(57)【要約】  ラジオ周波数トランスポンダ（２８）は、トランスポンダを作動するための電力を提供するために結合されている少なくとも１つの電池（６０）と、問い合わせ用装置（３２）からのＲＦ問い合わせ用放射線を受信して後方散乱するように構成されている及び少なくとも１つのアンテナ（５２）を含む。集積回路（５６）は、情報を含んでいるコードを格納して、電池によって提供されるエネルギーのみによって電力を供給されて、後方散乱された放射線上へ情報を調整するために、コードに応じてアンテナの放射特性を変化させるために配置される。
2008505418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスポンダを作動するための電力を提供するために連結されている少なくとも１つの電池と、
問い合わせ用装置からＲＦ問い合わせ用放射線を受信して後方散乱するように構成されている少なくとも１つのアンテナと、
情報を含んでいるコードを格納するように配置され、電池によって提供されるエネルギーのみによって電力を供給されて、後方散乱された放射線上へ情報を調整するためにコードに応じて、アンテナの放射特性を変化させる、集積回路（ＩＣ）と、
を備える、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダ。
【請求項２】
少なくとも１つの前記ＩＣ、前記少なくとも１つのアンテナ及び前記少なくとも１つの電池、を上部に有する基材を備える、請求項１に記載のトランスポンダ。
【請求項３】
前記少なくとも１つの電池は、少なくともコプラナー及びコフェイシャルの構成のうち少なくとも１つに配置されている、印刷されたアノード層、印刷された電解質層及び印刷されたカソード層を備え、
前記電解質層は、前記アノード層及び前記カソード層間に配置されている、請求項１又は２に記載のトランスポンダ。
【請求項４】
前記基材は、可撓性である、請求項１から３のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項５】
前記トランスポンダは、１ｍｍ以下の厚みと、２５ｍｍ以下のベンディング半径を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項６】
前記トランスポンダは物体に取り付けられて、前記ＩＣの情報の一部は前記物体に関連している、請求項１から５のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの電池が第１の平面に指向されて、前記少なくとも１つのアンテナが前記第１の平面と異なる第２の平面に指向されるように、前記トランスポンダは前記物体の隅部周辺に取り付けられるように構成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項８】
前記少なくとも１つのアンテナは、モノポール、ベントモノポール、ダイポール、ベントダイポール、パッチ、アレーアンテナ及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つからなる群から選択される、請求項１から７のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項９】
前記少なくとも１つのアンテナは、極超短波（ＵＨＦ）及びマイクロ波振動数の範囲の一方における前記問い合わせ用放射線を受信して後方散乱するように構成される、請求項１から８のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのアンテナは、横波電磁波（ＴＥＭ）放射線を受信して後方散乱するように配置される、請求項１から９のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのアンテナは、給電ポイントを含み、その放射特性は、前記少なくとも１つのアンテナのレーダー横断面（ＲＣＳ）を含み、前記ＩＣは、２以上の異なるＲＣＳ値間において前記少なくとも１つのアンテナのＲＣＳを変化させるように、前記少なくとも１つのアンテナの給電ポイントで負荷インピーダンスを変化させるために配置される、請求項１から１０のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項１２】
前記ＩＣは、コードの２進数表示に応じて、第１のインピーダンス及び第２のインピーダンス間で負荷インピーダンスを切り替えるために配置される、前記少なくとも１つのアンテナの給電ポイントに、有効に結合された固体スイッチを含む、請求項１１に記載のトランスポンダ。
【請求項１３】
前記ＩＣは、前記２以上のＲＣＳ値のうち少なくとも１つを最大にするように、前記少なくとも１つのアンテナの給電ポイントに低い抵抗負荷状態を誘導するために配置され、これにより、前記トランスポンダの通信距離を最大にする、請求項１１又は１２に記載のトランスポンダ。
【請求項１４】
前記ＩＣは、前記２以上のＲＣＳ値のうちの２つの値間における比率として規定される変調度を最大にするために配置される、請求項１１から１３のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのアンテナ及び前記ＩＣは、前記変調度及び前記トランスポンダの通信距離を共同で最大にするために配置される、請求項１４に記載のトランスポンダ。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのアンテナによって受信される問い合わせ用放射線は、第１の出力レベルを有し、前記少なくとも１つのアンテナ及び前記ＩＣは、前記第１の出力レベルの７５％よりも大きい第２の出力レベルで前記問い合わせ用放射線を後方散乱するために配置される、請求項１から１５のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項１７】
前記第２の出力レベルは、前記第１の出力レベルの９５％よりも大きい、請求項１６に記載のトランスポンダ。
【請求項１８】
前記ＩＣは、２つ以上の作動モードを定めている作動プロトコルに対応するように構成される、請求項１から１７のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項１９】
前記ＩＣは、省エネルギー型モジュールを含み、
前記省エネルギー型モジュールは、前記少なくとも１つの電池からエネルギー消費を減らすように、前記作動モードに応じて、前記トランスポンダの一部を作動または停止させるために配置される、請求項１８に記載のトランスポンダ。
【請求項２０】
前記プロトコルは、トランスポンダトークファースト（ＴＴＦ）及びリーダートークファースト（ＲＴＦ）プロトコルのうちの少なくとも１つを含む、請求項１８又は１９に記載のトランスポンダ。
【請求項２１】
前記プロトコルは、前記ＲＴＦプロトコルを含み、
前記ＩＣは、前記問い合わせ用放射線によって運ばれる信号を分析して、前記少なくとも１つの電池からエネルギー消費を減らすために、前記分析された信号に応じて前記トランスポンダの部品を起動させて、前記分析された信号に基づいて前記トランスポンダへの問い合わせ用放射線の関与度を評価して、前記関与度に基づいて前記トランスポンダが前記問い合わせ用放射線に応答可能にするように構成される、請求項２０に記載のトランスポンダ。
【請求項２２】
前記ＩＣは、１つ以上のタイムアウト状況を評価して、前記問い合わせ用放射線の存在を検出した後に前記タイムアウト状況に応じて、前記トランスポンダの所定の部品を停止させるために配置される、請求項２０又は２１に記載のトランスポンダ。
【請求項２３】
前記ＩＣは、電池状態表示器を備え、
前記電池状態表示器は、前記少なくとも１つの電池から充分な電力の利用可能度を示すように構成され、
前記ＩＣは、前記電池状態表示器によって定まる充分な電池出力の報告された非利用可能度に応じて、前記問い合わせ用放射線から電力を引き出すように構成される、請求項１から２２のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項２４】
前記トランスポンダは、少なくとも１つのセンサを含み、
前記ＩＣは、前記少なくとも１つのセンサから前記トランスポンダ付近におけるローカル状態の表示を受信するために配置される、請求項１から２３のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項２５】
前記トランスポンダは、エネルギー変換回路を含み、
前記エネルギー変換回路は、余剰の出力が利用できるときに、前記問い合わせ用放射線から前記余剰の出力を引き出して、前記引き出された余剰の出力を使用して前記ＩＣへの電力の供給及び前記少なくとも１つの電池の充電の少なくとも一つを行うために配置される、請求項１から２４のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項２６】
前記ＩＣは、前記問い合わせ用放射線によって伝えられる前記問い合わせ用データをデコードして応答するために配置され、
前記問い合わせ用データは、前記トランスポンダの作動に関する命令及び前記トランスポンダに書込まれる入力データのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項１から２５のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項２７】
トランスポンダを作動するための電力を提供するために結合されている電池と、
問い合わせ用装置からのＲＦ問い合わせ用放射線を受信して後方散乱するために配置されているアンテナと、
情報を含んでいるコードを格納するために配置されて、電池によって提供されるエネルギーによって電力を供給されて、前記後方散乱された問い合わせ用放射線上へ前記情報を調整するために、前記コードに応じてアンテナの放射特性を変化させる集積回路（ＩＣ）と、
前記電池、前記ＩＣ及び前記アンテナが配置され、前記電池が第１の平面において指向され、そして、前記アンテナが前記第１の平面と異なる第２の平面において指向するように、物体の隅部周辺で固定されるように構成されている、基材と、
を備える、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダ。
【請求項２８】
問い合わせ用装置から第１の出力レベルで問い合わせ用放射線を受信して、前記第１の出力レベルの７５％より大きい第２の出力レベルで前記問い合わせ用放射線を後方散乱するために配置される、アンテナと、
情報を含んでいるコードを格納して、前記後方散乱された放射線上へ前記情報を調整するように、前記コードに応じて、前記アンテナの放射特性を変化させるために配置される、集積回路（ＩＣ）と、
を備える、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダ。
【請求項２９】
前記第２の出力レベルは、前記第１の出力レベルの９５％より大きい、請求項２８に記載のトランスポンダ。
【請求項３０】
上部に配置された前記アンテナ及び前記ＩＣを有する可撓性基材を含む、請求項２８又は２９に記載のトランスポンダ。
【請求項３１】
前記トランスポンダは、１ｍｍ以下の厚みと、２５ｍｍ以下のベンディング半径を有する、請求項２８から３０のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項３２】
前記トランスポンダは物体に取り付けられて、前記ＩＣの情報の一部は前記物体に関連している、請求項２８から３１のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項３３】
前記トランスポンダを作動するための電池を備え、
前記電池が第１の平面に指向されて、前記アンテナが前記第１の平面と異なる第２の平面に指向されるように、前記トランスポンダは物体の隅部周辺に取り付けられるように構成されている、請求項３２に記載のトランスポンダ。
【請求項３４】
前記アンテナは、モノポール、ベントモノポール、ダイポール、ベントダイポール、パッチ、アレーアンテナ及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つからなる群から選択される、請求項２８から３３のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項３５】
前記アンテナは、極超短波（ＵＨＦ）及びマイクロ波振動数の範囲の一方における問い合わせ用放射線を受信して、後方散乱するように構成される、請求項２８から３４のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項３６】
前記アンテナは、横波電磁波（ＴＥＭ）放射線を受信して後方散乱するように配置される、請求項２８から３５のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項３７】
前記アンテナは、給電ポイントを含み、その放射特性は、前記アンテナのレーダー横断面（ＲＣＳ）を含み、前記ＩＣは、２以上の異なるＲＣＳ値間において前記アンテナのＲＣＳを変化させるように、前記アンテナの給電ポイントで負荷インピーダンスを変化させるために配置される、請求項２８から３６のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項３８】
前記ＩＣは、コードの２進数表示に応じて、第１のインピーダンス及び第２のインピーダンス間で負荷インピーダンスを切り替えるために配置される、前記アンテナの給電ポイントに、有効に結合された固体スイッチを含む、請求項３７に記載のトランスポンダ。
【請求項３９】
前記ＩＣは、前記２以上のＲＣＳ値のうち少なくとも１つを最大にするように、前記アンテナの給電ポイントに低い抵抗負荷状態を誘導するために配置され、これにより、前記トランスポンダの通信距離を最大にする、請求項３７又は３８に記載のトランスポンダ。
【請求項４０】
前記ＩＣは、前記２以上のＲＣＳ値のうちの２つの値間における比率として規定される変調度を最大にするために配置される、請求項３７から３９のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項４１】
前記アンテナ及び前記ＩＣは、前記変調度及び前記トランスポンダの通信距離を共同で最大にするために配置される、請求項４０に記載のトランスポンダ。
【請求項４２】
前記トランスポンダは、少なくとも１つのセンサを含み、
前記ＩＣは、前記少なくとも１つのセンサから前記トランスポンダ付近におけるローカル状態の表示を受信するために配置される、請求項２８から４１のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項４３】
前記トランスポンダは、エネルギー変換回路を含み、
前記エネルギー変換回路は、余剰の出力が利用できるときに、前記問い合わせ用放射線から前記余剰の出力を引き出して、前記引き出された余剰の出力を使用して前記ＩＣへの電力の供給及び前記電池の充電の少なくとも一つを行うために配置される、請求項２８から４２のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項４４】
前記ＩＣは、前記問い合わせ用放射線によって伝えられる前記問い合わせ用データをデコードして応答するために配置され、
前記問い合わせ用データは、前記トランスポンダの作動に関する命令及び前記トランスポンダに書込まれる入力データのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項２８から４３のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項４５】
問い合わせ用装置から信号を運んでいる第１のＲＦ放射線を受信して、前記第１のＲＦ放射線に応じて第２のＲＦ放射線を発信するために配置される、アンテナと、
前記トランスポンダを作動するための電力を提供するために結合されている、電池と、
リーダートークファーストの（ＲＴＦ）プロトコルに従って作動して、前記電池からエネルギー消費を減らすために、前記第１のＲＦ放射線の存在を検出して、前記第１のＲＦ放射線によって運ばれる信号を分析して、前記分析された信号に応じて前記トランスポンダの部品を漸次作動して、前記分析された信号に基づいて前記トランスポンダに前記第１のＲＦ放射線の関与度を評価して、前記関与度に基づいて前記トランスポンダが前記第２のＲＦ放射線を送信することを可能にするように構成される、集積回路（ＩＣ）と、
を備えた、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダ。
【請求項４６】
前記ＩＣは、前記第１のＲＦ放射線のパターンを検出して、前記第１のＲＦ放射線のアドレス指定情報を決定することのうちの少なくとも１つを実行することによって、前記第１のＲＦ放射線の関与度を評価するように構成される、請求項４５に記載のトランスポンダ。
【請求項４７】
前記ＩＣは、前記ＲＦリーダーによって発生していないＲＦ放射線を拒絶すること及び前記トランスポンダにアドレス指定されていないＲＦ放射線を拒絶することのうちの少なくとも１つを実行するために、前記第１のＲＦ放射線の関与度に応じて、配置される、請求項４５又は４６に記載のトランスポンダ。
【請求項４８】
前記ＩＣは、１つ以上のタイムアウト状況を評価して、前記第１のＲＦ放射線の存在を検出した後にタイムアウト状況に応じて、前記トランスポンダの所定の部品を停止させるために配置される、請求項４５から４７のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項４９】
前記ＩＣは、電池状態表示器を備え、
前記電池状態表示器は、前記電池から充分な電力の利用可能度を示すように配置され、
前記ＩＣは、前記電池状態表示器によって定まる電池出力の報告された非利用可能度に応じて、前記第１のＲＦ放射線から電力を引き出すように配置される、請求項４５から４８のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項５０】
前記トランスポンダは、少なくとも１つのセンサを含み、
前記ＩＣは、前記少なくとも１つのセンサから前記トランスポンダ付近におけるローカル状態の表示を受信するために配置される、請求項４５から４９のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項５１】
前記トランスポンダは、エネルギー変換回路を含み、
前記エネルギー変換回路は、余剰の出力が利用できるときに、問い合わせ用放射線から前記余剰の出力を引き出して、前記引き出された余剰の出力を使用して前記ＩＣへの電力の供給及び前記少なくとも１つの電池の充電の少なくとも一つを行うために配置される、請求項４５から５０のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項５２】
前記ＩＣは、前記問い合わせ用放射線によって伝えられる問い合わせ用データをデコードして応答するために配置され、
前記問い合わせ用データは、前記トランスポンダの作動に関する命令及び前記トランスポンダに書込まれる入力データのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項４５から５１のいずれか１項に記載のトランスポンダ。
【請求項５３】
トランスポンダを作動するための電池を提供すること、
問い合わせ用装置から送信されるＲＦ問い合わせ用放射線を後方散乱させるようにアンテナを構成すること、
前記後方散乱された放射線上へ情報を調整するために、前記情報に応じて前記アンテナの放射特性を変化させること、
を含み、
前記放射特性を変化させるために用いるエネルギーは、前記問い合わせ用放射線から発生しない、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダからの情報送信方法。
