(57)【要約】いくつかの実施形態は、ＲＦＩＤリーダー（１２）と１つまたは複数のＲＦＩＤタグ（１４）の間の通信を改善するための方法および装置を提供する。一実施では、装置（３３）は、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）リーダー（１２）と通信するように構成された第１のアンテナ（３６）と、前記第１のアンテナから電気的に分離され、少なくとも１つのＲＦＩＤタグ（１４）と通信するように構成された第２のアンテナ（３７）と、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナを電気的に結合する構造（３８）とを備える。
2011530751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦＩＤ（無線周波数識別）リーダーと通信するように構成された第１のアンテナと、
前記第１のアンテナから電気的に分離され、少なくとも１つのＲＦＩＤタグと通信するように構成された第２のアンテナと、
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとを電気的に結合する構造と
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
増幅器をさらに備え、前記構造は、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの間に前記増幅器を結合することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記増幅器は、単方向性であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記増幅器は、双方向性であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記増幅器に結合され、前記増幅器をオンおよびオフにするように構成されたスイッチをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記増幅器は、バッテリで給電されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナの一方または両方は、信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１のアンテナは、第１のアンテナ構成を有し、前記第２のアンテナは、第２のアンテナ構成を有し、前記第１のアンテナ構成は、前記第２のアンテナ構成と異なることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１のアンテナ構成および前記第２のアンテナ構成は、指向性アンテナ、無指向性アンテナ、近傍界アンテナ、遠方界アンテナ、円偏波アンテナ、直線偏波アンテナ、右偏波アンテナ、および左偏波アンテナのうちの１つを含むことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナの一方または両方は、荷重支持部材として機能することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記構造は、ワイヤ、導電性材料、およびケーブルのうちの１つまたは複数を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
スプリッタと、前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナから電気的に分離され、少なくとも１つの他のＲＦＩＤタグと通信するように構成された第３のアンテナとをさらに備え、前記構造は、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの間に前記スプリッタを結合し、前記第１のアンテナを前記第３のアンテナに結合することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記スプリッタは、コンバイナをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
スイッチと、前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナから電気的に分離され、少なくとも１つの他のＲＦＩＤタグと通信するように構成された第３のアンテナとをさらに備え、前記構造は、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの間に前記スイッチを結合し、前記第１のアンテナを前記第３のアンテナに結合することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
リレーであって、前記構造が前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの間に結合するリレーと、
前記リレーに結合され、前記リレーを制御する第２のＲＦＩＤタグであって、前記ＲＦＩＤリーダーと通信するように構成された第２のＲＦＩＤタグと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記第２のＲＦＩＤタグは、前記リレー、前記第１のアンテナ、および前記第２のアンテナを収容する筐体に統合されることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
リレーであって、前記構造が前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの間に結合するリレーと、
前記リレーに結合され、前記リレーを制御する制御ユニットと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記制御ユニットは、タイマを含み、所定の時間に前記リレーを開閉するように構成されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記所定の時間は、前記制御ユニットのウェイクサイクルおよびスリープサイクルに対応することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記ＲＦＩＤリーダーと通信するように構成された第３のアンテナと、
前記第３のアンテナから電気的に分離され、前記少なくとも１つのＲＦＩＤタグと通信するように構成された第４のアンテナと、
前記第３のアンテナと前記第４のアンテナを電気的に結合する第２の構造と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
ショッピングカートをさらに備え、前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、および前記構造は、前記ショッピングカートに機械的に結合されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
商品陳列ユニットをさらに備え、前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、および前記構造は、前記商品陳列ユニットに機械的に結合されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
前記商品陳列ユニットは、棚ユニットまたは衣類ラックの一方または両方を含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記第１のアンテナおよび前記第２のアンテナの一方に機械的に結合された取り付け構造であって、前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、および前記構造を物体に着脱可能に結合することを可能にするように構成された取り付け構造をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
ハンドルを有する筐体であって、前記第１のアンテナ、前記第２のアンテナ、および前記構造が結合される筐体をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
リーダーと、
前記リーダーと通信するように構成された１つまたは複数の第１のアンテナと、
前記１つまたは複数の第１のアンテナから電気的に分離された複数の第２のアンテナであって、少なくとも１つのＲＦＩＤタグと通信するように各々が構成された複数の第２のアンテナと、
前記１つまたは複数の第１のアンテナの各々を前記複数の第２のアンテナの対応する１つと選択的に電気的に結合するための１つまたは複数のスイッチと
を備えることを特徴とするＲＦＩＤ（無線周波数識別）システム。
【請求項２７】
ＲＦＩＤリーダーと、
複数のリーダーリピータであって、
前記ＲＦＩＤリーダーと通信するように構成された第１のアンテナと、
前記第１のアンテナから電気的に分離され、１つまたは複数のＲＦＩＤタグと通信するように構成された第２のアンテナと、
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナを電気的に結合する構造と
を各リーダーリピータが備える複数のリーダーリピータと、
ＲＦＩＤタグの複数のグループであって、前記１つまたは複数のＲＦＩＤタグを各グループが含む複数のグループと
を備えることを特徴とするＲＦＩＤ（無線周波数識別）システム。
【請求項２８】
ＲＦＩＤリーダーから信号を受信し、第１の中継信号を再ブロードキャストするように構成された第１のリーダーリピータと、
前記第１の中継信号を受信し、第２の中継信号を１つまたは複数のＲＦＩＤタグに再ブロードキャストするように構成された第２のリーダーリピータと
を備えることを特徴とするＲＦＩＤ（無線周波数識別）システム。
【請求項２９】
前記第１のリーダーリピータは、
前記ＲＦＩＤリーダーと通信するように構成された第１のアンテナと、
前記第１のアンテナから電気的に分離され、前記第２のリーダーリピータと通信するように構成された第２のアンテナと、
増幅器と、
前記第１のアンテナと前記第２のアンテナの間に前記増幅器を電気的に結合する第１の構造と
を備えることを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記第２のリーダーリピータは、
前記第２のアンテナと通信するように構成された第３のアンテナと、
前記第３のアンテナから電気的に分離され、１つまたは複数のＲＦＩＤタグと通信するように構成された第４のアンテナと、
前記第３のアンテナと前記第４のアンテナを電気的に結合する第２の構造と
を備えることを特徴とする請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
ＲＦＩＤ（無線周波数識別）リーダーから信号を受信するステップと、
前記信号を再ブロードキャストするステップと、
再ブロードキャストされた前記信号をＲＦＩＤタグにおいて受信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３２】
前記ＲＦＩＤリーダーから前記信号を受信した後、前記信号を再ブロードキャストする前に、前記信号を増幅するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記再ブロードキャストするステップは、前記信号を再ブロードキャストするときに、前記信号を変形するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記ＲＦＩＤリーダーから受信した前記信号を複数のアンテナのうちの１つまたは複数に選択的に結合するステップをさらに含み、前記再ブロードキャストは、前記複数のアンテナのうちの前記１つまたは複数によって実行されることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３５】
前記信号を第２のＲＦＩＤタグにおいて受信するステップと、
前記再ブロードキャストするステップを可能にする制御信号を前記第２のＲＦＩＤタグから出力するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記再ブロードキャストするステップを可能にする制御信号を制御ユニットから出力するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３７】
