(57)【要約】  本発明によるセンサ構造は、電気的接続を測定することによって行われる対象物の検出用のセンサ素子と、エスコートメモリタグの読み取りに関連してエスコートメモリタグを作動するための１つ又は複数のアンテナループとを備える。本発明によるセンサフィールドの構造内のループアンテナによって、例えば、ループアンテナによって送信される励起で作動され得るエスコートメモリタグが配置され得る対象物が、センサフィールドを用いて検出される状況において、エスコートメモリタグの読み取りが起動され得る。本発明による構造の利点は、技術的構成が単純になること、並びに従来技術のソリューションよりも少ない費用及び高い物理的耐久性が得られることである。【選択図】図１
2011518525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的接続の測定に用いられる平面センサ構造であって、電気を通す少なくとも１つの平面センサ素子と、前記平面センサ素子に接続されている第１の導体とを備え、
前記センサ素子又は前記センサ素子に接続されている前記導体に第２の導体が接続され、前記第１の導体及び前記第２の導体が、又は前記導体が前記センサ素子と共に、エスコートメモリタグの読み取りに用いられる励起を送信するのに適したループを形成することを特徴とする、電気的接続の測定に用いられるセンサ構造。
【請求項２】
電気的接続の測定に用いられる平面センサ構造であって、少なくとも２つのセンサ素子を備え、
前記構造は、少なくとも２つのセンサ素子に接続されている第１の導体及び少なくとも１つの第２の導体を備え、
前記第２の導体は、いずれかのセンサ素子又は前記センサ素子に接続されている前記第１の導体に接続され、前記第１の導体と共に、又は前記センサ素子及び前記センサ素子に接続されている前記第１の導体と共に、エスコートメモリタグの読み取りに用いられる励起を送信するのに適したループを形成することを特徴とする、電気的接続の測定に用いられるセンサ構造。
【請求項３】
前記センサ構造は、前記センサ構造を通過する少なくとも１つの境界線で前記構造が少なくとも２つの段に分割されて前記段のそれぞれに少なくとも１つのセンサ素子が配置されるように、前記少なくとも２つのセンサ素子が上下に且つ／又は並べて配置されるように構成され、且つ各段に配置されている前記少なくとも１つのセンサ素子に接続されている前記第１の導体が、前記段の第１の境界線と交わるようにも構成され、且つ前記段に配置されている前記センサ素子又は前記センサ素子に接続されている前記第１の導体に接続されている可能性のある前記第２の導体が、前記段における前記第１の境界線以外のいずれの境界線とも交わらないようにも構成されることを特徴とする、請求項２に記載のセンサ構造。
【請求項４】
前記導体及び前記センサ素子は、前記少なくとも２つの段が、前記センサ素子、前記第１の導体、及び前記第２の導体から形成される前記構造の平面上で同じパターンを含むような構造を形成し、
前記パターンは、２つの段それぞれの間に前記構造の一方の縁から他方の縁まで延びる境界線があるように構成され、
前記境界線上には、或る段の前記第１の境界線及び前記第２の境界線上で前記境界線の同じ特定の点に接合部があるような複数の接合部があり、前記境界線の前記接合部に値１〜Ｌを受ける指数ｉを付け、Ｌを接合部の数とし、特定の段に配置されているセンサ素子及び或る段に配置されているループの合計数をＫとするとき、或る段に配置されている前記センサ素子に接続されている前記第１の導体と、前記段に配置されている前記ループを形成する前記第２の導体とが、指数値１〜Ｋを有する前記第２の境界線の接合部で合流し、且つ同じ前記段の前記第２の境界線の接合部ｉ＋Ｋと合流する前記導体が、前記構造のいずれの導体とも交わらずに前記段を通過すると共に、前記第１の境界線上の前記接合部ｉで前記第１の境界線と合流することを特徴とする、請求項３に記載のセンサ構造。
【請求項５】
前記段において、前記境界線上に配置されている前記接合部は、特定の段でセンサ素子に接続されている前記第１の導体が、前記段に配置されている前記センサ素子又は前記センサ素子に接続されている前記第１の導体に接続されている前記第２の導体よりも、隣接段を通って前記構造の長手方向に長く延びるように、接続されることを特徴とする、請求項４に記載のセンサ構造。
【請求項６】
いずれかのセンサ素子、いくつかのセンサ素子、又は全ての前記センサ素子を電気的接続の測定に用いるときに、グランドプレーンとして、又は同様のタイプの手段として用いるのに適している、導電平面素子を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサ構造。
【請求項７】
前記第１の導体及び前記第２の導体が交わらないように構成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサ構造。
