(57)【要約】  金属基板、並びに液体を含むため用いられる基板と一緒に極超短波周波数ＲＦＩＤタグを使用するためのシステム及び方法を提供する。簡潔には、複素磁気透磁率を有する材料から成り且つそれ自体で用いられるか又は誘電性アイソレータ材料と組合わさって用いられるＲＦＩＤアイソレータは、ＲＦＩＤタグと基板との間に介挿される。代替として、少なくとも２つの異なる誘電定数を有する材料が、基板との境界面での誘電定数が高く且つＲＦＩＤタグとの境界面での誘電定数が低いようにＲＦＩＤタグと基板との間に介挿される。この材料は、誘電定数勾配を有する単一の材料であることができ、又は代替として、それぞれの層が均一であるが異なる誘電定数を有し且つ一緒にサンドイッチされている２又はそれより多くの別々の層であってもよい。
2008516336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されている識別システムであって、
給電されたとき前記識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されているＲＦＩＤタグと、
第１及び第２の対向表面及び第１の誘電定数を有する第１の層であって、前記物品と接触状態にあるよう適合されている第１の層と、
第１及び第２の対向表面及び第２の誘電定数を有する第２の層であって、前記ＲＦＩＤタグと接触状態にあるよう適合されている第２の層と、を備え、
前記第１の誘電定数と前記第２の誘電定数とが、等しくない、識別システム。
【請求項２】
前記第１の誘電定数が、前記第２の誘電定数より大きい請求項１記載の識別システム。
【請求項３】
前記第１の層が、二酸化チタンを備える請求項１記載の識別システム。
【請求項４】
前記第２の層が、二酸化チタンを備える請求項１記載の識別システム。
【請求項５】
前記第２の層の前記第１の表面が、前記第１の層の第２の表面と接触している請求項１記載の識別システム。
【請求項６】
前記第１の層が、１より大きい透磁率を有する請求項１記載の識別システム。
【請求項７】
前記第１の誘電定数が、約９から約３０である請求項１記載の識別システム。
【請求項８】
前記第２の誘電定数が、約２から約１０である請求項１記載の識別システム。
【請求項９】
第３の誘電定数を有する第３の層を更に備え、
前記第３の誘電定数の値が、前記第２の誘電定数より大きく、且つ前記第１の誘電定数より小さく、
前記第３の層が、前記第１の層の前記第２の表面と前記第２の層の前記第１の表面との間に介挿されている
請求項１記載の識別システム。
【請求項１０】
物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されている識別システムであって、
給電されたとき前記識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されているＲＦＩＤタグと、
第１及び第２の対向表面、或る誘電定数、及び１より大きい磁気透磁率を有する第１の層と、を備え、
前記第１の層が、前記物品と前記ＲＦＩＤタグとの間に介挿されている、識別システム。
【請求項１１】
前記第１の層が、カルボニル鉄、ニッケル亜鉛フェライト及びマグネタイトのうちのいずれかからなる請求項１０記載の識別システム。
【請求項１２】
前記磁気透磁率が、約１．５から約７である請求項１０記載の識別システム。
【請求項１３】
前記誘電定数が、約４から約３２である請求項１０記載の識別システム。
【請求項１４】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記ＲＦＩＤタグと接触している
請求項１０記載の識別システム。
【請求項１５】
第１及び第２の対向表面を有する第２の層であって、前記第１の層と前記ＲＦＩＤタグとの間に介挿された第２の層を更に備える請求項１０記載の識別システム。
【請求項１６】
前記第２の層が、約１．５から約１０の誘電定数を有する請求項１５記載の識別システム。
【請求項１７】
前記第２の層が、１より大きい磁気透磁率を有する請求項１５記載の識別システム。
【請求項１８】
前記第２の層が、前記第１の層の磁気透磁率より小さい磁気透磁率を有する請求項１７記載の識別システム。
【請求項１９】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記第２の層の前記第１の表面と接触しており、
前記第２の層の前記第２の表面が、前記ＲＦＩＤタグと接触している
請求項１５記載の識別システム。
【請求項２０】
物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されている識別システムであって、
給電されたとき前記識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されているＲＦＩＤタグと、
前記物品と接触しているよう適合された第１の表面と、前記ＲＦＩＤタグと接触している第２の対向表面とを有する層と、を備え、
前記層が、前記第１の表面と前記第２の表面との間に或る誘電定数勾配を有する、識別システム。
【請求項２１】
前記第１の表面での前記誘電定数が、前記第２の表面での誘電定数より大きい請求項２０記載の識別システム。
【請求項２２】
物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されている無線周波数識別システムであって、
前記識別情報と、前記識別情報を送信するよう適合されたアンテナとを含む集積回路を備える基板と、
第１及び第２の対向表面及び第１の誘電定数を有する第１の層であって、前記物品と接触状態にあるよう適合されている第１の層と、
第１及び第２の対向表面及び第２の誘電定数を有する第２の層であって、前記基板と接触状態している適合されている第２の層と、を備え、
前記第１の誘電定数と前記第２の誘電定数とが、等しくない、無線周波数識別システム。
【請求項２３】
前記第１の誘電定数が、前記第２の誘電定数より大きい請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２４】
前記第１の層が、二酸化チタンを備える請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２５】
前記第２の層が、二酸化チタンを備える請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２６】
前記第２の層の前記第１の表面が、前記第１の層の第２の表面と接触している請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２７】
前記第１の層が、１より大きい透磁率を有する請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２８】
前記第１の誘電定数が、約９から約３０である請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２９】
前記第２の誘電定数が、約２から約１０である請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３０】
第３の誘電定数を有する第３の層を更に備え、
前記第３の誘電定数の値が、前記第２の誘電定数より大きく、且つ前記第１の誘電定数より小さく、
前記第３の層が、前記第１の層の前記第２の表面と前記第２の層の前記第１の表面との間に介挿されている
請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３１】
前記基板が更に、第１の表面及び第２の表面を有し、
前記集積回路及び前記アンテナが、前記基板の第１の表面の上に配置され、
前記基板の第２の表面が、前記第２の層の前記第２の表面と接触している
請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３２】
物品についての識別情報を送信するよう適合されている無線周波数識別システムであって、
前記識別情報と、前記識別情報を送信するよう適合されたアンテナとを含む集積回路を備える基板と、
第１及び第２の対向表面、或る誘電定数、及び１より大きい磁気透磁率を有する第１の層であって、前記物品と前記ＲＦＩＤタグとの間に介挿されている第１の層と
を備える無線周波数識別システム。
【請求項３３】
前記第１の層が、カルボニル鉄、ニッケル亜鉛フェライト及びマグネタイトのうちのいずれかからなる請求項３２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３４】
前記磁気透磁率が、約１．５から約７である請求項３２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３５】
前記誘電定数が、約４から約３２である請求項３２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３６】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記ＲＦＩＤタグと接触している
請求項３２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３７】
第１及び第２の対向表面を有する第２の層であって、前記第１の層と前記基板との間に介挿された第２の層を更に備える請求項３２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３８】
前記第２の層が、約１．５から約１０の誘電定数を有する請求項３７記載の無線周波数識別システム。
【請求項３９】
前記第２の層が、１より大きい磁気透磁率を有する請求項３７記載の無線周波数識別システム。
【請求項４０】
前記第２の層が、前記第１の層の磁気透磁率より小さい磁気透磁率を有する請求項３９記載の無線周波数識別システム。
【請求項４１】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記第２の層の前記第１の表面と接触しており、
前記第２の層の前記第２の表面が、前記基板と接触している
請求項３７記載の無線周波数識別システム。
【請求項４２】
物品についての識別情報を送信するよう適合されている無線周波数識別システムであって、
前記識別情報と、前記識別情報を送信するよう適合されたアンテナとを含む集積回路を備える基板と、
第１及び第２の対向表面を有する或る層であって、前記基板と前記物品との間に介挿され、且つ前記物品と接触しているよう適合されている或る層と、を備え、
前記或る層が、前記第１の表面と前記第２の表面との間に或る誘電定数勾配を有する無線周波数識別システム。
【請求項４３】
前記第１の表面での前記誘電定数が、前記第２の表面での誘電定数より大きい請求項４２記載の無線周波数識別システム。
【請求項４４】
前記基板が更に、第１の表面及び第２の表面を有し、
前記集積回路及び前記アンテナが、前記基板の第１の表面の上に配置され、
前記基板の第２の表面が、前記層の前記第２の表面と接触している
請求項４２記載の無線周波数識別システム。
