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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023115730
(43)【公開日】2023-08-21
(54)【発明の名称】無線タグ、検査システム及び方法
(51)【国際特許分類】
H04B 5/02 20060101AFI20230814BHJP
H04B 1/59 20060101ALI20230814BHJP
G06K 19/077 20060101ALI20230814BHJP
G06K 19/07 20060101ALI20230814BHJP
G06K 19/067 20060101ALI20230814BHJP
【ＦＩ】
H04B5/02
H04B1/59
G06K19/077 264
G06K19/07 240
G06K19/067 020
G06K19/077 248
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022018109
(22)【出願日】2022-02-08
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り ▲１▼発行日 令和 ３年２月１１日 ▲２▼刊行物 映像情報メディア学会技術報告 ＩＴＥ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ Ｖｏｌ． ４５， Ｎｏ． ５ ＢＣＴ２０２１－９ （Ｆｅｂ． ２０２１） ▲３▼公開者 齊藤 一幸、小林 亨有 ▲４▼公開された発明の内容 齊藤 一幸及び小林 亨有が、映像情報メディア学会技術報告により令和３年２月１１日付けで発行された予稿集において、特許出願に関連する発明（本件発明）について公開した。 ▲１▼催日 令和３年２月１８日 ▲２▼集会名 映像情報メディア学会 放送技術研究会（開催場所：ウェブ会議） ▲３▼公開者 齊藤 一幸、小林 亨有 ▲４▼公開された発明の内容 齊藤 一幸及び小林 亨有が、映像情報メディア学会により開催された放送技術研究会において、本件発明について公開した。
(71)【出願人】
【識別番号】000108627
【氏名又は名称】タカノ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】304021831
【氏名又は名称】国立大学法人千葉大学
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100124855
【弁理士】
【氏名又は名称】坪倉 道明
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【弁理士】
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100137213
【弁理士】
【氏名又は名称】安藤 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100143823
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 英彦
(74)【代理人】
【識別番号】100183519
【弁理士】
【氏名又は名称】櫻田 芳恵
(74)【代理人】
【識別番号】100196483
【弁理士】
【氏名又は名称】川嵜 洋祐
(74)【代理人】
【識別番号】100160749
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 陽一
(74)【代理人】
【識別番号】100160255
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 祐輔
(74)【代理人】
【識別番号】100202267
【弁理士】
【氏名又は名称】森山 正浩
(74)【代理人】
【識別番号】100182132
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 隆
(74)【代理人】
【識別番号】100172683
【弁理士】
【氏名又は名称】綾 聡平
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【弁理士】
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(74)【代理人】
【識別番号】100127812
【弁理士】
【氏名又は名称】城山 康文
(72)【発明者】
【氏名】堀井 宏祐
(72)【発明者】
【氏名】齊藤 一幸
(72)【発明者】
【氏名】小林 亨有
【テーマコード（参考）】
5K012
【Ｆターム（参考）】
5K012AB09
5K012AC08
5K012AC10
(57)【要約】
【課題】 水環境において向上した性能を示す無線タグ、及び、この無線タグを含むシステム等を提供すること。
【解決手段】 一実施形態に係る無線タグは、コイルと、該コイルが３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を受信することに伴い、該第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を生成して前記コイルに送信させる、該コイルに接続されたダイオードと、を具備し、集積回路を欠くことができる。
【選択図】 図６
【解決手段】 一実施形態に係る無線タグは、コイルと、該コイルが３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を受信することに伴い、該第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を生成して前記コイルに送信させる、該コイルに接続されたダイオードと、を具備し、集積回路を欠くことができる。
【選択図】 図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コイルと、
該コイルが３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を受信することに伴い、該第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を生成して前記コイルに送信させる、該コイルに接続されたダイオードと、
を具備し、
集積回路を欠くことを特徴とする無線タグ。