【請求項８】
近くにある対象物の存在又は移動を検出するために電気的接続を測定するのに適していることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のセンサ構造。
【請求項９】
少なくとも１つの前記第２の導体は、最大９つのセンサ素子を内部に残したループを形成することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のセンサ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の目的は、エスコートメモリタグの読み取りに用いられるアンテナが関連付けられる平面センサ構造である。
【背景技術】
【０００２】
存在を検出する際の高密度の近接場センサフィールド（dense near-field sensor field）の使用が、特に特許文献１に提示されている。
【０００３】
存在又は移動を検出するための圧力センサの使用が、特に特許文献２に提示されている。
【０００４】
監視を行うために床に取り付けられて電気的接続を測定する近接場センサの使用が、特に特許文献３に提示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，４０７，５５６号
【特許文献２】米国特許第４，８８８，５８１号
【特許文献３】国際公開第２００５／０２０１７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術のソリューションでエスコートメモリタグの読み取りに用いられる励起は、アンテナソリューションによって送信され、その場合、アンテナはこの目的のために製造され取り付けられる別個のユニットである。送信される励起の所望の適用範囲が実現されるように、且つ所望の範囲内に正確に配置されたエスコートメモリタグが励起に反応するようにアンテナを配置することには、問題がある。アンテナが物理的応力を受けて壊れないように、且つアンテナが外観を損ねるもの又は視界を妨げるものにならないようにアンテナを配置することにも、問題がある場合が多い。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エスコートメモリタグ、すなわちＲＦＩＤ識別子の読み取りに用いられるアンテナが配置される平面センサ構造を提示する。
【０００８】
電気的接続の測定に用いられる本発明による平面センサ構造は、電気を通す少なくとも１つの平面センサ素子と、該平面センサ素子に接続されている第１の導体とを備え、上記センサ素子又は該センサ素子に接続されている導体に第２の導体が接続されて、上記導体が、又は上記導体がセンサ素子と共に、エスコートメモリタグの読み取りに用いられる励起を送信するのに適したループを形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明によるセンサ構造は、例えば、センサの近くにある対象物の存在又は移動を検出するために電気的接続を測定することが意図され得る。
【００１０】
本発明によるセンサ構造は、複数のセンサ素子、上記第１の導体、及び複数の第２の導体を備えるように、且つ上記導体が互いに交わらないと共に本構造の平面上の同じ点に位置決めされるのではなく電気的絶縁に必要な距離にわたって互いに離れて位置決めされるように構成され得る。本構造は、電気的接続を測定する際にグランドプレーンとして用いるために適用可能である１つ又は複数のセンサ素子を備え得る。グランドプレーンとして用いられるセンサ素子は、例えば、電気的接続を測定するために本構造でいずれのセンサ素子を用いる場合でも、グランドプレーンとして適するようなものであり得る。
【００１１】
本発明によるセンサ構造は、センサ素子を形成するように絶縁膜間に配置される導体材料から成り得る。導体材料は、例えば、厚さ０．１ｍｍのアルミニウム膜であり得る。さらに、本構造は、同じ導体材料が上記第１の導体及び／又は第２の導体も形成するように構成され得る。膜から形成される導体の幅は、例えば０．５ｍｍ又は２ｍｍとすることができ、導体は、本構造の異なる点で異なる幅を有し得る。
【００１２】
本発明による構造は、例えば、印刷又はエッチングによって１つの導電層からパターンを生成することによって製造することができ、このパターンは、少なくとも１つのセンサ素子及び上記導体を形成する。
【００１３】
本発明による平面センサ構造は、本構造がその長手方向で複数段に分割されて段のそれぞれに少なくとも１つのセンサ素子が配置されるように、センサ素子が本構造において上下に且つ／又は並べて配置されるように構成され得る。本構造は、各センサ素子の第１の導体、及びセンサ素子又は第１の導体に接続されている可能性のある第２の導体のどの部分も、本構造の長手方向で上記センサ素子を含む段の第１の側に位置付けられないように本講造に配置されるように構成され得る。
