(57)【要約】  ＲＦＩＤタグ設計を備える遮蔽ストラップの使用方法について開示する。具体的に、一実施形態において、ＲＦＩＤ装置は、アンテナと一組のストラップパッドとを共に結合するブリッジ導体を含む。従って、ブリッジ導体とストラップ導体との結合、ブリッジ導体とアンテナ導体との結合、及びアンテナ導体とストラップ導体との結合は、ＲＦＩＤストラップ装置の総静電容量を増加させる。さらに、ブリッジ導体の存在は、所定のインダクタンスが占める領域を縮小させ、ブリッジストラップがアンテナに接続された際に、より高い有効静電容量を提供する。
2021522572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一組のストラップパッドと、前記少なくとも一組のストラップパッドに接続されたＲＦＩＤチップとからなる第１導体と、
第２導体と、
前記第１導体と前記第２導体との間に位置し、第１ストラップ導体がアンテナ導体に結合する誘電体とを含有する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）装置。
【請求項２】
前記少なくとも一組のストラップパッドは、導電性接着剤を介して前記アンテナ導体に結合される、請求項１に記載のＲＦＩＤ装置。
【請求項３】
前記少なくとも一組のストラップパッドは、静電容量を介して前記アンテナ導体に結合される、請求項１に記載のＲＦＩＤ装置。
【請求項４】
前記アンテナ導体は、ベース基板に取り付けられている、請求項１に記載のＲＦＩＤ装置。
【請求項５】
前記第２導体はブリッジであり、前記第２導体、前記第１ストラップ導体及び前記アンテナ導体は、互いに重なりあって、分離誘電体及び所定値を有する複数のコンデンサを備える相互領域を提供する、請求項１に記載のＲＦＩＤ装置。
【請求項６】
前記複数のコンデンサの値は、（i）相互領域、（ii）前記アンテナ導体、前記第１ストラップ導体、及び前記第２導体の間の材料の誘電率、並びに（iii）前記アンテナ導体、前記第１ストラップ導体、及び前記第２導体を隔てる距離により決定される、請求項５に記載のＲＦＩＤ装置。
【請求項７】
前記第２導体の領域は、前記一組のストラップパッドの領域よりも大きい、請求項１に記載のＲＦＩＤ装置。
【請求項８】
前記第２導体の領域は、前記少なくとも一組のストラップパッドの領域よりも小さい、請求項１に記載のＲＦＩＤ装置。
【請求項９】
前記第２導体は、切断工程を介して修正される、請求項１に記載のＲＦＩＤ装置。
【請求項１０】
前記第２導体の形状及び領域は、切断工程を介して修正される、請求項１に記載のＲＦＩＤ装置。
【請求項１１】
前記切断工程は、レーザ切断線である、請求項９に記載のＲＦＩＤ装置。
【請求項１２】
一組のストラップパッドと、前記一組のストラップパッドの間に接続されたＲＦＩＤチップとからなる第１ストラップ導体と、
第２ブリッジ導体と、
前記第１ストラップ導体と前記第２ブリッジ導体との間に位置する誘電体とを含む無線周波数識別（ＲＦＩＤ）ストラップ装置であって、
前記第１ストラップ導体は、アンテナ導体に結合し、且つ前記第２ブリッジ導体、前記第１ストラップ導体及び前記アンテナ導体は、互いに重なり合って、分離誘電体及び所定値を有する複数のコンデンサを備える相互領域を提供する、ＲＦＩＤストラップ装置。
【請求項１３】
前記複数のコンデンサの値は、（i）相互領域、（ii）前記アンテナ導体、前記第１ストラップ導体、及び前記第２ブリッジ導体の間の材料の誘電率、並びに（iii）前記アンテナ導体、前記第１ストラップ導体、及び前記第２ブリッジ導体を隔てる距離により決定される、請求項１２に記載のＲＦＩＤストラップ装置。
【請求項１４】
前記ブリッジ導体の領域は、前記一組のストラップパッドの領域よりも大きい、請求項１２に記載のＲＦＩＤストラップ装置。
【請求項１５】
前記ブリッジ導体の領域は、前記一組のストラップパッドの領域よりも小さい、請求項１２に記載のＲＦＩＤストラップ装置。
【請求項１６】
前記第２ブリッジ導体は、切断工程を介して修正される、請求項１２に記載のＲＦＩＤストラップ装置。
【請求項１７】
ブリッジ導体と、一組のストラップパッドと、アンテナ導体とを提供するステップと、
前記アンテナ導体を前記一組のストラップパッドに取り付けるステップと、
前記ブリッジ導体を前記一組のストラップパッドに取り付けるステップと、を含む、ＲＦＩＤ装置に、増加した静電容量を有する遮蔽ストラップを製造する方法。
【請求項１８】