前記出力するステップは、所定の時間に実行されることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記所定の時間は、前記制御ユニットのウェイクサイクルおよびスリープサイクルに対応することを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記再ブロードキャストするステップを可能にするために、ユーザコントロールを操作するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項４０】
応答信号を前記ＲＦＩＤタグから前記ＲＦＩＤリーダーに送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項４１】
前記応答信号を前記ＲＦＩＤリーダーにおいて受信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項４２】
前記ＲＦＩＤタグから前記応答信号を受信するステップと、
前記応答信号を再ブロードキャストするステップと、
再ブロードキャストされた前記応答信号を前記ＲＦＩＤリーダーにおいて受信するステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項４３】
前記ＲＦＩＤタグから前記応答信号を受信した後、前記応答信号を再ブロードキャストする前に、前記応答信号を増幅するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ＲＦＩＤ（無線周波数識別（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ））デバイスに関し、より詳細には、ＲＦＩＤタグとリーダーとの間の通信に関する。
【０００２】
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２００８年８月７日に出願された米国特許仮出願第６１／０８６９２５号明細書の利益を主張する。
【背景技術】
【０００３】
ＲＦＩＤ（無線周波数識別）は、電波を使用して識別および追跡するために、製品、動物、または人間に付けられた、または組み込まれた（一般にＲＦＩＤタグと呼ばれる）物体を使用する。タグによっては、数メートル離れた場所からでも、またリーダーの見通し線から外れていても、読み取ることができる。従来のＲＦＩＤシステムは、リーダーまたは質問器（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｏｒ）と、１つまたは複数のタグとを含む。リーダーは、無線信号をタグに送信することができ、タグは、無線信号をリーダーに送信することができる。タグからの無線信号は、これらの無線信号を生成した特定のタグを一意的に識別するタグ識別コードを含む。
【０００４】
ほとんどのＲＦＩＤタグは、少なくとも２つの部分を含む。１つは、情報を保存および処理するため、ＲＦ（無線周波数）信号を変調および復調するため、ならびに他の専門的な機能のための集積回路である。第２の部分は、信号を受信および後方散乱するためのアンテナである。一般に、３つのタイプのＲＦＩＤタグが、すなわち、バッテリを含み、信号を自律的に送信できる、能動型ＲＦＩＤタグと、バッテリをもたず、信号送信を行わせるには外部電源を必要とする、受動型ＲＦＩＤタグと、ウェイクアップには外部電源を必要とするが、大きな読み取り距離を提供するはるかに高い順方向リンク能力を有する、バッテリ支援受動型（半受動型）が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リーダーとタグの間の通信を悪化させ、または妨げることがあり得る、様々な要因が存在する。一例として、タグがリーダーから遠く離れすぎている場合、タグにおいて受信される信号は、タグの内部回路に給電するのに十分なエネルギーをもはや含んでいない。別の例として、タグは、リーダーから適切な近さにあるとしても、内部回路に給電するのに十分なエネルギーを受信信号から吸収できないような向きを向いていることがある。また別の例として、リーダーとタグの間に、リーダーによって送信された無線信号を吸収または反射する物体が置かれており、信号は、タグに到達した時点では、タグの内部回路に給電するのに十分な残存エネルギーを有していないことがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
いくつかの実施形態は、ＲＦＩＤリーダーと１つまたは複数のＲＦＩＤタグの間の通信を改善するための方法および装置を提供する。
【０００７】
一実施形態では、装置は、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）リーダーと通信するように構成された第１のアンテナと、前記第１のアンテナから電気的に分離され、少なくとも１つのＲＦＩＤタグと通信するように構成された第２のアンテナと、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナを電気的に結合する構造とを備える。
【０００８】
別の実施形態では、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）システムは、リーダーと、リーダーと通信するように構成された１つまたは複数の第１のアンテナと、１つまたは複数の第１のアンテナから電気的に分離された複数の第２のアンテナであって、少なくとも１つのＲＦＩＤタグと通信するように各々が構成された複数の第２のアンテナと、１つまたは複数の第１のアンテナの各々を複数の第２のアンテナの対応する１つと選択的に電気的に結合するための１つまたは複数のスイッチとを備える。
【０００９】
さらなる実施形態では、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）システムは、ＲＦＩＤリーダーと、複数のリーダーリピータであって、ＲＦＩＤリーダーと通信するように構成された第１のアンテナと、前記第１のアンテナから電気的に分離され、１つまたは複数のＲＦＩＤタグと通信するように構成された第２のアンテナと、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナを電気的に結合する構造とを各リーダーリピータが備える複数のリーダーリピータと、ＲＦＩＤタグの複数のグループであって、１つまたは複数のＲＦＩＤタグを各グループが含む複数のグループとを備える。
【００１０】
別の実施形態では、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）システムは、ＲＦＩＤリーダーから信号を受信し、第１の中継信号を再ブロードキャストするように構成された第１のリーダーリピータと、第１の中継信号を受信し、第２の中継信号を１つまたは複数のＲＦＩＤタグに再ブロードキャストするように構成された第２のリーダーリピータとを備える。
【００１１】
また別の実施形態では、方法は、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）リーダーから信号を受信するステップと、信号を再ブロードキャストするステップと、再ブロードキャストされた信号をＲＦＩＤタグにおいて受信するステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明のいくつかの実施形態の上記および他の態様、特徴、および利点は、以下の図面と併せて提示される、それらについての以下のより詳細な説明からより明らかとなろう。
【図１】リーダーまたは質問器と、タグとを含む、従来のＲＦＩＤ（無線周波数識別）装置のブロック図である。
【図２】図１のリーダーおよびタグを含み、リーダーとタグの間に配置された中間装置をさらに含む、本発明の態様を具現するＲＦＩＤ装置の略図である。
【図３】図２のＲＦＩＤ装置の一代替的実施形態であるＲＦＩＤ装置の略図である。
【図４】図３の装置の一代替的実施形態であるＲＦＩＤ装置の略図である。
【図５】図２の装置のさらなる代替的実施形態であるＲＦＩＤ装置の略図である。
【図６】図１のリーダーおよびタグと、一実施形態による小売り衣料品ラックも含む、装置の斜視図である。
【図７】図６の衣料品ラックの一代替的実施形態である衣料品ラックの斜視図である。
【図８】別の実施形態による、図１のリーダーと、小売り棚ユニットとを含む、装置の斜視図である。
【図９】ショッピングカートと、ショッピングカートに支持される、図４に示されるタイプの中間装置とを含む、さらなる実施形態による装置の斜視図である。
【図１０】一実施形態に係る図９のショッピングカートの構成とは異なる構成を有するショッピングカートを含む、装置の斜視図である。
【図１１】一実施形態に係る２つのパネルアンテナを含む中間装置の側面図である。
【図１２】一実施形態に係る２つのアンテナを含む中間装置を有するハンドヘルドデバイスの側面図である。
【図１３】図２のＲＦＩＤ装置の更なる実施形態であるＲＦＩＤ装置の略図である。
【図１４】図３のＲＦＩＤ装置の代替的実施形態であるＲＦＩＤ装置の略図である。
【図１５】図５のＲＦＩＤ装置の代替的実施形態であるＲＦＩＤ装置の略図である。
【図１６】図６の衣料品ラックのさらなる実施形態である衣料品ラックの斜視図である。
【図１７】一実施形態に係るＲＦＩＤ装置で使用するための中間装置の略図である。
【図１８】一実施形態に係るＲＦＩＤタグのそれぞれのグループと各々が通信する複数の中間装置を含む、ＲＦＩＤシステムの略図である。
【図１９】一実施形態に係る図１８のＲＦＩＤシステムの一変形の略図である。
【図２０】別の実施形態に係るＲＦＩＤタグの異なるグループの間で選択的に切り換えを行う中間装置を含む、ＲＦＩＤシステムの略図である。
【図２１】別の実施形態に係る図２０のＲＦＩＤシステムの一変形の略図である。
【図２２】別の実施形態に係る複数の中間装置が直列に通信するＲＦＩＤシステムの略図である。
【図２３】別の実施形態に係る複数の図２２のＲＦＩＤシステムを含む、ＲＦＩＤシステムの一実施の略図である。
【図２４】一実施形態に係る図２２および図２３のシステムと同様に動作する、図１６の衣料品ラックのさらなる実施形態である衣料品ラックの斜視図である。
【図２５】一実施形態に係る様々な固定位置においてタグを選択的に読み取るために、移動可能リーダーおよび移動可能中間装置が使用される、在庫倉庫において使用するための装置の略図である。
【図２６】本発明のいくつかの実施形態に従って実行されるステップを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
一致する参照文字は、図面のいくつかの図にわたって一致する構成要素を指示する。図内の要素は、簡潔かつ明瞭に示されており、必ずしも原寸に比例して描かれてはいないことを当業者であれば理解されよう。例えば、図内のいくつかの要素の寸法は、本発明の様々な実施形態についての理解を深める助けとなるように、他の要素と比べて誇張されていることがある。また、商業的に実現可能な実施形態において有用または必要な、一般的でよく理解されている要素は、本発明のこれらの様々な実施形態の図をあまり煩雑にしないようにするため、しばしば描かれていない。
【００１４】
以下の説明は、限定的な意味に解釈されるべきではなく、例示的な実施形態の一般的な原理を説明する目的で行われるにすぎない。本発明の範囲は、特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。
【００１５】
本明細書全体において、「一実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ、ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」に対する言及または類似の語による言及は、その実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書の全体にわたって出現する「一実施形態」という語句および類似の語は、そうである必要はないが、すべて同じ実施形態を指示することができる。
【００１６】
図１は、リーダーまたは質問器１２と、タグ１４とを含む、従来のＲＦＩＤ（無線周波数識別）装置１０のブロック図である。実際には、リーダー１２は、一般に複数のタグ１４と通信するが、本説明を明瞭にするため、図１には、ただ１つのタグ１４が示されている。リーダー１２は、無線信号１６をタグ１４に送信することができ、タグ１４は、無線信号１８をリーダー１２に送信することができる。タグ１４からの無線信号１８は、これらの無線信号を生成した特定のタグを一意的に識別するタグ識別コードを含む。
