特許 7539317 上部導体及び下部導体を有するＲＦＩＤストラップ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-15

(45)【発行日】2024-08-23

(54)【発明の名称】上部導体及び下部導体を有するＲＦＩＤストラップ

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/07 20060101AFI20240816BHJP

   G06K 19/077 20060101ALI20240816BHJP

   H01Q 5/378 20150101ALI20240816BHJP

【ＦＩ】

G06K19/07 260

G06K19/077 172

G06K19/077 280

G06K19/077 296

G06K19/077 144

H01Q5/378

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2020558469

(86)(22)【出願日】2019-04-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-08-30

(86)【国際出願番号】 US2019028275

(87)【国際公開番号】W WO2019204698

(87)【国際公開日】2019-10-24

【審査請求日】2022-03-08

(31)【優先権主張番号】62/660,510

(32)【優先日】2018-04-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】516243711

【氏名又は名称】エイブリィ・デニソン・リテイル・インフォメーション・サービシズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】ＡＶＥＲＹ ＤＥＮＮＩＳＯＮ ＲＥＴＡＩＬ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＳＥＲＶＩＣＥＳ ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フォースター，イアン

【審査官】田名網 忠雄

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／０２０７４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００９／０４２３２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１３３１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１６４８５９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２１６０４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６９２４６８８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】国際公開第２００９／１１０３８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０３０２０１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１４－００３４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０３０６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１０１９８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｋ １９／０７

Ｇ０６Ｋ １９／０７７

Ｈ０１Ｑ ５／３７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対のストラップパッド及びＲＦＩＤチップを含む第１の下部ストラップ導体と、
第２の上部導体と、
前記第１の下部ストラップ導体と前記第２の上部導体との間に位置する誘電体を含むＲＦＩＤストラップ装置と、
前記ＲＦＩＤチップに結合された分離アンテナと、
を含み、
前記分離アンテナへの前記ＲＦＩＤチップの取り付けを容易にする導電性パッドまたは導電性バンプを前記ＲＦＩＤチップは含み、前記分離アンテナは前記一対のストラップパッド及び前記ＲＦＩＤチップを介して前記第１の下部ストラップ導体に結合される、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグ。

【請求項2】

前記分離アンテナは、ベース基板上に位置する、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項3】

前記分離アンテナは、第１の周波数で動作する、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項4】

前記第２の上部導体は、第２のアンテナとして機能する、請求項３に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項5】

前記第２のアンテナは、前記第１の周波数とは異なる周波数で動作する、請求項４に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項6】

前記第２の上部導体は、誘電体を介してキャパシタンスによって前記第１の下部ストラップ導体に結合される、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項7】

前記第２の上部導体は、直接オーミック接続手段を介して前記第１の下部ストラップ導体に結合される、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項8】

前記直接オーミック接続手段は、導電性インクで満たされた１つ以上の孔を備える、請求項７に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項9】

前記第２の上部導体は、機械的圧着、または電気化学的工程により前記第１の下部ストラップ導体に接続される、請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。

【請求項10】

ＲＦＩＤチップに接続された一対のストラップパッドからなる第１の下部ストラップ導体と、
第２のアンテナからなる第２の上部導体と、
前記第１の下部ストラップ導体と前記第２の上部導体との間に位置する誘電体と、を含む第１のアンテナに結合された無線周波数識別（ＲＦＩＤ）ストラップ装置であって、
前記第２のアンテナは、前記第１のアンテナとは異なる周波数で動作するように構成され、前記第１のアンテナは前記一対のストラップパッドおよび前記ＲＦＩＤチップを介して前記第１の下部ストラップ導体に結合される、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）ストラップ装置。

【請求項11】

前記第２のアンテナは、前記ＲＦＩＤチップと前記第１のアンテナとのインピーダンス整合を増加させる、請求項１０に記載のＲＦＩＤストラップ装置。

【請求項12】

前記第２の上部導体は、感知装置に結合される、請求項１０に記載のＲＦＩＤストラップ装置。

【請求項13】

前記第２の上部導体は、発光装置に結合される、請求項１０に記載のＲＦＩＤストラップ装置。

【請求項14】

前記第２の上部導体は、半導体装置に結合される、請求項１０に記載のＲＦＩＤストラップ装置。

【請求項15】

前記第２の上部導体は、導電性インクで印刷される、請求項１０に記載のＲＦＩＤストラップ装置。

【請求項16】

第２の上部導体を無線周波数識別（ＲＦＩＤ）ストラップ装置に組み込む方法であって、
一対のストラップパッドからなる第１の下部ストラップ導体を提供するステップと、
ＲＦＩＤチップを前記一対のストラップパッドに接続するステップと、
前記第１の下部ストラップ導体と前記第２の上部導体との間に誘電体を位置させるステップと、
前記ＲＦＩＤストラップ装置をアンテナに結合するステップと、
を含み、前記アンテナへの前記ＲＦＩＤチップの取り付けを容易にする導電性パッドまたは導電性バンプを前記ＲＦＩＤチップは含み、前記分離アンテナは前記一対のストラップパッド及び前記ＲＦＩＤチップを介して前記第１の下部ストラップ導体に結合される、方法。

