(57)【要約】【解決手段】本発明は、データ伝送の分野に関する。一形態では、本発明は、負荷および／またはアンテナを含む、様々なデバイス間でのデータ変調信号の送受信に関する。別の形態では、本発明は、無線自動識別装置（ＲＦＩＤ）、インタロゲータ装置／システム、タグとインタロゲータの間のデータ伝送などのトランスポンダ（タグ）の分野に関する。本発明は、タグカップリングを軽減するアンテナ設計を利用する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１構造を持つ第１部分と第２構造を持つ第２部分とを有するアンテナであって、前記第１構造が前記第２構造とは異なるアンテナを備えるタグ。
【請求項２】
前記第１および第２部分が軸周りに配置されることを特徴とする請求項１に記載のタグ。
【請求項３】
前記第１および第２部分が、少なくとも二つの軸の周りで比較的に非対称であることを特徴とする請求項１または２に記載のタグ。
【請求項４】
前記構造が形状および／または面積であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のタグ。
【請求項５】
第２構造のアンテナを有する別のタグと向かい合わせで配置されるとき、前記第２構造の鏡像ではないような第１構造を有するアンテナを備えるタグ。
【請求項６】
前記第１構造が、複数のアンテナ方向で前記第２構造の鏡像ではないことを特徴とする請求項５に記載のタグ。
【請求項７】
前記第１構造が、全ての方向で前記第２構造の鏡像ではないことを特徴とする請求項６に記載のタグ。
【請求項８】
前記タグがＲＦＩＤタグであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のタグ。
【請求項９】
第１アンテナを有する第１デバイスと、
第２アンテナを有する第２デバイスと、を備え、
前記第１および第２アンテナの少なくとも一方が、第１構造を持つ第１部分と第２構造を持つ第２部分とを有し、前記第１構造が前記第２構造とは異なることを特徴とする通信システム。
【請求項１０】
前記第１および第２部分が軸周りに配置されることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１および第２部分が少なくとも二つの軸周りで比較的に非対称であることを特徴とする請求項９または１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記構造が形状および／または面積であることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
第１アンテナと第２アンテナの間の干渉を低減する方法であって、
第１形状の第１アンテナを設け、
第２形状の第２アンテナを設けることを含み、
前記第１形状が前記第２形状とは異なることを特徴とする方法。
【請求項１４】
別のアンテナとの相互カップリングを軽減するように構成されたアンテナを構成する方法であって、
比較的に非対称の形状を有する前記アンテナを構成することを含む方法。
【請求項１５】
タグとともに使用するように構成されたアンテナを構成する方法であって、
第２構造の別のアンテナと向かい合わせで配置されるとき、前記第２構造の鏡像ではないような第１構造を有するアンテナを設けるステップを含む方法。
【請求項１６】
明細書に開示された方法。
【請求項１７】
明細書に開示された装置、アンテナ、タグ、システムおよび／またはデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ伝送の分野に関する。
【０００２】
一形態では、本発明は、負荷および／またはアンテナを含む、様々なデバイス間でのデータ変調信号の送受信に関する。
【０００３】
別の形態では、本発明は、無線自動識別装置（ＲＦＩＤ：Radio Frequency Identification  Device）、インタロゲータ装置／システム、タグとインタロゲータの間のデータ伝送などのトランスポンダ（タグ）の分野に関する。
【０００４】
ＲＦＩＤタグとインタロゲータの間の伝送に関連して以下で本発明を説明することが都合が良いが、本発明がそのような使用のみに限定されないことを理解すべきである。
【背景技術】
【０００５】
