(57)【要約】  本発明は、加熱される物体（２２，６４，１４８）の間のＲＦ伝播を維持するために設計された改良されたアンテナと、ワークコイル（３６）を具備するコンロのトップ（３４）を有する誘導型ヒータのような加熱アセンブリ（２０，６０）とを提供する。アンテナアセンブリ（２０，６０）は、物体（２２，６２，１４８）が、ＲＦ伝播失うことなく、略３６０度を通じて回転可能、または、放射状に載置可能なように、コンロのトップ全周に実質的に継続するＲＦ伝播を提供する。好適なアンテナアセンブリは、基板上に載置され、コンロのトップ（３４）の周りに相補的および実質的に配向された複数の継続的かつ誘導的なアンテナループが存在するアンテナ（６７）を有する。各ループ（７０，７２）は、コンロのトップ３４の近接する内側部（８２，８４）を有し、かつ、それぞれが、コンロのトップ（３４）の外側および周りに位置する実質的に継続するＲＦ伝播ゾーンを定義するし、ゾーン（９４，９６）は、コンロのトップ（３４）の外側および周りに位置する実質的に継続するＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定する。アンテナアセンブリ（６６）は、チューニングアセンブリ（９８，１００）を有するアンテナ回路９７およびターミナルネットワーク（１０２）も有する。ラジエント、電気抵抗、または、その他のタイプの加熱するコンロのトップのような、その他の形態においても使用可能である。
2011514623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱するコンロのトップの周りの様々な位置に置かれる関連のあるＲＦデバイスとの通信が実施可能なＲＦアンテナアセンブリであって、
前記アンテナアセンブリは、
前記加熱するコンロのトップの周囲に相補的かつ実質的に方向付けられる複数の連続的で、伝導性のあるアンテナループを有するアンテナと、
シグナル発生器との接続に適した少なくとも２本の伝導性経路を有する回路と、
から成り、
前記各ループは、前記コンロのトップに最も近い内側部を有し、各々、前記内側ループ部の外側の取り囲まれたＲＦ伝播領域を規定し、
前記ゾーンは、前記コンロのトップの外側および周りに配置される実質的に連続するＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定し、
前記複数のループは、各々、前記伝導経路の少なくとも一方に接続される１つの接続端部を有し、かつ、前記伝導経路の少なくとももう一方に接続される第２の端部を有することを特徴とするＲＦアンテナアセンブリ。
【請求項２】
前記ループの隣接する端部は、前記コンロのトップの外側および周囲に連続的なＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定するために重なる請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３】
前記アンテナループを支持し、かつ、１組の対向する面が存在し、前記面の一方の上には前記アンテナループの少なくとも一方があり、前記面の他方の面の上には前記ループのもう一方がある請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項４】
１組の前記アンテナループがある請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項５】
前記アンテナループを支持し、かつ、１組の対向する面が存在し、前記面の一方の上には前記アンテナループの一方があり、前記面の他方の上には前記ループの残りがある請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項６】
前記ループは、各々、１組の接近しつつ離間している平行な銅のトレースで形成される請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項７】
前記伝導経路の一方は、シグナル発生器からのシグナル入力経路であり、前記経路のもう一方は、グラウンド経路である請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項８】
前記２本の伝導経路に実施可能に接続された誘導子のネットワークおよび調整可能なコンデンサを有する帯域通過周波数チューニングフィルタを有する請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項９】
前記ループの内側部は、円弧状の形状である請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１０】
前記各ループは、可変コンデンサおよび電気抵抗器から成るターミナルネットワークと実施可能に接続される請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項１１】
誘導型加熱システムは、
物体を誘導的に加熱するための磁場を生成し、前記加熱するコンロのトップに提供する構成部品と、
この構成部品の動作を制御するための前記磁場生成構成部品に実施可能に接続され、ＲＦＩＤタグの読取装置と、前記物体に関連する近いＲＦＩＤタグを調べるためのこのタグ読取装置に接続されるアンテナとを有する制御回路と、
前記ＲＦＩＤタグの読取装置と接続される少なくとも２本の導電経路を有する回路と、
から成り、
前記アンテナは、前記加熱するコンロのトップの周囲に相補的かつ実質的に方向付けられる複数の連続的で、伝導性のあるアンテナループを有し、
前記各ループは、前記コンロのトップに最も近い内側部を有し、各々、前記内側ループ部の外側の取り囲まれたＲＦ伝播領域を規定し、
