特表 2024-524008 マイクロ波耐性ＲＦＩＤシステム及び構成要素

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-05

(54)【発明の名称】マイクロ波耐性ＲＦＩＤシステム及び構成要素

(51)【国際特許分類】

   H01Q 1/22 20060101AFI20240628BHJP

   G06K 19/077 20060101ALI20240628BHJP

   H01Q 9/16 20060101ALI20240628BHJP

   H01Q 9/30 20060101ALI20240628BHJP

   H01Q 7/00 20060101ALI20240628BHJP

【ＦＩ】

H01Q1/22 Z

G06K19/077 280

G06K19/077 296

H01Q9/16

H01Q9/30

H01Q7/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023574519

(86)(22)【出願日】2022-06-23

(85)【翻訳文提出日】2024-02-01

(86)【国際出願番号】 IB2022055847

(87)【国際公開番号】W WO2022269541

(87)【国際公開日】2022-12-29

(31)【優先権主張番号】63/214,703

(32)【優先日】2021-06-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】518000176

【氏名又は名称】エイヴェリー デニソン リテール 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

【住所又は居所原語表記】８０８０ Ｎｏｒｔｏｎ Ｐａｒｋｗａｙ， Ｍｅｎｔｏｒ， Ｏｈｉｏ ４４０６０ Ｕｎｉ－ｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100101683

【弁理士】

【氏名又は名称】奥田 誠司

(74)【代理人】

【識別番号】100155000

【弁理士】

【氏名又は名称】喜多 修市

(74)【代理人】

【識別番号】100139930

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 亮司

(74)【代理人】

【識別番号】100188813

【弁理士】

【氏名又は名称】川喜田 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100202197

【弁理士】

【氏名又は名称】村瀬 成康

(74)【代理人】

【識別番号】100202142

【弁理士】

【氏名又は名称】北 倫子

(74)【代理人】

【識別番号】100218981

【弁理士】

【氏名又は名称】武田 寛之

(72)【発明者】

【氏名】フォースター，イアン ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】ハワード，ノーマン エー．

(72)【発明者】

【氏名】ペトリディス，パナギオティス

(72)【発明者】

【氏名】リズワン，ムハンマド

【テーマコード（参考）】

5J047

【Ｆターム（参考）】

5J047AB06

5J047AB07

5J047AB08

5J047AB11

5J047EF04

(57)【要約】

一部の実施形態において、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムは、少なくとも１つの超高周波（ＵＨＦ）アンテナ構成要素と、マイクロ波周波数（ＭＷ）で伝送される放射線の波長よりも小さい最大寸法を有する導電性ループとを含み得る。導電性ループは、ギャップを規定し、ＲＦＩＤチップは、導電性ループに電気的に結合され得る。導電性ループは、超高周波（ＵＨＦ）で共振し、マイクロ波周波数（ＭＷ）で共振がより少なく構成され得る。アンテナ構成要素は、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ループアンテナ、またはスロットアンテナからなる群より選ばれ得る。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの超高周波（ＵＨＦ）アンテナ構成要素と、
ＲＦＩＤチップに結合され、マイクロ波周波数（ＭＷ）で伝送される放射線の波長よりも小さい最大寸法を有する少なくとも１つの導電性ループであって、前記ＵＨＦアンテナ構成要素と結合するように構成される導電性ループと、を含む、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システム。

【請求項2】

前記少なくとも１つの導電性ループは、ギャップを規定し、ＲＦＩＤチップは、前記ギャップを横切って導電性ループに電気的に結合される、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項3】

前記アンテナ構成要素は、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ループアンテナ、またはスロットアンテナからなる群より選ばれる、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項4】

前記導電性ループは、超高周波（ＵＨＦ）帯域で１次共振を示す、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項5】

前記導電性ループは、マイクロ波周波数（ＭＷ）帯域で２次共振を示す、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項6】

前記導電性ループは、アンテナ構成要素に磁気的に結合される、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項7】

前記導電性ループ及びアンテナ構成要素は、前記導電性ループが超高周波（ＵＨＦ）帯域内でピーク共振を有し、前記マイクロ波周波数（ＭＷ）帯域内で最小の共振を有するよう、互いに対して位置決めされる、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項8】

前記導電性ループ及びアンテナ構成要素の相対的な位置決めは、ＵＨＦにおける電流の最大値がＵＨＦアンテナ構成要素上の第１領域を通って流れるようにし、ＭＷにおける電流の最大値と電流の最小値の一方がＵＨＦアンテナ構成要素上の第２領域を通って流れるようにする、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項9】

前記導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数帯域内で伝送される放射線の最長波長の最大３０％である、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項10】

前記導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数帯域内で伝送される放射線の最長波長の最大２５％である、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項11】

前記導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数帯域内で伝送される放射線の最長波長の最大２０％である、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項12】

前記導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数帯域内で伝送される放射線の最長波長の最大１５％である、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項13】

前記アンテナ構成要素の一部は、前記導電性ループの一部の周囲に輪郭部を形成する、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項14】

前記アンテナ構成要素によって形成された輪郭部は、前記導電性ループの一部の周囲に平面状シールドを形成する、請求項１３に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項15】

前記導電性ループは、マイクロ波周波数（ＭＷ）における最小の共振の位置において、超高周波（ＵＨＦ）帯域内でピーク共振を有するように構成される、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項16】

前記導電性ループは、平面状シングルターンループである、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項17】

前記導電性ループは、平面状マルチターンループである、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項18】

前記導電性ループは、非平面状ソレノイドコイルである、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項19】

前記導電性ループは、より小さい導電性ループを囲み、前記より小さい導電性ループは、開口部を規定し、前記より小さい導電性ループは、２．４５ＧＨｚで電界を短絡させるための平面状シールドとして構成される、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項20】

前記より小さい導電性ループは、トラックのような形状である、請求項１９に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項21】

前記導電性ループは、導電性ディスクを囲み、前記より小さい導電性ディスクは、２．４５ＧＨｚで電界を短絡させるための平面状シールドとして構成される、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項22】

前記より小さい導電性ループ及び前記導電性ディスクは、導電性ループと相互作用して直列共振同調回路を形成し、前記ＲＦＩＤチップの周囲にマイクロ波電流の選択的なバイパス周波数を形成するように構成される、請求項１９～２１のいずれか一項に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項23】

前記より小さい導電性ループは、２．４５ＧＨｚで共振器を形成するために、その端部で所定のキャパシタンスを有するように構成される、請求項１９に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項24】

前記導電性ループは、複数の埋め込みループを囲み、そのうちの少なくとも１つは、寄生キャパシタまたはインターデジタルキャパシタの要素を含む、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項25】

前記導電性ループの最大寸法よりも大きい最大寸法を有する第２導電性ループをさらに含み、前記第２導電性ループは、マイクロ波周波数（ＭＷ）で動作するように構成され、マイクロ波エネルギーを吸収することによってエネルギーを導電性ループから遠ざけるように結合される、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項26】

前記第２導電性ループは、分割リング共振器である、請求項２５に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項27】

前記第２導電性ループ及び前記導電性ループは、共通の結合位置で前記アンテナ構成要素に結合される、請求項２２に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項28】

前記導電性ループは、前記第２導電性ループとは異なる結合位置で前記アンテナ構成要素に結合される、請求項２５に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項29】

前記アンテナ構成要素の片側に沿った複数のトラップループと、前記アンテナ構成要素の反対側の導電性ループと、をさらに含む、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項30】

前記複数のトラップループのうち各トラップループは、マイクロ波周波数帯域において同じであるかまたは異なる共振周波数を有するように構成される、請求項２９に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項31】

前記ＲＦＩＤチップの周囲で前記ギャップを横切って前記導電性ループに電気的に結合されたシールド構造体をさらに含む、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項32】