【請求項５４】
前記電池を提供することは、前記ＩＣ及び前記アンテナのうちの少なくとも１つを上部に有する基材に印刷された電池を付設することを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記電池は厚さ１ｍｍ以下である、請求項５３又は５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記電池は、不溶性負極の第１層、不溶性正極の第２層、及び、前記第１層及び前記第２層との間に配置されている電解水溶液の第３層を含む、可撓性薄層の開放液状電気化学的電池を備え、
（ａ）前記開放液状蓄電池を常に湿潤に保つための融解性材料と、
（ｂ）必要なイオン伝導率を得るための電気活性可溶性材料と、
（ｃ）前記第１層及び前記第２層を前記第３層に接着するための必要粘度を得るための水溶性高分子と、を備える、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記電池を提供すること、及び、前記アンテナを構成することは、前記電池及び前記アンテナを可撓性基材上に配置することを含む、請求項５３から５６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５８】
前記トランスポンダは、１ｍｍ以下の厚みと、２５ｍｍ以下のベンディング半径を有する、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記トランスポンダは物体に取り付けられて、前記ＩＣの情報の一部は前記物体に関連している、請求項５３から５８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６０】
前記トランスポンダを取り付けることは、
前記電池が第１の平面に指向され、前記アンテナが前記第１の平面と異なる第２の平面に指向されるように、前記物体の隅部周辺に前記トランスポンダを固定すること、を含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記アンテナを構成することは、
モノポール、ベントモノポール、ダイポール、ベントダイポール、パッチ、アレーアンテナ及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを提供することを含む、請求項５３から６０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６２】
前記アンテナを構成することは、
極超短波（ＵＨＦ）及びマイクロ波振動数の範囲の一方における問い合わせ用放射線を受信して、後方散乱するように構成されることを含む、請求項５３から６１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６３】
前記アンテナを結合することは、
横波電磁波（ＴＥＭ）放射線を受信して後方散乱することを含む、請求項５３から６２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６４】
前記放射特性を変化させることは、
前記アンテナのレーダー横断面（ＲＣＳ）を調整することを含む、請求項５３から６３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６５】
前記放射特性を変化させることは、
２以上の異なるＲＣＳ値間において前記アンテナのＲＣＳを変化させるように、前記アンテナの給電ポイントで負荷インピーダンスを変化させることを含む、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記負荷インピーダンスを変化させることは、
コードの２進数表示に応じて、第１のインピーダンス及び第２のインピーダンス間で前記負荷インピーダンスを切り替えることを含む、請求項６５に記載の方法。
【請求項６７】
前記負荷インピーダンスを変化させることは、
前記２以上のＲＣＳ値のうち少なくとも１つを最大にするために、前記アンテナの給電ポイントに低い抵抗負荷状態を誘導することを含み、これにより、前記トランスポンダの通信距離を最大にする、請求項６５又は６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記負荷インピーダンスを変化させることは、
前記２以上のＲＣＳ値のうちの２つの値間における比率として規定される変調度を最大にすることを含む、請求項６５から６７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６９】
前記負荷インピーダンスを変化させることは、
前記変調度及び前記トランスポンダの通信距離を共同で最大にすることを含む、請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記電池が前記トランスポンダを作動するために充分な電力を提供することができないときに、前記問い合わせ用放射線から電力を引き出して、前記引き出された電力を前記トランスポンダに出力するステップをさらに含んでいる請求項５３から６９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７１】
余剰の出力が利用できるときに、前記問い合わせ用放射線から前記余剰の出力を引き出して、前記引き出された余剰の出力を使用して前記ＩＣへの電力の供給及び前記電池の充電の少なくとも一つを行うことを含む、請求項５３から７０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７２】
前記問い合わせ用放射線を後方散乱することは、
前記問い合わせ用放射線によって伝えられる前記問い合わせ用データをデコードして応答することを含み、
前記問い合わせ用データは、前記トランスポンダの作動に関する命令及び前記トランスポンダに書込まれる入力データのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項５３から７１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７３】
トランスポンダを作動するための電池を提供すること、
問い合わせ用装置から送信されるＲＦ問い合わせ用放射線を後方散乱するためにアンテナを構成すること、
前記電池が第１の平面に指向され、前記アンテナが前記第１の平面と異なる第２の平面に指向されるように、前記トランスポンダを物体の隅部周辺に付設可能に構成された基材上に、前記アンテナ及び前記電池を配置すること、
を含む、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダを製造する方法。
【請求項７４】
問い合わせ用装置から第１の出力レベルで問い合わせ用放射線を受信して、前記第１の出力レベルの７５％より大きい第２の出力レベルで前記問い合わせ用放射線を後方散乱するようにアンテナを構成すること、
情報を含んでいるコードを格納すること、
前記後方散乱された放射線上へ情報を調整するために前記コードに応じて前記アンテナの放射特性を変化させること、
を含む、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダからの情報送信方法。
【請求項７５】
前記第２の出力レベルが、前記第１の出力レベルの９５％より大きい、請求項７４に記載の方法。
【請求項７６】
前記アンテナを構成することは、前記アンテナを可撓性基材に配置することを含む、請求項７４又は７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記トランスポンダは、１ｍｍ以下の厚みと、２５ｍｍ以下のベンディング半径を有する、請求項７４から７６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７８】
前記トランスポンダは物体に取り付けられて、前記ＩＣの情報の一部は前記物体に関連している、請求項７４から７７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７９】
前記トランスポンダは電池を備え、
前記トランスポンダを取り付けることは、前記電池が第１の平面に指向されて、前記アンテナが前記第１の平面と異なる第２の平面に指向されるように、前記トランスポンダを物体の隅部周辺に固定することを含む、請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
前記アンテナを構成することは、
モノポール、ベントモノポール、ダイポール、ベントダイポール、パッチ、アレーアンテナ及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを提供することを含む、請求項７４から７９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８１】
前記アンテナを構成することは、
極超短波（ＵＨＦ）及びマイクロ波振動数の範囲の一方における問い合わせ用放射線を受信して、後方散乱するように構成されることを含む、請求項７４から８０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８２】
前記アンテナを構成することは、
横波電磁波（ＴＥＭ）放射線を受信して後方散乱することを含む、請求項７４から８１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８３】
前記放射特性を変化させることは、
前記アンテナのレーダー横断面（ＲＣＳ）を調整することを含む、請求項７４から８２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８４】
前記放射特性を変化させることは、
２以上の異なるＲＣＳ値間において前記アンテナのＲＣＳを変化させるように、前記アンテナの給電ポイントで負荷インピーダンスを変化させることを含む、請求項７４から８３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８５】
前記負荷インピーダンスを変化させることは、
コードの２進数表示に応じて、第１のインピーダンス及び第２のインピーダンス間で前記負荷インピーダンスを切り替えることを含む、請求項８４に記載の方法。
【請求項８６】
前記負荷インピーダンスを変化させることは、
前記２以上のＲＣＳ値のうち少なくとも１つを最大にするために、前記アンテナの給電ポイントに低い抵抗負荷状態を誘導することを含み、これにより、前記トランスポンダの通信距離を最大にする、請求項８４又は８５に記載の方法。
【請求項８７】
前記負荷インピーダンスを変化させることは、
前記２以上のＲＣＳ値のうちの２つの値間における比率として規定される変調度を最大にすることを含む、請求項８４から８６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８８】
前記負荷インピーダンスを変化させることは、
前記変調度及び前記トランスポンダの通信距離を共同で最大にすることを含む、請求項８７に記載の方法。
【請求項８９】
余剰の出力が利用できるときに、前記問い合わせ用放射線から前記余剰の出力を引き出して、前記引き出された余剰の出力を使用して前記ＩＣへの電力の供給及び前記電池の充電の少なくとも一つを行うことを含む、請求項７４から８８のいずれかに記載の方法。
【請求項９０】
前記問い合わせ用放射線を受信することは、
前記問い合わせ用放射線によって伝えられる前記問い合わせ用データをデコードして応答することを含み、
前記問い合わせ用データは、前記トランスポンダの作動に関する命令及び前記トランスポンダに書込まれる入力データのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項７４から８９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９１】
基材を提供すること、
ラジオ波放電（ＲＦ）放射線を後方散乱するために適しているアンテナを前記基材上に付設すること、
集積回路（ＩＣ）を前記基材に付設して、前記後方散乱された放射線上へ情報を調整するために、前記アンテナの放射特性を変化させるために前記ＩＣを連結すること、
トランスポンダを駆動するための電力を提供するように、電池を前記基材の表面に印刷すること、
を含む、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダを製造する方法。
【請求項９２】
前記電池を印刷することは、電池層材料を含むそれぞれのインクを用いてコフェイシャルの構成及びコプラナーの構成のうちの少なくとも１つに１つ以上の電池層を印刷することを含む、請求項９１に記載の方法。
【請求項９３】
前記層材料は、亜鉛、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）及び塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）の少なくとも１つを含む、請求項９２に記載の方法。
【請求項９４】
前記電池を印刷することは、
第１の電極層を前記基材の表面に印刷すること、前記第１の電極層上に電解質を塗布すること、前記第１の電極層の前記電解質上のセパレータ層を付設すること、を含む、第１の電池アセンブリを形成すること、
前記第１の電極層に対して反対極性の第２の電極層を第２の基材上に印刷すること、前記第２の電極層上に前記電解質を塗布すること、を含む、第２の電池アセンブリを形成すること、
前記第１の電極層及び前記第２の電極層が積層されて前記第２の電極層の電極が前記セパレータ層にコフェイシャルに当接するように、前記第１の電池アセンブリ及び前記第２の電池アセンブリを結合すること、を含む、
請求項９２又は９３に記載の方法。
【請求項９５】
前記アンテナを付設することは、前記アンテナを前記基材に印刷することを含む、請求項９１から９４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９６】
前記ＩＣは有機ポリマーＩＣを含み、及び、前記ＩＣを付設することは、前記ＩＣを付設するために印刷技術を使用することを含む、請求項９１から９５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９７】
前記アンテナ及び前記ＩＣを付設すること、及び、前記電池を印刷することは、全体に印刷可能なトランスポンダを印刷することを含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項９８】
前記基材は可撓性である、請求項９１から９７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９９】
前記トランスポンダは、１ｍｍ以下の厚みと、２５ｍｍ以下のベンディング半径を有する、請求項９１から９８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１００】
前記電池が第１の平面に指向されて、前記アンテナが前記第１の平面と異なる第２の平面に指向されるように、前記トランスポンダは物体の隅部周辺に取り付けられるように構成されている、請求項９１から９９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０１】
前記アンテナは、極超短波（ＵＨＦ）及びマイクロ波振動数の範囲の一方において作動可能である、請求項９１から１００のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０２】
トランスポンダでＲＦ放射線の存在を検出すること、
前記検出されたＲＦ放射線によって運ばれる信号を分析すること、
エネルギー消費を減らすために、前記分析された信号に応じて、前記トランスポンダの部品を漸次起動させること、
前記分析された信号に基づいて前記トランスポンダにＲＦ放射線の関与度を評価すること、
前記関与度に基づいて、前記トランスポンダが前記ＲＦ放射線に反応することを可能にすること、
を含む、リーダートークファーストの（ＲＴＦ）プロトコルに従って作動するラジオ波放電（ＲＦ）トランスポンダの電池からのエネルギー消費を抑制するための方法。
【請求項１０３】
前記信号を分析することは、前記ＲＦ放射線のパターンを検出すること、及び、前記ＲＦ放射線のアドレス指定情報を決定することのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０４】
前記関与度を評価することは、ＲＦリーダーによって発生しないＲＦ放射線を拒絶すること、及び、前記トランスポンダにアドレス指定されないＲＦ放射線を拒絶することのうちの少なくとも１つを含む、請求項１０２又は１０３による方法。
【請求項１０５】
前記分析された信号に応じて前記トランスポンダの所定の部品を起動させるために１つ以上のタイムアウト状況を評価することを含む、請求項１０２から１０４のいずれかに記載の方法。
【請求項１０６】
前記電池が前記トランスポンダを作動するために充分な電力を提供することができないときに、前記ＲＦ放射線から電力を引き出して、前記引き出された電力を前記トランスポンダに出力することをさらに含む、請求項１０２から１０５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０７】
ＲＦ問い合わせ用放射線をＲＦトランスポンダに発信して、前記問い合わせ用放射線に応じて、前記ＲＦトランスポンダから後方散乱−変調された放射線を受信してデコードするように構成される、少なくとも１つの問い合わせ用装置と、
少なくとも１つのラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダと、を備え、
前記ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダは、
前記トランスポンダを作動するための電力を提供するために結合されている、少なくとも１つの電池と、
前記少なくとも１つの問い合わせ用装置から前記問い合わせ用放射線を受信して後方散乱するために配置される、少なくとも１つのアンテナと、
情報を含んでいるコードを格納するために配置されて、前記後方散乱された放射線上へ情報を調整するように、前記コードに応じて前記アンテナの放射特性を変化させるために、前記電池によって提供されるエネルギーのみによって電力を供給される、集積回路（ＩＣ）と、
前記後方散乱され変調された放射線から前記少なくとも１つの問い合わせ用装置によってデコードされた、処理データのための少なくとも１つのデータ処理デバイスと、
を含む、電波方式認識（ＲＦＩＤ）システム。
【請求項１０８】
前記少なくとも１つのトランスポンダは、前記ＩＣ、前記少なくとも１つのアンテナ及び前記少なくとも１つの電池、の少なくとも１つを上部に有する基材を備える、請求項１０７に記載のシステム。
【請求項１０９】
前記少なくとも１つの電池は、互いに前記基材の頂部に配置される、印刷されたアノード層、電解質層、及び、印刷されたカソード層を少なくとも備える、請求項１０８に記載のシステム。
【請求項１１０】
前記基材は、可撓性である、請求項１０８又は１０９に記載のシステム。
【請求項１１１】
前記少なくとも１つのトランスポンダは、１ｍｍ以下の厚みと、２５ｍｍ以下のベンディング半径を有する、請求項１０７から１１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１２】
前記少なくとも１つのトランスポンダは物体に取り付けられて、前記ＩＣの情報の一部は前記物体に関連している、請求項１０７から１１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１３】