前記ゾーンは、前記コンロのトップの外側および周りに配置される実質的に連続するＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定し、
前記複数のループは、各々、前記アンテナと前記ＲＦＩＤタグの読取装置とを実行可能に接続するために、前記伝導経路の少なくとも一方に接続される１つの接続端部を有し、かつ、前記伝導経路の少なくとももう一方に接続される第２の端部を有することを特徴とする誘導型加熱システム。
【請求項１２】
前記構成部品は、誘導型のワークコイルから成る請求項１１に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１３】
前記ループの隣接する端部は、前記コンロのトップの外側および周囲に連続的なＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定するために重なる請求項１１に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１４】
前記アンテナループを支持し、かつ、１組の対向する面が存在し、前記面の一方の上には前記アンテナループの少なくとも一方があり、前記面の他方の面の上には前記ループのもう一方がある請求項１に記載の請求項１１に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１５】
１組の前記アンテナループがある請求項１に記載の請求項１１に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１６】
前記アンテナループを支持し、かつ、１組の対向する面が存在し、前記面の一方の上には前記アンテナループの一方があり、前記面の他方の上には前記ループの残りがある請求項１１に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１７】
前記ループは、各々、１組の接近しつつ離間している平行な銅のトレースで形成される請求項１１に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１８】
前記伝導経路の一方は、シグナル発生器からのシグナル入力経路であり、前記経路のもう一方は、グラウンド経路である請求項１１に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１９】
前記２本の伝導経路に実施可能に接続された誘導子のネットワークおよび調整可能なコンデンサを有する帯域通過周波数チューニングフィルタを有する請求項１１に記載の誘導型加熱システム。
【請求項２０】
前記ループの内側部は、円弧状の形状である請求項１１に記載の誘導型加熱システム。
【請求項２１】
前記各ループは、可変コンデンサおよび電気抵抗器から成るターミナルネットワークと実施可能に接続される請求項１１に記載の誘導型加熱システム。
【請求項２２】
コンビネーションは、
物体を誘導的に加熱するための磁場を生成し、加熱するコンロのトップが存在に提供する構成部品と、
この構成部品の動作を制御するために、前記磁場生成構成部品と実施可能に接続された制御回路と、
を有する誘導型のヒータと、
前記コンロのトップ上に配置され、前記磁場にさらされた際に加熱される構成要素および前記物体の周辺に実施可能に接続されたＲＦＩＤタグを有する誘導型の加熱可能な物体と、
から成り、
前記制御回路は、ＲＦＩＤタグ読取装置と、前記周辺のＲＦＩＤタグを調べ、かつ、前記ＲＦＩＤタグから情報を受信するためのタグ読取装置に接続された複数のループアンテナとを有し、
前記アンテナは、前記物体が、前記ＲＦＩＤタグおよび前記ＲＦＩＤタグ読取装置間の前記ＲＦ伝播を維持する間に、実質的に３６０度の回転を通じて、複数の各位置に回転可能なことにより、前記ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤタグ読取装置間にＲＦ伝播を確立するために、前記コンロのトップの外および周りに配置された実質的に継続するＲＦ伝播ソーンを規定することを特徴とするコンビネーション。
【請求項２３】
前記アンテナは、
前記加熱するコンロのトップの周囲に相補的かつ実質的に方向付けられる複数の連続的で、伝導性のあるアンテナループと、
シグナル発生器との接続に適した少なくとも２本の伝導性経路を有する回路と、
から成り、
前記各ループは、前記コンロのトップに最も近い内側部を有し、各々、前記内側ループ部の外側の取り囲まれたＲＦ伝播領域を規定し、
前記ゾーンは、前記コンロのトップの外側および周りに配置される実質的に連続するＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定し、
前記複数のループは、各々、前記伝導経路の少なくとも一方に接続される１つの接続端部を有し、かつ、前記伝導経路の少なくとももう一方に接続される第２の端部を有する請求項２２に記載のコンビネーション。
【請求項２４】
前記物体は、食品を加熱する道具である請求項２２に記載のコンビネーション。
【請求項２５】
前記ループの隣接する端部は、前記コンロのトップの外側および周囲に連続的なＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定するために重なる請求項２２に記載のコンビネーション。
【請求項２６】
前記アンテナループを支持し、かつ、１組の対向する面が存在し、前記面の一方の上には前記アンテナループの少なくとも一方があり、前記面の他方の面の上には前記ループのもう一方がある請求項２２に記載のコンビネーション。
【請求項２７】
１組の前記アンテナループがある請求項２２に記載のコンビネーション。
【請求項２８】
前記アンテナループを支持し、かつ、１組の対向する面が存在し、前記面の一方の上には前記アンテナループの一方があり、前記面の他方の上には前記ループの残りがある請求項２２に記載のコンビネーション。