前記ブリッジ導体の形状及び領域の一つ以上を切断工程を介して修正するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記切断工程は、前記アンテナ導体を前記一組のストラップパッドに取り付ける前に行われる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記切断工程は、前記アンテナ導体を前記一組のストラップパッドに取り付けた後に行われる、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本発明は、２０１８年４月２０日に出願された米国仮出願番号第６２／６６０，４９８号の優先権及びその利益を主張し、これは本明細書に全体的に参照として含まれる。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、一般的に、無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）タグ設計を備えた遮蔽ＲＦＩＤストラップの使用方法、及びその結果として得られる装置に関する。具体的に、本発明は、所望の周波数で共振するのに必要なインダクタンスの量を減らすために、取り付けられたＲＦＩＤストラップの静電容量への静電容量の追加を可能にする。本方法は、特にＲＦＩＤストラップ装置に適している。従って、本明細書は、これについて具体的な参照を可能とする。しかし、本発明の方法の態様はまた、他の類似の用途及び装置に同様に使用可能であることを理解されたい。
【０００３】
ＲＦＩＤは、それ自体を識別するために読み取り機システムにより送信された磁場、電界又は電磁場を使用し、一部の場合にはさらに保存されたデータを提供する。ＲＦＩＤタグは、メモリ及び動作回路が形成される、通常「チップ」と称される半導体装置を含み、この半導体装置は、アンテナに接続される。通常、ＲＦＩＤタグは、トランスポンダとして作用し、読み取り機から受信したインターロゲーター（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｏｒ）とも称される無線周波数（「ＲＦ」）質問信号（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）に応答して、チップメモリに保存された情報を提供する。またパッシブＲＦＩＤ装置の場合、質問信号のエネルギーがＲＦＩＤ装置の作動に必要なエネルギーを提供してもよい。
【０００４】
ＲＦＩＤタグは、一般的にＲＦＩＤチップをある形態のアンテナに接続することにより形成される。アンテナの種類は、これを構成するのに用いられる方法と同じくらい多様である。ＲＦＩＤタグを製造する一つの構成方法は、アンテナに結合され得る２つ以上の導体に接続されたＲＦＩＤチップを備える比較的小型の装置であるストラップを用いることである。上記結合は、導電性接続、電界接続、磁気接続、又は結合方法の組合せを利用して達成し得る。本技術分野で公知の他の方法は、アンテナへのチップの接続を助けるために、任意の種類のストラップ又は他の装置を用いずにチップをアンテナに直接取り付ける直接チップ取り付け（ｄｉｒｅｃｔ ｃｈｉｐ ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）方法である。
【０００５】
ＲＦＩＤタグは、追跡する物品に組み込むか、貼り付けてもよい。ある場合には、タグが接着剤、テープ、又は他の手段を用いて物品の外部に貼り付けられてもよいし、他の場合には、タグが物品の容器内に挿入、例えばパッケージ内に含まれていたり、物品の容器内に位置していたり、又は衣服に縫製されていてもよい。ＲＦＩＤタグは、通常チェックディジットが付加された数バイトの単純なシリアル番号である固有識別番号で製造され得る。この識別番号は、製造時にタグに装着される。ユーザーは、このようなシリアル番号／識別番号を変更することができず、製造業者は、それぞれのシリアル番号が一度だけ使用されることを保証する。このような読み取り専用のＲＦＩＤタグは、通常追跡する物品に永久的に貼り付けられ、一度貼り付けられたら、タグのシリアル番号は、コンピュータのデータベースにおいてそのホスト物品と関連付けられる。
【０００６】
多数のＲＦＩＤアンテナの種類は、全体的な構造の一部として共振素子を必要とする。共振素子は通常、アンテナの一部として形成されたインダクタとＲＦＩＤチップの静電容量の組み合わせであり、様々な機能を実行することができる。例えば、共振素子は、最適な電力伝送のためにチップとアンテナのインピーダンスを整合するか、共振周波数、又はその近傍で読み取り機システムに磁気的に結合するネットワークの一部であってもよい。
