(57)【要約】  関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダ。本発明の例示的実施形態は、質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、ＲＦＩＤ素子とＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを含む、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダを提供する。
2008515086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、
（ｂ）ＲＦＩＤ素子と前記ＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、前記アンテナが数字の８の形状に類似して構成されているとともに、前記アンテナの信号が他のＲＦＩＤリーダにより盗聴されにくい、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダ。
【請求項２】
前記アンテナが第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成され、前記アンテナの前記第１の部分が第１のループであるとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２のループである請求項１に記載のパスポートリーダ。
【請求項３】
前記第１のループと第２のループとが、ある距離で互いに相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする請求項２に記載のパスポートリーダ。
【請求項４】
前記アンテナの前記第１のループがパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、前記アンテナの前記第２のループがパスポートの第２の部分に隣接しており、さらに前記パスポートの前記第１の部分がパスポート小冊子内のページであるとともに、前記パスポートの第２の部分が前記パスポート小冊子内の他のページである請求項２に記載のパスポートリーダ。
【請求項５】
前記第１のループが第１の平面内にあるとともに、前記第２のループが第２の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面とが互いに対して角度αにあり、さらに前記角度αが９０°〜２７０°の範囲である請求項２に記載のパスポートリーダ。
【請求項６】
前記アンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい請求項１に記載のパスポートリーダ。
【請求項７】
パスポートと請求項１に記載のパスポートリーダとの組み合わせ。
【請求項８】
（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、
（ｂ）ＲＦＩＤ素子と前記ＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、前記アンテナが第１の部分と第２の部分とを含み、前記アンテナの前記第１の部分が第１の領域を形成する第１の周囲を含むとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２の領域を形成する第２の周囲を含み、前記第１の領域と第２の領域とが隣接しており、さらに前記アンテナの前記第１の部分と第２の部分とが、ある距離で互いに相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダ。
【請求項９】
前記アンテナの前記第１の部分が第１のループであるとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２のループである請求項８に記載のパスポートリーダ。
【請求項１０】
前記アンテナの前記第１のループがパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、前記アンテナの前記第２のループがパスポートの第２の部分に隣接しており、さらに前記パスポートの前記第１の部分がパスポート小冊子内のページであるとともに、前記パスポートの第２の部分が前記パスポート小冊子内の他のページである請求項９に記載のパスポートリーダ。
【請求項１１】
前記第１のループが第１の平面内にあるとともに、前記第２のループが第２の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面とが互いに対して角度αにあり、さらに前記角度αが９０°〜２７０°の範囲である請求項９に記載のパスポートリーダ。
【請求項１２】
前記アンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい請求項９に記載のパスポートリーダ。
【請求項１３】
パスポートと請求項１３に記載のパスポートリーダとの組み合わせ。
【請求項１４】
（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、
（ｂ）ＲＦＩＤ素子と前記ＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、前記アンテナが数字の８の形状に類似して構成されているとともに、前記アンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダ。
【請求項１５】
前記アンテナが第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成され、前記アンテナの前記第１の部分が第１のループであるとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２のループである請求項１４に記載のパスポートリーダ。
【請求項１６】
前記第１ループと第２のループとが、ある距離で相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする請求項１５に記載のパスポートリーダ。
【請求項１７】
前記アンテナの前記第１のループがパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、前記アンテナの前記第２のループがパスポートの第２の部分に隣接しており、さらに前記パスポートの前記第１の部分がパスポート小冊子内のページであるとともに、前記パスポートの前記第２の部分が前記パスポート小冊子内の他のページである請求項１５に記載のパスポートリーダ。
【請求項１８】
前記第１のループが第１の平面内にあるとともに、前記第２のループが第２の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面とが互いに対して角度αにあり、さらに前記角度αが９０°〜２７０°の範囲である請求項１５に記載のパスポートリーダ。
【請求項１９】
前記アンテナの信号が他のＲＦＩＤリーダにより盗聴されにくい請求項１４に記載のパスポートリーダ。
【請求項２０】
パスポートと請求項２４に記載のパスポートリーダとの組み合わせ。
【請求項２１】
（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、
（ｂ）ＲＦＩＤタグと前記ＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、前記アンテナが第１の部分と第２の部分とを含み、前記アンテナの前記第１の部分が第１の領域を形成する第１の周囲を含むとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２の領域を形成する第２の周囲を含み、前記第１の領域と第２の領域とが隣接しており、さらに前記アンテナの信号が他のＲＦＩＤリーダにより盗聴されにくい、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダ。
【請求項２２】
前記アンテナが第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成され、前記アンテナの前記第１の部分が第１のループであるとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２のループである請求項２１に記載のパスポートリーダ。
【請求項２３】
前記第１のループと第２のループとが、ある距離で互いに相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする請求項２２に記載のパスポートリーダ。
【請求項２４】
