦＩＤタグはまた、物品について記述する情報および物品の持ち出しが許可されているか否かを示す状態情報を含んでよい。ＲＦＩＤタグを物品内に埋め込んでタグを見えなくすることにより、改ざんを減少、又は防止できる。
【００１０】
図１に示すように、ＲＦＩＤシステム１０は、被保護領域からの物品の無断持ち出しを検知する出口制御システム１５を含んでいる。例えば、被保護領域は図書館であってよく、物品は一般に図書館から借り出され、返却される書籍その他の物品であってよい。これらの技術はまた、本発明の範囲から逸脱することなく他の種類の物品に適用することができる。
【００１１】
出口制御システム１５は、被保護領域の出口の近くに設置された問い掛けゾーン（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）、又は通路を規定するラティス１９Ａ、１９Ｂを含んでいる。ラティス１９Ａ、１９Ｂは、ＲＦＩＤタグが通路を通過する際に、タグが取り付けられた物品の持出しが許可されているか否かを判定すべく問い掛けるためのアンテナを含んでいる。出口制御システム１５は、少なくとも１個のＲＦＩＤ読取装置（図示せず）を用いてアンテナを駆動することができる。タグを検知するために、ＲＦ読取装置は、アンテナを介してＲＦ電波を出力し、問い掛け通路内に電磁場を生成する。一般に、磁気部品をＲＦＩＤタグと結合して用いる際に、以下で用語「電磁場」と「磁場」を同義に用いる。
【００１２】
ＲＦ読取装置は問い掛け通路内にタグが存在すれるとその情報を受信し、出口制御システム１５は物品の持ち出しが許可されているか否かを判定する。物品の持ち出しが許可されていない場合、出口制御システム１５は、音響警報を鳴らす、出口ゲートを閉鎖する等、何らかの適切なセキュリティ措置を発動する。
【００１３】
また、ＲＦＩＤシステム１０は、権限を有する人物が物品の持出しまたは返却の処理を行なうチェックイン／チェックアウト区域１１を含んでいる。特に、例えば、チェックイン／チェックアウト区域１１には、物品に取り付けられたＲＦＩＤタグに問い掛けて、必要に応じてそれらの状態を変更、例えば物品のチェックイン、又はチェックアウトを行うＲＦＩＤ読取装置１８が設けられている。チェックイン／チェックアウト区域１１を用いて、例えばファイル室からファイル・フォルダを持ち出したり、図書館から書籍を借り出すことができる。
【００１４】
また、図１に示すように、物品を各種の保管場所１２、例えば開架棚１２Ａ、キャビネット１２Ｂ、垂直ファイル・セパレータ１２Ｃその他の場所に置くことができる。各々の保管場所１２は、施設全体にわたり物品の追跡を可能にするタグ問い掛け機能を有している。事務所又は医療施設内のファイル・フォルダは、例えば、保管場所１２を介して施設全体にわたり追跡することができる。図書館施設では例えば、チェックイン後、棚１２Ａにある間は書籍を追跡することが可能である。
【００１５】
ＲＦＩＤ問い掛け機能を提供すべく、保管場所１２内に保管された各物品にはＲＦＩＤタグが関連付けられている。タグを物品内に埋め込んだり、物品又は物品の包装に取り付けることにより、タグが少なくとも実質的に見えないようにして、タグの検知や改ざん防止に役立てることができる。ＲＦＩＤタグは、エンド・ユーザー側で取り付けてもよい、或いはファイル・フォルダ、文書、書籍等のように製造過程で物品に取り付けられてもよい。
【００１６】
電磁スペクトルの高周波数（ＨＦ）領域、例えば３メガヘルツ（ＭＨｚ）超で動作するＲＦＩＤシステム用の個々のタグは通常、直径が数ミリメートル（ｍｍ）から数１０ｍｍの間の誘導ループ・アンテナを使用する。誘導ループ・アンテナに取り付けられたシリコンダイは、信号送受信、データ処理、一意的な識別情報、およびデータ保存・照会をもつ電子機能を提供する。ＲＦＩＤシステム１０内、例えば出口制御システム１５、チェックイン／チェックアウト区域１１、および保管場所１２に設置されたＲＦＩＤ読取装置又は問い掛け装置は、アンテナを用いて、電磁気的に（無線）送受信された信号を利用してＲＦＩＤタグと通信する。ＲＦＩＤ読取装置は次いで、物品管理システム１４と、無線リンク又は有線ケーブル接続のいずれかを介して通信する。
【００１７】
ＲＦＩＤタグは、電気化学電池（いわゆる「アクティブタグ」）により電力を供給されてよく、或いは、ＲＦＩＤタグは読取装置が生成するＲＦ場から全ての電力を引き出していてもよい（いわゆる「パッシブタグ」）。後者の場合、ＲＦＩＤタグは電池または外部電源の保守を必要とせず、電源供給を受けることなく無制限に休眠状態であってよい。以下の説明は主にパッシブ（すなわち、電池無し）ＲＦＩＤタグに焦点を当てているが、本発明がパッシブタグに限定されず、以下に説明する原理及び結果が誘導ループ・アンテナを備えたアクティブＨＦ ＲＦＩＤタグにも応用できる点を理解されたい。
【００１８】
ＲＦＩＤシステム１０は、電磁放射に関する政府の規制により定義された電磁スペクトルの帯域で動作可能である。例えば、ＲＦＩＤシステム１０は、中心周波数１３．５６ＭＨ、許容周波数変動が巾±７ｋＨｚの、産業科学医療（ＩＳＭ）世界共通標準帯域で動作可能である。しかし、ＲＦＩＤアプリケーションに他の周波数を用いてもよく、本発明はこれに限定されない。例えば、倉庫等の大規模保管場所におけるＲＦＩＤシステムのいくつかは、約９００ＭＨｚで動作するＲＦＩＤシステムを用いてもよい。当業者ならば類推によりＲＦＩＤシステム１０の動作を他の周波数に拡張できる点を理解されたい。例えばＨＦ帯域において１３．５６ＭＨｚ以外の周波数で動作する誘導ループＲＦＩＤアンテナを、例えば１２５ｋＨｚ〜１３８ｋＨｚの低周波数（ＬＦ）帯域に拡張できる。
【００１９】
ＲＦＩＤシステム１０内に設置された読取装置および問い掛け装置のアンテナは通常、近接場磁気誘導（ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）によりＲＦＩＤタグに結合している。読取装置が生成した時間変動（ｔｉｍｅ−ｖａｒｙｉｎｇ）ＲＦ場は、例えば、磁気誘導によりＲＦＩＤタグ上のループ・アンテナに結合して、ＲＦＩＤタグ・アンテナの導電ループ又はループ群に起電力（「電圧」）を誘導する。誘導起電力はＲＦＩＤタグ・アンテナに電流を流す。ＲＦＩＤタグ・アンテナが受取った電力は、ＲＦＩＤダイにより、ダイの内蔵回路の動作に必要な電圧に変換される。読取装置は、搬送周波数を適当に変調し、ＲＦＩＤダイと通信する。ダイは自身がＲＦＩＤタグ・アンテナに与える（ｐｒｅｓｅｎｔ）負荷を変調することにより読取装置と通信して、ＲＦＩＤタグを囲むＲＦ場の変調された後方散乱（ｂａｃｋ−ｓｃａｔｔｅｒ）を引き起こす。読取装置の受信器は、ＲＦＩＤタグからの後方散乱信号を検知する。読取装置がタグと確実に通信することができる距離、すなわち「読取り範囲」は読取装置の設計、放射エネルギー、ＲＦＩＤダイの設計、ＲＦＩＤタグ・アンテナ、および読取装置−タグ・アンテナの向きの関数である。
【００２０】
ＲＦＩＤタグをＲＦＩＤシステムの動作周波数付近で電気的に共振するように調整し、読み取り範囲を最大にすることができる。システム動作周波数へ調整することにより、ＲＦ場からＲＦＩＤタグへのエネルギー伝送を最大にできる。
【００２１】
ＲＦＩＤ問い掛け装置または読取装置は、物品管理システム１４へ位置情報を転送する。物品管理システム１４は位置情報を集めるための中央データストアを提供する。物品管理システム１４は、ネットワーク化または別の仕方で１個以上のコンピュータに接続して、異なる場所に居る人物が物品に関するデータにアクセスできるようにする。
【００２２】
位置情報の収集および統一化は様々な目的に役立つ。例えばユーザーは、ファイル又は一連の書籍等、特定の物品又は物品群の保管場所を照会することができる。物品管理システム１４は、データストアから位置情報を取り出して、保管場所の一つの中で物品が最後に置かれた場所をユーザーに報告することができる。オプションとして、物品管理システム１４は、物品の現在の保管場所を再び照会したり、別の仕方で再び取得して、当該物品がデータベースの示す場所に存在することを確かめることができる。
【００２３】