該コイルが３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を受信することに伴い、該第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を生成して前記コイルに送信させる、該コイルに接続されたダイオードと、
を具備し、
集積回路を欠くことを特徴とする無線タグ。
【請求項2】
前記ダイオードがショットキーバリアダイオードである、請求項１に記載の無線タグ。
【請求項3】
前記第１周波数成分が４０.６８ＭＨｚの成分を有する、請求項１又は請求項２に記載の無線タグ。
【請求項4】
前記コイルと前記ダイオードとが、直列に接続され、１つの閉じた回路を形成する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の無線タグ。
【請求項5】
前記コイル及び前記ダイオードを収容するケースをさらに含む、請求項１から請求項４のいずれかに記載の無線タグ。
【請求項6】
前記ケースが、開口部を有し、前記コイル及び前記ダイオードを収容する筒状部材と、該開口部を覆うように該筒状部材に取り付けられる蓋部材と、を含むか、又は、
前記ケースが、一方のシートと、該一方のシートとの間に前記コイル及び前記ダイオードを挟んで該一方のシートに貼り付けられる他方のシートと、を含む、請求項５に記載の無線タグ。
前記ケースが、一方のシートと、該一方のシートとの間に前記コイル及び前記ダイオードを挟んで該一方のシートに貼り付けられる他方のシートと、を含む、請求項５に記載の無線タグ。
【請求項7】
コイルと該コイルに接続されたダイオードとを含み、集積回路を欠く無線タグと、
３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を少なくとも１つの送信アンテナを介して前記無線タグに向けて送信することにより、該第１信号を受信した該無線タグに対して、前記第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を送信させる、ように構成される送信ユニットと、
前記無線タグにより送信される前記第２信号を少なくとも１つの受信アンテナを介して受信する、ように構成される受信ユニットと、
を具備することを特徴とするシステム。
３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を少なくとも１つの送信アンテナを介して前記無線タグに向けて送信することにより、該第１信号を受信した該無線タグに対して、前記第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を送信させる、ように構成される送信ユニットと、
前記無線タグにより送信される前記第２信号を少なくとも１つの受信アンテナを介して受信する、ように構成される受信ユニットと、
を具備することを特徴とするシステム。
【請求項8】
前記ダイオードがショットキーバリアダイオードである、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
前記第１周波数成分が４０.６８ＭＨｚの成分を有する、請求項７又は請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記受信ユニットが、前記第２信号を受信することに応答して、警告情報を表示する又は警告音を発生させるように構成される警告装置を含む、請求項７から請求項９のいずれかに記載のシステム。
【請求項11】
コイルと該コイルに接続されたダイオードとを含み、集積回路を欠く無線タグに組み合わせて用いられる、送信ユニット及び受信ユニットを作動させる方法であって、
前記送信ユニットが、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を少なくとも１つの送信アンテナを介して被検査体に向けて送信する段階と、
前記受信ユニットが、前記第１信号を受信した前記被検査体の内部に存在する前記無線タグにより送信される、前記第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を少なくとも１つの受信アンテナを介して受信する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
前記送信ユニットが、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を少なくとも１つの送信アンテナを介して被検査体に向けて送信する段階と、
前記受信ユニットが、前記第１信号を受信した前記被検査体の内部に存在する前記無線タグにより送信される、前記第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を少なくとも１つの受信アンテナを介して受信する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項12】
前記ダイオードがショットキーバリアダイオードである、請求項１１に記載の方法。
【請求項13】
前記第１周波数成分が４０.６８ＭＨｚの成分を有する、請求項１１又は請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本件出願に開示される技術は、無線タグ、及び、この無線タグを含むシステム等に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、非接触方式の個体管理技術として、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が広く用いられている。ＲＦＩＤでは、数ｍｍから最大で１０ｍ程度の範囲における通信が可能である。さらに、ＲＦＩＤは、集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ；ＩＣ）を用いているため、内蔵メモリにデータを非接触方式により保存することができることにより、個体管理を可能とすることから、様々な分野で活用されている。このような従来技術に係るＲＦＩＤとして、特開２００７－１５５５５４号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。
【0003】
なお、特開２００７－１５５５５４号公報は、引用によりその全体が本明細書に組み入れられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００７－１５５５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１に記載されるような従来技術に係るＲＦＩＤが、例えば人体の内部等の水を含む環境（水環境）に存在する場合には、このＲＦＩＤにより送信される信号は、水に吸収されるため、このＲＦＩＤの通信範囲が極端に小さくなる。