前記アンテナの前記第１のループがパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、前記アンテナの前記第２のループがパスポートの第２の部分に隣接しており、さらに前記パスポートの前記第１の部分がパスポート小冊子内のページであるとともに、前記パスポートの前記第２の部分が前記パスポート小冊子内の他のページである請求項２２に記載のパスポートリーダ。
【請求項２５】
前記第１のループが第１の平面内にあるとともに、前記第２のループが第２の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面とが互いに対して角度αにあり、さらに前記角度αが９０°〜２７０°の範囲である請求項２２に記載のパスポートリーダ。
【請求項２６】
前記アンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい請求項２１に記載のパスポートリーダ。
【請求項２７】
パスポートと請求項２１に記載のパスポートリーダとの組み合わせ。
【請求項２８】
（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、
（ｂ）ＲＦＩＤ素子と前記ＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、前記アンテナが第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成されており、前記アンテナの第１の部分と第２の部分とが、ある距離で互いに相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダ。
【請求項２９】
前記アンテナが第１の部分と第２の部分とを含み、前記アンテナの前記第１の部分が第１のループであるとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２のループである請求項２８に記載のパスポートリーダ。
【請求項３０】
前記アンテナの前記第１のループがパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、前記アンテナの前記第２のループがパスポートの第２の部分に隣接しており、さらに前記パスポートの前記第１の部分がパスポート小冊子内のページであるとともに、前記パスポートの前記第２の部分が前記パスポート小冊子内の他のページである請求項２９に記載のパスポートリーダ。
【請求項３１】
前記第１のループが第１の平面内にあるとともに、前記第２のループが第２の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面とが互いに対して角度αにあり、さらに前記角度αが９０°〜２７０°の範囲である請求項２９に記載のパスポートリーダ。
【請求項３２】
前記アンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい請求項２８に記載のパスポートリーダ。
【請求項３３】
パスポートと請求項２８に記載のパスポートリーダとの組み合わせ。
【請求項３４】
（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、
（ｂ）ＲＦＩＤタグと前記ＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、前記アンテナが第１の部分と第２の部分とを含み、前記アンテナの前記第１の部分が第１の領域を形成する第１の周囲を含むとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２の領域を形成する第２の周囲を含み、前記第１の領域と第２の領域とが隣接しており、さらに前記アンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダ。
【請求項３５】
前記アンテナが前記第１の部分と前記第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成され、前記アンテナの前記第１の部分が第１のループであるとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２のループである請求項３４に記載のパスポートリーダ。
【請求項３６】
前記第１のループと第２のループとが、ある距離で互いに相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする請求項３５に記載のパスポートリーダ。
【請求項３７】
前記アンテナの前記第１のループがパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、前記アンテナの前記第２のループがパスポートの第２の部分に隣接しており、さらに前記パスポートの前記第１の部分がパスポート小冊子内のページであるとともに、前記パスポートの前記第２の部分が前記パスポート小冊子内の他のページである請求項３５に記載のパスポートリーダ。
【請求項３８】
前記第１のループが第１の平面内にあるとともに、前記第２のループが第２の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面とが互いに対して角度αにあり、さらに前記角度αが９０°〜２７０°の範囲である請求項３５に記載のパスポートリーダ。
【請求項３９】
前記アンテナの信号が他のＲＦＩＤリーダにより盗聴されにくい請求項３４に記載のパスポートリーダ。
【請求項４０】
カメラと、前記パスポートからの光学情報を見るための窓とをさらに備える請求項３４に記載のパスポートリーダ。
【請求項４１】
パスポートと請求項３４に記載のパスポートリーダとの組み合わせ。
【請求項４２】
（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、
（ｂ）ＲＦＩＤタグと前記ＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、前記アンテナが第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成され、前記アンテナの前記第１の部分がパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、前記アンテナの前記第２の部分がパスポートの第２の部分に隣接しており、さらに前記アンテナの信号が他のＲＦＩＤリーダにより盗聴されにくい、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダ。
【請求項４３】
前記アンテナの前記第１の部分が第１のループであるとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２のループである請求項４２に記載のパスポートリーダ。
【請求項４４】
前記第１のループと第２のループとが、ある距離で互いに相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする請求項４３に記載のパスポートリーダ。
【請求項４５】
前記パスポートの前記第１の部分がパスポート小冊子内のページであるとともに、前記パスポートの前記第２の部分が前記パスポート小冊子内の他のページである請求項４２に記載のパスポートリーダ。
【請求項４６】
前記第１のループが第１の平面内にあるとともに、前記第２のループが第２の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面とが互いに対して角度αにあり、さらに前記角度αが９０°〜２７０°の範囲である請求項４３に記載のパスポートリーダ。
【請求項４７】
前記アンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい請求項４２に記載のパスポートリーダ。
【請求項４８】
パスポートと請求項４２に記載のパスポートリーダとの組み合わせ。
【請求項４９】
（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、
（ｂ）ＲＦＩＤタグと前記ＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、前記アンテナが第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成され、前記アンテナの前記第１の部分がパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、前記アンテナの前記第２の部分がパスポートの第２の部分に隣接しており、さらに前記アンテナの前記第１の部分と前記第２の部分とが、ある距離で互いに相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダ。
【請求項５０】
前記アンテナの前記第１の部分が第１のループであるとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２のループである請求項４９に記載のパスポートリーダ。