前記シールド構造体は、シールド導体及びシールド誘電体を含み、前記シールド誘電体は、前記シールド導体と前記ＲＦチップとの間に少なくとも部分的に位置する、請求項３１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項33】

前記アンテナ構成要素は、マイクロ波周波数（ＭＷ）帯域内で放射線との相互作用を減少させるように各々構成された複数の導電性ループを利用して形成され、各導電性ループは、超高周波（ＵＨＦ）で共振することによってラインを介して少なくとも１つの隣接した導電性ループに結合するように構成される、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項34】

前記導電性ループは、テッセレーションされた導電性ループであり、前記テッセレーションされた導電性ループは、互いに分離された複数の金属部分を囲む、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項35】

前記導電性ループは、第１ピーク結合位置と、マイクロ波周波数（ＭＷ）で第２ピーク結合位置とを有するように構成され、前記第１ピーク結合位置から第２ピーク結合位置までの導電性ループの長さは、逆位相相殺放射線を生成するように構成される、請求項１に記載のＲＦＩＤシステム。

【請求項36】

ギャップと、前記ギャップを横切って導電性ループに電気的に結合されたＲＦＩＤチップと、を含む無線周波数通信用導電性ループであって、前記導電性ループは、超高周波でピーク共振を有するように構成され、マイクロ波周波数で伝送される放射線の波長よりも小さい最大寸法を有する、導電性ループ。

【請求項37】

前記無線周波数通信の類型は、近距離通信である、請求項３６に記載の導電性ループ。

【請求項38】

前記無線周波数通信の類型は、遠距離通信であり、前記導電性ループは、前記超高周波アンテナ構成要素に結合するように構成される、請求項３６に記載の導電性ループ。

【請求項39】

前記超高周波アンテナ構成要素とループとの結合は、磁気結合である、請求項３８に記載の導電性ループ。

【請求項40】

前記導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数（ＭＷ）の波長の最大３０％である、請求項３６に記載の導電性ループ。

【請求項41】

前記導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数（ＭＷ）の波長の２５％である、請求項３６に記載の導電性ループ。

【請求項42】

前記導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数（ＭＷ）の波長の２０％である、請求項３６に記載の導電性ループ。

【請求項43】

前記導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数（ＭＷ）の波長の１５％である、請求項３６に記載の導電性ループ。

【請求項44】

マイクロ波周波数への露出に耐性を有する無線周波数通信用導電性ループを利用する方法であって、
マイクロ波周波数への露出に耐えるように構成された導電性ループを有する電子レンジ用商品パッケージを受信するステップであって、前記導電性ループは、ＲＦＩＤチップを含み、前記導電性ループは、超高周波（ＵＨＦ）で動作可能なように構成されるステップと、
前記導電性ループを少なくとも１つの超高周波（ＵＨＦ）アンテナに結合することによって、遠距離無線周波数通信を介して電子レンジ用商品パッケージの在庫の読み取りを実施するステップと、
マイクロ波キャビティ内でマイクロ波周波数（ＭＷ）放射線に商品パッケージを露出することによって電子レンジ用商品パッケージを調理するステップと、
近距離リーダを用いる近距離通信で直接導電性ループに関連付けられたＲＦＩＤチップを読み取るステップと、を含む、方法。

【請求項45】

前記導電性ループはギャップを規定し、前記ＲＦＩＤチップはギャップを横切って導電性ループに電気的に結合される、請求項４４に記載の方法。

【請求項46】

前記導電性ループは、商品パッケージの底部に固定される、請求項４４に記載の方法。

【請求項47】

前記商品パッケージは、ファストフードアイテムを含む、請求項４４に記載の方法。

【請求項48】

前記商品パッケージは冷蔵庫に保管され、遠距離通信を用いる遠隔リーダを用いて目録化される、請求項４４に記載の方法。

【請求項49】

前記商品パッケージ上に固定された導電性ループは、マイクロ波周波数（ＭＷ）への露出の後、消費者に費用を請求するためにＰＯＳ端末機で読み取られる、請求項４４に記載の方法。

【請求項50】

前記ＲＦＩＤチップを伴う導電性ループは、マイクロ波の露出と制限された相互作用を示し、界磁電流の破壊的な集中及び過熱を回避するように構成される、請求項４４に記載の方法。

【請求項51】

前記電子レンジ用商品パッケージの在庫の読み取りを実施するステップは、ＵＨＦでの結合のためにブースターマット上に導電性ループを有するパッケージを配置するステップを含む、請求項４４に記載の方法。

【請求項52】

前記ブースターマットは、在庫チェックまたはＰＯＳ端末機で用いられる導電性棚、冷蔵ユニット、保管ユニット、陳列ユニットなどに提供される、請求項５１に記載の方法。

【請求項53】

前記ブースターマットは、導電性ループとの結合を増加させるために誘電体スペーサを含む、請求項５１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、一般にＲＦＩＤシステムに関し、特にマイクロ波放出による損傷への耐性を示すＲＦＩＤシステム及びタグに関する。本開示は、手動介入を必要とすることなく、マイクロ波調理後のＰＯＳカウンタでの自動チェックアウトまたはマイクロ波の露出により調理されるように意図されたファストフードの在庫チェックを可能とする遠距離（ｆａｒ ｆｉｅｌｄ）通信用ＲＦＩＤシステムを利用する方法についてさらに説明する。

【背景技術】

【0002】

一般に、無線周波数識別（ＲＦＩＤ：ｒａｄｉｏ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）は、電磁エネルギーを用いて（ＲＦＩＤ「タグ」またはトランスポンダとして知られている）応答装置を刺激し、それ自体を識別し、場合によっては、タグに追加で保存されたデータが提供される。通常、ＲＦＩＤタグは、一般的にメモリと動作回路が形成されている「チップ」と呼ばれる半導体装置を含み、チップは、結果的にアンテナに連結される。通常、ＲＦＩＤタグは、トランスポンダとして機能し、近距離または遠距離通信の設定で動作可能なインタロゲータとも呼ばれるリーダから受信した無線周波数（「ＲＦ」）インタロゲーション信号に応答して、チップメモリに保存された情報を提供する。パッシブＲＦＩＤ装置の場合、インタロゲーション信号のエネルギーは、ＲＦＩＤタグ装置を動作させるのに必要なエネルギーをさらに提供する。

【0003】

ＲＦＩＤタグは、追跡すべき物品に組み込まれるか取り付けられ得る。一部の場合において、タグは、粘着剤、テープ、またはその他の手段を用いて物品の外面に取り付けられ、他の場合には、タグは、包装材に含まれるか、物品の容器内に位置するか、或いは衣服に縫い付けられるなど、物品内に挿入され得る。ＲＦＩＤタグは、通常、チェックデジットが付けられた数バイトの簡単なシリアル番号である固有識別番号で製造される。この識別番号は、製造時にタグに組み込まれ得る。利用者はこのシリアル番号／識別番号を変更することができず、製造業者は各シリアル番号が一回のみ用いられることを保証する。このような読み取り専用ＲＦＩＤタグは、通常、追跡すべき物品に永久に取り付けられ、一旦取り付けられると、タグのシリアル番号は、コンピュータデータベースにおいてそのホスト物品と関連付けられる。