前記少なくとも１つの電池が第１の平面に指向されて、前記少なくとも１つのアンテナが前記第１の平面と異なる第２の平面に指向されるように、前記少なくとも１つのトランスポンダは前記物体の隅部周辺に取り付けられるように構成されている、請求項１１２に記載のシステム。
【請求項１１４】
前記少なくとも１つのアンテナは、モノポール、ベントモノポール、ダイポール、ベントダイポール、パッチ、アレーアンテナ及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つからなる群から選択される、請求項１０７から１１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１５】
前記少なくとも１つのアンテナは、極超短波（ＵＨＦ）及びマイクロ波振動数の範囲の一方における前記問い合わせ用放射線を受信して、後方散乱するように構成される、請求項１０７から１１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１６】
前記少なくとも１つのアンテナは、横波電磁波（ＴＥＭ）放射線を受信して後方散乱するように配置される、請求項１０７から１１５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１７】
前記少なくとも１つのアンテナは、給電ポイントを含み、その放射特性は、前記少なくとも１つのアンテナのレーダー横断面（ＲＣＳ）を含み、前記ＩＣは、２以上の異なるＲＣＳ値間において前記少なくとも１つのアンテナのＲＣＳを変化させるように、前記少なくとも１つのアンテナの給電ポイントで負荷インピーダンスを変化させるために配置される、請求項１０７から１１６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１８】
前記ＩＣは、コードの２進数表示に応じて、第１のインピーダンス及び第２のインピーダンス間で負荷インピーダンスを切り替えるために配置される、前記少なくとも１つのアンテナの給電ポイントに、有効に結合された固体スイッチを含む、請求項１１７に記載のシステム。
【請求項１１９】
前記ＩＣは、前記２以上のＲＣＳ値のうち少なくとも１つを最大にするように、前記少なくとも１つのアンテナの給電ポイントに低い抵抗負荷状態を誘導するために配置され、これにより、前記トランスポンダの通信距離を最大にする、請求項１１７又は１１８に記載のシステム。
【請求項１２０】
前記ＩＣは、前記２以上のＲＣＳ値のうちの２つの値間における比率として規定される変調度を最大にするために配置される、請求項１１７から１１９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２１】
前記少なくとも１つのアンテナ及び前記ＩＣは、前記変調度及び前記少なくとも１つのトランスポンダの通信距離を共同で最大にするために配置される、請求項１２０に記載のシステム。
【請求項１２２】
前記少なくとも１つのアンテナによって受信される問い合わせ用放射線は、第１の出力レベルを有し、前記少なくとも１つのアンテナ及び前記ＩＣは、前記第１の出力レベルの７５％よりも大きい第２の出力レベルで前記問い合わせ用放射線を後方散乱するために配置される、請求項１０７から１２１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２３】
前記第２の出力レベルは、前記第１の出力レベルの９５％よりも大きい、請求項１２２に記載のシステム。
【請求項１２４】
前記少なくとも１つのトランスポンダは、２つ以上の作動モードを定めている作動プロトコルに対応するように構成される、請求項１０７から１２３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２５】
前記ＩＣは、省エネルギー型モジュールを含み、
前記省エネルギー型モジュールは、前記少なくとも１つの電池からエネルギー消費を減らすように、前記作動モードに応じて、前記少なくとも１つのトランスポンダの一部を作動または停止させるために配置される、請求項１２４に記載のシステム。
【請求項１２６】
前記プロトコルは、トランスポンダトークファースト（ＴＴＦ）及びリーダートークファースト（ＲＴＦ）プロトコルのうちの少なくとも１つを含む、請求項１２５に記載のシステム。
【請求項１２７】
前記プロトコルは、前記ＲＴＦプロトコルを含み、
前記ＩＣは、前記問い合わせ用放射線によって運ばれる信号を分析して、前記少なくとも１つの電池からエネルギー消費を減らすように、前記分析された信号に応じて前記少なくとも１つのトランスポンダの部品を漸次起動させて、前記分析された信号に基づいて前記少なくとも１つのトランスポンダへの問い合わせ用放射線の関与度を評価して、前記関与度に基づいて前記少なくとも１つのトランスポンダが前記問い合わせ用放射線に応答可能にするように構成される、請求項１２６に記載のシステム。
【請求項１２８】
前記ＩＣは、１つ以上のタイムアウト状況を評価して、前記問い合わせ用放射線の存在を検出した後に前記タイムアウト状況に応じて、前記少なくとも１つのトランスポンダの所定の部品を停止させるために配置される、請求項１２６又は１２７に記載のシステム。
【請求項１２９】
前記ＩＣは、電池状態表示器を備え、
前記電池状態表示器は、前記少なくとも１つの電池から充分な電力の利用可能度を示すように構成され、
前記ＩＣは、前記電池状態表示器によって定まる充分な電池出力の報告された非利用可能度に応じて、前記問い合わせ用放射線から電力を引き出すように構成される、請求項１０７から１２８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３０】
前記少なくとも１つのトランスポンダは、センサを含み、
前記センサは、前記少なくとも１つのトランスポンダ付近におけるローカル状態を検出して、前記ＩＣに前記ローカル状態を指示するために配置される、請求項１０７から１２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３１】
ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダから情報を送信するためのアンテナであって、
前記アンテナは、問い合わせ用装置から第１の出力レベルでＲＦ問い合わせ用放射線を受信して、前記第１の出力レベルの７５％より大きい第２の出力レベルで後方散乱するように構成され、前記アンテナは、前記後方散乱された放射線上へ情報を調整するように前記トランスポンダによって制御可能である、可変的な放射特性を有する、アンテナ。
【請求項１３２】
前記第２の出力レベルは、前記第１の出力レベルの９５％より大きい、請求項１３１に記載のアンテナ。
【請求項１３３】
前記アンテナは、モノポール、ベントモノポール、ダイポール、ベントダイポール、パッチ、アレーアンテナ及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つからなる群から選択される、請求項１３１又は１３２に記載のアンテナ。
【請求項１３４】
前記アンテナは、極超短波（ＵＨＦ）及びマイクロ波振動数の範囲の一方における前記問い合わせ用放射線を受信して後方散乱するように構成される、請求項１３１から１３３のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１３５】
前記アンテナは、横波電磁波（ＴＥＭ）放射線を受信して後方散乱するように配置される、請求項１３１から１３４のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１３６】
前記アンテナは、給電ポイントを含み、その放射特性は、前記アンテナのレーダー横断面（ＲＣＳ）を含み、前記アンテナは、２以上の異なるＲＣＳ値間において前記ＲＣＳを変化させるように、前記アンテナの給電ポイントで負荷インピーダンスの変化に応じて情報を調整するために制御可能である、請求項１３１から１３５のいずれか１項に記載のアンテナ。
【請求項１３７】
前記アンテナは、前記アンテナの給電ポイントに付設された低い抵抗負荷状態に応じて前記２以上のＲＣＳ値のうち少なくとも１つを最大にするように構成され、これにより、前記トランスポンダの通信距離を最大にする、請求項１３６に記載のアンテナ。
【請求項１３８】
前記アンテナは、前記２以上のＲＣＳ値のうちの２つの値間における比率として規定される変調度を最大にするために配置される、請求項１３６又は１３７に記載のアンテナ。
【請求項１３９】
前記アンテナは、前記変調度及び前記トランスポンダの通信距離を共同で最大にするために配置される、請求項１３８に記載のアンテナ。
【請求項１４０】
ラジオ波放電（ＲＦ）トランスポンダの電池からのエネルギー消費を抑制するための省エネルギー型回路であって、
エネルギー消費を減らして、分析された信号に基づいて前記トランスポンダにＲＦ放射線の関与度を評価して、前記関与度に基づいて、前記トランスポンダが前記ＲＦ放射線に応答することを可能にするように、前記トランスポンダで前記ＲＦ放射線の存在を検出して、前記検出されたＲＦ放射線によって運ばれる信号を分析して、前記分析された信号に応じてトランスポンダの部品を起動させるために配置される、状態機械と、
前記分析された信号に応じて、前記トランスポンダの所定の部品を起動させるようにタイムアウト状況を評価するために配置される、１つ以上のタイムアウト回路と、
を備える、省エネルギー型回路。
【請求項１４１】
前記状態機械は、前記ＲＦ放射線のパターンを検出すること、及び、前記ＲＦ放射線のアドレス指定情報を決定することのうちの少なくとも１つを実行することによって、前記関与度を評価するために配置される、請求項１４０に記載の回路。
【請求項１４２】
前記状態機械は、前記ＲＦリーダーによって発生していないＲＦ放射線を拒絶すること、及び、前記トランスポンダにアドレス指定していないＲＦ放射線を拒絶すること、の少なくとも１つを行うように配置される、請求項１４０又は１４１に記載の回路。
【請求項１４３】
トランスポンダを作動するための電力を提供するために結合されている、少なくとも１つの電池と、
問い合わせ用装置からのＲＦ問い合わせ用放射線を受信して後方散乱するように構成される、少なくとも１つのアンテナと、
情報を含むコードを格納するために配置され、前記後方散乱された放射線上に前記情報を調整するように、前記コードに応じて前記アンテナの放射特性を変化させるために、前記電池によって提供されるエネルギー及び前記問い合わせ用放射線からの余剰の出力の少なくとも１つで出力される、集積回路（ＩＣ）と、
を含む、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ラジオ周波数識別（ＲＦＩＤ）システムに、そして、特に電動補助後方散乱ＲＦＩＤトランスポンダ、それらの部材及びＲＦＩＤトランスポンダの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ラジオ周波数識別（ＲＦＩＤ）システムは、自動料金支払いによる倉庫在庫管理及び容器トラッキングから自動スーパーマーケットキャッシャーの用途にわたる、様々な用途で用いられる。典型的ＲＦＩＤシステムにおいて、ＲＦトランスポンダは、対象の物体に付設され、又は、組み込まれる。問い合わせ用（インターロゲーション）装置又はリーダーとトランスポンダとの間のＲＦトランスミッションは、物体を確認又は制御、データの読込み、データの書込み、さもなければトランスポンダとの通信のために使用されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
ＲＦトランスポンダは、内部電源の使用に関して、共通に分類される。パッシブトランスポンダは、内部電源を有さず、トランスポンダ回路を駆動するため、そして、リーダーに戻る応答放射線を送信するために、リーダーによって送信されるＲＦ放射線（本明細書において、問い合わせ用放射線と称される）のエネルギーを使用する。（応答放射線は概して情報（例えば標識番号）を含む。そして、トランスポンダからリーダーに送信される。）アクティブトランスポンダは、トランスポンダに電力を供給するために、そして、応答放射線を送信するために必要なＲＦエネルギーを発生させるためのいずれにも、使われる内部電源を備える。電動補助トランスポンダ（また、セミアクティブ又はセミパッシブトランスポンダと呼ばれる）に、内部電源が設けられている。応答放射線のエネルギーは、リーダーによって提供される問い合わせ用放射線から生じ、トランスポンダ回路は内部電源によって駆動する。いくつかの電動補助トランスポンダは、後方散乱トランスポンダと呼ばれ、トランスポンダアンテナからの問い合わせ用放射線を後方散乱により応答放射線を生成する。後方散乱トランスポンダは、概して、後方散乱された放射線を調整することによって、情報をリーダーに発信する。
【０００４】
電動補助後方散乱トランスポンダは、背景技術にて説明したように、それらの内部電池と平行して、トランスポンダ回路を駆動するために受信した問い合わせ用放射線のエネルギーの一部を使用しうる。この構成は、後方散乱に利用できるエネルギー量を減少させる。その結果、トランスポンダの達成可能な通信距離が減少する。
【０００５】
本発明の実施の形態は、達成可能な通信距離を最大にして、内部電源の寿命を延長する改良された電動補助後方散乱ＲＦトランスポンダの構成を提供する。さまざまな興味深い試験環境におけるこの種のトランスポンダの典型的な性能測定は、以下に示される。
【０００６】
いくつかの実施の形態では、トランスポンダの集積回路（ＩＣ）は、後方散乱変調を使用している後方散乱放射線上においてリーダーに送信される情報を調整する。ＩＣは、アンテナの給電ポイントでインピーダンスを変化させることによって、トランスポンダアンテナのレーダー横断面（ＲＣＳ）を調整する。特に、極度の不整合（例えば開回路）がアンテナ給電ポイントに導かれるときに、後方散乱が利用できる問い合わせ用放射線のエネルギーは最大にされる。このように、トランスポンダの通信距離を最大にする。
【０００７】
いくつかの実施の形態では、アンテナ及びＩＣは、アンテナ給電ポイントでインピーダンス不整合を最大にするために共同で最適化されて、それ故、達成可能な通信距離を最大にする。追加的に、又は、代換的に、異なるＲＣＳ値間の比率として規定される変調度（ΔＲＣＳと表示する）も、最大にされる。
【０００８】
例えば、本願明細書において記載されているＲＦトランスポンダは、以下に限定されるものではないが、さまざまなトランスポンダトークファースト（ＴＴＦ）及びリーダートークファーストの（ＲＴＦ）プロトコルといった、さまざまなプロトコルの下で作動しうる。この種のプロトコルは、概してトランスポンダのための異なる作動モードを定める。いくつかの実施の形態では、ＩＣの省エネルギー（電池節電）モジュールは、内部電源からエネルギー消費を減らすために、プロトコルにおいて定められる作動モードに応じて、トランスポンダの一部を始動及び停止する。いくつかの実施の形態では、省エネルギー型モジュールは予め定められたタイムアウト状況に応じて、トランスポンダの作動モードを制御する。そして、更にエネルギー消費を減らす。
【０００９】
本発明の実施の形態は、ＲＦトランスポンダの改良された製造方法を提供する。いくつかの実施の形態では、トランスポンダの電源は、ＩＣ及びアンテナと同じ基材に、トランスポンダ製造工程の一部として印刷される、薄い可撓性の電池である。
【００１０】
それ故、本発明の実施の形態に従って提供される、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダは、
トランスポンダを作動するための電力を提供するために連結されている少なくとも１つの電池と、
問い合わせ用装置からＲＦ問い合わせ用放射線を受信して後方散乱するように構成されている少なくとも１つのアンテナと、
情報を含んでいるコードを格納するように配置され、電池によって提供されるエネルギーのみによって電力を供給されて、後方散乱された放射線上へ情報を調整するためにコードに応じて、アンテナの放射特性を変化させる、集積回路（ＩＣ）と、
を備える。
【００１１】
いくつかの実施の形態では、トランスポンダは、少なくとも１つのＩＣ、並びに、少なくとも１つのアンテナ、及び、少なくとも１つの電池を上部に有する基材を含む。
【００１２】
開示された実施の形態において、前記少なくとも１つの電池は、コプラナー（同一平面）及びコフェイシャルの構成のうちの少なくとも１つに配置されている印刷されたアノード層、印刷された電解質層及び印刷されたカソード層を少なくとも含む。前記電解質層は、前記アノード層及び前記カソード層との間に配置される。他の実施の形態では、前記基材は、可撓性である。
【００１３】
さらに別の実施の形態では、前記トランスポンダは、１ｍｍ以下の厚みと、２５ｍｍ以下のベンディング半径を有する。
【００１４】
実施の形態において、前記トランスポンダは物体に取り付けられて、そして、少なくとも、ＩＣの情報の一部は前記物体に関連している。追加的に、又は、代換的に、少なくとも１つの電池が第１の平面に指向されて、少なくとも１つのアンテナが第１の平面と異なる第２の平面に指向されるように、前記トランスポンダは物体の隅部周辺に取り付けられるように構成されている。
【００１５】
他の実施の形態では、少なくとも１つのアンテナは、モノポール、ベント（曲げ）モノポール、ダイポール、ベントダイポール、パッチ、アレーアンテナ及びそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つからなる群から選択される。追加的に、又は、代換的に、少なくとも１つのアンテナは、極超短波（ＵＨＦ）及びマイクロ波振動数の範囲の一方における問い合わせ用放射線を受信して、後方散乱するように構成される。さらに追加的に、又は、代換的に、少なくとも１つのアンテナは、横波電磁波（ＴＥＭ）放射線を受信して後方散乱するように配置される。
【００１６】
さらに別の実施の形態では、少なくとも１つのアンテナは、給電ポイントを含み、その放射特性は、少なくとも１つのアンテナのレーダー横断面（ＲＣＳ）を含み、そして、ＩＣは、２以上の異なるＲＣＳ値間において少なくとも１つのアンテナのＲＣＳを変化させるように、少なくとも１つのアンテナの給電ポイントで負荷インピーダンスを変化させるために配置される。さらに他の実施の形態では、ＩＣは、コードの２進数表示に応じて、第１のインピーダンス及び第２のインピーダンス間で負荷インピーダンスを切り替えるために配置される、少なくとも１つのアンテナの給電ポイントに、有効に結合された固体スイッチを含む。
【００１７】
実施の形態において、ＩＣは、２以上のＲＣＳ値のうち少なくとも１つを最大にするために、少なくとも１つのアンテナの給電ポイントに低い抵抗負荷状態を誘導するために配置される。それによって、トランスポンダの通信距離を最大にする。追加的に、又は、代換的に、ＩＣは、２以上のＲＣＳ値のうちの２つの値間における比率として規定される変調度を最大にするために配置される。さらに追加的に、又は、代換的に、少なくとも１つのアンテナ及びＩＣは、共同で変調度及びトランスポンダの通信距離を最大にするために配置される。
【００１８】
実施の形態において、少なくとも１つのアンテナによって受信される問い合わせ用放射線は、第１の出力レベルを有し、少なくとも１つのアンテナ及びＩＣは、第１の出力レベルの７５％よりも大きい第２の出力レベルで問い合わせ用放射線を後方散乱するために配置される。他の実施の形態において、第２の出力レベルは、第１の出力レベルの９５％よりも大きい。
【００１９】
さらに他の実施の形態では、ＩＣは、２つ以上の作動モードを定めている作動プロトコルに対応するように構成される。追加的に、又は、代換的に、ＩＣは省エネルギー型モジュールを含む。この省エネルギー型モジュールは、少なくとも１つの電池からエネルギー消費を減らすように、作動モードに応じて、トランスポンダの一部を作動または停止させるために配置される。さらに別の実施の形態では、プロトコルは、トランスポンダトークファースト（ＴＴＦ）及びリーダートークファースト（ＲＴＦ）プロトコルのうちの少なくとも１つを含む。