【請求項17】

前記第２の上部導体上に第２のアンテナを形成するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記アンテナとは異なる周波数で前記第２のアンテナを動作させるステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記第２の上部導体を感知装置に結合するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項20】

前記第２の上部導体を発光装置に結合するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１８年４月２０日に出願された米国仮実用特許出願番号第６２／６６０，５１０号の優先権及び利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

本発明は、一般に、第２の導体を無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）ストラップ装置に組み込む方法、及びその結果として得られる装置に関する。具体的には、前記方法及びその結果として得られる装置は、ＲＦＩＤストラップ装置に機能を追加するストラップ導体と第２の導体との結合を可能にする。本方法は、ＲＦＩＤストラップ装置に特に適している。したがって、本明細書は、これに対する具体的な参照を可能にする。しかし、本発明の方法の態様もまた、他の同様の応用及び装置で同様に適用可能であることは、理解すべきである。

【0003】

無線周波数識別は、それ自体を識別するためにリーダーシステムによって送信された磁場、電場、又は電磁場を使用し、場合によっては、さらに格納されたデータを提供する。ＲＦＩＤタグは、一般に、メモリ及び動作回路が形成される「チップ」と呼ばれる半導体装置を含む。ＲＦＩＤチップは、当技術分野で公知のように、直接又はＲＦＩＤストラップ装置を用いて、アンテナに接続される。通常、ＲＦＩＤタグは、トランスポンダとして作用し、リーダーから受信したインテロゲータ（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｏｒ）とも呼ばれる無線周波数（「ＲＦ」）呼び掛け信号（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）に応答してチップメモリに格納された情報を提供する。アクティブＲＦＩＤ装置の場合、前記装置にはバッテリー等の電源がある。一方、パッシブＲＦＩＤ装置においては、呼び掛け信号のエネルギーもＲＦＩＤ装置を動作させるのに必要なエネルギーを提供する。したがって、パッシブＲＦＩＤ装置は、アクティブＲＦＩＤ装置に比べて、より短い読み取り範囲を有し得るが、これらははるかに安価であり、アクティブＲＦＩＤ装置のように、（たとえば、バッテリ寿命の限界が原因で）限られた寿命を有することはない。

【0004】

ＲＦＩＤタグは、追跡しようとする物品に組み込まれてもよく、及び／又は物品に取り付けられてもよい。一部の場合において、タグは、接着剤、テープ、又は当技術分野で公知の他の手段によって物品の外側に取り付けられてもよく、他の場合において、タグは、物品内に挿入、例えばパッケージ内に含まれるか、物品の容器内に位置するか、又は衣服に縫い付けられてもよい。ＲＦＩＤタグは、一実施形態において、チェックディジットが付加された数バイトの単純なシリアル番号である固有の識別番号で製造され得る。この識別番号は、製造時にタグに組み込まれる場合が多い。大半の場合、ユーザーはこのシリアル／識別番号を変更することができず、メーカーは、各々のシリアル番号を１回のみ使用することを保証する。このような読み取り専用ＲＦＩＤタグは、通常、追跡する物品に永続的に取り付けられ、一度取り付けられると、タグのシリアル番号はコンピュータデータベースのホスト物品と関連付けられる。

【0005】

本発明は、ＲＦＩＤストラップ装置内に既にある導体に加えて、少なくとも１つの追加導体をＲＦＩＤストラップ装置に組み込む方法を開示し、ストラップ導体及び少なくとも１つの追加導体は、共に結合されて機能を追加する。一実施形態において、機能は、ストラップ導体によって駆動する第１のアンテナとは異なる周波数で動作する第２のアンテナとして作用する少なくとも１つの追加導体、前記装置に感知能力を提供する第２の導体、発光装置を駆動する第２の導体、又は第２の導体上に実装された１つ以上の半導体装置とインターフェースする第２の導体を含むことができる。