【0004】

現在、電子レンジで調理される食品アイテムに実装されるＲＦＩＤタグの多くは、電子レンジの高電界放出に残存できない。ＲＦＩＤタグは、電子レンジのキャビティ内で破損することが多く、ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤタグが取り付けられている食品アイテムの両方に損傷を引き起こす。一般に高周波（ＨＦ、１３．５６ＭＨｚまたは３～３０ＭＨｚ）及び超高周波（ＵＨＦ、８６０～９２８ＭＨｚまたは一部の実施形態において３００ＭＨｚ～３ＧＨｚ）で動作するＲＦＩＤタグは、特にＲＦＩＤタグアンテナがマイクロ波で動作する約２．４５ＧＨｚ以上の周波数に露出するときに生成される高電圧により損傷する。この高い電圧は、タグに関連付けられているパッケージのアーク放電、スパーク、点滅、炭化、及び変形をもたらす。結局は、ＲＦＩＤまたは電子レンジに関連付けられているパッケージや容器が発火したり、電子レンジが損傷したりする。

【0005】

上記の問題を軽減するために、いくつかの解決策が提案されている。しかし、そのようなやり方及び解決策は問題を完全に緩和せず、マイクロ波への露出による電圧の蓄積により依然として損傷の可能性があり、そのようなシステムは許容できないレベルの干渉を有し得る。さらに、上記のやり方は、読み取り動作や応答通信を成功させるためにＨＦ及びＵＨＦ周波数で動作している間、ＲＦＩＤタグの応答効率に一部干渉を与え得る。

【0006】

よって、ＲＦＩＤ装置を用いた食品アイテムのマイクロ波調理、及びマイクロ波調理後のタグまたは他のＲＦＩＤ装置との通信を可能にするために、マイクロ波放出への耐性を維持しつつ、ＨＦ及びＵＨＦの範囲で効率よく動作可能なＲＦＩＤシステム、タグ及びラベルに対するニーズが市場に存在する。

【発明の概要】

【0007】

以下では、開示されたイノベーションの一部の態様の基本的な理解を提供するために、簡略化した要約を示す。本要約は、広範囲な概要ではなく、肝要な／重要な要素を識別したり、その範囲を説明するためのものではない。その唯一の目的は、後に示すより詳細な説明の導入部として、一部の概念を簡略化した形で提示することである。

【0008】

本主題の一態様は、高電界放出に耐性のあるＲＦＩＤタグに関する。ＲＦＩＤタグは、ＵＨＦアンテナ構成要素と結合するように構成された導電性ループを含む。導電性ループはギャップを規定し、ＲＦＩＤチップはギャップを横切って導電性ループに電気的に結合される。導電性ループは、超高周波でより高い共振を可能にし、マイクロ波周波数でより低い共振または最小の共振を可能にする寸法で構成される。

【0009】

本主題の一態様は、高エネルギー場に耐性のある無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システム及びＲＦＩＤタグに関する。ＲＦＩＤシステムは、１つ以上の超高周波（ＵＨＦ）アンテナ構成要素と、ギャップを規定する導電性ループを含むＲＦＩＤタグと、導電性ループに電気的に結合されたＲＦＩＤチップと、を含む。導電性ループは、超高周波でより高い共振を可能にし、マイクロ波周波数でより低い共振または最小の共振を可能にする寸法で構成される。ＲＦＩＤシステムは、遠距離通信と近距離通信の両方を可能とする。

【0010】

本主題の他の態様は、マイクロ波周波数への露出に耐性があると共に、無線周波数通信が可能な導電性ループを利用する方法に関する。前記方法は、マイクロ波周波数への露出によって調理しようとする商品パッケージにＲＦＩＤチップを含む導電性ループを固定するステップと、前記導電性ループを少なくとも１つの超高周波（ＵＨＦ）アンテナに結合することによって、遠距離無線周波数通信を介して在庫の読み取りを実施するステップと、前記商品パッケージをマイクロ波キャビティ内でマイクロ波周波数（ＭＷ）に露出させることによって商品パッケージを調理するステップと、近距離リーダを利用することによって近距離でＲＦＩＤチップを直接読み取るステップと、を含む。導電性ループは、超高周波（ＵＨＦ）でより高い共振を可能にし、マイクロ波周波数（ＭＷ）で最小の共振を可能にする寸法で構成される。

【0011】

一部の実施形態において、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムは、少なくとも１つの超高周波（ＵＨＦ）アンテナ構成要素と、マイクロ波周波数（ＭＷ）で伝送される放射線の波長よりも小さい最大寸法を有する導電性ループと、を含み得る。導電性ループはギャップを規定し、ＲＦＩＤチップはギャップを横切って導電性ループに電気的に結合され、導電性ループは超高周波（ＵＨＦ）で共振し、マイクロ波周波数（ＭＷ）で共振がより少ないようにサイズ決めされ得る。

【0012】

一部の実施形態において、アンテナ構成要素は、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ループアンテナ、またはスロットアンテナからなる群より選ばれる。アンテナ構成要素の近くにおいて、導電性ループは、超高周波（ＵＨＦ）帯域で１次共振を示し、マイクロ波周波数（ＭＷ）帯域で２次共振を示す。導電性ループは、アンテナ構成要素に磁気的に結合され得る。いくつかの実施形態において、導電性ループ及びアンテナ構成要素は、導電性ループが超高周波（ＵＨＦ）帯域内でピーク共振を有し、マイクロ波周波数（ＭＷ）帯域内で最小の共振を有するように、互いに対して位置決めされる。

【0013】

一部の実施形態において、導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数帯域内で伝送される放射線の最長波長の最大３０％である。他の実施形態において、導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数帯域内で伝送される放射線の最長波長の最大２５％である。他のいくつかの実施形態において、導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数帯域内で伝送される放射線の最長波長の最大２０％である。他の実施形態において、導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数帯域内で伝送される放射線の最長波長の最大１５％である。

【0014】

一部の実施形態において、アンテナ構成要素の一部が導電性ループの周囲に輪郭部を形成し、導電性ループの周囲に平面状シールドを生成する。

【0015】

一部の実施形態において、導電性ループは、超高周波（ＵＨＦ）帯域内で第１ピーク共振を生成する第１領域と、マイクロ波周波数（ＭＷ）帯域内で第２ピーク共振を引き起こす第２領域と、を有する。導電性ループは、マイクロ波周波数（ＭＷ）における最小の共振の位置において、超高周波（ＵＨＦ）帯域内でピーク共振を有するように構成され得る。

【0016】

一部の実施形態において、導電性ループは、平面状シングルターンループである。他の実施形態において、導電性ループは、平面状マルチターンループである。他の実施形態において、導電性ループは、非平面状ソレノイドコイルであり得る。

【0017】

一部の実施形態において、導電性ループは、より小さい導電性ループを囲み、より小さい導電性ループは、開口部を規定する。他の実施形態において、導電性ループは、導電性ディスクを囲む。他の一部の実施形態において、導電性ループは、複数の埋め込みループを囲み、そのうちの少なくとも１つは、寄生キャパシタまたはインターデジタルキャパシタの要素を含み得る。

【0018】

一部の実施形態において、ＲＦＩＤシステムは、導電性ループの最大寸法よりも大きい最大寸法を有する第２導電性ループを含む。特定の実施形態において、第２導電性ループは、アンテナ構成要素の片側に隣接して位置し、導電性ループは、アンテナ構成要素の反対側に位置する。第２導電性ループは、マイクロ波周波数（ＭＷ）で動作し、マイクロ波エネルギーを吸収することによってエネルギーを導電性ループから遠ざけるように構成され得る。第２導電性ループは、分割リング共振器であり得る。一実施形態において、第２導電性ループと導電性ループは、共通の結合位置でアンテナ構成要素に結合され得る。他の実施形態において、導電性ループは、第２導電性ループとは異なる結合位置でアンテナ構成要素に結合され得る。

【0019】

一部の実施形態において、ＲＦＩＤシステムは、アンテナ構成要素の片側に沿って複数のトラップループを含み、アンテナ構成要素の反対側に導電性ループを含み得る。各トラップループは、マイクロ波周波数帯域において同じであるかまたは異なる共振周波数を有するように構成され得る。