【０００７】
残念ながら、現在のＲＦＩＤタグ設計の限界は、比較的小さな領域内で所望の共振を達成することである。チップ静電容量は、公知の共振周波数の公式：Ｆｒｅｓ＝１／（２πＳＱＲＴ（ＬＣ））に従ってインダクタと結合しなければならず、ここで、Ｌはヘンリー（ｈｅｎｒｙ）における誘導性であり、導体のワイヤ又はフラットストリップの長さ及びその直径／幅に関し、Ｆはヘルツ単位の周波数と同じであり、Ｃはファラド単位の静電容量である。
【０００８】
所定のインダクタンスを得るには、チップ静電容量を共振させるために、ＲＦＩＤアンテナの一部として一定の長さ及び幅を収容する必要がある。ラインを狭くすると、製造公差が厳しくなり、抵抗が増大して、構造内のエネルギー損失量が増加し、そのためＲＦＩＤタグの効率とその動作範囲が低下する。ＲＦＩＤアンテナでは、両端がＲＦＩＤストラップ／チップに接続されている領域内に収まるように、インダクタを折りたたむ（ｆｏｌｄ-ｕｐ）のが一般的である。
【０００９】
従って、所望の周波数で共振するために必要なインダクタンスの量を減らすために、取り付けられたＲＦＩＤストラップの静電容量に静電容量を追加する方法を有することが有利である。本発明は、ＲＦＩＤタグ設計を備えた遮蔽ストラップを使用することにより、前記静電容量を追加する方法を開示する。具体的に、ＲＦＩＤストラップ装置は、アンテナと一組のストラップパッドとを共に結合するブリッジ導体を含む。導体間のかかる結合は、ＲＦＩＤストラップ装置の総静電容量を増加させる。さらに、ブリッジ導体の存在は、所定のインダクタンスが占める領域を縮小させ、ブリッジストラップがアンテナに接続された際に、より高い有効静電容量を提供する。
【発明の概要】
【００１０】
以下は、開示された本発明の一部態様への基本的な理解を提供するための簡略化した要約を示す。本要約は、広範囲の概要ではなく、鍵となる／重要な要素の特定やその範囲を説明することを目的としたものではない。その唯一の目的は、追って示すより詳細な説明への前置きとして、いくつかの概念を簡略化した形式で示すものである。
【００１１】
本態様において、本明細書で開示及び請求される主題は、第２ブリッジ導体をＲＦＩＤストラップ装置に統合することによって静電容量を増加させる方法を含む。より具体的に、ＲＦＩＤストラップ装置は、分離誘電体を介してストラップ（又は第１）導体に結合されたブリッジ（又は第２）導体を含む。また、ＲＦＩＤストラップ装置は、ベース基板上の分離アンテナ導体に結合される。アンテナは、アルミニウム箔で作ることができ、ベース基板は通常紙である。さらに、第２ブリッジ導体、第１ストラップ導体、及びアンテナ導体は、互いに重なりあって、分離誘電体を備え、複数のコンデンサを生成する相互領域を提供する。
【００１２】
別の実施形態では、ブリッジ導体の領域は、橋絡容量を変更するために切断工程を介して修正される。例えば、ブリッジ導体の領域が一組のストラップパッドの領域よりも大きい場合、高い橋絡容量が提供される。ブリッジ導体の領域が一組のストラップパッドの領域よりも小さい場合、低い橋絡容量が提供される。
【００１３】
本開示の一部の実施形態によると、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）装置は、少なくとも一組のストラップパッドと、少なくとも一組のストラップパッドに接続されたＲＦＩＤチップとからなる第１導体と、第２導体と、第１導体と第２導体との間に位置する誘電体とを含み、ここで前記第１ストラップ導体は、アンテナ導体に結合される。
【００１４】
一部の実施形態において、少なくとも一組のストラップパッドは、導電性接着剤を介してアンテナ導体に結合される。他の実施形態において、少なくとも一組のストラップパッドは、静電容量を介してアンテナ導体に結合される。一部の実施形態において、アンテナ導体は、ベース基板に取り付けられる。
【００１５】
一部の実施形態において、第２導体は、ブリッジである。一部の実施形態において、第２導体と、第１ストラップ導体と、アンテナ導体とは、互いに重なり合って、分離誘電体及び所定値を有する複数のコンデンサを備える相互領域を提供する。また別の実施形態において、複数のコンデンサの値は、（i）相互領域、（ii）アンテナ導体、第１ストラップ導体、及び第２導体の間の材料の誘電率、並びに（iii）アンテナ導体、第１ストラップ導体、及び第２導体を隔てる距離により決定される。
【００１６】
一部の実施形態において、第２導体の領域は、一組のストラップパッドの領域よりも大きい。別の実施形態において、第２導体の領域は、少なくとも一組のストラップパッドの領域よりも小さい。
