(57)【要約】  ワイヤレス近接検出システムは、短距離ワイヤレス通信を適用して、厳密に画定されたワイヤレスゾーン内のユーザデバイスの近接を検出し、その結果、所望のアクションをトリガする。近接検出システムは、１つまたは複数の漏洩フィーダを利用して、ワイヤレスゾーンと、ユーザのワイヤレスデバイスによって検出される関連する受信信号強度とを画定し得る。あるいは、高度にシールドされた無線トランシーバと組み合わせたコンパクトな平面アンテナ構造を使用して、同様の正確な低電力無線ビームを放射し、小さな場所を画定して、デバイスの正面の所与のエリアにあるスマートフォンなどのワイヤレスデバイスを識別できるようにする。平面アンテナ構造により、コンパクトで低費用の製造方法が可能になり、一般的なプリント回路製造方法を使用することで、統合されたソリューションを提供する。
2021519440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厳密な(strict)ワイヤレスゾーン内のワイヤレスユーザデバイスの存在を検出し、続いて所望のアクションをトリガするための存在(presence)検出システムであって、
前記ワイヤレスユーザデバイスが前記厳密なワイヤレスゾーンに入ったことを検出すると、所望のアクションを開始するための命令に関連して、少なくとも１つのワイヤレスユーザデバイスの識別情報を格納するデータベースと、
送信源に接続された１つまたは複数の漏洩(leaky)フィーダアンテナのセットであって、前記漏洩フィーダアンテナのセットの放射パターンは、前記厳密なワイヤレスゾーンを画定する、１つまたは複数の漏洩フィーダアンテナのセットと、
前記１つまたは複数の漏洩フィーダのセットから前記ワイヤレスデバイスによって受信された、または、前記ワイヤレスデバイスから前記１つまたは複数の漏洩フィーダのセットによって受信された信号の、少なくとも１つの強度(strength)に基づいて、前記ワイヤレスユーザデバイスが、前記厳密なワイヤレスゾーン内にあるか否かを判定するためのプロセッサと、
前記ワイヤレスユーザデバイスが前記厳密なワイヤレスゾーン内にあるという前記プロセッサによる判定に基づいて、前記所望のアクションをトリガするための制御ユニットと
を備える、存在検出システム。
【請求項２】
前記１つまたは複数の漏洩フィーダアンテナのセット内の少なくとも１つの漏洩フィーダアンテナが、平面構造を有する、請求項１に記載の存在検出システム。
【請求項３】
前記１つまたは複数の漏洩フィーダアンテナのセット内の各漏洩フィーダアンテナは、複数の開口スロットを有し、各開口スロットは、無線周波数エネルギが、その位置でのみ指向性ビーム(directed beam)で漏れる(escape)ことを可能にする、請求項１または２に記載の存在検出システム。
【請求項４】
前記１つまたは複数の漏洩フィーダアンテナのセット内の少なくとも１つの漏洩フィーダアンテナは、少なくとも３つの開口スロットを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項５】
前記１つまたは複数の漏洩フィーダアンテナのセット内の少なくとも１つの漏洩フィーダアンテナは、少なくとも４つの開口スロットを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項６】
前記所望のアクションは、前記制御ユニットに、販売時点管理システム内の前記ワイヤレスユーザデバイスに関連付けられた顧客ロイヤルティ(loyalty)アカウントを入力させることを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項７】
前記所望のアクションは、前記１つまたは複数の漏洩フィーダアンテナのセットに関連付けられたイベントのために、前記ワイヤレスユーザデバイスに関連付けられたエントリのチケットを引き換えることを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項８】
前記所望のアクションは、前記ワイヤレスユーザデバイスに関連付けられた前記ユーザを、前記厳密なワイヤレスゾーンに隣接して、または前記厳密なワイヤレスゾーン内に配置されたコンピュータワークステーションにログインさせることを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項９】
前記所望のアクションは、前記ワイヤレスユーザデバイスに関連付けられた前記ユーザが、前記厳密なワイヤレスゾーンに隣接して位置する制限されたアクセスエリアに入ることを許可することを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項１０】
前記所望のアクションは、前記厳密なワイヤレスゾーンに隣接した、または前記厳密なワイヤレスゾーン内に位置する高さ調節可能なテーブルの高さを、前記ワイヤレスユーザデバイスに関連付けられた所望の設定に自動的に調整することを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項１１】
前記所望のアクションは、前記厳密なワイヤレスゾーンに隣接した、または厳密なワイヤレスゾーン内に位置する販売時点管理端末を使用して、前記ワイヤレスユーザデバイスに関連付けられた支払い方法を使用して、トランザクションの支払いを完了することを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項１２】
前記漏洩フィーダアンテナのセット内の少なくとも第１および第２の漏洩フィーダアンテナはおのおの、前記第１および前記第２の漏洩フィーダアンテナが通信できるようにする第２のアンテナを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項１３】
少なくとも第１および第２の漏洩フィーダアンテナは、第２のアンテナを利用して、メッシュネットワーク、スターネットワーク、またはツリーネットワークを確立する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項１４】
前記送信源は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項１５】
前記送信源は、８０２．１１無線である、請求項１から１４のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項１６】
厳密なワイヤレスゾーン内のワイヤレスユーザデバイスの存在を検出し、続いて所望のアクションをトリガするための方法であって、
前記ワイヤレスユーザデバイスが前記厳密なワイヤレスゾーンに入ったことを検出すると、所望のアクションを開始するための命令に関連して、少なくとも１つのワイヤレスユーザデバイスの識別情報を格納するデータベースを維持するステップと、
送信源に接続された１つまたは複数の漏洩フィーダアンテナのセットを使用して、前記厳密なワイヤレスゾーンを確立する(establishing)ステップであって、前記漏洩フィーダアンテナのセットの放射パターンは、前記厳密なワイヤレスゾーンを画定する、確立するステップと、
前記１つまたは複数の漏洩フィーダのセットから前記ワイヤレスデバイスによって受信された、または、前記ワイヤレスデバイスから前記１つまたは複数の漏洩フィーダのセットによって受信された信号の強度に基づいて、前記ワイヤレスユーザデバイスが前記厳密なワイヤレスゾーン内にあるか否かを、プロセッサを用いて判定するステップと、
前記ワイヤレスユーザデバイスが前記厳密なワイヤレスゾーン内にあるという前記プロセッサによる判定に基づいて、前記所望のアクションをトリガするステップと
を備える、方法。
【請求項１７】
前記１つまたは複数の漏洩フィーダアンテナのセット内の少なくとも１つの漏洩フィーダアンテナが、平面構造を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記１つまたは複数の漏洩フィーダアンテナのセット内の第１および第２の漏洩フィーダは、前記送信源の動作波長の長さの１／２が中央で分離された、請求項１から１５のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項１９】
第１および第２の信号に基づいて、前記ワイヤレスユーザデバイスの、前記厳密なワイヤレスゾーンへの接近角度または出発角度を、第２のプロセッサを用いて判定するステップをさらに備え、
前記第１の信号は、前記第１の漏洩フィーダから前記ワイヤレスデバイスによって、または前記ワイヤレスデバイスから第１の漏洩フィーダによって受信され、前記第２の信号は、前記第２の漏洩フィーダから前記ワイヤレスデバイスによって、または前記ワイヤレスデバイスから第２の漏洩フィーダによって受信される、請求項１から１５、および１８のいずれか一項に記載の存在検出システム。
【請求項２０】