【0006】
加えて、上記従来技術に係るＲＦＩＤの応答信号は微弱であるため、仮に外部からこのＲＦＩＤに向けて信号を送信する送信源の送信電力を大きくしても、このＲＦＩＤが水環境に存在する場合には、このＲＦＩＤにより送信される応答信号を水環境の外部において捕捉することが困難である。
【0007】
したがって、本件出願に開示された技術は、水環境において向上した性能を示す無線タグ、及び、この無線タグを含むシステム等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一態様に係る無線タグは、「コイルと、該コイルが３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を受信することに伴い、該第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を生成して前記コイルに送信させる、該コイルに接続されたダイオードと、を具備し、集積回路を欠く」構成を採ることができる。
【0009】
一態様に係るシステムは、「コイルと該コイルに接続されたダイオードとを含み、集積回路を欠く無線タグと、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を少なくとも１つの送信アンテナを介して前記無線タグに向けて送信することにより、該第１信号を受信した該無線タグに対して、前記第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を送信させる、ように構成される送信ユニットと、前記無線タグにより送信される前記第２信号を少なくとも１つの受信アンテナを介して受信する、ように構成される受信ユニットと、を具備する」構成を採ることができる。
【0010】
一態様に係る方法は、「コイルと該コイルに接続されたダイオードとを含み、集積回路を欠く無線タグに組み合わせて用いられる、送信ユニット及び受信ユニットを作動させる方法であって、前記送信ユニットが、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を少なくとも１つの送信アンテナを介して被検査体に向けて送信する段階と、前記受信ユニットが、前記第１信号を受信した前記被検査体の内部に存在する前記無線タグにより送信される、前記第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を少なくとも１つの受信アンテナを介して受信する段階と、を含む」ことができる。
【0011】
この［発明の概要］の欄は、選択された様々な概念を簡略化された形式により導入するために記載されており、これらの様々な概念については［発明を実施するための形態］の欄において後述する。本明細書において用いられるすべての商標は、これらの商標の保有者の財産である。この［発明の概要］の欄の記載は、特許請求の範囲に記載された発明の重要な特徴又は不可欠な特徴を特定することを意図するものでもなく、特許請求の範囲に記載された発明の技術的範囲を限定することを意図するものでもない。特許請求の範囲に記載された発明の、上述した又は他の目的、特徴及び効果は、添付図面を参照して以下に示される［発明を実施するための形態］の欄の記載からより明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
本明細書は、いかなる方法によっても限定されることを意図していない、代表的な様々な実施形態という意味により記載される。
【0014】
本明細書において記載される、様々なシステム、方法及び装置は、いかなる方法によっても限定されるものとして解釈されるべきではない。実際には、本開示は、開示された様々な実施形態の各々、これら様々な実施形態を相互に組み合わせたもの、及び、これら様々な実施形態の一部を相互に組み合わせたもの、のうちのあらゆる新規な特徴及び態様に向けられている。本明細書において記載される、様々なシステム、方法及び装置は、特定の態様、特定の特徴、又は、このような特定の態様と特定の特徴とを組み合わせたものに限定されないし、本明細書に記載される物及び方法は、１若しくはそれ以上の特定の効果が存在すること又は課題が解決されることを、要求するものでもない。さらには、本明細書において記載された様々な実施形態のうちの様々な特徴若しくは態様、又は、そのような特徴若しくは態様の一部は、相互に組み合わせて用いられ得る。
【0015】
本明細書において開示された様々な方法のうちの幾つかの方法の動作が、便宜上、特定の順序に沿って記載されているが、このような手法による記載は、特定の順序が以下特定の文章によって要求されていない限り、上記動作の順序を並び替えることを包含する、と理解すべきである。例えば、順番に記載された複数の動作は、幾つかの場合には、並び替えられるか又は同時に実行される。さらには、簡略化を目的として、添付図面は、本明細書に記載された様々な事項及び方法が他の事項及び方法とともに用いられ得るような様々な方法を示していない。
【0016】
本開示の装置又は方法に関連して本明細書に提示される、動作理論、科学的原理又は他の理論的な記載は、よりよい理解を目的として提供されており、技術的範囲を限定することを意図していない。添付した特許請求の範囲における装置及び方法は、このような動作理論により記載される方法により動作する装置及び方法に限定されない。
【0017】
以下、添付図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明する。なお、図面において共通した構成要素には同一の参照符号が付されている。また、或る図面に表現された構成要素が、説明の便宜上、別の図面においては省略されていることがある点に留意されたい。さらにまた、添付した図面が必ずしも正確な縮尺で記載されている訳ではないということに注意されたい。
【0018】
１．概要
本件出願に開示される技術では、集積回路（ＩＣ）を使用せず、汎用の１又はそれ以上のダイオード及びコイルを使用した無線タグを提供する。このような無線タグは、集積回路を使用していないため、個体管理を行うことはできない。しかし、かかる無線タグは、従来技術に係るＲＦＩＤとは異なり、外部からの送信電力に比例した応答信号を送信することができる。これにより、外部からの送信電力を大きくすることにより、かかる無線タグは、水環境におかれても、より大きな応答信号を送信することができる。このような無線タグにより送信される応答信号は、水環境の外部に配置される受信ユニットにより容易に捕捉（キャッチ）され得る。したがって、水環境の外部に配置される受信ユニットは、水環境において無線タグの存在の有無を調べることができる。