【００２０】
実施の形態において、プロトコルは、ＲＴＦプロトコルを含み、そして、ＩＣは、問い合わせ用放射線によって運ばれる信号を分析して、少なくとも１つの電池からエネルギー消費を減らすために、分析された信号に応じてトランスポンダの部品を起動させて、分析された信号に基づいてトランスポンダへの問い合わせ用放射線の関与度を評価して、この関与度に基づいてトランスポンダが問い合わせ用放射線に応答可能にするように構成される。追加的に、又は、代換的に、ＩＣは、１つ以上のタイムアウト状況を評価して、問い合わせ用放射線の存在を検出した後にタイムアウト状況に応じて、トランスポンダの所定の部品を停止させるために配置される。
【００２１】
他の実施の形態では、ＩＣは、電池状態表示器を備え、この電池状態表示器は、少なくとも１つの電池から充分な電力の利用可能度を示すように構成される。そして、ＩＣは、電池状態表示器によって定まる充分な電池出力の報告された非利用可能度に応じて、問い合わせ用放射線から電力を引き出すように構成される。
【００２２】
さらに別の実施の形態では、トランスポンダは、少なくとも１つのセンサを含む。そして、ＩＣは、少なくとも１つのセンサからトランスポンダ付近におけるローカル状態の表示を受信するために配置される。
【００２３】
さらに他の実施の形態では、トランスポンダは、エネルギー変換回路を含む。そして、エネルギー変換回路は、余剰の出力が利用できるときに、問い合わせ用放射線から余剰の出力を引き出して、引き出された余剰の出力を使用して、ＩＣへの電力の供給及び少なくとも１つの電池の充電の少なくとも１つを行うために配置される。
【００２４】
実施の形態において、ＩＣは、問い合わせ用放射線によって伝えられる問い合わせ用データをデコードして応答するために配置される。問い合わせ用データは、トランスポンダの作動に関する命令及びトランスポンダに書込まれる入力データのうちの少なくとも１つを含んでいる。
【００２５】
本発明の実施の形態によれば、
トランスポンダを作動するための電力を提供するために結合されている電池と、
問い合わせ用装置からのＲＦ問い合わせ用放射線を受信して後方散乱するために配置されているアンテナと、
情報を含んでいるコードを格納するために配置されて、電池によって提供されるエネルギーによって電力を供給されて、後方散乱された問い合わせ用放射線上へ情報を調整するために、コードに応じてアンテナの放射特性を変化させる集積回路（ＩＣ）と、
電池、ＩＣ及びアンテナが配置され、電池が第１の平面において指向され、そして、アンテナが第１の平面と異なる第２の平面において指向するように、物体の隅部周辺で固定されるように構成されている、基材と、
を備える、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダも、提供される。
【００２６】
本発明の実施の形態によれば、
問い合わせ用装置から第１の出力レベルで問い合わせ用放射線を受信して、第１の出力レベルの７５％より大きい第２の出力レベルで問い合わせ用放射線を後方散乱するために配置される、アンテナと、
情報を含んでいるコードを格納して、後方散乱された放射線上へ情報を調整するようにコードに応じて、アンテナの放射特性を変化させるために配置される、集積回路（ＩＣ）と、
を備える、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダが、更に提供される。
【００２７】
実施の形態において、第２の出力レベルは、第１の出力レベルの９５％より大きい。
【００２８】
本発明の実施の形態によれば、問い合わせ用装置から信号を運んでいる第１のＲＦ放射線を受信して、第１のＲＦ放射線に応じて第２のＲＦ放射線を発信するために配置される、アンテナと、
トランスポンダを作動するための電力を提供するために結合されている、電池と、
リーダートークファーストの（ＲＴＦ）プロトコルに従って作動して、電池からエネルギー消費を減らすために、第１のＲＦ放射線の存在を検出して、分析された信号に応じてトランスポンダの部品を漸次作動して、第１のＲＦ放射線によって運ばれる信号を分析して、分析された信号に基づいてトランスポンダに第１のＲＦ放射線の関与度を評価するためにトランスポンダが関与度に基づいて第２のＲＦ放射線を送信することを可能にするように構成される、集積回路（ＩＣ）と、
を備えたラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダが、加えて提供される。
【００２９】
実施の形態において、集積回路は、第１のＲＦ放射線のパターンを検出すること、及び、第１のＲＦ放射線のアドレス指定情報を決定すること、のうちの少なくとも１つを実行することによって、第１のＲＦ放射線の関与度を評価するように構成される。他の実施の形態では、ＩＣは、ＲＦリーダーによって発生していないＲＦ放射線を拒絶すること及びトランスポンダに対応していない（アドレス指定されていない）ＲＦ放射線を拒絶することのうちの少なくとも１つを実行するために、第１のＲＦ放射線の関与度に応じて、配置される。
【００３０】
本発明の実施の形態によれば、
トランスポンダを作動するための電池を提供すること、
問い合わせ用装置から送信されるＲＦ問い合わせ用放射線を後方散乱させるようにアンテナを構成すること、
後方散乱された放射線上へ情報を調整するために、情報に応じてアンテナの放射特性を変化させること、
を含む、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダからの情報送信方法も提供される。放射特性を変化させるために用いるエネルギーは、問い合わせ用放射線から発生しない。
【００３１】
実施の形態において、電池を提供することは、ＩＣ及びアンテナのうちの少なくとも１つを上部に有する基材に印刷された電池を付設することを含む。他の実施の形態では、電池は、厚さ１ｍｍ以下である。
【００３２】
さらに別の実施の形態では、電池は、不溶性負極の第１層、不溶性正極の第２層、及び、第１層及び第２層との間に配置されている電解水溶液の第３層を含む、可撓性薄層の開放（オープン）液状電気化学的電池を備え、
（ａ）開放蓄電池を常に湿潤に保つための融解性材料と、
（ｂ）必要なイオン送信率を得るための電気活性可溶性材料と、
（ｃ）第１層及び第２層を第３層に接着するための必要粘度を得るための水溶性高分子と、を備える。
【００３３】
本発明の実施の形態によれば、
トランスポンダを作動するための電池を提供すること、
問い合わせ用装置から送信されるＲＦ問い合わせ用放射線を後方散乱するためにアンテナを構成すること、
電池が第１の平面に指向され、アンテナが第１の平面と異なる第２の平面に指向されるように、前記トランスポンダを物体の隅部周辺に付設可能に構成された基材上に、アンテナ及び電池を配置すること、
を含む、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダを製造する方法も、提供される。
【００３４】
本発明の実施の形態によれば、
問い合わせ用装置から第１の出力レベルで問い合わせ用放射線を受信して、第１の出力レベルの７５％より大きい第２の出力レベルで問い合わせ用放射線を後方散乱するようにアンテナを構成すること、
情報を含んでいるコードを格納すること、
後方散乱された放射線上へ情報を調整するためにコードに応じてアンテナの放射特性を変化させること、
を含む、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダからの情報送信方法が、更に提供される。
【００３５】
実施の形態において、第２の出力レベルは、第１の出力レベルの９５％より大きい。
【００３６】
本発明の実施の形態によれば、
基材を提供すること、
ラジオ波放電（ＲＦ）放射線を後方散乱するために適しているアンテナを基材上に付設すること、
集積回路（ＩＣ）を基材に付設して、後方散乱された放射線上へ情報を調整するために、アンテナの放射特性を変化させるためにＩＣを連結すること、
トランスポンダを駆動するための電力を提供するように、電池を基材の表面に印刷すること、
を含む、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダを製造する方法が、追加的に提供される。
【００３７】
実施の形態において、電池を印刷することは、電池層材料を含むそれぞれのインクを用いてコフェイシャルの構成及びコプラナーの構成のうちの少なくとも１つに１つ以上の電池層を印刷することを含む。他の実施の形態では、層材料は、亜鉛、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）及び塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）の少なくとも１つを含む。
【００３８】
さらにもう１つの実施の形態において、電池を印刷することは、
第１の電極層を基材の表面に印刷すること、第１の電極層上に電解質を塗布すること、第１の電極層の電解質上のセパレータ層を付設すること、を含む、第１の電池アセンブリを形成すること、
第１の電極層に対して反対極性の第２の電極層を第２の基材上に印刷すること、第２の電極層上に電解質を塗布すること、を含む、第２の電池アセンブリを形成すること、
第１の電極層及び第２の電極層が積層されて第２の電極層の電極がセパレータ層にコフェイシャルに当接するように、第１の電池アセンブリ及び第２の電池アセンブリを結合すること、を含む。
【００３９】
さらに他の実施の形態では、アンテナを付設することは、アンテナを基材に印刷することを含む。他の実施の形態では、ＩＣは有機ポリマーＩＣを含み、そして、ＩＣを付設することは、ＩＣを付設するために印刷技術を使用することを含む。追加的に、又は、代換的に、アンテナ及びＩＣを付設すること、及び、電池を印刷することは、全体に印刷可能なトランスポンダを印刷することを含む。
【００４０】
本発明の実施の形態によれば、
トランスポンダでＲＦ放射線の存在を検出すること、
検出されたＲＦ放射線によって運ばれる信号を分析すること、
エネルギー消費を減らすために、分析された信号に応じて、トランスポンダの部品を漸次起動させること、
分析された信号に基づいてトランスポンダにＲＦ放射線の関与度を評価すること、
関与度に基づいて、トランスポンダがＲＦ放射線に反応することを可能にすること、
を含む、リーダートークファーストの（ＲＴＦ）プロトコルに従って作動するラジオ波放電（ＲＦ）トランスポンダの電池からのエネルギー消費を抑制するための方法も、提供される。
【００４１】
本発明の実施の形態によれば、
ＲＦ問い合わせ用放射線をＲＦトランスポンダに発信して、問い合わせ用放射線に応じて、ＲＦトランスポンダから後方散乱−変調された放射線を受信してデコードするように構成される、少なくとも１つの問い合わせ用装置と、
少なくとも１つのラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダと、を備え、
前記ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダは、
トランスポンダを作動するための電力を提供するために結合されている、少なくとも１つの電池と、
少なくとも１つの問い合わせ用装置から問い合わせ用放射線を受信して後方散乱するために配置される、少なくとも１つのアンテナと、
情報を含んでいるコードを格納するために配置されて、後方散乱された放射線上へ情報を調整するために、コードに応じてアンテナの放射特性を変化させるために、電池によって提供されるエネルギーのみによって電力を供給される、集積回路（ＩＣ）と、
後方散乱され変調された放射線から少なくとも１つの問い合わせ用装置によってデコードされた、処理データのための少なくとも１つのデータ処理デバイスと、
を含む、電波方式認識（ＲＦＩＤ）システムは、更に提供される。
【００４２】
本発明の実施の形態によれば、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダから情報を送信するためのアンテナは、追加的に提供される。アンテナは、問い合わせ用装置から第１の出力レベルでＲＦ問い合わせ用放射線を受信して、第１の出力レベルの７５％より大きい第２の出力レベルで後方散乱するように構成され、アンテナは、後方散乱された放射線上へ情報を調整するためにトランスポンダによって制御可能である、可変的な放射特性を有する。実施の形態において、第２の出力レベルは、第１の出力レベルの９５％より大きい。
【００４３】
本発明の実施の形態によれば、
エネルギー消費を減らして、分析された信号に基づいてトランスポンダにＲＦ放射線の関与度を評価して、関与度に基づいて、トランスポンダがＲＦ放射線に反応することを可能にするように、トランスポンダでＲＦ放射線の存在を検出して、検出されたＲＦ放射線によって運ばれる信号を分析して、分析された信号に応じてトランスポンダの部品を起動させるために、配置される、状態機械と、
分析された信号に応じて、トランスポンダの所定の部品を起動させるためにタイムアウト状況を評価するために配置される、１つ以上のタイムアウト回路と、
を備える、ラジオ波放電（ＲＦ）トランスポンダの電池からのエネルギー消費を抑制するための省エネルギー型回路も、提供される。
【００４４】
本発明の実施の形態によれば、
トランスポンダを作動するための電力を提供するために結合されている、少なくとも１つの電池と、
問い合わせ用装置からのＲＦ問い合わせ用放射線を受信して後方散乱するように構成される、少なくとも１つのアンテナと、
情報を含むコードを格納するために配置され、後方散乱された放射線上に情報を調整するように、コードに応じてアンテナの放射特性を変化させるために、問い合わせ用放射線からの余剰の出力及び電池によって提供されるエネルギーの少なくとも１つで出力される、アンテナの放射特性を変化させるために集積回路（ＩＣ）と、
を含む、ラジオ周波数（ＲＦ）トランスポンダは、更に提供される。
【００４５】
本発明は、その実施の形態の以下の詳細な説明から、図面を参照して、より完全に理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
［システム記述］
図１は、本発明の実施の形態における、ＲＦＩＤシステム２０を絵によって例示する線図である。この実施の形態のシステム２０は、これに限定されるものではないが、倉庫在庫品のトラッキング（追尾）システムである。ここで、パッケージ２４のような対象物は、倉庫内で格納され、トラッキングされる。ＲＦトランスポンダ２８は、概してタグ又はラベルの形で、付着されるか又は、各パッケージ２４に一体的に形成されている。本明細書で用いられる用語「トランスポンダ」は、例えばタグ、ラベル、ステッカ、バンド、スマートカード、ディスク又は硬貨、ガラストランスポンダ、プラスチックハウジングトランスポンダ、時計型トランスポンダ及びこれらの任意の組み合わせといったトランスポンダ形態を含むが、これらに限定されるものではない。この用語は、任意の寸法、厚み、外形及び形状のトランスポンダデバイスを含む。この用語は、これに限定されないが物体のパッケージに組み込まれるか又は物体又は製品自体に組み込まれるような、デバイス統合型及び非統合型デバイスを含む。この用語は、これに限定されないが印刷技術を含む任意の適切な技術によって作られる、トランスポンダを含む。
【００４７】
パッケージ２４及び／又はトランスポンダ２８に関する情報を含むコードは、生成されて、トランスポンダ２８のメモリに格納されうる。一般的に言って、コードは、トランスポンダ２８からリーダー３２に送信すべき任意の情報も含む。例えば、情報は、パッケージ２４を確認するＩＤ番号を含みうる。追加的に、又は、代換的に、コードは、トランスポンダに連結されたセンサで測定されるデータ又はリーダー３２に発信すべき他の任意のデータも含みうる。
【００４８】
例えばリーダー３２といった問い合わせ用装置は、その情報について問い合わせるために、ＲＦ問い合わせ用放射線をトランスポンダ２８に発信する。概して、問い合わせ用放射線は、横波電磁波（ＴＥＭ）を含む。問い合わせ用放射線は、例えばリーダーの識別又は問い合わられたトランスポンダの識別といったトランスポンダに発信される問い合わせ用データを含みうる。トランスポンダは問い合わせ用放射線を受信して、詳細を後述する方法を用いて後方散乱された応答ＲＦ放射線上にそのコードを調整することによって応答する。リーダーは、後方散乱された放射線を受信して、トランスポンダによって送信されるコードを復調する。コードの情報は、処理装置３６に発信されうる。例えばリーダー及び処理装置の間に照準線がない設備の実施の形態などの、いくつかの実施の形態では、少なくとも１つのリピータ４２が、リーダー３２及び処理装置３６との間に通信するために用いられうる。
【００４９】
図１の実施の形態において、フォークリフトが、格納される新規なパッケージ２４を担持して倉庫に入っていることが分かる。リーダー３２は、この実施の形態においてゲートリーダーとして構成され、処理装置３６によって整備される在庫品のデータベースを新しく到着するパッケージに自動的に更新するために、パッケージ２４に付着されたトランスポンダ２８に問い合わせる。
【００５０】
図１に示される構成は、単に概念上の明快さのために選択されている、典型的なＲＦＩＤ用途である。システム２０は、他の任意のＲＦＩＤシステムも含みうる。ここで、ＲＦＩＤトランスポンダはトラッキングされた物体に結合されている。システム２０は、例えば、容器トラッキングシステム、自動料金支払システム、図書館の書籍トラッキングシステム、空港手荷物トラッキングシステム、スーパーマーケットの自動のキャッシャー、動物のタグ付け、これらに限定されないが病院の乳児トラッキング又は軍隊トラッキングといった人間のトラッキング、チェーン経営、アクセス管理、遺産管理、総遺産可視性、ライセンシング、製品のハンドシェイク、ロジスティックス管理、移動及び窃盗アラームを含みうる。本発明のシステム２０は、移動中においてのみならず、倉庫及び家畜一時置場にあるときに、資産、パッケージ、容器及びパレットをモニタするために用いられうる。
【００５１】
システム２０は、概して複数のトランスポンダ２８を含み、複数のリーダー２４及び／又は複数の処理装置を含みうる。リーダー３２及びトランスポンダ２８は、任意の適切なプロトコルも使用して通信しうる。典型的なプロトコルは「クラス−１ Generation-２ UHF RFID Conformance Requirements Specification v.1.0.2」という名称のEPCglobal仕様において規定されているこのプロトコルは、www.epeglobaline.org/standardstechnology/specifications.htmlで利用可能である。他の典型的なプロトコルは、「Radio Frequency Identification for Item Management - Part 6: Parameters for Air Interface Communications at 860MHz to 960MHz」の名称で、国際標準化機構（ＩＳＯ）によって発行された、ISO 18000-6：2004スタンダードである。ISO/IEC 18000-6：2004スタンダードは、www.iso.orgで利用可能である。
【００５２】
トランスポンダ２８の作動モード及び各モードの機能性は、例えば前述のEPCglobal及びISO specificationといった、任意の適切なプロトコル、スタンダード又はインターオペラビリィティインタフェースに従って定められうる。
【００５３】