【0020】

一部の実施形態において、ＲＦＩＤシステムは、ＲＦＩＤチップの周囲でギャップを横切って導電性ループに電気的に結合されたシールド構造体を含み得る。シールド構造体は、シールド導体及びシールド誘電体を含み、シールド誘電体は、シールド導体とＲＦＩＤチップとの間に少なくとも部分的に位置し得る。

【0021】

一部の実施形態において、アンテナ構成要素は、マイクロ波周波数（ＭＷ）帯域内で放射線との相互作用が減少するように各々構成された複数の導電性ループを利用して形成され、各導電性ループは、超高周波（ＵＨＦ）で共振することによって少なくとも隣接した導電性ループに結合するように構成され得る。

【0022】

一部の実施形態において、導電性ループは、超高周波（ＵＨＦ）で第１ピーク結合位置を有し、マイクロ波周波数（ＭＷ）で第２ピーク結合位置を有するように構成される。第１ピーク位置から第２ピーク位置までの導電性ループの長さは、逆位相相殺放射線（ａｎｔｉ－ｐｈａｓｅ ｃａｎｃｅｌｌｉｎｇ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）を生成するように構成され得る。この実施形態において、結合位置間の長さが９１５ＭＨｚにおける波長に比べて小さく、ＵＨＦ誘導電流が逆位相ではないので、９１５ＭＨｚにおけるエネルギーは正常に結合される。

【0023】

一部の実施形態において、導電性ループの無線周波数通信の類型は、遠距離通信であり、導電性ループは、超高周波アンテナ構成要素に結合するように構成される。超高周波アンテナ構成要素とループとの結合は、磁気結合であり得る。導電性ループの最大寸法は、マイクロ波周波数（ＭＷ）の波長の最大３０％であり得る。

【0024】

一部の実施形態において、マイクロ波周波数への露出に耐性を有する無線周波数通信用の導電性ループを利用する方法は、ＵＨＦで動作しながらも、マイクロ波周波数への露出に耐えることを目的とする導電性ループを有する電子レンジ用商品パッケージを受信するステップを含み得る。導電性ループはＲＦＩＤチップを含み、超高周波（ＵＨＦ）で動作可能なように構成される。導電性ループは、マイクロ波周波数（ＭＷ）で共振が少ない。

【0025】

一部の実施形態において、前記方法は、導電性ループを少なくとも１つの超高周波（ＵＨＦ）アンテナに結合することによって、遠距離無線周波数通信を介して在庫の読み取りを実施するステップを含み得る。前記方法は、マイクロ波キャビティ内でマイクロ波周波数（ＭＷ）放射線に商品パッケージを露出することによって電子レンジ用商品パッケージを調理するステップを含み得る。前記方法は、近距離リーダを用いる近距離通信で直接導電性ループに関連付けられたＲＦＩＤチップを読み取るステップを含み得る。導電性ループはギャップを規定し、ＲＦＩＤチップはギャップの周囲で導電性ループに電気的に結合され得る。

【0026】

一部の実施形態において、商品パッケージはファストフードアイテムを含み得る。商品パッケージは冷蔵庫に保管され、遠距離通信を用いる遠隔リーダを用いて目録化され得る。商品パッケージ上に固定された導電性ループは、マイクロ波周波数（ＭＷ）への露出の後、消費者に費用を請求するためにＰＯＳ端末機で読み取られ得る。ＲＦＩＤチップを伴う導電性ループは、マイクロ波の露出と制限された相互作用を示し、界磁電流の破壊的な集中及び過熱を回避するように構成され得る。

【0027】

上述及び後述の本開示の実施形態は、以下の詳細な説明に開示された正確な形態に本発明を限定したり完全にすることを意図するものではない。むしろ、本実施形態は、当業者が本開示の原理及び実施を認識して理解できるように選択され説明される。

【0028】

これに関して、本開示の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その応用において、以下の説明で明示するまたは図面で示す構成要素の配列及び構成の細部事項に限定されないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり、多様な方法で行ったり実施することができる。また、本明細書で用いる表現や用語は、説明のためのものであり、限定的と見なしてはならないことを理解すべきである。

【0029】

これだけでなく、本発明の他の目的及び利点は、添付の図面と共に本発明の好ましい例示的な実施形態に関する以下のより詳細な説明を参照して、より完全に理解され、説明されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】ダイポールアンテナ、及び前記アンテナに結合されてＵＨＦ周波数で動作するＲＦＩＤチップからなるＲＦＩＤタグの従来技術の設計を示す。

【図2】ＲＦＩＤチップと共に導電性ループを含む本開示の実施形態を示す。

【図3】遠距離ＵＨＦ ＲＦＩＤタグを形成するために、超高周波（ＵＨＦ）ダイポールアンテナの近くにＲＦＩＤチップ付き導電性ループを含む、本開示のＲＦＩＤシステムの実施形態を示す。

【図4】ＵＨＦアンテナの一部が導電性ループの周囲に巻かれている本ＲＦＩＤシステムの実施形態を示す。

【図5】ＵＨＦアンテナ及び導電性ループを含む本ＲＦＩＤシステムの実施形態を示す。

【図6A】複数のターンを有する導電性ループの代案の実施形態を示す。

【図6B】複数のターンを有する導電性ループの代案の実施形態を示す。

【図6C】複数のターンを有する導電性ループの代案の実施形態を示す。

【図7A】さらなる内部金属構造体を有する導電性ループの実施形態を示す。

【図7B】さらなる内部金属構造体を有する導電性ループの実施形態を示す。

【図7C】さらなる内部金属構造体を有する導電性ループの実施形態を示す。

【図8】内部に複数の埋め込みループを囲む導電性ループの他の実施形態を示す。

【図9A】より大きな寸法で規定されたさらなる導電性ループを含む実施形態を示す。

【図9B】より大きな寸法で規定されたさらなる導電性ループを含む実施形態を示す。

【図10】トラップとして複数のループを含む他の実施形態を示す。

【図11】導電性ループが導電性ループに電気的に結合されたシールド構造体を含むＲＦＩＤシステムのさらなる実施形態を示す。

【図12】アンテナ自体が一連の小さいＵＨＦ共振器である他の実施形態を示す。

【図13】導電性ループの中央領域が、小さな間隙でテッセレーションされた一連の金属部分で満たされている導電性ループの他の実施形態を示す。

【図14】導電性ループ構造体及びＵＨＦアンテナが、導電性ループ内のマイクロ波の露出下での逆位相電流を誘導するように位置するＲＦＩＤシステムの実施形態を示す。

【図15】マイクロ波の露出に耐性のある導電性ループを用いる方法を示す。

【図16】図１５の導電性ループを用いて、在庫チェックを実施する方法の例示的な実施形態を示す。

【図17】導電ループと結合するためのブースターマットを含む配列の実施形態を示す。

【図18A】導電性ループで固定された商品パッケージを棚に積載し、無線通信の読み取り範囲を向上させるためにブースターマットを用いる配列を示す。

【図18B】導電性ループで固定された商品パッケージを棚に積載し、無線通信の読み取り範囲を向上させるためにブースターマットを用いる配列を示す。

【図19】保管ユニットまたは陳列ユニットにおける導電性棚が導電性ループ用ブースターアンテナとして動作する配列の実施形態を示す。

【図20】導電性ループに関する通信性能を強化する他の実施形態を示し、ここで、マットは、ＵＨＦ周波数を吸収または吸着する自然食品を含む商品パッケージの間に誘電体スペーサを用いる。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本文書で開示する機器及び方法を実施例により図面を参照して詳細に説明する。特に明示しない限り、図中の同様の付号は、図面全体を通して同一、類似、または対応する要素への参照を示す。開示され説明された実施例、配列、構成、構成要素、要素、機器、方法、材料などに修正を加えることが可能であり、特定の応用に好ましい場合があることを理解すべきであろう。本開示において、特定の形状、材料、技術、配列などの任意の識別は、提示された特定の実施例に関連するか、または単にそのような形状、材料、技術、配列などに関する一般的な説明である。特定の詳細または実施例に対する識別は、特に指定しない限り、強制的または限定的であると解釈してはならない。以下、機器及び方法の選択例を開示し、図を参照して詳細に説明する。