本件出願に開示される技術では、集積回路（ＩＣ）を使用せず、汎用の１又はそれ以上のダイオード及びコイルを使用した無線タグを提供する。このような無線タグは、集積回路を使用していないため、個体管理を行うことはできない。しかし、かかる無線タグは、従来技術に係るＲＦＩＤとは異なり、外部からの送信電力に比例した応答信号を送信することができる。これにより、外部からの送信電力を大きくすることにより、かかる無線タグは、水環境におかれても、より大きな応答信号を送信することができる。このような無線タグにより送信される応答信号は、水環境の外部に配置される受信ユニットにより容易に捕捉（キャッチ）され得る。したがって、水環境の外部に配置される受信ユニットは、水環境において無線タグの存在の有無を調べることができる。
【0019】
本件出願に開示される様々な無線タグは、１つの適した例として、医療現場において用いられ得る。近年の医療現場では、工学の発達に伴い、様々な医療器具が導入されている。その際に、使用した医療器具、例えば、カプセル内視鏡及び手術用チューブ等が、体内から取り忘れられ、体内に取り残される事象が起きている。取り忘れ防止対策として、手術前後で使用した器具の数を確認すること、及び、手術後にＸ線撮影装置を用いて撮影した画像を確認すること等が、行われている。しかし、前者の場合には、器具の数の数え間違いが生ずることがある。後者の場合には、撮影されたＸ線画像において、取り忘れた物体と骨とが重なった際に、そのような物体を確認することが困難となる。これらが、器具を体内から取り忘れる原因となっている。そのため、医療器具が体内に取り忘れられていないかを容易に確認する手法が医療現場では求められている。
【0020】
そこで、使用する医療器具に本件出願に開示される無線タグを取り付け、受信ユニットが、送信ユニットにより送信された信号に対するこの無線タグからの応答信号をキャッチすることにより、医療器具が体内に残留していないかを確認することができる。
【0021】
２．動作原理
図１及び図２は、一実施形態に係る無線タグの動作原理を概念的に示す模式図である。物体（例えば医療器具）に取り付けられた無線タグは、外部の送信アンテナ（送信ユニット）から電力を受信すると、応答信号を返すことができる。外部の受信アンテナ（受信ユニット）が、その応答信号をキャッチすることにより、無線タグの有無を確認することができる。
図１及び図２は、一実施形態に係る無線タグの動作原理を概念的に示す模式図である。物体（例えば医療器具）に取り付けられた無線タグは、外部の送信アンテナ（送信ユニット）から電力を受信すると、応答信号を返すことができる。外部の受信アンテナ（受信ユニット）が、その応答信号をキャッチすることにより、無線タグの有無を確認することができる。
【0022】
図１に示すように、送信アンテナから送信される信号の周波数（ｆ１）と無線タグから送信される信号の周波数（ｆ１）とを同一としてしまうと、受信ユニットは、受信する信号が、無線タグから送信された信号であるのか又は送信アンテナから送信された信号であるのかを識別することができなくなってしまう。
【0023】
したがって、このような識別を可能にするために、無線タグから送信される信号の周波数を、送信アンテナから送信される信号の周波数とは異なる周波数に変換することができる。そこで、本件出願に開示される技術では、図２に示すように、無線タグは、受信信号の２倍の周波数を有する信号を送信することができる。
【0024】
例えば周期Ｔの正弦波をフーリエ級数展開すると、この正弦波は、基本波である１／Ｔの周波数成分のみを有する。ここで、正弦波をダイオードを用いて歪ませることにより生成される図３に示すような波形をフーリエ級数展開すると、図４に示す式（１）のように、基本周波数１／Ｔの他に、第２次高調波である２／Ｔ周波数成分、第４次高調波である４／Ｔ周波数成分、・・・というように、基本波の整数倍の周波数成分を有する高調波が生じる。
【0025】
また、或る周波数成分を有する信号の生体組織内での減衰量は、その周波数成分が高くなるにつれて大きくなることが明らかになっている。そこで、送信ユニットが無線タグに向けて送信する信号（図２中のｆ１）として、生体組織内での減衰量を抑えるべく、低い周波数成分（第１周波数成分）を有する信号（第１信号）が用いられ得る。
【0026】
例えば、好ましい実施形態では、第１信号として、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある周波数成分を有する信号が用いられ得る。
【0027】
より好ましい実施形態では、第１信号として、産業科学医療分野において汎用的に使用するために割り当てられた周波数帯域であるＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンドの４０.６８ＭＨｚが用いられ得る。この場合、無線タグが存在するときには、受信ユニット（受信アンテナ）は、第１周波数成分の２倍の第２周波数成分である８１.３６ＭＨｚを有する信号（第２信号）を無線タグから受信することができる。
【0028】
他の実施形態では、第１信号として、例えば、４５ＭＨｚの周波数成分を有する信号が用いられる場合には、無線タグが存在するときには、受信ユニット（受信アンテナ）は、第１周波数成分の２倍の第２周波数成分である９０ＭＨｚを有する信号（第２信号）を無線タグから受信することができる。
【0029】
３．様々な実施形態
次に、上述した動作原理に基づく様々な実施形態について説明する。
次に、上述した動作原理に基づく様々な実施形態について説明する。
【0030】
３－１．構成
図５は、一実施形態に係る無線タグを含む検査システムの構成の一例を示す模式図である。図５に示すように、検査システム１は、大きく分けて、無線タグ１００と、送信ユニット２００と、受信ユニット３００と、を含むことができる。
図５は、一実施形態に係る無線タグを含む検査システムの構成の一例を示す模式図である。図５に示すように、検査システム１は、大きく分けて、無線タグ１００と、送信ユニット２００と、受信ユニット３００と、を含むことができる。
【0031】
（１）無線タグ１００
図６は、図５に示した無線タグ１００の構成の一例を示す模式図である。図６において、左部には、無線タグ１００の構成を示す模式図が示され、右部には、無線タグ１００が有する電気回路を示す模式図が示されている。