【００１７】
一部の実施形態において、第２導体は、切断工程を介して修正される。また別の実施形態において、第２導体の形状及び領域は、切断工程を介して修正される。一部の実施形態において、切断工程は、レーザ切断線である。
【００１８】
本発明の一部の実施形態において、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）ストラップ装置は、一組のストラップパッドと、前記一組のストラップパッドの間に接続されたＲＦＩＤチップとからなる第１ストラップ導体と、第２ブリッジ導体と、前記第１ストラップ導体と前記第２ブリッジ導体との間に位置する誘電体とを含み、ここで前記第１ストラップ導体は、アンテナ導体に結合し、且つ前記第２ブリッジ導体、前記第１ストラップ導体及び前記アンテナ導体は、互いに重なり合って、分離誘電体及び所定値を有する複数のコンデンサを備える相互領域を提供する。
【００１９】
一部の実施形態において、複数のコンデンサの値は、（i）相互領域、（ii）アンテナ導体、第１ストラップ導体、及び第２ブリッジ導体の間の材料の誘電率、並びに（iii）アンテナ導体、第１ストラップ導体、及び第２ブリッジ導体を隔てる距離により決定される。
【００２０】
一部の実施形態において、ブリッジ導体の領域は、一組のストラップパッドの領域よりも大きい。代案的な実施形態において、ブリッジ導体の領域は、一組のストラップパッドの領域よりも小さい。一部の実施形態において、第２ブリッジ導体は、切断工程を介して修正される。
【００２１】
本開示は、ブリッジ導体と、一組のストラップパッドと、アンテナ導体とを提供するステップと、前記アンテナ導体を前記一組のストラップパッドに取り付けるステップと、前記ブリッジ導体を前記一組のストラップパッドに取り付けるステップと、を含む、ＲＦＩＤ装置に、増加した静電容量を有する遮蔽ストラップを製造する方法もまた検討する。
【００２２】
一部の実施形態において、ＲＦＩＤ装置に増加した静電容量を有する遮蔽ストラップを製造する方法は、ブリッジ導体の形状及び領域の一つ以上を切断工程を介して修正するステップをさらに含む。一部の実施形態において、前記切断工程は、アンテナ導体を一組のストラップパッドに取り付ける前に行われる。別の実施形態において、前記切断工程は、アンテナ導体を一組のストラップパッドに取り付けた後に行われる。
【００２３】
上述の、及び関連する目的を達成するために、本明細書では、開示された本発明の所定の例示的な態様を以下の説明及び添付した図面に関連付けて説明する。しかし、これら態様は、本明細書に開示された原理が採用され得る様々な方法のうちの一部のみを示し、これらあらゆる態様及びその等価物を含むように意図する。他の利点及び新規な特徴は、図面と併せて考慮すると、以下の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】開示のアーキテクチャに従ってストラップ誘電体の反対側に追加された第２導体を備えたＲＦＩＤストラップ装置の側面透視図を示す。
【図１Ｂ】開示のアーキテクチャに従ってストラップ誘電体の反対側に追加された第２導体を備えたＲＦＩＤストラップ装置の上面透視図を示す。
【図２】開示のアーキテクチャに従ってＲＦＩＤアンテナに接続されたさらなるブリッジ導体を備えたＲＦＩＤストラップ装置の側面透視図を示す。
【図３】開示のアーキテクチャに従って複数の導体層、ブリッジ層、ストラップパッド、及びアンテナ導体を備えたＲＦＩＤストラップ装置の上面透視図を示す。
【図４】開示のアーキテクチャに従ってストラップ、アンテナ、及びブリッジ導体間の結合を示す、ＲＦＩＤストラップ装置の側面透視図を示す。
【図５Ａ】開示のアーキテクチャに従ってループインダクタを示すＲＦＩＤストラップ装置の上面透視図を示す。
【図５Ｂ】開示のアーキテクチャに従ってループインダクタのサイズを縮小するブリッジストラップを備えたＲＦＩＤストラップ装置の上面透視図を示す。
【図６Ａ】開示のアーキテクチャに従って標準ストラップを備えた折り返しダイポールの長さを示す、ＲＦＩＤストラップ装置の上面透視図を示す。
【図６Ｂ】開示のアーキテクチャに従って折り返しダイポールの長さを増加させるブリッジストラップを備えた、ＲＦＩＤストラップ装置の上面透視図を示す。
【図７Ａ】開示のアーキテクチャに従って遮蔽素子がストラップ導体よりも大きい、ＲＦＩＤストラップ装置の上面透視図を示す。
【図７Ｂ】開示のアーキテクチャに従って遮蔽素子がストラップ導体よりも小さい、ＲＦＩＤストラップ装置の上面透視図を示す。