本明細書を通して、単数形での「発明者」という語の使用は、本発明の一人の（単数の）発明者または二人以上の（複数の）発明者を指すとみなされてもよい。
【０００６】
タグの一般的な使用は、特定の物品にタグを貼り付けて、必要なときに物品を追跡し、および／または物品に関する情報を問い合わせられるようにすることである。このようなタグの使用の一つは、小包、箱および／または封筒などの郵便物上にある。この場合、接着裏面を持つタグが箱などの物品に付着されることが多い。通常、多数の箱がある範囲、トラックまたはコンベアベルト内の同一場所に配置されており、そのため、特定のタグの問い合わせを受けたとき、問い合わせされたタグの近接範囲に多数の物品が存在することを、発明者は観察してきた。少なくとも二つの箱が互いに近接して発見されたときに問題が生じうる。一つの物品上に位置するタグは、別の物品上に位置する別のタグと間近で接触するかもしれない。この状況では、タグの上面（接着面でない方）が互いに向かい合うことに注意する。この状況が生じると、タグが相互作用して実質的に干渉したり、または互いの応答を相殺さえしうることが観察されてきた。二つのタグが相対的に接近して配置されると、組み合わされたタグの共振周波数がタグの応答周波数と接近または等しくなることがあることが判明した。
【０００７】
例えば、使用するタグの一部が約１５．５ＭＨｚで応答するとする。典型的に、個々の積み重ね可能なタグは、２５ＭＨｚ以上の共振周波数を有している。共振周波数は、ＲＦＩＤチップの（浮遊）容量と、タグアンテナの浮遊容量と、タグアンテナのインダクタンスとの関数である。二つのタグを接近させると、組み合わされたタグの共振周波数は、個々のタグの共振周波数を下回る。この共振周波数の減少は、タグ間の追加浮遊容量と相互インダクタンスに起因する。特に、初期アンテナインダクタンスが比較的高く、タグが比較的近接して配置される場合、「組み合わされた」タグの共振周波数が最終的にタグ応答周波数になるかまたはそれに近くなる。
【０００８】
この状況では、一方のタグからの応答信号が他方のタグと結合する様子が観察された。タグ応答周波数が組み合わせタグの共振周波数である場合、このカップリングは非常に強くなる。タグは、変化する磁界を発生することによって応答する。このため、あらゆる他の近接配置されたタグが、反対向きの磁界を発生する。タグ間のカップリングが比較的強い場合、応答するタグによって発生する磁界が他のタグによって実質的に減少または相殺される。こうして、発明者は、特定の用途においては、タグの応答が弱くなり受信が困難になりうることを認識した。
【０００９】
一つの解決策は、共振周波数をタグの応答周波数から離して移動させることである。しかしながら、これは常に実用的であるわけではない。発明者は、例えば以下のものを低下させることによって、タグ間のカップリングを低減し、組み合わされたタグの共振周波数を応答周波数から離れるように増加させることが可能であることを理解した。
・個々のタグアンテナのインダクタンス
・個々のタグアンテナの浮遊容量
・組み合わされたタグの相互インダクタンス、および／または
・タグ間の浮遊容量
【００１０】
・巻き数の少ないタグアンテナの使用（この結果、収集面積が小さくなり、タグの動作範囲が減少する）、または
・巻き数の少ないより大きなタグ
のいずれかによって、個々のタグのインダクタンスを低下させることができる。しかしながら、これらの代替策のいずれも受け入れ可能であるとは認められない。
【００１１】
アンテナ巻き線間のギャップを増やすことによって、個々のタグの浮遊容量を減らすことができる。これは収集面積を小さくしタグの動作範囲を減少させるので、受け入れ可能であるとは考えられない。
【００１２】
相互インダクタンスおよびタグ間の浮遊容量は、タグを離しておくことによって減らすことができる。しかしながら、特に郵便物では、物品の向きおよび位置を制御することが常に可能であるわけではないので実用的でなく、この提案はあらゆる用途に適しているとは考えられない。
【００１３】
別の用途では、カジノチップなどのタグが付着される物品は、カジノチップの外縁からいくらかの距離を離してタグを収容するように設けられた比較的浅い凹部を有している。これは、タグ、アンテナ、およびタグが接着される物品の設計の邪魔になる。
【００１４】