【請求項５１】
前記第１のループと第２のループとが、ある距離で相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする請求項５０に記載のパスポートリーダ。
【請求項５２】
前記パスポートの前記第１の部分がパスポート小冊子内のページであるとともに、前記パスポートの前記第２の部分が前記パスポート小冊子内の他のページである請求項４９に記載のパスポートリーダ。
【請求項５３】
前記第１のループが第１の平面内にあるとともに、前記第２のループが第２の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面とが互いに対して角度αにあり、さらに前記角度αが９０°〜２７０°の範囲である請求項５０に記載のパスポートリーダ。
【請求項５４】
前記アンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい請求項４９に記載のパスポートリーダ。
【請求項５５】
パスポートと請求項４９に記載のパスポートリーダとの組み合わせ。
【請求項５６】
（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、
（ｂ）ＲＦＩＤタグと前記ＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、前記アンテナが第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成され、前記アンテナの前記第１の部分がパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、前記アンテナの前記第２の部分がパスポートの第２の部分に隣接しており、さらに前記アンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダ。
【請求項５７】
前記アンテナの前記第１の部分が第１のループであるとともに、前記アンテナの前記第２の部分が第２のループである請求項５６に記載のパスポートリーダ。
【請求項５８】
前記第１のループと前記第２のループとが、ある距離で相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする請求項５７に記載のパスポートリーダ。
【請求項５９】
前記アンテナの前記第１のループがパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、前記アンテナの前記第２のループがパスポートの第２の部分に隣接しており、さらに前記パスポートの前記第１の部分がパスポート小冊子内のページであるとともに、前記パスポートの前記第２の部分が前記パスポート小冊子内の他のページである請求項５７に記載のパスポートリーダ。
【請求項６０】
前記第１のループが第１の平面内にあるとともに、前記第２のループが第２の平面内にあり、前記第１の平面と前記第２の平面とが互いに対して角度αにあり、さらに前記角度αが９０°〜２７０°の範囲である請求項５７に記載のパスポートリーダ。
【請求項６１】
前記アンテナの信号が他のＲＦＩＤリーダにより盗聴されにくい請求項５６に記載のパスポートリーダ。
【請求項６２】
パスポートと請求項５６に記載のパスポートリーダとの組み合わせ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダに関する。本発明は特に、質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、ＲＦＩＤ素子とＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備える、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダに関する。また本発明は特に、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子物品監視（「ＥＡＳ」）システムは、物品上または内に配置されたもしくは対象の人物により所持された小型電子デバイスの存在を検出するとともに、物品の盗難または他の不法な移転を抑止するために、小売店または図書館環境で用いられることが多い。これらのデバイスは一般にタグまたはマーカとして既知であるが、通例ある品目の存在に関する情報のみを含んでいる。この情報は断続的にまたは連続的に、タグに電子的に質問することにより取得することもできる。ＥＡＳシステムの例には以下のものがある。米国特許第４，２６０，９９０号明細書、米国特許第４，２５１，８０８号明細書、米国特許第４，８７２，０１８明細書、米国特許第４，１３５，１８３号明細書、米国特許第６，０８１，２３８号明細書。
【０００３】
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）技術は、輸送、製造、廃棄物管理、郵便追跡、航空荷物調整、および高速道路料金所管理を始めとする、実際にすべての産業で広く用いられるようになってきた。典型的なＲＦＩＤシステムは、複数のＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤタグと通信するアンテナを有する少なくとも１つのＲＦＩＤリーダまたは検出システムと、ＲＦＩＤリーダを制御する演算装置とを含む。ＲＦＩＤリーダはタグにエネルギーまたは情報を提供し得る送信器と、タグからアイデンティティおよび他の情報を受信する受信器とを含む。演算装置はＲＦＩＤリーダによって取得した情報を処理する。ＲＦＩＤアンテナシステムまたは非接触集積回路リーダ／ライタシステムの例には以下のものがある。米国特許出願公開第２００３／００６３０３４号明細書、特開第２００３−３４７８３０号公報、特開第２０００−０３６０１９号公報、および米国特許第６，１６３，３０５号明細書。
【０００４】
様々なパスポートリーダが当該技術で既知である。パスポートリーダの一例は、ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）を本拠地とするスリーエム・カンパニー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ）および、カナダのオンタリオ州オタワ（Ｏｔｔａｗａ，Ｏｎｔａｒｉｏ，Ｃａｎａｄａ）を本拠地とするスリーエム・エイアイティー・リミテッド（３Ｍ  ＡｉＴ，Ｌｔｄ．）から、スリーエム（登録商標）（３ＭTM）フルページリーダ（Ｆｕｌｌ  Ｐａｇｅ  Ｒｅａｄｅｒ）（以前はエイアイティー（登録商標）（ＡｉＴTM）インパックス（登録商標）（ｉｍＰＡＸTM）リーダ（Ｒｅａｄｅｒ）として販売されていた）として市販されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するパスポートリーダを提供する。パスポートリーダの一例示的実施形態において、パスポートリーダは、（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、（ｂ）ＲＦＩＤ素子とＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、アンテナが数字の８の形状に類似して構成されているとともに、アンテナの信号が他のＲＦＩＤリーダにより盗聴されにくい。
【０００６】
パスポートリーダの他の例示的実施形態において、パスポートリーダは、（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、（ｂ）ＲＦＩＤ素子とＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、アンテナが第１の部分と第２の部分とを含み、アンテナの第１の部分が第１の領域を形成する第１の周囲を含むとともに、アンテナの第２の部分が第２の領域を形成する第２の周囲を含み、第１の領域と第２の領域とが隣接しており、さらにアンテナの第１の部分と第２の部分とが、ある距離で互いに相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする。
【０００７】
パスポートリーダの他の例示的実施形態において、パスポートリーダは、（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、（ｂ）ＲＦＩＤ素子とＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、アンテナが数字の８の形状に類似して構成されているとともに、アンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい。
【０００８】