上述のように、システム１０の保管場所１２の各々は、各保管場所にどの物品が存在するかの判定を支援し、物品に問い掛ける１個以上の読取装置アンテナを備えることができる。読取装置のアンテナの一例が、２００３年３月３日出願の同時係属中であり、且つ本発明の譲受人に譲渡された米国特許第１０／３７８，４５８号明細書に開示されており、本明細書にその全内容が援用される。１個以上のアンテナを開架棚１２Ａ内に設置して、電磁場を生成し、その中に保管された物品に関連付けられたＲＦＩＤタグと通信することができる。同様に、アンテナをキャビネット１２Ｂ、垂直ファイル・セパレータ１２Ｃ、デスクトップ読取装置１２Ｄ内、又はその他の場所に設置してもよい。アンテナは、各々の棚の上また下或いは棚の裏側に、垂直に支持したりファイル間に挟む等、様々な仕方で設置することができる。アンテナは、既存の棚に後付けしても、或いは棚に組み込まれた状態でユニットとして購入してもよい。システムは、どのような仕方でも、ＲＦＩＤタグに問い掛けまたは照会するように構成できる。例えば、アンテナは連続的にＲＦＩＤタグに照会したり、ユーザーが指定した順序でタグに照会したり、或いは必要な都度タグに照会することができる。
【００２４】
棚の上のファイル・フォルダ等、ＲＦＩＤタグ付きの物品群は、ＲＦＩＤシステム１０の読取装置または問い掛け装置に近接して置かれている場合が多い。ＲＦＩＤシステム動作周波数ｆ0において最適に機能すべく調整されたタグを含む従来方式のＲＦＩＤタグは、互いに近接している場合、顕著な干渉、すなわちタグ同士の結合を示す傾向がある。この干渉の結果、群内の個々のＲＦＩＤタグの一部又は全部を「読み取る」又は識別することが不可能になる。その結果、従来方式のＲＦＩＤタグが取り付けられた個々の物品の位置に関する正確な、又は最新の情報が得られない恐れがある。
【００２５】
対照的に、ＲＦＩＤシステム１０は、補償要素３０を組み込んだ「被補償ＲＦＩＤタグ」を利用する。被補償ＲＦＩＤタグは、例えば、互いに近接するＲＦＩＤタグのグループを読取りたい場合に有用である。例えば、タグを含む物品が棚の上、又は引き出し内に保管されているか、或いは出口制御システムを通過して持ち出される場合、ファイル・フォルダ、又は書籍に取り付けられたＲＦＩＤタグは他のＲＦＩＤタグに近接していてよい。被補償ＲＦＩＤタグは、各々の被補償ＲＦＩＤタグが他のＲＦＩＤタグに近接している場合でも、これら他のＲＦＩＤタグが同様の、又は異なる方式で補償されている、或いはいないかに関わらず、個別読み取り可能に設計されている。
【００２６】
ここで、補償要素および被補償ＲＦＩＤタグの各種の例示である実施形態を図２〜１２に示す。補償要素および被補償ＲＦＩＤタグの各種の例示である実施形態の動作の詳細説明を、図１３〜１７を参照しつつ以下により詳述する。
【００２７】
図２は、補償要素３０を備えたＲＦＩＤタグ２０の例示である実施形態を示す模式図である。補償要素を備えたＲＦＩＤタグ２０を以下で一般に「被補償ＲＦＩＤタグ２０」または「被補償ＲＦＩＤタグ」と呼ぶ。当分野で知られている従来方式の無補償ＲＦＩＤタグを「無補償ＲＦＩＤタグ」と呼ぶ。表示の便宜上、図２では補償要素３０をアンテナ２４の最も内側のループ２４Ａの内側に全体が配置されている状態で示す。しかし、図２の実施形態に示す補償要素３０の特定の位置は、補償要素をアンテナ２４に対して配置できる多くの実施形態の一つであって、本発明がこれに限定されない点を理解されたい。被補償ＲＦＩＤタグ２０および補償要素３０の他の実施形態を以下に示し、詳述する。
【００２８】
基板２２はアンテナ２４、補償要素３０、および被補償ＲＦＩＤタグ２０の他の構成要素を載置する。アンテナ２４は、複数のループを有するマルチ・ターン誘導ループ・アンテナであり、最も内側のループ２４Ａおよび最も外側のループ２４Ｂを含んでいる。これらの図ではアンテナ２４をマルチ・ターン誘導ループ・アンテナとして示しているが、アンテナ２４が単一ループを備えていても、或いは図に明示されているより多くのまたは少ない数のループを備えていてもよく、且つアンテナ２４のループ数に本発明が限定されない点を理解されたい。アンテナ２４は、数種類の導電パターン技術の内の任意のものを用いて基板２２上に形成しても、或いは別個に形成してから基板に転写してもよい。１個以上の調整コンデンサ（図示せず）をアンテナ２４に接続して電気共振回路を形成することができる。アンテナ２４の複数のループは、１個以上のビア（ｖｉａ）接続部２８を介して閉じられる。ＲＦＩＤダイ２６は、導電接着剤、はんだ、または金属間接触等、数種類の相互接続技術の内の任意の一つを用いてアンテナ２４に接続することができる。
【００２９】
図２に示す実施形態において、補償要素３０は導電材料の閉ループである。一実施形態において、補償要素３０は、自身が補償するアンテナ２４の平面に平行かつ近接する平面に実質的に存在する。別の実施形態において、補償要素３０は、自身が補償するアンテナ２４と同一平面に実質的に存在する（すなわち実質的に同一平面上に存在する）。被補償ＲＦＩＤタグ２０および補償要素３０と他の実施形態について以下に詳述する。
【００３０】
図２に示す補償要素３０の実施形態は、形状が実質的に直線で、アンテナ２４と同様の形状である。しかし、補償要素３０は他の様々な形状であってよく、アンテナ２４と類似の形状である必要がない点を理解されたい。従って用語「閉ループ」は、電流がループを流れるように自身が閉じている任意の形状、例えば正方形、長方形、円形、楕円形、三角形、その他任意の自身で閉じている多角または曲線形状として定義することができる。補償要素３０および被補償ＲＦＩＤタグ２０の実施形態は、当業者が本明細書を読めば容易に理解できよう。
【００３１】
補償要素３０の機能は、被補償ＲＦＩＤタグ２０が少なくとも１個の他のＲＦＩＤタグと共に存在する場合に意味を持つ。使用時には、補償要素３０はＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に電磁的に結合して、一次電流（ＲＦＩＤアンテナ２４内で誘導された）が補償要素３０内に逆流する寄生電流を誘導する。この寄生電流により、被補償ＲＦＩＤタグと、グループ内の他のＲＦＩＤタグとの間におけるタグ同士の結合が減少する。被補償ＲＦＩＤタグ２０が他のＲＦＩＤタグと近接している場合でも、これら他のＲＦＩＤタグが同様の、または異なる方式で補償されている、或いは、いないに関わらず、補償要素３０はこのように、被補償ＲＦＩＤタグ２０がＲＦＩＤシステム１０により検知される可能性を高める。補償要素３０の動作を図１３〜１７を参照しつつ以下に更に詳述する。
【００３２】
補償要素３０は、いくつかの方法の内の任意のもので形成されていてよい。一つの方法は、製造において、基本アンテナ構造の製造に用いるのと同じやり方でＲＦＩＤタグ・アンテナ２４の一部として補償要素３０を形成することである。回路形成動作の例は、金属箔のダイカッティングまたはパターニング、導電性金属の電気メッキ、導電性インクの印刷、後で加熱または乾燥することにより導電状態になる先駆物質（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，例：有機金属化合物）の印刷等を含むが、これには限定されない。基板２２は、ポリマーフィルム、紙、剛性プラスチック・フィルム、電子回路基板、または他の同様の非導電材料であってよい。
【００３３】
別の方法は、製造工程においてアンテナの製造とは分離して、パターン付き導電アンテナ２４の製造に用いたのと同じ処理、或いは異なる処理を用いて、補償要素３０をＲＦＩＤアンテナ２４の第１または第２表面に形成するものである。
【００３４】
更に別の方法は、前記の各種導電性パターン形成技術のいずれかにより、補償要素３０を別個の回路として形成するものである。補償要素３０は、ＲＦＩＤタグ２０に近接して、しかし取り付けずに配置することができる。或いは、補償要素３０は、例えば接着フィルム、硬化性粘着ペースト、両面感圧粘着テープ等を用いてＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に取り付けて単一ユニットを形成して、ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に近接した補償要素３０を適当に構成することができる。
【００３５】
図３は、補償要素３０を備えた被補償ＲＦＩＤタグ２０の別の実施形態を示す。再び、表示の便宜上、本実施形態では、補償要素３０はアンテナ２４の最も内側のループ２４Ａの内側に全体が配置されている状態で示されている。図３において、補償要素３０は、導電ジャンパー（短絡回路）３２を介して、アンテナ２４に電気的に接続されている。同導電ジャンパー３２は最も内側のコイル２４Ａを、補償要素３０の周辺部の一箇所で補償要素３０に接続する。換言すれば、補償要素３０は、ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４と電気的に接触していながら、依然として本明細書に記述する補償機能を実行することができる。
【００３６】