【請求項４５】
表面を有する物品と、
前記物品の前記表面と接触している第１の層であって、第１及び第２の対向表面と第１の誘電定数とを有する第１の層と、
第１及び第２の対向表面と、前記第１の誘電定数とは異なる第２の誘電定数とを有する第２の層と、
前記第２の層と接触しているＲＦＩＤタグであって、給電されたとき前記物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されているＲＦＩＤタグと
を備える装置。
【請求項４６】
前記第１の誘電定数が、前記第２の誘電定数より大きい請求項４５記載の装置。
【請求項４７】
前記第１の層が、二酸化チタンを備える請求項４５記載の装置。
【請求項４８】
前記第２の層が、二酸化チタンを備える請求項４５記載の装置。
【請求項４９】
前記第２の層の前記第１の表面が、前記第１の層の第２の表面と接触している請求項４５記載の装置。
【請求項５０】
前記第１の層が、１より大きい透磁率を有する請求項４５記載の装置。
【請求項５１】
前記第１の誘電定数が、約９から約３０である請求項４５記載の装置。
【請求項５２】
前記第２の誘電定数が、約２から約１０である請求項４５記載の装置。
【請求項５３】
第３の誘電定数を有する第３の層を更に備え、
前記第３の誘電定数の値が、前記第２の誘電定数より大きく、且つ前記第１の誘電定数より小さく、
前記第３の層が、前記第１の層の前記第２の表面と前記第２の層の前記第１の表面との間に介挿されている
請求項４５記載の装置。
【請求項５４】
前記基板が更に、第１の表面及び第２の表面を有し、
前記集積回路及び前記アンテナが、前記基板の第１の表面の上に配置され、
前記基板の第２の表面が、前記第２の層の前記第２の表面と接触している
請求項４５記載の装置。
【請求項５５】
前記物品の前記表面が、金属からなる請求項４５記載の装置。
【請求項５６】
前記物品が、液体を含む請求項４５記載の装置。
【請求項５７】
表面を有する物品と、
給電されたとき前記物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されているＲＦＩＤタグと、
第１及び第２の対向表面、或る誘電定数、及び１より大きい磁気透磁率を有する第１の層であって、前記物品と前記ＲＦＩＤタグとの間に介挿されている第１の層と
を備える装置。
【請求項５８】
前記第１の層が、カルボニル鉄、ニッケル亜鉛フェライト及びマグネタイトのうちのいずれかからなる請求項５７記載の装置。
【請求項５９】
前記磁気透磁率が、約１．５から約７である請求項５７記載の装置。
【請求項６０】
前記誘電定数が、約４から約３２である請求項５７記載の装置。
【請求項６１】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記ＲＦＩＤタグと接触している
請求項５７記載の装置。
【請求項６２】
第１及び第２の対向表面を有する第２の層であって、前記第１の層と前記ＲＦＩＤタグとの間に介挿されている第２の層を更に備える請求項５７記載の装置。
【請求項６３】
前記第２の層が、約１．５から約１０の誘電定数を有する請求項６２記載の装置。
【請求項６４】
前記第２の層が、１より大きい磁気透磁率を有する請求項６２記載の装置。
【請求項６５】
前記第２の層が、前記第１の層の磁気透磁率より小さい磁気透磁率を有する請求項６４記載の装置。
【請求項６６】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記第２の層の前記第１の表面と接触しており、
前記第２の層の前記第２の表面が、前記ＲＦＩＤタグと接触している
請求項６２記載の装置。
【請求項６７】
前記物品の前記表面が、金属からなる請求項５７記載の装置。
【請求項６８】
前記物品が、液体を含む請求項５７記載の装置。
【請求項６９】
表面を有する物品と、
前記物品の前記表面と接触している層であって、第１及び第２の対向表面を有する前記層と、
前記層と接触しているＲＦＩＤタグであって、給電されたとき前記物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されているＲＦＩＤタグと、を備え、
前記層は、当該層と前記表面との境界面での誘電定数が前記層と前記ＲＦＩＤタグとの境界面での誘電定数と異なるように誘電定数勾配を有する、装置。
【請求項７０】
前記層と前記表面との境界面での誘電定数が、前記層と前記ＲＦＩＤタグとの境界面での誘電定数より大きい請求項６９記載の装置。
【請求項７１】
前記物品の前記表面が、金属からなる請求項６９記載の装置。
【請求項７２】
前記物品が、液体を含む請求項６９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年１０月４日に出願された米国仮特許出願シリアルＮｏ．６０／６１５，８２６及び２００５年９月２日に出願された米国仮特許出願シリアルＮｏ．６０／７１３，８６１の優先権を主張し、これらの出願の開示は、本明細書に援用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
無線周波数識別器（ＲＦＩＤ）タグは、在庫管理及びセキュリティのような様々な応用に用いられている。バーコード追跡システムとは異なり、これらのよりインテリジェントなＲＦＩＤシステムの利点は、ＲＦＩＤシステムが物品についての特定の情報を格納し、そして見通し又は特定の向きを要求すること無しにタグ上のその情報を読み取ることができる点にある。これは、ＲＦＩＤシステムが殆ど自動化され、手動走査の必要を低減することができることを意味する。
【０００３】
これらのＲＦＩＤタグは、通常、物品の上又はその中に、又は段ボール箱ような容器に配置される。ＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＤ基地局と協働して動作する。基地局は、電磁波出力を供給し、当該電磁波出力は、搬送波周波数として作用する。次いで、データを用いて、搬送波周波数を変調して、特定の情報を送信する。ＲＦＩＤシステムは、典型的には、低い周波数範囲（一般的に１００ＭＨｚ以下）又はより高い周波数範囲（１００ＭＨｚ以上）のいずれかで動作する。多くの応用において、１つのそのようなより高い周波数範囲は、８００ＭＨｚと１０００ＭＨｚとの間（ＵＨＦ帯と定義される）であり、９１５ＭＨｚが、米国で現在利用されている最も共通の高周波数である。大部分のＲＦＩＤシステムは、この周波数の周りに中心付けされた周波数ホッピングを利用し、それにより全体の周波数範囲は、ほぼ９０２から９２８ＭＨｚの範囲である。米国でＲＦＩＤタグにより利用されている第２の高周波数は、２４５０ＭＨｚである。現在、ヨーロッパ標準は、８６９ＭＨｚを利用し、日本標準は、９５３ＭＨｚである。
【０００４】
多くのＲＦＩＤタグは、集積回路を含み、当該集積回路は、情報を格納することが可能である。ＲＦＩＤタグの特定に実現に応じて、集積回路は、格納された情報を後の時間に新しい情報と置換することが可能である。基地局がデータを要求するとき、集積回路は、その要求に応答して、それが格納した情報を供給する。情報を書き換えることを可能にするこれらのＲＦＩＤタグにおいては、集積回路は、新しいデータが基地局から受信されたとき集積回路の既存の情報をオーバーライトする。
【０００５】
集積回路に加えて、ＲＦＩＤタグは、アンテナを含む。アンテナは、基地局により発生された電磁波を受信し、そしてデータを同じ周波数を介して送信するため必要とされる。アンテナの形態は、変えることができ、そして平面コイル、パッチ、マイクロストリップ・アンテナ、ストリップライン・アンテナ及びダイポールを含む。
【０００６】
これらのＲＦＩＤタグの一部は、自己給電型である、即ち、それらは、バッテリのような内部電源を含む。他のＲＦＩＤタグは、フィールド給電型（ｆｉｅｌｄ−ｐｏｗｅｒｅｄ）である。これらの後者のタグは、それらに要求された電圧を供給するため基地局により送信された入射ＲＦエネルギを用いる。ＲＦエネルギは、タグ・アンテナによりＡＣ信号として受信され、次いで、当該ＡＣ信号は、整流されて、ＤＣ電圧を形成し、当該ＤＣ電圧を用いて、集積回路を給電する。
【０００７】
これらの集積回路は、それより下では当該集積回路が機能することが出来なく、そしてタグを読み取ることが出来ない最小電圧要件を有する。整流されて得られたＤＣ電圧は、受信した電磁波の信号強度の関数である。例えば、基地局に近いところにあるＲＦＩＤタグは、より多くのエネルギを受け取り、従って、基地局から物理的に一層離れているＲＦＩＤタグとは対照的に、十分な電圧をその集積回路に供給する。ＲＦＩＤタグを依然読み取ることができる基地局とＲＦＩＤタグ間の最大距離は、読み取り距離として知られている。明らかに、より大きい読み取り距離は、殆ど全てのＲＦＩＤ応用にとって有益である。
【０００８】
高周波数範囲で動作するＲＦＩＤタグの１つの利点は、低周波数で動作するタグより非常に大きい読み取り距離を有するという可能性である。９１５ＭＨｚ周波数範囲を利用するＲＦＩＤタグは、典型的には、自由大気中で約３ｍ（１０フィート）を超える読み取り距離を有する。対照的に、より低い周波数（例えば、ＨＦ帯の一部である１３．５６ＭＨｚのような周波数）タグは、約６０ｃｍ（２フィート）より大きい読み取り距離をめったに達成しない。
【０００９】
この差の１つの理由は、ＨＦ周波数とＵＨＦ周波数とでエネルギ転送機構に差があるためである。前述したように、伝搬信号の電界は、ＵＨＦ周波数でアンテナの両端間に或る電位差を誘発する。対照的に、ＨＦ周波数帯の１３．５６ＭＨｚで動作する受動型ＲＦＩＤタグ・システムは、トランスポンダ・タグとリーダとを結合するため磁気誘導を採用する。ＨＦタグ・マイクロチップに給電して活動状態にするため要求される電力は、リーダにより生成された振動磁界から引き出される。
【００１０】
不都合にも、高周波数ＲＦＩＤタグは、当該タグが金属基板、又は高い含水率を有する基板に近接しているとき読み取ることができない。従って、金属容器、又はソフト・ドリンクを含む瓶に付けられたＲＦＩＤタグは、いずれの距離からも読み取ることができない。
【００１１】
産業界での実験は、そのようなＲＦＩＤタグが当該タグと物品基板との間に実質的な空隙が介在した場合にもう一度読み取り可能であることを示した。この必要とされる空隙は、典型的には、約２．５４ｃｍ（１インチ）の少なくとも４分の１又はそれより大きい。この空隙を生成するためタグが物品基板から「離れている」ことを可能にするための様々な設計が、開発された。しかしながら、離れているタグは、大多数の商業的応用では実際的でない。タグと物品との間に距離があることは、タグが通常の使用で取り外され又は損傷を与えられる可能性を増大させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
空隙が誘電性絶縁体として作用することを知って、タグ製造業者は、誘電定数ｋの誘電絶縁材料の薄い層をタグと物品基板との間に介挿することにより、この離れている問題を解決しようと試みた。米国特許Ｎｏ．６，３２９，９１５は、この問題に対処するため高誘電定数の均質材料の使用を開示する。しかしながら、様々なｋ値を有する均質材料の試みは、殆ど又は全く不首尾であった。