【発明の概要】

【0006】

以下は、開示される本発明のいくつかの態様に対する基本的な理解を提供するために簡略化した要約を示す。この要約は、広範な概要ではなく、鍵/重要な要素を特定したり、その範囲を記述したりすることを目的とするものではない。その唯一の目的は、後に示すより詳細な説明の前置きとして、いくつかの概念を簡略化した形で示すことにある。

【0007】

一態様において、本明細書で開示及び請求される主題は、第２の導体をＲＦＩＤストラップ装置に組み込む方法、及びその結果として得られる装置からなる。ＲＦＩＤストラップ装置は、分離誘電体を介してストラップ（又は第１の）導体に結合された上部（又は第２の）導体を含む。また、ＲＦＩＤストラップ装置は、ベース基板上の分離アンテナに結合される。アンテナは、アルミニウム箔などの当技術分野で公知の任意の適切な材料で製造することができ、ベース基板は、通常、紙で構成される。しかしながら、当業者によって理解されるように、代替材料をベース基板に使用することができる。

【0008】

好ましい実施形態において、上部導体上に形成された第２のアンテナは、ストラップ導体に結合された第１のアンテナに比べて、より高い周波数で動作する。また、上部導体は、ＲＦＩＤストラップ装置に結合され、したがって、ＲＦＩＤストラップ装置は、第１の周波数でＲＦＩＤチップの性能、例えば読み取り範囲を増加させるように、第２の（又はより高い）周波数で通信することができ、又はエネルギーを収穫することができる。

【0009】

加えて、別の実施形態において、上部導体は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）などを駆動する発光装置として採用される。上部導体は、一対のストラップパッド又は他の適切な構成要素を介してＲＦＩＤストラップ装置に結合され、ＲＦＩＤストラップ装置がＬＥＤも駆動させることができる。

【0010】

別の実施形態において、上部導体は、半導体装置に接続される。その際に、一対のストラップパッド又は他の適切な構成要素を介したＲＦＩＤストラップ装置への上部導体の結合は、データ、電力、又はクロック周波数の通信などの有益な効果を提供する。例えば、半導体装置は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ビーコンとして作用することができ、ここで、２．４５ＧＨｚの送信は、アンテナとして上部導体を使用し、ＲＦＩＤストラップ装置が第１のアンテナを介して受信した電力又はデータは、前記ビーコンを制御し、及び/又はビーコンに電力を供給する。

【0011】

本開示のいくつかの実施形態によると、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグは、ＲＦＩＤストラップ装置を含み、ＲＦＩＤストラップ装置は、一対のストラップパッド及びＲＦＩＤチップを含む第１のストラップ導体と、第２の導体と、第１のストラップ導体と第２の導体との間に位置する誘電体と、ＲＦＩＤストラップ装置に結合されたアンテナとを含む。

【0012】

いくつかの実施形態において、ＲＦＩＤタグのアンテナは、ベース基板上に位置する。いくつかの実施形態において、アンテナは、第１の周波数で動作する。さらなる実施形態において、第２の導体は、いくつかの実施形態においてはアンテナの第１の周波数とは異なる周波数で動作する第２のアンテナとして機能する。いくつかの実施形態において、第２の導体は、誘電体を介してキャパシタンスによって第１のストラップ導体に結合される。他の実施形態において、第２の導体は、いくつかの実施形態においては機械的圧着（ｃｒｉｍｐｉｎｇ）、電気化学的工程、又は導電性インクで満たされた１つ以上の孔を備える、直接オーミック接続手段を介して第１のストラップ導体に結合される。

【0013】

本開示の他の実施形態によると、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）ストラップ装置は、第１のアンテナに結合され、ＲＦＩＤチップに接続された一対のストラップパッドからなる第１のストラップ導体と、第２のアンテナからなる第２の導体と、第１のストラップ導体と第２の導体との間に位置する誘電体と、を含み、ここで第２のアンテナは、第１のアンテナとは異なる周波数で動作するように構成される。

【0014】

いくつかの実施形態において、ＲＦＩＤストラップ装置の第２のアンテナは、ＲＦＩＤチップに結合され、いくつかの実施形態において、第２のアンテナは、ＲＦＩＤチップと第１のアンテナとのインピーダンス整合を増加させる。いくつかの実施形態において、第２の導体は、感知装置に結合され、他の実施形態において、第２の導体は、発光装置に結合され、さらに他の実施形態において、第２の導体は、半導体装置に結合される。いくつかの実施形態において、第２の導体は、導電性インクで印刷される。