パスポートリーダのさらに他の例示的実施形態において、パスポートリーダは、（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、（ｂ）ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、アンテナが第１の部分と第２の部分とを含み、アンテナの第１の部分が第１の領域を形成する第１の周囲を含むとともに、アンテナの第２の部分が第２の領域を形成する第２の周囲を含み、第１の領域と第２の領域とが隣接しており、さらにアンテナの信号が他のＲＦＩＤリーダにより盗聴されにくい。
【０００９】
パスポートリーダの他の例示的実施形態において、パスポートリーダは、（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、（ｂ）ＲＦＩＤ素子とＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、アンテナが第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成されており、アンテナの第１の部分と第２の部分とが、ある距離で互いに相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする。
【００１０】
パスポートリーダの他の例示的実施形態において、パスポートリーダは、（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、（ｂ）ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、アンテナが第１の部分と第２の部分とを含み、アンテナの第１の部分が第１の領域を形成する第１の周囲を含むとともに、アンテナの第２の部分が第２の領域を形成する第２の周囲を含み、第１の領域と第２の領域とが隣接しており、さらにアンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい。
【００１１】
パスポートリーダのさらに他の例示的実施形態において、パスポートリーダは、（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、（ｂ）ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、アンテナが第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成され、アンテナの第１の部分がパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、アンテナの第２の部分がパスポートの第２の部分に隣接しており、さらにアンテナの信号が他のＲＦＩＤリーダにより盗聴されにくい。
【００１２】
パスポートリーダの他の例示的実施形態において、パスポートリーダは、（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、（ｂ）ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、アンテナが第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成され、アンテナの第１の部分がパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、アンテナの第２の部分がパスポートの第２の部分に隣接しており、さらにアンテナの第１の部分と第２の部分とが、ある距離で互いに相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする。
【００１３】
パスポートリーダのさらに他の例示的実施形態において、パスポートリーダは、（ａ）質問するとともにパスポートに関連するＲＦＩＤ素子から情報を取得するＲＦＩＤ質問源と、（ｂ）ＲＦＩＤタグとＲＦＩＤ質問源との間で信号を送信するアンテナとを備え、アンテナが第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成され、アンテナの第１の部分がパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、アンテナの第２の部分がパスポートの第２の部分に隣接しており、さらにアンテナが信号妨害装置により信号妨害されにくい。
【００１４】
上記の実施形態の他の態様において、アンテナは第１の部分と第２の部分とを有する数字の８の形状に類似して構成されており、アンテナの第１の部分が第１のループであるとともに、アンテナの第２の部分が第２のループである。上記の実施形態の他の態様において、第１のループと第２のループとが、ある距離で互いに相殺する対向磁界を生成するとともに近接通信を可能にする。上記の実施形態の他の態様において、アンテナの第１のループがパスポートの第１の部分に隣接しているとともに、アンテナの第２のループがパスポートの第２の部分に隣接している。この実施形態の他の態様において、パスポートの第１の部分がパスポート小冊子内のページであるとともに、パスポートの第２の部分がパスポート小冊子内の他のページである。上記の実施形態のさらに他の態様において、第１のループが第１の平面内にあるとともに、第２のループが第２の平面内にあり、第１の平面と第２の平面とが互いに対して角度αにあり、さらに角度αが９０°〜２７０°の範囲である。
【００１５】
添付の図面を参照して本発明をさらに説明するが、いくつかの図を通して同様な構造は同様な符号により参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
パスポート、身分証明書、入場券、所有権証、金融証書等などの有価証券は、個人化（ｐｅｒｓｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ）データによって特定の人物に付与されていることが多い。印刷画像として提示されることが多い個人化データは、写真、サイン、個人的英数字情報、およびバーコードを含み、検査書類を提示している人物がその書類が付与された人物であるということの、人間によるまたは電子検証を可能にする。多くの国にはパスポートに無線認証（「ＲＦＩＤ」）素子を含む計画があり、ＲＦＩＤ素子はパスポートを所持している人物に特定の個人化データを保持している。例えば米国、ヨーロッパのいくつかの国々、中南米のいくつかの国々、カナダおよびオーストラリアには、近い将来ＲＦＩＤ素子を有するパスポートを発行する計画がある。ＲＦＩＤ素子には集積回路（「ＩＣ」）または、ＩＣとアンテナとを含むＲＦＩＤタグがある。パスポートがある国の入国地点で提示されると、パスポートリーダはパスポートに埋め込まれたＲＦＩＤ素子を読み取るとともに、パスポートに印刷されたテキスト、印刷画像、写真またはバーコードなどのある光学情報を読み取る。そしてＲＦＩＤ素子から検索された情報およびパスポートから読み取られた光学情報は少なくとも１つのコンピュータによって処理され、その情報に基づいて人物は入国を許可されるかまたはさらなる質問または審査のために引き止められ得る。
【００１７】
関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理するために用い得るパスポートリーダを提供する必要がある。またパスポートリーダは様々な光学情報および生体情報をパスポートから取り込む能力を有さなければならない。また最後にパスポートリーダは顕在的安全対策または隠在的安全対策などの、パスポートの安全対策に関する情報を取り込む能力を有していなければならない。
【００１８】
また盗聴が意図的であろうと非意図的であろうと、盗聴されにくいまたはその信号が他のＲＦＩＤリーダにより傍受されにくいパスポートリーダを提供する必要がある。例えばパスポートリーダがパスポート内のＲＦＩＤ素子を読み取っているとき、そのパスポートリーダからある距離離れたところに位置する他のＲＦＩＤリーダが通信時に盗聴可能であり得る。ＲＦＩＤリーダがパスポートのパッシブＲＦＩＤ素子を読み取ることができる範囲は通例、ＲＦＩＤリーダからＲＦＩＤ素子へ適正な電力を伝達してＲＦＩＤ素子とその後の通信とに電力を供給する能力により限定される。これが限定要因である。というのは適正な電力を（ＦＣＣなどの調節規制に適合しつつ）遠距離にわたって容易に放射できないからである。逆にパスポートのＲＦＩＤ素子を読み取ることができる範囲は通例、ＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤ素子との間で（ＲＦＩＤ素子がＲＦＩＤリーダにより電力供給される時の）通信信号を放射する能力により限定されない。というのはこれらの信号は遠距離放射できるからである（ＦＣＣなどの規制要件内で動作時でも）。第１のＲＦＩＤリーダとＲＦＩＤ素子との間の通信信号は（ＲＦＩＤ素子が第１のＲＦＩＤリーダにより電力供給されている時）通例、第１のＲＦＩＤリーダおよびＲＦＩＤ素子を優に超えて、第２のＲＦＩＤリーダがそれらを傍受することもできる空間内に放射される。