【００１７】
図１の実施形態では、タグ１４は、受動型タグである。しかし、代替的に、タグは、半受動型タグまたは能動型タグとすることができる。受動型タグまたは半受動型タグの場合、タグ１４は、受信信号１６のエネルギーの一部を取得し、このエネルギーを使用して、内部回路に給電する。受信信号１６のエネルギーの別の部分は、信号１８を形成するために、効果的に反射され、反射信号は、その特定のタグの一意識別コードを含む情報を信号１８に組み込むために、タグの内部回路によって変調される。リーダー１２は、信号１８を受信し、タグ識別コードを抽出し、したがって、どのタグ１４が信号１８を生成したかを正確に知る。
【００１８】
リーダー１２とタグ１４の間の通信を悪化させ、または妨げることがあり得る、様々な要因が存在する。一例として、タグ１４がリーダー１２から遠く離れすぎている場合、リーダーからの信号１６がタグに到達したとき、その信号は、タグの内部回路に給電するのに十分なエネルギーをもはや含んでいない。別の例として、タグは、リーダーから適切な近さにあるとしても、内部回路に給電するのに十分なエネルギーを信号１６から吸収できないような向きを向いていることがある。また別の例として、リーダー１２とタグ１４の間に、リーダー１２によって送信された無線信号１６を吸収または反射する物体が置かれており、信号は、タグに到達した時点では、タグの内部回路に給電するのに十分な残存エネルギーを有していないことがある。以下で説明される実施形態のいくつかは、これらのタイプの問題に対処するように構成される。
【００１９】
図２は、（一般にＲＦＩＤリーダーとも呼ばれる）リーダー１２および（一般にＲＦＩＤタグとも呼ばれる）タグ１４を含み、リーダー１２とタグ１４の間に配置された中間装置３３をさらに含む、本発明の態様を具現するＲＦＩＤ装置３１の略図である。中間装置３３は、同軸ケーブル３８によって電気的に結合された２つの空間的に隔てられたアンテナ３６、３７を含む。リーダー１２からの無線信号１６は、アンテナ３６に作用し、アンテナ３６の固有利得によって増幅され、その後、ケーブル３８を介して伝搬し、その後、タグ１４への伝搬のために、アンテナ３７によって信号４１として再ブロードキャスト（ｒｅｂｒｏａｄｃａｓｔ）される。同様に、タグ１４からの無線信号１８は、アンテナ３７に作用し、アンテナ３７の固有利得によって増幅され、ケーブル３８を介して伝搬し、その後、リーダー１２への伝搬のために、アンテナ３６によって信号４２として再ブロードキャストされる。一般に、本明細書において「再ブロードキャスト」という語を使用する場合、これは、リーダー１２からの（および／またはいくつかの実施形態において説明されるように、タグ１４からの）信号の再送または中継を指していることに留意されたい。再ブロードキャストは、１つもしくは複数のタグ１４、または１つもしくは複数のリーダー１２に対するものとすることができる。いくつかの実施形態では、再ブロードキャストは、元の信号の特性を変更するような方法で、信号を再ブロードキャストすることを含み、例えば、いくつかの実施形態では、再ブロードキャストは、信号を変形する。いくつかの実施形態では、再ブロードキャストは、実質的にはリーダー１２からの信号のコピーまたはリーダー１２からの信号の変形されたコピーである新しい信号を生成することを含む。
【００２０】
リーダー１２とタグ１４の間の距離が一定の大きさになると、中間装置３３のおかげで、タグ１４は、中間装置３３が存在しない場合に受け取るよりも大きなエネルギーを信号１６から受け取る。同様に、リーダー１２は、中間装置３３が存在しない場合に受け取るよりも大きなエネルギーを信号１８から受け取る。さらに、タグ１４は、中間装置３３なしの場合に受け取るよりも大きなエネルギーを信号４１から受け取るので、タグからの信号１８は、信号１８が中間装置３３に到達する前であっても、中間装置３３が省かれた場合よりも強い。
【００２１】
図２の図示された実施形態では、アンテナ３６、３７は各々、利得が約８ｄｂｉから１２ｄｂｉの、市販のパネルアンテナである。例えば、与えられるアンテナは、基板上に形成され、筐体内に収容される。しかし、他の実施形態は、パネルアンテナに限定されず、他の任意の適切なアンテナ構成を使用することが可能である。また、いくつかの実施形態では、各アンテナは、そのアンテナが使用される特定の応用例にとって有益な特性を有するように選択することができる。例えば、特定の応用例に応じて、アンテナは、指向性または無指向性である構成を有するように、近傍界（ｎｅａｒ  ｆｉｅｌｄ）動作または遠方界（ｆａｒ  ｆｉｅｌｄ）動作のために構成されるように、円偏波（ｃｉｒｃｕｌａｒ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）または直線偏波（ｌｉｎｅａｒ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を有するように、および右偏波（ｒｉｇｈｔ−ｈａｎｄ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）または左偏波（ｌｅｆｔ−ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）を有するようになど、選択することができる。また、図２の実施形態では、ケーブル３８は、同軸ケーブルである。しかし、代替的に、非同軸ケーブル、または２つのアンテナ３６、３７を電気的に結合する他の何らかの配線構成を使用することも可能である。別の実施形態では、アンテナは、導電性の構成要素（例えば、プレート、ブラケット、パイプなど）を使用して、電気的に結合される。そのような導電性の構成要素は、中間装置３３が少なくとも部分的に筐体に収容される場合は、中間装置３３を収容する筐体の一部とすることができる。さらなる実施形態では、アンテナ３６、３７は、単純な溶接または溶融接続とすることができる、単純なコネクタを使用して、互いに結合される。したがって、上記のものは、アンテナ３６、３７を互いに電気的に結合するのに役立つ構造の例である。
【００２２】
例えて言うならば、いくつかの実施形態では、中間装置３３（および本明細書で説明される他の中間装置）は、リーダー１２およびタグ１４の一方または両方からエネルギーを受け取り、そのエネルギーを集め、エネルギーを他方のリーダー１２およびタグ１４に向けて再ブロードキャストするように機能するので、ＲＦＩＤリピータ、リーダーリピータ、またはタグリピータと呼ばれることがある。そのようなリピータ機能は、リーダー１２またはタグ１４にどのような変更も必要とせずに、典型的なリーダーとタグの間の通信距離を拡張することができる。このように、中間装置のいくつかの実施形態は、リーダーと少なくとも１つのタグを有する既存のＲＦＩＤシステム内に配置または設置することができる。中間装置は、空中で１つまたは複数のリーダーから無線信号を収集し、それらの信号を再ブロードキャストして、リーダーとタグの間のより大きな通信距離を提供する。一実施形態では、リーダー１２とタグ１４との間の通信距離は、最大で１００フィート（３０．４８ｍ）またはそれ以上とすることができる。
【００２３】
別の例えを用いるならば、いくつかの実施形態では、中間装置３３は、受信信号を再ブロードキャスト信号に変形またはリーダーイレクトするＲＦ（無線周波数）レンズの一形態として機能すると考えることもできる。一例として、中間装置３３は、リーダーから受信した円偏波信号を取得し、それを直線偏波信号として再ブロードキャストするように構成することができ、それによって、同じ直線的な向きを有するタグが、より効率的に給電される。別の例として、中間装置３３は、直線偏波信号を取得し、それを円偏波信号に変更することができ、それによって、リーダー１２内に配置されたアンテナによって信号を受信する効率が高められる。さらなる例として、中間装置３３は、指向性アンテナを使用して、リーダー１２から信号を受信することができ、無指向性アンテナを使用して、その信号をタグ１４に再ブロードキャストすることができる。これらの例では、中間装置は、受信信号を新しい形態または異なる特性を有する信号に変形し、ブロードキャスト（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）する。
【００２４】
いくつかの実施形態では、アンテナ３６、３７は、その間に最小離隔距離を有するように設計される。例えば、いくつかのケースでは、アンテナ３６、３７が互いに物理的に近すぎる場合、フィードバックが存在する。そのような実施形態では、設計者は、アンテナを互いに近く、しかし、許容できない量のフィードバックを生じさせるほど近くならないように配置することを試みる。いくつかの実施では、ある程度の量のフィードバックは有益であり、信号を増幅するのに役立てることができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、中間装置３３（および本明細書で説明される他の中間装置）は、筐体（図示されず）を使用して、それぞれ固定された関係を厳格に保つことができることに留意されたい。例えば、中間装置３３の構成要素は、筐体内に収容することができ、筐体は、単一の筐体または複数に分かれた筐体とすることができる。いくつかの実施形態では、アンテナ３６、３７の一方または両方は、筐体の外面に形成され、または筐体の一部から突き出している。
【００２６】
図２には、電気的に結合された２つのアンテナ３６、３７が存在する。しかし、より多くのアンテナを提供することも可能である。一例として、図１３を参照すると、第３のアンテナ３９が存在することができる。図１３は、図２のＲＦＩＤ装置のさらなる実施形態であるＲＦＩＤ装置４７の略図である。同等のパーツは、同じ参照番号によって識別され、以下の説明は、主として相違に焦点を当てる。図１３の中間装置４８は、第３のアンテナ３９をさらに含む。アンテナ３６の出力は、２叉のスプリッタ４５（およびコンバイナ）に供給され、スプリッタ４５の２つの出力は、ケーブル３８を介してアンテナ３７に、ケーブル４４を介してアンテナ３９にそれぞれ結合される。アンテナ３７は、タグ１４と通信し、アンテナ３９は、タグ１５と通信する。タグ１４、１５は各々、１つのタグとして示されているが、それらは各々、タグの個々のグループとすることができることが理解されよう。明瞭にするため、ただ１つのタグ１４およびタグ１５が示されている。したがって、一実施形態では、アンテナ３７は、タグの１つのグループに役立つ向きを有し、第３のアンテナ３９は、タグの異なるグループに役立つ異なる向きを有する。
【００２７】
上で説明された無線信号と同様に、リーダー１２からの無線信号１６は、アンテナ３６に作用し、アンテナ３６の固有利得によって増幅され、その後、ケーブル３８を介してスプリッタ４５に伝搬する。信号は、その後、アンテナ３７、３９の一方または両方に送られ、その後、タグ１４、１５への伝搬のために、アンテナ３７、３９によって信号４１として再ブロードキャストされる。同様に、タグ１４、１５からの無線信号１８は、アンテナ３７、３９に作用し、各アンテナ３７、３９の固有利得によって増幅され、ケーブル３８を介して伝搬し、スプリッタ４５において合成され、その後、リーダー１２への伝搬のために、アンテナ３６によって信号４２として再ブロードキャストされる。第３のアンテナ３９の特性は、アンテナ３７の特性とは相違させることができ、またはアンテナ３７の特性と同様に選択することができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、スプリッタ４５は、受信信号を分割して、例えば、信号エネルギーの一部をアンテナ３７に、一部をアンテナ３９に送るように機能する。いくつかの実施形態では、スプリッタ４５は、アンテナ３７、３９の一方または両方の間で信号１６を選択的に切り換えるスイッチング機構として機能して、異なる時間または同じ時間にタグ１４、１５を選択的に読み取る。さらなる詳細および実施形態が、以下でさらに説明される。
【００２９】