いくつかの実施の形態では、システム２０は、複数のリーダー３２を含みうる。複数のリーダーは、同期型であってもよく、又は非同期型であってもよい。複数のリーダーは、単一の処理装置３６に、又は、複数の処理装置に接続しうる。複数のリーダーからの問い合わせ用放射線によって、相互の干渉問題が生じうる。いくつかの実施の形態では、システム２０のリーダー３２は、相互干渉性を回避するために、「リッスンビフォートーク」プロトコルを使用しうる。追加的に、又は、代換的に、リーダー３２は、公知のように、干渉を最小化するための同期型又は非被同期型の周波数ホッピングを使用しうる。
【００５４】
リーダー３２及び処理装置３６は、任意の適切な有線又は無線接続手段を用いて通信しうる。システム２０が任意のＲＦＩＤ用途でも用いられうるが、後述する方法及びデバイスは、特にトランスポンダ２８及びリーダー３２との間に比較的長い距離を必要とするＲＦＩＤ用途に適している。加えて、システム２０は、トランスポンダ及びリーダー間の通信経路が例えば油、液体及び金属のような材料によって遮断される環境といった、様々な興味深い環境において用いられうる。
【００５５】
本願明細書において記載されているトランスポンダ２８は、電動補助後方散乱ＲＦＩＤトランスポンダである。用語「後方散乱トランスポンダ」は、応答放射線が後方散乱効果によって発生することを意味する。この場合において、問い合わせ用放射線のＲＦエネルギーの一部は、リーダーへトランスポンダアンテナから反射される。更に、トランスポンダ２８は、後方散乱された放射線を送信するために必要なＲＦエネルギーを発生させるための内部電池から電流を引き出さない。従って、電池の、そして、トランスポンダの寿命（期間）を延長する。
【００５６】
用語「電動補助トランスポンダ」（時々、「セミアクティブ（半能動）」か「セミパッシブ（半受動）」トランスポンダとも呼ばれる）は、トランスポンダ２８を作動させるために必要な出力が、内部電源（例えば電池）から生じていることを意味している。対照的に、パッシブトランスポンダは、内部電源を利用しない。パッシブトランスポンダのトランスポンダ回路を駆動するためのエネルギーは問い合わせ用放射線から生じ、通信距離を大きく減らす。
【００５７】
他のトランスポンダは、「アクティブトランスポンダ」と呼ばれ、応答放射線を発生させるための内部電池の力を使用する。この構成はトランスポンダの通信距離を延長しうる一方、アクティブトランスポンダの電力消費は電動補助トランスポンダと比較して著しく高い。より高い電力消費は、概して、アクティブトランスポンダの寿命が著しく短くなるか、又はより大きな電池を考慮に入れるために著しく大きいサイズを有しうることを意味する。より大きな電池も、トランスポンダのコストを増す。
【００５８】
背景技術においてセミアクティブトランスポンダを記載した。この従来のセミアクティブトランスポンダにおいて、アンテナによって受信される問い合わせ用放射線のいくらかのエネルギーはトランスポンダへ移されるか、吸収されるか、又はさもなければ後方散乱に利用できなくされる。この種の構成が後方散乱に利用できるエネルギーを減らすので、トランスポンダの通信距離はしたがって減少している。しかしながら、本願明細書において記載されている実施の形態で、トランスポンダの制御回路は、内部電池だけによって駆動する。電池が必要なエネルギーを供給することが可能な限り、問い合わせ用放射線のエネルギーはトランスポンダに電力を供給するために用いない。実質的に、アンテナによって受信される問い合わせ用放射線のエネルギーの全ては、このように後方散乱に利用できる。従って、本願明細書において記載されている構成は、トランスポンダ及びリーダーとの間の後方散乱通信距離を最大にする。
【００５９】
トランスポンダ２８は、トラッキングされた物体に取り付けられるタグ又はラベルという形態をとることができる。あるいは、場合によっては、トランスポンダは、トラッキングされた物体自体の一部として組み込まれてもよい。他の場合には、トランスポンダは、スマートカードに埋め込まれうる。さらにあるいは、必要に応じて、システム２０のその機能性によって、トランスポンダは、他の任意の適切な構成で形成され、パッケージされうる。典型的な機械的構成は、下記の図８に示される。同図において、トランスポンダ２８は可撓性ラベルとして形成される。トランスポンダ２８は、低コストで製造でき、従って、使い捨てでもよい。
【００６０】
いくつかの実施の形態では、トランスポンダ２８は、約−２０℃〜約６５℃の温度域で、そして、約５％から約９５％の非結露湿度域で、作動するように構成される。いくつかの実施の形態では、トランスポンダ２８は、液体及び他の耐腐食的な材料に対して耐性を示す。いくつかの実施の形態では、トランスポンダ２８は、吸収性のＲＦ及び反射材料がある場合には、パッシブトランスポンダと比較して改良された通信を容易にする。
【００６１】
トランスポンダ２８に格納されるコードは、任意の適切な構造も、標準又は慣例に適合されうる。例えば、コードは、EPCglobalによって開発されている産業駆動標準規格、Electronic Product CodeTMに対応しうる。そして、この標準規格に関する詳細は、www.epeglobaline.orgに見られる。典型的な製品識別仕様は、EAN.UCC標準規格である。この標準規格に関する詳細は、www.ean-ucc.orgで利用できる。いくつかの実施の形態では、問い合わせプロセスの一部として、リーダー３２は、コードを読むことに加えて、トランスポンダ２８に入力データを書込むことができる。書込まれたデータは、同じリーダーによって、又は、続く問い合わせにおける異なるリーダーによって後で読込まれうる。
【００６２】
いくつかの実施の形態では、問い合わせ用放射線及び後方散乱された放射線は、概して約３００及び約３０００ＭＨｚの間の、極超短波（ＵＨＦ）範囲において送信される。但し、マイクロ波のような他の適切なより高い又は低い周波数範囲も用いられうる。本願明細書において、本願明細書において開示される本発明をＵＨＦバンド中での作動に制限するものではない。特定の振動数の選択は、国家のスペクトル配分及び他の調整で機能的な制約に依存しうる。例えば、典型的な周波数の範囲は、ヨーロッパの約８００−９００ＭＨｚの範囲で、そして、北アメリカの約９００−９５０ＭＨｚの範囲である。いくつかの実施の形態では、同じトランスポンダは、地理学に応じて、異なる振動数帯において操作可能に構成されうる。このように、本発明は、世界中での継ぎ目のない（シームレスな）作動を直ちに容易にする。
【００６３】
リーダー３２が情報又は他の命令をトランスポンダに発信するときに、送信には任意の適切な変調形式（例えば振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）、周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）、単側波帯（ＳＳＢ）、両側波帯（ＤＳＢ）、及び、位相シフトキーイング（ＰＳＫ）の変調）が使用されうる。
【００６４】
図２は、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤシステム２０の詳細に関して概略的に示すブロック図である。トランスポンダ２８は基材４８を含み、この基材４８は、さまざまなトランスポンダ部材を載置するためのベースとして機能する。アンテナ５２は、リーダー３２によって送信された問い合わせ用放射線を受信して後方散乱する。いくつかの実施の形態では、トランスポンダは、受信可能範囲（カバレッジ）の改良のために、２つ以上のアンテナを含みうる。
【００６５】
集積回路（ＩＣ）５６、概して特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）は、トランスポンダ２８のさまざまな処理及び論理関数を実行する。いくつかの実施の形態では、ＩＣ５６のいくつかの機能は、トランスポンダ製造処理の一部として、基材４８に配置されている個別部品を使用して行う。
【００６６】
集積回路５６は、電池６０によって駆動する。問い合わせ用放射線のＲＦエネルギーは、典型的にＩＣ５６の探知器／復調器６２によって、検出されて、増幅されて、フィルターに通されて、復調される。この種のデータがリーダー３２によって送信される場合、探知器／復調器６２は問い合わせ用放射線の存在を検出して、問い合わせ用データを復調する。雑音（クラッタ）、バックグラウンドノイズ及び／又は干渉がある場合には、問い合わせ用放射線の存在を検出するために、探知器／復調器６２は、公知技術の定アラームレート（ＣＦＡＲ）技術又は他の任意の適切な方法も使用しうる。いくつかの実施の形態では、探知器及び復調器は、１つの回路において一体的に形成されうる。あるいは、探知器及び復調器は、別々の部材を用いてもよく又はいくつかの部材を共有してもよい。
【００６７】
コントロールモジュール６４は、探知器／復調器６２から、概して問い合わせ用放射線及び任意に復調された問い合わせ用データの存在に関する指示を受信する。上記記載の通り、コントロールモジュール６４は、メモリ６６に以前から保存されているトランスポンダコードを検索して、モジュレータ６８にコードを送る、したがって、アンテナ５２からリーダー３２に後方散乱されるＲＦ放射線を調整する。
【００６８】
電池６０は、１つ以上の適切なエネルギー源を含みうる。電池は、供給電圧を増加するか又はさもなければ制御するように構成される回路を任意に含みうる。いくつかの実施の形態では、電池６０は、少なくとも１つの薄い可撓性の電池（例えばPower Paper社（Petah-Tikva, Israel）によって製造される電池）を含む。この種の薄い可撓性の電池は、例えば、米国特許第5,652,043号明細書、第5,897,522号明細書及び第5,811,204号明細書に記載され、これらの開示は本願明細書に参照として組み込まれている。さらなる詳細は、www.powerpaper.comで見出されうる。この種の薄い電池は、典型的に厚さ１ｍｍ未満である。
【００６９】
いくつかの実施の形態では、トランスポンダは、典型的に厚さ１ｍｍ未満で、２５ｍｍ未満のベンディング半径を有する。いくつかの実施の形態では、トランスポンダは、厚さ０．６ｍｍ未満である。いくつかの実施の形態では、トランスポンダは、５０ｍｍ未満のベンディング半径を有する。
【００７０】
いくつかの実施の形態では、薄い可撓性の電池は、第１の不溶性負極、第２の不溶性正極、及び、負極及び正極との間に配置されている電解水溶液を含む。電解質層は、概して、（ａ）常に開放蓄電池を湿潤に保つための融解性材料、（ｂ）必要とされるイオン伝導度を得るための電気活性可溶性材料、（ｃ）電解質を電極に付着するために必要な粘度を得るための水溶性高分子、を含む。いくつかの実施の形態では、２枚の電極層及び電解質層は、コフェイシャルの構成に典型的に配置される。あるいは、２枚の電極層及び電解質層は、コプラナーの構成に配置されてもよい。結果として製造される電池は、トランスポンダをより薄型に容易にすることができる。
【００７１】
他の実施態様において、米国特許出願公開第20030165744号明細書で記載されているように、電池６０は薄い可撓性の電池を含む（この開示は本願明細書に参照として組み込まれている）。
【００７２】
いくつかの実施の形態では、以下に詳述するように、電池６０が上記の薄い可撓性の電池であるとき、電池の異なる層はトランスポンダ製造処理の一部として基材４８上に堆積される。代わりの実施の形態では、前もって組み立てられた薄い可撓性の電池が、基材４８に付設されるか又は取り付けられる。
【００７３】
いくつかの実施の形態では、電池６０は、電池の寿命を増加させるために、不活性化状態に保たれうる。このようなケースは、製造されているがまだ使用中ではない、トランスポンダ２８に対して好適でありうる。限定的ではないが電池上方のタブの使用のような、不活性化状態を促進する任意の適切な方法も、用いられうる。
【００７４】
いくつかの実施の形態では、コントロールモジュール６４は、周縁ロジック及びメモリに連結された適切なソフトウェアを作動させるマイクロコントローラコアを含む。代換的に、又は、追加的に、コントロールモジュール６４は、ＩＣ５６の一部としてハードウェアにおいて行う論理関数及び管理機能を含みうる。メモリ６６は、任意の適切な不揮発性も又はバッテリバックアップメモリ（例えば電子的に消去可能な書込み可能読出し専用メモリ（Ｅ２ＰＲＯＭ））を含みうる。バッテリバックアップメモリは、その低い使用電圧及び電流、並びに低コストのため時に有利である。
【００７５】
いくつかの実施の形態では、メモリ６６は、読込みメモリセクション６７及び書込みメモリセクション６９を含む。読込みメモリセクション６７において、モジュール６４がコードを格納して、リーダーへの送信中に、コードを読込む。書込みメモリセクション６９において、リーダーからトランスポンダに送信されるデータを格納するために使われる。いくつかの実施の形態では、読込み及び書込みメモリセクションは、電池６０から引き出されるエネルギーを減らすために、必要に応じて、独立的に始動及び停止されうる。
【００７６】
いくつかの実施の形態では、コードは、ＩＣ作製処理の一部として、又は、トランスポンダ製造処理の一部として、永久的にメモリ６６に書込まれる。他の実施態様において、コードは、作動中において、リーダー３２によって書込まれて修正されてもよい。いくつかの実施の形態では、メモリにコードを書込むことには、パスワード又は適切なセキュリティコードの使用が要求される。モジュレータは、アンテナ５２からリーダー３２に後方散乱された、後方散乱放射線上に検索されたコードを調整する。変調方法は、以下に詳述する。
【００７７】
いくつかの実施の形態では、トランスポンダ２８は、リーダーに対するトラッキングされた物体の、及び／又は、トランスポンダのアイデンティティを検査するための、認証及び／又は暗号化手段を含む。
【００７８】
ＩＣ５６は、省エネルギー型モジュール７０を含んでもよい。モジュール７０は、電池６０から引き出される電流を最小化してその寿命を延長するために、トランスポンダの作動モードに従って、トランスポンダ２８の異なるハードウェア機能及び部材を使用可能及び使用不能にする。モジュール７０は、電池６０の状態を評価するための電池状態表示器７２を使用しうる。モジュール７０は、状態機械を使用しているハードウェア、ソフトウェア又は両方の組合せとして典型的に提供される。モジュール７０の動作は、下記の図６Ａ、図６Ｂ及び図７において、詳細に示されている。
【００７９】
いくつかの実施の形態では、ＩＣ５６は、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）７４を含む。いくつかの実施の形態では、トランスポンダは、ＲＴＣを読込んで、タイムスタンプをリーダーに送られるコードに加える。いくつかの実施の形態では、トランスポンダ２８は、１つ以上の外界センサ７８を使用している１つ以上のローカル状況を検出する。例えば、センサ７８は、トランスポンダ２８付近での温度又は他の環境条件を検出しうる。センサ７８は、移動センサ、タンパーセンサ、衝撃／振動センサ、湿度センサ、放射線センサ、化学センサ、ガス又は臭気センサ、重量センサ、薬（麻薬）センサ、爆発物センサ又は他の任意の適切なセンサを含んでもよい。
【００８０】
いくつかのセンサ７８は、デジタル又は離散的な出力を有しうるが、他のセンサはアナログ出力を有してもよい。いくつかの実施の形態では、ＩＣ５６は、アナログセンサの出力のサンプルをとって、サンプルされた値をコントロールモジュール６４に提供するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）７６を含む。場合によっては、例えば温度センサといった少なくとも１つのセンサは、ＩＣに内部的に提供されうる。いくつかの実施の形態では、少なくとも１つのセンサは、ＩＣ５６に外部的に提供されうる。
【００８１】
いくつかの実施の形態では、センサ７８及びＲＴＣ７４の情報は、時間依存アラーム状態を提供するために結合される。例えば、局部温度が所定期間中に予め定められた閾値を上回っている場合、ＩＣ５６はアラームをリーダーに報告しうる。報告されたアラームは、イベントの時間を示しているタイムスタンプを含んでもよい。いくつかの実施の形態では、トラッキングされた物体がリーダー通信距離の外側にある一方、センサ測定値のプロファイルはメモリ６６に時間とともに記録されうる。時間−温度プロファイルのようなセンサプロファイルは、例えば肉食品パッケージ、医薬品、薬及び他の任意の熱感知必需品といった用途で重要である。いくつかの実施の形態では、コントロールモジュール６４は、リーダーから受信される命令に従うトラッキングされた物体の部品を活性化、非活性化、さもなければ制御をすることもできる。
【００８２】
トランスポンダ２８は、限定されるものではないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）といったディスプレイ（図示せず）を任意的に備えうる。ディスプレイは、限定されるものではないがカラー変化エレメントといった表示エレメントを備えても良い。１つの非限定的な実施の形態において、表示器は、製品の終了の場合、又は、温度のような環境条件が指定の制限値を上回った場合に、色の変化を直ちに促進しうる。
【００８３】
いくつかの実施の形態では、ＩＣは、電源投入時リセット（ＰＯＲ）及びウォッチドッグタイマ（ＷＤ）モジュール８０を含む。電力が印加されるときに、ＰＯＲは概してコントロールモジュール６４をリセットする。ウォッチドッグタイマは、特定のソフトウェア故障シナリオでコントロールモジュール６４のマイクロコントローラが用いられる場合に、概してコントロールモジュール６４のマイクロコントローラをリセットする。
【００８４】
いくつかの実施の形態では、ＩＣ５６の機能は、２つ以上の用途に特定された部材、又は汎用目的の部材によって実行されることもできる。
【００８５】
図３Ａ−３Ｃは、本発明の実施の形態による、アンテナ５２の異なる典型的な実施態様に関して概略的に示す線図である。概して、選択されるアンテナのタイプ、同じくその構成及び寸法は、動作周波数に、そして、所望のサイズ及びトランスポンダの形状に依る。アンテナ５２は、トランスポンダ２８の特定の構成に応じて、モノポール、ダイポール、パッチ、アレイ又は他の任意の適切なアンテナの種類を含んでもよい。いくつかの実施の形態では、アンテナの部分は、基材４８上の割当られたスペースの中で適合するために、曲げられてもよく、さもなければ、指向されてもよい。
【００８６】
図３Ａは、給電ポイント９２で供給される曲げ先端部を有する２つのエレメントを含む典型的なダイポールアンテナ９０を示す。この実施の形態において、９００ＭＨｚの振動数で最大限後方散乱して最大限の変調度を与えるように最適化され、各エレメントは長さ１０２ｍｍであって、そのうちの４２ｍｍは９０°の角度で曲げられる。代わりの例示的実施態様において、ここでも９００ＭＨｚで作動するように最適化され、各エレメントの全長は依然１０２ｍｍであるが、曲げ部分はより長く、例えば６７ｍｍである。代わりの実施の形態では、異なる全長及び異なる曲げ部分の長さは、所望のトランスポンダサイズに適合するために用いられうる。基材４８上で充分な長さが利用可能な場合、曲げ先端部の無い真直ぐなダイポールが使用されてもよい。
【００８７】
図３Ｂは、アクティブエレメント（能動素子）９４及びグランドプレーン（接地面Ｓ）９６を含む典型的なモノポールアンテナを示す。給電ポイント９２は、エレメント９４及びグランドプレーン９６との間の、アクティブエレメントの底部に位置する。エレメント９４の全長は、９００ＭＨｚの振動数での後方散乱及び変調度を最大化させるために、再度１０２ｍｍである。ダイポールアンテナ９０と同様に、トランスポンダ２８の割当られた形状内に適合するために、モノポールアンテナのアクティブエレメント９４の先端部は、曲がっていることが分かる。充分な長さが利用できる場合、曲げ量の異なるもの、特に曲げ部分の無い真直ぐなモノポールも、使用されうる。