【図８】開示のアーキテクチャに従ってブリッジ導体がレーザ切断線を介して変更されている、ＲＦＩＤストラップ装置の上面透視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明を説明し、ここで全体に渡って同様の要素を指すために、同様の参照番号を使用する。以下の詳細な説明において、説明を目的とし、完全に理解できるよう、多数の特定の詳細事項が提示される。ただし、本発明は、これら特定の詳細事項なしでも実施可能なことは明らかである。他の例示において、その説明を容易にするために、周知の構造及び装置がブロック図の形で示されている。
【００２６】
本発明は、ＲＦＩＤタグ設計を備える遮蔽ストラップの使用方法を開示する。具体的に、ＲＦＩＤストラップ装置は、アンテナと少なくとも一組のパッド（本明細書では、ストラップパッド又はストラップ導体とも称する）とを共に結合するブリッジ導体を含む。従って、ブリッジ導体とストラップ導体との結合、ブリッジ導体とアンテナ導体との結合、及びアンテナ導体とストラップ導体との結合は、ＲＦＩＤストラップ装置の総静電容量を増加させる。
【００２７】
静電容量の量は、（i）（ａ）ブリッジ導体とストラップ導体、（ｂ）ブリッジ導体とアンテナ導体、及び（ｃ）アンテナ導体とストラップ導体との間のオーバーラップ領域と；ストラップ導体、ブリッジ導体、及びアンテナ導体の各々の間に介在する材料の誘電率及び厚さとのいずれか一つ以上に依存して増加する。大半の適用において、遮蔽することなくストラップに取り付けられたチップの静電容量を最大４倍まで増やすことが好ましい。高い値は、ストラップに結合したＲＦＩＤタグに対する広帯域アンテナの設計が困難になり得るためである。例えば、ＵＨＦ ＲＦＩＤタグに用いられる通常のストラップは、１ｐＦの領域に静電容量を有することができ、従って、遮蔽ストラップは、１ｐＦ〜４ｐＦの間の静電容量の範囲を有するであろう。
【００２８】
ブリッジ導体の存在により与えられる静電容量の増加は、それが用いられるＲＦＩＤタグの設計に多くの有益な効果をもたらし得る。例えば、本明細書でさらに説明するように、ストラップ静電容量が増加すると、共振を達成するために必要なインダクタンスが減少する。
【００２９】
ＵＨＦ ＲＦＩＤタグが、ストラップに接続されたアンテナの一部として誘導性素子を含むことは一般的であり、前記誘導性素子は、所定の周波数、例えばＲＦＩＤタグの目的とする動作周波数で共振することを意図している。このインダクタは一般的に、所定の導体の幅及び面積の平面上のループとして製造される。ブリッジ導体を用いることで達成され得るストラップ静電容量の増加により、共振を達成するために必要なインダクタンスが減少するため、設計者はより小さい面積を有するループを製造することができ、残りのアンテナ構造が利用可能な総面積が少なくなるため、性能を向上させることができる。代案として、より小さい面積を有するループの使用は、より広い導体の使用を可能にする。より広い導体は、例えば抵抗が低くなり、動作周波数でこれを介した通電時にエネルギー損失が少ないといった多数の利点を有し得、また他の製造方法を用いることができ、例えば、０．２ｍｍの線を規定するためにはエッチング工程が必要となる一方で、１ｍｍの線については切断工程を用いることができ、切断工程はエッチング工程よりもコストがより低いため、有利である。
【００３０】
まず、図面を参照すると、図１Ａ及び図１Ｂは、少なくとも第２導体１０２を含むＲＦＩＤ装置１００を図示する。第２導体は、例えばブリッジ又は遮蔽導体であり得るが、これらに限定されるものではない。本開示は、第２導体１０２の利用を考察しているが、本開示は任意の数のさらなる導体の利用をさらに考慮しており、特定の量に限定されるものではない。具体的に、ＲＦＩＤ装置１００は、少なくとも一組の導体パッド１０６である第１導体と、第２導体１０２（ブリッジ導体又は遮蔽導体とも称する）とを含み、前記第２導体１０２と前記少なくとも一組の導体パッド１０６との間には、誘電体１０４が位置する。一部の実施形態において、第１導体は、ストラップであり得る。
【００３１】
第２導体１０２は、例えば、これらに限定されるものではないが、アルミニウム箔、銅箔又は印刷導電性インクといった、当業者に公知の任意の好適な導体であり得る。また、第２導体１０２は、本発明の全体的な概念に影響を与えることのない、当業者に公知の任意の適切なサイズ、形、及び構成であり得る。当業者は、図１Ａ〜１Ｂに示すような第２導体１０２の形状及びサイズは、単に例示的な目的のためのものであり、第２導体１０２の多数の異なる形状及びサイズは、本開示の範囲内にあるということを理解するであろう。第２導体１０２の寸法（すなわち、長さ、幅、及び高さ）は、良好な性能のために重要な設計パラメータであるが、第２導体１０２は、使用中に最適な性能を確保する任意の形状、又はサイズであってもよい。