図３は、図２のＲＦＩＤ装置３１の一代替的実施形態であるＲＦＩＤ装置５１の略図である。同等のパーツは、同じ参照番号によって識別され、以下の説明は、主として相違に焦点を当てる。図３の実施形態は、図２の中間装置３３が（ＲＦＩＤリピータ、タグリピータ、またはリーダーリピータとも呼ばれる）異なる中間装置５３で置き換えられたことを除いて、図２の実施形態とほぼ同様である。主な相違は、単一のケーブル３８が２つのアンテナ３６、３７の間に延びる代わりに、２つの別々の同軸ケーブル５６、５７が各々、２つのアンテナ３６、３７の間に延びていることである。インライン増幅器５８が、ケーブル５６上に設けられ、さらなるインライン増幅器５９が、ケーブル５７上に設けられる。すなわち、増幅器５８は、アンテナ３６、３７を互いに電気的に結合する構造（ケーブル５６）によって、アンテナ３６、３７の間に電気的に結合される。同様に、増幅器５９は、アンテナ３６、３７を互いに電気的に結合する構造（ケーブル５７）によって、アンテナ３６、３７の間に電気的に結合される。一実施形態では、増幅器５８、５９は、よく知られたタイプの市販の構成要素である。増幅器は各々、内部の回路に給電するための図示されていないバッテリを含み、各増幅器は、約２４ｄｂの利得を提供する。増幅器利得は、特定の応用例の必要を満たすように選択できることが理解されよう。
【００３０】
リーダー１２からの信号１６は、アンテナ３６によって収集および増幅され、その後、ケーブル５６を介して伝搬し、ケーブル５６上で増幅器５８によってさらに増幅され、その後、タグ１４への伝搬のために、アンテナ３７によって信号４１として再ブロードキャストされる。同様に、信号１８は、アンテナ３７によって収集および増幅され、その後、ケーブル５７を介して伝搬し、ケーブル５７上で増幅器５９によってさらに増幅され、その後、リーダー１２への伝搬のために、アンテナ３６によって信号４２として再ブロードキャストされる。
【００３１】
明瞭にするため、図３は、各々が一方向増幅器５８または５９を含む、２つのケーブル５６、５７を示している。しかし、代替的に、ただ１つのケーブルが２つのアンテナ３６、３７の間に延び、そのケーブル上に単一のインライン双方向増幅器が設けられる、機能的に等価な構成を提供することが可能である。
【００３２】
上で説明したように、図３の実施形態は、増幅器５８、５９を含み、図２の実施形態は、増幅器を含まない。任意の特定の応用例に関して、増幅器を設けるかどうかの決定に影響する１つの要因は、一方または両方のアンテナによって提供される利得の程度である。この点に関して、いくつかのタイプのアンテナは、僅かしかまたは全く利得を提供せず、いくつかの実施形態では、特定の応用例の必要に適した全体的な利得のレベルを達成するために、増幅器を用いてこれらのアンテナを補助することが望ましいことがあり得る。他のタイプのアンテナは、中程度の量の利得を提供するが、特定の応用例の必要に適した全体的な利得のレベルを達成するために、増幅器を用いて補助されることを依然として必要とすることがある。後者のシナリオでは、増幅器から得る必要がある利得の量は、前者のシナリオにおけるよりも僅かとすることができる。また別のタイプのアンテナは、本質的に、特定の応用例で必要とされる利得のレベルを達成するために、さらなる増幅を必要としない、十分な利得を提供する。
【００３３】
いくつかの実施では、構成要素の特性に応じて、図３の実施形態の使用は、リーダー１２において受信される信号４２に対して、マルチパス干渉をもたらすことがある。例えば、信号４１は増幅された信号であるので、（受動型タグまたは半受動型タグを使用する場合）応答信号１８も増幅されている。いくつかの実施では、応答信号１８は、中間装置５３の帰還経路によるさらなる再ブロードキャストを必要とすることなく、リーダー１２に到達するのに十分なエネルギーを有する。これらのケースでは、信号４２は、リーダー１２に到達する直接信号１８と干渉を起こすことがあり得る。さらなるケースでは、応答信号１８は、普通であれば、リーダー１２に到達するのに十分なエネルギーを有するのに、タグが、リーダー１２の視界から隠れた場所にあり、または（金属製の壁、棚、ホルダの背後、金属製の容器、枠箱、かごの中にあるなど）直接信号１８がリーダー１２に到達することを妨げるように遮蔽されている。これらのケースでは、中間装置５３は、信号１８からのマルチパス干渉なしに、信号４２を再ブロードキャストするのに効果的である。
【００３４】
図３を参照すると、増幅器５８、５９の各々に結合され、これらの増幅器を選択的に使用可能および使用不能にすることができる、スイッチ７６を任意選択的に設けることが可能である。例えば、スイッチ７６は、増幅器５８、５９への電力の供給を選択的に許可および中断することができる。スイッチ７６は、任意選択であるので、図３では、破線で示されている。スイッチ７６は、単純な手動操作の機械的スイッチとすることができ、または制御ユニットもしくは制御回路（例えば、図１５の制御ユニット８８を参照）によって操作される電子スイッチを有する、より精巧なデバイスとすることができる。制御ユニットは、例えば、ＲＦＩＤタグ内の回路とすることができる。あるいは、制御回路は、タイマを使用して、スリープサイクルおよびウェイクサイクルに従って動作することができ、制御回路は、スリープモード中は、増幅器５８／５９を使用不能にし、定期的にウェイクアップして、増幅器５８／５９を使用可能にする。
【００３５】
図１４は、図３のＲＦＩＤ装置の一代替的実施形態であるＲＦＩＤ装置６１の略図である。同等のパーツは、同じ参照番号によって識別され、以下の説明は、主として相違に焦点を当てる。この実施形態では、中間装置６３のアンテナ３６、３７の各々は、実際に２つの別々のアンテナである。リーダー側は、アンテナ３６ａ、３６ｂを含み、タグ側は、アンテナ３７ａ、３７ｂを含む。同じ構造に作られた２つのアンテナを含むパネルアンテナは、市販のものである。アンテナ３６ａ、３７ａは、ケーブル５６によって互いに電気的に結合され、アンテナ３６ｂ、３７ｂは、ケーブル５７によって互いに電気的に結合される。しかし、アンテナ３６ａとアンテナ３６ｂ、およびアンテナ３７ａとアンテナ３７ｂは、互いに電気的に結合されない。
【００３６】
図４は、図３の装置５１の一代替的実施形態であるＲＦＩＤ装置７１の略図である。同等のパーツは、同じ参照番号によって識別され、以下の説明は、主として相違に焦点を当てる。図４のＲＦＩＤ装置７１は、ケーブル５７および増幅器５９が省かれ、その結果、ケーブル５６および増幅器５８のみがアンテナ３６、３７を結合することを除いて、図３の中間装置５３と同様の（ＲＦＩＤリピータまたはリーダーリピータとも呼ばれる）中間装置７３を有する。このケースでは、アンテナ３６、３７は各々、単一のアンテナである。
【００３７】
リーダー１２からの信号１６は、アンテナ３６によって収集および増幅され、その後、ケーブル５６を介して伝搬し、ケーブル５６上で増幅器５８によってさらに増幅され、その後、タグ１４への伝搬のために、アンテナ３７によって信号４１として再ブロードキャストされる。中間装置７３の効果のため、タグ１４は、中間装置７３が存在しない場合に受け取るよりもはるかに大きなエネルギーを信号１６から受け取る。結果として、タグ１４からの信号１８は、中間装置７３が存在しない場合に含むよりもはるかに大きなエネルギーを含む。したがって、タグ１４からの信号１８は、中間装置７３の支援なしでも、十分に強い信号が、リーダー１２に伝搬し、リーダー１２によって受信される。したがって、図２および図３の中間装置の帰還経路は必要とされない。中間装置の帰還経路が使用された場合、構成要素および実施に応じて、信号４２とタグ１４からリーダー１２に直接到達する信号１８とに起因する、マルチパスフィードバックをもたらすことがある。アンテナ３７は信号１８から信号エネルギーを受け取ることができるが、増幅器５８は一方向性であるので、帰還方向の信号エネルギーは遮断されることに留意されたい。
【００３８】
一変形では、別個の増幅器５８を必要としないように、アンテナ３６、３７の一方または両方を選択して、そこを通過する信号を本質的に増幅することができる。したがって、アンテナ３６、３７の一方または両方の適切な選択によって、増幅器５８を必要とせずに、デバイスは、図４に示されるように機能し、信号１８は、十分なエネルギーを有して、リーダー１２に到達する。
【００３９】
図４では、電気的に結合された２つのアンテナ３６、３７が存在する。しかし、より多くのアンテナを提供することも可能である。一例として、図１３の実施形態と同様に、図１３のアンテナ３９のような、第３の（図示されていない）アンテナが存在することができる。アンテナ３６の出力は、（スプリッタ４５などの）２叉のスプリッタに供給することができ、スプリッタの２つの出力は各々、それぞれのケーブルと、（それぞれの任意選択的なスイッチによって制御される）それぞれのインライン増幅器を介して、第３のアンテナおよびアンテナ３７の対応する一方に結合することができる。アンテナ３７は、タグの１つのグループ（タグ１４、１５）に役立つ１つの向きを有することができ、第３のアンテナは、タグの異なるグループに役立つ異なる向きを有することができる。これらの実施形態では、スプリッタ４５は、帰還経路においては信号を遮断するので、コンバイナではない。リーダーからタグへの方向における増幅のため、タグ１４、１５からの応答信号１８は、さらなる増幅を必要とせずに、十分なエネルギーをリーダー１２に到達させる。
【００４０】
図５は、図２の装置３１のさらなる代替的実施形態であるＲＦＩＤ装置８１の略図である。同等のパーツは、同じ参照番号によって識別され、以下の説明は、主として相違に焦点を当てる。ＲＦＩＤ装置８１は、知られたタイプのリレー８６と、バッテリ動作タグ８７（すなわち能動型タグ）とを含むことを除いて、図２の中間装置３３とほぼ同様の中間装置８３を有する。リレー８６は、アンテナ３６、３７の間の同軸ケーブル３８上に配置される、インライン構成要素である。リレー８６が閉じられた場合、アンテナ３６は、ケーブル３８を介して、アンテナ３７に電気的に結合される。リレー８６が開かれた場合、リレー８６は、ケーブル３８を介したアンテナ３６、３７の間の電気的な通信を中断する。したがって、リレー８６は、中間装置８３を選択的に使用可能および使用不能にする、アンテナ３６をアンテナ３７に選択的に結合する切り換え機構またはスイッチとして機能する。
【００４１】
図示された実施形態では、タグ８７は、リレー８６に電気的に結合され、（例えば、受信信号に応答して）リレー８６を制御する。すなわち、タグ８７は、信号８９の受信に応答して、リレー８６に制御信号を出力する回路を有する。リーダー１２は、無線信号８９をタグ８７に送信することができ、これらの信号は各々、リレー８６を開くまたは閉じるようタグ８７に命令する。いくつかの実施形態では、リーダー１２は、リレー８６を開くまたは閉じるようタグ８７に命令する、信号８９内に変調された制御信号を送信できるように変更および構成される。信号８９の受信に応答して、タグ８７は、リレー８６を開き、または閉じる。明瞭にするため、図５では、リレー８６およびタグ８７は、別個の構成要素として示されている。しかし、代替的に、リレー８６とタグ８７の機能を組み合わせた単一の回路を提供することも可能である。例えば、一実施形態では、リレー８６とタグ８７は統合される。
【００４２】
図１５のＲＦＩＤ装置９１の中間装置９２に示されるような一変形では、タグ８７は、任意選択的に、リレー８６をオンおよびオフにする制御ユニット８８（例えば、リレー８６に制御信号１８８を出力する制御ユニット８８）で置き換えられる。一形態では、制御ユニット８８は、例えば、手動で作動されるオン／オフスイッチまたはトグルスイッチなどのスイッチである。別の実施形態では、制御ユニット８８は、半導体スイッチまたはマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラベースのスイッチである。一実施形態では、そのようなスイッチは、上で説明されたような制御ユニット８８に含まれるタイマ（図示されず）を使用して、スリープサイクルおよびウェイクサイクルに基づいて、定期的に活動化される。例えば、制御ユニット８８は、タイマを使用し、所定の時間にリレーを開閉するように構成される。いくつかの形態では、所定の時間は、制御ユニット８８のウェイクサイクルおよびスリープサイクルに対応し、制御ユニット８８は、スリープモード中は、リレー８６を使用不能にし（開き）、定期的にウェイクアップして、リレー８６を使用可能にする（閉じる）。別の代替的に（図示されず）、リレー８６は、任意選択的に、インライン増幅器で置き換えることができ、タグ８７または制御ユニット８８は、選択的に、増幅器をオンおよびオフにすることができる。また別の代替的に（図示されず）、インライン増幅器は、ケーブル３８上に設けることができ、リレー８６は、タグ８７と増幅器の間に電気的に配置される構成要素として構成することができる。明瞭にするため、図１５では、リレー８６および制御ユニット８８は、別個の構成要素として示されている。しかし、代替的に、リレー８６と制御ユニット８８の機能を組み合わせた単一の回路を提供することも可能である。例えば、一実施形態では、制御ユニット８８とリレー８６は統合される。