【００１４】
さらに、本構造は、本構造の第１の縁からその第２の縁まで延びる境界線が２つの隣接する段を分離し、この境界線がいずれのセンサ素子も分断せず、且つループを形成する第２の導体もセンサ素子に接続されている第１の導体も２回以上分断しないように構成され得る。
【００１５】
さらに、本構造は、上記段のいくつかが、ループを形成する第２の導体がその段の第１の境界線と１回だけ交わり、上記段の第２の境界線と交わらないようなものであるように構成され得る。このように構成された段は、上記第２の導体によって形成されるループを含む。
【００１６】
段間の境界線は、例えば、直線であってもよく、又はセンサ素子及び導体の位置に従って自由に形成される線であってもよい。
【００１７】
さらに、上記境界線によって複数段に分割されたセンサ構造は、その第１の境界線からその第２の境界線まで段を通過する１つ又は複数の第１の導体又は第２の導体が、問題の段において変位量がセンサ素子の第１の導体及びループの第２の導体の量に対応するように、本構造の長手方向に対して角度を成して延びるように構成され得る。
【００１８】
さらにまた、本構造は、隣接する段同士がそれぞれの導体及びセンサ素子の一部又は全部の形状及び配置に関して同一であるように構成され得る。
【００１９】
さらに、上述のように同一である連続段を備える本構造は、第１の境界線及び第２の境界線を含む長手方向の段のマットが、両方の境界線が境界線の同じ特定の点に接合部を有するように境界線上に配置される複数の接合部を備えるように構成され得る。接合部に値１〜Ｌを受ける指数ｉを付け、Ｌを接合部の数とすると、第１の境界線における指数ｉに対応する接合部は、その段を通過する導体により第２の境界線の接合部に接続される。Ｋをその段に配置されているセンサ素子及びループの合計量（aggregate amount）とすると、指数の値ｉ＋ＫがＬ未満であれば、その接合部は指数の値ｉ＋Ｋに対応する。或る段に配置されているセンサ素子に接続されている第１の導体と、その段に配置されているループを形成する第２の導体とは、指数の値１〜Ｋに対応する第２の境界線の接合部に接続される。段の第１の境界線において、指数ｉの値ｉ＋ＫがＬよりも大きいような接合部は、本構造の導体により同じ段の第２の境界線の接合部に接続されない。示される接合部の指数ｉの値は、境界線上の接合部の順序に対応している必要はないが、指数の特定の値が、その段の両方の境界線上の接合部の同じ場所に対応する。
【００２０】
本発明による構造は、１つ〜９つのセンサ素子又は多くのセンサ素子が第２の導体によって形成されるループ内に残るように構成され得る。例えば、並んだ３つのセンサ素子を備える線形構造では、第２の導体は、９つのセンサ素子がまとめてループ内に残るように長手方向に延びるループを形成することができる。
【００２１】
本構造は、２つ以上の隣接段の第１の導体及び第２の導体が本構造の長手方向で段の同じ側に配置されるように構成され得る。
【００２２】
本構造は、各段のセンサ素子又はループに接続されている導体が、本構造において該構造の長手方向に段から一定の距離にわたって延びるように構成され得る。本構造は、例えば第１の導体及び第２の導体が、例えば本構造における６つ又は１０個の段を通過するようなものであり得る。
【００２３】
本構造は、センサ素子の第１の導体が本構造において該構造の長手方向に一定の距離にわたって延び、且つ同じセンサ素子又はその第１の導体に接続されている第２の導体が上記第１の導体とは異なる一定の距離にわたって同じ方向に延びるように構成され得る。本構造は、例えば、本構造における第１の導体及び第２の導体が、センサ素子が配置されている段から例えば３段の距離にわたって延び、且つ第２の導体がそれに対応して素子２つ分の距離にわたって延びるようなものであり得る。
【００２４】
本発明による構造は、第１の導体及び第２の導体が、反復段を備える構造の一方又は両方の縁上を、該構造の横方向に見た場合の別の点又は複数の点において、通過するように構成され得る。本構造は、例えば、グランドプレーンとして用いられるセンサ素子に接続されている導体が本構造の両縁を通過し、他の導体が本構造の中央部にあるようなものであり得る。
【００２５】
本発明による構造では、或る段の境界線の地点における導体間の順序は、第１の導体が、本構造の長手方向において対応するセンサが配置される順序と互いに同じになるような順序であり得る。さらに、第２の導体は、第２の導体によって形成されるループ内に残っているセンサに接続されるタイプの第１の導体の隣に配置され得る。
【００２６】
本構造は、第１の導体、センサ素子、及び第２の導体によって形成されるパターンに従った段が長手方向全長にわたって反復されるように、連続的になるように製造され得るように構成され得る。
【００２７】