【００３２】
ＲＦＩＤ装置１００は、好ましくは導体パッド１０６の間に位置し、プラスチック、紙、布、段ボール、発泡体、又はその他の適切な材料といった適切なキャリア（図２に図示）に実装されたＲＦＩＤチップ１０８をさらに備える。次に、第２導体１０２は、導電パッド１０６及びＲＦＩＤチップ１０８からストラップ誘電体１０４の別の側、又は反対側に追加され、一組の導体パッド１０６、潜在的には別のアンテナ導体に結合される。
【００３３】
図２に示すように、ＲＦＩＤ装置２００は、アンテナ導体２１０に接続されるか通信するブリッジ導体２０２（第２又は遮蔽導体とも称する）を含む。具体的に、ブリッジ導体２０２は、ストラップ導体２０６といった導体に結合され、ブリッジ導体２０２とストラップ導体２０６との間に位置する誘電体２０４を含む。ストラップ導体２０６は、少なくとも一組のストラップパッド２０８をさらに含み、このストラップパッド２０８の間には、ＲＦＩＤチップ２１４が位置している。この時、ストラップパッド２０８は、導電性接着剤又は非導電性接着剤（図示せず）の塗布といった当業界に公知の任意の適切な方法を介してアンテナ導体２１０に取り付けられてもよい。導電性接着剤によりアンテナ導体２１０に取り付けられる際、ストラップパッド２０８は、導電性接着剤を介してアンテナ導体に結合されてもよい。他の実施形態において、アンテナ導体２１０とストラップパッド２０８との結合は、静電容量又は磁気結合といった当業界に公知の任意の他の適切な結合方法を介して行われる。例えば、磁気ループは、アンテナ導体２１０のようにアンテナに隣接している時にアンテナに結合し得る。さらに、アンテナ導体２１０は、アルミニウム箔、銅箔、又は印刷導電性インクといった、当業界に公知の任意の適切な材料で製造され得るが、これらに限定されるものではない。この時、アンテナ導体２１０は、ＲＦＩＤストラップ装置２００を完成させるために、アンテナベース層２１２に取り付けられ得る。図３に示すまた別の実施形態において、ストラップを用いるＲＦＩＤ装置３００は、少なくとも３つの導電層、すなわちブリッジ層３０２と、ＲＦＩＤチップ３０６が取り付けられた一組のストラップパッド３０４と、アンテナ導体３１０とを含む。図３は、３つの導電層の利用を示しているが、本発明は、任意の数の導電層に限定されるものではない。これら３つの導電層３０２、３０４、３１０は、分離誘電体を備える所定の相互領域３０８を提供するように互いに重なり合い、このようにしてコンデンサが生成される。各コンデンサの値は、少なくとも部分的に相互領域３０８、分離距離、及び各々の導電層３０２、３０４、３１０間の材料の誘電率によって決定される。さらに、ＲＦＩＤ装置３００上に生成された小型のフリンジコンデンサ（ｆｒｉｎｇｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）があるが、一般的にこれらは、導電層３０２、３０４、３１０により生成されたオーバーラップ静電容量よりも小さい。
【００３４】
さらに、図４は、ＲＦＩＤ装置４００と、ストラップ導体４０６、アンテナ導体４０８、及びブリッジ導体４０２の結合を開示している。開示のとおり、結合は、導電性誘電体４０４を介してではなく、静電容量（ＣＳＡ）を介して行われる。ＣＳＡは、ストラップ導体４０６（すなわち、ストラップパッド）とアンテナ導体４０８との間の結合４１０を示す。一つの実施形態において、薄い誘電体接着剤は、このジョイントとして用いられ、この静電容量を大容量にする。ＣＢＳは、ブリッジ導体４０２とストラップ導体４０６との結合４１２を示し、ＣＢＡは、ブリッジ導体４０２とアンテナ導体４０８との結合４１４を示す。ＣＣは、ＲＦＩＤチップ４１６の静電容量である。一般的に、ＣＳＡが他の静電容量と比較して相対的に大きいという点を考慮すると、ＣＢＳとＣＢＡは、並列であることが効果的であり、従って、ＣＣに並列で追加された静電容量は、次の式：（１／ＣＢ）＝２（（ＣＢＡ＋ＣＢＳ））により表され、ここでＣＢは、ブリッジ導体４０２の存在により追加された総静電容量であり、アンテナ導体４０８と共振素子の一部としてインダクタ構造に提供された静電容量は、ＣＣ＋ＣＢまで増加する。代案として、ジョイントは、等方性導電性ペースト、異方性導電性ペースト、熱、レーザ若しくは超音波溶接、圧着又は他の方法を用いることにより導電性であり得る。