図２では、補償要素３０は、アンテナ２４と電気的に接続していない。補償要素３０がＲＦＩＤタグ・アンテナ２４と電気的に接続していても、或いはＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に近接しているが電気的に絶縁されていてもよい点を理解されたい。補償要素３０がＲＦＩＤタグ・アンテナ２４と電気的に接続されていても、或いは電気的に絶縁されていても、どちらの構成でも補償要素３０は結果的に本明細書に記述する補償効果を有することができる。
【００３７】
図４に、被補償ＲＦＩＤタグ２０の別の例である実施形態を示す。ここで、補償要素３０はアンテナ２４のループ間に配置されている。実際、補償要素３０は、アンテナ２４のどのループの間に配置されていても、依然として本明細書に記述する補償効果を有することができる。
【００３８】
図５に、被補償ＲＦＩＤタグ２０の別の実施形態を示す。本実施形態において、補償要素３０はアンテナ２４の最も外側のループ２４Ｂの外側に配置されている。図２〜５に示す実施形態は、補償要素３０をアンテナ２４のループの内側に全体を配置しても、間に配置しても、或いは外側に全体を配置しても本発明の範囲から逸脱しないことを示す。
【００３９】
図６に、アンテナ２４の軸（ａｘｉｓ）と実質的に整列した（ａｌｉｇｎｅｄ）軸を有する補償要素３０を含む被補償ＲＦＩＤタグ２０を示す。すなわち、補償要素３０のラインは、アンテナ２４の対応するラインと実質的に平行である。
【００４０】
図７に、アンテナ２４の軸に対して約４５度の「オフセット角」３４をなす軸を有する補償要素３０を備えた被補償ＲＦＩＤタグ２０の別の実施形態を示す。いくつかのＲＦＩＤタグ・アプリケーションにおいて、図６に示すような実施形態を用いてもよい。例えば、製造時に補償要素３０をＲＦＩＤタグに組み込む際に、補償要素３０とＲＦＩＤタグ・アンテナ２４が実質的に整列されていることを保証することができる。その場合、補償要素３０は単にＲＦＩＤタグ２０の製造作業の一環として組み込むことができるため、補償要素３０をＲＦＩＤタグ・アンテナ２４の軸と実質的に整列させることができる。
【００４１】
他のアプリケーションでは、図７に示すような実施形態が適しているかもしれない。例えば、補償要素３０を従来方式の無補償ＲＦＩＤタグに追加する際に、人為的な誤りまたは設計に起因して、補償要素３０をアンテナ２４の軸に対してオフセット角度３４で配置する場合がある。従って、アンテナ２４の軸に対する補償要素３０の配置角度は本発明の限定要因ではなく、アンテナ２４の軸に対して補償要素３０を任意の角度で配置しても本発明の範囲に含まれる点を理解されたい。
【００４２】
図８は、被補償ＲＦＩＤタグ２０の別の例である実施形態を示す。この一例である実施形態において、補償要素３０は、図２〜７に関して上で述べた直線的形状ではなく、円形である。実際、補償要素３０は三角形、楕円、正方形、長方形、或いはその他任意の多角形または曲線で囲まれた閉じた形状を含め、実質的に任意の形状であってよく、しかも補償機能を実行することができる。従って、補償要素３０の形状は本発明の目的の限定要素ではなく、補償要素３０が本発明の範囲から逸脱することなく実質的に任意の形状であってよい点を理解されたい。図８に示すような円形の補償要素２０の配置は、円形ループがループの中心の回りで円周対称であるため、角度に依存しない。補償回路要素２０の効果は、補償回路要素２０の幾何学中心がＲＦＩＤタグ・アンテナ２４の幾何学的中心と一致する場合に最大となる。
【００４３】
図９Ａは付属補償物品２１の一例である実施形態の上面図、図９Ｂは側面図である付属補償物品（ａ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ ａｒｔｉｃｌｅ）２１は、基板２３の上面に配置された補償要素３０を含み、基板２３の反対側に接着材面（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ）２５が配置されている。付属補償物品２１を用いて、図１０に示す仕方で従来方式の無補償ＲＦＩＤタグに補償を加えることができる。接着材面２５は、接着フィルム、硬化性粘着ペースト、両面粘着テープ等であってよい。
【００４４】
図１０は、基板３７上にＲＦＩＤアンテナ３５が配置された、従来方式の無補償ＲＦＩＤタグ３３の斜視図である。付属補償物品２１を無補償ＲＦＩＤタグ３３に接着し、無補償ＲＦＩＤタグ３３の性能を向上させることができる。付属補償物品２１の基板２３の裏側の接着材面２５は、無補償ＲＦＩＤタグ３３と接触する。非回転的独立形状（例：正方形、長方形、楕円形等）の場合、補償要素３０は、ＲＦＩＤアンテナ３５の軸に対して、実質的に整列して、またはオフセット角度で配置することができる。或いは、接着材面２５を補償要素３０と基板２３の間に、または補償要素３０の上に配置してもよい。次いで付属補償物品２１が適切に取り付けられる。付属補償物品２１を利用することにより、従来方式の無補償ＲＦＩＤタグのユーザーは、全く新規のタグの組を購入する必要なしに、手持ちの従来方式の無補償ＲＦＩＤタグに補償要素を容易に追加することができる。
【００４５】
図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、被補償ＲＦＩＤタグ２０の一例である実施形態の側面図である。図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは各々、基板２２およびＲＦＩＤアンテナ２４を備えた被補償ＲＦＩＤタグ２０を示す。図１１Ａ〜１１Ｃの各々の補償要素３０は、実質的にアンテナ２４の平面内に配置されている。補償要素３０は、最も内側のループ２４Ａの内側に全体が配置されていても（図１１Ａ）、ループ間に配置されていても（図１１Ｂ）、或いは最も外側のループ２４Ｂの外側に全体が配置されていても（図１１Ｃ）よい。
【００４６】
図１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、被補償ＲＦＩＤタグ２０の更なる例である実施形態の側面図である。図１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの各々は、基板２２およびＲＦＩＤアンテナ２４を備えた被補償ＲＦＩＤタグ２０を示す。図１２Ａ〜１２Ｃの各々の補償要素３０は、アンテナ２４の平面に実質的に平行且つ近接する平面内に配置されている。これらの図において、補償要素３０は、基板層２３により物理的に分離されていてもよいが、必須ではない。再び、補償要素３０は、最も内側のループ２４Ａの内側に全体が配置されていても（図１２Ａ）、ループ間に配置されていても（図１２Ｂ）、或いは最も外側のループ２４Ｂの外側に全体が配置されていても（図１２Ｃ）よい。
【００４７】
ここで物品のグループ、例えば、棚の上に置かれて、従来方式の無補償ＲＦＩＤタグで印を付けられたファイル・フォルダを考える。従来方式の無補償ＲＦＩＤタグが、他のＲＦＩＤタグ（棚に置かれたフォルダまたは類似の物品のグループに配置されている可能性がある）に近接している場合、第１の無補償ＲＦＩＤタグからの電磁場が他の近接するＲＦＩＤタグと相互作用してこれらに結合する。相互作用する無補償ＲＦＩＤタグの集合体（ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）の有効共振周波数は下方シフトされる。ＲＦＩＤシステムの動作帯域幅外へシフトされる場合もある。無補償ＲＦＩＤタグの集合体の共振周波数が、システムの動作周波数外へシフトされる場合、読取装置と無補償ＲＦＩＤタグのグループとの間で通信が劣化するまたは完全に途絶する恐れがある。
【００４８】
被補償ＲＦＩＤタグ２０の補償要素３０は、被補償ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４の有効インダクタンスＬを修正する。被補償ＲＦＩＤタグ２０の共振周波数ｆTAGは、他のＲＦＩＤタグが物理的に近接して存在していても、さほど影響を受けない。これは、グループ内の他のＲＦＩＤタグが同様の、または異なる方式で補償されている、或いは、いないに関わらず、グループ内の各々の被補償ＲＦＩＤタグ２０に対して成り立つ。
【００４９】