【００１３】
従って、ＲＦＩＤタグをこれらの基板上で使用することを可能にするシステム及び方法は、高周波数ＲＦＩＤタグの使用に関して著しい進歩を示すであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、従来技術の上記欠点を克服する。詳細には、本発明は、基板、特に、金属基板、並びに液体を含むため用いられる基板と一緒に極超短波周波数ＲＦＩＤタグを使用するためのシステム及び方法を提供する。簡潔には、複素磁気透磁率を有する材料から成り且つそれ自体で用いられるか又は誘電性アイソレータ材料と組合わさって用いられるＲＦＩＤアイソレータは、ＲＦＩＤタグと基板との間に介挿される。代替として、少なくとも２つの異なる誘電定数を有する材料が、基板との境界面での誘電定数が高く且つＲＦＩＤタグとの境界面での誘電定数が低いようにＲＦＩＤタグと基板との間に介挿される。この材料は、誘電定数勾配を有する単一の材料であることができ、又は代替として、それぞれの層が均一であるが異なる誘電定数を有し且つ一緒にサンドイッチされている２又はそれより多くの別々の層であってもよい。この材料は、多くのタグが従来技術の誘電性アイソレータを用いては金属基板上で読み取ることができないことを克服する。他のケースでは、この材料は、従来技術の誘電性アイソレータの場合読み取り距離が制限されるタグの読み取り距離を改善する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
受動型ＵＨＦ ＲＦＩＤタグ・アンテナは、自由空間、又は段ボール、パレット・ウッド（ｐａｌｌｅｔ  ｗｏｏｄ）等のような低い誘電体材料上で使用するために最適化されている。ＵＨＦＲＦＩＤタグは、金属基板に近接すると、タグ・アンテナのインピーダンスが、変わる。ＲＦＩＤリーダによりタグのＩＣ回路へ送信された波の効率的な電力送信に関しては、アンテナは、自由空間からＩＣ回路のインピーダンスへの滑らかなインピーダンス変換を与えなければならない。アンテナ設計は、通常、アンテナが近接している基板が１に等しい磁気透磁率を有することを仮定する。１に等しくない磁気透磁率を有する基板では、アイソレータ材料の寄生インダクタンスを用いて、金属基板の寄生キャパシタンスをオフセットさせることができることにより、タグ絶縁（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）を利する。代替として、少なくとも２つの異なる誘電定数の材料を用いて、タグを金属基板から一層良好に絶縁することができる。
【００１６】
図６は、本発明の第１の実施形態を示す。ＲＦＩＤタグ１００は、特に設計され、又はＩｎｔｅｒｍｅｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｓｙｍｂｏｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（前のＭａｔｒｉｃｓ  Ｉｎｃ．）、Ａｌｉｅｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ及びＴｅｘａｓ  Ｉｓｔｒｕｍｅｎｔｓのような多数の会社のいずれかから購入することができる。好適な実施形態において、ＲＦＩＤタグは、８００ＭＨｚと１０００ＭＨｚとの間の周波数範囲で動作し、最も好ましい中心周波数は、８６９ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ及び９５３ＭＨｚである。このＲＦＩＤタグは、バッテリのような電源を含むことにより自己給電されることができる。代替として、それは、フィールド給電される（ｆｉｅｌｄ−ｐｏｗｅｒｅｄ）ことができ、それによりそれは、基地局により送信された電磁波のエネルギを捕捉して、そのエネルギをＤＣ電圧に変換することによりその内部電力を発生する。
【００１７】
物品１１０は、タグを付される対象物である。前述したように、金属基板（金属基板）を備える物品、又は液体を含むよう構成された物品は、読み取り距離に関して問題となる。様々な試験で、タグは、金属基板に取り付けられたとき読み取ることができなかった。ＲＦＩＤタグ１００と金属基板との間に相互作用が存在することを知って、幾つかの設計は、空気の層を２つの構成要素間に導入するようスタンドオフ（離れた状態の形態）（ｓｔａｎｄｏｆｆｓ）を組み込んできた。これは、ＲＦＩＤタグの読み取り距離を改善するとはいえ、それは、ＲＦＩＤタグが取り外され又は損傷を受けるという可能性のため商業的に実際的でない。空隙の効果をシミュレートするため、幾つかの製造業者が、高い誘電定数を有する材料１２０の薄い層を介挿した。不都合にも、タグを金属から絶縁するように高い誘電定数を有する材料を含めることは殆ど不首尾又は全くの不成功であった。
【００１８】
物品１１０及びＲＦＩＤタグ１００が誘電定数勾配を有する材料１２０により分離され、それにより材料と物品１１０との間の境界面での誘電定数が材料とＲＦＩＤタグ１００との間の境界面での誘電定数より高い場合の本発明は、予期しない好都合な結果を達成した。しかしながら、この勾配は、高い誘電定数がＲＦＩＤタグ１００に面しているとき効果的でなかった。材料１２０は、当該材料１２０をＲＦＩＤタグ１００及び物品１１０に接着するのを容易にするため、３Ｍ社のシリコーン／アクリル両面塗布型フィルム・テープ９７３１のような接着剤と接触している１つの表面又は両方の表面を有する。
【００１９】
一般的に、用いられる材料１２０は、エラストマ、プラスチック又はセラミックであることができる。当該材料は、所望の誘電定数を達成するため、二酸化チタン、窒化硼素、二酸化珪素、アルミノ珪酸、酸化マグネシウム、又は酸化アルミニウムのような低損失誘電性充填材を含む。好適な実施形態においては、材料１２０は、シリコーン・エラストマ・ポリマである。二酸化チタンを用いて、ポリマの誘電定数を変更する。二酸化チタンを不均一に混ぜることにより、一方の表面上に高い誘電定数をそして反対の表面上に低い誘電定数を有する材料を生成することが可能である。誘電定数勾配を発生するために用いることができる別の方法は、混合物を振動させる方法である。典型的には、二酸化チタンは、基板より大きい密度を有する。従って、混合物を振動させることにより、二酸化チタンは、その混合物の底部に向かって沈降する傾向があることにより、誘電性充填材の不均一分布を生成する。この例では、底部に近いところの誘電定数は、頂部のそれより高い。単一の層内に生成される勾配は、この実施形態に制限されるものではない。勾配は、線形関数、対数関数、指数関数、又は他の非線形関数であってよい。
【００２０】
図７は、本発明の代替実施形態を示す。誘電定数勾配材料は、低い誘電定数の１つの層と高い誘電定数の１つの層である変わる厚さの２つの層をサンドイッチすることにより製作される。頂部層２２０及び底部層２３０は、互いに接触状態で配置され、そしてＲＦＩＤタグ１００と物品１１０との間に介挿され、それにより頂部層２２０の頂部表面は、ＲＦＩＤタグ１００と接触しており、そして頂部層２２０の反対表面は、底部層２３０と接触している。同様に、底部層２３０の頂部表面は、頂部層２２０と接触しており、そして底部層２３０の反対表面は、物品１１０と接触している。頂部層２２０の誘電定数は、比較的低く、好ましくは４．０以下であるのに対し、底部層２３０の誘電定数は、比較的高く、好ましくは８から３５の範囲にある。好適な実施形態において、材料の２つの層は、一緒に圧縮成形される。代替実施形態においては、３Ｍ社のシリコーン／アクリル両面塗布型フィルム・テープ９７３１のような接着剤を用いて、２つの層を一緒に接着する。本発明は、材料の２つの層のみの使用に限定されるものではない。３以上の層を用いて、以下の表１７に示されるように要求された誘電定数勾配を生成し得る。このケースにおいては、勾配は、飛び飛びのステップ状である。
【００２１】
両方のタイプ、即ち（図６に示されるような）連続的、又は（図７に示されるような）ステップ状の勾配は、両方共本発明の範囲内である。
【００２２】
また、頂部層２２０及び底部層２３０について適正な形態を決定する際にはそれぞれの厚さに関心がある。次の表は、金属基板と一緒に、Ｍａｔｒｉｃｓ  Ｉｎｃ．により製造されたモデルＸ１０２０タグを用いて得られた経験的なデータを示す。アイソレータ有り又は無しでのタグ／金属基板は、ＭａｔｒｉｃｓのＲＤＲ−００１リーダと一列に並んで吊り下げられ、そしてその組み合わせは、タグをもはや読み取ることができなくなるまでリーダから離れるよう移動された。この距離は、読み取り距離として記録された。表１の列は、底部層２３０の厚さ（単位インチ）を表し、そして行は、頂部層２２０の厚さ（単位インチ）を表す。表１に含まれる値は、その特定の構成において記録された読み取り距離（単位インチ）であり、そこにおいては、頂部層２２０の誘電定数（ｋ１）は、１．７であり、そして底部層２３０の誘電定数（ｋ２）は、１８である。例えば、表１において、０．０２６インチの頂部層２２０及び０．０２３インチの底部層２３０は、３０インチ（約７６．２ｃｍ）の読み取り距離を生じる。表２は、同様の経験的なデータを表し、そこにおいては、頂部層２２０の誘電定数（ｋ１）は、２．０であり、そして底部層２３０の誘電定数（ｋ２）は、３１．０である。最後に、表３は、頂部層２２０の誘電定数（ｋ１）が１．２であり、そして誘電定数（ｋ２）が、３１．０である場合の経験的なデータを表す。
【００２３】
【表１】
2008516336.tif 000003
【００２４】
【表２】
2008516336.tif 000004
【００２５】
【表３】
2008516336.tif 000005
【００２６】
アイソレータの効力は、少なくとも２つのパラメータ、即ち、アイソレータの合計厚さ及び各層の厚さにより影響される。これは、表４から表６のそれぞれに示されるように、表１から表３のデータをこれらのパラメータを用いて作り直すことによりより明瞭に分かることができる。これらの表では、行は、アイソレータの合計厚さ（単位インチ）を表し、その合計厚さは、単純に、表１〜表３からの頂部層及び底部層の和である。列は、より低い誘電定数（タグ側）であるアイソレータの比率（単位パーセント）を表し、その比率は、単純に、タグ側誘電体の厚さの合計アイソレータ厚さに対する比である。
【００２７】
【表４】
2008516336.tif 000006
【００２８】
【表５】
2008516336.tif 000007
【００２９】
【表６】
2008516336.tif 000008
【００３０】
これらの表に示されるように、アイソレータの効力は、一般的に、合計アイソレータ厚さの増大と共に増大するが、しかしその便益の大きさは、２つの層の相対的比率に依存する。例えば、表４において、０．０４０−０．０５９９インチ（約１．０１６−１．５２１ｍｍ）厚さのアイソレータは、１．７に等しい誘電定数の層が合計厚さの１０−２０％であったとき１２インチ（約３０．５ｃｍ）の読み取り距離を生じた。これは、１．７に等しい誘電定数の層が合計厚さの５０−６０％であったとき３０インチ（約７６．２ｃｍ）の読み取り距離まで増大した。