【0032】

一部の従来のＲＦＩＤタグは、マイクロ波場に露出すると、マイクロ波場との相互作用による高電圧の蓄積、タグアンテナ領域の過熱、及びマイクロ波場の破壊的な集中のためにチップ全体にアークが発生し、潜在的にタグアンテナが発火するなどの１つ以上の不具合が生じ得る。例えば、図１は、ＵＨＦ周波数で動作し得るダイポールアンテナと、アンテナに結合されたＲＦＩＤチップからなるＲＦＩＤタグの従来技術の設計を示す。８００ワット以上の電力レベルで動作するマイクロ波によって生成するような高電界エネルギーは、図１のＲＦＩＤチップが結合されるＲＦＩＤギャップ全体に非常に高い電圧の生成をもたらし得る。一部の状況下では、従来技術のＲＦＩＤタグは、過熱、アーク放電、発火に遭遇し得る。一部の従来技術のＲＦＩＤタグは、上記の問題を引き起こすことなく、マイクロ波処理ができるものの、依然として機能しなくなる場合があり、店舗やレストランでの在庫管理やＰＯＳカウンタによる自動チェックアウトへの使用が難しくなり得る。

【0033】

本開示は、一般に、電子レンジなどの高放出の電界への露出に耐えることができるが、これに限定されないＲＦＩＤ通信を可能にする無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）システム及びＲＦＩＤタグに関する。一部の実施形態は、マイクロ波などによる加熱プロセスの態様を制御するために、高放出の電界に耐性のあるＲＦＩＤタグを利用する方法を含む。具体的に、一部の実施形態について、電子レンジなどの機器で調理または加熱する前にＲＦＩＤタグを製品または食品アイテムから取り外す必要がなく、ＲＦＩＤタグは、無線周波数通信が可能なよう、高放出の露出後に影響されることなく残っている。本開示の電子レンジで安全なＲＦＩＤタグは、アークが発生することを防止し、よって、取り付けられている製品または食品アイテムを破損することなく電子レンジの内部に置くことができる。従って、ＲＦＩＤタグは、１つ以上のマイクロ波への露出の発生にかかわらず、ＲＦＩＤリーダシステムによって読み取られるか、またはインタロゲートできる。一部の実施形態の場合、本主題のＲＦＩＤシステム及びタグは、調理済みアイテム／食事などの商品アイテムのアイテムレベルのタグ付け及び追跡を可能にする。多様な実施形態について、食品アイテムに付随するＲＦＩＤタグは、マイクロ波の加熱の前に食品パッケージから取り外す必要がない。

【0034】

本主題は、マイクロ波などの高電界放出に耐えることができる特別に設計されたＲＦＩＤタグを提供する。ＲＦＩＤタグ２００は、図２に示すように、小さな寸法（Ｄ）の導電性ループ２０２の形態である。導電性ループ２０２はギャップ２０４を規定し、ＲＦＩＤチップ２０６はギャップ２０４を横切って電気的に結合される。導電性ループは、超高周波（ＵＨＦ）で共振を維持し、マイクロ波周波数（ＭＷ）などの高電界放出で共振を防止または制限する寸法となっている。

【0035】

一部の実施形態において、導電性ループ２０２は、一般に環状である。しかし、他の構造や形状が可能であり、急激なターンを避けることは利点になり得る。多様な実施形態について、環状または円形に対して一定の及び／または徐々に変化する半径を有することは、高電界への露出の間導電性ループ２０２の一部に電流が蓄積することを防止するのに役立つ。多様な実施形態について、最大寸法の制御などを通じて、導電性ループのサイズ及び／または寸法全体を制限することは、マイクロ波からのマイクロ波放射線などの特定の高電界放出との相互作用を制限するのに役立ち得る。

【0036】

導電性ループ２０２の多様な実施形態において、ループの最大寸法は、２４５０ＭＨｚにおける波長の最大３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％、１％、０．５％、または０．１％まで（例えば、１２～１９ｍｍ）、或いは前記挙げられたパーセンテージの２つ以上の間の下部範囲（例えば、０．１％～５％、及び／または１５％～３０％）のいずれかに制限される。結果として、多様な実施形態について、導電性ループ２０２は、電子レンジ内で２４５０ＭＨｚの電界との相互作用が減少し得る。一部の実施形態について、電磁場の波長よりも寸法が小さいアイテムは、当該電磁場と大きく相互作用する傾向がないことが分かった。多様な実施形態について、波長に比べて寸法が小さいほど、当該波長を有する電界との相互作用が減少する。しかし、構成要素の寸法またはサイズは理論的にはある程度まで減少し得るが、このような減少は、超高周波（ＵＨＦ）などでの所望の電磁場で動作する構成要素の能力に否定的な影響を及ぼし得る。例えば、ＵＨＦ周波数は、約８６０ＭＨｚ～９３０ＭＨｚの範囲にあり、ＲＦＩＤリーダからの入射電力を受信するアンテナがこれをとらえてＲＦＩＤチップ全体に電圧に変換して応答できるようにしなければならない。

【0037】

例示的な実施形態において、導電性ループ２０２の最大寸法は、２４５０ＭＨｚにおける波長の最大１５％、即ち、約１８．３ｍｍ以下に制限され、よって、電子レンジ内で２４５０ＭＨｚの電界との相互作用が減少する。

【0038】

一部の実施形態において、導電性ループ２０２は、超高周波（ＵＨＦ）帯域で１次共振を示す。導電性ループ２０２は、マイクロ波周波数（ＭＷ）帯域で２次共振を示す。

【0039】

高電界の放出への耐性が可能なように構成された導電性ループを有するＲＦＩＤタグの多様な実施形態について、マイクロ波耐性及び／または他の帯域における信号の改善された送信または受信に影響を与える要素は、i）高電界エネルギーとの相互作用を最小化するために、導電性ループの形状全体及び最大寸法または直径を最小化すること、ｉｉ）導電性ループが導電性ループの最大寸法を増加させるなどにより、遠距離通信用タグを生成する好適なＵＨＦアンテナに結合されるよう、超高周波（ＵＨＦ）の周波数帯域における共振を達成すること、及びｉｉ）増加した電流の流れの取り扱いを改善するために、導電性ループの幅を増加させることのうち一つ以上を含み得る。

【0040】

他の実施形態において、そして、図３に示すように、ＲＦＩＤシステム３００が提供される。ＲＦＩＤシステム３００は、ギャップ３０４付き導電性ループ３０２と、ギャップ３０４を横切って電気的に連結されたＲＦＩＤチップ３０６とを含み得る。ＲＦＩＤシステム３００は、ＵＨＦアンテナ構成要素３０８をさらに含む。導電性ループ３０２は、超高周波（ＵＨＦ）アンテナ構成要素３０８と結合するように構成され、遠距離ＵＨＦ通信に参加するＲＦＩＤシステム３００を生成する。図３は、ＲＦＩＤシステムの実施形態を示し、導電性ループ３０２は、ギャップ３０４を横切って導電性ループに電気的に結合されたＲＦＩＤチップ３０８を有し、導電性ループ３０２は、ＵＨＦアンテナ３０５に磁気的に結合される。