被補償ＲＦＩＤタグ２０を調整し、その共振周波数ｆTAGがＲＦＩＤシステム１０の動作周波数ｆ0付近に集中し、他のＲＦＩＤタグとは分離され読み取り可能にすることができる。被補償ＲＦＩＤタグ２０が、補償の有無に関わらず、他のＲＦＩＤタグのグループの１個である場合、被補償ＲＦＩＤタグ応答ｆTAGはシステム動作周波数付近に調整されたままである。被補償ＲＦＩＤタグ２０が被補償ＲＦＩＤタグのグループの１個である場合、各々の補償タグに対する被補償ＲＦＩＤタグ応答はシステム動作周波数付近に調整されたままであり、グループ応答ｆGROUPもまたシステム動作周波数付近に調整されたままである。このようにして、ＲＦＩＤシステム１０がグループ内の特定のＲＦＩＤタグの存在を検知する可能性は、グループ内の他のタグが同様の、または異なる方式で補償されている、いないかに関わらず、当該タグが被補償ＲＦＩＤタグである場合に高まる。同様に、グループ内の全てのタグが被補償ＲＦＩＤタグである場合、ＲＦＩＤシステム１０がグループ内の全てのタグの存在を検知する可能性が大きくなる。
【００５０】
図１３は、被補償ＲＦＩＤタグ内を流れる電流の方向を描いた図である。動作時には、ＲＦＩＤシステム１０のＲＦＩＤ読取装置が生成した外部磁気問い掛け場からの磁束は、一次電流（アンテナ２４内を反時計回りに流れる）を誘導する。これを図１３の例では、線４２で示す。この一次電流４２は電磁結合により、補償要素３０内を逆向きに流れる寄生電流を誘導する。これを線４４で示す。寄生電流４４が誘導された結果、有効インダクタンスの低下、共振周波数ｆTAGの増大、ＲＦ読取装置が磁場に与える応答または感度の低下、およびタグ間結合の減少等がＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に生じる。結果として、ＲＦＩＤシステム１０がＲＦＩＤタグのグループ内の各被補償ＲＦＩＤタグ２０を検知する可能性がより大きくなる。
【００５１】
図１４に被補償ＲＦＩＤタグ２０に対する応答を示す。曲線４０は、ＲＦＩＤシステム１０の応答を示す。単一タグの被補償ＲＦＩＤタグ応答（曲線５２）は、約１４．５ＭＨｚ付近（システム動作周波数ｆ0＝１３．５６ＭＨｚより僅かに高い）に集中するように調整された。しかし、被補償ＲＦＩＤタグ２０を１３．５６ＭＨｚにより近く、例えば１３．５６±１ＭＨｚとなるように調整できる点を理解されたい。第２の被補償ＲＦＩＤタグが、第１の被補償ＲＦＩＤタグから０．５インチ以内の距離に同軸的（ｃｏａｘｉａｌｌｙ）に整列されている場合、曲線５４で示すように当該ペアの共振周波数は１３．８ＭＨｚへ下方シフトされる。５個の被補償ＲＦＩＤタグが曲線５６で示すように一まとめにされている場合、グループの中心共振周波数１４．０ＭＨｚはペア共振（曲線５４）から殆ど変化せず、応答振幅は単一の被補償ＲＦＩＤタグ応答（曲線５２）から０．５ｄＢ以内にある。被補償ＲＦＩＤタグが１０個積み重ねられている場合、応答曲線５８はグループ共振周波数が１４．３ＭＨｚでピークに達し、２個および５個の被補償ＲＦＩＤタグの場合と殆ど変わらないことを示す。このように、グループ内の被補償ＲＦＩＤタグの各々は、単一のＲＦＩＤ読取装置により個別に読み取り可能である。図１４に、補償要素３０が結果的に、システム動作周波数で動作するＲＦＩＤ読取装置により１個、２個、または多数のタグを読み取ることができる被補償ＲＦＩＤタグとなることを示す。
【００５２】
補償要素３０を被誘導的結合ＲＦＩＤタグ・アンテナ（ａｎ ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ＲＦＩＤ ｔａｇ ａｎｔｅｎｎａ）２４に追加すると、被補償ＲＦＩＤタグ２０と、ＲＦエネルギー場の磁場成分との相互作用が修正される。このＲＦエネルギー場はアンテナ２４により生成され、補償要素３０へ入射するものである。インダクタンスＬは、ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４内で誘導された電流と、アンテナ２４を通る磁束との結合を特徴付ける。磁束は、磁場Ｂ、アンテナの面積Ａ、およびアンテナ内のターン数Ｎの関数である。磁場Ｂは、読取装置が生成した場、ＲＦＩＤタグ内で誘導された電流、および隣接するＲＦＩＤタグ内の電流のベクトル和である。補償要素３０は、被補償ＲＦＩＤタグを流れる正味電流に寄与し、ＲＦＩＤアンテナ２４の見掛け上のインダクタンスＬを減らすことにより、補償されている、いないに関わらず、隣接するＲＦＩＤタグの存在を「補償する」。
【００５３】
図１５Ａに、被補償ＲＦＩＤタグ２０の周波数および振幅応答に対する（Ｖｅｒｓｕｓ）補償要素３０の大きさのグラフを示す。これらの結果は、標準的な無補償ＲＦＩＤタグ（大きさが変化する直線状補償要素３０を含むように修正された）から取得された。試験用ＲＦＩＤタグの最も内側のループの直径は約２５ｍｍ、最も外側のループの直径は約４５ｍｍであった。図１５Ａに示すように、直径が２２．５ｍｍ未満の補償要素３０の場合、補償要素３０は被試験ＲＦＩＤの応答には何ら影響がなかった。しかし、補償要素３０の直径が、被試験タグの最も内側のループの直径に近い場合、顕著な影響が見られた。すなわち、周波数応答が上方シフトされ、補償要素３０の直径が４０ｍｍに近づいた時に最大になる。
【００５４】
図１５Ｂに、被補償ＲＦＩＤタグ２０の周波数および振幅応答に対する（Ｖｅｒｓｕｓ）円形補償要素３０の大きさのグラフを示す。同じような大きさの直線状補償要素３０に対する結果も示す。直線状の補償要素と同様に、補償要素の直径が被試験タグの最も内側のループの直径に近づいたならば、顕著な効果が見られた。再び、周波数応答は上方シフトされ、円形の補償要素と、正方形の補償要素の直径が共に約４０ｍｍであるときに最大である。図１５Ａ、１５Ｂから、補償要素３０が実質的に任意の形状であってよく、しかも本明細書に述べる補償機能を実行できるものと推論することができる。
【００５５】
図１５Ａ、１５Ｂはまた、補償要素３０の影響が近接結合による影響であることも示す。すなわち、補償要素３０は、ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４に近接結合（ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｃｏｕｐｌｅｄ）されている。補償要素３０は結合寄生電流を流す。この寄生電流はＲＦＩＤタグ・アンテナ２４の電流により駆動されるものである。補償要素３０はこのように、ＲＦＩＤ読取装置アンテナが生成する問い掛け磁場とは対照的に、ＲＦＩＤタグ・アンテナ２４と電磁気的に結合している。この近接結合効果を生成するために、補償要素３０をＲＦＩＤタグ・アンテナと電磁結合するように、配置することができる。すなわち、アンテナ２４内の一次電流が補償要素３０内に寄生電流を誘導するように配置することができる。補償要素３０を、アンテナ２４の少なくとも１個のループの１０導線幅内に配置することができる。このために補償要素を近接結合効果を生じるようにＲＦＩＤタグ・アンテナ２４と電磁結合する位置に配置する。用語「導線幅」は、アンテナ２４の近接結合されたループまたはループ群の線幅を指す。補償要素３０がアンテナ２４の少なくとも１個のループの比較的近くに配置された場合、例えば補償要素３０がアンテナ２４の少なくとも１個のループから１〜２本の導線幅以内に配置された場合に、より強い近接結合が実現される。しかし、補償要素３０とアンテナ２４が電磁結合のために配置されている限り、それらが置かれている間隔の正確な距離は本発明の限定要素にならない。
【００５６】
図１６に、実質的に直線状のアンテナ２４の軸に対する、実質的に直線状の補償要素３０の角変位の効果を示す。補償要素は、ＲＦＩＤタグ・アンテナの複数のループの平均エッヂ長さにほぼ等しいエッヂ長さ（ｅｄｇｅ ｌｅｎｇｔｈ）を有するように選ばれた。図に示すように、近接結合効果は、角変位または角オフセットが０度のときに最大（図６、７参照）である。角変位が増すにつれて、近接結合効果は角変位が約１０度に達するまで非線形に減少する。角変位が１０度を超えた場合、近接結合効果は角変位が４５度になるまで緩慢に減少する。
【００５７】
図１６は、角変位が０度のときにｆTAGに対する近接結合効果が最も大きく、その後角変位が約１０度まで増大するのに伴い低下する。角変位が１０度を超えた場合、角変位が変動してもＲＦＩＤタグ応答にはさほど影響を及ぼさない。これは、補償要素３０が従来方式の無補償ＲＦＩＤタグに取り付けられているアプリケーションでは、補償要素３０を無補償ＲＦＩＤタグに取り付ける際に、アンテナ２４のループに対して「直角（ｓｑｕａｒｅ）」ではなく、所定の角度をなす方が、より安定した予測可能な結果が得られることを意味する。図１６が実質的に正方形の補償要素およびＲＦＩＤアンテナ２４に関して測定されているものの、他の非回転独立形状でも同様の結果が得られる点を理解されたい。回転独立形状（例えば円）の場合に、角変位は何ら影響しない。