図６は、図５に示した無線タグ１００の構成の一例を示す模式図である。図６において、左部には、無線タグ１００の構成を示す模式図が示され、右部には、無線タグ１００が有する電気回路を示す模式図が示されている。
【0032】
図６を参照すると、無線タグ１００は、コイル１０２と、コイル１０２に接続された１個のダイオード１０４と、コイル１０２及びダイオード１０４を収容するケース１０６と、を含むことができる。なお、無線タグ１００は、当然、コイル１０２とダイオード１０４とを接続するワイヤ及び／又は半田等を含み得る。
【0033】
コイル１０２は、例えば、任意のサイズを有する任意の金属製のワイヤ（線）により形成され得る。一例として、ここでは、コイル１０２は、直径０.５ｍｍのエナメル線を直径２５ｍｍ（第１周波数として４０.６８ＭＨｚを用いる場合）の円を呈するように複数回（ここでは例えば約５回）巻くことにより形成され得る。
なお、第１周波数として、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚのいずれの周波数を用いた場合にも、コイル１０２のサイズを変化させる必要はないため、一実施形態では、コイル１０２のサイズを固定（例えば直径２５ｍｍ）とすることもできる。これは、第１周波数の波長に比べてコイル１０２のサイズが非常に小さいためである（勿論、別の実施形態では、コイル１０２のサイズを変化させてもよい）。
さらに、コイル１０２に誘起される電圧の大きさは、コイル１０２に鎖交している時間変動する磁束に比例すると考えられることから、別の実施形態では、コイル１０２の巻数を、第１周波数に反比例させてもよい。例えば、第１周波数が３０ＭＨｚである場合には、コイル１０２の巻数を約６回とすることができ、第１周波数が６０ＭＨｚである場合には、コイル１０２の巻数を約３回とすることができる。ここで例示するコイル１０２の巻数は、単なる例示であり、目的とする電圧の大きさ等を含む様々な要素に応じて任意なものとすることができる。
なお、第１周波数として、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚのいずれの周波数を用いた場合にも、コイル１０２のサイズを変化させる必要はないため、一実施形態では、コイル１０２のサイズを固定（例えば直径２５ｍｍ）とすることもできる。これは、第１周波数の波長に比べてコイル１０２のサイズが非常に小さいためである（勿論、別の実施形態では、コイル１０２のサイズを変化させてもよい）。
さらに、コイル１０２に誘起される電圧の大きさは、コイル１０２に鎖交している時間変動する磁束に比例すると考えられることから、別の実施形態では、コイル１０２の巻数を、第１周波数に反比例させてもよい。例えば、第１周波数が３０ＭＨｚである場合には、コイル１０２の巻数を約６回とすることができ、第１周波数が６０ＭＨｚである場合には、コイル１０２の巻数を約３回とすることができる。ここで例示するコイル１０２の巻数は、単なる例示であり、目的とする電圧の大きさ等を含む様々な要素に応じて任意なものとすることができる。
【0034】
ダイオード１０４は、高調波を生じさせるための任意のダイオードであり得る。一例として、ダイオード１０４は、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号に対して十分な整流作用を果たすことができる、すなわち、優れた高周波特性を示す、という観点から、任意のショットキーバリアダイオード（例えば、東芝社製 １ＳＳ１５４）であり得る。
【0035】
ここでは、ダイオード１０４として、１個のダイオード１０４を用いるが、直列及び／又は並列に接続された複数のダイオードを用いることも可能である。
【0036】
図６の右部に示されているように、コイル１０２とダイオード１０４とが、直列に接続され、１つの閉じた回路を形成することができる。
【0037】
ケース１０６は、第１の例では、筒状部材１０６Ａと、蓋部材１０６Ｂと、を含むことができる。図７に示されるように、筒状部材１０６Ａは、全体として円柱状を呈することができる。筒状部材１０６Ａは、この筒状部材１０６Ａの内部と外部とを連通させる開口部１０６Ａ１を有することができる。この筒状部材１０６Ａは、内部にコイル１０２及びダイオード１０４を収容することができる。
【0038】
蓋部材１０６Ｂは、例えば円形状を呈する板により形成され、筒状部材１０６Ａの開口部１０６Ａ１を覆うように筒状部材１０６Ａに取り付けられ得る。
【0039】
筒状部材１０６Ａ及び蓋部材１０６Ｂは、それぞれ、プラスチック、樹脂、金属、紙、木等を含む任意の材料により形成され得る。
【0040】
このようなケース１０６は、医療器具等の物品に対して例えば接着剤又は接着テープ等を用いて固定され得る。
【0041】
ケース１０６は、第２の例では、円形状又は矩形状を呈する一方のシート（図示しない）と、この一方のシートに貼り付けられる円形状又は矩形状を呈する他方のシート（図示しない）と、を含むことができる。これら２枚のシートの間に、コイル１０２及びダイオード１０４が封入され得る。このようなケース１０６は、接着剤又は接着テープ等を用いて、医療器具等の物品に対して固定され得る。或いはまた、このようなケース１０６は、もう１枚の円形状又は矩形状のシート／シール（図示しない）を用いて、医療器具等の物品に対して固定され得る（この場合、当該もう１枚のシート（シール）は、ケース１０６との間に上記２枚のシートを挟んでケース１０６に接着させられ得る）。
【0042】
上記構成を有する無線タグ１００が取り付けられる医療器具は、例えば、手術の際に人体の内部に取り残される可能性を有する任意の器具であり得る。かかる医療器具は、ガーゼ、メス、カプセル内視鏡、手術用チューブ、縫合針、金属プラグ、シャントチューブ、ネジ、開創器部品、スプーン、血管テープ、プレート、洗浄用ノズル等を、これらに限定することなく含むことができる。
【0043】
無線タグ１００が取り付けられる医療器具が、無線タグ１００のサイズに比べて小さいために、無線タグ１００に対して直接的に貼り付ける又は取り付けることが困難である場合もあり得る。かかる場合には、無線タグ１００とこのような小さい医療器具とは、紐、糸又はワイヤ等により接続する形式（このような紐等の一端が無線タグ１００に接着及び／又は巻回され、その他端が小さいサイズの医療器具に接着及び／又は巻回され得る形式）により結合され得る。
【0044】
【0045】