【００３１】
性能試験のため、金属基板に取り付けられたタグは、当該タグと金属との間に介挿されるアイソレータ材料が有っても無くても、リーダ・アンテナからかなりの距離に吊り下げられたとき、周囲環境からマルチパス及び他のＲＦ干渉問題を被る場合がある。これを克服するため、電波暗室で試験を実施し、ＲＦ干渉及び電力減衰を排除し、変化する読み取り距離をシミュレートする周知の概念が、後続の試験のため用いられる。
【００３２】
試験室は、３／４″（約１９．０５ｍｍ）の合板の４８″×４８″×４９ １／２″（約１２１×１２１×１２６ｃｍ）の箱から成るよう構成されていて、長い寸法が、垂直の向きである。箱の頂部表面には、中心に位置される２４″×２４″（約６１×６１ｃｍ）の窓が、切られている。この窓には、１″（約２．５４ｃｍ）シートのＲＦ透過性ポリスチレン・フォームが取り付けられ、そして全ての残りの内部表面は、電波暗室用のＥｍｅｒｓｏｎ  ＆  Ｃｕｍｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，  Ｉｎｃ．のピラミッド形の吸収材ＥＣＣＯＳＯＲＥ（登録商標）ＶＨＰ−４で覆われた。全ての試験は、ＴｈｉｎｇＭａｇｉｃ  Ｍｅｒｃｕｒｙ４（登録商標）リーダ、アンテナ及びケーブルを用いて実施された。箱の内側に、頂部窓と一直線に、ＴｈｉｎｇＭａｇｉｃ  Ｍｅｒｃｕｒｙ４（登録商標）アンテナが、ポリスチレン・フォーム窓から３４１／８″（約８６．７ｃｍ）の距離に取り付けられた。読み取るべき試験サンプルが、ポリスチレン・フォームの上側表面に置かれ、それにより試験サンプルは、３５１／８″（約８９．２ｃｍ）離れてリーダと垂直方向に整列された。試験サンプルは、３要素の「サンドイッチ」から成る。このサンドイッチは、ポリスチレン・フォームの上側表面と接触している選択されたＲＦＩＤタグを構成し、試験アイソレータが、ＲＦＩＤタグの上側表面の上に配置され、そして金属板が、アイソレータの上側表面の上に配置された。アンテナの形態は、円偏波を有する４つの組み合わされたＵＨＦ送受信アンテナであった。電力減衰は、リーダに命令する、Ｒｕｓｈ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ，  Ｉｎｃ．により供給されたソフトウエアにより実行された。減衰は、３２．５ｄＢｍ送信電力（アンテナで３０．０ｄＢｍ電力）を基準とした。リーダは、タグを２０回読み取り、そしてパーセント読み取り率、即ち、成功読み取り数を読み取り試行数で除したものを記録するよう命令された。
【００３３】
試験の目的のため、最小の７５％読み取り率が、いずれの所与の電力減衰でタグの成功読み取りを判定するための臨界値として設定された。所与のアイソレータ−タグ試験については、リーダは、３２．５ｄＢｍ送信電力で読み取り率を決定した。読み取り率が０％から７４．９９％であった場合、試験条件は、読み取れ無い（ｎ）と記録された。読み取り率が７５％以上であった場合、送信電力は、７５．００％スレッショルドより小さい読み取り率に達するまで０．５０ｄＢ減分でステップ状に低減され、そして対応するｄＢ減衰を記録した。前述したように、試験装置の中でのアンテナ−タグ間の分離距離は、ほぼ約８８．９ｃｍ（ほぼ３５インチ）であった。従って、０．０減衰の値、換言すると、３２．５ｄＢｍ送信電力での成功の読み取りは、ほぼ約９０ｃｍ（ほぼ３フィート）の読み取り距離を意味した。減衰を増大させた場合のタグの成功読み取りは、読み取り距離の増大をシミュレートした。減衰の読み取り距離（単位フィート）への変換は、決定されなかった。減衰値は、アイソレータ性能を試験条件間で比較することに役立った。
【００３４】
「ｎ」の値はタグが７５％の読み取り率でもって約９０ｃｍ（３フィート）の距離で読み取ることができないことを意味することに注目することが重要である。これは、その組み合わせが動作不良であったことを意味しないで、それが特定の試験に関してこれらの判定基準を満足させなかったことのみを意味する。全ての組み合わせの読み取り距離は、同じ厚さの空隙の読み取り距離より良好であろうことが期待される。
【００３５】
本発明の改善を更に実証するため、２つの製造業者からのタグが、試験のため無作為に選択された。１つの商業的に入手可能なダイポール・タイプのタグは、Ａｌｉｅｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの「Ｉ２」アンテナ設計、モデルＡｌｌ−９２５０折り返しダイポールである。それは、クラス１の電子製品コード（Ｃｌａｓｓ  １  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｃｏｄｅ）ＲＦＩＤタグである。本発明の改善を検証するため、タグは、試験のため無作為に選択された。減衰の関数としての読み取り率であって、読み取り距離をシミュレートする読み取り率が、自由空間（近接金属無し）、及び金属基板に近接したタグに対して変化する空間スペーサについて図１に示されている。自由空間で最小７５％の読み取り率の場合のこの試験の読み取り距離は、ほぼ１０．５ｄＢ減衰である。金属基板の近傍では、約７．６２−約１０．１６ｍｍ（０．３−０．４インチ）間の空隙が、最小７５％の読み取り率に達するため要求された。この空隙の場合ですら、最小７５％の読み取り率は、おおよそ３ｄＢ減衰読み取り距離で達成可能であり、即ち、自由空間読み取り距離から７ｄＢの劣化である。
【００３６】
幾らかより複雑なアンテナ設計は、交差型ダイポール設計、即ち、Ｓｙｍｂｏｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（以前のＭａｔｒｉｃｓ  Ｉｎｃ．）のタグ、モデルＸ１０６０、ＥＰＣクラス０タグである。金属基板の上方で自由空間及び変化する空隙スペーサに関するアンテナ設計及び読み取り率が、図２ａ及び図２ｂに示されている。自由空間において最小７５％の読み取り率の場合のタグの読み取り距離は、ほぼ９．５ｄＢ減衰であった。金属基板の上方で読み取りを要求される空隙は、約７．６２−約１０．１６ｍｍ（０．３−０．４インチ）であった。この空隙ですら、最小７５％の読み取り率は、ただのほぼ１ｄＢの読み取り距離で達成され、これは、自由空間での読み取り距離と比較して８．５ｄＢの劣化である。
【００３７】
２、４、９−１０、１６、２０及び３０の誘電定数ｋを有する様々な厚さの低損失誘電性アイソレータ材料のシートが、二酸化チタンを適切なシリコーン・エラストマ・プリポリマ混合物及び硬化剤と混合し、シートにキャストし、このキャスト形成されたシートを、その配合に対して適宜室温又は高温のいずれかで硬化処理することにより調製された。そのような充填されたシリコーン・エラストマの製造は、産業界で周知である。配合物の誘電定数が比重と関連するので、誘電定数が約４より小さい配合物は、空気及びガス、低沸点有機液体、化学発泡剤、又は中空の微小球のような媒介物を用いて、発泡されて、比重を低減する。表７〜表１６は、以下の組み合わせを表す２層勾配型アイソレータに関して本発明を示す。
【００３８】
【表７】
2008516336.tif 000009
【００３９】
表４〜表６におけるケースのように、表７から表１６においては、行は、アイソレータの合計厚さ（単位インチ）を表し、そして列は、より低い誘電定数（タグ側）であるアイソレータの比例部（単位パーセント）を表す。各セルの中の値は、読み取り距離（単位ｄＢ）を記録する。なお、「ｎ」は、最小７５％の読み取り率を達成しなかったことを意味する。２以上の値が１つのセルの中にリストされている場合、それらの値は、同じアイソレータ・サンプルの二重反復試験を表さない。むしろ、各値は、層の合計アイソレータ厚さ及び誘電定数の組み合わせがそのセルに適合する当該層の僅かに異なる組み合わせを表す。アイソレータ材料は、ｋ＝Ｘ／ｋ=Ｙとして参照される。ここで、ｋ＝Ｘは、タグに面している層の誘電定数を指示し、そしてｋ＝Ｙは、金属基板とインターフェースする層の誘電定数を指示する。例えば、ｋ＝２／ｋ＝３０は、タグ側がｋ＝２の誘電性材料であり、金属側がｋ＝３０の誘電性材料である２層アイソレータを意味する。
【００４０】
これらの表では、Ａｌｉｅｎ Ｉ２タグについて、ｋ＝４の表１０を除いて、０％と１００％の列に示されるように、単一の誘電定数アイソレータは、タグが読み取ることを可能にしないことを示している。しかしながら、２層勾配タグは、タグ可読性を与える。表７〜表９は、アイソレータの低誘電定数タグ側をｋ＝２に維持しながら当該アイソレータの高誘電定数金属側を変えた場合の効果を示す。タグは、もし高誘電定数タグ側がｋ＝１６より大きいならば読み取り可能である。これらの表は更に、アイソレータの誘電定数に加えて、アイソレータの合計厚さ、及び低誘電定数の厚さと高誘電定数の厚さとの比率が、最適のアイソレータ構成を選択する際に考慮されねばらないことを実証している。
【００４１】
【表８】
2008516336.tif 000010
【００４２】
【表９】
2008516336.tif 000011
【００４３】
【表１０】
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【００４４】
【表１１】
2008516336.tif 000013
【００４５】
【表１２】
2008516336.tif 000014
【００４６】
表７、表１０及び表１１は、アイソレータの高誘電定数金属側をｋ＝３０に維持しながら当該アイソレータの低誘電定数タグ側の誘電定数を増大させる効果を示す。アイソレータの低誘電定数側がｋ＝９−１０の値に達したとき、タグは、もはや読み取り可能でない。再び、合計アイソレータ厚さ及び２つの誘電定数の比率の考慮は、アイソレータの最適組成を決定するのに重要なファクタである。表１０の最後の２つの行は、材料の厚さが約２．５４ｍｍ（０．１００インチ）より大きいとき、１００％のｋ＝４材料を備えるアイソレータは読み取ることができることを示すことに注目することは重要である。この均一な材料により達成された読み取り率は、同じ厚さの勾配層アイソレータにより達成された読み取り率と著しくは異なるものではない。しかしながら、勾配型アイソレータはまた、著しく薄いアイソレータを用いて、タグ可読性を与え、従って単一の誘電定数アイソレータを超えた改善を与える。
【００４７】
また、表７〜表１１に記された定義限界値は、所与のアンテナ設計に特有であることが分かった。従って、アイソレータ材料の最適組成は、Ｓｙｍｂｏｌ  ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓモデルＸ１０６０タグに関して表１２〜表１６に示されるように、異なるアンテナ設計に対して異なり得る。
【００４８】
誘電定数勾配型アイソレータに対するこのタグ設計の応答は、一般的に、Ａｌｉｅｎ Ｉ２タグのそれと、勾配型誘電性アイソレータが均一型アイソレータより一層実効的である点で似ている。全てのケースにおいて、合計アイソレータ厚さと、低誘電定数部分と高誘電定数部分の厚さの比と、低及び高誘電定数部分の実際の誘電定数とが、組合わさって、アイソレータの有効度を決定する。しかしながら、最適構成の点で差があり、それは、各一意のアンテナ設計が異なる絶縁材料パラメータを要求することができることを示す。