【００４３】
一実施形態によれば、ＲＦＩＤシステム設計者は、図２、図３、図４、図１３、図１４、および図１５の中間装置のどれを使用するかを決定するときに、いくつかの要因を考慮することがある。１つの方法では、読み取られるタグ１４は、増幅器を必要としないほどリーダー１２に近いが、タグの向きが、それらの読み取りを困難にする場合、設計者は、図２または図１３の実施形態に基づいた構成を選択することができる。リーダーからタグへの方向において増幅が行われないと、応答信号１８がリーダー１２に到達しないほど、タグ１４がリーダー１２から遠く離れている場合、設計者は、図４または図１５の実施形態に基づいた構成を選択することができる。タグからリーダーへの方向において増幅が行われたとしても、応答信号１８がリーダー１２に到達しないように、タグ１４が配置または遮蔽されている場合、設計者は、図３または図１４の実施形態に基づいた構成を選択することができる。
【００４４】
図６は、（一般に商品陳列ユニットと呼ばれることがある）小売り衣料品ラック１０２と、リーダー１２と、少なくとも１つのタグ１４とを含む、装置１０１の一実施形態の斜視図である。リーダー１２は、例えば、小売店の天井などに固定的に支持される。衣料品ラック１０２は、いくつかの水平に延びる棒または支持１０３を含む。いくつかの衣料品１０６は、水平棒１０３の各々に掛けられたハンガによって支持することができる。別々のタグ１４が、各衣料品１０６に支持される。図６の衣料品ラック１０２は、例示的なものであり、いくつかの実施形態は、異なる構成を有する様々な他の衣料品ラックとともに使用することができる。
【００４５】
衣料品ラック１０２は、図２において３３として示される中間装置と同様の中間装置を含む。より具体的には、パネルアンテナ３６が、衣料品ラック１０２の頂部の中央位置において支持され、水平に広がる向きを向いている。図２のパネルアンテナ３７の代わりに、細長い円筒形の無指向性アンテナ１０９が使用される。アンテナ１０９は、パネルアンテナ３６から床の上空の位置まで垂直下向きに延びている。アンテナ３６、１０９は、図６では見えない非常に短い同軸ケーブルによって、互いに電気的に結合される。しかし、代替的に、アンテナ３６、１０９は、互いを直接的に係合させる同軸コネクタを有することができ、それによって、別個の同軸ケーブルの必要性を排除する。他の実施形態では、アンテナ３６をアンテナ１０９に電気的に結合するために、単純なワイヤなどの他の構造が使用される。加えて、図６の中間装置は、図２の中間装置３３と電気的に類似しているが、代替的に、他の何らかの適切な構成を有することもできる。例えば、図６の中間装置は、図３の中間装置５３、図４の中間装置７３、もしくは図５の中間装置８３、または本明細書で説明される他の中間装置と電気的に類似することもできる。
【００４６】
リーダー１２は、無線信号１６を送信し、無線信号１６は、アンテナ３６によって収集および増幅され、その後、無指向性アンテナ１０９に供給される。アンテナ１０９は、ほぼ環状形をした無指向性信号４１として、このエネルギーを再ブロードキャストする。衣料品１０６に付けられたタグ１４は、信号４１を受信し、信号１８を返信し、信号１８は、アンテナ１０９によって収集および増幅され、その後、アンテナ３６によって４２として再ブロードキャストされる。すべてのタグ１４によって返信された信号１８からの一意的なタグ識別コードを使用して、リーダー１２に結合された図示されていないコンピュータシステムは、衣料品ラック１０２に現在存在する衣料品１０６のすべてについて、正確な在庫情報を維持することができる。
【００４７】
図６では、単一の無指向性アンテナ１０９を、各々がそれぞれ異なる向きを有する２つ（以上）のパネルアンテナで置き換えることができる。アンテナ３６の出力は、２叉以上のスプリッタ／コンバイナまたは２叉以上のスイッチに供給することができ、スプリッタ／コンバイナ／スイッチの２つ以上の出力は各々、それぞれのケーブル（または他の結合構造）を介して、２つ以上の代替アンテナの対応する１つに結合することができる。スプリッタ／コンバイナ／スイッチと代替アンテナの間のケーブルは各々、任意選択的に、増幅器を含むことができる。増幅器を使用するいくつかの実施形態では、応答信号１８は、図４の中間装置と同様に、中間装置によって再ブロードキャストされなくても、リーダー１２に到達するのに十分なエネルギーを有する。
【００４８】
図１６を参照すると、図６の衣料品ラックのさらなる実施形態である衣料品ラックの斜視図が示されている。同等のパーツは、同じ参照番号によって識別され、以下の説明は、主として相違に焦点を当てる。装置１０４は、アンテナ１１０、１１１、１１２、１１３を含み、各アンテナは、アンテナ３６に電気的に結合された４叉のスプリッタ／コンバイナ１１４に、ワイヤライン（例えば同軸ケーブル）によって結合される。４叉のスプリッタ／コンバイナは、受信信号エネルギーをアンテナ１１０、１１１、１１２、１１３に分配し、アンテナ１１０、１１１、１１２、１１３で受信された信号１８から受け取ったエネルギーを合成するように機能する。図示された実施形態では、アンテナ１１０、１１１、１１２、１１３の各々は、衣料品ラック１０２のそれぞれの腕１０３をカバーするようにエネルギーをブロードキャストするための向きを向いた、直線または指向性アンテナである。一実施形態では、スプリッタ／コンバイナ１１４は、１度に衣料品ラックの１つの腕を選択的に結合する切り換え機構として機能する。一実施形態では、各腕は、最短で３００から４００ミリ秒の間、オンに切り換わる。一変形では、アンテナ３６とスプリッタ／コンバイナ１１４の間、および／またはスプリッタ／コンバイナ１１４とアンテナ１１０、１１１、１１２、１１３のうちの１つもしくは複数の間に、増幅器を含むことができる。動作中、システムは、図１３の実施形態と同様に動作するが、スプリッタ／コンバイナは、４つのアンテナの間で切り換えを行う。
【００４９】
図７は、図６の衣料品ラック１０２の一代替的実施形態である衣料品ラック１２２の斜視図である。同等のパーツは、同じ参照番号によって識別され、以下の説明は、主として相違に焦点を当てる。図６の実施形態では、無指向性アンテナ１０９は、荷重支持部材（ｌｏａｄ−ｂｅａｒｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）として機能しておらず、または言い換えると、衣料品ラック１０２もしくはラックに掛けられた衣料品の重量を全く支持していない。対照的に、図７の実施形態では、衣料品ラック１２２は、アンテナ１０９が、衣料品ラックの単一の中央垂直支持柱として役立ち、基部１２６からパネルアンテナ３６まで垂直に延びるように構成される。環状支持または棒１２３は、同心円状に取り巻き、アンテナ１０９によって支持され、タグ１４の付いた衣料品１０６は、棒１２３に掛けられたハンガによって支持される。したがって、いくつかの実施形態では、アンテナ３６、１０９の一方または両方は、荷重支持部材として機能する。
【００５０】
電磁界および電気信号に関して、衣料品ラック１２２は、図６の衣料品ラック１０２について上で説明されたのと同様の方式で動作する。したがって、衣料品ラック１２２の動作は、ここでは詳細に説明されない。
【００５１】
図８は、（一般に商品陳列ユニットと呼ばれることがある）小売り棚ユニット１４２と、リーダー１２と、少なくとも１つの図示されていないタグとを含む、装置１４１の斜視図である。リーダー１２は、例えば、小売店の天井などに固定的に支持される。棚ユニットは、垂直の後壁１４６と、間隔の空いた垂直位置において後壁によって固定的に支持される３つの水平の棚１４７、１４８、１４９とを有する。開示される実施形態では、棚ユニット１４２は、主として金属製である。結果として、上段の棚１４７は、頭上のリーダー１２と中段および下段の棚１４８、１４９上の図示されていないタグの間の通信を遮断または妨害することがある。同様に、中段の棚１４８は、リーダー１２と下段の棚１４９上の図示されていないタグの間の通信を遮断または妨害することがある。
【００５２】
リーダー１２と中段および下段の棚上のタグの間の通信を円滑化するため、下段の棚１４９には、間隔を空けて配置された２つのパネルアンテナ１５１、１５２が埋め込まれ、中段の棚１４８には、間隔を空けて配置された２つのパネルアンテナ１５３、１５４が埋め込まれる。上段の棚１４７には、間隔を空けて配置された４つのパネルアンテナ１５６、１５７、１５８、１５９が埋め込まれる。加えて、４つのバッテリ動作タグ１６１〜１６４が、上段の棚１４７に埋め込まれる。上段の棚１４７のパネルアンテナ１５６〜１５９は各々、それぞれの同軸ケーブル１６６、１６７、１６８、または１６９によって、中段および下段の棚のパネルアンテナ１５３、１５１、１５４、１５２のうちの対応する１つに結合される。ケーブル１６６〜１６９の各々は、それぞれのリレー１７１、１７２、１７３、または１７４を経由して延びる。リレー１７１〜１７４は、タグ１６１〜１６４によってそれぞれ制御される。
【００５３】
アンテナ１５６、アンテナ１５３、リレー１７１、およびタグ１６１は、図５に示されたアンテナ３６、アンテナ３７、リレー８６、およびタグ８７とそれぞれ同様であり、したがって、図５の中間装置８３と電気的に同様の中間装置を集団で定義する。また、アンテナ１５７、アンテナ１５１、リレー１７２、およびタグ１６２は、図５の中間装置８３と電気的に同様の中間装置を集団で定義する。加えて、アンテナ１５８、アンテナ１５４、リレー１７３、およびタグ１６３は、図５の中間装置８３と電気的に同様の中間装置を集団で定義する。さらに、アンテナ１５９、アンテナ１５２、リレー１７４、およびタグ１６４は、図５の中間装置８３と電気的に同様の中間装置を集団で定義する。
【００５４】
図８には、増幅器は示されていないが、例えば、図３および／または図４に示されたのと同様な方式で、各アンテナペアに対して１つまたは２つの増幅器を設けることが任意選択的に可能である。例えば、装置が図４の実施形態と同様に機能するように、一方向増幅器をリレー１７１、１７２、１７３、１７４の各々と直列に配置すること、または統合することができる。このケースでは、増幅のため、応答信号１８は、再ブロードキャストを行わなくても、リーダー１２に到達するのに十分なエネルギーを有する。
【００５５】
リーダー１２は、リレー１７１〜１７４を選択的に開閉するために、タグ１６１〜１６４と選択的に通信することができる。リーダー１２は、例えば、任意の与えられた時点において、リレー１７１〜１７４のうちのただ１つが閉じられ、他の３つのリレーはすべて開かれるような方式で、これらのリレーを制御することができる。したがって、リレー１７１〜１７４は、スイッチとして機能すると言うことができる。
【００５６】
棚１４７〜１４９は、製品を支持することができるが、明瞭にするため、図８には、製品は示されていない。例を挙げると、製品は、図６において１０６として示されたタイプの衣料品とすることができ、そのような衣料品の各々には、タグ１４が付けられる。衣料品は、中段および下段の棚１４８、１４９上に提供することができる。さらに、衣料品は、相対的にＲＦエネルギーを透過させるので、上段の棚１４７上にも提供することができる。対照的に、深鍋および平鍋などの金属製品は、中段および下段の棚１４８、１４９上に提供することができるが、上段の棚１４７上に提供した場合、問題を生じさせる可能性がある。例えば、金属製の深鍋および平鍋は、リーダー１２とアンテナ１５６〜１５９またはタグ１６１〜１６４のいずれかの間の通信を妨害することがある。
【００５７】
代替的な構成では、アンテナ１５６〜１５９は各々、パネルアンテナの代わりに、細長い無指向性アンテナとして構成することができる。その場合、アンテナ１５６〜１５９およびタグ１６１〜１６４は、上段の棚１４７内に埋め込まれる代わりに、後壁１４６の頂部で支持することができる。そのケースでは、金属製の平鍋などの製品も、上段の棚１４７上に提供することができ、リーダー１２とアンテナ１５６〜１５９またはタグ１６１〜１６４の間のいずれかの通信を遮断または妨害することはない。
【００５８】