【0041】

多様な実施形態において、ＵＨＦアンテナ構成要素３０８は、棒状ダイポールアンテナなどのダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ループアンテナ、スロットアンテナ、または等価物を含み得る。

【0042】

ＲＦＩＤシステム４００に関する図４に示すように、ＵＦＨアンテナ４０８の一部（ａ、ｂ）は、導電性ループ４０２の一部の周囲に輪郭部４０９を形成する。本実施形態において、輪郭部４０９は、平面状シールドとして機能し、２．４５ＧＨｚのマイクロ波エネルギーなどの高電界放射線に露出する際、導電性ループ４０２の周囲の電圧の蓄積または電流の流れをさらに減少させる。これにより、マイクロ波の露出下でのＲＦＩＤチップ４０６の保護が改善される。

【0043】

図５に示すようなＲＦＩＤシステム５００の他の実施形態において、ＵＨＦアンテナと相互作用する導電性ループを説明する。本実施形態について、導電性ループ５０２は、反応性ループとして機能し、ＵＨＦアンテナ構成要素５０８は、その上の２つの異なる領域で２．４５ＧＨｚ及び９１５ＭＨｚに対応する２つの電流のピークを提供するように構成される。例えば、ＵＨＦアンテナ構成要素５０８上で、２．４５ＧＨｚにおける電流の最大値は、第１領域（ａ）を通って流れ、９１５ＭＨｚにおける電流の最大値は、第２領域（ｂ）を通って流れる。最大磁場は、マイクロ波周波数における第１領域（ａ）で発生し、ＵＨＦ周波数における最大磁場をとらえる最適な位置は、第２領域（ｂ）で発生する。即ち、ＵＨＦ電流が最大となる位置は２４５０ＭＨｚの電流が最小となる地点であり、２４５０ＭＨｚで可能な限り最小の結合を提供することにより、ＲＦＩＤチップ及びタグの保護を強化する。導電性ループ５０２及びアンテナ構成要素５０８の相対的な位置決めは、ＵＨＦにおける電流の最大値がＵＨＦアンテナ構成要素上の第１領域を通って流れるようにし、ＭＷにおける電流の最大値と最小値の一方がＵＨＦアンテナ構成要素上の第２領域を通って流れるようにする。

【0044】

導電性ループは、本開示の実施形態に従って異なる構造及び変形とすることができる。特に、導電性ループは、マルチターンが用いられる構造からなり、インダクタンスを増加させ、よって、必要なＵＨＦ共振を満たすために相対的に小さい寸法の導電性ループを用いることを可能にする。多様な実施形態について、導電性ループの寸法が小さいほど、２．４５ＧＨｚのエネルギーがより小さく吸収されるであろう。図６Ａ乃至６Ｃは、ＲＦＩＤシステムにおける導電性ループの多様な構造または代案の構造を示し、導電性ループは、平面状シングルターンループ６０１、または平面状マルチターンループ６０２であり得る。また、導電性ループは、非平面状ソレノイドコイル６０３であり得る。

【0045】

図７Ａ乃至７Ｃは、導電性ループ７０２の代案の構造に関するＲＦＩＤシステムのさらなる実施形態を示す。導電性ループ７０２には、トラックやディスクの形態など、ループ内部に１つ以上のさらなる金属構造体が提供される。一部の実施形態について、金属構造体は、２．４５ＧＨｚで電界を短絡させる平面状シールドとして機能する。優先的に、ループ７０２と金属構造体との相互作用は、直列共振同調回路（ｓｅｒｉｅｓ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｔｕｎｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）を形成し、ループ７０２に付随するＲＦＩＤチップ７０６の周囲にマイクロ波電流の周波数選択的バイパスを形成するようにする。内部構造体は、２．４５ＧＨｚで共振器を形成するその端部に規定された／所定のキャパシタンスを有する、断たれた（ｂｒｏｋｅｎ）ループであり得る。一部の実施形態について、平面状シールド／バイパスと小さいループ寸法との組み合わせにより、ＲＦＩＤチップ７０６の保護を改善させる。図７Ａ及び７Ｂに示すように、一部の実施形態について、導電性ループは、開口部を規定する相対的に小さい導電性ループ７０３を囲む。一部の実施形態において、より小さい導電性ループ７０３は、断たれたループである。図７Ｃに示すように、一部の実施形態について、図７Ｃに示す導電性ループ７０３は、導電性ディスク７０４を囲む。平面状シールド／バイパスの形成により、高電界エネルギーをＲＦＩＤチップから遠ざけ、ＲＦＩＤチップを損傷から保護する。例示の実施形態において、より小さい導電性ループは、２．４５ＧＨｚで電界を短絡させるための平面状シールドとして構成される。上述のより小さい導電性ループ及び導電性ディスクは、導電性ループと相互作用して直列共振同調回路を形成するように構成され、ＲＦＩＤチップの周囲にマイクロ波電流の選択的なバイパス周波数を形成する。

【0046】

図８に示す実施形態などの一部の実施形態において、導電性ループ８０２は、寄生キャパシタまたはインターデジタルキャパシタの要素を含む複数（例えば、２つ以上）の埋め込みループ８０７を囲む。複数の埋め込みループを利用して、周波数選択的バイパス、及び、例えば、ＵＨＦ（例えば、９１５ＭＨｚ）での所望の共振で、２．４５ＧＨｚなどのＭＷ周波数におけるエネルギーを最小限とらえることができる。例えば、一部の実施形態における埋め込みループ８０７は、ＲＦＩＤチップ８０６を用いてＵＨＦ（例えば、９１５ＭＨｚ）における１次共振を可能とし、寄生キャパシタンスまたは構造キャパシタンスを用いてＭＷ周波数（例えば、２４．４５ＧＨｚ）における２次共振を可能とし得る。

【0047】

図９などの一部の実施形態において、ＲＦＩＤシステム９００は、２つ以上の導電性ループを含む。一部の実施形態において、導電性ループ９０２及び潜在的により大きな寸法を有する第２導電性ループ９０３を含む２つ以上の共振構造体は、２つ以上の共振構造体（例えば、両方）を共通のＵＨＦアンテナ構成要素９０８に結合することによって電界を操作するのに用いられる。本実施形態において、導電性ループ９０２は、ＵＨＦアンテナ構成要素の片側に配置され、第２導電性ループ９０３は、ＵＨＦアンテナ構成要素の反対側に配置される。例えば、一部の実施形態では、分割リング共振器などの２．４５ＧＨｚで自己共振する１つ以上の第１共振器と、９１５ＭＨｚで動作するＵＨＦ共振ループなどの１つ以上の第２共振器とを用いることができる。よって、両者は、共通または異なる結合位置で、共通のＵＨＦアンテナに結合される（図９Ａ及び９Ｂに示す）。例えば、本実施形態において、導電性ループ９０２は、ＵＨＦ共振ループであるのに対し、第２導電性ループ９０３は、２．４５ＧＨｚで自己共振する。２．４５ＧＨｚのループは、より高い電流を流すために幅が広く、その位置は、２４５０ＭＨｚにおける最大の電流をＵＨＦ導電性ループから遠く移動させ、よって、ＵＨＦ導電性ループに流れる電流を減少させるよう、ダイポールアンテナと結合される。分割リング共振器は、所望の場所で共振を得るために用いられる共振器である。図９の実施形態は、マイクロ波エネルギーがＵＨＦ導電性ループに進入しないことをより可能にするか保障し、または導電性ループに進入するマイクロ波エネルギーを減少させる。