この明細書における文書、デバイス、法令、または知識のあらゆる議論は、本発明の文脈を説明するために含められていることを理解すべきである。さらに、本明細書を通してなされる議論は、発明者の理解および／または発明者による特定の関連技術の問題点の認識に起因して生じている。また、本明細書における文書、デバイス、法令または知識などのあらゆる議論の題材は、発明者の知識および経験の観点で本発明の文脈を説明するために含められている。したがって、このようなあらゆる議論は、いずれかの題材が、本開示および請求項の優先日以前における従来技術ベースの一部あるいはオーストラリアまたは他の場所での関連分野における共通の一般知識を形成すると自白したものとみなされるべきではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、改善されたタグおよび／またはデータ伝送方法を提供することにある。
【００１６】
本発明のさらなる目的は、関連技術に関係する少なくとも一つの欠点を緩和することである。
【００１７】
本明細書に記載の実施形態の目的は、関連技術のシステムの上述した欠点のうち少なくとも一つを克服または緩和し、または関連技術のシステムの有用な代替形態を少なくとも提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本明細書に記載の実施形態の第１態様では、第１構造を持つ第１部分と第２構造を持つ第２部分とを有するアンテナであって、第１構造が第２構造とは異なるアンテナを備えるタグが提供される。
【００１９】
本明細書に記載の実施形態の別の態様では、第２構造のアンテナを有する別のタグと向かい合わせで配置されるとき、第２構造の鏡像ではないような第１構造を有するアンテナを備えるタグが提供される。
【００２０】
本明細書に記載の実施形態の別の態様では、第１アンテナを有する第１デバイスと、
第２アンテナを有する第２デバイスと、を備え、第１および第２アンテナの少なくとも一方が、第１構造を持つ第１部分と第２構造を持つ第２部分とを有し、第１構造が第２構造とは異なる通信システムが提供される。
【００２１】
本明細書に記載の実施形態の別の態様では、第１アンテナと第２アンテナの間の干渉を低減する方法が提供される。この方法は、第１形状の第１アンテナを設け、第２形状の第２アンテナを設けることを含み、第１形状が第２形状とは異なる。
【００２２】
本明細書に記載の実施形態の別の態様では、別のアンテナとの相互カップリングを軽減するように構成されたアンテナを構成する方法が提供される。この方法は、比較的に非対称の形状を有するアンテナを構成することを含む。
【００２３】
本明細書に記載の実施形態の別の態様では、タグとともに使用するように構成されたアンテナを構成する方法が提供される。この方法は、第２構造の別のアンテナと向かい合わせで配置されるとき、第２構造の鏡像ではないような第１構造を有するアンテナを設けるステップを含む。
【００２４】
他の態様および好適な形態が明細書に開示されおよび／または添付の請求項に規定されており、本発明の説明の一部を形成する。
【００２５】
本質的に、本発明の実施形態は、比較的に非対称のアンテナ設計を使用してタグカップリングを緩和することの認識から生じている。この点において、本発明は、少なくとも二つの部分を有するアンテナを設け、第１部分が第１形状を有し、第２部分が第１形状とは異なる第２形状を有することを期待する。一実施形態では、第１部分は第２部分の鏡像ではない。別の実施形態では、第１および第２部分が実質的に同様の面積を有してもよいが、依然として異なる形状を有している。
【００２６】
少なくとも二つの軸に対して対称性が喪失していることが好ましい。
【００２７】
さらに、第１形状を持つ第１アンテナを有する一つのタグと、第２形状を持つ第２アンテナを有する別のタグとを設け、互いに異なる形状を有する第１および第２アンテナが、望ましくないタグカップリングを緩和することが観察されている。一形態では、多数／複数のタグが異なる（さらには不揃いの）形状であるアンテナを有している場合、干渉を引き起こすカップリングが低減される。また、一つのアンテナと別のアンテナの間の形状の比較的わずかな相違でさえ、タグ間の干渉を緩和するのに十分であることが判明している。
【００２８】
本発明によって提供される利点は、以下を含む。
・近接アンテナ間のカップリングの低減