上段の棚１４７上にある製品に関して、リーダー１２は、これらの製品に付けられたタグと直接通信することができる。金属製の棚１４７は、リーダー１２と中段および下段の棚１４８、１４９に支持された製品に付けられたタグの間の直接通信を遮断しがちなことがあり、金属製の棚１４８は、リーダー１２と下段の棚１４９に支持された製品に付けられたタグの間の直接通信を遮断しがちなことがある。しかし、リーダー１２は、パネルアンテナ１５６、１５８、１５３、１５４を含む中間構成を使用して、中段の棚１４８に支持された製品に付けられたタグと容易に通信することができる。さらに、リーダー１２は、パネルアンテナ１５７、１５９、１５１、１５２を含む中間構成を使用して、下段の棚１４９に支持された製品に付けられたタグと容易に通信することができる。
【００５９】
図９は、ショッピングカート２０２を含む装置２０１の斜視図である。図４において７３として示されるタイプの中間装置が、ショッピングカート２０２に支持され、パネルアンテナ３６、３７と、ケーブル５６と、一方向増幅器５８とを含む。増幅器は、任意選択であって、省くことができ、またはいくつかのケースでは、双方向増幅器とすることができ、その場合、中間装置は、図３の中間装置のように機能する。プラスチックシートまたはパネル２０６が、ショッピングカートのかごの底壁を定めるワイヤメッシュの上に載置される。増幅器５８、アンテナ３７、およびケーブル５６の一部は、アンテナ３７がほぼ水平に広がるように、プラスチックパネル２０６内に埋め込まれる。いくつかのケースでは、プラスチックパネル２０６は、アンテナ３７および増幅器５８を保護するのに役立つ。いくつかの実施形態では、アンテナ３７は、プラスチック材料の誘電効果に合致するように設計することができる。アンテナ３６は、後輪の一方の近くのショッピングカートの下方部分に支持される。アンテナ３６は、垂直に広がり、またショッピングカートの前方移動の方向にほぼ平行して広がるような向きを向く。
【００６０】
ショッピングカート２０２を使用するための１つの可能なシナリオは、買物客が精算をしようとして、精算用通路に入り、ＰＯＳ（店頭（ｐｏｉｎｔ−ｏｆ−ｓａｌｅ））端末のところに来たときに、通路の片側の床近くに設置された固定のリーダー１２（図９の絵は原寸に比例していないことに留意されたい）が、無線信号を送信し、無線信号は、アンテナ３６によって収集および増幅され、ケーブル５６を介して伝搬し、増幅器５８によってさらに増幅され、その後、アンテナ３７によって再ブロードキャストされるというものである。ショッピングカート２０２のかご内の図示されていない製品には、図２に示されたタグ１４と同様の図示されていないタグ（例示的なタグ１４が１つ示されている）が付けられている。かご内の製品に付けられたタグは、アンテナ３７によって再ブロードキャストされた無線信号を受信し、その後、無線信号を生成する。図示された実施形態では、タグからの信号は、リーダー１２まで直接伝搬するのに十分な強さを有する。あるいは、タグからの信号は、アンテナ３７によって収集および増幅され、ケーブル５６を介して伝搬し、（双方向増幅器の場合は）増幅器５８によって、または（図３の増幅器５９のような、図示されていない）別個の増幅器によってさらに増幅され、その後、リーダーへの伝搬のために、アンテナ３６によって再ブロードキャストされる。いずれのケースでも、ショッピングカート内の製品は、自動的に高い信頼性でもって在庫管理することができる。与えられたタグからの信号は、与えられたタグを一意的に識別するタグ識別コードを含むので、リーダーは、（例えば、アンテナ３７から直接、およびアンテナ３６を介して）受信される与えられたタグからの複数の信号を容易に解決できることに留意されたい。いくつかのケースでは、ショッピングカート２０２は、金属製であり、ＲＦ信号を妨げるＲＦシールドとして機能し、したがって、図示された実施形態を含むいくつかの実施形態では、１つまたは複数の増幅器が使用されることに留意されたい。
【００６１】
図１０は、図９のショッピングカート２０２の構成とは異なる構成を有するショッピングカート２２２を含む、装置２２１の斜視図である。（例えば、パネル２０６と同様の）プラスチックシートまたはパネル２２６が、カート２２２の上向き支持面に支持される。２つのパネルアンテナ２３１、２３２が、ショッピングカート２２２の下方部分に支持され、各アンテナは、カートの２つの後輪のそれぞれ一方の近くに設置される。アンテナ２３１、２３２は、垂直に広がり、またショッピングカートの前方移動の方向にほぼ平行して各々が広がるような向きを向く。２つのさらなるアンテナ２３３、２３４が各々、プラスチックパネル２２６内の間隔を空けた位置に埋め込まれ、各々は、ほぼ水平に広がる。
【００６２】
同軸ケーブル２３６（または他の電気的な結合構造）が、アンテナ２３１をアンテナ２３３に結合し、さらなる同軸ケーブル２３７が、アンテナ２３２をアンテナ２３４に結合する。一方向バッテリ動作増幅器２３８が、ケーブル２３６上に設けられ、一方向バッテリ動作増幅器２３９が、ケーブル２３７上に設けられる。あるいは、増幅器は、双方向増幅器である。増幅器２３８、２３９は、任意選択であって、省くことができる。アンテナ２３１、アンテナ２３３、ケーブル２３６、および（任意選択の）増幅器２３８は、図９に関連して上で説明されたのと等価の方式で、精算場所に設置されたリーダー１２ａを使用する精算中に、ショッピングカート２２２上の製品を在庫管理するために使用することができる。同様に、アンテナ２３２、アンテナ２３４、ケーブル２３７、および（任意選択の）増幅器２３９は、精算場所に設置されたリーダー１２ａまたは精算場所の第２のリーダー（図示されず）を使用する精算中に、ショッピングカート２２６上の製品を在庫管理するために使用することができる。例示的なタグ１４を含む図示された実施形態では、応答信号１８は、さらなる増幅または再ブロードキャストを行わなくても、リーダー１２ａに直接到達するのに十分なエネルギーを有する。
【００６３】
ショッピングカート２２２は、ワイヤメッシュかご２４４を含む上方部分を有する。水平のパネルアンテナ２４６が、かご２４４の頂部に支持され、垂直のパネルアンテナ２４７が、かご２４４の前方側に支持される。同軸ケーブル２４８（または他の電気的な結合構造）が、アンテナ２４６、２４７の間に延びている。アンテナ２４６、アンテナ２４７、およびケーブル２４８は、図２において３３として示された中間装置と電気的に同様の中間装置を集団で定義する。しかし、代替的に、中間装置は、図３の中間装置５３、図４の中間装置７３、もしくは図５の中間装置８３、または本明細書で説明される他の中間装置と同様に構成することもできる。買物客が店内を動き回っている最中に、店舗の天井に取り付けられたリーダー１２ｂは、アンテナ２４６に信号を送信することができる。これらの信号は、アンテナ２４６によって増幅され、ケーブル２４８を介して伝搬し、アンテナ２４７によってショッピングカートに載せられた製品に存在するタグに再ブロードキャストされる。タグからの信号は、アンテナ２４７によって収集および増幅され、ケーブル２４８を通過し、その後、アンテナ２４６によってリーダー１２ｂに再ブロードキャストされる。一実施形態では、信号１６は増幅されないので、応答１８は、リーダー１２ｂに到達するために、アンテナ２４６によって信号４２として再ブロードキャストされる。
【００６４】
図１１は、２つのパネルアンテナ２６３、２６４を含む中間装置２６１の一実施形態の側面図である。アンテナ２６３は、水平に広がり、アンテナ２６４は、垂直に広がる。アンテナ２６３、２６４は、互いに固定的に結合される隣接エッジを有する。同軸ケーブル２６７は、アンテナ２６３をアンテナ２６４に電気的に結合する。図示された実施形態では、アンテナ２６３、アンテナ２６４、およびケーブル２６７は、図２において３３として示された中間装置と等価の中間装置を集団で定義することに留意されたい。しかし、代替的に、中間装置は、図３の中間装置５３、図４の中間装置７３、もしくは図５の中間装置８３、または本明細書で説明される他の中間装置と同様に構成することもできる。１対のＣ字形の弾性クリップ２６８、２６９が、垂直アンテナ２６４の後面の、垂直方向に間隔を空けた位置に固定的に支持される。
【００６５】
図１１の中間装置２６１は、弾性クリップ２６８、２６９の各々をワイヤメッシュショッピングカートの対応するワイヤに着脱可能に係合させることによって、ショッピングカートまたは他の構造に着脱可能に取り付けることができる。したがって、例えば、図１１の中間装置２６１は、図９のショッピングカート２０２に着脱可能に取り付けることができ、または図１０に示されるアンテナ２４６、アンテナ２４７、およびケーブル２４８の代わりに使用することができる。図１１は、装置２６１をワイヤメッシュショッピングカートに着脱可能に結合できる２つのクリップ２６８、２６９を示しているが、代替的に、中間装置２６１をショッピングカートに着脱可能に取り付けることが可能な他の何らかの構造で、クリップ２６８、２６９を置き換えることも可能である。
【００６６】
図１２は、ハンドル２８４を有する筐体２８３を含むハンドヘルドデバイス２８１の一実施形態の側面図である。ハンドル２８４は、デバイス２８１を手で支えるために、手で握ることができる。デバイス２８１は、２つのアンテナ２８６、２８７を有する中間装置を含む。アンテナ２８７は、筐体２８３から外側にほぼ水平に延びる細長い無指向性アンテナである。アンテナ２８６は、ほぼ垂直に広がるように筐体２８３に支持されるパネルアンテナである。いくつかの実施形態では、アンテナ２８６は、近傍界限定のアンテナとして選択される。アンテナ２８６、２８７は、同軸ケーブル２８８によって電気的に結合され、バッテリ動作インライン増幅器２９１が、ケーブル２８８上に設けられる。手動操作可能なプッシュボタンスイッチ２９２が、ハンドル２８４の近くの筐体の外側に設けられ、増幅器２９１に電気的に結合される。スイッチ２９２は、増幅器２９１をオンおよびオフにする。図１２の実施形態では、スイッチは、プッシュボタンの連続する手動操作に応答して交互に開閉するトグルスイッチである。しかし、代替的に、スイッチは、通常は開いているが、プッシュボタンが手で押されたときに限って閉じる、瞬時的なプッシュボタンスイッチとすることができる。一実施形態では、図１２の中間装置は、図４の中間装置として機能するが、増幅器が使用されない場合は、中間装置は、図２の中間装置と同様である。
【００６７】
デバイス２８１の可能な用途の一例として、図６のアンテナ３６、１０９が衣料品ラック上に存在しないことを除いて、図６において１０２として示されたのと同様の衣料品ラックが存在すると仮定する。多くの衣料品１０６が、衣料品ラックに掛けられたハンガによって支持され、各衣料品には、それぞれにタグ１４が付けられている。ハンドヘルドデバイス２８１は、パネルアンテナの外面が衣料品ラックの方を向くように、衣料品ラックのそばで、手で支えることができる。プッシュボタン２９２は、増幅器２９１をオンにするために、手で押される。天井に取り付けたリーダー１２（図２）は、無線信号を送信し、無線信号は、アンテナ２８７によって収集および増幅され、ケーブル２８８を介して伝搬し、増幅器２９１によってさらに増幅され、その後、パネルアンテナ２８６によって衣料品ラックのタグに向けて再ブロードキャストされる。衣料品に付けられたタグは、アンテナ２８６によって再ブロードキャストされた無線信号を受信し、その後、リーダー１２に直接伝搬するのに十分な強さを有する無線信号を生成する。
【００６８】
図１７を参照すると、一実施形態による、ＲＦＩＤデバイスで使用するための中間装置１７００の一実施形態の略図が示されている。中間装置１７００は、リーダー（図示されず）と通信するための向きを向いたパネルアンテナ１７０２と、タグ（図示されず）と通信するための向きを向いたワイヤアンテナ１７０４とを含む。例えば、アンテナ１７０２は、アンテナ３６の一実施形態であり、アンテナ１７０４は、アンテナ３７の一実施形態である。アンテナ１７０２、１７０４は、導電コネクタ１７０６によって、互いに電気的に結合される。コネクタ１７０６は、シンプルコネクタ、同軸コネクタ、および溶接材料など、様々な形態で実施することができる。どの場合も、コネクタ１７０６は、アンテナ１７０２、１７０４を互いに電気的に結合するように機能する構造である。中間装置１７００は、少なくとも図２の実施形態と同様に機能する。すなわち、リーダーからの無線信号は、アンテナ１７０２に作用し、アンテナ１７０２の固有利得によって増幅され、その後、コネクタ１７０６を介して伝搬し、その後、タグへの伝搬のために、アンテナ１７０４によって再ブロードキャストされる。同様に、タグから返信される無線信号は、アンテナ１７０４に作用し、アンテナ１７０４の固有利得によって増幅され、コネクタ１７０６を介して伝搬し、その後、リーダーへの伝搬のために、アンテナ１７０２によって再ブロードキャストされる。
【００６９】