ジェネレータ２０２は、第１周波数成分を有する第１信号を生成することが可能な任意の装置であり得る。ジェネレータ２０２として、例えば、ＨｅｗＬｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社の８６５７Ｂ等を用いることが可能である。増幅器２０４は、ジェネレータ２０２により生成された第１信号を増幅することができる。
【0046】
送信アンテナ２０６は、増幅器２０４により増幅された第１信号を空気中に向けて送信することができる。
【0047】
図５には、２つの送信アンテナ２０６が用いられる例が示されているが、送信アンテナ２０６の総数は、１つであっても複数であってもよい。各送信アンテナ２０６は、一例として、円形状、矩形状又は三角形状等をなす板状であり得る。各送信アンテナ２０６は、小型、薄型及び軽量であることが好ましい。
【0048】
図８（ａ）に示すように、各送信アンテナ２０６は、第１周波数（ここでは例えば４０.６８ＭＨｚ）において適切な反射係数（ここでは例えば－１８.２ｄＢという反射係数）を示すように、整合回路を用いて調整され得る。
【0049】
【0050】
各受信アンテナ３０２は、無線タグ１００により送信された信号（第２信号）を受信するように構成され得る。
【0051】
図５には、２つの受信アンテナ３０２が用いられる例が示されているが、受信アンテナ３０２の総数は、送信アンテナ２０６の総数に制限されることなく、１つであっても複数であってもよい。各受信アンテナ３０２は、一例として、円形状、矩形状又は三角形状等をなす板状であり得る。各受信アンテナ３０２は、小型、薄型及び軽量であることが好ましい。
【0052】
図８（ｂ）に示すように、各受信アンテナ３０２は、第２周波数（ここでは例えば８１.３６ＭＨｚ）において適切な反射係数（ここでは例えば－１０.９ｄＢという反射係数）を示すように、整合回路を用いて調整され得る。
【0053】
検出装置３０４は、各受信アンテナ３０２により第２信号が受信された旨を検出する装置であり得る。検出装置３０４としては、例えば、スペクトラムアナライザ、又は、第２信号が有する第２周波数（例えば、８１.３６ＭＨｚ）を受信可能な受信機（ＦＭラジオを利用した受信機等）等を用いることが可能である。
【0054】
検出装置３０４としてスペクトラムアナライザを用いる場合には、かかるスペクトラムアナライザは、横軸を周波数（ＭＨｚ）とし、縦軸を受信電力（ｄＢｍ）として、各受信アンテナ３０２により受信された信号の周波数及び受信電力を表示することができる。
【0055】
図９は、図５に示した検出装置３０４として用いられるスペクトラムアナライザにより表示される情報の一例を示す模式図である。図９に示すように、各受信アンテナ３０２により第１周波数成分（４０.６８ＭＨｚ）の２倍の第２周波数成分（８１.３６ＭＨｚ）を有する第２信号が受信された場合には、８１.３６ＭＨｚ周辺において大きな受信電力を有する第２次高調波が、表示され得る。
【0056】
検出装置３０４として受信機を用いる場合には、各受信アンテナ３０２により第１周波数成分（４０.６８ＭＨｚ）の２倍の第２周波数成分（８１.３６ＭＨｚ）を有する第２信号が受信された場合には、受信機は、ＦＭラジオと同様に、第２周波数に対して同調することにより、より大きな音を発することができる。
【0057】
さらにまた、検出装置３０４は、情報処理装置（図示しない）を含むことができる。この情報処理装置は、少なくとも１つのプロセッサと、このプロセッサにより実行される命令及びデータ（すなわち、コンピュータプログラム／アプリケーションプログラム）並びにこのプロセッサにより演算されたデータ等を記憶する各種メモリと、命令を実行するプロセッサにより制御される、入力装置（マウス、ポインティングデバイス、タッチディスプレイ等）及び出力装置（ディスプレイ、スピーカ等）、入出力インターフェイス装置等と、を含むことができる。このような情報処理装置は、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、スーパーコンピュータ、タブレット又は携帯情報端末等であり得る。
【0058】
このような情報処理装置は、少なくとも１つのプロセッサが上記コンピュータプログラムを実行することにより、各受信アンテナ３０２により第２信号が受信されたことを検出する機能、及び、第２信号が受信されたことを検出したときに、その旨を示す警告情報を表示する（又は警告音を発生させる）機能、を果たすように構成され得る。かかる情報処理装置は、単独で、又は、上述したスペクトラムアナライザ又は受信機と組み合わせて、このような機能を実現することが可能である。
【0059】
３－２．動作
次に、上記構成を有する検査システムにより実行される動作について、図１～図９に加えて図１０を参照して説明する。図１０は、図５に示した検査システムの一部を変形又は簡略化して示す当該検査システムの構成の一例を示す模式図である。
次に、上記構成を有する検査システムにより実行される動作について、図１～図９に加えて図１０を参照して説明する。図１０は、図５に示した検査システムの一部を変形又は簡略化して示す当該検査システムの構成の一例を示す模式図である。
【0060】
図１０には、図５に示したシステムが、より実際のアプリケーションに適するように具体化された構成が示されている。例えば、複数の（例えば４個の）送信アンテナ２０６が、手術台９０２に置かれるマット９０４の中に又は下に配置され得る。ここでは、複数の送信アンテナ２０６として、例えば４個の送信アンテナ２０６が設けられている。送信アンテナ２０６の総数が多い程、かかる送信アンテナ２０６により送信される信号がマット９０４の上に位置する被検査体／被験者（図示せず）におけるより広い範囲に到達することから、被検査体の内部に取り残された医療器具（に取り付けられた無線タグ１００）を検査することが可能な領域（検査可能領域）９０６を広げることができる。一方、送信アンテナ２０６の総数が多い程、送信ユニット２００全体を構成する回路が複雑になり得る。したがって、検査可能領域９０６と回路の複雑さとの兼ね合いに応じて、送信アンテナ２０６の総数を決定することが好ましい。
【0061】
また、受信アンテナ３０２は、上面に把手９０８が取り付けられた容器９１０の内部に収容され得る。これにより、検査を行うオペレータ（看護師又は医師等）は、把手９０８を握持して、受信アンテナ３０２を収容する容器９１０を、適切な場所（例えば、手術台９０２に横たわった被検査体の内臓の上方等）に容易に位置させることができる。なお、図１０には、容器９１０に１個の受信アンテナ３０２が収容される例が示されているが、容器９１０には、複数の受信アンテナ３０２を収容することも可能である。
【0062】