【００３５】
図５Ａは、本開示の発明の一態様、具体的に、標準ストラップを備えるループインダクタ５０２を開示する。ループインダクタ５０２は、所望の共振周波数を提供するために通常のインダクタのサイズで示されており、ＣＣは、ＲＦＩＤチップ５００の静電容量である。対照的に、図５Ｂは、ブリッジ導体を備えるループインダクタ５０６を開示し、より高い静電容量を有する。例えば、一実施形態において、ループインダクタの静電容量は、ＵＨＦ周波数で１ｐＦ〜４ｐＦの領域にある。また、ブリッジ導体は、ループインダクタの静電容量を増加させるので、所望の共振周波数を提供するために必要なインダクタのサイズを有利に縮小させ、ＣＣは、ＲＦＩＤチップ５００の静電容量であり、ＣＢは、ブリッジ導体の存在により追加された総静電容量５０４である。従って、所定のインダクタンスが占める領域は、線幅が変わらないと仮定すると、ブリッジ導体の存在により縮小し、ブリッジ導体がアンテナに接続する際に、より高い有効静電容量がもたらされる。
【００３６】
図６Ａに示すように、ブリッジ導体のないループ領域、又は中央整合共振器６０２を図示している。具体的に、折り返しダイポールの長さ６００は、標準ストラップを有する特定領域６０８内に示されている。図６Ｂは、ブリッジ導体を備えるループ領域、又は中央整合共振器６０６を開示する。具体的に、折り返しダイポールの長さ６０４は、ブリッジ導体を備える特定領域６０８内に示されている。従って、特定領域６０８内部に収めるために必要なアンテナにブリッジ導体を用いる利点は、折り返しダイポールの長さ６０４の増加と共に表れる。具体的に、ダイポールアンテナの場合、ＲＦＩＤチップとの整合の効率、性能及び容易さは、アンテナが特定領域６０８内にどの程度のダイポールの長さを収めることができるかに関係している。従って、図６Ａにおいて、ブリッジ導体がない場合、中央整合共振器６０２は、比較的大きな領域を占めるので、折り返しダイポールの長さ６００の利用可能な空間が縮小し、より短い長さが用いられ得る。例えば、ブリッジがないストラップ（すなわち、ブリッジ導体なし）を用いる７０ｍｍ×１４.５ｍｍのアンテナの場合、中央ループ（すなわち、インダクタ）は、３２ｍｍ×８ｍｍ、すなわち２５６ｍｍ２を占め得る一方で、２倍の静電容量を備えるストラップを用いると、１６ｍｍ×８ｍｍ、すなわち１２８ｍｍ２を占める中央ループ（すなわち、インダクタ）が必要となり得る。結果的に１２８ｍｍ２の領域がダイポールなどのアンテナの他の要素に使用され得る。図６Ｂにおいて、中央整合共振器６０６のサイズは、ブリッジ導体を用いることによって減少し、従って、折り返しダイポールの長さ６０４を収めることができる。
【００３７】
図７Ａ及び図７Ｂに示す代案的な実施形態において、ストラップパッド７０２の上部上の遮蔽素子、又はブリッジ導体７００、７０４のサイズ及び形状は、ユーザーの要望及び／又はニーズに応じて変えることができる。例えば、図７Ａに示すように、ブリッジ導体７００の領域は、ストラップパッド７０２の領域よりもはるかに大きく、高い橋絡容量を提供する。反対に、図７Ｂにおいて、ブリッジ導体７０４のサイズは縮小されて、ストラップパッド７０２の領域よりもはるかに小さいので、より低いレベルの橋絡容量を提供する。従って、ブリッジ導体は、ユーザーの要望及び／又はニーズに基づいて橋絡容量を調整する可変構造であり得る。
【００３８】
さらに、図８に示すように、ＲＦＩＤ装置８００は、橋絡容量を変更するために、例えばレーザ又は機械的なダイカットを介した切断工程を介して修正することができるブリッジ導体８０２を含む。特に、切断工程は通常、レーザ切断線などの切断線８４０であるが、当業界に公知の任意の適切な切断工程であり得る。切断工程は、一組のストラップパッド８０６とＲＦＩＤチップ８０８をアンテナ（図示せず）に取り付ける前、又は取り付けた後に行うことができる。切断工程は、ブリッジ導体８０２の形状及び／又は領域を修正することができ、従って橋絡容量を変更することができる。橋絡容量を変更することにより、ＲＦＩＤチップ８０８及び橋絡容量の全体の調整が可能となる。
【００３９】
静電容量のこの変化は、製造公差に対応するため、又はアンテナの動作周波数を２つの帯域間でシフトするのに用いられ得る。例えば、極超短波（ＵＨＦ）タグの場合、ヨーロッパでは８６５ＭＨｚ〜８６８ＭＨｚの周波数が使用され、アメリカは９０２ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚの間の周波数が使用される。従って、橋絡容量を変更しようとブリッジ導体８０２の形状及び／又は領域を修正するために切断工程を用いることにより、橋絡容量を変更するだけで同一のＲＦＩＤ装置８００を２つの異なる帯域で使用することができる。可変橋絡容量を有するブリッジ導体を備える同一のＲＦＩＤ装置８００を使用することは、多数の周波数帯域で一つのＲＦＩＤ装置の設計を使用することが可能となるので、製造コスト及び運用コストを有利に削減することができる。