【0015】

また、本発明は、一対のストラップパッドからなる第１のストラップ導体を提供するステップと、ＲＦＩＤチップを前記一対のストラップパッドに接続するステップと、第１ストラップ導体と第２導体との間に誘電体を位置させるステップと、ＲＦＩＤストラップ装置をアンテナに結合するステップと、を含む第２の導体を無線周波数識別（ＲＦＩＤ）ストラップ装置に組み込む方法を図る。

【0016】

いくつかの実施形態において、前記方法は、前記第２の導体上に第２のアンテナを形成するステップをさらに含む。いくつかの実施形態において、前記方法は、前記アンテナとは異なる周波数で第２のアンテナを動作させるステップをさらに含む。いくつかの実施形態において、前記方法は、前記第２の導体を感知装置に結合するステップをさらに含み、他の実施形態において、前記方法は、前記第２の導体を発光装置に結合するステップを含む。

【0017】

上述の目的及び関連する目的を達成するために、開示された本発明の所定の例示的な態様は、以下の説明及び添付の図面に関連して本明細書で説明される。しかしながら、これらの態様は、本明細書に開示される原理を利用することができる様々な方法の内一部のみを示し、そのようなすべての態様及びその同等物を含むことを意図している。その他の利点及び新規の特徴は、添付した図面を参照して検討すると、以下の詳細な説明から明らかになるはずである。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1A】開示されたアーキテクチャに従って、追加導体を有するＲＦＩＤストラップ装置の側面斜視図である。

【図1B】開示されたアーキテクチャに従って、追加導体を有するＲＦＩＤストラップ装置の上部斜視図である。

【図2】開示されたアーキテクチャに従って、アンテナ及びこれに結合されたベース層を有する本開示のＲＦＩＤストラップ装置の一実施形態を含むＲＦＩＤタグの側面斜視図である。

【図3】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体上に形成された第２のアンテナを有するＲＦＩＤストラップ装置の側面斜視図である。

【図4A】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体がキャパシタンスを介して下部導体に結合されたＲＦＩＤストラップ装置の側面斜視図である。

【図4B】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体が圧着又はオーミッ接続を介して下部導体に結合されたＲＦＩＤストラップ装置の側面斜視図である。

【図5A】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体が第２のアンテナとして作用するＲＦＩＤストラップ装置の上部斜視図である。

【図5B】開示されたアーキテクチャに従って、下部導体がストラップ及びＲＦＩＤチップに結合されているＲＦＩＤストラップ装置の下部斜視図である。

【図6A】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体上にコイル型アンテナを有するＲＦＩＤストラップ装置の上部斜視図である。

【図6B】開示されたアーキテクチャに従って、下部導体がストラップ及びＲＦＩＤチップに結合されているＲＦＩＤストラップ装置の下部斜視図である。

【図7A】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体がＲＦＩＤストラップ装置において第２のアンテナとして作用する二重機能導体であるＲＦＩＤストラップ装置の上部斜視図である。

【図7B】開示されたアーキテクチャに従って、下部導体がストラップ及びＲＦＩＤチップに結合されているＲＦＩＤストラップ装置の下部斜視図である。

【図8A】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体が液体又は誘電体の存在を感知するためのインターデジタル感知構造を含むＲＦＩＤストラップ装置の上部斜視図である。

【図8B】開示されたアーキテクチャに従って、下部導体がストラップ及びＲＦＩＤチップに結合されているＲＦＩＤストラップ装置の下部斜視図である。

【図9A】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体が発光装置を含むＲＦＩＤストラップ装置の上部斜視図である。

【図9B】開示されたアーキテクチャに従って、下部導体がストラップ及びＲＦＩＤチップに結合されているＲＦＩＤストラップ装置の下部斜視図である。

【図10A】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体がアンテナ、センサインターフェース、又は発光装置の接続として機能するＲＦＩＤストラップ装置の上部斜視図である。

【図10B】開示されたアーキテクチャに従って、下部導体がマルチポートストラップ及びＲＦＩＤチップに結合されているＲＦＩＤストラップ装置の下部斜視図である。

【図11A】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体が半導体装置を含むＲＦＩＤストラップ装置の上部斜視図である。

【図11B】開示されたアーキテクチャに従って、下部導体がストラップ及びＲＦＩＤチップに結合されているＲＦＩＤストラップ装置の下部斜視図である。

【図12A】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体がパターン化されていないストラップ導体であるＲＦＩＤストラップ装置の上部斜視図である。