【００５８】
ここで被補償ＲＦＩＤタグ２０および補償要素３０の更なる実施形態について図１７を参照しつつ記述する。図１７に、異なる補償要素３０の構成を備えた被補償ＲＦＩＤタグの周波数応答ｆTAG１０１および振幅１０３を示す。図１７の被補償ＲＦＩＤタグは、「短絡」コイルまたはアンテナ２４のループの各種の組合せである。すなわち、アンテナ２４内のループまたはコイルの異なる組合せが、アンテナ２４の他のループと電気的に接続または短絡されている。このように、図１７に応答を示す補償要素３０は、ＲＦＩＤタグ・アンテナと電気的に接続しているものの、ＲＦＩＤタグ・アンテナの内端から外端へ直接辿られる電気径路（回路）の一部ではない点で、図３に示した上述のものと類似している。換言すれば、補償要素３０（図１７に応答を示す）はＲＦＩＤタグ・アンテナと電気的に接続しているものの、ＲＦＩＤタグ・アンテナ自身の一部を構成するものではない。アンテナのコイルには、１（最も内側のループまたはコイル）から９（最も外側のループまたはコイル）まで番号が付けられている。短絡コイルおよび付随する応答は、以下のように図１７に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
図１７から、いくつかの一般化を行なうことができる。例えば、任意のアンテナ・ループを別のアンテナ・ループに、最も内側から最も外側へ短絡させることにより、補償要素効果が生じる。また、複数のコイルを、隣接コイルまたは非隣接コイルのいずれかに短絡させても補償要素効果が生じる。図１７に、補償機能を実現可能な短絡コイルの多くの可能な組合せを示す。従って、これらおよび他の短絡コイルの補償要素としての組合せが本発明の範囲に含まれることが理解されよう。
【００６１】
このように、２種類の異なる補償要素３０について述べてきた。一つの種類は図２〜６に関して上述したものであり、補償要素３０はＲＦＩＤアンテナ２４とは物理的に別個に形成されている。この物理的に別個の補償要素３０は、ＲＦＩＤアンテナ２４と電気的に接続または電気的に絶縁（すなわち非接続に）されていてよい。別の種類は図１７に関して上述したものであり、アンテナ２４自身の物理コイルまたはループが、アンテナ２４の他のコイルまたはループに短絡され、補償要素３０を形成する。連続ループ補償要素３０を形成する各々のコイルまたはループは、アンテナ２４のコイルまたはループと単一の電気的接点において接続されている。補償要素３０のタイプの選択は、すなわち物理的に別個の要素として形成されているか、またはＲＦＩＤタグ・アンテナ自身の一部として形成されているかの選択は、ＲＦＩＤタグを使用する特定のアプリケーション、被補償ＲＦＩＤタグの所望の共振周波数、ＲＦＩＤタグの生産に用いる製造方法、および、補償要素３０が製造時にＲＦＩＤタグに組み込まれるか、或いは図１０に関して上で述べた仕方で既存の無補償ＲＦＩＤタグに追加されるかに依存する。
【００６２】
図１８に、被補償ＲＦＩＤタグ２０の別のアプリケーションを示す。図１８は、導電基板１６０上の被補償ＲＦＩＤタグ２０を示す図である。被補償ＲＦＩＤタグ２０は、基板２２、アンテナ２４、オプションのＲＦＩＤダイ（図示せず）、補償要素基板２３、および補償要素３０を含んでいる。誘電スペーサ１６４は、被補償ＲＦＩＤタグ２０と、タグ付けされる導電面１６０とを物理的および電磁気的に分離する。再び、表示の便宜上、補償要素３０を、アンテナ２４の最も内側のループ２４Ａの内側に全体が配置されている状態で示す。補償要素３０が、図２〜１２に関して示して記述したものを含め、いくつかの可能な形状の任意のものであってよい点を理解されたい。
【００６３】
被補償ＲＦＩＤタグ２０を用いて、金属その他の導電面を有する物品のタグ付けまたはラベル付けを行うことができる。被補償ＲＦＩＤタグ２０は、標準の無補償ＲＦＩＤタグと比較して、ＲＦＩＤタグが金属その他の導電面に取り付けられて磁気誘導結合ＲＦＩＤシステムにより検知される場合に性能の向上を示す。
【００６４】
読取り範囲、すなわちＲＦＩＤ読取装置がＲＦＩＤタグを検知して通信することができる距離を、ＲＦＩＤタグの効力の定量化可能な尺度として用いることができる。導電面１６０が存在する場合は、誘電スペーサ１６４上の被補償ＲＦＩＤタグ２０は、同様の導電面上の同様の誘電スペーサ上に装着された同等の従来方式無補償ＲＦＩＤタグよりも広い読み取り範囲を示す。
【００６５】
導電面にラベル付けを行なう場合、ＲＦＩＤタグの電流分布に応答して、導電面に形成される電気的「イメージ電流」分布の影響も考慮に入れるべきである。ＲＦＩＤタグおよび導電面が近接している場合、イメージ電流はＲＦＩＤタグ内の電流分布を無効化する。タグとイメージ電流を合わせた効果により、ＲＦＩＤ読取装置に対する見掛けのタグ応答を低下させることができ、読取装置はこれを「タグが存在しない」と解釈する。
【００６６】
誘電スペーサ１６４は、導電面内の誘導イメージ電流から、ＲＦＩＤタグ内の電流を分離する。誘電スペーサ１６４の有効電気厚さ（物理的厚さｔと誘電率εの積）は、実際の物理的厚さｔ、又は誘電率εを増すことにより、大きくすることができる。ＲＦＩＤタグをラベルとして用いるアプリケーションの場合、誘電スペーサが厚いと、物品にマーク付けする実用的ソリューションにはＲＦＩＤタグが厚くなり過ぎる。導電面上の被補償ＲＦＩＤタグの場合、誘電スペーサは、例えば一実施形態ではε＜１０、別の実施形態ではε＜３のように適度に低いεを有する誘電体材料を作成することができる。このような材料の例として、例えば、発泡ポリマーフィルム、或いはポリエチレンまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の低εマトリクス内の中空気体充満レンズまたはポリマー気泡が含まれる。誘電スペーサ１６４の厚さは、導電面１６０上の被補償ＲＦＩＤタグ２０に対して所望の読み取り範囲を実現するのに十分でなければならない。例えば、厚さがｔ＜１０ｍｍ、または厚さがｔ＜５ｍｍである誘電スペーサである。総括すれば、被補償ＲＦＩＤタグ２０によって、より薄い誘電スペーサ１６４の利用が可能になるので、ＲＦＩＤラベルの突出が少なくなる。
【００６７】
補償ＲＦＩＤタグ２０は結果的に、導電面上の被補償ＲＦＩＤタグの読み取り機能の効果を向上させる。第一に、被補償ＲＦＩＤタグを使うと、電気的に薄い誘電スペーサに対し導電面でより広い読み取り範囲が得られる。導電面上の被補償ＲＦＩＤタグは、物理的により薄い構造で同等の読み取り範囲が得られる。また、導電面上の被補償ＲＦＩＤタグにより、従来方式の無補償ＲＦＩＤタグと比較して、より小さいタグで同等の性能が得られる。
【００６８】
本発明の各種の実施形態について述べてきた。これらおよび他の実施形態は添付の請求項の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】ＲＦＩＤタグが本明細書に記述する技術に従い補償要素を組み込んだ無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムを示すブロック図である。
【図２】本明細書に記述する技術による被被補償ＲＦＩＤタグの一つの例の実施形態の模式図である。
【図３−１０】被補償ＲＦＩＤタグの別の一例の実施形態の模式図である。
【図１１Ａ−１１Ｃ】被補償ＲＦＩＤタグの別の一例の実施形態の側面斜視図である。
【図１２Ａ−１２Ｃ】被補償ＲＦＩＤタグの別の一例の実施形態の側面斜視図である。
【図１３】被補償ＲＦＩＤタグ内の電流の方向を一般的に示す図である。
【図１４】問い掛け領域が存在する場合の５個の被補償ＲＦＩＤタグの応答例を示すグラフである。
【図１５Ａ】直線被補償ＲＦＩＤタグの共振周波数対補償要素の大きさを示すグラフである。
【図１５Ｂ】直線被補償ＲＦＩＤタグの共振周波数対補償要素の大きさ、および円形被補償ＲＦＩＤタグの共振周波数対補償要素の大きさを示すグラフである。
【図１６】被補償ＲＦＩＤタグの共振周波数対補償要素の角変位を示すグラフである。
【図１７】共振周波数および振幅対被補償ＲＦＩＤタグ内の各種な短絡コイルの組合せを示すグラフである。
【図１８】導電性基板上に補償要素を備えたＲＦＩＤタグを示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導ループ・アンテナに電磁結合するための大きさを有する導電材料の閉ループを含む補償要素。
【請求項２】
前記誘導ループ・アンテナへの電磁結合に応答して前記補償要素内で寄生電流が誘導される、請求項１に記載の補償要素。
【請求項３】