【００４０】
上述の説明は、請求された主題の例を含む。もちろん、請求された主題を説明する目的で構成要素又は方法論の考え得る全ての組合せを説明することは不可能であるが、当業者は、請求された主題の多くのさらなる組合せ及び変形が可能であることを認識することができる。従って、請求された主題は、添付の請求範囲の思想及び範囲内にあるかかる全ての変更、修正及び変形を含むことを意図する。また、用語「含む」は、詳細な説明又は請求範囲のいずれかにおいて使用される限り、かかる用語は請求範囲で「含有する」が転換語句として使用される場合に解釈されるように、用語「含有する」と同様に包括的であることを意図するものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年12月22日(2020.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
ＲＦＩＤ装置１００は、好ましくは一組の導体パッド１０６の間に位置し、プラスチック、紙、布、段ボール、発泡体、又はその他の適切な材料といった適切なキャリア（図２に図示）に実装されたＲＦＩＤチップ１０８をさらに備える。次に、第２導体１０２は、一組の導電パッド１０６及びＲＦＩＤチップ１０８からストラップ誘電体１０４の別の側、又は反対側に追加され、一組の導体パッド１０６、潜在的には別のアンテナ導体に結合される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図２に示すように、ＲＦＩＤ装置２００は、アンテナ導体２１０に接続されるか通信するブリッジ導体２０２（第２又は遮蔽導体とも称する）を含む。具体的に、ブリッジ導体２０２は、ストラップ導体２０６といった導体に結合され、ブリッジ導体２０２とストラップ導体２０６との間に位置する誘電体２０４を含む。ストラップ導体２０６は、少なくとも一組のストラップパッド２０８をさらに含み、このストラップパッド２０８の間には、ＲＦＩＤチップ２１４が位置している。この時、ストラップパッド２０８は、導電性接着剤又は非導電性接着剤（図示せず）の塗布といった当業界に公知の任意の適切な方法を介してアンテナ導体２１０に取り付けられてもよい。導電性接着剤によりアンテナ導体２１０に取り付けられる際、ストラップパッド２０８は、導電性接着剤を介してアンテナ導体に結合されてもよい。他の実施形態において、アンテナ導体２１０とストラップパッド２０８との結合は、静電容量又は磁気結合といった当業界に公知の任意の他の適切な結合方法を介して行われる。例えば、磁気ループは、アンテナ導体２１０のようにアンテナに隣接している時にアンテナに結合し得る。さらに、アンテナ導体２１０は、アルミニウム箔、銅箔、又は印刷導電性インクといった、当業界に公知の任意の適切な材料で製造され得るが、これらに限定されるものではない。この時、アンテナ導体２１０は、ＲＦＩＤストラップ装置２００を完成させるために、アンテナベース層２１２に取り付けられ得る。
図３に示すまた別の実施形態において、ストラップを用いるＲＦＩＤ装置３００は、少なくとも３つの導電層、すなわちブリッジ層３０２と、ＲＦＩＤチップ３０６が取り付けられた一組のストラップパッド３０４と、アンテナ導体３１０とを含む。図３は、３つの導電層の利用を示しているが、本発明は、任意の数の導電層に限定されるものではない。これら３つの導電層３０２、３０４、３１０は、分離誘電体を備える所定の相互領域３０８を提供するように互いに重なり合い、このようにしてコンデンサが生成される。各コンデンサの値は、少なくとも部分的に相互領域３０８、分離距離、及び各々の導電層３０２、３０４、３１０間の材料の誘電率によって決定される。さらに、ＲＦＩＤ装置３００上に生成された小型のフリンジコンデンサ（ｆｒｉｎｇｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）があるが、一般的にこれらは、導電層３０２、３０４、３１０により生成されたオーバーラップ静電容量よりも小さい。
【国際調査報告】
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