本明細書で説明される実施形態のいくつかでは、図１７および他の図のアンテナ構成は、反対にしても、同様に動作できることに留意されたい。例えば、図２の実施形態を参照すると、リーダー１２およびタグ１４を入れ換えて、リーダー１２をアンテナ３７と通信するように配置し、タグ１４をアンテナ３６と通信するように配置することができる。
【００７０】
いくつかの実施形態では、本明細書で説明される中間装置のうちの１つまたは複数は、リーダー１２および／またはタグに対して移動可能または位置決め可能に設計される。例えば、リーダー１２およびタグ１４は、両者の間で直接通信が行えない、すなわち、リーダー１２がタグ１４を読み取れないような距離または互いの関係に配置することができる。リーダーが中間装置と通信し、中間装置がリーダーとタグの間の信号のためのリピータとして機能する位置および／または向きに、中間装置を配置することによって、リーダーがタグを読み取れるようにすることができる。中間装置を選択的に配置することによって、ユーザは、タグを読み取れるようにも、または読み取れないようにもすることができる。
【００７１】
いくつかの実施形態では、中間装置を追加することによって、より僅かなリーダーしか必要とせずに、所望のタグのすべてを読み取ることができるようになることにさらに留意されたい。これは、中間装置を使用した結果として各リーダーの有効範囲が増大したため、および１つのリーダーが複数のアンテナの間で切り換えを行うことを可能にする際の柔軟性が高まったためである。加えて、いくつかの実施形態では、本明細書で説明される中間装置は、リピータとして機能し、タグとリーダーの間の通信距離を増大させることができる。いくつかの実施形態では、この通信距離は、最大で１００フィート（３０．４８ｍ）またはそれ以上とすることができる。
【００７２】
次に図１８を参照すると、一実施形態による、ＲＦＩＤタグ１４の複数のグループ１８１０、１８１２、１８１４、１８１６の１つと各々が通信する複数の中間装置１８０２、１８０４、１８０６、１８０８を含む、ＲＦＩＤシステム１８００の略図が示されている。この実施形態は、図８に示された実施形態のシステムのより汎用的なバージョンであり、増幅器を含まない図２に示された中間装置のような中間装置に基づいている。この実施形態では、リーダー１２は、信号１６を送信し、信号１６は、中間装置１８０２、１８０４、１８０６、１８０８のうちの１つまたは複数によって受信することができる。一実施形態では、中間装置のどれが信号４１を再ブロードキャストすべきかを指示するために、切り換え機構（例えば、ＲＦタグ１６１およびリレー１７１または他の回路）が、各中間装置において使用される。一実施形態では、同時にただ１つの中間装置が活動化される。他の実施形態では、同時に複数の中間装置が活動化される。中間装置１８０２、１８０４、１８０６、１８０８は、本明細書で様々に説明されるように実施することができる。複数の中間装置の使用を通して、１つのリーダーによって、中間装置の助けを借りずにリーダーが通常読み取ることができる範囲よりも広い範囲において、タグのいくつかのグループを読み取ることができることが、図１８から明らかである。一代替的実施形態では、単一の移動中間装置が、位置が固定された複数の中間装置の代わりに使用され、図示された中間装置１８０２、１８０４、１８０６、１８０８の位置に順次動かされて、位置付けられ、リーダー１２がグループ１８１０、１８１２、１８１４、１８１６の各々を読み取ることを順次可能にする。この移動中間装置が所定の位置に動かされると、リーダーは、所定のグループのタグを読み取ることができる。
【００７３】
次に図１９を参照すると、一実施形態による、図１８のＲＦＩＤシステム１８００の一変形であるＲＦＩＤシステム１９００の略図が示されている。この実施形態では、中間装置１９０２、１９０４、１９０６、１９０８は、図４に示される中間装置と同様であり、信号１６は、リーダーからタグへの方向において増幅される（増幅器は図示されていない）。したがって、この実施形態では、応答信号１８は、中間装置１９０２、１９０４、１９０６、１９０８によるさらなる増幅または再ブロードキャストを必要とせずに、リーダー１２に直接到達するのに十分なエネルギーを有する。いくつかのケースでは、応答信号１８は、さらなる増幅または再ブロードキャストを必要とすることがあり、そのようなケースでは、中間装置は、図３の中間装置と同様であることに留意されたい。
【００７４】
次に図２０を参照すると、別の実施形態による、ＲＦＩＤタグ１４の異なるグループ２０１０、２０１２、２０１４、２０１６の間で選択的に切り換えを行う中間装置２００２を含む、ＲＦＩＤシステム２０００の略図が示されている。この実施形態は、図１３に示された実施形態と類似している。この実施形態では、リーダー１２は、信号１６を送信し、信号１６は、中間装置２００２のアンテナ３６によって収集される。信号１６は、（一般に切り換え機構と呼ばれることがある）１つまたは複数のスイッチ２００４を使用して、複数のアンテナ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄのうちの１つまたは複数に選択的に分配または切り換えられる。本明細書で説明されるように、結合構造２００６は、アンテナ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの各々を、１つまたは複数のスイッチ２００４を介して、アンテナ３６に電気的に結合する。１つまたは複数のスイッチ２００４は、異なるアンテナ３７の間で、信号１６をどのように切り換え、転送し、多重化し、または分配するかを制御する。一実施形態では、同時にただ１つのアンテナ３７が活動化される。他の実施形態では、同時に複数のアンテナ３７が活動化される。中間装置２００２は、本明細書で様々に説明されるように実施することができ、例えば、増幅器、リレー、ＲＦタグ、オン／オフスイッチのうちの１つまたは複数を含む。複数のタグ側アンテナ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの使用を通して、１つのリーダー１２によって、中間装置２００２の助けを借りずにリーダーが通常読み取ることができる範囲よりも広い範囲において、タグのいくつかのグループを読み取ることができることが、図２０から明らかである。
【００７５】
次に図２１を参照すると、別の実施形態による、図２０のＲＦＩＤシステム２０００の一変形であるＲＦＩＤシステム２１００の略図が示されている。この実施形態では、中間装置２１０２は、図４の中間装置と同様であり、切り換えの後および再ブロードキャストの前に信号１６を増幅するために、一方向インライン増幅器２１０４が使用される。あるいは、一方向インライン増幅器２１０４は、アンテナ３６と１つまたは複数のスイッチ２００４の間に配置することもできる。この実施形態では、応答信号１８は、中間装置２１０２によるさらなる増幅または再ブロードキャストを必要とせずに、リーダー１２に直接到達するのに十分なエネルギーを有する。明瞭にするため、信号１８は、グループからリーダー１２に連続的に延びるようには示されていない。いくつかのケースでは、応答信号１８は、さらなる増幅または再ブロードキャストを必要とすることがあり、そのようなケースでは、中間装置２１０２は、図３の中間装置と同様であり、追加的な一方向増幅器または双方向増幅器２１０４を含むことに留意されたい。
【００７６】
次に図２２を参照すると、別の実施形態による、複数の中間装置２２０２、２２０４が互いに直列に通信する、ＲＦＩＤシステム２２００の略図が示されている。この実施形態では、（ＲＦＩＤリピータまたはリーダーリピータとも呼ばれる）中間装置２２０２は、図２の中間装置と同様であるが、（ＲＦＩＤリピータまたはリーダーリピータとも呼ばれる）中間装置２２０４は、図４の中間装置と同様である。この実施形態では、中間装置２２０２、２２０４は、ＲＦＩＤリピータまたはリーダーリピータと呼ぶこともできる。
【００７７】
動作中、リーダー１２からの信号１６は、アンテナ３６”に到達し、ケーブル３８”によって、増幅器５８を介して、アンテナ３７”に送られる。信号は、増幅器５８によって増幅され、その後、増幅された形で、信号４３として中間装置２２０２に再ブロードキャストされる。信号４３は、アンテナ３６’で受信され、ケーブル３８’によってアンテナ３７’に結合される。ケーブル３８’、３８”は一般に、それぞれのアンテナを互いに電気的に結合する構造と呼ばれることがあることに留意されたい。アンテナ３７’は、１つまたは複数のタグ１４に送られる信号４１として信号を再ブロードキャストする。したがって、アンテナは、図示された通信を可能にするように選択され、向きを定められる。すなわち、アンテナ３６”は、リーダー１２と通信するように選択され、向きを定められ、アンテナ３７”は、アンテナ３６’と通信するように選択され、向きを定められる。同様に、アンテナ３６’は、アンテナ３７”と通信するように選択され、向きを定められ、アンテナ３７’は、１つまたは複数のタグ１４と通信するように選択され、向きを定められる。一実施形態では、中間装置２２０２、２２０４は、互いから電気的に分離される。一代替的実施形態では、信号４３は、中間装置２２０２に向かうワイヤライン接続によって、電気的に、また着脱可能に結合することができる。そのような代替的実施形態では、アンテナ３６’およびアンテナ３７”は必要とされず、したがって、ケーブル３８”における増幅器５８の出力は、着脱可能なワイヤライン接続によって、ケーブル３８’に接続される。
【００７８】
本明細書で説明されたタグと同様に、タグは応答信号１８を送信し、図示された実施形態では、応答信号１８は、増幅のため、さらなる増幅または再ブロードキャストを必要とせずに、リーダー１２に到達するのに十分なエネルギーを有する。
【００７９】
いくつかの実施形態によれば、直列および通信可能に２つ以上の中間装置を互いに結合することが可能である。図示された実施形態では、２つの中間装置が直列および通信可能に互いに結合されるが、他の実施形態では、直列および通信可能に互いに結合された３つ以上の中間装置が存在することができる。一実施形態では、この構成は、中間装置２２０２と中間装置２２０４を異なるように設計することを可能にする。例えば、一方は、低コストの単純なデバイスとすることができ、他方は、より高コストのより複雑なデバイスとすることができる。例えば、一実施形態では、中間装置２２０２は、電力を必要とする増幅器または他のデバイスを有さない、単純な低電力デバイスとすることができる。アンテナは一般に、応用例に応じた効率的な方法で意図どおりに通信するように選択され、向きを定められる。例えば、アンテナ３６’、３７”は、近傍界アンテナであり、アンテナ３７’、３６”は、遠方界アンテナであるが、他の実施形態では、アンテナを異なるように構成することもできることが理解されよう。さらに、中間装置２２０４は、アンテナ３７”が近傍界アンテナ、アンテナ３６”が遠方界アンテナであるより複雑なデバイスであり、増幅器５８を含む。したがって、中間装置２２０４は、より高コストであり、バッテリ電力を必要とし、保守（バッテリ交換）を必要とする。
【００８０】
図２３に示されるような設計の実用的な一実施において、別の実施形態による、図２２のＲＦＩＤシステムのような複数の効果的なＲＦＩＤシステムを含む、ＲＦＩＤシステム２３００が示されている。中間装置２２０４は、移動可能であり（例えば、図１２のデバイス２８１として埋め込むことができ）、（中間装置２２０２ａから２２０２ｎとして示される）数十または数百の中間装置のうちの異なる中間装置の近くに存在するように、ユーザまたは自動アセンブリ（ａｕｔｏｍａｔｅｄ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）によって選択的に配置される。移動可能な中間装置２２０４が、特定の中間装置２２０２（例えば、図２３の中間装置２２０２ａ）と通信するような向きに定められた場合、リーダー１２ａは、上で説明されたように、タグ１４のグループ２３０２を図示されるように読み取ることができるようになる。その後、移動可能な中間装置２２０４は、異なるリーダー１２ｂがタグの異なるグループ２３０４を読み取ることができるように、（位置２３１０ｂとして示される）次の中間装置２２０２ｂの近くに、（矢印２３０８によって示されるように）再配置することができる。同様に、移動可能な中間装置２２０４は、リーダー１２ｎがタグの別のグループ２３０６を読み取ることができるように、次の位置２３１０ｎに動かすことができる。このように、システム内において多くのデバイスとして実施される中間装置２２０２ａ〜２２０２ｎは、電力または保守を必要としない、システムの単純で低コストの構成要素である。他方、システム内において数がより少ない中間装置２２０４は、電力および保守を必要とする、より高コストでより複雑なデバイスである。他の実施形態では、図２２および図２３の中間装置は、（図３の中間装置のように）必要であれば追加的な増幅器を有するように変更することができ、または追加的な切り換えデバイスもしくは分配デバイスを含むこともできることに留意されたい。中間装置２２０４を中間装置２２０２の近くに選択的に配置して、中間装置２２０２と通信することによって、図２の中間装置のように機能する中間装置２２０２は、図４の中間装置のように機能する中間装置に動的に変更されることにさらに留意されたい。