・一つのアンテナが別のアンテナに対して反応しない（insensitivity）位置が増加する。
・比較的近接したまたは密閉された状況／用途での多数のタグ／アンテナの使用が可能になる。
・物品がタグを収容するための凹部を有する必要性が緩和される。
【００２９】
本明細書を通して、「タグ」は、基板（インレイ）に担持され誘導磁界またはバッテリーによって外部から電源供給される、電力供給し送受信を行うアンテナに配置されたマイクロチップを備えるＲＦＩＤデバイスを限定することなく含むように意図されている。タグは、トークン、インサート、トランスポンダ、チップ、ラベル、識別デバイス、バッジ、インレット、インレイ、チケット、無線メモリ、または任意の他の携帯の識別デバイスをも含み、識別を可能にする任意の技術で提供されてもよい。例えば、タグはＲＦＩＤタグであってもよい。別の例では、限定することなく、識別デバイスは、ＡＳＩＣ、他のマイクロチップ、関連するアンテナアセンブリを有するＡＳＩＣ、または印刷されたアンテナ構造に含まれる電子回路がデバイスの知能を提供するチップを持たないアンテナ、論理手段または同調アンテナであってもよい。
【００３０】
本発明の実施形態を適用可能であるさらなる範囲が、以下に与える詳細な説明から明らかになるだろう。しかしながら、本開示の精神および範囲内における様々な変更および改良が当業者にとってこの詳細な説明から明らかなものとなるため、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の好適な実施形態を示唆するものの、例示のみを目的として与えられることを理解すべきである。
【００３１】
当業者は、例示のみを目的として与えられ本明細書の開示を限定するものではない添付の図面とともに以下の実施形態の説明を参照することで、本出願の好適なおよび他の実施形態についてのさらなる開示、目的、利点、態様をより良く理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来技術の対称的なタグを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る非対称アンテナ設計を示す図である。
【図３】本発明の別の実施形態に係る別の非対称アンテナ設計を示す図である。
【図４】二つの重なり合う従来技術のアンテナを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る、二つの重なり合う単純化された非対象アンテナを示す図である。
【図６】本発明の別の実施形態に係る、別の二つの重なり合う単純化された非対象アンテナを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、従来技術のタグ１０を示す。アンテナ１１は、比較的対称的な形状を有し、少なくとも一つの軸に対して対称である。図１に示す従来技術のタグ１０を別の同様のタグと向かい合わせて配置すると、タグの配置は図４に示すようになる。図４では、各タグアンテナ４０、４１（それぞれ実線および点線で示す）は複数巻きで構成されているが、本発明の理解を容易にするために、これらの巻きは単一の線（実線または点線）で図４に示されている。また、明瞭さのために、アンテナ４０、４１はわずかに位置をずらして描かれており、そのため各アンテナの形状を判別することができる。二つのアンテナを互いに向かい合わせて配置すると、一方のタグのアンテナ４０が他方のタグのアンテナ４１と位置合わせされることが分かる。対称的なアンテナ設計を使用するタグを位置合わせして、一つのタグを次のタグアンテナの上面に直接または近接させて置くことができる。これは、二つのタグのアンテナ巻き線が重なり合い、互いに非常に接近することを意味する。この結果、動作時にアンテナ４０と４１の間の相互インダクタンスおよび浮遊容量が大きくなり、干渉が起こる。
【００３４】
図２および３は、本発明に係るアンテナ設計２０、３０の例を示す。同様の形状の対応するアンテナと向かい合わせに配置されたときに干渉が低下するように、アンテナ形状が形成される。これを図５および６に示す。
【００３５】