前記導電材料が、ダイカットされた金属箔、パターン付き金属箔、電気メッキされた導電性金属、印刷された導電性インク、および導電状態に還元された印刷先駆物質のうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載の補償要素。
【請求項４】
実質的に直線状（ｒｅｃｔｉ ｌｉｎｅａｒ）である、請求項１に記載の補償要素。
【請求項５】
実質的に円形である、請求項１に記載の補償要素。
【請求項６】
前記閉ループが上に配置された基板を更に含む、請求項１に記載の補償要素。
【請求項７】
前記基板の一方の面に配置された接着層を更に含む、請求項６に記載の補償要素。
【請求項８】
前記補償要素と前記接着層が前記基板の同一面に配置されている、請求項７に記載の補償要素。
【請求項９】
前記補償要素と前記接着層が前記基板の反対面に配置されている、請求項７に記載の補償要素。
【請求項１０】
誘導ループ・アンテナと、
前記誘導ループ・アンテナに電磁結合すべく配置された補償要素と、
を含む無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ。
【請求項１１】
前記誘導ループ・アンテナ内の一次電流により前記補償要素内で寄生電流が誘導される、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
前記補償要素が前記誘導ループ・アンテナと電磁気的に結合すべく配置されていることにより、前記被補償ＲＦＩＤタグが他のＲＦＩＤタグに近接している場合に、ＲＦＩＤシステム問い掛けアンテナが前記被補償ＲＦＩＤタグを検知可能である、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
内部に識別情報が格納されているＲＦＩＤダイを更に含む、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１４】
前記補償要素が導電材料の閉ループを含む、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１５】
前記閉ループが実質的に直線状（ｒｅｃｔｉ ｌｉｎｅａｒ）である、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１６】
前記閉ループが実質的に円形である、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１７】
前記閉ループが前記誘導ループ・アンテナから電気的に絶縁されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１８】
前記閉ループが前記誘導ループ・アンテナと電気的に接続している、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１９】
前記閉ループが前記誘導ループ・アンテナの最も内側のループの内側に配置されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２０】
前記閉ループが前記誘導ループ・アンテナのループ間に配置されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２１】
前記閉ループが前記誘導ループ・アンテナの最も外側のループの外側に配置されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２２】
前記補償要素が、前記誘導ループ・アンテナの軸に対して０〜４５度の範囲の角変位を有する、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２３】
前記導電材料が、ダイカットされた金属箔、パターン付き金属箔、電気メッキされた導電性金属、印刷された導電性インク、および導電状態にされた印刷先駆物質のうち少なくとも一つを含む、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２４】
前記閉ループが、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個のループの１０線幅以内に配置されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２５】
前記閉ループが、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個のループの２線幅以内に配置されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２６】
前記補償要素が、前記誘導ループ・アンテナの軸と実質的に整列した軸を有する、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２７】
前記補償要素が実質的に、前記誘導ループ・アンテナの平面に平行且つ近接している平面上にある、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２８】
前記補償要素が、前記誘導ループ・アンテナと実質的に同一平面上にある、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２９】
前記ＲＦＩＤタグが、約１３．５６±１．０ＭＨｚの周波数で共振する、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３０】
前記補償要素が、誘導ループ・アンテナとは物理的に別個である、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３１】
前記補償要素が、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個の他のループと電気的に接続している前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個のループを含む、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３２】
前記閉ループが、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも２個のループを含み、前記誘導ループ・アンテナの２個のループの各々が、前記誘導ループ・アンテナの異なる他の１個のループと電気的に接続している、請求項３１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３３】
前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個の他のループと電気的に接続している、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも２個のループが隣接ループである、請求項３２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３４】
前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個の他のループと電気的に接続している、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも２個のループが非隣接ループである、請求項３２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３５】
前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個のループが、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個の他のループへ電気的に短絡されている、請求項３１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３６】
複数のＲＦＩＤタグの少なくとも１個が被補償ＲＦＩＤタグであって、前記複数のＲＦＩＤタグの１個が各々に関連付けられた複数の物品を保管する保管場所と、
前記保管場所に近接していて、前記複数のＲＦＩＤタグからの応答を誘導するのに十分な呼び掛け電磁場を生じる問い掛けアンテナと、
前記問い掛けアンテナに結合されて前記アンテナへの電力を制御すると共に、前記問い掛けアンテナにより伝送されたＲＦＩＤタグからの情報を受信するＲＦＩＤ読取装置とを含み、