本発明による構造は、例えば膜状マットとして製造することができ、このマットから必要なパッチ（patches）を切り取って、床の表面材と床の別の構造との間に例えばセンサフィールドとして互いに隣り合わせて取り付けることができる。本発明による構造では、例えば本構造の端に測定装置を配置することによって、製造されたセンサフィールドに測定用電子機器を接続することができ、このセンサフィールドは、段の境界線に沿って又は他の何らかの点でマットを切り取ることによって形成される。
【００２８】
従来技術のソリューションに対する本発明による構造の利点は、同じ構造が、ループに適当な高周波電流を流すことによってエスコートメモリタグの読み取りに用いられる励起を送信するのに有利に用いられ得ると共に、例えば、容量接続の変化が例えば各センサとセンサを囲む構造との間又は各センサと他の電極との間で測定される、対象物の存在及び移動を検出するために電気的接続を測定するセンサフィールドとしても有利に用いられ得ることであり得る。
【００２９】
本発明による構造の利点は、エスコートメモリタグの読み取りに用いられる励起が、別個の製造又は取り付けを伴わずに、すでにセンサフィールドに関連して実施されているアンテナソリューションで送信されることであり得る。さらに、正確な場所に正確に位置付けられているアンテナを用いて、送信される励起の所望の適用範囲を実現することができ、その場合、所望の領域に正確に配置されているエスコートメモリタグが励起に反応することが、利点であり得る。多くのアンテナを本構造内に有利に配置することができること、及びアンテナが物理的応力によって壊れ難く、且つ外観を損ねるもの又は視界を妨げるものを形成しないことが、さらなる利点であり得る。
【００３０】
本発明による構造の利点は、本構造の長手方向に通過する導体が占める空間が、本構造の平面上で特にその横方向で節約されることであり得る。ループによって形成される１つのアンテナに対して、２つの異なる導体が必要ない。例えば、各導体と他の複数の導体との間の絶縁に必要な距離は場所を取り、これによって、一方では該構造の幅方向でセンサ電極のために用いられる空間が減り、他方では該構造に装着される導体の量が制限され、同様に、用いられる段及びセンサ電極の量を制限することで、取り付け可能なマットの最大長さを制限することになる。本発明による構造では、センサ素子の導体が第２のアンテナ導体として用いられるため、本構造の長手方向で２つのアンテナ導体が必要ない。
【００３１】
以下で、例として提示される実施形態及び添付図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態による１つのループを備える２つの代替的なセンサ構造を示す。
【図２】本発明の第２の実施形態による複数のループを備えるセンサ構造を示す。
【図３】本発明の第３の実施形態による複数のループを備えるセンサ構造を示す。
【図４】本発明の第３の実施形態による反復段を備えるセンサ構造と、段の境界線上の導体の通過とを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、本発明の一実施形態による６つの導電センサ素子を備えるセンサ構造１００を示している。センサ素子１０１の１つ及びそれに接続されている第１の導体１０２は、導体１０２が第２の導体１０３と共に本発明によるループを形成するように構成され、このループは、エスコートメモリタグの読み取りに用いられる高周波励起を送信するのに適している。本構造における他のセンサ素子、例えば、図中の最も右側のセンサ素子１０４又はそれらに接続されている第１の導体は、第２の導体に接続されていない。図中の導体は全て、本構造においてその左縁に向かって延びており、左側には、励起を送信するのに用いられる無線装置、又は測定に用いられる電子装置若しくはコネクタを取り付けることができ、無線装置又は測定装置に接続された導体が接続される。センサ構造１００は、ループが損なわれずに、且つ導体又は電子装置を接続する元の構造の縁のように用いられ得る本構造の新たな縁が作られるように、例えばセンサ素子１０１の左側の任意の点で構造を切断することによって短縮されても用いることができる。１つの可能な切断点（truncation point）１０５、及びこれに対応するコネクタ又は装置の配置点１０６が図示されている。切断されていない構造１００の場合のコネクタと同様の、各膜状導体の点において本構造をピンで貫通するコネクタを、この場所で用いることができる。７つのピンを備えるコネクタの場合、ここでは図中の最下部の２つのピンが、導体のない場所で構造を貫通している。本発明による励起ループがセンサフィールドの中央部に取り付けられ、そこから送信される励起が所望の空間に届くソリューションで、構造１００を用いることが有利である。
【００３４】