図５は、二つの重なり合う単純化された非対称のアンテナ５０、５１を示す。これらのアンテナ５０、５１が向かい合わせて（上辺同士または底辺同士を合わせて）配置されている。ここでも、明瞭さのために、これらのアンテナをわずかにずらして描いている。図１および４に示す対称アンテナと異なり、本発明に係るアンテナは、向かい合わせで配置したときに、実質的に互いに位置合わせされない。すなわち、アンテナ同士が重なり合わない少なくとも一つの領域５２が設けられる。この結果、アンテナ間の相互インダクタンスと浮遊容量が小さくなる。言い換えると、本発明に係るアンテナ形状は、アンテナ巻き線が実質的に互いを覆ったり整列するように二つのアンテナ５０、５１を配置することができないように構成される。本発明の構成は非対称のアンテナ形状を提供すると述べてもよい。
【００３６】
図６は、二つの重なり合う単純化された代替的な非対称アンテナ６０、６１の別の例を示す。ここでも、アンテナ同士が向かい合わせ配置で示されている。ここでも、アンテナ同士が重なり合わない領域６２が設けられている。
【００３７】
本発明に係るタグを箱を含む物品上に積み重ねる応用形態では、タグ同士を向かい合わせて、上辺同士を合わせて、または底辺同士を合わせて完全にまたは近接して位置合わせし接触またはほぼ接触するように、箱を保管することができる。この位置では、従来技術では、タグ間に比較的強いカップリングがあり応答が弱い可能性があったのに対し、本発明では、形状が異なるおよび／または非対称のアンテナ設計のアンテナを有するタグを使用することで、タグ間のカップリングが低減される。
【００３８】
我々が特許化したいと思っているこの問題に関する解決策は、非対称のタグアンテナ設計を使用することである。この応用形態では、箱を含む物品上でタグ同士が積み重ねられる。タグ同士が上辺を合わせて完全にまたは近接して位置合わせし接触またはほぼ接触するように、箱を保管することができる。この位置では、タグ間のカップリングが強力になり、応答が弱くなる可能性がある。非対称のアンテナ設計を使用する場合、タグ間のカップリングが低下する。
【００３９】
本発明は、少なくともＲＦＩＤアンテナに適用することができる。
【００４０】
本発明を特定の実施形態に関して説明してきたが、さらなる修正も可能であることは理解されるだろう。本出願は、概して本発明の原理をなぞる本発明の変形的な使用または応用形態、および、本発明が関連する分野内での既知のまたは習慣的な実施であり上述の本質的な特徴に適用可能であるような本開示からの逸脱を含む変形的な使用または応用形態を包含するように意図されている。
【００４１】
本発明の本質的な特徴の精神から逸脱することなく、本発明をいくつかの形態で具現化することができるので、上述の実施形態は、そのように指定されない限り本発明を限定するものではなく、添付の請求項に定義された本発明の精神および範囲内で広く解釈されるべきであることを理解すべきである。説明された実施形態は、あらゆる点において例示に過ぎず、限定ではないとみなすべきである。
【００４２】
本発明および添付の請求項の精神および範囲内に様々な修正および等価の構成が含まれるように意図されている。したがって、特定の実施形態は、本発明の原理を実施可能である多くの方法の例示であると理解されるべきである。以下の請求項では、ミーンズプラスファンクションの節は、定義された機能を実行する構造、構造的な等価物並びに等価の構造を含むように意図されている。例えば、釘は円筒形の表面を用いて木の部品を固定するのに対してネジは螺旋状の表面を用いて木の部品を固定するという点で、釘とネジは構造的に等価ではないが、木の部品を締結するという環境においては、釘とネジは等価の構造である。
【００４３】
本明細書で使用される場合、「備える（comprises/comprising）」は、上述の特徴、完全体（integer）、ステップ、または部品の存在を特定するが、一つまたは複数の他の特徴、完全体、ステップ、部品またはこれらのグループの存在あるいは追加を除外するものではないと理解される。したがって、文脈がそうでないことを明確に必要としない限り、詳細な説明および請求項の全体を通して、「備える（comprise, comprising, includes, including）」等の単語は、排他的または網羅的な意味ではなく包含的な意味、すなわち「含むが限定されない」の意味に解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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