前記被補償ＲＦＩＤタグが、誘導ループ・アンテナおよび前記誘導ループ・アンテナに電磁結合すべく配置された補償要素を含んでいることにより、前記補償ＲＦＩＤタグが他のＲＦＩＤタグと混在している場合でも、前記呼び掛けアンテナが前記被補償ＲＦＩＤタグと通信可能である、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システム。
【請求項３７】
前記誘導ループ・アンテナ内の一次電流により、前記補償要素内で寄生電流が誘導される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記ＲＦＩＤ読取装置から情報を受信し、前記情報をデータベースに保管する物品管理システムを更に含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
遠隔ユーザーに情報を提示すべく、前記物品管理システムに接続されたリモート・コンピュータを更に含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４０】
前記保管場所が、棚ユニット、キャビネット、垂直ファイル・セパレータ、スマートカート、およびデスクトップ読取装置のうち少なくとも一つを含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４１】
前記情報が、前記保管場所内における物品の位置情報を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４２】
ＲＦＩＤタグが関連付けられた前記物品が、ファイルと文書のうち少なくとも一つを含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４３】
前記補償要素が、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個のループの１０線幅以内に配置されている、請求項３６に記載の被補償ＲＦＩＤタグ。
【請求項４４】
前記他のＲＦＩＤタグの少なくとも一部が無補償ＲＦＩＤタグである、請求項３６に記載の被補償ＲＦＩＤタグ。
【請求項４５】
前記他のＲＦＩＤタグの少なくとも一部が被補償ＲＦＩＤタグである、請求項３６に記載の被補償ＲＦＩＤタグ。
【請求項４６】
導電面上に配置する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグであって、
基板と、
前記基板上に配置された誘導ループ・アンテナと、
前記誘導ループ・アンテナと電磁結合すべく配置された補償要素と、
前記基板と前記導電面の間に配置された誘電スペーサとを含むＲＦＩＤタグ。
【請求項４７】
前記誘電スペーサの誘電率が１０未満である、請求項４６に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４８】
前記誘電スペーサの誘電率が３未満である、請求項４７に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４９】
前記誘電スペーサの厚さが１０ｍｍ未満である、請求項４６に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５０】
前記誘電スペーサの厚さが５ｍｍ未満である、請求項４９に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１】
誘導ループ・アンテナに電磁結合するための大きさを有する導電材料の閉ループを含む補償要素。
【請求項２】
前記誘導ループ・アンテナへの電磁結合に応答して前記補償要素内で寄生電流が誘導される、請求項１に記載の補償要素。
【請求項３】
前記導電材料が、ダイカットされた金属箔、パターン付き金属箔、電気メッキされた導電性金属、印刷された導電性インク、および導電状態に還元された印刷先駆物質のうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載の補償要素。
【請求項４】
実質的に直線状（ｒｅｃｔｉ ｌｉｎｅａｒ）である、請求項１に記載の補償要素。
【請求項５】
実質的に円形である、請求項１に記載の補償要素。
【請求項６】
前記閉ループが上に配置された基板を更に含む、請求項１に記載の補償要素。
【請求項７】
前記基板の一方の面に配置された接着層を更に含む、請求項６に記載の補償要素。
【請求項８】
前記補償要素と前記接着層が前記基板の同一面に配置されている、請求項７に記載の補償要素。
【請求項９】
前記補償要素と前記接着層が前記基板の反対面に配置されている、請求項７に記載の補償要素。
【請求項１０】
誘導ループ・アンテナと、
前記誘導ループ・アンテナに電磁結合すべく配置された補償要素と、
を含む無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ。
【請求項１１】
前記誘導ループ・アンテナ内の一次電流により前記補償要素内で寄生電流が誘導される、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１２】
前記補償要素が前記誘導ループ・アンテナと電磁気的に結合すべく配置されていることにより、前記被補償ＲＦＩＤタグが他のＲＦＩＤタグに近接している場合に、ＲＦＩＤシステム問い掛けアンテナが前記被補償ＲＦＩＤタグを検知可能である、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
内部に識別情報が格納されているＲＦＩＤダイを更に含む、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１４】
前記補償要素が導電材料の閉ループを含む、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１５】
前記閉ループが実質的に直線状（ｒｅｃｔｉ ｌｉｎｅａｒ）である、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１６】
前記閉ループが実質的に円形である、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１７】
前記閉ループが前記誘導ループ・アンテナから電気的に絶縁されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１８】
前記閉ループが前記誘導ループ・アンテナと電気的に接続している、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項１９】
前記閉ループが前記誘導ループ・アンテナの最も内側のループの内側に配置されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２０】
前記閉ループが前記誘導ループ・アンテナのループ間に配置されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２１】
前記閉ループが前記誘導ループ・アンテナの最も外側のループの外側に配置されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２２】
前記補償要素が、前記誘導ループ・アンテナの軸に対して０〜４５度の範囲の角変位を有する、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２３】
前記導電材料が、ダイカットされた金属箔、パターン付き金属箔、電気メッキされた導電性金属、印刷された導電性インク、および導電状態にされた印刷先駆物質のうち少なくとも一つを含む、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２４】
前記閉ループが、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個のループの１０線幅以内に配置されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２５】
前記閉ループが、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個のループの２線幅以内に配置されている、請求項１４に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２６】
前記補償要素が、前記誘導ループ・アンテナの軸と実質的に整列した軸を有する、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２７】