【００１９】
誰かが他人のパスポート内のＲＦＩＤ素子から気付かれることなく意図的に情報を読み取り、その後その情報を用いて偽のパスポートを作製しようとすることは可能である。あるいは空港で互いに隣接して配置された一連の国境検査端末において、いくつかのパスポートリーダがある僅かな距離、例えば１０フィート以下互いに離れている場合がある。１つの端末内に配意された１つのパスポートリーダは、隣接する端末内のパスポートリーダによって読み取られているパスポート内のＲＦＩＤ素子から非意図的に情報を受信する場合がある。盗聴が意図的または意図的でないに関わらず、パスポートがパスポートリーダ内に挿入された時に、パスポート内のＲＦＩＤ素子から情報を読み取り可能であるが、他のＲＦＩＤリーダにより盗聴または傍受されにくい、パスポートリーダの必要性がある。
【００２０】
本発明のパスポートリーダは、アンテナの異なる部分内にある距離で相殺する対向磁界を生成する特有のアンテナ設計を含むため、遠隔ＲＦＩＤリーダがパスポートリーダによりパスポート内のＲＦＩＤ素子に書き込まれた情報、またはパスコードからＲＦＩＤ素子に送信された任意の他の指示を捕らえることが困難になる。しかし特有のアンテナ設計はなおパスポートリーダとパスポート内のＲＦＩＤ素子との間の近接通信を可能にする。例えばパスポートリーダ１０内の特有のアンテナ設計を用いて、パスポート内のＲＦＩＤ素子は、パスポートリーダ１０内のアンテナから０．５ｍ未満であれば読み取られ得る。しかしパスポート内のＲＦＩＤ素子がパスポートリーダ１０内のアンテナから０．５ｍを超える距離にある場合には、パスポートリーダがパスポート内のＲＦＩＤ素子と通信することが困難な場合がある。以下に含まれるシミュレーションがこの特徴を説明するのに役立つ。本発明のパスポートリーダにより、パスポート内のＲＦＩＤ素子はパスポートが提示された国境警備装置により内密に読み取り可能になる。好適にはＲＦＩＤ素子を有するパスポートは、パスポートリーダがＲＦＩＤ素子から情報を読み取るようにパスポートリーダに近接していなければならない。例えばパスポートはパスポート内のＲＦＩＤ素子を適正に読み取るために図２に図示された位置にあることが好ましい。好適にはパスポート内のＲＦＩＤ素子は、アンテナがＲＦＩＤ素子と適正な通信を行うためにパスポートリーダ内のアンテナから約３ｃｍ内にある。
【００２１】
また信号妨害されにくいパスポートリーダを提供する必要がある。信号妨害装置はパスポートリーダに混乱信号または圧倒的な信号を送信することにより、パスポート内のＲＦＩＤ素子を読み取るリーダの能力を妨げることができる。妨害は敵の通信装置の有効性を制限する電子戦闘技術である。妨害は通例受信器による情報の受信を阻止または混乱する目的で、故意の電磁エネルギーの放射または反射で構成されている。故意の妨害は非軍事用途においてほとんどは不法であるため、妨害装置は通例軍事環境で見られる。
【００２２】
ＲＦＩＤ関連装置内の信号を妨害する能力は、例えば以下のように機密保護を侵害することができる。ある人物が内部に埋め込まれたＲＦＩＤ素子を有するパスポートを改ざんすることもできる。その人物はある人物の写真または名前などの、パスポートの光学的可視情報または印刷情報の一部を変更可能であり得る。しかし発覚せずにＲＦＩＤ素子自体に記憶された情報を改ざんすること、またはＲＦＩＤ素子を他のＲＦＩＤ素子と置換することは困難である。そのため光学情報および改ざんＲＦＩＤ素子上の情報がパスポートリーダによって読み取られた時、情報が一致しないまたは関連がないため国境検査安全システムにより警報が作動され得る。この可能性を排除するため、改ざんされたパスポートを所持する人物は、パスポートリーダと彼らのパスポート内のＲＦＩＤ素子との間の信号を妨害するために、彼または彼女の書類かばんに信号妨害装置を所持し得る。そうするとパスポートリーダはパスポート内のＲＦＩＤ素子を読み取ることができないため、異なる警報が作動される。この異なる警報はそのパスポートが偽のパスポートであるという嫌疑ではなく、ＲＦＩＤ素子が誤動作しているという嫌疑に関係している。ＲＦＩＤ素子が誤動作している場合には、パスポートはなお正規のパスポートであると考えられるが、その人物はさらなるレベルの審査にかけられる場合があるが、それらは偽のパスポートが警報を作動させた時に開始されるさらなる加安全ステップほど回避するのが困難ではなさそうである。
【００２３】
上述したように本発明のパスポートリーダは、アンテナの異なる部分に対向磁界を生成する特有のアンテナ設計を含む。このアンテナ設計の他の利点には、信号妨害装置による信号妨害に耐える能力がある。このパスポートリーダは遠距離通信を無効にするまたは受信不能であるため、パスポートリーダは妨害信号を受信することができない。アンテナの２つの部分は反対方向に電位を生じて妨害信号を効果的に無効にする。そのためＲＦＩＤ機能を有する典型的なパスポートリーダより信号妨害装置に対してより耐性がある。
【００２４】
図１は本発明のパスポートリーダ１０の一実施形態を図示する。パスポートリーダを用いて関連するＲＦＩＤ素子を有するパスポートを処理する。パスポートリーダ１０は筐体５０を含む。筐体５０は第１の部分４２と第２の部分４４とを含む。第１の部分４２は好適にはガラスで作製された窓４０を含み、窓４０は印刷画像、写真、サイン、個人英数字情報、およびバーコードなどの、パスポート内に見られる光学情報を視認するのに便利である。パスポートリーダの第２の部分４４はレッジを含み、レッジはパスポート１４がパスポートリーダ１０内に挿入されて読み取られる時にパスポートの半分を支持するのに便利である（図２に図示）。パスポート１４がパスポートリーダ１０内に挿入されて使用される時、パスポートの他の半分はガラス４０上に位置する。
【００２５】
図２はパスポート１４と組み合わせたパスポートリーダ１０を図示する。パスポート１４は通例束ねられた数ページで満たされた小冊子である。ページのうちの１ページは通常パスポートを所持する個人の写真を有する。パスポートのこの同じページは様々な隠在的および顕在的安全対策、例えば本出願と同一出願人により２００４年８月６日に出願された「有価証券を保護する改ざん表示印刷可能シートをおよびその作製方法（Ｔａｍｐｅｒ−Ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ  Ｐｒｉｎｔａｂｌｅ  Ｓｈｅｅｔ  ｆｏｒ  Ｓｅｃｕｒｉｎｇ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ  ｏｆ  Ｖａｌｕｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓａｍｅ）」（代理人整理番号第５９７７７ＵＳ００２号）の米国特許出願第１０／１９３８５０号明細書に記載された安全対策などを有する場合があり、これを引用して援用する。パスポート小冊子の他のページは、その人物が税関により処理される際の国のスタンプを受容するための空白ページを含み得る。パスポート１４は少なくとも１つのＲＦＩＤ素子１２を含む。通例ＲＦＩＤ素子は、通常接着剤と被覆層とによりパスポート小冊子１４の表紙または裏表紙のいずれかに取り付けられている。しかしＲＦＩＤ素子は当該技術で既知の任意の方法によりパスポート小冊子１４に取り付け得る。パスポートを読み取るためには、パスポート小冊子１４を、パスポートを所持する個人の写真のページまで開いて、パスポートの第１の部分４６およびパスポートの第２の部分４８を作成する。次にパスポート小冊子をパスポートリーダ１０内に挿入して、パスポート１４の第１の部分４６内の写真がリーダ１０のガラス４０に隣接する（または上に位置する）ようにする。パスポート１４の第２の部分４８はリーダのレッジ４４と接触している。パスポートリーダ５０上のパスポート１４のこの配置はパスポートリーダのＲＦＩＤアンテナと相互作用するのに好都合であり、図３および４を参照して以下により詳細に説明する。
【００２６】
パスポート１４は少なくとも１つのＲＦＩＤ素子１２を含むが、パスポート１４は２つ以上のＲＦＩＤ素子１２を含み得る。図２に図示されたパスポート１４は２つのＲＦＩＤ素子、すなわちパスポート１４の第１の部分４６内の第１のＲＦＩＤ素子１２ａとパスポート１４の第２の部分４８内の第２のＲＦＩＤ素子１２ｂとを含む。第１および第２のＲＦＩＤ素子１２ａ、１２ｂは図２〜６内に破線で図示されている。しかしＲＦＩＤ素子１２は当該技術で既知の任意のサイズまたは形状であり得る。
【００２７】
図３はパスポートリーダ１４の内部を図示するのに好都合である。パスポートリーダはＲＦＩＤ質問源３０を含む。ＲＦＩＤリーダはエネルギーと情報とをパスポート１４内のＲＦＩＤ素子１２に提供し得る送信器と、身分証明と他の情報とをパスポート１４内のＲＦＩＤ素子１２から受信する受信器とを含む。演算装置（図示せず）はＲＦＩＤ質問源３０により得られた情報を処理する。当該技術で既知の任意の演算装置はパスポートリーダ１０内で用いられるのに適している。ＲＦＩＤ素子１２から受信した情報は特定のパスポートに固有であるとともに、ＲＦＩＤ素子１２が固定されたパスポート１４の認証を提供する。