【図12B】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体がＲＦＩＤストラップ及びアンテナの取り付け前又は後に、レーザによって変更されるＲＦＩＤストラップ装置の上部斜視図である。

【図12C】開示されたアーキテクチャに従って、下部導体がストラップ及びＲＦＩＤチップに結合されているＲＦＩＤストラップ装置の下部斜視図である。

【図13A】開示されたアーキテクチャに従って、上部導体がＲＦＩＤストラップの上面に印刷された導体領域であるＲＦＩＤストラップ装置の上部斜視図である。

【図13B】開示されたアーキテクチャに従って、下部導体がストラップ及びＲＦＩＤチップに結合されているＲＦＩＤストラップ装置の下部斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明について図面を参照して説明し、同様の参照番号は、全体にわたって同様の要素を指すために使用される。以下の詳細な説明において、説明を目的として、その完全な理解を提供するために、多くの特定の詳細を提示する。しかし、本発明は、これらの特定の詳細がなくても実施できることが明らかである。他の例示において、その説明を容易にするために周知の構造及び装置をブロック図の形で示している。

【0020】

本開示によると、第２の導体をＲＦＩＤストラップ装置に組み込む方法であって、ストラップ導体と第２の導体とが共に結合されて機能を追加する方法が提供される。追加される機能は、ストラップパッドによって駆動される第１のアンテナとは異なる周波数で動作する第２のアンテナ、感知能力、ＬＥＤなどの発光装置に対するドライブ、又は第２の導体に実装された１つ以上の半導体装置のインターフェースであり得る。

【0021】

まず図面を参照すると、図１Ａ及び図１Ｂは、第２の導体１０２を含むＲＦＩＤストラップ装置１００を示す。具体的には、ＲＦＩＤストラップ装置１００は、第１の（又はストラップ）導体１０４と、第２の（又は上部）導体とを含み、前記第１の導体１０４と前記第２の導体１０２との間には、誘電体１０８が位置する。第１の導体１０４及び第２の導体１０２は、当技術分野で公知の任意の適切な導体、例えば、アルミニウム箔、銅箔、又は印刷された導電性インクであり得る。

【0022】

さらに、第１の導体１０４及び第２の導体１０２は、本発明の全体的な概念に影響を与えることなく、当技術分野で公知の任意の適切なサイズ、形状、及び構成であり得る。例えば、一実施形態において、第１の導体１０４は、ＲＦＩＤチップに接続された一連のパッドからなり得、パッドの形状は、薄型の誘電体接着剤を介して、又は導電性接着剤を使用することによりキャパシタンスなどの方法によってアンテナに結合することができ、このようにしてＲＦＩＤチップをアンテナに接続できるように設計されている。適切な形状は、パッドの数及び使用するアンテナの特性によって異なる。例えば、２つのパッドが利用される場合の１つの適切な形状は、容量的に又は他の結合手段によってアンテナに結合するのに十分な大きさの２つの略矩形の部分を有するボウタイ形状である。さらに、ボウタイ形状はまた、チップ接続部に向かって下向きのテーパー部分からなり、チップをパッドに正確に取り付けることが容易になる。当業者は、図示するように第１の導体１０４及び第２の導体１０２の形状及びサイズが、例示のみを目的としており、第１の導体１０４及び第２の導体の他の多くの形状及びサイズが本開示の範囲内にあることを理解するはずである。第１の導体１０４及び第２の導体１０２の寸法（すなわち、長さ、幅、及び高さ）は、良好な性能のための重要な設計パラメータであるが、第１の導体１０４及び第２の導体１０２は、使用中に最適な性能を保証する任意の形状又はサイズであってもよい。

【0023】

さらに、一実施形態において、チップ１１２は、一対の導電性パッド１１０を含んでもよい。本発明はまた、チップ１１２が導電性バンプ（図示せず）も使用し得ることを考慮する。しかしながら、本発明は、アンテナ１１４へのチップ１１２の取り付けを容易にするために、導電性パッド１１０及び／又はバンプの使用に限定されない。ＲＦＩＤチップ１１２は、ＲＦＩＤタグ２００を形成するように、ベース基板２１６（図２に示す）上の分離アンテナ２１４（図２に示す）に結合されるか、又は分離アンテナと通信する。アンテナ２１０は、アルミニウム箔などの当技術分野で公知の任意の適切な材料で製造することができる。アンテナ２１０は、ダイポール、スループなどの当技術分野で公知の任意のタイプであり得る。ベース基板２１６は、通常、再生紙を含む紙で構成されるが、再生プラスチックを含むプラスチックなどの任意の他の適切な材料も、本発明の範囲全体に影響を与えることなく使用することができる。