【００８８】
アンテナ５２は、蒸着方法又は公知技術の他の任意の適切な方法を用いて金属製箔を使用して電気伝導インクを印刷することによって、例えば厚膜堆積方法、プリント回路基材（ＰＣＢ）製造方法、エッチングプロセスといった任意の適切な方法を用いて基材４８上に堆積されうる。
【００８９】
図３Ｃはトランスポンダ２８の代替配置構造を示す。ここで、トランスポンダ２８の部材は、パッケージ２４の２つの異なる表面に位置している。いくつかの実用的なケースにおいて、トランスポンダ全体に適合するには狭すぎるパッケージ（又は他の物体）の幅狭の表面９７上に、アンテナ５２を位置させることが所望される。例えば、トランスポンダの適合には十分の広さであっても、表面９８は、時として、アンテナ５２の放射パターンを妨げる金属材料で作製されている。この種の典型的な２つのケースは、コンパクトディスク（ＣＤ）パッケージ及びある種の薬物パッケージである。他のケースにおいて、トラッキングされた物体は、トランスポンダ全体に適合するために十分広い任意の表面も含むことができない。
【００９０】
これらの場合、トランスポンダ２８は、パッケージ２４の隅部周辺を覆うように搭載されうる。図に示すように、トランスポンダは、パッケージの２つの異なる表面に取り付けられる。後述するように、アンテナ５２及び電池６０を含む、基材４８及びトランスポンダ２８の他の層は概して、図示される又は他の任意の適切な方法において隅部周辺を覆うのに（包まれるのに）十分な可撓性を有する。これによって、放射パターンの改良を容易にできる。図３Ｃの実施の形態において、アンテナ５２（この場合まっすぐなダイポールアンテナ）は、ＩＣ５６と共に幅狭の表面９７に位置する。電池６０は、表面９８に位置して、ＩＣに相互接続する。他の実施態様において、ＩＣは、アンテナから分離されてもよく、電池と同じ表面に位置してもよい。
【００９１】
いくつかの実施の形態では、トラッキングされた物体の一部は、アンテナ５２又はその一部として機能しうる適切な材料から作られうる。１つの非限定的な実施の形態において、トランスポンダ２８が取り付けられる金属枠箱の一部分が、放射エレメントとして、又は、アンテナのグランドプレーンとして使われうる。
【００９２】
トランスポンダ２８のアンテナ５２を設計するときに、アンテナ放射パターンが球状パターンにできるだけ間近であることが典型的に望ましい。球面放射パターンによって、リーダーは、指定の交信距離内における、任意の方向からトランスポンダと通信しうる。いくつかの実施の形態では、アンテナ５２は、リーダーアンテナの方向に対して任意の位置にもおいて作動しうるように、鈍い方向感受性を有している。アンテナ放射パターンの空白によって概して「死角」が生じる。この場合、リーダー及びトランスポンダ間の通信距離は著しく縮小している。以下に記載されているように、いくつかの実施の形態では、アンテナ５２は後方散乱変調の間、最大のＲＣＳ及び最大変調度（ΔＲＣＳ）を提供するために最適化される。
【００９３】
図４Ａは、本発明の実施の形態に従う、アンテナ５２の３Ｄ放射パターン１００を概略的に示す線図である。図は、上述の図３Ｂにおいて例示されるモノポールアンテナの放射パターンをプロットしている。三次元スペースにおける各角度方向に対して、このプロットは、リーダー３２及びトランスポンダ２８との間で達成可能な読出範囲を示す。多くの実用的な実施態様において、真に球形の放射パターンは、達成するのが困難で、しばしばゲインの著しい損失をもたらす。いくつかの実施の形態では、例えばパターン１００のようなドーナツ形のパターンは、良好な近似と典型的に考えられる。
【００９４】
図４Ｂは、本発明の実施の形態による、モノポールアンテナの範囲に関して概略的に示すグラフである。プロット１０２は、各通信距離につき、図４Ａの放射パターンによってカバーされる三次元角度のパーセンテージを示す。例えば、６．７ｍの通信距離で、三次元の９５％の角度がカバーされる。換言すれば、リーダー３２及びトランスポンダ２８間の距離が６．７メートルであるときに、通信は、リーダー方向で９５％利用可能である。１９．３メートル離れた距離では、この方向の略３０％がカバーされる。
【００９５】
［後方散乱変調］
トランスポンダ２８は、リーダーに発信される後方散乱された放射線上へコードを調整するための後方散乱変調を使用する。アンテナ５２上へ照射された（問い合わせ用放射線の）全ＲＦ出力と、アンテナ５２から後方散乱された全ＲＦ出力との比率は、アンテナ５２のＲａｄａｒ断面積（ＲＣＳ）と呼ばれる。
【００９６】
トランスポンダ２８のモジュレータ６８は、リーダーに発信されることを目的とする情報を表す、シリアルバイナリーシーケンスをコントロールモジュール６４から受信しうる。モジュレータは、このバイナリーシーケンスに応じて、アンテナ５２のＲＣＳを調整する。その結果、後方散乱された放射線の振幅は、この調整に従って調整される。アンテナＲＣＳを調整するときに、任意の適切なビット伝送速度も使用されうる。例えば、前述のEPCglobal仕様は、トランスポンダからリーダーへのリンクに対して４０−６４０ｋｂｐｓの範囲のビット伝送速度を定める。他の用途では、約１−３ｋｂｐｓの範囲で、下部のビット伝送速度を使用する。あるいは、他の任意の適切なビット伝送速度も、使用されうる。
【００９７】
以下に詳細に後述するように、問い合わせ用放射線がトランスポンダによって検出されないときに、コントロールモジュール６４及びモジュレータ６８は典型的に不活化される。特に、後方散乱変調は、問い合わせ用放射線がある場合にだけ、実行される。リーダー３２は、後方散乱−変調放射線を受信して、コードを復調及び引き出して、処理装置３６に情報を送り届ける。
【００９８】
概して、モジュレータ６８は、「ＲＣＳ高」及び「ＲＣＳ低」（コードを表す１及び０のバイナリーシーケンスに対応する）と呼ばれる２値間で、ＲＣＳを切り替える。概して、モジュレータ６８は、アンテナＲＣＳの値を調整するために、バイナリの振幅シフトキーイング（ＡＳＫ）を使用する。代わりの実施の形態では、モジュレータは、４ＡＳＫ変調の使用といった２以上の値を有するＲＣＳアンテナを調整しうる。
【００９９】
トランスポンダ２８が後方散乱変調を実行するときに、後方散乱された放射線を発生させるために、問い合わせ用放射線のエネルギーだけが使われる。特に、トランスポンダ２８は、後方散乱のために必要なエネルギーを発生させるためでなく、単にアンテナＲＣＳを調整するためにだけ、電池６０の電力を使用する。このようにして、電池の、そして、トランスポンダの寿命を延長する。
【０１００】
概して、モジュレータ６８は、フィードポイント９２でインピーダンスを変化させることによって、アンテナ５２のＲＣＳを変化させる。第１のインピーダンス値は、アンテナから後方散乱される出力の量が最小化されるように、設定される。このように、「ＲＣＳ低」状態が提供される。第２のインピーダンス値は、アンテナから後方散乱される出力の量が最大化されるように、設定される。それによって、「ＲＣＳ高」状態を生じる。一実施の形態において、モジュレータは、アンテナ端子で開回路を提供することによって、「ＲＣＳ高」状態を提供する。開回路状態は、アンテナによって受信される問い合わせ用放射線の出力の実質的に全ての出力を後方散乱させる。従って、トランスポンダ及びリーダー間の通信距離は、最大にされる。
【０１０１】
アンテナ５２のフィードポイントでインピーダンスを制御することによって、モジュレータが、「ＲＣＳ高」及び「ＲＣＳ低」値間の比率と同様に、アンテナのＲＣＳ絶対値を制御することを可能にする。この比率は、ΔＲＣＳ（時として、変調度とも呼ばれる）と表示される。
【０１０２】
いくつかの実施の形態では、アンテナ及びモジュレータは、同時に２つの状況に対応するために、連帯して設計されている。「ＲＣＳ高」状態の後方散乱された出力（また、「後方散乱ゲイン」又は「後方散乱値」と呼ばれる）の量を最大にすることは、トランスポンダ通信距離の最大化を引き起こす。同時に、変調度（ΔＲＣＳ）の最大化で、リーダーは、後方散乱された放射線から確実にコードを復調するために、送信された‘１’及び‘０’を区別しうる。概して、アンテナは、幾何学的な制約及びトランスポンダ２８の利用できるサイズのみの範囲内で最大のＲＣＳ及びΔＲＣＳのために最適化されうる。
【０１０３】
トランスポンダを作動するための問い合わせ用放射線の電力を使用する、背景技術に記載されている、いくつかのパッシブ及び電動補助トランスポンダにおいて、アンテナに接合される回路は、エネルギーを問い合わせ用放射線から調整するか又は、さもないと引き出すための手段も含む。換言すれば、アンテナは、トランスポンダ電源又はエネルギー変換回路によってロードされる。この種のエネルギー変換回路は、概してアンテナ全体の更なる並列抵抗及びキャパシタンスを導入する。そして、これにより、アンテナの後方散乱パフォーマンスが著しく減少する。一方では、トランスポンダ２８は、ＩＣに電力を供給するためのアンテナ５２から、出力を引き出さない。従って、アンテナ５２及びそのマッチング（適合）は、この種の付加的な制約のない最大後方散乱効率及び変調度に対して最適化されうる。
【０１０４】
いくつかの実施の形態では、トランスポンダ２８の後方散乱効率は、７５％より典型的に高く、そして、より多くのケースにおいて９５％である。後方散乱効率は、アンテナから後方散乱される出力全体と、アンテナによって受信される問い合わせ用放射線の出力全体との比率として規定される。換言すれば、９５％の効率の後方散乱効率は、アンテナによって受信される放射線問い合わせ用放射線の出力の５％が後方散乱に利用できず、受信した出力の９５％が後方散乱する、ということを意味している。
【０１０５】
いくつかの実施の形態では、モジュレータは、概してフィードポイント９２又はその付近で、アンテナ端子に動作可能に結合されている固体スイッチを含む。スイッチは、アンテナフィードポイントでアンテナ５２をロードするインピーダンスの値を変えて、このように、前述したように、アンテナのＲＣＳを調整する。
【０１０６】
スイッチ８２は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、ガリウム−砒素スイッチ、ＰＩＮダイオードスイッチ又は他の任意の適切なスイッチング技術を使用して製造されるスイッチ、を含みうる。スイッチの切換時間は、典型的に５０ナノ秒以下である。いくつかのケースにおいて、高ＲＣＳは、ＩＣの入力インピーダンスに低リアル負荷（すなわち低い抵抗）を作製することによって生じうる。低ＲＣＳは、概して、アンテナのインピーダンスに適合する、リアル（抵抗性）負荷をアンテナにロードすることによって得られうる。しかしながら、アンテナの物理的寸法が、達成可能なＲＣＳ値に大きな影響を及ぼす点に注意すべきである。スイッチ８２に対する典型的なインピーダンス値は、以下の通りである。
【表１】
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【０１０７】
半波長アンテナを仮定すると、この種のインピーダンス値によって、略−１ｄＢの「ＲＣＳ高」値、及び、略−２０ｄＢの「ＲＣＳ低」値がそれぞれ生じる。あるいは、他の任意の適切なインピーダンス値も、使われうる。
【０１０８】
アンテナ５２の放射パターンを考慮すると、「ＲＣＳ高」及び「ＲＣＳ低」後方散乱変調によって、アンテナ５２は、任意の角度方向における２つの異なる後方散乱値を有するようになる。トランスポンダ２８及びリーダー３２間の通信距離は、トランスポンダアンテナに対するリーダーの方位角及び仰角によって概して変化する。
【０１０９】
図５Ａ−５Ｃは、本発明の実施の形態による、振動数の関数として、ＲＦＩＤトランスポンダアンテナの「ＲＣＳ高」及び「ＲＣＳ低」後方散乱値を概略的に示すグラフである。図５Ａは、（４２ｍｍの曲げ先端部を有する）図３Ａ上部に示される曲げダイポールアンテナ９０の後方散乱値を示す。プロット１０６は、振動数の関数としてプロットされる、「ＲＣＳ高」状態のダイポール９０の後方散乱値を示す。後方散乱値は、理想的な等方性放射体に比して、ｄＢｉ又はｄＢで表される。プロット１０８は、モジュレータによって「ＲＣＳ低」状態に切り替えられるときに、同じダイポールアンテナの後方散乱値を示す。プロット１０６を検討することで、「ＲＣＳ高」状態における後方散乱ゲインが９００ＭＨｚの動作周波数で略−７．５ｄＢに最大にされるように、アンテナ及びそのマッチングが設計されていることが分かる。プロット１０６及び１０８において、ΔＲＣＳ（特定の振動数でのプロット１０６及びプロット１０８の値間の差分）が９００ＭＨｚでも略４ｄＢで最大にされることが分かる。
【０１１０】
図５Ｂは、６７ｍｍの曲げ先端部を有する曲げダイポールアンテナ９０の後方散乱値を示す。プロット１１０は、「ＲＣＳ高」状態のアンテナの後方散乱値を示し、そして、プロット１１２は「ＲＣＳ低」状態の後方散乱値を示す。また、ゲインは、振動数の関数としてプロットされて、ｄＢｉで表される。図５Ａのように、「ＲＣＳ高」状態における後方散乱が、９００ＭＨｚで略−１２ｄＢに最大化される、ということが分かる。ΔＲＣＳの値は、９００ＭＨｚでも略６ｄＢに最大化される。
【０１１１】
図５Ｃは、上述の図３Ｂに示されるモノポールアンテナの後方散乱値を示す。プロット１１４は「ＲＣＳ高」状態のモノポールアンテナの後方散乱値を示し、プロット１１６は「ＲＣＳ低」状態の後方散乱価値を示す。「ＲＣＳ高」状態におけるΔＲＣＳ及び後方散乱値は、９００ＭＨｚで略−８ｄＢｉ及び７．５ｄＢにそれぞれ最大化される。
【０１１２】
［作動モード及び省エネルギー］
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の実施の形態による、リーダー３２及びＲＦＩＤトランスポンダ２８との間の通信方法に関して概略的に示すフローチャートである。トランスポンダ２８は、ＲＦＩＤシステム２０の一部として、様々な作動モード及びシーケンスにおいて作動しうる。作動モードは、例えば、前述のEPCglobal標準規格といったシステム２０により用いられる特定のプロトコル又は標準規格によって規定されうる。トランスポンダ２８により用いられる作動モードの特定の設定、同じく様々なトリガー又はモード間の移行の条件は、ＩＣ５６のコントロールモジュール６４及び省エネルギー型モジュール７０で典型的に定められる。
【０１１３】
図６Ａ及び図６Ｂは、可能な２セットの作動モードを示しているが、これらは単に実施の形態を明確化するものとして示される。多くの他のモードの規定及びシーケンスは、トランスポンダ２８において、そして、一般のシステム２０で行うことができる。このような規定は、当業者にとって明らかであり、本発明の範囲内であると考えられる。特に、図６Ａ及び図６Ｂは、ＩＣ５６の省エネルギー型モジュール７０の作動を示すのに役立つ。トランスポンダ２８に対して規定される各作動モードに対して、電池６０から引き出される電流を最小化するために、モジュール７０は、トランスポンダ２８の必要なハードウェア機能だけを起動させる。
【０１１４】
省エネルギー型モジュール７０は、トランスポンダが各作動モードに維持可能な最大時間分を決定する中断（タイムアウト）タイマーも備える。これらのタイマーは、通信エラーの発生時といった、概して異常運転条件の下で終了になる。概して、タイムアウト状態が終了になるときに、トランスポンダは、電池６０からほとんど電流を消費しない「スリープモード」に戻る。このようにタイムアウト状況の使用によって、電池６０の寿命が更に延長される。タイムアウト機構は、ハードウェア、ソフトウェア又は両方の組合せにおいて行うことができる。いくつかの作動モードにおいて制御モジュール６４が使用不能であるので、この種の作動モードと関係しているタイムアウトはハードウェアにおいて典型的に行われる。
【０１１５】
一般的に言って、トランスポンダ２８及びリーダー３２は、トランスポンダトークファースト（ＴＴＦ）及びリーダートークファースト（ＲＴＦ）と呼ばれる２つの異なる形態又はプロトコルにおいて操作されうる。ＴＴＦ作動において、トランスポンダが問い合わせ用放射線の存在を検出するときに、概してランダムな間隔で、そのコードを送信し始める。ＲＴＦ作動（時として、インターロゲータトークファースト又はＩＴＦと呼ばれる）において、問い合わせプロセスの一部として、リーダーは、トランスポンダにそのコードを送信するように明示的に指示しなければならない。
【０１１６】
図６Ａは、典型的なＴＴＦ作動の方法を示す。この方法は、待機ステップ１２０で、「スリープモード」のトランスポンダ２８で始まる。検出ステップ１１８及びリーダー検出ステップ１１９で、トランスポンダは、絶えず問い合わせ用放射線の存在をチェックする。このような存在が検出されるまで、トランスポンダはスリープモードのままである。概して、スリープモードであるとき、省エネルギー型モジュール７０は最小のハードウェア機能だけを起動させて、電池６０から最小限の電流を引き出す。モジュール７０の異なる省エネルギー状態及び作動に関する詳細に対して、下記の図７が参照される。トランスポンダがＲＴＣ７４を含むいくつかの実施の形態において、トランスポンダがスリープモードであるときでも、ＲＴＣ７４はトランスポンダ電池によって常に電圧を印加されうる。
【０１１７】
いくつかの実施の形態では、探知器／復調器６２のＲＦ探知器は、ノイズとＴＥＭ放射線とを区別するように構成される。ノイズと信号の検出、区別及び水準測定によって、ＲＦ探知器は、ノイズに対する信号検出基準レベルを変える等といった、その検出感度を直ちに変えることを容易化しうる。このように、ＲＦ探知器は、デバイスがノイズによって作動されないことを確実にして、電池６０からエネルギーの不必要な引き出しを回避する。
【０１１８】
問い合わせ用放射線がステップ１１９で検出されるときに、トランスポンダは、セミアクティブ作動ステップ１２１で、セミアクティブモードに入ることができる。トランスポンダは、セミアクティブ終了ステップ１２２で、セミアクティブタイムアウトが終了したか否かをチェックしうる。タイムアウトが終了すると、トランスポンダはステップ１２０でスリープモードに戻ることができる。
【０１１９】
セミアクティブモードに入った後、読込み起動ステップ１２３で、トランスポンダは、メモリ６６の読込みメモリセクション６７を起動させることができる。読込みメモリは、トランスポンダがメモリ６６からのコードの読込みを可能とするために作動する。コード送信ステップ１２４で、トランスポンダは、メモリ６６からコードを読むことができ、後方散乱変調を使用してコードをリーダーに送信しうる。概して、トランスポンダは、他のトランスポンダからの送信衝突を回避するために、ランダムに又は擬似乱数間隔でコードを送信することを繰り返す。あるいは、他の任意の適切な衝突防止プロトコルも、トランスポンダによって採用されうる。モジュール７０は、コードを送信するための最大時間間隔又は最大繰返数を決定するコード送信タイムアウトカウンタを含んでいる。コード送信タイムアウトが一旦終了すると、トランスポンダはステップ１２０でスリープモードに戻ることができる。
【０１２０】
このコードをリーダーに発信した後、データチェックステップ１２５で、トランスポンダは、リーダーから入ってくる問い合わせ用データについてチェックしうる。この種のデータが存在する場合、問い合わせ受信ステップ１２６で、トランスポンダは問い合わせ用データを受信しうる。問い合わせ用データは、メモリ６６に書込まれる着信データ又はトランスポンダの作動に影響を及ぼす命令を含みうる。
【０１２１】
トランスポンダは、ステップ１２７で、問い合わせ用データがスリープ要求コマンドを含んでいるか否かをチェックしうる。スリープ要求が指示されている場合、トランスポンダはステップ１２０に戻ることができる。トランスポンダは、コード認証チェックステップ１２８で、問い合わせ用データが、リーダーによるコードの受信（ＡＣＫ）及びトランスポンダの機能（「ＩＤ有効」メッセージとも呼ばれる）の完了を承認しているメッセージを含むかどうかチェックしうる。この種の命令が受信されている場合、トランスポンダは、ステップ１２６で、問い合わせ用データをデコードし続けることができる。