【請求項２９】
前記ループは、各々、１組の接近しつつ離間している平行な銅のトレースで形成される請求項２２に記載のコンビネーション。
【請求項３０】
前記伝導経路の一方は、シグナル発生器からのシグナル入力経路であり、前記経路のもう一方は、グラウンド経路である請求項２２に記載のコンビネーション。
【請求項３１】
前記２本の伝導経路に実施可能に接続された誘導子のネットワークおよび調整可能なコンデンサを有する帯域通過周波数チューニングフィルタを有する請求項２２に記載のコンビネーション。
【請求項３２】
前記ループの内側部は、円弧状の形状である請求項２２に記載のコンビネーション。
【請求項３３】
前記各ループは、可変コンデンサおよび電気抵抗器から成るターミナルネットワークと実施可能に接続される請求項２２に記載のコンビネーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の背景
発明の分野
本発明は、概して、周辺に載置されたＲＦトランスポンダを有し、加熱装置および加熱される物体間のＲＦ伝播を確立および維持するために、誘導型または他のタイプの加熱装置の一部として用いられる改良されたＲＦアンテナアセンブリに関する。さらに詳しくは、このようなアンテナアセンブリ、同様に、加熱システム全体および加熱可能な物体を含むこれらの組み合わせ、改良されたアンテナの用途に関する。好適なＲＦアンテナアセンブリは、調理道具の外側の実質的に継続するＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定する複数のアンテナのループで構成する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の説明
誘導型加熱システムの先行技術のいくつかには、誘導型ヒータの一部を成す送信機/受信機間でＲＦ伝播を用いること、および、誘導型ヒータに加熱される物体に関連するラジオフレケンシートランスポンダ（例えば、ＲＦＩＤタグ）が開示されている。そのようなＲＦ伝播は、物体の加熱の変化および/または制御のために、誘導型ヒータによって用いられるトランスポンダのフィードバックを有する。そのようなシステムの送信機/受信機には、トランスポンダに応答指令信号を送ることやそこから情報を受信することが設計されたアンテナも含む。これらのシステム中の誘導型ヒータのワークコイルに対するアンテナの位置は、必要なＲＦ伝播を確立および維持する点で、そして、使用者に加熱中の物体の配置を自由にさせる点で、重要である。
【０００３】
例えば、完全にここで引用文献によって具体化されている米国特許６３２０１６９は、例えば、調理道具の中央、例えば、ヒータのワークコイルの中央に配置されたＲＦＩＤアンテナを有する誘導型加熱システムを記載している。この種のシステムにおいては、加熱される物体は、一般的には物体の幾何学的な中央において、物体の左右対称位置に添付されるＲＦＩＤタグを有する。このＲＦＩＤアンテナとＲＦＩＤタグとの両方に対する左右対称位置は、関連するボードのコンデンサや他の電気的な構成要素と、堅い基板上に印刷された平面螺旋または他の幾何学形状の図形から典型的に造られた標準的なＲＦＩＤアンテナの使用を許可する。この左右対称な志向は、加熱された物体を、ＲＦＩＤ伝播の損失なしで、コンロのトップの間の３６０Ｅ角すべての方位を通して回転させる。
【０００４】
しかしながら、沢山の加熱可能な物体は、ＲＦＩＤタグの最大作動温度範囲（マイクロチップ基板のＲＦＩＤタグにおいては、普段８５℃、そして、時々１２５℃、または、それぞれ、マサチューセッツ州のケンブリッジのタグセンス株式会社によって販売されているチップの無いＲＦＩＤタグ、反響するタグラベル、平面ＬＣ共鳴器、印刷されたＲＦＩＤタグ、または、ＳＥＮＳ−１０のようなその他のチップの無いセンサにおいては、可能な限り高く）を超える調理／温めるコンロのトップによって、ある温度まで加熱されるように設計されている。それゆえに、中心の左右対称位置のような物体の加熱可能な部分に、ＲＦＩＤタグまたは他のトランスポンダを配置することは、非実用的な場合がある。これは、非常に高い加熱温度を一般的に付与される調理道具または用具に関しては、特に当てはまる。
【０００５】
この問題への１つの解決策は、トランスポンダまたはＲＦＩＤタグを高い加熱／暖め温度を付与する物体の周辺に取り付けることによって、トランスポンダまたはタグへの熱負荷を減らすことである。調理道具の周辺に取り付けられたＲＦＩＤタグを使う第１の既知の試みは、米国特許第６，９５３，９１９号に記述されている。この特許には、好ましく、道具の加熱可能な部分から離れ、道具のハンドルに配置されたＲＦＩＤタグを用い、従って、道具のハンドルの周辺またはわずかに高い温度において、タグを、操作または残存させることが開示されている。しかしながら、この特許は、ＲＦＩＤ読取アンテナが、道具の限られた角度の回転を通じて、ハンドルに取り付けられたＲＦＩＤタグとＲＦ伝播を維持することができることのみ教示している。実際、この特許は、ＲＦＩＤ読取アンテナが好ましくはワークコイルの周辺の四分の１だけを覆うことを教示している。従って、ＲＦＩＤタグがハンドルに取り付けられると、道具は角度位置の比較的小さい範囲で維持されなければならず、その他では、タグと読取装置との間の必要なＲＦ伝播は失われる。これは、食品の準備中に、ＲＦＩＤアンテナの領域外に道具のハンドルを偶然に動かすかもしれない、例えば、臨時またはずっとプロである使用者といった使用者にとって、重要な問題を提示している。さらに、多くの使用者は、食品準備を容易にするために様々な異なる方向に容器のハンドルを置く、または、与えられたハンドルが不注意に連絡されず結果的にとりこぼすことを確実にしたい。
【０００６】