【００２８】
パスポートリーダ１４はアンテナ１６も含む。アンテナは電線３２によりＲＦＩＤ質問源３０に電気的に接続されている。アンテナ１６は「数字の８」の形状に類似して構成されることが好ましく、その一例は図４に図示されている。８字形アンテナ１６は２つの部分で構成されることが好ましい。アンテナ１６の第１の部分１８はリーダ内のガラス４０の周囲に載置される。アンテナ１６の第２の部分２０はレッジ４４の外側境界の周囲に載置される。アンテナ１６の第１の部分１８と第２の部分２０とは互いに対して角度αにある。好適には角度αは９０°〜２７０°の範囲である。より好適には角度αは１２０°〜２４０°の範囲である。最も好適には角度αは１３５°〜２２５°の範囲である。好適にはアンテナ１６の第１の部分１８は一平面内にあるとともに、アンテナ１６の第２の部分２０は他の平面内にある。しかしアンテナ１６の第１の部分１８および第２の部分２０をリーダ１０の円筒部分の周囲で湾曲させることも可能である。
【００２９】
ＲＦＩＤ質問源３０の送信器はアンテナ１６を介して無線周波数信号を出力して、ＲＦＩＤ素子１２がＲＦＩＤ素子から情報を搬送する無線周波数信号を戻すことができる電磁界を生成する。ある構成では送信器は通信を開始するとともに、増幅器を利用することによりアンテナ１６を変調出力信号で駆動してＲＦＩＤ素子１２と通信する。他の構成ではＲＦＩＤ素子１２はＲＦＩＤ質問源３０から連続波信号を受信するとともに、ＲＦＩＤ素子１２に記憶された情報に即座に応答することにより通信を開始する。
【００３０】
従来のＲＦＩＤ素子は内部電源を含む「アクティブ」ＲＦＩＤ素子、またはＲＦＩＤ質問源３０により生成された電磁界により励磁される「パッシブ」ＲＦＩＤ素子であり得る。いずれの場合もＲＦＩＤ素子１２は所定のプロトコルを用いて通信することにより、ＲＦＩＤ質問源３０は１つまたは複数のＲＦＩＤ素子から情報を受信することができる。演算装置は、ＲＦＩＤ質問源３０から情報を受信して、データベースを更新するなどのある動作を行うことにより情報管理システムとして機能する。加えて演算装置はＲＦＩＤ質問源３０内の送信器によりＲＦＩＤ素子１２内にデータをプログラムする機構としても機能し得る。
【００３１】
ＲＦＩＤ質問源３０およびＲＦＩＤ素子は１３．５６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚおよび１１５ｋＨｚなどの多くの周波数で通信し得る。
【００３２】
またパスポートリーダ１０はパスポートリーダの筐体５０内に載置された第１の鏡３４と、第２の鏡３６と、カメラ３８とを含む。パスポートリーダ１０はリーダ１０内のガラス４０を通して提供される画像上に光を提供する１つまたは２つの光源（図示せず）も含み得る。パスポートリーダ１０内の光源、鏡システム、およびカメラは、本特許出願と同一出願人により所有される米国特許第６，６１１，６１２号明細書「改ざんおよび改変の自動検出用セキュリティリーダ（Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｒｅａｄｅｒ  ｆｏｒ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｔａｍｐｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ａｌｔｅｒａｔｉｏｎ）」に記載されたシステムと同様であり、これを本明細書に引用して援用する。ガラス４０に面するパスポート１４の第１の部分４６のページの情報の画像は、第１の鏡３４で反射され、その後第２の鏡３６で反射され、その後カメラ３８により撮像される。この光学情報はその後カメラ３８に接続されたコンピュータ（図示せず）によって処理される。パスポートリーダ１０は、パスポート１４の光学情報を取り込んで処理するという利点、および同時にパスポート１４内のＲＦＩＤ素子１２からデータを取り込んで処理する能力を有する。
【００３３】
図４は図３に図示された矢印４から見た、パスポート１４に対するパスポートアンテナ１６の眺めを示す。上述したようにアンテナ１６は数字の８の形状に類似して構成されていることが好ましい。アンテナ１６は数字の８の描かれ方と同様に構成されている。８字形構成はアンテナの第１の部分１８と、第２の部分２０と、第１の部分１８と第２の部分２０とが接続された交点２７とを有する。アンテナ１６の第１の部分１８および第２の部分２０は、三角形、長方形またはそれらの変形などのループ形状またはある他の幾何学形状であることがより好ましい。アンテナ１６の第１の部分１８は第１の周囲２２を含む。第１の周囲は第１の領域２６を取り囲むかまたは規定している。アンテナ１６の第２の部分２０はアンテナのその部分により図示された第２の周囲２４を含む。第２の周囲は第２の領域２８を取り囲むかまたは規定している。第１の領域２６および第２の領域２８はサイズおよび形状が異なっていてもよい。第１の領域２６および第２の領域２８はほぼ同じサイズであることが好ましい。アンテナ１６の第１の部分１８および第２の部分２０は、ＲＦＩＤ素子１２の少なくとも半分が、アンテナの部分１８、２０の一方の領域２６、２８のうちの一方内にあるように構成されていることが好ましい。パスポート１４が図２に図示されたようにパスポートリーダ１０内に適正に挿入されると、パスポートの第１の部分４６がアンテナ１６の第１の部分１８に隣接し、パスポートの第２の部分４８がアンテナの第２の部分２０に隣接し、さらにアンテナ１６の交点２７がパスポート１４の背表紙４９に隣接することが好ましい。
【００３４】
電流は数字の８の経路に沿ってアンテナ１６内を流れる。電流は３２ａから出発して、写真の下方を、パスポート１４の第１の部分４６の「下」側として図示されたものに沿って流れ、その後交点２７を通ってパスポート１４の第２の部分４８の「上」側として図示されたものまで流れる。電流は続けてアンテナ１６の第２の部分２０を通り、パスポート１４の第２の部分４８の外縁の周囲を回って、最終的に交点２７を通ってパスポート１４の第１の部分２６の「上」側に流れる。最後に電流は続けてアンテナ１６の第１の部分１８をパスポートの第１の部分２６の外縁の周囲を回って流れて戻り３２ｂへ出る。
【００３５】
パスポートリーダ１０のアンテナ１６を説明する他の方法は、これが１８０°ねじられて第１の部分１８と第２の部分２０とを形成する単一のループアンテナであるということである。交点２７はループが１８０°ねじられたところである。ツイスト単一ループアンテナは角度αに屈曲し得る。アンテナ１６の第１の部分１８および第２の部分２０は逆相にある。アンテナの第１および第２の部分１６、１８は逆相にあるため、それらの磁界はある距離で、例えばパスポートリーダ１０から測定した０．５ｍ以上の距離で互いに相殺しやすい一方で、アンテナ１６はパスポートリーダから近い距離、例えば３ｃｍ以下でＲＦＩＤ素子１２と通信することができる。パスポート１４が図２〜３に図示されたようにパスポートリーダ１０内に適正に配置されると、ＲＦＩＤ素子１２はアンテナ１６から３ｃｍ以下である。そのためアンテナ１６とパスポート１４内のＲＦＩＤ素子１２とは適正に通信可能である。最後に第１の部分１８および第２の部分２０の磁界がパスポートリーダからある距離で互いに相殺するため、パスポートリーダ１０は信号妨害装置による信号妨害を受けにくい。
【００３６】
図５はＲＦＩＤ対応（ＲＦＩＤ−ｅｎａｂｌｅｄ）パスポートリーダの技術で既知の代替アンテナ６０を図示する。アンテナ６０は単一ループアンテナ構成である。アンテナ６０は領域６６を規定する周囲６４を有する単一部分６２を有する。この従来技術の単一ループアンテナ設計では、アンテナ内に十分なエネルギーを発生させてＲＦＩＤ素子１２内のパッシブＩＣチップに電力供給することが困難であることが多い。これと比べて以下により詳細に説明するように、８字形アンテナ構成（図４に示す）はアンテナを流れる同一量の電流を用いて単一アンテナ設計（図５に示す）より大きい磁界強度を発生させる。
【００３７】
図６はＲＦＩＤ対応パスポートリーダの技術で既知の他の代替アンテナ７０を図示する。アンテナ７０は２つの別体部分８０、８２で形成されている。しかし２つの部分８０、８２は、８字形アンテナ構成（図４に示す）と比べて接続されず、重複せず、さらに交差もしていない。第１の部分８０は領域７６を規定する周囲７２を含む。第２の部分８２は領域７８を規定する周囲７４を含む。この従来技術の２ループアンテナ設計では、アンテナ内に十分なエネルギーを発生させてＲＦＩＤ素子１２内のパッシブＩＣチップに電力供給することが困難であることが多い。これに比べて８字形アンテナ構成（図４に示す）はアンテナを流れ同一量の電流を用いて２ループアンテナ設計（図６に示す）より大きい磁界強度を生じる。
【００３８】