【0048】

図１０に示すような一部の実施形態において、ＲＦＩＤシステム１００は、トラップ１００１として２つ以上のループを含む。このようなトラップは、同一周波数または周波数の拡散の何れかで動作するアンテナ構造体１００８に結合され得る。例えば、アンテナ構造体１００８は、電子レンジが通常動作する２４００ＭＨｚから２５００ＭＨｚの帯域で動作してこれをカバーすることができる。本実施形態において、アンテナ構造体１００８は、ＵＨＦダイポールアンテナである。トラップ１００１は、マイクロ波エネルギーを吸収し、エネルギーをＵＨＦ導電性ループ１００２から遠ざける役割もする。

【0049】

図１１に示すような一部の実施形態において、ＲＦＩＤシステム１１００は、ＲＦＩＤチップ１１０６の周囲でギャップを横切って導電性ループ１１０２に電気的に結合されたシールド構造体１１１０を含む。シールド構造体１１１０は、シールド導体１１１０ａとシールド誘電体１１１０ｂとを含み得る。シールド誘電体１１１０ｂは、シールド導体１１１０ａとＲＦＩＤチップ１１０６との間に少なくとも部分的に位置し得る。シールドにより、ＲＦＩＤシステムは２．４５ＧＨｚで導電性ループのギャップを横切ってより低い結合を達成することが可能となる。本実施形態において、導電性ループ１１０２の直径は小さく維持される。シールド構造体と導電性ループ１１０２の小径の組み合わせにより、ＲＦＩＤチップ１１０６全体に寄生キャパシタンスを提供し、幅広のより小さい直径ループでＵＨＦ共振器が達成される。前記組み合わせにより、２４５０ＭＨｚのエネルギーに対するバイパス経路がさらに提供される。

【0050】

図１２などの一部の実施形態において、ＵＨＦアンテナ構成要素は、一連の小さいＵＨＦ共振器１２０１によって形成される。一連のＵＨＦ共振器１２０１のうち１つの共振器は、ＲＦＩＤチップ１２０６を運搬し、他の共振器は自己共振を維持する。共振器はループ状であり、それらの間に配置されたライン１２１０を介してまたは磁気結合によって互いに結合するので、ＵＨＦでの電流のみ下に流れ、アンテナを形成できるが、２４５０ＭＨｚのエネルギーは流れない。各ループは、２４５０ＭＨｚにおける波長の小さい分画であり、よって、マイクロ波との相互作用が制限される。

【0051】

図１３などの一部の実施形態において、１つ以上の導電性ループは、テッセレーションされた導電性ループ１３０２である。例えば、各テッセレーションされた導電性ループは、ギャップ、余白、窪み、空洞、チャネル、孔、穿孔、またはその他の形状などによって互いに分離され得る任意の幾何学的形態の複数の金属部分を囲む。テッセレーションされた金属部分は、エネルギーがテッセレーションの各々のギャップに流入するため、マイクロ波エネルギーの影響を減少させ得る。また、テッセレーションは、導電性ループの動作を妨害し得る渦電流の循環を防止し得る。

【0052】

図１４などの一部の実施形態において、導電性ループ１４０２は、ＵＨＦ及びマイクロ波周波数の両方でアンテナ構成要素１４０８と結合するように構成される。本実施形態において、導電性ループ１４０２とアンテナ構成要素１４０８との相対位置は、ピーク結合位置間の長さを逆位相とし、ループ内の電流が相殺されるようにする。例えば、アンテナ構成要素１４０８上の第１ピーク結合位置（ｃ）及び第２ピーク結合位置（ｄ）は、各々２．４５ＧＨｚにおけるピーク位置及び９１５ＭＨｚにおけるピーク位置に対応する。第１ピーク結合位置から第２ピーク結合位置までの導電性ループの長さは、第２ピークが第１ピークに対して逆位相となる測定値を有するように構成され、よって、第２ピーク結合位置で共振を相殺する。

【0053】

上述のように、マイクロ波で処理された後でも機能するＲＦＩＤタグは、アイテムの移動をモニタリングして、在庫追跡や、店頭販売（ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｐｕｒｃｈａｓｅ ｓａｌｅ）で有用であるような１つ以上の利点を提供し得る。例えば、様々なビジネス部門、特にレストランの組織における食品、飲料、食事の提供サービスにおいて、食品／食事の提供や配達のためのアイテムレベルでのリアルタイムの追跡やトレースの必要性が高まっている。リアルタイムの追跡及びモニタリングのその他の利点としては、食品の賞味期限切れの可能性の減少、需要予測の改善、在庫管理、及び購入経験の向上が含まれ得る。

【0054】

一部の実施形態において、マイクロ波周波数への露出に耐性を有する無線周波数通信用ＲＦＩＤシステム及び導電性ループを利用する方法は、図１５、１６、及び１７に示す動作や材料を含み得る。多様な実施形態は、以下の動作のうち１つ以上を含み得るが、まず、導電性ループは、マイクロ波周波数へ露出して調理することを意図するファストフードなどの商品パッケージに固定された小さな反応性導電性ループであり得る。上述のように、導電性ループは、ギャップの周囲でまたはギャップを横切って電気的に結合されたＲＦＩＤチップを含み、導電性ループは、超高周波（ＵＨＦ）で共振し、マイクロ波周波数（ＭＷ）で共振が少ないまたは最小であるよう、寸法決定され得る。導電性ループは、商品パッケージの底部に固定され得る。ＲＦＩＤチップは、少なくとも商品パッケージに関して必要な情報やデータを伝達し、供給し得る。これは続いて、導電性ループが１つ以上の超高周波（ＵＨＦ）アンテナに結合されている遠距離無線周波数通信を介して、遠距離リーダによるＲＦＩＤチップの在庫の読み取りが行われる。ループは、アイテムの決済や返品状況の点検などのような動作に好適である、ＵＨＦ周波数における短距離（ｓｈｏｒｔ ｒａｎｇｅ）のＲＦＩＤ読み取り機能を提供するようにさらに構成され得る。

【0055】

導電性ループでタグ付けされた食品パッケージなどの商品パッケージは、冷蔵状態または冷凍状態の下で維持される保管または陳列ユニットに存在し得る。来店する購入者は、陳列ユニットから食品パッケージまたはアイテムを手に取り、電子レンジでアイテムを安全に調理し、マイクロ波周波数にアイテムを露出させた後、チェックアウトカウンタで決済を行うことができる。調理は特定の持続時間と強度で行うことができる。導電性ループ状のＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤシステムの設計により、露出の時間や強度にかかわらず、調理後にＲＦＩＤタグまたはその他の装置が通信機能を維持し得る。よって、商品パッケージ上に固定された導電性ループは、ＲＦＩＤ装置及び商品パッケージをマイクロ波周波数（ＭＷ）に露出させた後、消費者に費用を請求するためにＰＯＳ端末機で読み取られ得る。ＲＦＩＤシステムの一部の実施形態について、ＲＦＩＤチップは、マイクロ波エネルギーとの制限された相互作用を示し、よって、界磁電流の破壊的な集中及び過熱を回避する。

【0056】

図１５及び１６に示すような本開示の一部の実施形態において、小さな導電性ループ１５０１がアイテムまたはパッケージに取り付けられ得る。例示的なパッケージまたはアイテムは、食品アイテムを運搬するトレイや食品アイテムそのものを含み得る。食品アイテムには、肉、調理済み食料などが含まれ、その他のアイテムには、カップやプレートなどの再使用可能なアイテムが含まれ得る。これらのアイテムまたは食品は、マーチャンダイジング、商業販売、レストラン環境などの位置や、ＰＯＳ端末機で追跡する必要があり得る。ブースターマット１５１０またはカバーが当該位置に提供され得る。マット１５１０は、遠距離ＵＨＦアンテナとして動作する。小さな導電性ループ１５０１は、アイテムの決済、返品状況、所有権の点検などのような動作に好適である、ＵＨＦ周波数における短距離のＲＦＩＤ読み取り機能を提供し得る。マット１５１０上に配置されると、マットの一部を形成する金属構造体と導電性ループ１５０１との間の結合は、ループがマット上に置かれていたり、そうでなければマットに近接しているパッケージの一部を形成したりそこに取り付けられている限り、在庫管理に適した長距離（ｌｏｎｇｅｒ ｒａｎｇｅ）ＲＦＩＤタグを一時的に生成し得る。例えば、ハンドヘルド装置が冷蔵保管ユニットの内容物を読み取るのに用いられ得る。食品アイテムが電子レンジに配置されると、遠距離ＵＨＦアンテナが存在しないため、マイクロ波周波数をとらえるＵＨＦ遠距離アンテナにより発生する損傷または任意の副作用を有利に回避できる。小さいループにさらなるエネルギーが結合されることを回避することで、ＲＦＩＤチップがプロセスで保存される可能性が向上する。