図１は、構造１００と同様の本発明の第２の実施形態による構造１１０も示しており、これはグランドプレーンとして用いられる素子１１１を備える。このグランドプレーンは、同じ構造１１０の任意の第２のセンサ素子とのいかなる電気的接続も測定するために用いられ得る。
【００３５】
図２は、７つの導電センサ素子を備える本発明の第２の実施形態の平面センサ構造２０１を示している。第１の導体が各センサ素子に接続され、この第１の導体には、１つのセンサ素子を囲むループが形成されるように第２の導体が装着されている。図中、最も右側のセンサ素子２０２の第１の導体２０３は、素子２０２からセンサ素子３つ分の距離２０６にわたって延びている。同じセンサ素子２０２の第１の導体２０３に接続されている第２の導体２０４は、上記素子２０２からセンサ素子２つ分の距離にわたって延びている。センサ構造２０１は、点２０７で切断することができ、その場合、２つのセンサ素子が形成される。本構造の最も右側の部分は、本構造の点２０５に配置されて３つのセンサ素子及び３つのループを備える構造を形成する。この構造の左縁の点２０７は、該構造の導体に接続すべきコネクタ、測定装置、及び／又は無線装置が取り付けられ得る点である。切断点２０７の左側には、４つのセンサ素子及び４つのループを備えるセンサ構造が形成される。この構造の左縁は、４つの第１の導体及び３つの第２の導体に接続されるコネクタ又は測定装置が取り付けられ得る点を含む。この構造は、エスコートメモリタグの読み取りに用いられる励起を送信するのに適した３つのループを備える。構造２０１は、第２の切断点２０８を備え、これを用いることによって、第１の切断点２０７の左側に残っている構造と機能的に同じタイプの構造が形成される。構造２０１は、他の有利な切断点も含み、これらを用いることによって、必要なセンサ構造をこの構造から形成することができる。切断点２０７の５つの導体の接合部が、本構造におけるその段の第２の境界線上の切断点２０８の接合部に接続されることで、最も内側の２つの接合部がその段に配置されているセンサ素子及びループの導体に用いられるようになる。本構造の縁に最も近い切断点２０７の２つの接合部は、段の第２の境界線に接続されない。
【００３６】
図３は、７つの導電センサ素子を備える本発明の第３の実施形態による平面センサ構造３０１を示している。このセンサ構造は、図２に示されているセンサ構造と同様である。本構造の第２の導体は、図２に示されている構造とは異なる構成である。センサ素子３０２に接続されている第１の導体に接続される第２の導体は、ループを形成し、その内部には素子３０２に加えてセンサ素子３０３が残る。例えば、構造３０５又は３０６は、切断によって構造３０１から形成され得る。切断点３０７を用いることによって、３つのセンサ素子及び１つの導体ループを備える構造３０５が形成され、導体ループの内部には２つのセンサ素子３０２、３０３が残る。このループは、本発明に従って励起を送信するのに適している。切断点３０８を用いることによって、構造３０１の左側部分から、構造３０５と機能的に同一の構造が形成される。同じ切断点３０８を用いることによって、その右側に残っている部分から構造３０６が形成され、これは、それぞれが本発明による別個の導体ループ内にある２つの対として残る４つのセンサ素子を備える。第２のループは、素子３０２及び３０３の周りを巡るが、このループの第２の導体は、切断点３０８まで延びないため、別個の導体なしではこの切断点に取り付けられているコネクタ又は装置に接続できない。
【００３７】
図４は、本発明の第３の実施形態による反復段を備えるセンサ構造を示している。この図は、境界線４０１と４１１との間で区切られている構造の反復段の１つを示している。両方の境界線が、導体と境界線との複数の交点を有し、これらの交点が連続段の接合部を形成する。境界線４０１と４１１との間の段の第１の境界線の接合部は領域４１２にあり、第２の境界線の接合部は領域４０２にある。接合部には、この図では下から上へ１〜５の番号が付けられる。第１の境界線の接合部１及び２は、その段に延びる導体によって第２の境界線の接合部４及び５に接続される。この段に配置されているセンサ素子は、導体によって第２の境界線の接合部１及び２に接続され、導体は、この段に配置されて接合部３に通じるループを形成する。
【００３８】
上記の例示的な実施形態は、明確にするために構造及び機能が比較的単純なものであることが、当業者にも自明である。本特許出願に示されているモデルに従って、本特許出願に示されている発明の概念を利用する異なり且つ非常に複雑なソリューションを構成することができる。
【図１】
2011518525.tif 000003
【図２】
2011518525.tif 000004
【図３】
2011518525.tif 000005
【図４】
2011518525.tif 000006
【国際調査報告】
2011518525.tif 000007
2011518525.tif 000008
2011518525.tif 000009