従って、誘導型のクックトップのような温め／調理装置の設計者は、使用者が、温め/調理中に、広い角度の範囲で、道具のハンドルを自由に回転させることが重要な事項であると認識した。試みは、いくつかの公開された特許出願において、この問題を対処した。例えば、「加熱調理器具」というタイトルの日本出願２００６−３４４４５３号公報においては、ハンドルの配置／アンテナの問題を認識し、もし、誘導型の調理レンジのアンテナと関連する道具のハンドルに取り付けられたＲＦＩＤタグとの間でＲＦ伝播が失われると、聴覚的または視覚的なアラームを使用者に提供する。
【０００７】
「加熱調理器具」というタイトルの日本出願２００６‐２９４３７２号公報は、ＲＦＩＤシステムの伝播領域がアンテナの帯電領域を変化させることによって変化する調理システムを開示している。言い換えると、アンテナ回路のだいたいのトレースが、調理の動作の段階に基づいて、パワーを供給する。従って、調理を始める前、および、鍋のハンドルをアンテナゾーン内に配置する前に、最小限のアンテナ領域を帯電させ、次いで、帯電させたアンテナの領域に対して適切な位置に鍋のハンドルを配置するために使用者に働きかけるように、アンテナの読取範囲を狭くする。そして、調理開始後、さらに、より広い読取領域を有するように、さらに外側のアンテナのトレースを帯電させ、従って、調理シーケンス中に、使用者が鍋のハンドルを回転するために、読取エラーの数が減少する。しかしながら、このシステムは、本質的にとても複雑で、まだレンジのトップの周辺の限られた部分上のＲＦ伝播を考慮に入れるだけであり、この問題に対して十分な回答を提供していない。
【０００８】
従来技術には、実質的には３６０度回転すること、および／または、トランスポンダおよび加熱装置間のＲＦ伝播の損失なしで放射状に配置されることを特徴とし、周辺に取り付けられたＲＦトランスポンダを備えている調理道器具、提供器具、または、他の加熱可能な物体を使用するために、加熱装置の一部を形成するＲＦアンテナを提供するいかなる構造または手段についても記載されていない。従って、外側に実質的に続くＲＦ伝播ゾーンおよび加熱装置のコンロのトップを実質的に取り囲むことを確立し、これにより、使用者が、伝播の損失なしで、実質的にあらゆる所望の角度位置まで、周辺のＲＦトランスポンダを有する加熱されている物体を回転させる様々な加熱装置で使用する改良されたアンテナには、従来技術において、実際に、さらに、満たされてない必要なものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の概要
本発明は、上記課題を解決し、物体を加熱するために設計された１以上の加熱するコンロのトップを有する加熱装置の一部を通常形成するＲＦアンテナアセンブリを提供する。このアンテナアセンブリは、ＲＦＩＤタグのような、物体の周辺に接続された関連するＲＦデバイスと通信することが実施可能である。このようなＲＦ伝達は、コンロのトップの周り約３６０°を通じて、加熱するコンロのトップに対して様々な回転または配置位置に置かれても維持される。
【００１０】
本発明の好ましいアンテナアセンブリは、コンロのトップに元も近い内側部を有し、各々、内側ループ部の外側の取り囲まれたＲＦ伝播領域を規定しうる各ループと共に、加熱するコンロのトップの周囲に相補的かつ実質的に方向付けられる複数の連続的で、伝導性のあるアンテナループを有するアンテナを広く含有する。このゾーンは、コンロのトップの外側および周りに配置される実質的に連続するＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定する。アンテナアセンブリは、シグナル発生器との接続に適した少なくとも２本の伝導性経路を有する回路も有し、複数のループは、各々、伝導経路の少なくとも一方に接続される１つの接続端部を有し、かつ、伝導経路の少なくとももう一方に接続される第２の端部を有する。
【００１１】
特に好ましい実施例においては、ループの隣接する端部は、前記コンロのトップの外側および周囲に連続的なＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定するために重なる。複数の重なったアンテナのループには、コンロのトップの全周に対してＲＦ伝播の無い「デッドゾーン」が確実にある。アンテナは、電気的なつながりはなく、むしろ、それぞれ、ＲＦＩＤ読取装置のようなシグナル発生器又は読取／記録装置に接続される。製造を容易にするために、アンテナアセンブリは、アンテナループと関連する回路を支持する関連する基板上に載置される。基板には、１組の対向する面が存在し、一方の面の上にはアンテナループの少なくとも一方があり、他方の面の上には前記ループのもう一方がある。一方、ループの全ては、適正な電気接続がアンテナのループ間で連続しない関係を維持する限り、基板の片側に供給可能である。アンテナのループは、好適に、各々、１組の接近しつつ離間している平行な銅のトレースで形成される。チューニングアセンブリも、シグナル発生器の稼働周波数と比較して、各アンテナのループを調律するために、ループと接続されている。
【００１２】
本発明のアンテナは、磁場生成構成部品の動作を制御するために、磁場生成構成部品と実施可能に接続される制御回路と共に、物体を誘導的に加熱するために磁場を生成するために、加熱するコンロのトップのような構成部品を有する様々な物のための誘導型の加熱システムである。このような制御回路は、ＲＦＩＤタグ読取装置（または、さらに好ましくはＲＦＩＤ読取／記録装置）と、物体（または物体に関連するもの）に取り付けられた近い位置にあるＲＦＩＤタグを調べるためのタグ読取装置に接続される本発明のアンテナとを有する。この発明のアンテナは、複数のループのそれぞれが、誘導型のコンロのトップから発生する磁場線のためにとても小さい浸透領域を提供するので、誘導型のコンロのトップと共に用いると非常に効果がある。従って、複数のアンテナのループは、それぞれ、コンロのトップの交互に起こる磁場からの経時の流動が原因で起こるとても小さい誘導電圧（ノイズ）を経験する。この誘導されたノイズの欠陥は、誘導型のコンロのトップを十分に取り囲む組み立てられた１本のループアンテナに非常に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、米国特許６，９５３，９１９号公報に記載される従来技術の誘導型加熱システムの一部の模式的側面図であり、誘導型調理道具の一部を成す一般的な４分円タイプのＲＦＩＤアンテナとのＲＦ伝播のために適正な位置になる効果的な調理位置に磁気誘導型調理器具の上に載置される道具と、周辺、かつ、ハンドルに取り付けられたＲＦＩＤタグを備えている料理道具を図示している。