【0057】

図１６は、食品アイテムを加熱する例示的なプロセス及び食品カウンタにおけるそれらの識別に関わる例示的なハードウェアの構成要素及びステップを示す。麺のパック１６０３などの食品アイテムは、（上記の実施形態のいずれかに示すような）導電性ループ１６０２を含むＲＦＩＤタグまたは他のＲＦＩＤ装置（図示せず）を含み、麺のパックは、上記で説明したように、マット１６１０上で冷蔵庫に保管できる。一部の実施形態について、マット１６１０は、ハンドヘルドまたはその他のＲＦＩＤリーダによる信号の送信及び／または受信を強化するのに役立ち得る。多様な実施形態において、マット１６１０と導電性ループとが相互作用するとき、冷蔵庫の内容物は、ハンドヘルドやその他のリーダを用いて、遠隔でまたは近距離で容易に目録化され得る。食品アイテムは、冷蔵庫から取り出して電子レンジに入れて加熱し得る。ＲＦＩＤタグにおける導電性ループの設計及び構成により、従来の設計に比べて、加熱及びマイクロ波エネルギーの影響が減少し、ＲＦＩＤタグが引き続き動作可能であり得る。次いで、加熱されたアイテムのＲＦＩＤ装置（例えば、ＲＦＩＤタグ、インレイ）は、販売を取り扱うためのレジ係やスタッフを必要とすることなく、消費者にアイテムの費用を請求するために、ＰＯＳ端末機などで読み取られ得る。

【0058】

図１７に示すような一部の実施形態において、ブースターマット１７１０は、ＲＦＩＤ性能の改善に役立ち得る。ブースターマット構造体の一部は、肉やチーズなどのアイテムの誘電負荷がＲＦＩＤ装置とＲＦＩＤリーダとの効果的な通信を妨害しないよう、商品の下から端に出されるときに、導電性ループに結合され得る。多様な実施形態において、ＲＦＩＤ装置は導電性ループからなり得る。

【0059】

図１８Ａ乃至１８Ｂなどの一部の実施形態において、食品アイテムまたはパッケージは、ベース上に導電性ループを有し、パッケージの上端に電子レンジで安全な金属ストリップを有し得る。マットを有する棚の上にアイテムを積載することができる。

【0060】

図１８Ｂに示すように、アイテム１、２、３、及び４の積載物は、各々、上述のような導電性ループ及び電子レンジで安全な金属ストリップを有し得る。パッケージ４上の下端ループは、アイテム４の下に配置されたマットと結合するように位置し得る。下端ループをマットに結合させることにより、ＲＦＩＤ装置のより長い範囲の機能が得られる。多様な実施形態において、アイテム１、２、または３に関連付けられている導電性ループは、性能を強化させるために内部の金属構造体を用いるには、マットから離れ過ぎていることがある。アイテム１、２、または３に関連付けられているループは、各々、積載物内のループを介して、真下に配置されたアイテム上の上端導体と結合することができ、よって、積載物内の全ての小さいＲＦＩＤループに対してより長い読み取り範囲を可能とする。多様な実施形態について、各ループは、本明細書で開示する実施形態の１つとして構成され、食品アイテムの加熱のために用いられる電子レンジに収容された後でも動作可能に維持できる。多様な実施形態において、各ループは、２．４５ＧＨｚのエネルギーが対応するブースターストリップから内部に結合されることを防止するために、対応するブースターストリップから十分に離れるように構成され位置する。

【0061】

図１９などの一部の実施形態において、保管または陳列ユニット１９０１の導電性棚は、食品アイテムまたはパッケージ１９０３に固定されたＲＦＩＤタグ内の導電性ループ１９０２に対するブースターアンテナマット１９１０として動作する。一部の実施形態について、導電性棚は、上記で説明したように、その性能を強化させるために導電性ループに依存するステンレス鋼ワイヤのグリッドからなる。

【0062】

図２０などの一部の実施形態において、導電性ループ２００２を有する容器２００１内の食品アイテムは、導電性要素と食品との間に誘電体スペーサ２００３を有するマット２０１０に結合される。新鮮な肉やチーズなどの一部の食品アイテムは、ＵＨＦエネルギーを吸収して、実質的に高損失の誘電体となる。しかし、一部の実施形態について、相対透過率は実質的に１であるため、無線周波数場と磁気的に相互作用しないことがあり得る。導電性ループは、一次的な磁気応答を有し得るので、高損失の誘電体アイテムとの相互作用が減少し得る。ブースターは、所望の範囲を達成するために遠距離場で放射され、近くの製品と相互作用し得る電場（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ）成分を含む。本実施形態において、ブースターマットは、発泡体やプラスチックなどの誘電体で覆われており、マット内の金属要素とループとの間の距離が増加すると、性能が低下するが、製品からの誘電負荷が低くなると、マットの効率性が増加して、全般的に改善した性能を提供し得る。さらなる実施形態において、スペーサは、マット導体と導電性ループとの結合を増加させるための磁気特性を有し得る。

【0063】

上述の内容は、請求された主題の実施例を含む。もちろん、請求された主題を説明するために、考えられる全ての構成要素や方法論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、請求された主題のさらに多くの組み合わせや置換が可能であることを認識し得る。従って、請求された主題は、添付の請求範囲の趣旨及び範囲内に含まれる全ての変更、修正、変形を含むよう意図され得る。さらに、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」という用語が詳細な説明や請求範囲で用いられる限り、このような用語は「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」が請求範囲で転換語として用いられる際に解釈されるように、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語と同様の方法で包括的であることを意図する。

【0064】

[用語の説明]
導電性ループ－導電性ループには、異なる寸法、形状、またはサイズからなり、電磁エネルギーが伝播され得る導電性金属からなるアンテナが含まれ得る。あらゆる電気導電性材料は、現実の世界での放射線場とある程度の結合を有する。アンテナとして構成される導体は、特定の媒体間で高い結合の効率を提供するように設計され得る。

【0065】

共振－これは、２つの周波数や波動など、２つのものが同時にまたは固定ステップで移動している際に発生し得る。アンテナ構成要素と電界／周波数間の共振を設定するために、アンテナは流入電界の周波数と一致するように構成され得る。共振は、対象波長の倍数に基づくことができる。

【0066】

１次共振－アンテナの対応する位置及び／または設計で指定された電界／周波数の最大エネルギーピークに関する。

【0067】

２次共振－制限されたエネルギーが指定された電界／周波数でピークに達するときのアンテナの位置及び／または設計に関する。

【0068】

結合－タグとリーダまたは電磁エネルギーの伝播を可能とする２つのアイテムをマッチングさせて、同じ周波数で効果的に共に通信できるようにすること。あらゆる電気導電性材料は、現実の世界で放射線場とある程度の結合を有する。導体が特定の媒体間で高い結合効率を提供するように設計された場合のみ、アンテナと呼ばれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18A】

【図18B】

【図19】

【図20】

【国際調査報告】