本発明の他の実施形態においてアンテナ１６は平衡回路により駆動される。８字形アンテナ１６の放射電界を最小限に抑える手段は、８字形アンテナ１６を差動（平衡）モードで駆動することである。
【００３９】
不平衡同軸ケーブルからのＲＦ駆動信号を、バランまたは他の適当な回路を用いて不平衡から平衡信号へ変換することができる。不平衡信号を平衡信号へ変換する機能をインピーダンス一致回路内に組み込むことが可能であるということを考慮されたい。以下のパラグラフで言及する各電圧は大きさと位相とで構成され、ここで１８０度の位相を負の符号を有する大きさとして示すことができるということを認識することは重要である。そのため生成された電界の加算または減算などの数学演算を行う際、数学的に正しい結果を得るように各位相成分は適正に考慮されなければならない。
【００４０】
不平衡−不平衡インピーダンス一致回路において、１つの入力および１つの出力信号は共通電圧電位に接続されている。この説明の目的のため、共通電圧はグランド電位であると考える。そのようなインピーダンス一致回路を介してＲＦ信号に接続されたループアンテナは、ループの一端がインピーダンス一致回路の出力駆動端子に接続され、ループの他端がグランドに接続されている。一致回路からの信号はＲＦ正弦波電圧でループの一端を駆動する一方で、ループの他端はグランド（ゼロボルト）に接続されている。図示の目的のため、図９Ａにおいて点Ａにおける電圧は１ボルトピーク（Ｖｐ）ＲＦ正弦波であるとともに、点Ｂにおける電圧は０ボルトであるため、不平衡回路網の出力電圧はグランドを基準として１Ｖｐである。図９Ａにおいて出力電圧は点ＡとＢとの間の差、すなわち点Ａにおける電圧マイナス点Ｂにおける電圧として測定される。点ＡにおけるＲＦ信号は以下にプロット１に示されている。電気的に短いアンテナ、すなわちアンテナの長さに沿った電流の大きさおよび電圧位相がほぼ一定であるアンテナ、例えばλがＲＦ信号の波長である場合通例λ／１０未満の長さを有するアンテナを考慮されたい。電気的に短いアンテナの場合、ループの長さに沿った電圧の大きさはほぼ直線的に変化する一方で、導電性ループの長さに沿った位相シフトはほとんどない。そのため点Ｇにおける電圧は、物理的にループアンテナの長さに沿った中間、すなわち点ＡとＢとの中間、そのため点ＡとＢとの電圧間の中間であるため、１／２Ｖｐになる。この例を続けると、点Ｃにおける電圧は７／８Ｖｐであり、点Ｄにおける電圧は１／８Ｖｐであり、点Ｅにおける電圧は５／８Ｖｐであり、さらに点Ｆにおける電圧は３／８Ｖｐである。各点が１Ｖｐと０ボルトとの間の電圧でなければならないため、アンテナ上の任意の点における電圧は正である。アンテナ上の各点は同じ正の符号を有しているため、アンテナの各部分はアンテナの各他の部分から放射された電界と同相の電界を放射することになる。そのためアンテナの各部分から放射された電界は互いに建設的に増して、比較的大きな距離において電界を放射するのに効果的アンテナシステムを作製する。
【００４１】
不平衡−平衡インピーダンス一致回路において、入力のみがグランドへの接続を有する。出力信号は理想的には反対符号を有する同等の大きさである。そのようなインピーダンス一致回路を介してＲＦ信号に接続されたループアンテナは、ループの一端がインピーダンス一致回路の一出力端子に接続され、ループの他端が他の出力端子に接続されている。平衡インピーダンス一致回路からの信号は、同じ大きさであるが反対符号であるＲＦ正弦波電圧でループの各端を駆動する。同等な大きさであるが反対符号である信号駆動構成は平衡または差動信号と称されることが多い。差動信号構成においてグランドに対する２つの信号の関係は基本的には重要ではない。差動信号構成において基本的に重要なのは、一信号の他の信号に対する関係である。（これはグランドに対する信号の関係が信号の基本的な基準である不平衡構成の逆である。）
【００４２】
２つの信号の差が分かると、各電圧を個々に測定するのに用いられる共通電位が数学的に除去される。図９Ｂにおいて出力電圧は点Ａ’とＢ’との間の差、すなわち点Ａ’における電圧マイナス点Ｂ’における電圧として測定される。規定により差動信号システムにおいて点Ａ’における電圧は点Ｂ’における電圧の反対符号を有さなければならない。平衡アンテナシステム対、すべてが同一である不平衡システムの場合、点Ａ’における電圧マイナス点Ｂ’における電圧が、点Ａにおける電圧マイナス点Ｂにおける電圧と等しいことが必要である。これらの制約に対する解決法は点Ａ’およびＢ’における電圧の大きさであり、それは点Ａにおける電圧の大きさの半分である。これは以下に図形的にプロット１で表わされる。図示の目的のため図９Ｂを参照すると、プロット１に示したように点Ａ’における電圧が０．５Ｖｐであり、点Ｂ’における電圧が−０．５Ｖｐであるとする。電気的に短いループアンテナの場合、ループの長さに沿った電圧はほぼ直線的に変化する一方で、導電性ループの長さに沿った位相シフトはほとんどない。そのため点Ｇ’における電圧は、物理的にループアンテナの長さに沿った、点Ａ’とＢ’との中間、そのため点Ａ’とＢ’とにおける電圧間の中間であるため、０Ｖｐになる。この例を続けると、点Ｃ’における電圧は３／８Ｖｐであり、点Ｄ’における電圧は−３／８Ｖｐであり、点Ｅ’における電圧は−１／８Ｖｐであり、さらに点Ｆ’における電圧は１／８Ｖｐである。正の符号を有する電界を放射するアンテナの各部分の場合、同等の大きさであるが反対の符号（または位相）を有する電界を放射するアンテナの部分がある。これらの電界は互いに相殺する。そのためアンテナから放射される電界は破壊的に結合して、大きな距離においてで電界を放射するのに比較的非効果的なアンテナシステムを作製する。
【００４３】
【表１】
2008515086.tif 000003
【００４４】
以下に示すデータは、図９Ａのように不平衡信号で駆動される同一の８字形アンテナの放射に対して、図９Ｂのように差動駆動される８字形アンテナの放射の低下を実証している。８字形アンテナは各々２つの５インチループで構成されて同一であり、唯一の違いが一方のアンテナが不平衡一致回路を用いて駆動され、他方のアンテナが平衡一致回路を用いて駆動されたことであった。各アンテナは１０のＱと１．２のＳＷＲとを有するとともに、１３．５６ＭＨｚで１ワットＲＦ信号で駆動された。各アンテナにより生成された放射電界強度を７、１５および２０フィートの距離でＸ、ＹおよびＺ軸に沿って測定した。各距離における放射電界のＸ、ＹおよびＺ成分を測定してデシベル単位で記録した。不平衡アンテナにより生成された電界強度を平衡アンテナにより生成された電界強度から減算して表１に示す結果を得た。負の結果は平衡アンテナが不平衡アンテナより放射する効果が低いということを示すことになる。データ（すべて負）は、平衡アンテナは不平衡アンテナより電界を放射する効果が低いため、平衡アンテナからの通信は盗聴されにくいということを示す。
【００４５】
【表２】
2008515086.tif 000004
【００４６】
相反関係のためこのデータから平衡アンテナが不平衡アンテナより妨害信号にも強いということも明らかである。相反関係は例えばＲＦエネルギーの比較的効率的放射体であるアンテナは逆にＲＦエネルギーの比較的効率的な回収装置である、という当該技術で容認される原理である。同様にＲＦエネルギーの比較的低品位の放射体であるアンテナもＲＦエネルギーの比較的低品位の回収装置である。
【００４７】
本発明の一実施形態において、パスポートリーダアンテナはアンテナに密着したＲＦＩＤ素子、すなわちパスポートリーダのアンテナに近接したＲＦＩＤ素子と同調される。このようなＲＦＩＤパスポートリーダのアンテナの同調は２つの共振構造、すなわちパスポートリーダのアンテナとＲＦＩＤ素子のアンテナとが密着した時に生じる負荷を補償する。この実施形態においてＲＦＩＤ素子がそのように同調されたアンテナの電界内にある時、アンテナは低在波比を有し、その結果パスポートリーダアンテナの電力の反射が少なくなり、そのためより多くの電力をＲＦＩＤ素子に送信する。このようなＲＦＩＤリーダのアンテナの同調は、ＲＦＩＤリーダアンテナの電界に負荷をかける、すなわちパスポートリーダアンテナの動作共振周波数を変更する結果アンテナとＲＦＩＤタグとの間の通信が困難または不可能になるＲＦＩＤタグの問題を解決する。
【００４８】
ＲＦＩＤリーダ製造がこの負荷問題を解決するために用いてきた方法は、リーダおよびリーダの回路基板上の回路構成要素のいくつかの変調指数を変更することを含んでいた。異なる製造による様々なＲＦＩＤタグによって生じる負荷特性の相違のため、リーダ製造によるそのような変更はタグ群の一部のみに有効である。そのため様々なＲＦＩＤタグを用いるためには、ＲＦＩＤリーダユーザは通例、ＲＦＩＤリーダが読み取りを期待されるＲＦＩＤタグに応じてリーダ上のハードウェアおよびファームウェアに変更を加える必要がある。本実施形態の実施に従う、すなわちＲＦＩＤリーダのアンテナをＲＦＩＤリーダアンテナに密着したＲＦＩＤ素子と同調することにより、ＲＦＩＤリーダのハードウェアおよびファームウェアを変更する必要性がなくなり、そのためＲＦＩＤリーダアンテナのそのような同調を実施することにより、リーダに対してハードウェアまたはソフトウェア変更することなくすべてのタイプのＲＦＩＤタグを読み取ることができる。