前記１つまたは複数の漏洩フィーダアンテナのセット内の少なくとも１つの漏洩フィーダアンテナは、平面構造を有する、請求項１６または１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年３月１９日に出願された「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｗｉｔｈｉｎ  ａ  Ｓｔｒｉｃｔｌｙ  Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｚｏｎｅ」と題する米国仮特許出願第６２／６４４，８４４号、および２０１９年１月８日に出願された「Ｐｌａｎａｒ  Ａｎｔｅｎｎａ  ｆｏｒ  Ｕｓｅ  ｉｎ  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｗｉｔｈｉｎ  ａ  Ｓｔｒｉｃｔｌｙ  Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｚｏｎｅ」と題する米国仮特許出願第６２／７８９，６６５号の利益を主張し、これらのおのおのは、矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、一般に、無線トランシーバと、同軸、平面または他のアンテナ構造と、限定された特定のエリアのみにおけるトランザクションの認証の生成のため、所与の放射ゾーンに、スマートフォンまたは他のワイヤレスデバイスの位置を、システムが絞り込むことを可能にするアンテナビーム指向性操作との組合せに関する。
【背景技術】
【０００３】
米国におけるスマートフォンの採用は、２００７年における人口の６％未満から、今日では人口の８０％近くまで急速に増加している。現在、スマートフォンは、支払い、ＧＰＳ追跡、音楽ストリーミング、アクセス制御、セキュリティ、および従来の電話とは関係のない他の広範な目的のために使用されている。消費者、旅行者、および従業員によるこのような広範な使用は、企業、政府、および施設が、これらのデバイスおよびそのユーザを受動的に識別および／または対話するための多くの機会を提供する。しかしながら、スマートフォン（または、他の同様のデバイス）を利用して、意図的に構築されたアンテナを使用することによって、厳密に画定されたワイヤレスゾーン内のユーザの存在を判定する用途はほとんどなかった。
【０００４】
具体的な一例として、大規模なホテルチェーンは、旅行者のニーズをよりよく理解し、滞在を可能な限り合理化することを可能にするプログラムに、莫大な資産を投資してきた。たとえば、いくつかのホテルでは、一部の宿泊者にエクスプレスチェックインを提供しているが、他のホテルでは、インターネットを介して、またはホテルのロビーに配置されたコンピュータキオスクを経由して、チェックイン／チェックアウトを提供する。ホテルの鍵として、スマートフォンの使用を許可するホテルもある。これらの進歩は確かに、様々な大規模なホテルチェーンの稼働率を高めたが、ユーザのスマートフォンが、ユーザが自分の部屋への入室を明確に求めている部屋の外側の、厳密に画定されたゾーンに配置されることを保証する主要なセキュリティ問題には対処していない。これは、エレベータを待っている間や、部屋を通り過ぎている間など、単に部屋に隣接しているユーザの電話を除外する。
【０００５】
同様に、これらの問題は、他の多くの状況で見つけることができる。したがって、この開示は、特定のゾーン内の識別可能な顧客、従業員、または他の個人の検出が、構造、車両、会場、または他のタイプの制限されたエリアへの入場またはアクセスや、ユーザの好みに合わせた、またはマーケティング目的でのデスク、看板、またはコンピュータワークステーションの調整などのような１つまたは複数の所望のまたは安全なアクションを可能にするすべてのエリアにおいて適用可能である。これらのタイプのアクションに加えて、支払いとトランザクションのためのスマートフォンの利用は、受け入れにおいて大きな成長を見せており、近距離無線通信の使用は、伝統的に、（たとえば、クレジットカードを支払うためにタップするように）これらのタイプのトランザクションを可能にするために使用されてきた。コーヒーの購入やファーストフードアイテムなどの販売トランザクションの場合、スマートフォンを、自動販売機や販売カウンタに近づけることで、購入者が、スマートフォンをポケットから取り出す必要なしに、販売トランザクションを承認できたり、または、トークン交換などの電子的手段によって精査されるトランザクション中に、ユーザが、自動販売機または販売カウンタのすぐ近くにいると識別された場合、トランザクションに、確認の別のレイヤを追加することができる。あるいは、既知のワイヤレスデバイスが近くに存在することは、クレジットカードトランザクションなどのための二要素認証として機能し得る。別の形態では、許可された、または予想されるワイヤレスデバイスの存在は、航空券、コンサートチケットなどとして機能し得る。（以下、「ＳｔｒｉｃｔＩＤ」または「ＳｔｒｉｃｔＩＤシステム」と呼ばれる）本明細書に開示されるシステムは、このタイプのトランザクションを達成しようとする。さらに、他の潜在的で非限定的なアプリケーションが本明細書で議論される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明の一実施例は、例えば、厳密に画定されたワイヤレスゾーン内の存在を検出するためのシステムおよび方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の一実施例は、例えば、厳密に画定されたワイヤレスゾーン内の存在を検出するためのシステムおよび方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による近接検出システムの一実施形態の概略図である。
【図２Ａ】図１のアンテナの指向性の操作および強化、ならびに放射効率の制御を可能にするスロットパターンを示す設計図である。
【図２Ｂ】バックローブの存在を示す図１の漏洩フィーダアンテナのトップダウンビューアンテナパターン（ハッチングゾーン）である。
【図３】本発明による近接検出システムの実施形態の特定のアプリケーションによる近接検出システムの概略図である。
【図４】図３の実施形態で利用される漏洩フィーダを示す詳細図である。
【図５】他のアイテムを含む図３の近接検出システムの平面図である。
【図６】本発明による近接検出システムの実施形態の別の特定のアプリケーションによる近接検出システムの概略図である。
【図７】前後比を改善するための後方反射器の使用を強調している近接検出システムで使用するためのアンテナの一実施形態の構造の断面図である。
【図８】ワイヤレスデバイスおよび図３、図４、および図５の新規の近接検出システムを使用して、ワイヤレスゾーン内の、ユーザの検出された存在に基づいて、所望のアクションをトリガする際に実行される一組のステップを示すプロセスフロー図である。
【図８】長い直線の列を進む人々を追跡するという文脈における図６の近接検出システムのマルチゾーンアプリケーションの平面図である。
【図９】本発明のさらに別の実施にしたがって平面アンテナを組み込んだ、コンパクトで統合された近接検出システムの概略トップダウン図である。
【図１０】本発明の別の実施にしたがって平面アンテナを組み込んだ、コンパクトで統合されたＳｔｒｉｃｔＩＤシステムの概略図である。
【図１１】図１０のＳｔｒｉｃｔＩＤシステムの平面アンテナを備えたプリント回路基板の積層構造の断面図である。
【図１２】図１０の平面アンテナにおける放射スロットの平面図である。
【図１３】幅６０ｍｍから幅１００ｍｍの間で変化するアンテナサイズで得られた２つの放射パターンを示す図である。
【図１４】所望のゾーンを達成するためのＳｔｒｉｃｔＩＤシステムの１つのアプリケーションにおける２つの多重化アンテナの使用を示す平面図である。
【図１５】放射ゾーンの厳密な制御を維持しながら、角度および／または到着または出発角度を決定するための、本発明システムによる近接検出システムの１つのアプリケーションにおける２つのオフセットアンテナの使用を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の原理を促進および理解する目的で、ここでは、図面に示されている実施形態を参照して、特定の言語を使用して説明する。それにも関わらず、本発明の範囲の制限は、それによって意図されていないことが理解されるであろう。記載された実施形態における任意の変更およびさらなる修正、ならびに本明細書に記載された本発明の原理の任意のさらなるアプリケーションは、本発明が関連する当業者に通常想到されるように企図される。
【００１０】