【００４９】
【表１３】
2008516336.tif 000015
【００５０】
【表１４】
2008516336.tif 000016
【００５１】
【表１５】
2008516336.tif 000017
【００５２】
【表１６】
2008516336.tif 000018
【００５３】
【表１７】
2008516336.tif 000019
【００５４】
Ａｌｉｅｎ Ｉ２タグとは異なり、試験された低ｋ／高ｋの組み合わせの全ては、絶縁がタグを読み取るのを可能にするに十分であった場合０．０４０−０．１７９９インチ（約１．０１６−約４．５６９ｍｍ）間の或る厚さを示した。更に、アイソレータが少なくとも０．１４０インチ（約３．５５６ｍｍ）厚であったとき、単一の誘電性材料でさえ、誘電定数がｋ＝９−１０より小さいときタグを絶縁した。しかしながら、アイソレータの低誘電定数タグ側がｋ＝２であり、且つ当該アイソレータの高誘電定数金属側がｋ＝１６又はそれより大きかったとき、単一の誘電定数アイソレータの利点を超えた勾配型誘電定数アイソレータの利点は、非常に重要であり、典型的には、７ｄＢ又はそれより大きい読み取り距離であった。
【００５５】
前述したように、アイソレータ合計厚さと、タグ読み取り距離を最大にする低誘電定数層と高誘電定数層との比率との組み合わせは、２つのアンテナ設計間で異なる。
【００５６】
タグ側誘電定数ｋ＝２で、Ａｌｉｅｎ社の折り返しダイポール・タグは、アイソレータに対して最良に応答し、そのｋ＝２材料は、合計アイソレータの１０−３０％であり、一方、Ｓｙｍｂｏｌ社の交差ダイポール・タグは、２０−６０％範囲で最良であった。交差ダイポール・タグはまた、著しく大きい読み取り距離を生じ、タグ／アイソレータ／金属は、最良のケースで、自由空間読み取り距離に等しい。
【００５７】
代替の誘電定数勾配型アイソレータの一例が、適切な誘電定数の約０．６８６ｍｍ（０．０２７インチ）厚のシートをサンドイッチすることにより誘電定数のほぼ直線の対数勾配に基づいて調製された。データが、表１７に示されている。
【００５８】
【表１８】
2008516336.tif 000020
【００５９】
２層誘電定数勾配の結果を反映して、最良の読み取り距離は、アイソレータの低誘電定数タグ側を合計アイソレータ厚さの３０−６０％にしたとき得られた。
【００６０】
図８は、本発明の第３の実施形態を示す。前の２つの実施形態は既存のＲＦＩＤタグを利用したが、図８は、これらの既存のＲＦＩＤタグを本発明と組み合わせて、一体化した解法を創出する。
【００６１】
集積回路３００は、半田付けにより又は接着によるようにして基板３２０の頂部表面に貼り付けられる。この集積回路は、物品に関連した識別情報を含むことが好ましい。基板３２０は、典型的には、印刷回路板からなるが、他の基板も可能である。大部分のＲＦＩＤタグでは、アンテナ３１０が、基板３２０に直接取り付けられている。多くの応用において、アンテナ３１０は、基板３２０上に特に所定の大きさで且つ間隔を開けられたワイヤ・エッチ（ｗｉｒｅ  ｅｔｈｃｅｓ）を直接印刷することにより生成される。当業者は、アンテナを印刷回路板に組み込む様々なプロセスに精通している。
【００６２】
基板３２０の反対側表面には、材料の層３３０が取り付けられる。一実施形態において、図６に関して説明した誘電定数勾配材料の層が、基板３２０の底部に直接取り付けられる。第２の実施形態においては、図７と関係して説明した材料層と類似の２つの材料層が、低い誘電定数を有する層が基板と高い誘電定数を有する層との間にあるように、基板３２０の底部に取り付けられる。前述したように、３以上の層を用いて、所望の誘電定数勾配を生成することが可能である。第３の実施形態において、誘電定数勾配は、印刷することによるように、基板３２０の底部表面上に材料を直接塗布することにより生成される。
【００６３】
いずれの特定の理論に限定されることなしに、以下は、この結果を説明するための仮説を提供する。
【００６４】
当業者に知られているように、高い周波数用の大部分のＲＦＩＤタグ・アンテナは、ダイポール・アンテナが基板上に容易に印刷され又はエッチング形成されることができるのでダイポール・アンテナのタイプか又はその変形である。適切に設計されたＲＦＩＤタグでは、電力転送を最大にするため、アンテナの端部でアンテナ・インピーダンスがチップ／整流器インピーダンスに一致している。アンテナ性能は、基板材料の特性に依存する。特定の誘電定数の基板上のダイポールは、異なる誘電定数を有する基板上に置くとき異なった動作をする。
【００６５】
最も単純なダイポールは、動作周波数で２分の１波長の長さである導電性材料のストリップである。この同じアンテナを高誘電定数の基板上に配置するならば、動作周波数は、基板の誘電定数の値に基づいて変わるであろう。また、ダイポールの帯域幅は、低減するであろう。なお、この帯域幅は、アンテナが有効な動作パラメータを有するであろう周波数の範囲として定義されるものである。これらの現象を説明する方程式は、厳密で正確な解が計算では法外なものであるので経験的に導出されがちである。
【００６６】
タグ・アンテナは、自由空間、又は段ボール、荷台板等のような低誘電定数の材料上での使用のため最適化される。ＲＦＩＤタグが金属基板に近接しているとき、タグ・アンテナのインピーダンスは変わる。金属の影響は、アンテナのインピーダンスを変更するものである。これは、アンテナとチップとの間の電磁整合に影響を及ぼす。アンテナの最適周波数は、（一層低い周波数へ）シフトし、そしてアンテナの帯域幅は、低減されるであろう。帯域幅は、ＲＦＩＤリーダがＦＣＣ規則に適合するため、中心周波数の周りでの「周波数ホッピング」又は周波数の一定変化を用いる。アンテナ帯域幅の低減は、どの周波数がその瞬間に用いられているかに基づいて読み取り範囲に影響を与えるであろう。更に、将来の標準は、ＲＦＩＤシステムが特別の適応なしにフルの８６９ＭＨｚから９５３ＭＨｚ帯域幅にわたる動作が必要であるように全ての適用可能な周波数で動作することが可能であることを要求することが期待される。タグが金属の近くにあればある程、この不整合はより大きくなる。或る一定の距離では、チップのスレッショルド電圧に達しないで、タグは、読み取られないであろう。タグが読み取りを停止する距離は、タグ・アンテナ、チップ／整流器及びリーダに依存する。
【００６７】
誘電定数勾配を有する材料を有する本発明は２つの重要な機能を実行すると確信する。第１に、タグとインターフェースする材料は、それが基板又はタグ・アンテナの特性に著しい影響を及ぼさない程十分に低い誘電定数のものである。従って、タグ・アンテナは、周波数及び帯域幅性能を維持する。第２に、金属（又は含有水分が高い）基板を有するインターフェースは、タグを物品基板から絶縁し、従ってアンテナ・インピーダンスの変化を小さくするように十分に高い誘電定数のものである。
【００６８】
異なるＲＦＩＤタグが異なるアンテナ設計を用いるので、ＲＦＩＤタグを金属表面から絶縁するため用いられる誘電定数勾配材料は、タグ・アンテナ、チップ及びリーダに依存するであろう。各ＲＦＩＤタグは、アンテナのタイプ及び性能、チップのタイプ、リーダ・プロトコル等で異なる。
【００６９】
従って、材料を各タグのタイプについて最適化するため誘電定数勾配のパラメータを変えることが必要であることが予想される。しかしながら、誘電定数勾配型アイソレータの原理は、高い周波数ＲＦＩＤタグについて共通であることが予想される。
【００７０】
２又はそれより多い違った誘電材料の使用が様々なアンテナ設計に対して読み取り距離を改善することが示されたが、更なる改善が可能である。
【００７１】
裏側材料を有する理想化されたタグ・アンテナのコンピュータ・シミュレーションが、複素透磁率をＲＦＩＤタグ・アイソレータに導入する効果について見通しを得るため実施された。１０−ｊ６０オーム（ここで、ｊは−１の平方根である。）の複素インピーダンスを有するＩＣ回路を備えるタグを仮定すると、アンテナ端子での最適インピーダンスは、複素共役、即ち１０＋ｊ６０オームであろう。Ｓｏｎｎｅｔ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ，  Ｉｎｃ．の電磁解析モデリング・ソフトウエア、１０．５１版を用いて、選択された電磁パラメータ及び材料厚さの裏側材料が金属基板に取り付けられている約１１．２ｃｍ（４．４インチ）の交差ダイポールＲＦＩＤタグ・アンテナの端子でのインピーダンスが、モデル化された。典型的な結果が、大気、誘電体のみ、及び誘電体に磁気裏側材料を加えたものについて表１８に示されている。
【００７２】
【表１９】
2008516336.tif 000021
【００７３】
シミュレーションは、複素透磁率をアイソレータに加えることが実数及び虚数の端子インピーダンスを著しく増大させ、それによりＩＣ回路インピーダンスのそれに近づくことを実証している。また、この効果は、アイソレータ厚に強く依存するであろう。
【００７４】
図１ａから図５ａに示されるように、変化するアンテナ設計及びＩＣ回路と共にＲＦＩＤタグの多様性が、現在商業的に提供されている。リーダからタグへの効率的エネルギ転送に対してインピーダンス整合要件を満足させるため、ＲＦＩＤアイソレータ特性の多様性が、利用可能でなければならない。電磁アイソレータは、ＲＦＩＤタグを金属基板上で最適に読み取ることを可能にするため要求されるアイソレータ・インピーダンス特性を達成するのに追加の許容範囲（ｌａｔｉｔｕｄｅ）を与える。以下の例は、電磁ＲＦＩＤアイソレータ材料の利点を更に実証するための働きをする。
【００７５】
電磁アイソレータ材料は、当業者に周知である技術を用いて、強磁性材料をプラスチック又はエラストマのようなバインダと混合し、次いで薄いシートに形成することにより調製される。この目的に適した共通の強磁性粉体は、鉄、ニッケル、コバルト、及びそれらの様々な合金及びフェライトである。様々な電磁特性のアイソレータが、カルボニル鉄をシリコーン・エラストマ・ポリマ及び硬化剤と混合し、シートにキャストし、そしてそのキャスト・シートをその配合に対して適宜室温又は高温で硬化処理することにより調製された。前に説明したように、そのような「充填された」シリコーン・エラストマの生成は、産業界で周知である。３つのサンプル電磁材料が、この技術を用いて調製された。これらの例示的アイソレータ配合の９１５ＭＨｚで測定された電磁特性が、表１９に与えられている。
【００７６】
【表２０】
2008516336.tif 000022
【００７７】
本発明をより良く実証するため、様々な電磁特性及びシート厚の電磁アイソレータ・シートが、選択されたシート材料を層状に重ねることにより調製された。均一な電磁材料及び組み合わされた誘電及び電磁材料のアイソレータが、調製された。アイソレータは、ＲＦＩＤタグと金属基板との間に介挿され、そしてタグ可読率及び読み取り範囲が、測定された。
【００７８】
或る範囲のアンテナ設計を代表する商業的に入手可能なＲＦＩＤタグが、評価された。各タグ・スタイルのランダムなサンプルが、試験のため選択された。タグは、ベンダ名及びモデル番号と共に、表２０にリストされ、そしてそれらの設計及び読み取り範囲特性が、図１から図５に示されている。