【０１２２】
さもなければ、トランスポンダは、書込みチェックステップ１２９で、問い合わせ用データが「書込み」コマンドを含んでいるか否かをチェックしうる。書込みコマンドが検出されて、書込みモードのタイムアウトが終了していない場合、トランスポンダは、書込み起動ステップ１３２で、メモリ６６中の書込みメモリセクション６９を起動しうる。データチェックステップ１３０で、トランスポンダは、リーダーから送信されるシーケンスデータについてチェックしうる。この種のデータが受信されると、書込みステップ１３３で、トランスポンダはメモリ６６にデータを書込むことができる。それから、トランスポンダは、ステップ１２０でスリープモードに戻ることができる。書込みモードチェックステップ１３１でチェックされる書込みモード終了タイマーは、通信失敗の場合には書込みモード期間を制限しうる。
【０１２３】
データが検出されない場合、トランスポンダはステップ１２４に戻ることができ、モジュール７０の終了でセミアクティブモードが終了するまで、データ又はコマンドに対するコード及びチェックを送信し続けることができる。それから、トランスポンダが、ステップ１２０でスリープモードに戻ることができる。
【０１２４】
図６Ｂは、ＲＴＦ作動に特有である代替方法を示す。ＴＴＦ及びＲＴＦ作動の基本的な違いは、ＲＴＦにおいて、リーダーの存在が一旦検出されると、トランスポンダがリーダーに応答して、データ又はコマンドについてチェックを開始するということである。
【０１２５】
この方法は、待機ステップ１２０で「スリープモード」のトランスポンダ２８から開始される。リーダーがリーダー検出ステップ１１９で一旦検出されると、トランスポンダは、セミアクティブ作動ステップ１２１でセミアクティブモードに入ることができる。セミアクティブの満了ステップ１２２によってチェックされるときに、セミアクティブモードのタイムアウトが終了になる場合、トランスポンダは、ステップ１２０でスリープモードに戻ることができる。
【０１２６】
さもなければ、トランスポンダは、デコードステップ１３４で、リーダーによって送信される問い合わせ用データを受信して、デコードを開始することができる。スリープチェックステップ１３５でチェックされるときに、受信した問い合わせ用データが「スリープ要求」コマンドを含む場合、トランスポンダは、ステップ１２０でスリープモードに戻ることができる。さもないと、トランスポンダは、読込みチェックステップ１３６で、問い合わせ用データが「読込み」コマンドを含むかどうかをチェックすることができる。「読込み」コマンドを受信すると、アドレスチェックステップ１３７で、トランスポンダは、読込みコマンドがそのトランスポンダに、又は、そのグループにアドレス指定されているかどうかチェックすることができる。受信した「読込み」コマンドが特定のトランスポンダ２８又はそのグループをアドレス指定していない場合、デコードステップ１３４に戻って、問い合わせ用データのデコードを継続することができる。
【０１２７】
「読込み」コマンドが特定のトランスポンダ又はそのグループに適切にアドレス指定される場合、読込みモード終了チェックステップ１３８で、トランスポンダは、モジュール７０の読込みモードタイムアウトが終了していないことを確かめることができる。終了になったならば、トランスポンダは、ステップ１２０でスリープモードに戻ることができる。さもないと、読込みステップ１３９で、トランスポンダは、メモリ６６の読込みメモリセクション６７を起動させることができ、それからコードを読むことができる。コード送信ステップ１４０で、トランスポンダは、リーダーへの後方散乱変調を使用するコードを送信しうる。コードを送信した後、トランスポンダは、ステップ１３４に戻ることができ、入って来る問い合わせ用データをデコードし続けることができる。
【０１２８】
検証チェックステップ１４１で、トランスポンダは、問い合わせ用データが承認メッセージ（「受信及び確認済ＩＤ」）を含むかどうかをチェックすることができる。この種の命令が受け取られる場合、トランスポンダは、ステップ１３４で問い合わせ用データをデコードし続けることができる。
【０１２９】
トランスポンダは、書込みチェックステップ１４２で、問い合わせ用データが「書込み」コマンドを含むかどうかをチェックできる。書込みコマンドが検出されて、書込みモードタイムアウトが終了していない場合、トランスポンダは、書込み起動ステップ１４４で、メモリ６６中のメモリセクション６９を起動できる。トランスポンダは、データチェックステップ１４６で、リーダーから送信されるシーケンスデータについてチェックすることができる。この種のデータが受信された場合、書込ステップ１４５で、トランスポンダは、メモリ６６にデータを書込むことができる。それから、トランスポンダは、ステップ１２０でスリープモードに戻ることができる。書込みモードチェックステップ１４３でチェックされる書込みモード中断（タイムアウト）タイマーは、通信エラーの場合に書込みモード期間を制限しうる。
【０１３０】
データが検出されない場合、トランスポンダは、ステップ１３４に戻ることができ、モジュール７０のセミアクティブモードのタイムアウトが終了になるまで、問い合わせ用データを調べて、デコードし続けることができる。それから、トランスポンダは、ステップ１２０でスリープモードに戻ることができる。
【０１３１】
いくつかの実施の形態では、ＩＣ５６には、作動のフォールバックモードがある。このモードにおいて、トランスポンダは、電池６０がＩＣに電力を供給するために充分な電力を提供することができないときに、パッシブトランスポンダに同様に作動しうる。これらの実施の形態では、ＩＣは、整流器、コンデンサ、又は、問い合わせ用放射線からエネルギーを引き出すための類似のエネルギー変換及び／又は格納回路、を含むエネルギー変換回路６３を含みうる。ＩＣ５６は、概して、必要に応じてオン／オフにエネルギー変換回路６３を切り換えるための１つ以上のスイッチを含む。（上記のように、エネルギー変換回路は、概してアンテナ５２の後方散乱効率を低下させる。従って、通常の電動補助作動の下で回路のスイッチを切って、電池が用いられない場合にだけ使用することが、しばしば望ましい。）
【０１３２】
省エネルギー型モジュール７０は、電池状態表示器７２を使用している電池６０の状態を点検することができ、コントロールモジュール６４にこのデータを送信することができる。電池の電力が不十分であることをインジケータ７２が感知する場合、例えば、電池の電圧が予め定められた閾値以下に低下することを感知することによって、モジュール７０はエネルギー変換回路のスイッチを入れうる。この特徴は、トランスポンダ２８が受動的な後方散乱トランスポンダとして作動し続けることを可能にする。但し、電池６０が消耗されたずっと後では、通信距離も概して縮小される。
【０１３３】
図６Ａ及び図６Ｂは、ＴＩＴ及びＲＴＦ作動を代表する典型的な操作順序をそれぞれ示す。いくつかの別の実施の形態において、トランスポンダは、ＴＴＦ及びＲＴＦ作動に適している、統一された作動シーケンスを使用しうる。このような実施の形態では、リーダーの存在を検出した後に、トランスポンダは、概して、リーダーによって指示されるような、所望のモード又は作動がＲＴＦかＴＴＦであるか否か、そして、適当な作動シーケンスを実行するかどうかをチェックする。
【０１３４】
いくつかの実施の形態では、電池状態表示器１３０は、組込みテスト（ＢＩＴ）を含みうる、又は、あるいは、ＢＩＴは、別々の部材でありえる。電池の状態は、限定されるものではないが、組込みテストパラメータ及び電池残量警告を含む。組込みテストパラメータは、限定されるものではないが、推定及び算出される多数の電池の可能な作動状態の及びその組合せの、「電池良好」表示、「電池低」表示、「電池要交換」表示を含む。いくつかの実施の形態では、電池状態の送信は、コードの一部として、トランスポンダ２８のあらゆる送信によって行われる。あるいは、電池状態は、リーダー３２によって要求に応じて送信される。
【０１３５】
いくつかのシナリオにおいて、問い合わせ用放射線は、確実にリーダーと情報交換するために必要な出力を上回る、余剰の出力を有する。例えば、リーダー及びトランスポンダの間の距離が少ないときに、この種の状態は発生しうる。いくつかの実施の形態では、問い合わせ用放射線が余剰の出力を有するときに、エネルギー変換回路６３は問い合わせ用放射線から余剰の出力のいくつか又は全てを引き出すことができる。トランスポンダは、例えば、電池６０と並列にＩＣ５６を作動するための余剰の出力を使用しうる。追加的に、又は、代換的に、トランスポンダは、余剰の出力を使用している電池６０を充電しうる。さらに追加的に、又は、代換的に、トランスポンダは、問い合わせ用放射線の余剰の出力を、他の任意のものに適切に利用しうる。
【０１３６】
しかしながら、問い合わせ用放射線の出力を使用するときに、指定された通信信頼性でリーダー及びトランスポンダとの間の通信距離を最大化することが典型的に最優先項目であることが強調されるべきである。余剰の出力を利用することは、従って、トランスポンダ通信距離及び通信信頼性が損なわれないようなケースに制限される。
【０１３７】
［ＲＴＦ作動の省エネルギー］
トランスポンダ２８が、例えば上述したEPCglobal標準規格によって要求されるようなＲＴＦモードで作動するとき、効果的なエネルギー低減に対して特にニーズがある。問い合わせ用放射線が検出されるときは常に、ＲＴＦプロトコルはデータ及びコマンドを連続的に聞いてチェックするためにトランスポンダを必要とする。典型的なＲＦＩＤシステムは複数のトランスポンダ及び時として複数のリーダーを含むので、特定のトランスポンダはかなりの割合の時間に亘って問い合わせ用放射線を検出しうる。これらの問い合わせの大部分は、他のトランスポンダを典型的に対象としている。問い合わせ用放射線が存在しているときにトランスポンダがその回路を常に完全に作動させることになっているとしたら、その電池寿命は著しく縮小されるであろう。
【０１３８】
トランスポンダ２８の省エネルギー型モジュール７０は、特にＲＴＦモードの作動に適しており、電池６０の寿命の著しい拡張を可能にする。原則として、問い合わせ用放射線がトランスポンダによって一旦検出されると、トランスポンダは、放射線がそのトランスポンダに関連するか否かを決定するために放射線を分析する。モジュール７０は、解析過程の間最小限の電流のみが電池６０から引き出されるように、トランスポンダの部品を漸次起動させる。放射線が関連している（例えば、ノイズ又は干渉でない有効な問い合わせ用放射線、又はこの特定のトランスポンダをアドレス指定した放射線）と一旦決定されると、モジュール７０はトランスポンダが後方散乱された放射線を送信又はさもなければ問い合わせ用放射線に反応することを可能にする。
【０１３９】
ある実施の形態において、いくつかの省エネルギー状態は、モジュール７０で定められる。上述の図６Ａ及び図６Ｂにおいて記述される異なるモードといった、トランスポンダの各作動モードは、特定の省エネルギー状態と関係している。異なる省エネルギー状態を使用して、モジュール７０は、各作動モードによる必要に応じて、最小限のハードウェアの機能の始動及び停止する。ある具体例では、５つの異なる出力管理状態が、以下のテーブルによって、モジュール７０で定められる。
【表２】
2008505418.tif 000004
【０１４０】
図７は、本発明の実施の形態に従って、ＲＴＦモードのモジュール７０によって実施される省エネルギーに対する典型的なメカニズムに関して概略的に示す状態図である。
【０１４１】
図７のメカニズムは、トランスポンダ２８が問い合わせ用放射線の存在を検出するときに、呼び出される。このメカニズムは、例えば、上述の図６Ｂの方法のリーダー検出ステップ１１９の後、呼び出されてもよく、この方法のステップ１１９−１３４を置き換えることができる。
【０１４２】
問い合わせ用放射線の検出に続いて、トランスポンダ２８は、パターンチェック状態２４０で、問い合わせ用放射線の予め定められたデータパターンの存在についてチェックしうる。ステップ２４０の目的は、検出されたエネルギーがノイズ又は干渉ではなくリーダーの有効な問い合わせ用放射線から生じていることを確かめられるまで、不必要なハードウェア部材を起動させることを回避することである。状態２４０において、モジュール７０は、（上記の表において規定したように）省エネルギー状態Ｂになっており、電池６０から引き出される電流は１．５ボルトで典型的に３μＡ未満である。従って、状態２４０は、電池から引き出す電流を最小限にすると共に、多くの誤アラームイベントを遮断することを可能にする。
【０１４３】
一旦有効なパターンが検出されると、アドレス検証状態２４２で、トランスポンダ２８は問い合わせ用放射線のプリアンブルを復調することができ、特定のアドレス指定についてチェックすることができる。状態２４２の目的は、この特定のトランスポンダにアドレス指定されず従って無視すべき問い合わせをふるいにかけることである。状態２４２において、モジュール７０は省エネルギー状態Ｃになっており、そして、電池６０から引き出される電流は概して１．５ボルトで５μＡ未満である。特定のアドレス指定が所定のタイムアウト間隔の中で検出されない場合、トランスポンダは状態２４０に戻ることができる。
【０１４４】
問い合わせが特定のトランスポンダにアドレス指定されていることが一旦わかると、モジュール７０は完全な問い合わせ用データを復調するために必要なハードウェアを起動させることができ、問い合わせ復調状態２４４においてデータを受信しうる。状態２４４において、モジュール７０は省エネルギー状態Ｄになっており、そして、電池６０から引き出される電流は概して１．５ボルトで１０μＡ未満である。
【０１４５】
上記のメカニズムから理解されうるように、状態２４４には、特定のトランスポンダを対象とする有効な問い合わせ用放射線が受信されていると確認されているときにのみ到達する。従って、この状態機械メカニズムの使用は、ＲＴＦ作動の電池６０から引き出される平均電流を著しく減らす。
【０１４６】
いくつかの実施の形態では、トランスポンダ２８は、予め定められたタイムアウト状況に応答してその作動モードを変えることもできる。この種の状況は、省エネルギー型モジュール７０によって、評価されて、起動される。
例えば：
【０１４７】
・予め定められた長さの時間中に問い合わせ用放射線が検波されたがこの時間中に何のパターンも検出されていない場合、トランスポンダは検出エネルギーをノイズ又は干渉とみなすことができる。この種のイベントを受けて、モジュール７０は、トランスポンダに所定の時間間隔の間、次の問い合わせ検出を無視することを強制しうる。
【０１４８】
・予め定められた長さの時間中にパターンが検出されたが特定のトランスポンダへのアドレス指定が何ら検出されていないときは、モジュール７０は、トランスポンダに所定の時間間隔の間、次の問い合わせ検出を無視することを強制しうる。
【０１４９】
・トランスポンダ及びリーダー間の成功した問い合わせ及びデータ交換後に、トランスポンダは、リーダーが一定期間中に再度問い合わせされそうにないと結論しうる。このような場合、モジュール７０は、トランスポンダに成功した問い合わせに続く所定の時間間隔の間、次の問い合わせ検出を無視することを強制する。（この状態は、いくつかの場合において、電池エネルギーを節約するために、使用される特定のＲＴＦプロトコルについての知識をタイムアウト状態で使用しうることを示している。）
【０１５０】
タイムアウト状態を用いることによって、トランスポンダは、より高いパーセンテージの時間をより少ない電力を消費する状態に費やすことが可能であり、これにより、電池６０から平均電力消費を減らす。タイムアウト状態を上述の図７に示される状態機械機構と組み合わせることで、電池６０からの平均電力消費量は、著しく縮小している。より低いエネルギー消費は、トランスポンダの寿命を延長するか、又は電池６０の寸法を減らして、更にトランスポンダを小型化するために使用されうる。
【０１５１】
［ＲＦＩＤトランスポンダ機械構造物］
図８は、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤトランスポンダ２８の模式的な分解図である。この例では、トランスポンダ２８は、薄く可撓性のあるラベルという形態をとる。１つの非限定的な実施の形態において、ラベルはほぼ５×３インチのサイズを有し、そして、ラベルは厚さ１ｍｍ未満である。同一の基本設計構造は、電動補助ＲＦＩＤトランスポンダにおいて異なる形状及びサイズで用いられうる。図８の上部は、トラッキングされた物体に取り付けられるラベルの面に対応する。
【０１５２】
この図は、基材４８を示し、この基材は前述のように選択的な任意の適切な基材であってもよい。いくつかの実施の形態では、基材は、これに限定されないが例えば７５ミクロンのポリエステルといった、ポリエステルである。アンテナ５２は、基材４８上に戴置される。この実施例におけるアンテナは、図３Ｂに示されるモノポールアンテナである。そして、このアンテナは、基材４８上に金属層として印刷されている。能動素子９４及び接地面９６は、図面に明らかに示されている。アンテナに加えて、印刷金属層は、電池６０を有するＩＣ５６とアンテナ５２が一旦基材上に付設されたときに、電池６０を有するＩＣ５６とアンテナ５２とを相互接続する導体を含む。電池６０、この場合Power Paper（登録商標）の蓄電池の形式STD-3又はSTD-4は、接地面９６頂部の適切な場所において付設される。蓄電池端子は、適切な接続手段によって、例えば適切な導電性接着剤１８５を用いて印刷導体に接続している。ＩＣ５６は、基材上の適切な場所において付設されて、電池及びアンテナで相互接続する。
【０１５３】
基材及びこの上に搭載される部材は、ライナ１８６（例えばシリコーンライナ）に、例えば両面接着剤１８７を使用して取り付けられる。パッケージ２４又は他のトラッキングされた物体にトランスポンダ２８を取り付けるときに、シリコーンライナは剥ぎ取られ、トランスポンダは、両面接着剤を使用して物体に付設されうる。
【０１５４】
フロントライナ１８８は、表面４８の底側に取り付けられる。いくつかの実施の形態では、フロントライナは、粘着性ポリエチレン（適切な両面接着テープ）を含む。あるいは、他の任意の適切なライナも、用いられうる。いくつかの実施の形態では、グラフィックラベル１８９は、フロントライナに取り付けられうる。ラベル１８９は、任意の関連したテキスト又はグラフィック情報（例えば企業ロゴ又はバーコード）も含みうる。
【０１５５】
いくつかの実施の形態において、接着材層（図示せず）のような付加的層が付設され、この層はトランスポンダラベルの均一な厚みを促進するように構成される。
【０１５６】
他の実施の形態では、剥離ライナ１８６は、基材４８の遠位側に配置されていてもよい。しかしながら、この構成は、トラッキングされた物体のパッケージングへのアンテナ５２の近接のため、必ずしも適切でない。
【０１５７】
結果として生じるトランスポンダ構造は、小さく、平坦で、可撓性である。そして、この構造は、異なる物体に容易に取り付けて、物体の形状に適合することを可能にする。十分に大きい容積において、この種のラベルは、低価格であって、使用後に処分されてもよい。
【０１５８】
図９は、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤトランスポンダ２８を製造する方法に関して概略的に示すフローチャートである。基材供給ステップ１９０で、基材４８は、提供される。基材４８は、例えばポリエステル又は紙といった材料で概して作製されてもよい。基材材料の他の例は、織布、不織布、ポリマー、導電性材料、非導電性材料、ボール紙、プラスチック、合成材料、天然材料、繊維、金属、木、ガラス、パースペックス、それらの組み合わせ又は他の任意の適切な材料も含む。