大きくて大まかに画定されたエリア内のユーザまたはワイヤレスデバイスの存在の識別を試みる多くのシステムが存在する。たとえば、ＡｐｐｌｅのｉＢｅａｃｏｎ（登録商標）技術は、一般的なワイヤレスエリア内のユーザの存在を検出し、広告をトリガし、店舗への訪問者からの情報を収集し、オフィス環境内のフローまたは労働者を追跡するために頻繁に使用される。しかしながら、これはすべて、標準的な全方向性アンテナを使用して行われるため、デバイスの従来の送信範囲が、これらのアクションが発生するエリアを画定するために働く。これは、一般的な近接性よりも細かい粒度が必要とされない広告や他のアクションのトリガには適しているが、ゾーンを十分に画定できないため、多くの有用で所望されるアクションを実行できない。たとえば、従来技術のシステムは、ラインの前にいる特定のユーザ、選択されたデスクに座っているユーザ、キオスクまたは自動販売機の前に立っているユーザなどを正確に検出するためのワイヤレス送信ゾーンを画定することができない。従来技術のシステムは、意図されたエリア内またはその周辺にも存在していた１人または複数の他のユーザを認識するので、システムは、そのようなアプリケーションには効果がないであろう。従来技術はまた、ユーザの位置を概算する手段として、ビーコンのグループ間の複数のビーコンおよび電力レベルの使用を活用するであろう。本体の様々な減衰効果、アンテナ偏波により、これらの方法は、数メートルまでしか正確ではなく、システムの設置、セットアップ、およびパラメータ化は複雑である。
【００１１】
セルラ無線やスマートフォン無線を含む今日の多くの無線システムは、処理機能を統合し、ほとんどすべてのスマートフォンデバイスでサポートされる非常に一般的な規格であるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙなどの広く普及しているプロトコルをサポートできる。これらの無線システムのほとんどは、中央処理装置と、高度な無線トランシーバとを、非常に低費用で、統合されたパッケージに組み込んだ、システムオンチップ無線を中心に構築される。これらの集積回路の従来の使用法は、システムオンチップトランシーバを、セラミックアンテナまたは印刷されたモノポールまたはダイポールアンテナと組み合わせる。一般的な目的は、アンテナマッチングを最大化して、範囲を最大化し、その結果、達成可能な距離を最大化することである。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線サブシステムは通常、ソフトウェア制御下で、＋４ｄＢｍから−３０ｄＢｍまで変化する電力レベルを放出し、その結果、距離は、数メートルから１００メートル以上まで変化する。この目的のために標準的なアンテナを使用すると、一般的なアンテナトポロジのほとんどが、全方向性放射パターンを提供するため、ユーザが、デバイスの前にいるか否かを知ることが困難になる。最も低い無線電力出力を設定しても、一般的なアンテナ構造は、指向性を示さないユニットの周囲に接続バブルを生成する。
【００１２】
ワイヤレスゾーンを画定する際に、この改善されたレベルの粒度を提供し、１人のユーザのみが意図されるときの複数のユーザの検出を回避するために、本発明の実施形態は、１つまたは複数の漏洩フィーダアンテナを利用し得る。漏洩フィーダは、坑道や航空機のコンパートメントなど、長距離にわたって方向性のないＲＦを分配するという意図された目的にも関わらず、厳密に画定されたワイヤレスゾーンなど、小さな調整されたゾーンの生成を可能にする、様々なサイズの、高度に限定され、制限された放射パターンを生成する際における代替用途のために変更され得ることが見られるため、本アプリケーションにおいて特に役立つ。このアプリケーションでは、漏洩フィーダの従来の長距離使用とは異なり、比較的短い長さでの信号漏れの量が最小であるため、通常、ラインアンプは必要ない。この構造では、ほとんどの電力が、アンテナで維持されて終端されるため、これらのアンテナのデイジーチェーン接続を可能にする。
【００１３】
大まかに言えば、本明細書に記載された新規の近接検出システムは、この全方向性アンテナ構造を克服し、ワイヤレスデバイスを使用して、厳密に画定されたワイヤレスゾーンへのユーザの入場の検出を可能にし、結果として、１つまたは複数の所望のアクションを、ユーザに代わって自動的に行うことを試みる。本明細書に記載された職場およびトランザクションの実施形態に加えて、記載されるべき近接検出システムの同様の実施形態はまた、宿泊施設および／または小売スペースにおけるのみならず、他の分野における他の所望のアクションをトリガ／制御するためのシステムアプリケーションをも包含し得、しかも、このシステムは、本明細書に記載された様々な例示的なアプリケーションに限定されないことが理解される。
【００１４】
図１に例示されているものは、ユーザ３０が、指向性を有するアンテナ４０によって生成された無線ゾーン４２に入ったときに、ユーザ３０のスマートフォンなどのワイヤレスユーザデバイス２２と通信することができる無線サブシステム２０を含む１つまたは複数の接続されたデバイスから構成されるＳｔｒｉｃｔＩＤシステムの一般的な実施である。
【００１５】
本発明は、無線エネルギが集中する、より厳密に画定されたエリアを提供するための少なくとも２つの主要な目的に対処する。
Ａ）第１の目的は、ほとんどのセル電話のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ受信機の感度しきい値に近いレベル（通常は、−９０ｄＢｍから−１００ｄＢｍの範囲）に電力を放射することである。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙトランシーバのいくつかの例は、Ｎｏｒｄｉｃ  ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒのｎＲＦ５２８３２であるが、アンテナ構造と同じ周波数帯域チューニングで動作している場合（漏洩フィーダ構造は、本質的に広帯域であり、スロットを少し変更すると、９００ＭＨｚや５ＧＨｚなどの他の周波数の放射パターンを再較正できることに注意されたい）、および、構造の特性インピーダンスに一致する場合、他の任意のトランシーバを本発明で使用できる。アンテナスロットの構造およびパターンは、約１メートルの距離で、受信信号強度が−９０ｄＢｍのオーダになるように設定されている。ソフトウェアアルゴリズムは、しきい値をさらに操作して各チップセットを調整し、セル電話チップセットの技術のバリエーションで、感度変動の最後の数ｄＢｍを補正し得る。さらに、一般的なＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線の統合では、漏洩フィーダの固有の低アンテナ効率により、アンテナ開口部で、インバウンド信号のごく一部のみが放射されるため、送信電力の複雑な操作や減衰は必要ない。そのため、ほとんどの電力はアンテナ構造で継続され、図９のようにアンテナをデイジーチェーン接続できる。
【００１６】
Ｂ）第２の目的は、識別デバイスの前に、所望の狭いビームにエネルギを集中させるコンパクトなアンテナを生成することである。漏洩フィーダタイプのアンテナ５２におけるスロットパターン５２を制御する能力を活用して、図２Ａに示されるようにアンテナの指向性を高めるローブパターンを生成するために使用される１つのアプローチである。上から見た４スロットの漏洩フィーダアンテナ５２のアンテナパターンが、図２Ｂに例示される。見てわかるように、このアンテナ設計は、強い前方ローブ４２と、それほど大きくないバックローブ４４との放射パターン（アンテナ用語では、比較的良好な前後比）を有する単一の放射ローブを生成する。
【００１７】
強いビーム指向性に依存するのではなく、非常に弱い無線ゾーンを生成する理由は、ほとんどの環境において、金属構造（コンクリート補強材、支持梁、金属防火扉）が、ユーザのスマートフォン２２と、必要なエリアとは異なる場所に行き着く可能性のある接続リンクを生成するなどの無線システム５０との間で、十分なエネルギをリダイレクトする（跳ね返させる）ことである。無線信号は、金属構造で跳ね返るとかなりの強度を失うので、アンテナから放射される非常に低い信号から開始すると、ゾーン外の持続的接続を生成する可能性が大幅に減少または排除される。
【００１８】
システムのいくつかの変形例では、給電ポート４３、漏洩フィーダアンテナ５２、および構造の特性インピーダンスに一致する終端４５からなるアンテナ構造は、ユーザ３０とそのスマートフォン２２の検出のために、関心エリア４２を照明する低無線電力の正確なビームを生成するように構成される。
【００１９】
アンテナ構造は、放射効率が低くなるように構築されているため、アンテナ構造に直接給電する一般的な出力電力レベルが−２０ｄＢｍから＋４ｄＢｍの間で変化する一般的な無線トランシーバを使用できることを強調することが重要である。エネルギの大部分は、終端４５における漏洩フィーダアンテナの端で消費されることになる。構造の放射効率が低いため、放射電力は非常に低くなるが、ほとんどのＲＦ波の電力が終端まで残るため、同じラインから、スケーラブルなシステムを構築できる。
【００２０】
システムの適切な動作のために、無線回路５０全体を強力にシールドする必要がある。ＳｔｒｉｃｔＩＤシステムには、無線コンポーネントを覆う完全なケージシールドが含まれる場合があり、ＰＣＢレイアウトには、無線回路から周囲の環境へのＲＦ信号の漏れを防ぐための強力なシールド予防策が含まれる。意図された低レベルの放射は、アンテナ放射スロット５４にのみあることである。
【００２１】