【００７９】
【表２１】
2008516336.tif 000023
【００８０】
試験は、前述した同じ試験電波暗室及び試験方法を用いて実施された。上記のケースのように、最小７５％読み取り率が、（Ｓｙｍｂｏｌ  Ｔｒｉｄｅｎｔタグ試験を除いて）いずれの所与の電力減衰でタグの首尾良い読み取りを判断する判定基準値として設定された。
【００８１】
２つの層勾配を利用している以下の試験では、アイソレータ材料は、ｋＸ／Ｙと呼ばれ、ここで、ｋＸは、タグに面している層の誘電定数を示し、そしてＹは、表１９からの電磁配合、又は金属基板にインターフェースする層上の誘電定数を示す。例えば、ｋ２／Ａは、タグ側がｋ＝２の誘電定数の誘電材料であり、金属側がパラメータε＝１０−ｊ０．２及びμ＝２．７−ｊ０．４を有する電磁配合Ａである２層アイソレータを意味する。ｋ２／ｋ１６と示されたアイソレータは、タグ側がｋ＝２の誘電定数の誘電材料であり、そして金属側がｋ＝１６の誘電定数の誘電材料である２層アイソレータを意味する。
【００８２】
図１８に示されるＳｏｎｎｅｔコンピュータ・シミュレーションは、アイソレータに相当の透磁率を含めること、即ち、１の透磁率を有する材料から等しい誘電率であるが１より大きい透磁率を有する電磁材料に切り換えることがアイソレータの効力を与えることができることを示唆した。２つの勾配型アイソレータ、即ち、ｋ２／ｋ１６及びｋ２／Ｂが、同じ合計アイソレータ厚さ及び層比率で調製された。表１９に示されるように、アイソレータ配合Ｂは、１６の誘電定数及び５．０−ｊ１．８の透磁率を有することに注目されたい。表２１に示される試験結果は、改善したアイソレータ効力を実証する。
【００８３】
【表２２】
2008516336.tif 000024
【００８４】
電磁層をアイソレータに含める場合入手可能である改善の更なる実証は、表２２から表２５に示されている。表２２及び表２３は、再び、金属側が１６の誘電定数を有する誘電材料か又は１より大きい透磁率、特に配合Ｂの磁性を伴う１６の誘電定数を有する電磁材料かのいずれかである２層アイソレータを比較する。表２２及び表２３は、ＡｌｉｅｎＩ２タグについて、読み取り距離をタグ側の層であるアイソレータ厚さとアイソレータの合計厚さとの比率の関数として示す。表２４及び表２５は、ＳｙｍｂｏｌＸ１０６０タグについてのデータを示し、そこでは、２層アイソレータの金属側が９−１０の誘電定数を有する誘電材料か又は１０の誘電定数及び１より大きい透磁率を有する、特に配合Ａである電磁材料かのいずれかである２層アイソレータを比較する。
【００８５】
Ａｌｉｅｎ Ｉ２タグについて、表２２に示される純誘電型アイソレータ（ｋ２／ｋ１６）は、全ての試験条件に対してタグ可読率を与えないことに注目されたい。しかしながら、試験パラメータのある確実さの下で、電磁金属側層を有するアイソレータ（ｋ２／Ｂ）は、表２３に示されるように、タグを読み取ることを可能にする。表２３の０％の列を参照すると、電磁材料が少なくとも０．１４０−０．１５９９インチ（約３．５５６−約４．０６１ｍｍ）厚さであるとき、それは、タグを単一の均一層として絶縁するよう働く。対照的に、均一な誘電層は、表２２の０％の列に示されるように、絶縁を与えない。読み取り距離は、誘電−電磁組み合わせアイソレータの場合最大にされ、そこにおいては、より低い誘電定数材料は、アイソレータの５０％と７０％との間であることが好ましい。この例は、このタグ設計について誘電型アイソレータを超えた電磁型アイソレータの改善を、単一の均一な材料か又は誘電材料との組み合わせかのいずれにより実証する。更に、アイソレータの性能を決定する点でアイソレータの厚さ及び勾配材料の比率の重要さが、再び明らかになった。
【００８６】
Ｓｙｍｂｏｌ Ｘ１０６０タグについて、誘電定数勾配型アイソレータ及び誘電−電磁型アイソレータの両方が、絶縁を０．１７９９インチ（約４．６０ｍｍ）以下で与える。しかしながら、ｋ２／Ａアイソレータは、タグ絶縁を０．１６０−０．０７９９インチ（約１．５２４−約２．０３０ｍｍ）ほどの厚さで絶縁を与え、それは、一部のケースでは有利である場合がある。ｋ２／ｋ９−１０アイソレータは、ほぼ３０−７０％のｋ２層比率で最適となり、そしてｋ２／Ａアイソレータは、このタグについて合計アイソレータ厚さのほぼ５０−９０％のｋ２層比率で最適となることに注目されたい。
【００８７】
【表２３】
2008516336.tif 000025
【００８８】
【表２４】
2008516336.tif 000026
【００８９】
【表２５】
2008516336.tif 000027
【００９０】
【表２６】
2008516336.tif 000028
【００９１】
表２６、表２７及び表２８は、３つの２層アイソレータを比較し、そこにおいて、金属側は、電磁材料の配合Ａから成り、そしてタグ側は、ｋ２（表２６）、ｋ４（表２７）及びｋ１０（表２８）のうちのいずれかの誘電材料である。タグは、Ａｌｉｅｎ「Ｍ」タグである。電磁材料の配合Ａは、配合Ｂの場合におけるように、上記の表２３に示されるこのタグに対する単一の層として絶縁を与える。しかしながら、このケースでは、読み取り距離が、著しく改善される。アイソレータは、０．０４０−０．０５９９インチ（約１．０１６−約１．５２１ｍｍ）の厚さで著しく効果的である。
【００９２】
【表２７】
2008516336.tif 000029
【００９３】
【表２８】
2008516336.tif 000030
【００９４】
【表２９】
2008516336.tif 000031
【００９５】
これらの表は更に、タグ・アンテナ要件に一致させる点で電磁特性、合計厚さ及び材料の特性の相互依存性を示している。２つの追加の比較を行った。表２９及び表３０は、ｋ＝４誘電材料を配合Ａ及びＢと組み合わせた結果を示す。表３１及び表３２は、ｋ＝１０誘電材料を配合Ａ及びＣと組み合わせた結果を示す。
【００９６】
【表３０】
2008516336.tif 000032
【００９７】
【表３１】
2008516336.tif 000033
【００９８】
【表３２】
2008516336.tif 000034
【００９９】
【表３３】
2008516336.tif 000035
【０１００】
表２６から表３２は、共同して、異なるアイソレータ電磁パラメータが選択されるので、タグの実効的絶縁のため要求されるパラメータを均衡させることを実証する。タグ側の誘電定数が非常に低い、即ちｋ＝２−４であるとき、勾配型アイソレータは、薄いアイソレータ合計厚さの均一な電磁型アイソレータより優れていた。タグ側の誘電体層が合計アイソレータ厚さの１−３０％であったとき実効的勾配型アイソレータ性能の軌跡が生じた。タグ側の誘電定数をｋ＝１０へ増大させることは、再び、実効的な勾配型アイソレータを実証したが、しかし有効さの軌跡は、合計アイソレータ厚さの１０−５０％がｋ＝１０タグ側層であることの方へシフトした。
【０１０１】
アンテナ要件に一致させるための再均衡化は、タグ側勾配層のみについて調整することに限定されない。表２９は、アイソレータｋ４／Ａを示し、一方表３０は、ｋ４／Ｂアイソレータを示す。金属側勾配層が電磁材料Ａから材料Ｂに変わった（それは、誘電率及び透磁率の増加をもたらす。）とき、実効的アイソレータ性能の軌跡は、１−３０％のタグ側誘電体層比率から２０−５０％のタグ側誘電体層比率へシフトした。
【０１０２】
アイソレータのパラメータを均衡化する緊急度は、アイソレータｋ１０／Ａの表３１がｋ１０／Ｃアイソレータの表３２と比較されることにより実証される。金属側勾配層の誘電率及び透磁率が電磁材料Ｃのレベルまで増大されるので、Ａｌｉｅｎ「Ｍ」タグを絶縁する能力は、失われる。或る範囲の電磁材料特性にわたる注意深い調査なしの場合、勾配型アイソレータが作動しないと間違って結論し得る。
【０１０３】
Ｓｙｍｂｏｌ  Ｔｅｃｈｎｏｇｉｅｓ  Ｔｒｉｄｅｎｔタグは、リーダに設けられた現在のＴｈｉｎｇＭａｇｉｃ４ソフトウエアにより、より低い読み取り率で読み取られたことが分かった。この効果は、図４ｂの自由空間及び空隙の読み取り距離グラフで観測されることができる。自由空間での最大読み取り率は、最大読み取り率は、唯の約１０％であった。金属基板の場合、タグは、空隙の間隔が０．４−０．５（約１．０１６−約１．２７ｃｍ）まで読み取ることができなかった。しかしながら、０．５インチ（約１．２７ｃｍ）の空隙間隔で、読み取り率は、３０％であり、自由空間で達成されたものより高かった。これらの知見に基づいて、２５％の読み取り率は、全ての他のタグ試験に採用した７５％値に対抗するように、いずれの所与の電力減衰におけるこのタグの首尾良い読み取りを判定する臨界値として確立された。
【０１０４】
表３３及び表３４は、ｋ２／Ｃ及びｋ４／Ｃのそれぞれの電磁勾配型アイソレータによるこのタグの実効的絶縁を示す。誘電材料又は電磁材料のいずれの均一で単層アイソレータが、両方共適度な絶縁を与えた。しかしながら、誘電−電磁勾配型アイソレータは、著しく大きい読み取り範囲性能を与えた。更に、読み取り範囲は、空隙間隔の場合の性能より著しく優れていた。
【０１０５】
【表３４】
2008516336.tif 000036
【０１０６】
【表３５】
2008516336.tif 000037
【０１０７】
Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｉｄｅｎｆｉｃａｔｉｏｎ ＡＰＬ−１２１６タグ（図５参照）は、読み取り範囲性能試験に利用した試験チャンバの場合読み取り可能でなかった。可能性のある理由は、試験チャンバの最小読み取り範囲がほぼ約９０ｃｍ（ほぼ３フィート）であり、そしてタグの自由空間読み取り範囲がその距離より小さいことである。この知見を無視して、電磁型アイソレータは、有効性を試験した。驚くべきことに、表３５に示されるように、このタグに対して適度の読み取り距離を与えたアイソレータ・パラメータを発見した。適切なアイソレータ・パラメータの選択は、この試験におけるタグの読み取り範囲性能を実際に強化した。
【０１０８】
【表３６】
2008516336.tif 000038
【０１０９】
単層としての電磁複合材料から成る改善されたアイソレータに加えて、又は誘電性複合材料を有する勾配型アイソレータにおいて、勾配型電磁アイソレータを利用し得る。更に、電磁アイソレータ材料は、強磁性カルボニル鉄、ニッケル−亜鉛フェライト、又はマグネタイトをシリコーン・エラストマ・プリポリマ及び硬化剤と混合し、シートにキャストし、次いでその配合に対して適宜室温又は高温のいずれかでそのキャスト・シートを硬化処理することにより調製された。これらのアイソレータ配合の９１５ＭＨｚでの測定された電磁特性は、表３６に与えられる。
【０１１０】
【表３７】
2008516336.tif 000039
【０１１１】
表３６の材料のそれぞれをタグ側層としてそして配合Ａを金属側層として利用する２層アイソレータは、Ａｌｉｅｎ Ｍタグと金属基板との間に介挿され、そして読み取り距離が、測定された。結果が、表３７に与えられている。
【０１１２】
【表３８】