【図２】図２は、図１に示す従来技術の加熱システムの平面図である。
【図３】図３は、誘導型調理器具が、そこに改良されたアンテナを具備されることを特徴とする本発明に従った誘導型加熱システムの一部の模式的な側面図である。
【図４】図４は、中間の三脚台が、誘導型調理器具の上面やおよび加熱される鍋の間に位置し、三脚台が、温度センサを備え、ＲＦＩＤタグおよび誘導型調理器具が、本発明の改善されたアンテナを有することを特徴とする誘導型の加熱システムの一部の模式的な側面図である。
【図５】図５は、本発明に従った好適なＲＦアンテナの平面図と基板の両面上のＡおよびＢ側のハーフアンテナトレースの配置である。
【図６】図６は、図５においてボックス６として概略的に表されるアンテナの回路の部分拡大図である。
【図７】図７は、図５においてボックス７として概略的に表されるアンテナの回路の部分拡大図である。
【図８】図８は、図５においてボックス６として概略的に図示されたアンテナのトレースの拡大断片図である。
【図９】図９は、図５と類似の平面図であるが、本発明のアンテナで囲まれる誘導型調理のワークコイルの磁気力線、更には、本発明の改良されたアンテナで確立されるワークコイルの外側のＲＦ伝播ゾーンを図示する。
【図１０】（ａ）は、誘導型調理器具の調理用のコンロのトップの中心に配置された温度検知器とハンドルに取り付けられたＲＦＩＤタグを有する鍋の配置と、さらに、コンロのトップおよび鍋に対するアンテナの位置を図示する平面図である。  （ｂ）は、図１０ａの図と類似の図であるが、ハンドルに取り付けられたＲＦＩＤタグおよびアンテナ間のＲＦ伝播を維持するにもかかわらず、調理用のコンロのトップに対して放射状に位置がずれる方向に配置された鍋を図示している。  （ｃ）は、図１０ａの図と類似の図であるが、ハンドルに取り付けられたＲＦＩＤタグおよびアンテナ間のＲＦ伝播を維持する間のもう一つ鍋の方向を図示している。  （ｄ）は、図１０ａの図と類似の図であるが、ハンドルに取り付けられたＲＦＩＤタグおよびアンテナ間のＲＦ伝播を維持する間のもう一つ鍋の方向を図示している。  （ｅ）は、図１０ａの図と類似の図であるが、ハンドルに取り付けられたＲＦＩＤタグおよびアンテナ間のＲＦ伝播を維持する間のもう一つ鍋の方向を図示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
好適実施形態の詳細な説明
まず、図１および２を参照すると、従来技術の誘導型の加熱装置２０と関連する加熱可能な調理道具２２が図示されている。この装置は、完全にこの中の引用文献に包含される米国特許６，９５３，９１９号公報に記載されている形式のものである。
【００１５】
一般的に、これらの図面は、食品保持部分２４と長尺なハンドル２６とを有する鍋またはフライパンの形状の典型的なＲＦＩＤを具備した調理道具２２を表している。ハンドル２６は、部分２４と熱的に接続され、かつ、ＲＦＩＤタグ３０と電気的に接続される抵抗温度計測デバイス２８を有する。
【００１６】
加熱装置２０は、示されるように、道具２２を支持するのに適している上部支持体３２を有する。装置２０は、ワークコイル３６と関連する超音波振動インバータ３８および電気整流器４０とを有する１つ以上のコンロのトップ３４も有する。図に示されるように、道具２２は、コンロのトップ３４およびワークコイル３６の直上に配置される。装置２０に関連する全体の制御回路３７は、マイクロプロセッサ４２、ＲＦＩＤの読取／記録装置４４、および１つ以上のＲＦＩＤアンテナ４６，４８を有する。選択的には、リアルタイムクロック５０および追加メモリ４２は、マイクロプロセッサ４２に接続される。図示例のように、制御回路３７は、ユーザインターフェイス５４、ディスプレイ５６、および入力装置５８も有する。
【００１７】
道具２２は、加熱装置２０の支持体３２の真下のおよそ７時の位置のコーナ部分に配置されるアンテナ４８と共に、コンロのトップ３４とワークコイル３６との境界内の中央に配置されているよう表わされている。しかしながら、ＲＦＩＤタグ３０の周囲の位置であるので、図示例においては、コーナに取り付けられたアンテナ４８だけが、効果を示し始め、さらに、道具２２と加熱装置２０との間の誘導型接続およびＲＦ伝播を提供する。これは、ハンドル２６がアンテナ４８の直上のおよそ７時の位置に配置されるときに、図２中に実線で好適に図示されるようなＲＦ伝播を順番に起こすことを意味している。一方、仮に、道具２２は、ハンドル２６がアンテナ４８の範囲上および範囲内にない限り、回転または再度配置されると、道具２２と装置２０との間に必要なＲＦ伝播が失われる。これは、ハンドル２６がアンテナ４８の範囲外であるおよそ４時の位置になるように道具２２が回転させられたことが、図２において仮想で示されている。実際、円形、長円形、または、平行四辺形の形状の典型的なＲＦＩＤアンテナを用いると、道具２２と装置２０との間のＲＦ伝播は、コンロのトップ３４の周り３６０°の約４５Ｅを通してのみ維持することができる。
【００１８】