例示される形態では、アンテナ４０は、漏洩フィーダ５２の形態をとる。漏洩フィーダ５２は、外部導体が、制御された方式で構造が放射することを可能にする１つまたは複数のギャップまたはスロットまたはカットホール（総称して「ギャップ」）５４を意図的に含む、標準的な円形同軸ケーブルの適合である。電磁波は、ケーブル内の誘電体を通って伝播し、電流は、内部導体および外部導体に沿って流れる。これらの波は、外部導体のギャップ５４を通って「漏れる」可能性がある。これにより、同軸フィーダケーブルは、特定のタイプの導波管と見なすことができるため、この構造は、スロット付き導波管アンテナのように機能する。通常の同軸ケーブルでは、これはもちろん意図しない動作であるが、これにより、漏洩フィーダ５２が、アンテナとして機能することができる。一形態では、漏洩フィーダ５２の長さは１５２．４ｃｍ（５フィート）未満である。さらなる形態では、漏洩フィーダ５２は、長さが７６．２ｃｍ（２．５フィート）未満である。さらに他の形態では、漏洩フィーダ５２は、長さが３０．４８ｃｍ（１フィート）未満である。また別の形態では、漏洩フィーダ５２は、長さが１０．１６ｃｍ（４インチ）未満である。
【００２２】
漏洩フィーダ５２の構築は、機械加工を容易にするための固体シールドを備えた一般的な同軸ケーブル構造で行うことができる。使用されたそのような同軸ケーブルの典型的な例には、トンネル内の長距離にわたる電波伝搬のために地下鉱山で使用される漏洩フィーダ同軸ケーブルの製造と同様のプロセスで、波形に機械加工されたＨｅｌｉａｘ  ０．５インチ（１．２７ｃｍ）５０オームが含まれる。正確に機械加工するのが簡単な、滑らかな固体シールドを有するＲＧ４０１／Ｕ同軸ケーブルからも、小径のアンテナが機械加工された。最後に、同軸ケーブルと同様の構造は、非常にコンパクトな「漏洩アンテナ」用のＰＣＢ材料および導電層を使用してエミュレートできる。
【００２３】
別の実施形態では、図３にしたがって、自分のワイヤレスデバイス２２を使用するユーザ（従業員など）が、ユーザがコンピュータワークステーション６０に自動的にログインする（または、それに１つまたは複数のステップが実行される）など、ユーザに代わって１つまたは複数の所望されるアクションを実行し、デスク７０の高さを調整する、および／または、厳密に画定されたワイヤレスゾーン８０に入るだけで１つまたは複数の他の所望されるアクションを自動的に実行することを可能にする近接検出システム２１の１つの特定のアプリケーションが示される。好ましい形態では、従業員のワイヤレスデバイス２２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｒ）対応の電話２４または他のワイヤレストークンまたは機器である。他の形態では、ワイヤレスデバイス２２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｒ）、Ｚｉｇｂｅｅ（Ｒ）、または他の低電力ワイヤレス通信プロトコル／規格を実施するデバイスなど、短距離ワイヤレス通信が可能な電子デバイスである。代替形態では、ユーザのワイヤレスデバイス２２は、専用のワイヤレストークンの形態であり得る。一形態では、ユーザのワイヤレスデバイス２２は、当技術分野で知られているように、近接検出システム２１の残りの部分によって検出（または発見可能と）される、インストールされたアプリケーションまたは他のインストール可能および／または専用のソフトウェアまたは回路構成を含み得る。
【００２４】
例示される実施形態では、コンピュータワークステーション６０およびデスク７０は、オープンオフィスまたは柔軟なオフィスレイアウトで一般的であるように、従業員が座って作業するためのエリアを集合的に形成する。この形態では、コンピュータワークステーション６０およびデスク７０は、通常、選択されたユーザに割り当てられず、むしろ、先着順で誰でも使用することができる。ワークステーション６０は、デスクトップまたはデスク７０上に置かれ、これは、例示される実施形態では、前面７２と背面７４との両方を有する従来の長方形の形状であるとして示されている。デスク７０はまた、当技術分野で知られているように、Ｓｔｅｅｌｃａｓｅ社から入手可能な、そのシリーズ３、シリーズ５、およびシリーズ７の高さ調節可能なデスクのような、電動式の高さ調節機構（図示せず）を含む。コンピュータワークステーション６０は、従来のデスクトップコンピュータ、シンクライアント、ラップトップコンピュータ、電話端末、キャッシュレジスタ、または当技術分野で知られている他の任意のタイプのコンピューティングデバイスであり得る。デスク７０はまた、コンピュータワークステーション６０および／またはデスク７０を利用するユーザによって使用されるような、椅子（図示せず）を含み得る。
【００２５】
コンピュータワークステーション６０を利用するために労働者または従業員が座ったり立ったりするエリアで、デスク７０の近くに画定されるものは、論理境界８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄによって境界が定められる、厳密に画定されたワイヤレスゾーン８０である。ワイヤレスゾーン８０は、ワイヤレスゾーン８０に取り付けられ、統合され、または隣接して配置された漏洩フィーダアンテナ５２の放射パターンによって画定される。物理的には、漏洩フィーダアンテナ５２の放射パターンは、正方形のようには見えず、論理境界８０ｂ、８０ｄを超えるが、ソフトウェアアルゴリズムによって、実際の「検出」ゾーンは、図１に示されるワイヤレスゾーン８０のようなその有効エリアについて、多かれ少なかれ四辺形（不等辺四辺形）形状を有する。厳密に画定されたエリアを通過する放射は、スマートフォンで信号をピックアップすることが非常に困難なように、電力が非常に低い可能性がある。
【００２６】
図３に示され、図４に詳細に示されているように、この実施形態では、漏洩フィーダ５２は、デスク７０の前面垂直面に取り付けられている。さらなる形態では、漏洩フィーダ５２は、テーブル７０の前面７２内にわずかに、または完全にはめ込まれ得る。漏洩フィーダ５２は、その内部機能構造の説明のために、そのオプションの外部カバーまたはシースなしで図４に示されている。例示される形態では、漏洩フィーダ５２は、上記でさらに記載されたように、外部導体が、構造が放射することを可能にする１つまたは複数のギャップまたはスロットまたはカットホール（総称して「ギャップ」）５４を意図的に含む、標準的な円形同軸フィーダケーブルの適合であり得る。メラミン層やプラスチック保護などの漏洩フィーダアンテナの前に誘電体材料が存在することにより、放射パターンへの影響は最小限となるため、アンテナをデスクの構造内に埋め込んで、ＳｔｒｉｃｔＩＤシステムの設置を簡素化できる。
【００２７】
一形態では、漏洩フィーダ５２の生成は、意図された放射パターンを生成するために正しいピッチおよび幅のギャップ５４を切断することからなる。例示された実施形態では、ギャップ５４は、指向性アンテナを生成するために、漏洩フィーダ５２の片側のみに生成される。一形態では、漏洩フィーダのギャップ５４のパターンは、その長さに沿って変化する。別の形態では、漏洩フィーダのギャップ５４のパターンは、漏洩フィーダ５２の端部５２ａ、５２ｃで、漏洩フィーダ５２の中心におけるパターンとは異なり、この異なるパターンは、これらのエリアに破壊的干渉、すなわち、ワイヤレスゾーン８０と、境界８０ａ〜８０ｄ間の角度とを厳密に画定するために所望される鋭いカットオフ（特に、図３に示される境界８０ａ、８０ｃについて）を生成するように設計される。このパターンは、少なくとも、ギャップ５４のサイズ、形状、間隔、および／または向きを含み得る。一形態では、漏洩フィーダ５２は、従来の漏洩フィーダの上に追加のシールドを配置することによって生成される。一般に、３つから４つのスロットからなる単一アレイは、アンテナ効率またはアンテナビームの対称性に影響を与えるスロットピッチおよび長さを備えた良好なアンテナビームを提供した。アンテナを製造する当業者は、同軸ケーブルのスロットを機械加工してアンテナを製造するここに提示された方法が、アンテナの前の厳密な識別位置ゾーン（等電力ゾーン）８０を画定する正確な放射ローブの生成である主な目的を変更することなく、ビームパターンを操作するように最適化できることを理解するであろう。他の同軸ケーブル構造または導波管を使用して、本発明の主な概念が維持される、すなわち、低い放射効率であり、非常に低い放射電力でアンテナの画定されたゾーンを形成するという条件で、アンテナを生成することができる。
【００２８】
あるいは、漏洩フィーダ５２は、その長さに沿った所望の位置に所望のサイズおよび向きのギャップを有するカスタムの漏洩フィーダとして具体的に製造され得る。さらに、漏洩フィーダ５２に加えられる送信電力は、所望の放射深度を達成する（したがって、図３に示される境界８０ｂを画定する）ように変調され得る。漏洩フィーダ５２は、丸い形状を有する同軸ケーブル、または他のいくつかの従来の構造から製造され得るか、あるいは、図３のデスク７０、または必要に応じて他の場所に、より容易におよび／または離散的に取り付けられるか、またははめ込まれるように、フラットまたはリボンタイプの材料から製造され得る。
【００２９】