前記補償要素が実質的に、前記誘導ループ・アンテナの平面に平行且つ近接している平面上にある、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２８】
前記補償要素が、前記誘導ループ・アンテナと実質的に同一平面上にある、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項２９】
前記ＲＦＩＤタグが、約１３．５６±１．０ＭＨｚの周波数で共振する、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３０】
前記補償要素が、誘導ループ・アンテナとは物理的に別個である、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３１】
前記補償要素が、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個の他のループと電気的に接続している前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個のループを含む、請求項１０に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３２】
前記閉ループが、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも２個のループを含み、前記誘導ループ・アンテナの２個のループの各々が、前記誘導ループ・アンテナの異なる他の１個のループと電気的に接続している、請求項３１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３３】
前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個の他のループと電気的に接続している、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも２個のループが隣接ループである、請求項３２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３４】
前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個の他のループと電気的に接続している、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも２個のループが非隣接ループである、請求項３２に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３５】
前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個のループが、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個の他のループへ電気的に短絡されている、請求項３１に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３６】
複数のＲＦＩＤタグの少なくとも１個が被補償ＲＦＩＤタグであって、前記複数のＲＦＩＤタグの１個が各々に関連付けられた複数の物品を保管する保管場所と、
前記保管場所に近接していて、前記複数のＲＦＩＤタグからの応答を誘導するのに十分な呼び掛け電磁場を生じる問い掛けアンテナと、
前記問い掛けアンテナに結合されて前記アンテナへの電力を制御すると共に、前記問い掛けアンテナにより伝送されたＲＦＩＤタグからの情報を受信するＲＦＩＤ読取装置とを含み、
前記被補償ＲＦＩＤタグが、誘導ループ・アンテナおよび前記誘導ループ・アンテナに電磁結合すべく配置された補償要素を含んでいることにより、前記補償ＲＦＩＤタグが他のＲＦＩＤタグと混在している場合でも、前記呼び掛けアンテナが前記被補償ＲＦＩＤタグと通信可能である、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システム。
【請求項３７】
前記誘導ループ・アンテナ内の一次電流により、前記補償要素内で寄生電流が誘導される、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３８】
前記ＲＦＩＤ読取装置から情報を受信し、前記情報をデータベースに保管する物品管理システムを更に含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項３９】
遠隔ユーザーに情報を提示すべく、前記物品管理システムに接続されたリモート・コンピュータを更に含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４０】
前記保管場所が、棚ユニット、キャビネット、垂直ファイル・セパレータ、スマートカート、およびデスクトップ読取装置のうち少なくとも一つを含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４１】
前記情報が、前記保管場所内における物品の位置情報を含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４２】
ＲＦＩＤタグが関連付けられた前記物品が、ファイルと文書のうち少なくとも一つを含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項４３】
前記補償要素が、前記誘導ループ・アンテナの少なくとも１個のループの１０線幅以内に配置されている、請求項３６に記載の被補償ＲＦＩＤタグ。
【請求項４４】
前記他のＲＦＩＤタグの少なくとも一部が無補償ＲＦＩＤタグである、請求項３６に記載の被補償ＲＦＩＤタグ。
【請求項４５】
前記他のＲＦＩＤタグの少なくとも一部が被補償ＲＦＩＤタグである、請求項３６に記載の被補償ＲＦＩＤタグ。
【請求項４６】
導電面上に配置する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグであって、
基板と、
前記基板上に配置された誘導ループ・アンテナと、
前記誘導ループ・アンテナと電磁結合すべく配置された補償要素と、
前記基板と前記導電面の間に配置された誘電スペーサとを含むＲＦＩＤタグ。
【請求項４７】
前記誘電スペーサの誘電率が１０未満である、請求項４６に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４８】
前記誘電スペーサの誘電率が３未満である、請求項４７に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４９】
前記誘電スペーサの厚さが１０ｍｍ未満である、請求項４６に記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５０】
前記誘電スペーサの厚さが５ｍｍ未満である、請求項４９に記載のＲＦＩＤタグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２Ａ】
【図１２Ｂ】
【図１２Ｃ】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公表番号】特表２００７−５３１３９２（Ｐ２００７−５３１３９２Ａ）
【公表日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５０４９６２（Ｐ２００７−５０４９６２）
【出願日】平成１７年２月１７日（２００５．２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００５０３５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０４２９６
【国際公開日】平成１７年１１月３日（２００５．１１．３）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１７日（２００５．２．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００５０３５
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１０４２９６
【国際公開日】平成１７年１１月３日（２００５．１１．３）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
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