装置２０および道具２２は、ハンドル２６が、コーナに取り付けられたアンテナ４８のおよそ上にあるとき、マイクロプロセッサ４２とＲＦＩＤタグ３０との間の情報交換のために、ＲＦ伝播中にある。そのような方向において、加熱装置２０は、一連の予め決められた加熱ステップで制御可能である。特に好ましい実施例においては、加熱装置２０は、特定の食品またはレシピのための加熱シーケンスを制御するために、道具を加熱する一定期間の間に、ＲＦＩＤタグ３０から受信した道具の温度情報と共に用いられる外部記憶媒体からの１セットの加熱指示を読み取るように設計されている。さらに、ディスプレイ５６は、食品を準備する一定期間の間、かき混ぜるような他のステップをするために、道具２２に特定の材料を加えることを使用者に促してもよい。もちろん、ＲＦＩＤタグは、道具の特定や道具の加熱履歴のような他の情報も送ってもよい。
【００１９】
図３は、加熱装置に対する道具の相対的な位置の変化に関わらず、加熱装置６０および道具６２間に実質的に継続するＲＦ伝播を提供する本発明の改良されたアンテナを有するが、図１に図示された実施例と類似の本発明に従った実施例である。この実施例の説明を簡潔にするために、図１の実施例に存在する同一の構成要素が使用される場合は、同じ参照番号が用いられている。
【００２０】
従って、道具６２は、中央に取り付けられた温度センサ６４と、同様に、センサ６４共に動作可能なように接続されたＲＦＩＤタグが具備されたハンドルとを有する。加熱装置６０は、１つ以上のコンロのトップ３４と同様に支持体３２を有する。各コンロのトップは、誘導型ワークコイル３６と関連するインバータ３８および電気整流器４０とを有する。制御回路３７も、本発明のアンテナアセンブリ６６と共に動作可能なように接続されたマイクロプロセッサ４２およびＲＦＩＤ読取／記録装置４４を有する。さらに、リアルタイムクロック５０および追加メモリ５２は、選択的にマイクロプロセッサ４２に接続される。加熱装置６０および道具６２は、前述のような装置２０および道具２２の方法、または、タグ３０、読取／記録装置４４、および、マイクロプロセッサ４２間のＲＦ伝播を利用するあらゆる好適な方法で実施可能である。
【００２１】
本発明の好適なアンテナアセンブリ６６は、図５‐９に好適に図示されている。このアンテナアセンブリは、矢印６７によって広く示される多くの部品からなるループアンテナを有する。アンテナ６７は、非導電性のプレートのような合成樹脂基板６８（例えば、ＦＲ４のようなプリント配線板材料）に支持され、さらに、アンテナのループの半分ＡおよびＢをそれぞれ定義する多数（ここでは、２つ）の継続的、かつ、非導電性なアンテナのループ７０、７２で形成されている。この設計において、ハーフループ７０は、基板６８の上面に形成され、他方、ハーフループ７２は、反対側、その下面に形成される。そのようなハーフループは、それぞれ、エッチング、エレクトロプレーティング、または、スパッタリングによるあらゆる通常の方法で形成される１組の近接しつつ離間している銅のトレーシング７４，７６および７８，８０によって形成される。図８に図示されるように、ハーフループ７０のトレーシング７４，７６は、それぞれ、幅が０．０６２５インチで、同じ距離だけ離間している。各ハーフループ７０，７２は、弓状の内側部分８２および８４と、反対側も同様に、各部分８２および８４から外側に伸びる直線状の切片８６および８８と、切片８６および８８の外側で内部接続している略直線状のＣ字部分９０および９２とを有する。この型においては、内側部分８２および８４、切片８６および８８、および、切片９０および９２は、内側の弓状部分８２および８４の外側の取り囲まれたＲＦ伝播領域９４および９６をそれぞれ規定する。さらに、ハーフループ７０，７２は、コンロのトップ３４を相補的にかつおよそ取り囲むように標定される。図示例においては、切片８６および８８の近くのハーフループ７０，７２の隣接する端部は重なり、それゆえに、コンロのトップ３４の外側を完全に取り囲むＲＦ伝播が継続するゾーンを規定する。好ましくは、弓状の部分８２および８４は、アンテナの回路中のノイズおよびアンテナの過度な加熱を最小限にするために、コンロのトップ３４の外周縁のわずかに外側に配置される。通常、部分８２および８４は、コンロのトップの直径よりも約１／２インチ大きい内径のアンテナを協力的に造りだすように配置される。
【００２２】
ＲＦＩＤ読取装置／記録装置とハーフループ７０，７２との関係は、ターミナルネットワーク１０２と同様に、１組の同一のチューニングアッセンブを有するアンテナの回路９７の使用を通じて、好適に効果が発揮される。特に、各アンテナのハーフループ７０，７２は、それぞれ、トレース７４，７６および７８，８０から延びるシグナルおよびグランドターミナルと呼ばれる一対の電気端子を有する。これらの電気端子は、個別のアセンブリ９８および１００が有する各リード線１０８，１１０に接続される。アセンブリ９８は、図６に図示され、第１のコンデンサのアセンブリ１１２、電気抵抗器１１４、および、第２のコンデンサのアセンブリ１１６を有する。アセンブリ１１２は、好ましくは、コンデンサ１１８−１２２の全てが平行であり、可変コンデンサ１１８、および、同様の２台の固定コンデンサ１２０，１２２を有する。第２のコンデンサのアセンブリ１１６も同様に、シグナルのリード線１０８に接続された可変コンデンサ１２４および固定平行コンデンサ１２６を有する。１３．５６ＭＨｚにおいて作動するＲＦＩＤ読取装置／記録装置と共に作動するための第１のコンデンサアセンブリ１１２の好ましい等価静電容量は、少なくとも５０Ｖにおける作動の電圧評価で、３．９ピコファラッドである。１３．５６ＭＨｚにおいて作動しているＲＦＩＤ読取装置／記録装置と共に作動するための第２のコンデンサアセンブリ１１６の好ましい等価静電容量は、少なくとも５０Ｖにおける作動の電圧評価で、２０ピコファラッドである。１３．