2008516336.tif 000040
【０１１３】
このタグに関しては、タグ側透磁率が金属側透磁率より小さい勾配型電磁アイソレータは、タグ側層比率が合計アイソレータ厚さの１〜２０％間であったとき読み取り距離に幾らかの改善を与えた。
【０１１４】
多くの製造業者からの多数のＲＦＩＤタグ設計が、現在、市場に存在し、そしてそのリストは、ＲＦＩＤの関心が増大するにつれ拡大している。本明細書における表から明らかなように、各タグは、それを干渉基板から絶縁（分離）するため必要なインピーダンス要件に一致させるため特有に配合されたアイソレータを必要とする。これは、異なる製造業者からのタグばかりでなく、所与の製造業者からの様々なタグ設計に適用できる。例えば、ＳｙｍｂｏｌＸ１０６０タグは、表２５に示されるようにｋ２／Ａアイソレータを利用して読み取られることができるであろうし、他方Ｓｙｍｂｏｌ  Ｔｒｉｄｅｎｔタグは、このＡアイソレータ・プロフィールを用いて読み取ることが可能でなかったが、表３４に示されるようにｋ４／Ｃアイソレータを利用して読み取ることが可能であった。アンテナ設計が各製造業者に対して固有であり、且ついずれの産業標準設計が存在しないので、所与のＲＦＩＤタグに適したアイソレータを識別することはアプリオリには可能でない。以下の実験的戦略が、適切なアイソレータ選択を与えることができる。
【０１１５】
上記のグラフの大部分において、最良の性能を示す組み合わせが分散されていないことを知ることができる。むしろ、最適動作の「かたまり」が存在する。これらのかたまりは、典型的には、似ている厚さ及び低い誘電材料のより高い誘電材料に対する比を有する。この現象は、適切なアイソレータの組み合わせを与える戦略を開発する点で活用することができる。
【０１１６】
所望のアイソレータ情報を決定することは、２ステップ・プロセス、即ち、最初に、所与のタグ設計を絶縁するため働くことができる可能性のあるアイソレータ配合のサブセットを決定することと、次いで、タグの指定された使用に最良に適合する配合を選択することとからなる。合計アイソレータ厚さの様々な誘電性及び／又は電磁性構成要素対合計アイソレータ厚さの相対的特性のグリッド上で或る領域を本明細書における読み取り距離表の要領で配置するスクリーニングの実験が、最初に要求される。タグ側層が誘電定数が２−４である低損失の低誘電材料から成り、物品側層がｋ＝２０−３０のより高い誘電定数材料か又は透磁率が５−１０である電磁材料かのいずれかから成る２層アイソレータのシリーズ（一連のもの）が、準備される。電磁物品側層の方が最初はよい。０．１２０−０．１４０インチ（約３．０４８−３．５５６ｍｍ）の合計厚さと０％から１００％までの範囲にわたりほぼ１０％増分でのタグ側比率とを有するアイソレータを製造する。読み取り距離試験は、このシリーズのアイソレータで行われる。許容可能なアイソレータの選択に与えられた他の制限又は仕様がある場合、他の初期スクリーニング・シリーズが、勿論、利用され得る。判定基準要素は、候補配合の発見が比較的見込みのありそうなように配合の広範で十分なスクリーニングがあるべきであることである。
【０１１７】
可読性を可能にするためタグの十分な絶縁を与える少なくとも１つのアイソレータ配合が発見される場合、実験的タスクは、市場のニーズを満足させる配合を決定するタスクである。この市場のニーズは、最小読み取り距離、所与の読み取り距離に適合することができる最も薄いアイソレータ、最低コストのアイソレータ、又はいずれの他の市場判定基準のような考慮事項を含むことができる。従って、最終のアイソレータ配合は、最初のスクリーニング実験において、市場のニーズに最良に適合する適切な配合に対していずれの適切な調査手順により発見されたタグ可読性の範囲の詳細な調査を含む。
【０１１８】
タグの可読性を可能にするアイソレータ配合が発見されない場合、次の最も有益なスクリーンは、アイソレータの合計厚さを増大し、そして合計アイソレータの０％から１００％までの範囲に再びわたるタグ側層を有するアイソレータを製作して、別のシリーズの実験を行うことである。いずれかのアイソレータ厚さが選択されるが、ＲＦＩＤタグの空隙読み取り距離がこの厚さより大きいならば、その厚さは、少なくとも０．２４０−０．０２６０インチ（約６．０９６−０．６６０４ｍｍ）であることが好ましい。第２のスクリーニング厚さは、アイソレータ効力について間違った結論を避けるためタグの空隙読み取り距離より小さくなければならない。可読性を可能にする或る範囲の配合が発見された場合、市場のニーズに適合するため利用可能な最良の配合を決定することが、前の段落で説明したように続く。
【０１１９】
実行可能なアイソレータ配合が発見されなかった場合、アイソレータ層の誘電及び／又は電磁特性を変えることが次である。一般的に、最初に誘電／電磁特性を増減して物品側組成の特性を変えることがより有益であることが分かった。前のように一連の比率、及び第２のスクリーニングと同じより大きい厚さを用いてスクリーニングすることが好ましい。成功は、配合者にとって入手可能な原材料を用いて達成することができる誘電／電磁特性の範囲により制限される場合がある。それは、多分、可能性のある無限の様々なアンテナ設計があるが、しかしほんの有限の範囲の誘電性及び電磁性原材料があるだけであるからである。
【０１２０】
上記の戦略は、アンテナ設計の既存性を仮定し、そしてそのアンテナと使用のための最適なアイソレータの組み合わせを決定するためのプロセスを創成した。しかしながら、代替として、アイソレータの組み合わせは、最初に、コスト、厚さ、又は他の要因に基づいて選択されてもよい。この場合、後続の努力は、その特定のアイソレータと使用のための適切なアンテナ設計の創成に向けられるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１ａ】図１ａは、本発明と組み合わせて試験された第１のアンテナの図である。
【図１ｂ】図１ｂは、第１のアンテナの読み取り距離特性を示すグラフである。
【図２ａ】図２ａは、本発明と組み合わせて試験された第２のアンテナの図である。
【図２ｂ】図２ｂは、第２のアンテナの読み取り距離特性を示すグラフである。
【図３ａ】図３ａは、本発明と組み合わせて試験された第３のアンテナの図である。
【図３ｂ】図３ｂは、第３のアンテナの読み取り距離特性を示すグラフである。
【図４ａ】図４ａは、本発明と組み合わせて試験された第４のアンテナの図である。
【図４ｂ】図４ｂは、第４のアンテナの読み取り距離特性を示すグラフである。
【図５ａ】図５ａは、本発明と組み合わせて試験された第５のアンテナの図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施形態を示す。
【図７】図７は、本発明の第２の実施形態を示す。
【図８】図８は、本発明の第３の実施形態を示す。
【図１ａ】
2008516336.tif 000041
【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
2008516336.tif 000046
【図４ａ】
2008516336.tif 000047
【図４ｂ】
2008516336.tif 000048
【図５ａ】
2008516336.tif 000049
【図６】
2008516336.tif 000050
【図７】
2008516336.tif 000051
【図８】
2008516336.tif 000052
【手続補正書】
【提出日】平成19年4月17日(2007.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されている識別システムであって、
給電されたとき前記識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されているＲＦＩＤタグと、
第１及び第２の対向表面及び第１の誘電定数を有する第１の層であって、前記ＲＦＩＤタグと前記物品との間に介挿されている第１の層と、
第１及び第２の対向表面及び第２の誘電定数を有する第２の層であって、前記ＲＦＩＤタグと前記第１の層の前記第２の対向表面との間に介挿されている第２の層と、を備え、
前記第１の誘電定数と前記第２の誘電定数とが、等しくない、識別システム。
【請求項２】
前記第１の誘電定数が、前記第２の誘電定数より大きい請求項１記載の識別システム。
【請求項３】
前記第１の層が、二酸化チタンを備える請求項１記載の識別システム。
【請求項４】
前記第２の層が、二酸化チタンを備える請求項１記載の識別システム。
【請求項５】
前記第２の層の前記第１の表面が、前記第１の層の第２の表面と接触している請求項１記載の識別システム。
【請求項６】
前記第１の層が、１より大きい透磁率を有する請求項１記載の識別システム。
【請求項７】
前記第１の誘電定数が、約９から約３０である請求項１記載の識別システム。
【請求項８】
前記第２の誘電定数が、約２から約１０である請求項１記載の識別システム。
【請求項９】
第３の誘電定数を有する第３の層を更に備え、
前記第３の誘電定数の値が、前記第２の誘電定数より大きく、且つ前記第１の誘電定数より小さく、
前記第３の層が、前記第１の層の前記第２の表面と前記第２の層の前記第１の表面との間に介挿されている
請求項１記載の識別システム。
【請求項１０】
物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されている識別システムであって、
給電されたとき前記識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されているＲＦＩＤタグと、
第１及び第２の対向表面、或る誘電定数、及び１より大きい磁気透磁率を有する第１の層と、を備え、
前記第１の層が、前記物品と前記ＲＦＩＤタグとの間に介挿されている、識別システム。
【請求項１１】
前記第１の層が、カルボニル鉄、ニッケル亜鉛フェライト及びマグネタイトのうちのいずれかからなる請求項１０記載の識別システム。
【請求項１２】
前記磁気透磁率が、約１．５から約７である請求項１０記載の識別システム。
【請求項１３】
前記誘電定数が、約４から約３２である請求項１０記載の識別システム。
【請求項１４】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記ＲＦＩＤタグと接触している
請求項１０記載の識別システム。
【請求項１５】
第１及び第２の対向表面を有する第２の層であって、前記第１の層と前記ＲＦＩＤタグとの間に介挿された第２の層を更に備える請求項１０記載の識別システム。
【請求項１６】
前記第２の層が、約１．５から約１０の誘電定数を有する請求項１５記載の識別システム。
【請求項１７】
前記第２の層が、１より大きい磁気透磁率を有する請求項１５記載の識別システム。
【請求項１８】
前記第２の層が、前記第１の層の磁気透磁率より小さい磁気透磁率を有する請求項１７記載の識別システム。
【請求項１９】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記第２の層の前記第１の表面と接触しており、
前記第２の層の前記第２の表面が、前記ＲＦＩＤタグと接触している