漏洩フィーダ５２は、ワイヤレスゾーン８０を、ワイヤレスデバイス２２またはユーザ電話２４などのワイヤレスデバイスが、所定のしきい値を超える受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）を検出するエリアとして画定するように機能する。ワイヤレスゾーン５０は、漏洩フィーダ５２の向き、ギャップ５４のパターン、および結果として生じる漏洩フィーダ５２の放射パターン、周囲の環境、および（図５に示される）送信源などによって漏洩フィーダ５２に加えられる送信電力によって画定される。図１に示されるワイヤレスゾーン５０は、画定されたエリアの少なくとも２つの側面に沿った従来のワイヤレス信号と比較した場合に急激に低下するという点で、「厳密に画定された」と見なされる。これは、角度とともに単調に減少する電力を有する単一の前方ローブを有し、前方のスプリアスローブの出現を可能な限り制限することによって保証される。図１に示すワイヤレスゾーン５０は、画定されたエリアの少なくとも２つの側面に沿った従来のワイヤレス信号と比較した場合に急激に低下するという点で、「厳密に画定された」と見なされる。一形態では、厳密に画定されたワイヤレスゾーンは、１５２．４ｃｍ（５フィート）以下の深さを含み得る。さらなる形態では、厳密に画定されたワイヤレスゾーンは、９１．４４ｃｍ（３フィート）以下の深さを含み得る。さらに別の形態では、厳密に画定されたワイヤレスゾーンは、３０．４８ｃｍ（１フィート）以下の深さを含み得る。代替的または追加的に、厳密に画定されたワイヤレスゾーンは、１５２．４ｃｍ（５フィート）以下の幅を含み得る。さらなる形態では、厳密に画定されたワイヤレスゾーンは、９１．４４ｃｍ（３フィート）以下の幅を含み得る。さらに別の形態では、厳密に画定されたワイヤレスゾーンは、３０．４８ｃｍ（１フィート）以下の幅を含み得る。例示される実施形態では、これらの鋭い境界は、側面８０ａ、８０ｃを含むであろう。漏洩フィーダ５２は、ワイヤレスゾーン８０の所望の画定を提供しながら、デスク７０内またはデスク７０上の他の場所に取り付けることができることを理解されたい。さらなる形態では、デスク７０は、漏洩フィーダ５２を、美的に、見えないように隠すためにカバーを含み得る。オプションのカバーは、繊維メッシュ、布、プラスチックなどの、耐久性がありながら、十分にＲＦ透過性のある材料でできていることが好ましい。説明は、取り付けオプションを制限するものではなく、アンテナの動作を妨げない限り、デスクの脚を使用して、アンテナをホストすることができる。
【００３０】
他のアイテムを含む図３の近接検出システム２１の平面図が、図５に示される。ワイヤレスデバイス２２、コンピュータワークステーション６０、デスク７０、および漏洩フィーダ５２が含まれる。また、アクセスポイント９２、制御サーバ９４、データベース９６、送信源９８、およびテーブル制御ユニット９９も示され、これらのうちの２つ以上は、ネットワーク経路９０によって相互接続され得る。例示される形態では、アクセスポイント９２は、ワイヤレスルータなどのワイヤレスアクセスポイントであり、ワイヤレスネットワークに、オプションのメッシュ機能（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＴｈｒｅａｄ、ＩＥＥＥ８０２．１５．４）および８０２．１１規格の下でのインターネットアクセスを提供する。このネットワーク接続は、システム２１内の残りのデバイスによって利用され、それら自身のセルラまたは他の通信ネットワークと通信する、および／または、補うことができる。図５に示される１つまたは複数のデバイスは、制御サーバ９４および／またはデータベース９６が、遠隔に配置されるか、またはクラウドで動作するような構成で、互いに遠隔に配置され得ることが理解されるべきである。
【００３１】
この実施形態では、制御サーバ９４は、所望の方法を実行するために、内部ネットワークを介してアクセスノード９２と連携して動作し、ユーザデバイス２２ならびにテーブル７０、およびその送信源９８および制御ユニット９９と通信する。一形態では、ユーザデバイス２２が範囲漏洩フィーダ５２内に入ると、図５のワイヤレスゾーン８０内でのその存在（またはその欠如）を判定するために、制御サーバ９４との通信を有するかまたは開始する。これは、本明細書で記載されたように、漏洩フィーダ５２によって放出され、次にユーザデバイス２２によって受信されるコード化された信号を使用することによって達成することができる。制御サーバ９４は、データベース９６を利用して、いくつかの数の画定されたゾーン内のいずれかに存在するときにユーザによってトリガされ得る様々なアクションのすべてを識別するレコードを格納する。たとえば、制御サーバ９４は、コンピュータワークステーション６０および／またはテーブル７０を利用することを許可されたユーザのリスト、ならびに彼らのログイン情報、好み、および所望のテーブル設定（高さ、照明など）を格納し得る。したがって、ユーザデバイス２２がワイヤレスゾーン８０内にあると判定すると、制御サーバ９４は、所望のアクションを開始し得る。制御サーバ９４は、サーバであるとして記載および例示されているが、制御サーバ９４は、クライアントサーバ構成またはワークステーション上のプログラムを含む任意のコンピュータであり得ることを理解されたい。サーバ９４は、ワイヤレスまたはハードワイヤの相互接続のいずれかによって、システム２１の他のコンポーネントのいずれかとインターフェースし得る。好ましくは、この接続は、安全な接続である。潜在的なインターフェースの非限定的な例のリストは、ＩＲ、光、ＲＦ、シリアルポート、ＩＰネットワーク、およびＵＳＢを含む。加えて、制御サーバ９４、アクセスノード９５、および／またはデータベース９６の機能は、１つのコンピュータシステムまたは他の専用ハードウェアに統合され得る。
【００３２】
それに加えて、この実施形態では、テーブル７０はまた、送信源９８および制御ユニット９９を含む。送信源は、適切な強度の所望の信号を、漏洩フィーダ５２に提供する。必要に応じて、減衰器をＲＦ経路内で直列に使用して、漏洩フィーダアンテナ５２に到達する電力を変調することができる。それに加えて、図１に関して記載したように、適切なシールドが提供され得る。送信源９８の設定は、ワイヤレスまたはワイヤのいずれかの接続を介して、制御サーバ９４によって送信源９８に通信され得る。あるいは、これらの設定は、送信源９８にハードコードされ得る。制御ユニット９９は、当技術分野で知られているように、高さ調節可能なテーブル７０の高さおよび他の設定（もしあれば）を制御するための標準的な制御ユニットである。しかしながら、制御ユニット９９は、制御サーバ９４が、ワイヤレスゾーン８０内の識別されたユーザ、およびそのユーザの事前に選択された好みの検出に基づいて、テーブルの設定を動的に調整できるように、ワイヤレスまたはワイヤいずれかの接続によって、制御サーバ９４からの遠隔コマンドを受け入れるよう構成されるように拡張され得る。
【００３３】
図６に移って、ワイヤレスゾーン１５０を集合的かつより正確に画定するために、複数の漏洩フィーダ１５２ａ〜１５２ｄを含む近接検出システムのさらに別の実施形態が例示される。図６は、自分のワイヤレスデバイス１２２を使用するユーザ（従業員など）が、ユーザがコンピュータワークステーション１３０に自動的にログインする（または、それに１つまたは複数のステップが実行される）など、ユーザに代わって１つまたは複数の所望されるアクションを実行し、デスク１４０の高さを調整する、および／または、厳密に画定されたワイヤレスゾーン１５０に入るだけで１つまたは複数の他の所望されるアクションを自動的に実行することを可能にする別の近接検出システム１２０を示す。この実施形態では、コンピュータワークステーション１３０は、「Ｌ」の形状であるデスク１４０上に置かれる。他のデバイスの多くは、図３〜図５に関して記載したものと同様であるが、システム１２０は、２つ以上の漏洩フィーダ１５２ａ、１５２ｂを利用して、労働者または従業員が、コンピュータワークステーション１３０を利用するために座ったり立ったりするエリアに、デスク１４０の近くに再び画定されるワイヤレスゾーン１５０をより厳密に画定する。具体的には、この実施形態では、漏洩フィーダ１５２ａ、１５２ｂは、それぞれ、それら自身のワイヤレスゾーン１５４ａ、１５４ｂを画定する。しかしながら、これらのワイヤレスゾーン１５４ａ、１５４ｂの両方における存在を必要とすることによって、システム１２０は、ワイヤレスゾーン１５４ａ、１５４ｂの交差として画定される厳密なワイヤレスゾーン１５０を画定することができる。ワイヤレスゾーン１５０は、論理境界１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄによって境界が定められているが、一形態では、これらの境界のおのおのは、漏洩フィーダの一端と、破壊的干渉に起因する関連する鋭い信号降下とによって影響を受ける。たとえば、一形態では、漏洩フィーダ１５２ａは、境界１５０ｂ、１５０ｄの画定においてより大きな重みが与えられる一方、漏洩フィーダ１５２ｂは、境界１５０ａ、１５０ｃの画定においてより大きな重みが与えられる。これは、ワイヤレスゾーン５０のこの寸法を調整するために、他の漏洩フィーダに提供される送信電力を単に利用するよりも鋭いカットオフを提供する。ワイヤレスゾーンをさらに画定するために、ワイヤレスゾーン５０の厳密な三次元画定を提供するために上向きまたは下向きの漏洩フィーダの使用を含む、２つよりも多くの漏洩フィーダを利用できることを理解されたい。さらに、漏洩フィーダ１５２ｃ、１５２ｄを利用して、ワイヤレスデバイスがワイヤレスゾーン１５０内にあるという判定をブロックするエリアを画定する、ネガティブなワイヤレスゾーン１５４ｃ、１５４ｄを画定することができる。これらのネガティブなゾーンは、精度の向上を提供するため、誤肯定を防止するため、またはシステム１２０が実施される特定の環境によって引き起こされる問題を克服するために利用され得る。別の形態では、１つまたは複数の追加の漏洩フィーダは、漏洩フィーダ１５２ａおよび／または１５２ｂの１８０度反対方向など、デスク１４０の背面に向けることができ、その結果、それらを比較的に使用して、バックローブ、反射率などの問題から生じる誤肯定を防ぐことができる。