まず、第１段階において、図１０に例示されるように、手術台９０２の位置を中心にして、送信ユニット２００及び受信ユニット３００が準備される。
【0063】
第２段階において、無線タグ１００が取り付けられた医療器具（図示せず）が体内に取り残されていないかに関する検査を受ける被検査体（図示せず）が、手術台９０２に横たわる。被検査体は、その内臓が検査可能領域９０６に位置するように手術台９０２に横たわることが好ましい。
【0064】
第３段階において、送信ユニット２００が、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分（好ましくは４０.６８ＭＨｚ）を有する第１信号を少なくとも１つ（図１０では一例として４つ）の送信アンテナ２０６を介して被検査体に向けて送信することができる。オペレータは、被検査体の内臓の上方全体を万遍なくトレースするように容器９１０を移動させることが好ましい。
【0065】
第４段階において、被検査体の内部に無線タグ１００が取り付けられた医療器具が取り残されて「いない」場合には、上記第１信号に応答して第２信号を送信する無線タグ１００が存在しないため、受信ユニット３００は、第２信号を受信アンテナ３０２を介して受信することができない。
【0066】
一方、被検査体の内部に無線タグ１００が取り付けられた医療器具が取り残されて「いる」場合には、受信ユニット３００が、上記第１信号を受信した被検査体の内部に存在する無線タグ１００により送信される、上記第１周波数成分の２倍の第２周波数成分（好ましくは８１.３６ＭＨｚ）を有する第２信号を、少なくとも１つ（ここでは１つ）の受信アンテナ３０２を介して受信することができる。
【0067】
この場合、検査装置３０４としてのスペクトルアナライザは、第２信号の第２周波数付近において、大きな受信電力を有する第２次高調波を、表示することができる（図９参照）。検査装置３０４としての受信機は、第２周波数に対して同調するように調整された状態において、より大きな音を発することができる。
【0068】
上述した情報処理装置３０６が、単独で、又は、検査装置３０４に組み合わせて設けられているときには、かかる情報処理装置３０６は、被検査体の内部に医療器具（に取り付けられた無線タグ１００）が取り残されている旨を示す警告音を発すること、及び／又は、被検査体の内部に医療器具（に取り付けられた無線タグ１００）が取り残されている旨を示す警告情報を表示することができる。
【0069】
なお、被検査体の内部に医療器具が取り付けられた無線タグ１００が取り残されている場合には、無線タグ１００は、第２周波数成分を有する第２信号（第２次高調波）だけでなく、第４次高調波及び第６次高調波等をも送信し得る。しかし、これらの高調波のうち、最も大きな振幅を有する高調波は、第２次高調波であるので、受信ユニット３００による検査の対象とされる高調波は、第２次高調波のみとされ得る。無論、別の実施形態では、受信ユニット３００による検査の対象とされる高調波は、第２次高調波、第４次高調波、第６次高調波等のうちの任意の少なくとも１つの高調波とされ得る。
【0070】
４．様々な実施形態による効果
上述した様々な実施形態に係る検査システムにあっては、高い周波数成分を有する信号は、水を含む環境（水環境）、例えば生体組織には、浸透し難い一方、低い周波数成分を有する信号は、水環境に浸透し易い反面、人間が握持することができる程度に送受信アンテナを小さくすることが困難であることに着目し、水環境に浸透し易くかつ送受信アンテナを小さくするという条件を満たす第１周波数として、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚという範囲に含まれる周波数を採用している。より好ましくは、第１周波数として、ＩＳＭ（工業、科学及び医療用）周波数の１つであって免許不要で使用可能である、４０.６８ＭＨｚを採用している。
上述した様々な実施形態に係る検査システムにあっては、高い周波数成分を有する信号は、水を含む環境（水環境）、例えば生体組織には、浸透し難い一方、低い周波数成分を有する信号は、水環境に浸透し易い反面、人間が握持することができる程度に送受信アンテナを小さくすることが困難であることに着目し、水環境に浸透し易くかつ送受信アンテナを小さくするという条件を満たす第１周波数として、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚという範囲に含まれる周波数を採用している。より好ましくは、第１周波数として、ＩＳＭ（工業、科学及び医療用）周波数の１つであって免許不要で使用可能である、４０.６８ＭＨｚを採用している。
【0071】
これにより、送信ユニットが、生体組織内に取り残された、無線タグが取り付けられた物品（例えば医療器具）に向けて、第１周波数成分を有する第１信号を送信することにより、送信された第１信号は、生体組織に浸透して無線タグに到達することができる。これに応答して、コイル及びダイオードを含む無線タグは、第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を生成して送信することができる。送信された第２信号は、受信ユニットにより受信及び検出され得る。
【0072】
この点につき、上述した特開２００７－１５５５５４号公報（特許文献１）に開示されたＲＦＩＤは、送信装置がＲＦＩＤに対して送信する信号の周波数として、９５３ＭＨｚしか記載していない（例えば、段落[０００３]、[０００８]及び[００２８]並びに図３）。このような高い周波数成分を有する信号は水環境に浸透し難いため、特許文献１に開示された発明では、本件出願が解決しようとする課題を解決することができない。
【0073】
また、仮に、送信ユニットにより送信された第１信号の電力が十分でないために、受信ユニットが無線タグから第２信号を受信することが困難である場合には、送信ユニットは、より大きな電力で第１信号を送信することができる。様々な実施形態に係る無線タグは、従来技術に係るＲＦＩＤとは異なり、集積回路（ＩＣ）を欠いた構成（集積回路を搭載しない）構成を採用していることから、受信する第１信号の電力に比例した電力により第２信号を送信することができる。したがって、無線タグは、受信する第１信号の電力に比例した電力により第２信号を送信することができるため、送信ユニットは、第１信号の電力を増加させることにより、受信ユニットが受信する第２信号の電力を増加させることができる。これにより、受信ユニットは、無線タグからより確実に第２信号を受信することができる。
【0074】