【0024】

図３に示される本発明の別の実施形態において、ＲＦＩＤストラップ装置３００は、アンテナ（第２のアンテナ）として機能することができ、分離誘電体３０６を介してストラップ導体３０４に結合されるか、又はストラップ導体と通信する上部導体３０２を含む。上部導体３０２は、装置の所望の動作周波数とは異なる周波数への経路を提供し得る。例えば、アンテナ（図示せず）に結合されたストラップ導体３０２の所望の動作周波数が、ＷｉＦｉやＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどのシステムからの干渉を防止するＵＨＦ帯域（例えば、一般に８６０ＭＨｚ～９６０ＭＨｚ、又はより具体的に、米国、中国、日本を含む特定の国では、９０２ＭＨｚ～９２８ＭＨｚ、あるいは、欧州連合、英国、ロシアを含む特定の他の国では、８６５ＭＨｚ～８６８ＭＨｚ）内にある場合、上部導体３０２は、２．４５ＧＨｚでの信号の周波数への経路を提供することができ、また、強い信号の場合、ＲＦＩＤチップの損傷を防止したり、破壊的なアークを引き起こすのに十分な高電圧を生成する。

【0025】

上部導体３０２はまた、チップ３１２とアンテナ（図示せず）との間の整合を支援するために、ＲＦＩＤストラップパッド及びＲＦＩＤチップ３１２にかけてインダクタとして、又は、インダクタンス及びキャパシタンスの構成を使用するか、範囲又は周波数を強化又は抑制するように特別に設計されたツインラインなどの伝送ライン共振器を使用するフィルタ（つまり、バンドパス及び/又はバンドストップ）として作動するなど、他の機能を実行することもできる。例えば、９０２ＭＨｚ～９２８ＭＨｚは通過させ隣接する信号は抑制すること、且つ別の例においては、９３５ＭＨｚ～９６０ＭＨｚでのＧＳＭ（登録商標）ベース（ＧＳＭ Ｂａｓｅ）のモバイルへの伝送を含む。上部導体３０２はまた、表面弾性波装置、誘電体共振器、ＲＦエネルギーの周波数依存性吸着を有する磁性材料、周波数依存性吸着を有する誘電体材料、広い周波数の範囲にわたってエネルギーを吸収するように設計された抵抗性材料、及びマイクロストリップ、ストリップライン、又はコプレーナ導波管などの伝送線路要素のようなフィルタリング機能を向上するために別の装置を支持し得る。

【0026】

別の実施形態において、前記導体の厚さは、その導電率が周波数に応じて変化するように選択することができる。例えば、２．７μｍの厚さの導体は、９１５ＭＨｚで１つの表皮深さを有するので、そのＲＦ抵抗は、そのＤＣ抵抗に近いが、１３．５６ＭＨｚでは表皮深さが２２μｍである場合、ＲＦ抵抗がＤＣ抵抗よりもはるかに高いため、２．７μｍの厚さの上部導体を通過する１３．５６ＭＨｚでは、エネルギーが比較的吸着される。

【0027】

上部導体３０２のさらなる用途は、その電気的特性を感知特性の機能にすることである。例えば、変更された上部導体３０２の特性が、上述したようなストラップ及びアンテナ導体に結合する場合、ギャップにわたる液体の存在は、感知特性に応答して、所定の周波数でのその感度などのＲＦＩＤタグのパラメータを変更する。

【0028】

いくつかの実施形態において、分離誘電体３０６は、ＰＥＴなどのプラスチック、紙、又は、例えば３Ｆ／ｍ～１０Ｆ／ｍの範囲内の比較的高い誘電定数を有する材料、例えば、二酸化チタンなどのセラミックフィラーを含むプラスチック、又は当技術分野で公知の任意の他の適切な材料であり得る。また、一実施形態において、ストラップ導体３０４は、アンテナ（第１のアンテナ）として動作することもできる。具体的には、第１のアンテナは、一対のパッド３１０及びＲＦＩＤチップ３１２に結合されるか、又はそれらと通信し得る。したがって、上部導体３０２及びストラップ導体３０４は、いずれもアンテナとして作用して、ＲＦＩＤストラップ装置３００に機能を追加する。