【００３４】
図２Ｂに示されるように、漏洩フィーダ５２は、通常、バックローブ４４を有し、これは、背中合わせのカウンタトップ設置などのいくつかのアプリケーションでは、一方のアンテナが裏側から信号を受信するために、誤検出の可能性を高める。いくつかの実施形態では、図７に示されるように、漏洩フィーダ５２は、ＲＦ透明材料、通常はＡＢＳまたはＰＶＣで作られた外殻５６によって保護され得る。放射スロットから離れた漏洩フィーダ５２から、一定の距離で、ＰＶＣ管内に、小さなフォイル５８または他のいくつかのＲＦ遮断／反射材料を挿入することにより、前後比が大幅に改善された。図７は、漏洩フィーダ５２が保護スリーブ５６の内側にあり、ＲＦ遮断および／または反射バック部分５８を含む場合の、このさらなる実施形態による結果として生じる構造の断面を示す。この反射器の追加は、アンテナの望ましい性能にほとんど変更を加えることなく、粘着性の背面で接するアルミニウムテープまたは銅テープで実現できる。動作周波数では、表皮深さが浅いので、金属化して漏洩フィーダ５２の裏側に適用することができる他の可撓性材料もまた、前後比を改善するであろう。
【００３５】
実施形態では、たとえば、金属化ポリアミドからなる非常に効果的なＥＭＩシールド材料の使用は、漏洩フィーダアンテナの後ろから少し離れた距離（であるが、依然として近接場）でありＳｔｒｉｃｔＩＤシステムの内部に置かれたそのようなシートが、バックローブを（１０ｄＢまで、またはそれ以上）著しく減少させたときの境界条件を生成することができるので、物理学のために避けられないバックローブが減少する。このシールド材料の使用は、バックローブをある程度減少させるのに役立つ。
【００３６】
複数のユーザが列に並ぶことができる高密度の会場や、通常は、いくつかの銀メッキされた銅スレッドまたは導電性炭素スレッドを備えたポリエステルベースで作られたＲＦ吸収布の使用などの他の例では、小さなカーテンを使用すると、待機列間のクロストークの可能性を排除するために、間隔の狭いサービスデスク間に、必要な減衰が追加される。
【００３７】
本発明の一実施形態による近接検出システム２１とともに使用するためにユーザデバイス２４を構成する際に実行される一組のステップを示すフローチャートが、図８に示される。このプロセスは、ワイヤレストークン２４と、アクセスシステム２１の他の様々なコンポーネントを含む。以下の説明は、図３〜図５のアクセスシステム２１を引き続き参照する。本明細書で記載された方法を実行できるようにするために、初期登録および構成情報をデータベース９６（または、制御サーバ９４）内に入力しなければならないことを理解されたい。たとえば、データベース９６内の制御サーバ９４によって格納された確認情報は、好ましくは、各ワイヤレスゾーン８０および関連するアクションまたは関連デバイス（ワイヤレスゾーン８０の場合は、コンピュータワークステーション６０およびデスク７０など）を識別する。データベース９６によって格納される他の情報は、コンピュータワークステーション６０のための一意の識別情報、テーブル７０の識別子、およびその制御ユニット９９の通信アドレス、ならびにユーザおよび自分の関連するユーザデバイス２２（ＭＡＣアドレス、ＥＩＮなどによるものなど）を含む。この情報を保護するために、様々なセキュリティ対策が実施され得る。
【００３８】
データベース９６内に含まれる他の情報は、ワイヤレスゾーン８０などの１つまたは複数のワイヤレスゾーンのおのおのに対するユーザの所望のアクション、およびそれらのアクションのそれぞれに関連付けられた好みである。たとえば、ユーザは、ユーザデバイス２２に関連付けられ得る。そのユーザはまた、データベース９６内に格納されたコンピュータ６０の自分のログイン情報を有し得る。そのユーザはまた、利用可能な高さの範囲内のデスク７０の好ましい高さについて格納された好み情報を有し得る。デスク７０がそのように装備されている場合、照明（オン／オフ、色温度、明るさを含む）などに関する好み情報が含まれ得る。好ましい形態では、この情報は、機器の所有者／操作者およびそれにアクセスすることを可能にされたユーザの初期構成の結果として、制御サーバ９４によって受信される。
【００３９】
図８に示されるように、プロセスは、開始点８００で始まり、ユーザとユーザデバイス２２が、アクセスノード９２の範囲内であるが、ワイヤレスゾーン８０の外側の場所に到着する（ステップ８０２）。ステップ８０４において、ユーザデバイス２２は、アクセスノード９２を検出する。この検出時に、アクセスノードは、ユーザが、ワイヤレスゾーン８０の１つまたは複数での検出時に所望のアクションをトリガするように登録および／または許可されているか否かを判定する（ステップ８０６）。ユーザデバイス２２が、データベース９６のエントリと一致しない場合、プロセスはポイント８０８で終了する。ユーザデバイス２２が許可されている場合、アクセスノード９２は、ユーザデバイス２２が、接続を維持することを許可する（ステップ８１０）。ステップ８１２において、アクセスノード９２は、ユーザデバイス２２上のソフトウェアと通信して、ユーザデバイス２２が、漏洩フィーダ５２からの信号を識別できるようにする。ステップ８１４において、ユーザデバイス２２は、漏洩フィーダ５２の範囲内に移動されるが、ワイヤレスゾーン８０の外側に留まる。漏洩フィーダ５２からの信号が受信されたことに応答して、ユーザデバイスは、信号の強度を判定し、強度をアクセスノード９２に報告する（ステップ８１６）。所定の信号強度しきい値を使用して、制御サーバ９４は、ユーザデバイス２２がワイヤレスゾーン８０内にないことを判定する（ステップ８１８）。ワイヤレスゾーンに存在する先行する条件が満たされないため、これ以上のアクションは実行されない。ステップ８２０において、ユーザデバイス２２は、ワイヤレスゾーン８０に移動される。ユーザデバイス２２は、漏洩フィーダ５２から再び信号を受信し、それに応答して、信号の強度を再び判定し、強度をアクセスノード９２に報告する（ステップ８２２）。所定の信号強度しきい値を使用して、制御サーバ９４は、ユーザデバイス２２がワイヤレスゾーン８０内にあると判定する（ステップ８２４）。先行する条件が満たされると、制御サーバ９４は、ユーザデバイス２２およびワイヤレスゾーン８０に関連付けられたユーザと連携して、データベース９６に格納された所望のアクションの実行を開始する（ステップ８２６）。この場合、例として、これは、ユーザを、コンピュータワークステーション６０に自動的にログインさせ、デスク７０の高さを設定「６」に調整することであり得る。さらなる１つの形態では、制御サーバ９４は、ユーザデバイス２２がワイヤレスゾーン８０内にあるというその判定をユーザデバイス２２に通信し、ユーザデバイス２２上でのグラフィック表示を可能にして、ユーザが、もしあれば、データベース９６によって格納された所望のアクションのいずれかを肯定的に選択できるようにすることができ、そうでなければ自動的にトリガされるであろう。別の形態では、制御サーバ９４は、ステップ８２２の評価を実行するときに、ワイヤレスゾーン８０の現在の占有を考慮し得る。たとえば、ユーザがすでにゾーン内にいて、ログインしており、第２のユーザが、立ち寄って訪問する場合、別のアクションが発生するのを防ぐために、システム２１は、第２のユーザを認識する前に、第１のユーザによるゾーンの休止を要求し得るか、またはシステム２１は、そのような状況でアクションを実行する前に、ユーザデバイスを介して、両ユーザのうちの一方の承認を必要とし得る。別の形態では、制御サーバ９４は、誤肯定を防止するために、ステップ８２６を実行する前に、設定された期間、ワイヤレスゾーン内に、任意のユーザの存在を必要とし得る。プロセスは、終了点８２８で終了する。
【００４０】