【０１５９】
任意には、基材４８は、任意の適切な取付け手順によって積層され又はコプラナーに接続される複数の基材ベース層から作製されうる。基材４８が複数の基層を含む実施の形態において、各々のアンテナ、ＩＣ及び電池は、異なる基材ベース層に任意に取り付けられうる。任意には、基材４８は、任意の適切なサイズ、形状又は色であってもよい。
【０１６０】
一実施の形態において、基材４８は、トラッキングされた物体又はそのパッケージングと一体で作製されうる。例えば、基材４８は、ボール箱、木の木枠、金属木枠、プラスチック箱、金属かん、車、その他の一体部分をなしていてもよい。この種の方法において、トランスポンダ２８は、最終製品材料上に直接製造されうる。そして、この材料は、トラッキングされた物体又はそのパッケージングを形成するために任意に更に処理されてもよい。この実施の形態は、一体型ＲＦＩＤトランスポンダを容易に形成しうる。
【０１６１】
いくつかの実施の形態では、基材４８は適切な取り付け手段を備えるように使用されてもよく、これにより、トラッキングされた物体又はそのパッケージングにトランスポンダ２８を取り付けることが容易に促進される。この取り付け手段には、非限定的であるが、接着剤、自動接着性ラベル、フック及び（Velcro（登録商標）のような）ループ固定システム、磁気付着品、吸入付着品、タイ及びこれらの組み合わせを備えうる。
【０１６２】
アンテナ堆積ステップ１９２で、アンテナ５２は、基材４８上へ堆積する。アンテナは、適切な導電性インクを印刷することによって、金属箔又は適当な形状に切断されたテンプレートを取り付けることによって、厚膜堆積法、エッチングプロセスを使用して堆積してもよく、又は、蒸着方法、他の任意の適切な堆積法を使用することによって堆積してもよい。いくつかの実施の形態では、アンテナ５２は、適切なプリント回路基材（ＰＣＢ）製造工程を使用して基材上に堆積される。これらの実施の形態では、基材４８は、上部に配置される金属層を有する好適なＰＣＢ材料を含む。
【０１６３】
ＩＣ配置ステップ１９４で、ＩＣ５６は、基材４８上に配置される。ＩＣは、はんだ付けされてもよく、接着又は、さもなければ他の任意の適当手段を用いた基材に取り付けられてもよい。一実施の形態において、ＩＣは、周知のように、「フリップチップ」技術を使用して基材上に配置されている導体によって相互接続する。本実施の形態において、フリップチップ相互接続は、同様に機械式アタッチメント手段として機能する。導体は、ステップ１９２でアンテナと共に基材上に堆積されうる。概して、所望のインピーダンス整合又は不整合を維持し、信号損失を最小化するために、ＩＣの位置は、アンテナ５２の給電ポイント９２に出来るだけ間近であるように選択される。
【０１６４】
他の実施の形態では、周知のように、ＩＣ５６は、有機ポリマー電子チップを含みうる。この種のポリマーチップは、印刷可能で、基材４８上に直接印刷されうる。この種のチップの使用は完全に印刷可能なトランスポンダの生産を容易化しうる。ここで、電池、コネクタ、アンテナ及びチップは基材上に印刷されうる。
【０１６５】
更に別の実施の形態において、複数の個別部品が、ＩＣ５６の代わりに用いられうる。この種の個別部品が、印刷技術を使用して好ましく製造することができ、基材４８上に印刷されうる。印刷可能な個別部品は、完全に印刷可能なトランスポンダの生産を容易化しうる。
【０１６６】
電池付設ステップ１９６で、電池６０は、基材４８上に付設される。電池は、基材に任意の適切な場所で機械的に取り付けられてもよく、例えば接着、圧接又は半田付けといった任意の適切なアタッチメント手段も使用しうる。いくつかの実施の形態では、電池６０の位置は、アンテナ５２の放射パターンに対する干渉を最小化するために選択される。例えば、図８の上部に示される機械の構成で、モノポールアンテナの放射パターンに対する影響を最小化するために、電池は、接地面９６の領域を通じて取り付けられる。
【０１６７】
いくつかの実施の形態において、電池６０が例えば上述のPower Paper社製の電池といった薄い可撓性の電池を備えるとき、電池６０の異なる層は、トランスポンダ製造工程の一体化部分として基材４８上に堆積しうるか又は印刷されうる。１つの例示的実施の形態において、トランスポンダの基材４８は、電池６０の電極のうちの一方に対する基材として機能し、そして、他の基材が第２の電極に対して使用されうる。典型的な電池及びこの種の電池の製造方法は、下記の図１０Ａ及び図１０Ｂに示される。あるいは、薄い可撓性の電池は、別々に組み立てられて、それから基材４８に取り付けられてもよい。
【０１６８】
１つの任意的な実施の形態において、電池の一部が、アンテナ５２の一部として、又は、アンテナ５２の代わりに使用されうる。例えば、電池電極層の一方又は両方の導電材料は、アンテナの一部として機能しうる。
【０１６９】
アンテナ、ＩＣ及び電池を基材上に堆積した後、相互接続ステップ１９８で、３つの部材は相互接続される。ＩＣの相互接続は、任意の適切なＩＣ相互接続手段（例えば「フリップチップ」方法及びワイヤーボンディング）も使用しうる。電池６０は、ＰＣＢ導体を使用するか又は他の任意の適切な接続手段を使用して、直接半田付けによって他のトランスポンダ部材に相互接続しうる。
【０１７０】
いくつかの実施の形態では、アンテナ、ＩＣ及び電池は相互接続するとすぐに、テストステップ２００で、トランスポンダは起動して、テストされる。
【０１７１】
任意には、パッケージングステップ２０２で、付加的な層は、トランスポンダに加えられる。例えば、フロントライナ及びボトムライナは、トランスポンダの機械的耐久性を高めて、トラッキングされた物体にトランスポンダの取付けを容易化するために、加えられうる。いくつかの実施の形態では、アンテナ５２とトラッキングされた物の表面との間に付加的な分離を導くために、付加的な層は、基材４８の下に付設される。この付加的な分離は、例えば、トラッキングされた物体が金属製であるときに、トラッキングされた物体からアンテナの放射パターンへの干渉を抑制するために、必要とされうる。場合によっては、外部のラミネーションは、トランスポンダに付設される。バーコード又はグラフィックラベルのような追加項目は、この段階で加えられることもできる。
【０１７２】
任意には、ＩＤ書込みステップ２０４で、コードは、トランスポンダのメモリ６６に書込まれる。あるいは、コードは、メモリに予めプログラムされうるか又は後のステージでメモリに格納されてもよい。
【０１７３】
上記のステップ１９０−２０４は、異なる順序において実行されうることに注意されたい。例えば、電池６０がトランスポンダ工程の一部として製作されるときには、ステップ１９６はステップ１９８と本質的に同時である。別の例として、トランスポンダが完全に組み立てられるとき、テストステップ２００はステップ２０２をパッケージングした後に実行されることもできる。
【０１７４】
いくつかの実施の形態では、トランスポンダ２８は、連続して、完全に自動化した、印刷、乾燥及びラミネーティングプロセスを使用している製造に特に適している。いくつかの実施の形態では、ロールツーロール法が、使われる。この種のロールツーロール法は、トランスポンダ２８を能率的に大量生産しうる。上記のステップ１９０−２０４によって記述されている方法は、異なるトランスポンダ構成に、そして、異なる製造ボリューム及び技術に直ちに適応しうる。
【０１７５】
図１ＯＡは、本発明の実施の形態による、印刷電池の模式的な分解図である。図１０Ａの印刷電池は薄くて可撓性の１．５Ｖの電池である。そして、この電池はトランスポンダ２８の電池６０として使用されうる。いくつかの電池エレメントは、所望の化学組成を有する特定のインクを使用して印刷される。類似の電池及び製造方法は、前述の米国特許第５，６５２，０４３号明細書、第５，８９７，５２２号明細書及び第５，８１１，２０４号明細書においても詳述されている。
【０１７６】
この実施の形態において、電池６０は、基材２０６に付設される２つの電流コレクタ２０５を含む。アノード層２０７は、１つの電流コレクタに付設され、そして、カソード層２０８は、他の電流コレクタに付設される。電解質２０９は、アノード層２０７に、カソード層２０８に、又は、両方に付設される。セパレータ層２１０は、アノード層及びカソード層の間に挿入される。
【０１７７】
図１０Ｂは、本発明の実施の形態に従って、図１０Ａの電池６０の典型的な製造方法に関して概略的に示すフローチャートである。後述する方法は、上述の図９のトランスポンダ製造方法の電池付設ステップ１９６を実行するために用いられうる。いくつかの実施の形態では、電池は、別に製造された後にトランスポンダに組み込まれる。他の実施態様において、トランスポンダ製造方法の共通部分として、電池は、トランスポンダ２８と同じ基材に印刷されて製作される。
【０１７８】
この方法は、電流コレクタ印刷ステップ２１１で、電流コレクタ２０５を印刷することを含む。概して、２つの電流コレクタが印刷され、１つはアノード電流を集めるためのものであり、もう１つはカソード電流を集めるためのものである。コレクタは、適切な基材２０６（例えばポリエステル基材）に印刷される。（電池がトランスポンダ工程の一部として印刷されるときに、トランスポンダの基材４８は基材２０６のうちの１つとして機能しうる。）いくつかの実施の形態では、電流コレクタは、例えばPower Paper社製のCurrent Collector Ink 2501, P/N 0002.25.01の層を含む。電流コレクタは、概して、印刷した後に、オーブンのような適切な乾燥手段を使用して乾燥される。
【０１７９】
電極印刷ステップ２１２で、アノード層２０７及びカソード層２０８は、電流コレクタの頂部上に印刷される。アノード層２０７は、概して適切なアノードインク、例えばPower Paper社製のAnode Ink 2101、P/N 0002.21.01のような亜鉛アノードインクを含む。カソード層２０８は、概して適切なカソードインク、例えばPower Paper社製のCathode Ink 2201、P/N 0002.22.01のような二酸化マンガン（MnO2）インク、を含む。印刷後、アノード及びカソード層は、印刷した後に好適に使用される乾燥手段（例えばオーブン）で、典型的に乾燥される。
【０１８０】
電解質２０９は、電解質塗布ステップ２１４で任意の好適な手段によって塗布される。この電解質は、アノード層２０７、カソード層２０８、又は、両方に塗布されうる。いくつかの実施の形態では、特にステンシル印刷工程が使用されるときに、電解質２０９は、例えばPower Paper社製のElectrolyte 2301,P/N 0002.23.01のような電解質インクを含んでもよい。他の実施の形態では、特にスクリーン印刷プロセスが用いられるときに、電解質２０９は、例えばPower Paper社製のSP Electrolyte 2302（P/N 0002.23.02のような電解質インクを含んでもよい。そして、いくつかの実施の形態において、電解質層２０８は塩化亜鉛を含む。あるいは、他の任意の適切な電解質材も、用いられうる。
【０１８１】
セパレータ挿入ステップ２１６で、セパレータ層２１０は、アノード層又はカソード層の電解質層上に配置される。セパレータ層はアノード層をカソード層から離隔して、その一方で、両電極間のイオン導電性を許容する。概して、セパレータ層は、例えばフィルターペーパー、塑性膜、セルロース膜、布又は不織生地（例えば綿の繊維）といった多孔質の不溶性物質を含む。
【０１８２】
代替の実施の形態では、セパレータ層２１０は、２つの電解質層の材料間における反応及び／又は相互作用の結果として、自己形成されてもよい。
【０１８３】
電池は、セルアセンブリステップ２１８で組み立てられる。いくつかの実施の形態では、このステップは、例えば感圧性接着剤フレームといった接着性フレームを使用することを含みうる。そして、この接着性フレームは、単セル基材の端部上に付設されうる。このステップは、セパレータを有する電極層を、セパレータの無い対向する電極層に積層することを更に含みうる。このような方法で、基材、電流コレクタ、電極、電解質及びセパレータ層は、上の図１０Ａに示されるように積層される。いくつかの実施の形態では、プレス（例えばホットプレス）は、接着剤フレームの最適な接着用に接着剤フレームを押圧するために用いる。
【０１８４】
いくつかの実施の形態では、コネクタは、セル組立ステップの一部として、又は、このステップに続いて、電流コレクタに取り付けられうる。コネクタは、例えば、金属的タブ又はストリップ、両面導電性接着テープ及びヒートシールされたコネクタを含みうる。
【０１８５】
［実施例］
以下の２つの実施例について参照され、これらの例と前記説明とは、非限定的な態様で本発明を例示する。本発明の実施の形態によれば、以下のテーブルは、トランスポンダ２８の典型的な仕様を提供する。
【表３】
2008505418.tif 000005
【０１８６】
ラベルの形態におけるトランスポンダ２８の典型的な実施は、異なる操作環境においてテストされた。各環境において、読込み信頼性（成功した問い合わせのパーセンテージ）及び読込み範囲が測定された。以下のテーブルは、いくつかの興味深い環境に対する試験結果の非限定的な実施例を示す。全ての試験において、単一アンテナを有するリーダー３２を使用した。特に、いくつかの試験環境は、トランスポンダ付近で箔及び他の金属的物体を備えた。それにもかかわらず、このテーブルから分かるように、１００％の読込み信頼性は、ほとんど全ての環境において成し遂げられた。
【表４】
2008505418.tif 000006
【０１８７】
本願明細書において記載されている方法及び装置は電動補助ＵＨＦ後方散乱ＲＦＩＤトランスポンダを主に対象にするが、本発明の原理は、追加的な用途に対して使われうる。この種の用途は、例えば、電子商品監視（ＥＡＳ）システム及びＥＡＳシステムの認証用途を含む。
【０１８８】
従って、上記の実施の形態は例示として引用され、そして、本発明が特に先に図面と共に記載されたものに限られていないことが理解されるであろう。むしろ、本発明の範囲は、前述の説明を読んで即座に当業者によって行われうる、そして、既知の発明において開示されない変形及びその修正と同様に、上記のさまざまな特徴のコンビネーション及びサブコンビネーションを含む。
【図面の簡単な説明】
【０１８９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤシステムの概略画像の図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤシステムに関して概略的に示すブロック図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤトランスポンダアンテナに関して概略的に示す幾何学的な線図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤトランスポンダアンテナに関して概略的に示す幾何学的な線図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の実施の形態による、物体の端部上に折り畳まれるＲＦＩＤタグの概略画像の図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤトランスポンダアンテナの放射パターンに関して概略的に示す線図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤトランスポンダアンテナの範囲（カバレッジ）に関して概略的に示すグラフである。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤトランスポンダアンテナの後方散乱値に関して概略的に示すグラフである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤトランスポンダアンテナの後方散乱値に関して概略的に示すグラフである。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤトランスポンダアンテナの後方散乱値に関して概略的に示すグラフである。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の実施の形態による、リーダー及びＲＦＩＤトランスポンダとの間の通信方法に関して概略的に示すフローチャートである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の実施の形態による、リーダー及びＲＦＩＤトランスポンダとの間に通信方法に関して概略的に示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態による、リーダートークファーストモードの省エネルギー作動に関して概略的に示す状態図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤトランスポンダの模式的な分解図である。
【図９】図９は、本発明の実施の形態による、ＲＦＩＤトランスポンダの製造方法に関して概略的に示すフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の実施の形態による、印刷電池の模式的な分解図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の実施の形態による、トランスポンダのための印刷電池を生産する方法に関して概略的に示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１９０】
２０  ＲＦＩＤシステム
２４  パッケージ
２８  トランスポンダ
３２  リーダー
３６  処理装置
４２  リピータ
４８  基材
５２  アンテナ
５６  集積回路（ＩＣ）
６０  電池
６２  探知器／復調器
６４  コントロールモジュール
６６  メモリ
６７  読込みメモリセクション
６８  モジュレータ
６９  書込みメモリセクション
７０  省エネルギー型モジュール
７４  リアルタイムクロック（ＲＴＣ）
７８  センサ
９０  ダイポールアンテナ
９２  給電ポイント（フィードポイント）
９４  アクティブエレメント（能動素子）
９６  グランドプレーン（接地面Ｓ）
９７、９８  表面
１３０  電池状態表示器
１８６  剥離ライナ
１８８  フロントライナ
１８９  ラベル
２０５  電流コレクタ
２０６  基材
２０７  アノード層
２０８  カソード層
２０９  電解質
２１０  セパレータ層
【図１】
2008505418.tif 000007
【図２】
2008505418.tif 000008
【図３Ａ】
2008505418.tif 000009
【図３Ｂ】
2008505418.tif 000010
【図３Ｃ】
2008505418.tif 000011
【図４Ｂ】
2008505418.tif 000012
【図５Ａ】
2008505418.tif 000013
【図５Ｂ】
2008505418.tif 000014
【図５Ｃ】
2008505418.tif 000015
【図６Ａ】
2008505418.tif 000016
【図６Ｂ】
2008505418.tif 000017
【図７】
2008505418.tif 000018
【図８】
2008505418.tif 000019
【図９】
2008505418.tif 000020
【図１０Ａ】
2008505418.tif 000021
【図１０Ｂ】
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【図４Ａ】
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【国際調査報告】
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