【0029】

図４Ａは、誘電体４０６を介してキャパシタンスによって下部導体４０４に結合された上部導体４０２で構成されるＲＦＩＤストラップ装置４００を示す。また、図４Ｂは、直接オーミック接続手段４１４を使用して下部導体４１２に結合された上部導体４１０で構成されるＲＦＩＤストラップ装置４０８を示す。例えば、直接オーミック接続手段４１４は、機械的圧着、電気化学的工程、導電性インクで満たされた１つ以上の孔を含む、直接オーミック接続を形成するための当技術分野で公知の任意の他の適切な手段であり得る。

【0030】

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、ＲＦＩＤストラップ装置５００は、その上に形成されるか、又はそれに取り付けられた第２のアンテナ５０４を有する上導体５０２を含む。第２のアンテナ５０４は、ストラップ導体５０６に結合された第１のアンテナよりも高い周波数で動作することもできる。例えば、第１のアンテナは、９０２～９２８ＭＨｚの範囲で動作することができ、第２のアンテナ５０４は、２４００ＭＨｚ～２５００ＭＨｚの範囲で動作することができる。また、第２のアンテナ５０４は、ストラップ５０６に結合された第１のアンテナよりも低い周波数で動作し得ることも考慮される。例えば、第１のアンテナは、９０２～９２８ＭＨｚの範囲で動作することができ、第２のアンテナ５０４は、１３．５６ＭＨｚ又はそれに隣接する周波数で動作することもできる。この第２のアンテナ５０４はまた、ＲＦＩＤチップ５０８及び一対のストラップパッド５１０に結合される。この結合により、第１のアンテナの周波数でＲＦＩＤチップ５０８の性能が増加するように、ＲＦＩＤストラップ装置５００が第１のアンテナ以外に、第２の（又はより高い）周波数での通信及び／又はエネルギーの収集が可能となる。

【0031】

さらに、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、ＲＦＩＤストラップ装置６００は、その上に形成されるか、又はそれに取り付けられた第２のアンテナ６０４を有する上部導体６０２を含み得る。第２のアンテナ６０４は、コイル型のアンテナ又は当技術分野で公知の他の任意の適切なアンテナであり得る。第２のアンテナ６０４は、ストラップ導体６０６に結合された第１のアンテナ（図示せず）よりも低い周波数で動作する。この第１のアンテナは、一対のストラップパッド６０８及びＲＦＩＤチップ６１０に結合される。図５に示すように、この結合により、（第１のアンテナ及び第２のアンテナ６０４から生成される）両周波数でＲＦＩＤチップ６１０の動作が可能となり、また、上部導体６０２上の第２のアンテナ６０４に関連する第２の周波数で電力が収集されることになる。

【0032】

図７Ａ及び図７Ｂに示す代替の実施形態において、ＲＦＩＤストラップ装置７００は、第２のアンテナ７０４として動作する二重機能の上部導体（又は第２の導体）７０２を含む。一対のストラップパッド７０８及びＲＦＩＤチップ７１０に結合される上部導体７０２／第２のアンテナ７０４は、第１のアンテナ（図示せず）とは異なる周波数で動作するという点で二重機能を持ち、また、ＲＦＩＤチップ７１０と第１のアンテナ／ストラップ導体７０６とのインピーダンス整合を改善するように作用する。

【0033】

さらに、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、ＲＦＩＤストラップ装置８００は、感知装置８０４に結合された上部導体８０２を含む。この結合は、これらに限定されないが、例えば液体、誘電体、又は任意の種類の化学物質の存在を感知するためのインターデジタル感知構造を形成する。また、一対のストラップパッド８０８及びＲＦＩＤチップ８１０を介した感知装置８０４とストラップ導体８０６との結合は、ＲＦＩＤストラップ装置８００の機能の特性を変更することができる。例えば、これは、感度を低下させたり、動作周波数を変更したり、又はＲＦＩＤストラップ装置８００の通信でのデジタルビットを変更し得る。

【0034】

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、ＲＦＩＤストラップ装置９００は、発光装置９０４の一部として作用し、且つＲＦＩＤストラップ装置９００に結合される上部導体９０２を含む。具体的には、発光装置９０４は、一対のストラップパッド９０８及びＲＦＩＤチップ９１０を介してストラップ導体９０６に結合される。その際、発光装置９０４は、ＬＥＤ、又は当技術分野で公知の他の適切な構造を駆動するように作用することができる。