本明細書に記載されたステップの多くは、同様に、図６の近接検出システム１２０とともに使用するために使用可能または適合可能でなければならないことが理解されよう。そのような例では、ステップ８１６、８１８およびステップ８２２、８２４はおのおの、ワイヤレスゾーン１５０内にユーザデバイスが存在することを確認するために、漏洩フィーダ１５２ａ、１５２ａによって画定されるゾーン１５４ａ、１５４ｂのおのおの内にユーザデバイス２２がいることを保証するために、２ステップのプロセスを必要とするであろう。これらのゾーン１５４ａ、１５４ｂのいずれかの障害は、ワイヤレスデバイス２２がワイヤレスゾーン１５０内にないという判定をもたらすであろう。ネガティブなゾーンが画定されるさらなる形態（図６のゾーン１５４ｃ、１５４ｄなど）では、ワイヤレスデバイス２２が、続ける前にそれらのゾーンの１つ内にあると判定されないことを保証するために、同様のステップを実施する必要がある。
【００４１】
アクセス制御、自動販売機、会議室、サーモスタット、ランプ、テレビ、キオスク、現金自動預け払い機、チェックアウト端末、ガスポンプ、洗車、トレーニングステーション／機器、ファーストフードのドライブスルー、自動車、発券および他の多くのものなどの他のデバイスおよび／または環境が、本発明のアプリケーションから利益を得る可能性があることを理解する必要がある。例は、出席登録、チャンネル選択、注文の設定、お気に入りのオプションの表示、または他のカスタマイズや、それに適用される好みなど、システムが、特定のこれらステップを自動的にトリガすることを含み得る。
【００４２】
複数のデイジーチェーンアンテナまたは漏洩フィーダ５２を使用して、同じ無線サブシステム内のユーザの検出位置を拡張することも可能である。ほとんどの入力電力は、（ケーブル損失と放射損失のごく一部のみであり）多くの損失なく同軸線を通過するため、システムは、通常の同軸ケーブルで拡張され、チェーンの端で終端することができる。マルチゾーン識別のこのトポロジは、代表的な例をいくつか挙げると、テーマパークでのアトラクションの待機、飛行機の搭乗の待機、コーヒーショップでの注文の待機など、長い直線の列を進む人々を追跡するために使用できる。複数の無線システム５０およびアンテナ４０を使用して、重複しないビームで（またはアプリケーションに依存しない）複数のチェーンを形成することは、図９に示すように、より長い列でシステムのユーザ３０を追跡するのに役立つ。
【００４３】
本明細書において上記で所望され記載されているものと同様の放射パターンを達成するために、代替のアンテナ設計もまた、図２〜図７の漏洩フィーダアンテナ５２の代わりに、またはそれと組み合わせて利用され得る。アンテナを構築するために機械加工された同軸ケーブルを使用すると、優れた結果が得られ、特定の状況での生産に使用できる。しかしながら、製造費用および美的魅力を最適化し、スペース要件を低減するために、これまでに記載された漏洩フィーダアンテナ５２は、所望のビームパターンを維持しながら平面構造に変換され得、同軸ソリューションの低い放射効率特性を維持し得る。
【００４４】
図１０は、漏洩フィーダとして動作可能な代替のコンパクトで統合されたアンテナ設計１００のトポロジおよび設計要素を例示する。平面ＳｔｒｉｃｔＩＤ回路およびアンテナ統合１００の全体は、前の実施形態におけるものと同じ無線サブシステム５０を含むが、円筒形の漏洩フィーダアンテナ５２は、平面構造１０２を有する。
【００４５】
図１０に示される平面の実施形態は、漏洩アンテナ１０２と内部的に多重化されて、ソフトウェア制御下でメッシュまたはスターネットワークを介して複数のＳｔｒｉｃｔＩＤがクラスタとして動作することを可能にする二次従来型高効率アンテナ１０４（セラミック、ＰＩＦＡ、ダイポールまたは同様のもの）を含み得る。
【００４６】
平面漏洩フィーダの実施形態のアンテナ１００を構築するために、図１１は、導電性銅層が２０５〜２０８であり、誘電体層が２０９〜２１１である、一般的な４層プリント回路基板を構築するために使用される積層構造の断面を示している。この意図は、漏洩アンテナを実現するために、コア誘電体とプリプレグを含む従来のＦＲ−４  ＰＣＢ基板ラミネーションを使用することである。Ｒｏｇｅｒｓ  ＲＯ４３５０などのＲＦ誘電体または同様の高性能誘電体材料を使用してアンテナ構造を構築することは可能であるが、全体的な目標は、低費用のソリューションを生成することであり、無線回路構成とアンテナとの両方を、コンパクトで、低費用で、効率的に、製造ユニットに組み込む従来のプリント回路基板製造技術が好まれる可能性がある。
【００４７】
図１１の誘電体スタックは、図１２に示されるように、非対称ストリップラインと呼ばれる周知のトポロジを生成するように配置することができる。４層ＰＣＢの上部２０５および下部２０８の銅構造は、通常、上部および下部のシールド層として使用される。アンテナ構造内では、層２０７が除去され、２０９と２１０〜２１１の誘電体層のみが残る。アンテナのフィードトレースは、２０６銅層によって構築される。１．５ｍｍのＦＲ−４  ＰＣＢの場合、５０オームの特性インピーダンスを得るための一般的なアンテナ給電線の幅は約３７０μｍであるため、通常のＰＣＢ製造技法およびプロセスを使用できる。理想的な構造は、アンテナフィードが真ん中にある３層ＰＣＢであるが、これは市場で一般的なＰＣＢスタック構成ではないため、一般的に４層ソリューションが推奨される。給電線は、シールドされた無線回路５０と、アンテナ１０２とを、銅層２０５、２０８によってシールドされた短い距離にわたって接続する。
【００４８】
アンテナ放射ゾーン１０２では、一連の銅製開口スロット２０５（４つの小さなスロットが良い解決策であるが、意図されたビームパターンを変更するために多かれ少なかれスロットを生成することができる）は、ＲＦエネルギが、指向性ビームで、そのポイントでのみ漏れることを可能にする。制御された放射ローブを生成するには、回路１００全体のサイズが重要であることに注意されたい。図１３は、スロットの数およびスロット間隔の操作によって得られた幅６０ｍｍから幅１００ｍｍの間で変化する（後部銅面の幅によって決定される）アンテナサイズで得られる２つの可能な有用な放射パターン（２５０および２５５）を示す。漏洩フィーダ５２と同様に、所与のアプリケーションのために調整されたパターンを生成するために可能な、かなりの量の設計空間オプションが存在する。
【００４９】
一般的な回路１００の上に複数のアンテナ１０２を組み合わせて、多重化アンテナを備えた単一のユニット内の放射パターン２５０、２５５を組み合わせることによって、ユーザの、強化された、より正確な内部／外部検出を生成することも可能である。多重化は通常、ソフトウェアによって制御され、したがって、アンテナ間で非常に迅速に変更することができ、ユーザのセル電話２２の対話からの応答に基づいて、図８のハッチングゾーン２５６に示すように、ユーザを正確に位置決めすることができる。
【００５０】
図１３および図１４において、図は、ゾーンの上からのものであり、回路１００は、システムの上を見ているかのように側面から見られることを注意されたい。放射パターンは同等の信号強度であり、大規模な無線範囲を反映していない。完全な回路は、２．４ＧＨｚのＩＳＭ無線帯域で動作する場合、通常、約６０ｍｍ〜１００ｍｍの幅であり、−９０ｄＢｍ信号レベルの無線範囲は、トランシーバの電力設定のパラメータへの変更により、通常、約１メートルに調整される。
【００５１】
低費用のＰＣＢを生成する当業者によって導出されるものと同じアンテナ構造を効果的に生成するために、はんだシールドを備えた、より高い層数のＰＣＢ構造、またはより少ない数の２層ＰＣＢの変形を生成できることに留意されたい。本発明の意図を変えることなく、回路基板１００上に別個に構築された漏洩スロット付き平面アンテナをはんだ付けすることによって、図１０のシステムを構築することもできる。
【００５２】
さらに別の形態では、複数のＳｔｒｉｃｔＩＤコンポーネントが、それらの二次アンテナ１０４とともにリンクされ得、アンテナパターンのブール組合せ、およびそれらのゾーンにおけるユーザのスマートフォン２２の検出に基づく内部／外部検出および拒絶の複数の組合せを可能にする。これらのブール演算は、ＳｔｒｉｃｔＩＤシステムの展開を簡素化するので、サーバ側で実現される可能性がある。
【００５３】
明確に画定されたＲＦ識別エリアを備えたＳｔｒｉｃｔＩＤシステムのアプリケーションは多数ある。単一のＳｔｒｉｃｔＩＤアセンブリの最も単純な形態では、ユーザは、たとえばコーヒーショップの注文ゾーンにある識別ゾーンに入る。接続された端末は、ユーザを迅速に識別し、一般的に購入されるアイテムおよび好ましい顧客の選択を提案することができる。ＳｔｒｉｃｔＩＤシステムと、その非常に制限された接続ゾーンとを使用すると、注文ゾーンの近くの小さなエリアにおいて、１人だけ、または多くても２人または３人の登録ユーザを検出でき、顧客にサービスを提供する店員は、名前を言ったり、ファイル上の写真を使うなど、第２の要素を用いて、問題なく、個人を特定できる。たとえば、本明細書で記載されたユーザ識別および／または認証機能に加えて、システムはまた、二次ユーザ検証ステップを含み得る。たとえば、ユーザのスマートフォン２２上のアプリケーションは、ＳｔｒｉｃｔＩＤシステム内で使用するために、ＡｐｐｌｅのＴｏｕｃｈ  ＩＤ（Ｒ）システムまたはＦａｃｅ  ＩＤ（Ｒ）システムなどを使用することによって、生体認証情報を収集し得る。あるいは、検出されたモバイルデバイスの登録所有者が実際に存在し、モバイルデバイスが危険に曝されていないことを二次的に認証するために、他の生体認証センサまたはカメラが、画定されたゾーン内またはゾーンの近くに存在し得る。たとえば、５０ドルなどの、設定されたしきい値を超えるトランザクションでは、この二次検証を必要とし得る。