【００８１】
図２４は、一実施形態による、図２２および図２３のシステムと同様に動作する、図１６の衣料品ラックのさらなる実施形態である（一般に商品展示ユニットと呼ばれることがある）衣料品ラック１０２の斜視図である。この実施形態では、衣料品ラック１０２は、中間装置２２０２を含み（参照番号２２０２は図２４に示されていない）、中間装置２２０２は、アンテナ３６’と、スプリッタまたは切り換えデバイス１１４と、切り換えデバイス１１４に結合されたアンテナ３７ａ’、３７ｂ’、３７ｃ’、３７ｄ’とを含む。中間装置２２０２は、図２１の中間装置２１０２と同様である。動作中、中間装置２２０４は、アンテナ３７”がアンテナ３６’と通信できるように、アンテナ３６’の上に設置され、またはアンテナ３６’の方を向くように配置される。図示の実施形態では、中間装置２２０４は、図１２のデバイスと同様である。図示されるように中間装置２２０４が配置された場合、リーダー１２は今では、衣料品ラック１０２のタグ１４を読み取ることができるようになる。例えば、信号１６は、アンテナ３６”によって受信され、アンテナ３７”によって増幅され、信号３８として再ブロードキャストされる。信号３８は、アンテナ３６’で受信され、切り換えデバイス１１４を使用して、アンテナ３７ａ’、３７ｂ’、３７ｃ’、３７ｄ’のうちの１つまたは複数に選択的に結合される。図示されるように、その後、信号は、アンテナ３７ａ’によって、タグ１４に信号４１として再ブロードキャストされる。応答信号１８は、さらなる増幅または再ブロードキャストを行わなくても、リーダー１２に直接到達するのに十分なエネルギーを有する。読み取りが済むと、ユーザは、中間装置２２０４を取り除き、それを次の商品展示ユニットまたはタグとリーダーのグループに再配置することができる。この実施形態では、衣料品ラックまたは他の商品展示ユニットとして実施される中間装置は、単純で低コストであり、大規模な環境におけるそれらの実施を現実的なものにする。中間装置２２０４は、より複雑であるが、数ははるかに少ない。１つの中間装置２２０４は、与えられた中間装置２２０２の近くに配置することによって、数十または数百のＲＦＩＤシステムを可能にすることができる。このシステムは、図２２および図２３または本明細書の他の箇所で説明されたように変更できることに留意されたい。いくつかの実施形態では、アンテナ筐体またはカバー（アンテナ３６’、３７”は、それぞれの筐体内で実施され、またはカバーで覆われる）の絶縁材料（例えばプラスチック）のため、アンテナ３７”とアンテナ３６’が互いに電気的に結合されず、互いに接触しないようにして、ハンドヘルド中間装置２２０４をアンテナ３６’の上に直接設置することができることに留意されたい。
【００８２】
次に図２５を参照すると、一実施形態による、様々な固定位置においてタグを選択的に読み取るために、移動可能リーダー１２および移動可能中間装置２５０２が使用される、在庫倉庫において使用するための装置の略図が示されている。この実施では、移動可能リーダー１２は、在庫空間を移動できるフォークリフト２５０４または他の移動可能車両と統合され、またはそれらの一部である。在庫倉庫内のフォークリフトまたは他の移動可能デバイスがリーダーを含むことは、ますます普通のことになりつつあり、したがって、フォークリフト２５０４は、従来のものと全く変わらない。別個の中間装置２５０２が、所望の高さに延びる細長い部材またはポールの形態で設けられる。このケースでは、高さは、タグ（図示されず）を埋め込んだ、または貼り付けた、在庫ユニット２５０８（例えば、枠箱または段ボール箱）を保持するように設計された、棚２５０７を有する在庫棚ユニット２５０６の高さに対応する。
【００８３】
中間装置２５０２は、アンテナ３６を有する基部２５１０と、基部２５１０に取り付けられた（例えば、スイッチ２００４と同様の）１つまたは複数のスイッチ２５１２とを含む。また、複数のアンテナ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅを有する細長い部材２５１４（例えばポール）も含まれ、複数のアンテナは、部材２５１４の高さ方向に沿って間隔を空けて配置される。アンテナ３７ａ〜３７ｅの各々とアンテナ３６は、（例えば中空の）部材２５１４を通って延びるワイヤラインによって、１つまたは複数のスイッチ２５１２に結合される。
【００８４】
動作中、システムは、図２０の実施形態と同様に機能する。例えば、オペレータは、フォークリフト２５０４を使用して中間装置２５０２を持ち上げ、棚ユニット２５０６付近の在庫空間を走り抜ける。中間装置２５０２が棚ユニット２５０６の異なる部分に接近すると、リーダーは、ユニット２５０８を在庫管理するために、異なるタグを読み取ることができる。例えば、リーダー１２は、信号１６を送信し、信号１６は、中間装置２５０２のアンテナ３６によって受信される。その後、信号は、（１つまたは複数のスイッチ２５１２によって）アンテナ３７ａ〜３７ｅのうちの１つまたは複数に選択的に切り換えられる。一実施形態では、１つまたは複数のスイッチ２５１２は、受信信号１６をアンテナ３７ａ〜３７ｅに順番に連続して迅速に切り換える。各アンテナ３７ａ〜３７ｅは、信号４１を再ブロードキャストし、信号４１は、範囲内のタグによって応答信号１８として反射される。応答信号１８は、配線によって、１つまたは複数のスイッチ２５１２に、さらにアンテナ３６に転送される。アンテナ３６は、信号４２をリーダー１２に返信する。フォークリフトが在庫空間を走り抜けるとき、リーダーは、空間全域の様々な高さにあるすべてのタグを自動的に読み取る。リーダーデータは、リーダーによって、もしくはコンピュータデバイス（図示されず）によって、またはコンピュータデバイスにトランスポートするためにメモリデバイス（図示されず）によって保存される。各アンテナ３７ａ〜３７ｅの高さを知ることによって、コンピュータデバイスは、どのタグが（すなわちどのユニット２５０８が）倉庫内のどこにあるかを在庫管理することができる。いくつかの実施形態では、中間装置２５０２は、電力または定期的な保守を必要とせず、単純で低コストのデバイスとすることができる。読み取りが済むと、ユーザは、フォークリフトを使用して、中間装置２５０２を後の使用のために保管場所にしまうことができる。中間装置２５０２は、アンテナ３６がリーダー１２と通信するように配置され、向きを定められた場合に、意図したように機能する。他の実施形態では、増幅が必要とされることがあり、したがって、中間装置２５０２は、増幅器を含むように変更することができ、増幅器は、ほとんどのケースで、再ブロードキャストなしにリーダー１２に直接伝搬する返信信号１８をもたらす。他の実施形態では、中間装置２５０２は、本明細書で開示された他の実施形態の１つまたは複数の特徴を含むように変更することができる。
【００８５】
次に図２６を参照すると、本発明のいくつかの実施形態に従って実行されるステップを説明するフローチャートが示されている。方法は、本明細書で説明されたＲＦＩＤ装置および中間装置のうちの１つまたは複数によって、ならびに本明細書で具体的に説明されていない他の構造および装置によって実行することができる。
【００８６】
最初に、無線信号がＲＦＩＤリーダーから受信される（ステップ４００）。信号はしばしば、本明細書で説明された信号など、中間装置のアンテナ（例えばアンテナ３６）を使用して収集される既存のリーダー信号である。次に、ステップは、増幅が必要かどうかに応じて、２つの経路のうちの一方を辿る。一実施形態では、増幅が必要とされず、次のステップは、信号を再ブロードキャストすることである（ステップ４０２）。一形態では、受信信号は、第２のアンテナ（例えばアンテナ３７）に電気的に結合され、再ブロードキャストされる。
【００８７】
次に、再ブロードキャストされた信号が、ＲＦＩＤタグにおいて受信される（ステップ４０４）。この時点で、リーダーから送信された信号の再ブロードキャストのため、再ブロードキャストされなければ到達できない場合でも、信号はＲＦＩＤタグに到達することができる。次に、ＲＦＩＤタグが、ＲＦＩＤリーダーに宛てた応答信号を送信する（ステップ４０６）。送信ステップは、ＲＦＩＤタグのタイプに依存する。例えば、受動型ＲＦＩＤタグは、受信信号の一部を使用し、それを反射して、送信信号を形成するが、能動型タグは、独自の応答信号を能動的に生成し、送信する。いずれのケースでも、ＲＦＩＤシステムでよく知られているように、応答信号は、例えば、特定のタグの一意識別コードを含む、データを用いて変調される。
【００８８】
次に、応答信号が受信される（ステップ４０８）。例えば、本明細書で説明されたように、応答信号は、中間装置のアンテナで受信される。次に、応答信号が再ブロードキャストされる（ステップ４１０）。例えば、アンテナ３６が、応答信号をＲＦＩＤリーダーに再ブロードキャストする。最後に、応答信号が、ＲＦＩＤリーダーにおいて受信される（ステップ４１２）。一形態では、このプロセスは、図２の中間装置によって達成されるプロセスと同様である。
【００８９】
図２６の方法の代替経路では、ステップ４００の後、信号が増幅される（ステップ４１４）。例えば、バッテリ給電増幅器が、受信信号を増幅するために使用される。いくつかの実施形態では、信号を受信するアンテナは受信信号に利得を導入できることに留意されたい。いくつかの実施形態では、増幅ステップは、アンテナ利得に起因するどのような増幅とも無関係である。次に、信号が再ブロードキャストされる（ステップ４１６）。一形態では、受信信号は、第２のアンテナ（例えばアンテナ３７）に電気的に結合され、再ブロードキャストされる。次に、再ブロードキャストされた信号が、ＲＦＩＤタグにおいて受信される（ステップ４１８）。この時点で、リーダーから送信された信号の再ブロードキャストのため、再ブロードキャストされなければ到達できない場合でも、信号はＲＦＩＤタグに到達することができる。次に、ＲＦＩＤタグが、ＲＦＩＤリーダーに宛てた応答信号を送信する（ステップ４２０）。送信ステップは、ＲＦＩＤタグのタイプに依存する。例えば、受動型ＲＦＩＤタグは、受信信号の一部を使用し、それを反射して、送信信号を形成するが、能動型タグは、独自の応答信号を能動的に生成し、送信する。いずれのケースでも、ＲＦＩＤシステムでよく知られているように、応答信号は、例えば、特定のタグの一意識別コードを含む、データを用いて変調される。次に、信号はステップ４１４において増幅されているので、応答信号は、ＲＦＩＤリーダーにおいて直接受信される（ステップ４２２）。一形態では、このプロセスは、図４の中間装置によって達成されるプロセスと同様である。
【００９０】
この方法のいくつかの実施形態は、リーダーまたはタグを変更することなく通信距離を増大させるために、またより少ないリーダーを使用すればすむように、リーダーおよびタグの一方または両方からの信号を中継または再ブロードキャストする点で、リーダーとタグの間で通信を行う従来の方法とは異なっている。いくつかの実施形態では、再ブロードキャストは、再ブロードキャストされる信号を変形して、与えられた実施にとって最も適した特性をもたせるように構成される。代替的実施形態では、方法は、本明細書全体で説明されたステップなど、追加的なステップを用いて補足することができる。例えば、ＲＦＩＤタグの選択可能なグループへのリーダー信号の再ブロードキャストをトリガするために、転送ステップの切り換えを実行することができる。
【００９１】
本明細書で開示された発明は、具体的な実施形態、例、および応用例を用いて説明されたが、特許請求の範囲において説明される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって、様々な変更および変形を施すことができる。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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