【００４９】
本発明のこの実施形態を採用することで、ＲＦＩＤタグがＲＦＩＤリーダアンテナの電界に負荷をかけてもＲＦＩＤタグへの最大電力の伝達を可能にする。例えばタイプＢタグのＩＳＯ１４４４３−２規格に準拠するＲＦＩＤタグは、８〜１４パーセントの変調指数を必要とする。表２は自由空間内で１３．５６メガヘルツに同調されたアンテナ対ＲＦＩＤリーダアンテナ電界内でタイプＢタグと１３．５６メガヘルツに同調されたアンテナに対する、タイプＢの変調率の差を図示する。
【００５０】
【表３】
2008515086.tif 000005
【００５１】
表２により図示されるように、自由空間内で同調されたＲＦＩＤリーダアンテナによる通信はタイプＢタグでは不可能である。しかし本発明のこの実施形態の実施に従う、すなわちＲＦＩＤリーダアンテナをアンテナに密着したＲＦＩＤ素子と同調することは、変調指数が良好に必要な変調指数内にあるため、タイプＢタグとの通信が最適化されたということを示す。
【００５２】
パッシブＲＦＩＤ素子との良好な通信のために満たさなければならない他のパラメータは、ＲＦＩＤリーダアンテナの電界からＲＦＩＤ素子への電力伝達である。ＲＦＩＤ素子がＲＦＩＤリーダアンテナの電界内にある状態でＲＦＩＤアンテナにより反射される電力を最小限に抑えることにより、ＲＦＩＤタグへの電力伝達を最大化することができる。ＩＳＯ１４４４３−２規格は、パッシブタグに良好に電力供給することにより読み取るためには、この基準に準拠するＲＦＩＤリーダは少なくとも１．５Ａ／ｍというＲＦＩＤ素子により受信される放射電界強度を提供しなければならない、ということを述べている。表３は自由空間内で１３．５６メガヘルツに同調されたＲＦＩＤリーダアンテナ対ＲＦＩＤリーダアンテナの電界内でＩＳＯ１４４４３−２タイプＢタグと１３．５６メガヘルツに同調されたＲＦＩＤリーダアンテナに対する、ＲＦＩＤ素子に対する放射電界強度を示す。
【００５３】
【表４】
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【００５４】
表３により示されるように、本発明のこの実施形態に従う、すなわちＲＦＩＤリーダの電界内でＲＦＩＤリーダのアンテナをＲＦＩＤ素子と同調すれば、良好な通信の強度要件を上回る。
【００５５】
パスポートリーダの８字形アンテナにより生成される磁界がＲＦＩＤパスポートリーダに近傍においてより高いとともに、磁界が８字形アンテナを有するパスポートリーダからある距離でより低いということを、他のアンテナ構造を備えたパスポートリーダに対して例証するために、基点〜１０メートルの範囲の距離のアンテナのＸ、ＹおよびＺ軸に沿ったアンテナ磁界強度のシミュレーションを、ユタ州プリンストン（Ｐｒｉｎｃｅｔｏｎ，Ｕｔａｈ）のニトニイ・サイエンティフィック・インコーポレーション（Ｎｉｔｎｅｙ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｉｎｃ．）による「アンテナ分析ソフトウェア（Ａｎｔｅｎｎａ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ）」−エヌイーシー・ウインプロ（ＮＥＣ−ＷＩＮＰＲＯ）を用いて行った。比較のために選択されたアンテナ構造は６インチおよび８インチ径のループアンテナであった。この６インチおよび８インチループアンテナは図５に示された長方形のループアンテナと同様である。８字形アンテナは、各長方形が６インチの対角線を有する図４に示した形状のものであった。
【００５６】
８インチループアンテナが比較のために選択された。パスポート内のＲＦＩＤ素子は、そのＲＦＩＤ素子がパスポート冊子の表紙または裏表紙もしくは任意の他のページにあろうと、パスポートが図５に示したようにアンテナ上に位置する状態でループアンテナ内にあることになる。図５から明らかであるように、８インチアンテナの基点はアンテナループの物理的中心ではなかったが、図５に示したようにパスポート内のＲＦＩＤ素子の図示の位置の１つに対して中心点に配置した。
【００５７】
６インチが典型的パスポート冊子ページの直径より若干大きいため、６インチループアンテナを比較のために選択した。６インチループアンテナの基点を６インチループの物理的中心に配向した。
【００５８】
８字形アンテナの基点を８字形アンテナのいずれかのループの物理的中心に配向した。この位置は、パスポート冊子が８字形アンテナを備えたＲＦＩＤ対応パスポートリーダ上に配置された時にパスポート冊子内のＲＦＩＤタグが中心になる最も確実な位置であるため、このような位置を基点に選択した。
【００５９】
８字形アンテナのＸ、ＹおよびＺ座標の相対位置は図７に示されている。６インチおよび８インチループアンテナのＸ、ＹおよびＺ座標の相対位置は図８に示されている。
【００６０】
グラフ１により図示されるように、エヌイーシー・ウインプロ（ＮＥＣ−ＷＩＮＰＲＯ）「アンテナ分析ソフトウェア（Ａｎｔｅｎｎａ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ）」により、８字形、８インチループおよび６インチループアンテナのＺ軸に沿って求められた磁界のＺ成分の大きさは、８字形アンテナの場合アンテナの近傍において大きさが最も大きいということを示す。グラフ１は基点で始まりＺ軸に沿って３センチメートルの距離にわたって求められた磁界の大きさを示している。リーダアンテナに対するＲＦＩＤ素子のこの配向におけるＺ成分のみがエネルギーをＲＦＩＤ素子へ伝達するため、パスポートリーダアンテナにより放射された磁界のＺ成分のみがこの図示に関連している。
【００６１】
【表５】
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【００６２】
グラフ２、３および４は、エヌイーシー・ウインプロ（ＮＥＣ−ＷＩＮＰＲＯ）「アンテナ分析ソフトウェア（Ａｎｔｅｎｎａ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ）」を用いて８字形、８インチループおよび６インチループアンテナのＸ、ＹおよびＺ軸に沿って求められた磁界の大きさをそれぞれ図示する。グラフは０．５メートル〜１０メートルの距離にわたる８字形アンテナの磁界は、ほぼ８インチおよび６インチループアンテナの磁界より一桁小さい大きさであるということを示す。
【００６３】
【表６】
2008515086.tif 000008
【００６４】
【表７】
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【００６５】
【表８】
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【００６６】
当業者は本出願の教示に基づいて本発明のパスポートリーダ１０を作製することも可能であろう。
【００６７】
ここでいくつかの実施形態を参照して本発明を説明した。上記の詳細な説明および実施例は理解を明瞭にするためにのみ提供した。そこから無用な限定を理解すべきではない。本明細書に引用したすべての特許および特許出願を本明細書に引用して援用する。当業者には本発明の範囲から逸脱することなく説明した実施形態に多くの変更をなし得ることは理解されよう。そのため本発明の範囲は本明細書に説明した厳密な細部および構造に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の文言により説明された構造およびそれらの構造の同等物により限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明のパスポートリーダの斜視図である。
【図２】パスポートリーダにより読み取られるパスポートを含む、図１と同じ図である。
【図３】図２のパスポートリーダおよびパスポートの側部断面概略図である。
【図４】図３に図示された矢印４の眺めに沿ったパスポートリーダのアンテナおよびパスポートの図である。
【図５】パスポートリーダの代替アンテナおよびパスポートの図である。
【図６】パスポートリーダのさらに他の代替アンテナおよびパスポートの図である。
【図７】図４に図示したアンテナと類似のアンテナの座標系を図示する。
【図８】図５に図示したアンテナと類似のアンテナの座標系を図示する。
【図９Ａ】図４に図示したアンテナの平衡および不平衡接続に関するグラフである。
【図９Ｂ】図４に図示したアンテナの平衡および不平衡接続に関するグラフである。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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