【００５４】
同様のプロセスは、販売時点管理端末の近くにある別のＳｔｒｉｃｔＩＤ要素でも発生する可能性があり、購入の迅速なセルフチェックアウト（コーヒーなど）を可能にし、ユーザは、識別プロセスを完了するために、ＳｔｒｉｃｔＩＤにおいて、ＲＦ照明されたエリアに数秒間立つだけでよい。電話を使って識別トランザクションを実行するために、ユーザが手をいっぱいにしている、または、たとえば、手袋を外したくない、複数の同様の小規模なトランザクションシナリオ。
【００５５】
これらの分散された狭ビームアンテナの別の用途は、車のドライブスルーシナリオにおいてであろう。ビームが、（たとえば、ユーザが注文ブースと整列している場合のように）画定されたゾーンにおいてのみ車に入ることを可能にすることにより、システムは、ユーザが、自分の電話をカードの窓の外に出さなくても、スマートフォンでの識別プロセスを完了することができる。近距離無線通信に依存するほとんどのスマートフォンＲＦＩＤソリューションでは、物理的な理由から、電話までの距離を非常に短くする必要があり、ユーザは、スマートフォンをリーダにほとんど触れさせる必要がある。寒い場所において、またはユーザ体感を向上させるために、ＳｔｒｉｃｔＩＤアプローチによって提供される追加のＲＦ範囲の使用は、恩恵をもたらす。
【００５６】
ＳｔｒｉｃｔＩＤシステムに対する平面的な改善の恩恵は、漏洩フィーダ５２の円筒形の性質が、それほど容易に適応できないドアフレーム、ドアパネル、または同様の構造への認証メカニズムの統合を考慮するとさらに明白になる。グローバルアンテナ１０４およびローカル放射パターンアンテナ１０２のような２つのアンテナ機能とを組み合わせる能力により、ＳｔｒｉｃｔＩＤのこれらの変形例は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙに基づく一般的な遠方到達ＲＦ識別ソリューションのような人の接近を検出でき、ドアの非常に近くにユーザが到達した場合、アンテナ１０２は、容量性タッチハンドルまたは同様のもののような別の要因によって、ユーザがドアのロック解除を完了するために本当に近くにいることを保証することができる。
【００５７】
図５における近接検出システム２０とともに使用するためにユーザデバイス２４を構成する際に実行される一連のステップは、図６および／または図１３に記載された他の実施形態のいずれかに適用することができる。
【００５８】
１つのさらなる形態では、図１５に示されるように、複数のアンテナ４０は、厳密に画定されたゾーン８１内でのユーザの到着など、ユーザの到着角度および／または出発角度の判定を可能にするために、選択的空間配置において利用され得る。例示された実施形態では、アンテナ４０は、利用される信号の波長の約１／２まで互いにオフセットされる。波長が約１２．５センチメートルのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙの場合、このオフセットは約６．２５センチメートル（または２．５インチ）になる。この構成を使用して、アンテナ４０のおのおのに動作可能に結合され、無線内のインバウンド信号の位相差を測定することができる無線システム５１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｃｏｒｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ５．１、Ｖｏｌ．１、Ｐａｒｔ  Ａ、２８１〜２８４頁に記載されているように、到着角度または出発角度の計算を実行し得る。結果として得られる到着角度または出発角度は、特定のアプリケーションで利用され、検出されたユーザが、列の場合などの予想される方向から到来したこと、または、以前に検出されたユーザが、飛行機に搭乗するときのように、予想される方向に出発したことを保証することができる。この情報を使用することで、誤肯定を検出および排除する際に、または、セキュリティを強化し、減衰、向き、および障害物によってユーザ間で変化する可能性のある無線強度信号のみに依存せずに、列内のユーザの順序を決定するために、本発明の実施形態をさらに支援し得る。
【００５９】
無線技術の分野と、デジタルＲＦ処理における最新の進歩に精通している人は、デジタルＩ／Ｑ復調器と連動する同期ＡＤＣを備えたソフト定義された無線を使用することで、パケット受信時に、位相オフセット計算を使用して、信号の到着角度を判定できることを理解するであろう。ＳｔｒｉｃｔＩＤシステムは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｃｏｒｅ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ５．１を実施するチップセットで、低費用の実施を使用することで、大きな費用便益を得ることができるが、同じアイデアのソフト定義された無線派生物や、多入力多出力（ＭＩＭＯ）受信機を活用できるものも、このソリューションで使用可能である。
【００６０】
本発明は、認証される必要のある物理的近接性のために、到着角度に基づくユーザ位置の改善があっても、かなりの恩恵を活用することができる。ＳｔｒｉｃｔＩＤソリューションは、対応するノイズフロアとＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線の感度により、長距離またはマルチパスの検出が発生する可能性を大幅に低減することを保証する。特に平面基板上で良好に制御される漏洩フィーダの製造プロセスは、機械的に単純であり、製造のばらつきに対して許容できる。さらに、複数の平面漏洩フィーダを使用しても、放射パターンの制御は維持される。
【００６１】
本発明は、図面および前述の説明において詳細に例示および記載されているが、例示的であり、特性を限定するものではないと見なされるべきであり、好ましい実施形態のみが示され、記載されており、本明細書に記載されているように、および／または、以下の特許請求の範囲によって、本発明の趣旨内にあるすべての均等物、変更、および修正は、保護されることが望まれると理解される。したがって、本発明の適切な範囲は、そのようなすべての修正のみならず、図面に例示され、明細書に記載されたものと同等のすべての関係を包含するように、添付の特許請求の範囲の最も広い解釈によってのみ判定されるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】令和2年11月26日(2020.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【図１】本発明による近接検出システムの一実施形態の概略図である。
【図２Ａ】図１のアンテナの指向性の操作および強化、ならびに放射効率の制御を可能にするスロットパターンを示す設計図である。
【図２Ｂ】バックローブの存在を示す図１の漏洩フィーダアンテナのトップダウンビューアンテナパターン（ハッチングゾーン）である。
【図３】本発明による近接検出システムの実施形態の特定のアプリケーションによる近接検出システムの概略図である。
【図４】図３の実施形態で利用される漏洩フィーダを示す詳細図である。
【図５】他のアイテムを含む図３の近接検出システムの平面図である。
【図６】本発明による近接検出システムの実施形態の別の特定のアプリケーションによる近接検出システムの概略図である。
【図７】前後比を改善するための後方反射器の使用を強調している近接検出システムで使用するためのアンテナの一実施形態の構造の断面図である。
【図８】ワイヤレスデバイスおよび図３、図４、および図５の新規の近接検出システムを使用して、ワイヤレスゾーン内の、ユーザの検出された存在に基づいて、所望のアクションをトリガする際に実行される一組のステップを示すプロセスフロー図である。
【図９】本発明のさらに別の実施にしたがって平面アンテナを組み込んだ、コンパクトで統合された近接検出システムの概略トップダウン図である。
【図１０】本発明の別の実施にしたがって平面アンテナを組み込んだ、コンパクトで統合されたＳｔｒｉｃｔＩＤシステムの概略図である。
【図１１】図１０のＳｔｒｉｃｔＩＤシステムの平面アンテナを備えたプリント回路基板の積層構造の断面図である。
【図１２】図１０の平面アンテナにおける放射スロットの平面図である。
【図１３】幅６０ｍｍから幅１００ｍｍの間で変化するアンテナサイズで得られた２つの放射パターンを示す図である。
【図１４】所望のゾーンを達成するためのＳｔｒｉｃｔＩＤシステムの１つのアプリケーションにおける２つの多重化アンテナの使用を示す平面図である。
【図１５】放射ゾーンの厳密な制御を維持しながら、角度および／または到着または出発角度を決定するための、本発明システムによる近接検出システムの１つのアプリケーションにおける２つのオフセットアンテナの使用を示す平面図である。
【国際調査報告】
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