【0035】

図１０Ａ及び図１０Ｂに示す実施形態は、第２のアンテナ１００４として機能する上部導体１００２を含むマルチポートＲＦＩＤストラップ装置１０００を示す。上部導体１００２は、マルチポートＲＦＩＤストラップ装置１０００のストラップ導体１００６上のマルチポートストラップの１つ以上のストラップパッド１００８及びＲＦＩＤチップ１０１０に結合されるか、又はそれらと通信する。その際、上部導体１００２は、アンテナ、センサインターフェース、発光装置の接続、又は他の適切な装置として機能することができる。具体的には、上部導体１００２が第２のアンテナ１００４として機能すると、ストラップ導体１００６／第１のアンテナとは異なる第２の周波数で動作することができ、第２のアンテナ１００４からのエネルギーがマルチポートＲＦＩＤストラップ装置１０００上の代替的なストラップパッド１００８に結合される。

【0036】

図１１Ａ及び図１１Ｂに示す代替の実施形態において、ＲＦＩＤストラップ装置１１００は、半導体装置１１０４に接続され、次にストラップ導体１１０６に結合される上部導体１１０２を含む。具体的には、半導体装置１１０４は、一対のストラップパッド１１０８及びＲＦＩＤチップ１１１０を介してストラップ導体１１０６に結合される。また、一対のストラップパッド１１０８を介したＲＦＩＤストラップ装置１１００への結合は、データ、電力、クロック周波数などの通信を提供し得る。一実施形態において、半導体装置１１０４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈビーコンとして作用することができ、ここで、２．４５ＧＨｚ送信は、上部導体１１０２をアンテナとして使用し、アンテナを介してＲＦＩＤストラップ装置１１００によって受信される電力又はデータは、前記ビーコンを制御及び／又はビーコンに電力を供給する。更なる実施形態において、上部導体１１０２は、ＲＦＩＤストラップ装置１１００に電力を供給するために、又はセンサ若しくは他の要素が動作するようにエネルギーを保存するために、バッテリ又はスーパーキャパシタのようなエネルギー保存要素を含み得る。

【0037】

図１２Ａ～図１２Ｃは、ＲＦＩＤストラップ装置１２００が最初にパターン化されていないか又は部分的にのみパターン化されている上部導体１２０２を含む別の実施形態を示す。その際、この上部導体１２０２は、材料の除去に適した当業者に公知の任意の方法、例えば、これに限定されるもわけではないが、導体１２０２の一部を除去するために、レーザビームを使用する方法によって変えることができる。あるいは、当業者に公知の機械的手段を使用して、導体１２０２の一部を除去することができる。切断は、第２のアンテナ又はセンサインターフェース領域など、上述のような構造体１２０４を製造することができる。しかしながら、ストラップ導体１２０６が一対のストラップパッド１２０８及びＲＦＩＤチップ１２１０を介してアンテナに取り付けられる（結合される）ので、切断はピーク動作周波数などの測定可能なパラメータに応答して、周波数の調整によって製造公差を処理したり、ＲＦＩＤストラップ装置１２００の動作周波数を調整したりすることを可能にする。

【0038】

図１３Ａ及び図１３Ｂは、ＲＦＩＤストラップ装置１３００が、導電性インクで印刷された印刷導体領域１３０４を含む上部導体１３０２を含む別の実施形態を示す。いくつかの実施形態において、導電性インクは、銀、銅、又はグラフェンを含有する。当業者に公知の任意の他の適切な導電性インクが、本発明の範囲から逸脱することなく使用されてもよい。印刷導体領域１３０４及び上部導体１３０２は、ストラップ導体１３０６に結合される。具体的には、印刷導体領域１３０４は、一対のストラップパッド１３０８及びＲＦＩＤチップ１３１０を介してストラップ導体１３０６に結合される。印刷導体領域１３０４は、インクジェット、スクリーン印刷、フレキソ印刷又はグラビア印刷などの任意の適切な手段を使用して、ストラップの取り付け前又は取り付け後のＲＦＩＤストラップ装置１３００に適用されてもよい。印刷導体領域１３０４は、例えば、第２のアンテナ又はセンサインターフェース領域として、上述の任意の方法で使用することができる。

【0039】

上記の記載は、請求された主題の例を含む。もちろん、請求された主題を説明するために、考えられる構成要素又は方法のすべての組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者は、請求された主題の多くのさらなる組み合わせ及び置換が可能であることを認識することができる。したがって、請求された主題は、添付の特許請求の範囲の思想及び範囲内にあるそのようなすべての変更、修正、及び変形を含むことを意図している。また、用語「備える」は、詳細な説明又は特許請求の範囲のいずれかで使用される限り、そのような用語は、請求範囲で「含む」が移行句として使用される場合に解釈されるのと同様の方法で包括的であることを意図する。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12A-12B】

【図12C】

【図13A】

【図13B】