この点につき、上述した特許文献１は、集積回路を欠くＲＦＩＤを何ら教示しておらず、むしろ、記憶回路及びロジック回路を含むデータ処理回路を具備するＲＦＩＤを、すべての実施形態において開示している（段落[００２６]、並びに、図２、図１０、図１１、及び図１２）。したがって、この意味においても、特許文献１に開示された発明では、本件出願が解決しようとする課題を解決することができない。
【0075】
また、様々な実施形態に係る検査システムは、無線タグが高調波（特に第２次高調波）を積極的に使用して送信する構成を採用している。通常の電気回路では、高調波は邪魔な要素であるため、当業者は、高調波をいかに抑えるかということを重視する。これに対して、様々な実施形態に係る検査システムは、通常抑えるべきと考えられてきた高調波を逆に積極的に利用して、無線タグにかかる高調波を送信させる。したがって、当業者にとって、このような高調波を積極的に利用する様々な実施形態に係る無線タグ、及び、かかる無線タグを有する検査システムに想到することは困難である。
【0076】
本開示の利益を有する当業者により容易に理解されるように、上述した様々な例は、矛盾の生じさせない限りにおいて、相互に様々なパターンで適切に組み合わせて用いられ得る。
【0077】
５．様々な態様
第１の態様に係る無線タグは、「コイルと、該コイルが３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を受信することに伴い、該第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を生成して前記コイルに送信させる、該コイルに接続されたダイオードと、を具備し、集積回路を欠く」構成を採ることができる。
第１の態様に係る無線タグは、「コイルと、該コイルが３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を受信することに伴い、該第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を生成して前記コイルに送信させる、該コイルに接続されたダイオードと、を具備し、集積回路を欠く」構成を採ることができる。
【0078】
第２の態様に係る無線タグは、上記第１の態様において「前記ダイオードがショットキーバリアダイオードである」構成を採ることができる。
【0079】
第３の態様に係る無線タグは、上記第１の態様又は上記第２の態様において「前記第１周波数成分が４０.６８ＭＨｚの成分を有する」構成を採ることができる。
【0080】
第４の態様に係る無線タグは、上記第１の態様から上記第３の態様のいずれかにおいて「前記コイルと前記ダイオードとが、直列に接続され、１つの閉じた回路を形成する」構成を採ることができる。
【0081】
第５の態様に係る無線タグは、上記第１の態様から上記第４の態様のいずれかにおいて「前記コイル及び前記ダイオードを収容するケースをさらに含む」構成を採ることができる。
【0082】
第６の態様に係る無線タグは、上記第５の態様において「前記ケースが、開口部を有し、前記コイル及び前記ダイオードを収容する筒状部材と、該開口部を覆うように該筒状部材に取り付けられる蓋部材と、を含むか、又は、前記ケースが、一方のシートと、該一方のシートとの間に前記コイル及び前記ダイオードを挟んで該一方のシートに貼り付けられる他方のシートと、を含む」構成を採ることができる。
【0083】
第７の態様に係るシステムは、「コイルと該コイルに接続されたダイオードとを含み、集積回路を欠く無線タグと、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を少なくとも１つの送信アンテナを介して前記無線タグに向けて送信することにより、該第１信号を受信した該無線タグに対して、前記第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を送信させる、ように構成される送信ユニットと、前記無線タグにより送信される前記第２信号を少なくとも１つの受信アンテナを介して受信する、ように構成される受信ユニットと、を具備する」構成を採ることができる。
【0084】
第８の態様に係るシステムは、上記第７の態様において「前記ダイオードがショットキーバリアダイオードである」構成を採ることができる。
【0085】
第９の態様に係るシステムは、上記第７の態様又は上記第８の態様において「前記第１周波数成分が４０.６８ＭＨｚの成分を有する」構成を採ることができる。
【0086】
第１０の態様に係るシステムは、上記第７の態様から上記第９の態様のいずれかにおいて「前記受信ユニットが、前記第２信号を受信することに応答して、警告情報を表示する又は警告音を発生させるように構成される警告装置を含む」構成を採る。
【0087】
第１１の態様に係る方法は、「コイルと該コイルに接続されたダイオードとを含み、集積回路を欠く無線タグに組み合わせて用いられる、送信ユニット及び受信ユニットを作動させる方法であって、前記送信ユニットが、３０ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲にある第１周波数成分を有する第１信号を少なくとも１つの送信アンテナを介して被検査体に向けて送信する段階と、前記受信ユニットが、前記第１信号を受信した前記被検査体の内部に存在する前記無線タグにより送信される、前記第１周波数成分の２倍の第２周波数成分を有する第２信号を少なくとも１つの受信アンテナを介して受信する段階と、を含む」ことができる。
【0088】
第１２の態様に係る方法は、上記第１１の態様において「前記ダイオードがショットキーバリアダイオードである」構成を採ることができる。
【0089】
第１３の態様に係る方法は、上記第１１の態様又は上記第１２の態様において「前記第１周波数成分が４０.６８ＭＨｚの成分を有する」構成を採ることができる。
【符号の説明】
【0090】
１ 検査システム
１００ 無線タグ
１０２ コイル
１０４ ダイオード
１０６ ケース
１０６Ａ 筒状部材
１０６Ｂ 蓋部材
２００ 送信ユニット
２０２ ジェネレータ
２０４ 増幅器
２０６ 送信アンテナ
３００ 受信ユニット
３０２ 受信アンテナ
３０４ スペクトラムアナライザ
３０６ 情報処理装置
１００ 無線タグ
１０２ コイル
１０４ ダイオード
１０６ ケース
１０６Ａ 筒状部材
１０６Ｂ 蓋部材
２００ 送信ユニット
２０２ ジェネレータ
２０４ 増幅器
２０６ 送信アンテナ
３００ 受信ユニット
３０２ 受信アンテナ
３０４ スペクトラムアナライザ
３０６ 情報処理装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