５６ＭＨｚで作動しているＲＦＩＤ読取装置／記録装置と共に作動するための電気抵抗器１１４の好ましい抵抗値は、抵抗器の値が回路のＱ因子に正比例するように、開回路の高さに対して０．４７オームの最低の範囲におよそある。抵抗器の値１１４が高くなれば、各ハーフループアンテナ高いＱ因子も高くなる。この高いＱ因子は、長期の読み取り範囲能力を助けることができる。しかしながら、本発明のアンテナの現行のモデルは、回路上で電気抵抗器１１４を使わないので、それゆえに、電気抵抗器１１４に、開回路の値およびここでの最大のＱ因子を与えると、アンテナの回路の要件である可変な温度は、効果的な値に変えること、すなわち、アンテナのチューニングをすることができるので、可変な温度環境におけるこの発明のアンテナのより効果的な動作だけでなく、理想的な温度環境で読み取りがなされなかった範囲を考慮に入れるために、より小さい抵抗値１１４がＱ因子を低くするために用いられ、従って、高いＱ因子を有するアンテナよりも、低いＱ因子のアンテナを、広い範囲の動作温度で効果的に動作可能にする。
【００２３】
各ハーフループアンテナ７０，７２（または、ＡおよびＢ麺）からシグナルおよびグランドのリード線１０８，１１０は、ネットワーク１０２に実施可能に接続される。このネットワークは、コネクタ１３２を通して読取／記録装置４４に接続されている１組のシグナルおよびグランドのリード線１２８，１３０を有する。ネットワーク１０２は、グランドのリード線１３０と電気的に一連に接続されている電気抵抗器１４０を有する。このアンテナに用いられるＲＦＩＤタグの減衰を防ぐ必要があれば、０オームの抵抗値は減衰させず、抵抗値１４０の高い値が出力するパワーを減衰させるので、この電気抵抗器１４０の値が、アンテナの回路の減衰を決定する。この発明のアンテナの現行のモデルは、０オームを用いるが、Ｋオームまでの抵抗値の１／４ワットの電気抵抗器１１４は、接続された読取装置の出力パワーの減衰に従う。電気抵抗器の最大作動パワーは、この発明のアンテナに用いられる読取装置の出力パワーを反映する。コネクタ１３２を通じて読取／記録装置４４に対してこの発明のアンテナアセンブリ６６を接続するとき、読取／記録装置４４からＲＦＩＤシステム（ここでは、引用文献によって具体化される２００３  テキサス州  １１−０８−２６−００７のＡ１０００ｘ６００ＨＦアンテナの構成の技術応用報告参照）の全体的なパフォーマンスを助けるために共通モードチョークとして作用するために、コネクタ１３２の途中で２〜４回（環状体の周りに２〜４つのワイヤを形成する）フェライト環状体の中心を通り抜ける。フェライト環状体は、アンテナアセンブリ６６、読取／記録装置４４、および、自身の同軸ケーブル間のＲＦラインのバランスを取るためのインピーダンスマッチング部として作用し、アンテナ部分領域中の「読み取り孔」を減らす。フェア‐ライト法人のパーツ番号５９４３０００３０１のフェライト環状体は、それ自身が、本願においては、最適であることが証明された。
【００２４】
図３および図５に示されるように、本発明のアンテナアセンブリ６６は、道具のハンドル２６の角度的な位置に関わらず、ＲＦＩＤタグ３０および読取／記録装置４４間のＲＦ伝播を継続させる。図９は、この作用的な特徴を図示する。そこで、図９においては、誘導型のコンロのトップ３４が描写され、そして、そこからの電磁気の流動は、“−＋−”のハッチングで図示される。ハーフループ７０，７２によって相補的に定義され取り囲まれるＲＦ伝播ゾーンは、斜めに段の入ったハッチングで図示される。従って、ハンドル２６によって運ばれるＲＦＩＤタグがこのＲＦ伝播ゾーンの略上にある限り、タグ３０と読取／記録装置４４間の効果的な伝播が維持される。同時に、アンテナアセンブリ６６には、ノイズの割合に対する信頼性の高いシグナルがある。
【００２５】
図１０は、略４時の位置に配置したハンドル２６と共に、誘導型のコンロのトップ３４上の道具６２の載置を図示している。図に示すように、この道具の向きは、タグ３０および読取／記録装置４４間のＲＦ伝播を確立する。図１０ｂから図１０ｅは、ＲＦ伝播を維持する他の鍋／加熱装置と向きとの関係を図示している。従って、道具６２は、ＲＦ伝播の中断無しに、大きな距離を開けてガスレンジのトップ２３に対して放射状に配置することができる。一般的に、ＲＦＩＤタグ３０により存在する効果的な伝播エリアの約半分が、アンテナアセンブリ６６によって確立されるＲＦ伝播領域９４および９６上である限り、ＲＦ伝播は維持される。
【００２６】
上記では、誘導型加熱のコンロのトップおよび鍋やポットのような調理道具での状況を説明している。しかしながら、本発明は、これに限定されない。例えば、本発明のアンテナは、例えば、ガス、ラジエント、電気抵抗、または、ハロゲンのコンロのトップのような、他のタイプの料理／温めるためのコンロのトップとの関係に用いても良い。さらに、アンテナは、ＲＦ読取装置／トランスポンダに接続される電気誘導型のほかのタイプを用いることができる。
【００２７】
図４は、もう１つのタイプの道具のアセンブリ１４６と共に、図３（従って、同一の参照番号を全体で用いる）中に描写される加熱装置６０を図示する。アセンブリ１４６は、ＲＦＩＤタグ１５０の周囲に取り付けられた三脚台１４８と、タグ１５０に動作可能なように接続された中央温度センサ１５２とを有する。鍋やフライパンのような一般的な道具１５４は、センサ１５２が道具の温度を継続的に計測可能なように、三脚台１４８のトップに配置される。このシステムにおいては、タグ１５０および読取／記録装置１５２間の伝播は、道具１５２と関連があるだけでなく、移動可能な三脚台１４８に取り付けらえたセンサ１５２からの温度のフィードバックを通して、道具１５２の加熱を制御するために適している。これは、本発明が、ＲＦＩＤタグやその他の周囲に取り付けられたいかなるタイプの物体を実質的に加熱する場合には、ＲＦ伝播を確立するために使用可能であることを図示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年1月26日(2011.1.26)