請求項１５記載の識別システム。
【請求項２０】
物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されている識別システムであって、
給電されたとき前記識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されているＲＦＩＤタグと、
前記物品と前記ＲＦＩＤタグとの間に介挿された層であって、第１の表面と第２の対向表面とを有する層と、を備え、
前記層が、前記第１の表面と前記第２の表面との間に或る誘電定数勾配を有する、識別システム。
【請求項２１】
前記物品に最も近い表面での前記誘電定数が、前記ＲＦＩＤタグに最も近い表面での誘電定数より大きい請求項２０記載の識別システム。
【請求項２２】
物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合されている無線周波数識別システムであって、
前記識別情報と、前記識別情報を送信するよう適合されたアンテナとを含む集積回路を備える基板と、
第１及び第２の対向表面及び第１の誘電定数を有する第１の層であって、前記基板と前記物品との間に介挿されている第１の層と、
第１及び第２の対向表面及び第２の誘電定数を有する第２の層であって、前記基板と前記第１の層の前記第２の表面との間に介挿されている第２の層と、を備え、
前記第１の誘電定数と前記第２の誘電定数とが、等しくない、無線周波数識別システム。
【請求項２３】
前記第１の誘電定数が、前記第２の誘電定数より大きい請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２４】
前記第１の層が、二酸化チタンを備える請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２５】
前記第２の層が、二酸化チタンを備える請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２６】
前記第２の層の前記第１の表面が、前記第１の層の第２の表面と接触している請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２７】
前記第１の層が、１より大きい透磁率を有する請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２８】
前記第１の誘電定数が、約９から約３０である請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項２９】
前記第２の誘電定数が、約２から約１０である請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３０】
第３の誘電定数を有する第３の層を更に備え、
前記第３の誘電定数の値が、前記第２の誘電定数より大きく、且つ前記第１の誘電定数より小さく、
前記第３の層が、前記第１の層の前記第２の表面と前記第２の層の前記第１の表面との間に介挿されている
請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３１】
前記基板が更に、第１の表面及び第２の表面を有し、
前記集積回路及び前記アンテナが、前記基板の第１の表面の上に配置されている
請求項２２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３２】
物品についての識別情報を送信するよう適合されている無線周波数識別システムであって、
前記識別情報と、前記識別情報を送信するよう適合されたアンテナとを含む集積回路を備える基板と、
第１及び第２の対向表面、或る誘電定数、及び１より大きい磁気透磁率を有する第１の層であって、前記物品と前記ＲＦＩＤタグとの間に介挿されている第１の層と
を備える無線周波数識別システム。
【請求項３３】
前記第１の層が、カルボニル鉄、ニッケル亜鉛フェライト及びマグネタイトのうちのいずれかからなる請求項３２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３４】
前記磁気透磁率が、約１．５から約７である請求項３２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３５】
前記誘電定数が、約４から約３２である請求項３２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３６】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記ＲＦＩＤタグと接触している
請求項３２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３７】
第１及び第２の対向表面を有する第２の層であって、前記第１の層と前記基板との間に介挿された第２の層を更に備える請求項３２記載の無線周波数識別システム。
【請求項３８】
前記第２の層が、約１．５から約１０の誘電定数を有する請求項３７記載の無線周波数識別システム。
【請求項３９】
前記第２の層が、１より大きい磁気透磁率を有する請求項３７記載の無線周波数識別システム。
【請求項４０】
前記第２の層が、前記第１の層の磁気透磁率より小さい磁気透磁率を有する請求項３９記載の無線周波数識別システム。
【請求項４１】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記第２の層の前記第１の表面と接触しており、
前記第２の層の前記第２の表面が、前記基板と接触している
請求項３７記載の無線周波数識別システム。
【請求項４２】
物品についての識別情報を送信するよう適合されている無線周波数識別システムであって、
前記識別情報と、前記識別情報を送信するよう適合されたアンテナとを含む集積回路を備える基板と、
前記基板と前記物品との間に介挿された層であって、第１の表面と第２の対向表面とを有する層と、を備え、
前記層が、前記第１の表面と前記第２の表面との間に或る誘電定数勾配を有する無線周波数識別システム。
【請求項４３】
前記物品に最も近い表面での前記誘電定数が、前記ＲＦＩＤタグに最も近い表面での誘電定数より大きい請求項４２記載の無線周波数識別システム。
【請求項４４】
前記基板が更に、第１の表面及び第２の表面を有し、
前記集積回路及び前記アンテナが、前記基板の第１の表面の上に配置され、
前記層が、前記基板の前記第２の表面と前記物品との間に介挿されている
請求項４２記載の無線周波数識別システム。
【請求項４５】
表面を有する物品と、
給電されたとき前記物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合された回路と、
前記物品と前記回路との間に介挿された第１の層であって、第１及び第２の対向表面と第１の誘電定数とを有する第１の層と、
前記回路と前記第１の層の前記第２の表面との間に介挿された第２の層であって、第１及び第２の対向表面と、前記第１の誘電定数とは異なる第２の誘電定数とを有する第２の層と
を備える装置。
【請求項４６】
前記第１の誘電定数が、前記第２の誘電定数より大きい請求項４５記載の装置。
【請求項４７】
前記第１の層が、二酸化チタンを備える請求項４５記載の装置。
【請求項４８】
前記第２の層が、二酸化チタンを備える請求項４５記載の装置。
【請求項４９】
前記第２の層の前記第１の表面が、前記第１の層の第２の表面と接触している請求項４５記載の装置。
【請求項５０】
前記第１の層が、１より大きい透磁率を有する請求項４５記載の装置。
【請求項５１】
前記第１の誘電定数が、約９から約３０である請求項４５記載の装置。
【請求項５２】
前記第２の誘電定数が、約２から約１０である請求項４５記載の装置。
【請求項５３】
第３の誘電定数を有する第３の層を更に備え、
前記第３の誘電定数の値が、前記第２の誘電定数より大きく、且つ前記第１の誘電定数より小さく、
前記第３の層が、前記第１の層の前記第２の表面と前記第２の層の前記第１の表面との間に介挿されている
請求項４５記載の装置。
【請求項５４】
前記物品の前記表面が、金属からなる請求項４５記載の装置。
【請求項５５】
前記物品が、液体を含む請求項４５記載の装置。
【請求項５６】
前記回路を収容するＲＦＩＤタグを更に備える請求項４５記載の装置。
【請求項５７】
表面を有する物品と、
給電されたとき前記物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合さた回路と、
第１及び第２の対向表面、或る誘電定数、及び１より大きい磁気透磁率を有する第１の層であって、前記物品と前記回路との間に介挿されている第１の層と
を備える装置。
【請求項５８】
前記第１の層が、カルボニル鉄、ニッケル亜鉛フェライト及びマグネタイトのうちのいずれかからなる請求項５７記載の装置。
【請求項５９】
前記磁気透磁率が、約１．５から約７である請求項５７記載の装置。
【請求項６０】
前記誘電定数が、約４から約３２である請求項５７記載の装置。
【請求項６１】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記回路と接触している
請求項５７記載の装置。
【請求項６２】
第１及び第２の対向表面を有する第２の層であって、前記第１の層と前記回路との間に介挿されている第２の層を更に備える請求項５７記載の装置。
【請求項６３】
前記第２の層が、約１．５から約１０の誘電定数を有する請求項６２記載の装置。
【請求項６４】
前記第２の層が、１より大きい磁気透磁率を有する請求項６２記載の装置。
【請求項６５】
前記第２の層が、前記第１の層の磁気透磁率より小さい磁気透磁率を有する請求項６４記載の装置。
【請求項６６】
前記第１の層の前記第１の表面が、前記物品と接触しており、
前記第１の層の前記第２の表面が、前記第２の層の前記第１の表面と接触しており、
前記第２の層の前記第２の表面が、前記回路と接触している
請求項６２記載の装置。
【請求項６７】
前記物品の前記表面が、金属からなる請求項５７記載の装置。
【請求項６８】
前記物品が、液体を含む請求項５７記載の装置。
【請求項６９】
前記回路を収容するＲＦＩＤタグを更に備える請求項５７記載の装置。
【請求項７０】
物品と、
給電されたとき前記物品についての識別情報を無線周波数を介して送信するよう適合された回路と、
前記物品と前記回路との間に介挿された第１の層であって、第１及び第２の対向表面を有する第１の層と、を備え、
前記第１の層は、前記物品に最も近い表面での前記誘電定数が前記回路に最も近い表面での誘電定数と異なるように誘電定数勾配を有する、装置。
【請求項７１】
前記物品に最も近い表面での前記誘電定数が、前記回路に最も近い表面での誘電定数より大きい請求項７０記載の装置。
【請求項７２】
前記物品の前記表面が、金属からなる請求項７０記載の装置。
【請求項７３】
前記物品が、液体を含む請求項７０記載の装置。
【請求項７４】
前記回路を収容するＲＦＩＤタグを更に備える請求項７０記載の装置。
【国際調査報告】
2008516336.tif 000053