【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】
加熱するコンロのトップの周りの様々な位置に置かれる関連のあるＲＦデバイスとの通信が実施可能なＲＦアンテナアセンブリであって、
前記アンテナアセンブリは、
前記加熱するコンロのトップの周囲に相補的かつ実質的に方向付けられる複数の連続的で、伝導性のあるアンテナループを有するアンテナと、
シグナル発生器との接続に適した少なくとも２本の伝導性経路を有する回路と、
から成り、
前記各ループは、前記コンロのトップに元も近い内側部を有し、各々、前記内側ループ部の外側の取り囲まれたＲＦ伝播ゾーンを規定し、
領域は、前記コンロのトップの外側および周りに配置される実質的に連続するＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定し、
前記複数のループは、各々、前記伝導経路の少なくとも一方に接続される１つの接続端部を有し、かつ、前記伝導経路の少なくとももう一方に接続される第２の端部を有することを特徴とするＲＦアンテナアセンブリ。
【請求項２】
前記ループの隣接する端部は、前記コンロのトップの外側および周囲に連続的なＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定するために重なる請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項３】
前記アンテナループを支持し、かつ、１組の対向する面が存在し、前記面の一方の上には前記アンテナループの少なくとも一方があり、前記面の他方の面の上には前記ループのもう一方がある請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項４】
１組の前記アンテナループがある請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項５】
前記ループは、各々、１組の接近しつつ離間している平行な銅のトレースで形成される請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項６】
前記伝導経路の一方は、シグナル発生器からのシグナル入力経路であり、前記経路のもう一方は、グラウンド経路である請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項７】
前記２本の伝導経路に実施可能に接続された誘導子のネットワークおよび調整可能なコンデンサを有する帯域通過周波数チューニングフィルタを有する請求項１に記載のアンテナアセンブリ。
【請求項８】
誘導型加熱システムは、
物体を誘導的に加熱するための磁場を生成し、前記加熱するコンロのトップに提供する構成部品と、
この構成部品の動作を制御するための前記磁場生成構成部品に実施可能に接続され、ＲＦＩＤタグの読取装置と、前記物体に関連する近いＲＦＩＤタグを調べるためのこのタグ読取装置に接続されるアンテナとを有する制御回路と、
前記ＲＦＩＤタグの読取装置と接続される少なくとも２本の導電経路を有する回路と、
から成り、
前記アンテナは、前記加熱するコンロのトップの周囲に相補的かつ実質的に方向付けられる複数の連続的で、伝導性のあるアンテナループを有し、
前記各ループは、前記コンロのトップに元も近い内側部を有し、各々、前記内側ループ部の外側の取り囲まれたＲＦ伝播ゾーンを規定し、
前記領域は、前記コンロのトップの外側および周りに配置される実質的に連続するＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定し、
前記複数のループは、各々、前記アンテナと前記ＲＦＩＤタグの読取装置とを実行可能に接続するために、前記伝導経路の少なくとも一方に接続される１つの接続端部を有し、かつ、前記伝導経路の少なくとももう一方に接続される第２の端部を有することを特徴とする誘導型加熱システム。
【請求項９】
前記構成部品は、誘導型のワークコイルから成る請求項８に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１０】
前記ループの隣接する端部は、前記コンロのトップの外側および周囲に連続的なＲＦ伝播ゾーンを相補的に規定するために重なる請求項８に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１１】
前記アンテナループを支持し、かつ、１組の対向する面が存在し、前記面の一方の上には前記アンテナループの少なくとも一方があり、前記面の他方の面の上には前記ループのもう一方がある請求項８に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１２】
１組の前記アンテナループがある請求項８に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１３】
前記ループは、各々、１組の接近しつつ離間している平行な銅のトレースで形成される請求項８に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１４】
前記伝導経路の一方は、シグナル発生器からのシグナル入力経路であり、前記経路のもう一方は、グラウンド経路である請求項８に記載の誘導型加熱システム。
【請求項１５】
前記２本の伝導経路に実施可能に接続された誘導子のネットワークおよび調整可能なコンデンサを有する帯域通過周波数チューニングフィルタを有する請求項８に記載の誘導型加熱システム。
【国際調査報告】
2011514623.tif 000017
2011514623.tif 000018