(57)【要約】【課題】タグをクローキングすることを可能にするが、それがクローキングされているときもなお問い合わせを受ける。【解決手段】ＲＦＩＤタグ１０のアンテナ４２に対する出力３８は、ＲＦＩＤチップによって生成された論理コマンドＣＬＯＡＫに応答して動作状態にされる直列スイッチによって、ＲＦＩＤチップの平衡回路から切断される。スイッチを動作状態にすることは、ＲＦＩＤタグの入力３２を切断することなしに、ＲＦＩＤタグのアンテナに対する出力３４を切断する。従って、アンテナに対する出力は、ＲＦ問い合わせフィールドにおける残りのＲＦＩＤタグを識別できるようにするために十分な時間だけ切断される。しかしながら、アンテナの入力は接続されたままであり、クローキング期間３０を含む任意の時間２８において、タグのクローキングを解除することができかつ選択的にそれの信号を出力することを可能にするコマンドを受信することができる。【選択図】図１
2008226277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、上記アンテナに接続された出力回路と、上記出力回路に接続されて上記出力回路を制御する論理回路と、上記アンテナに接続された入力回路とを備えたＲＦＩＤタグであって、
上記出力回路は、通常動作の間に、符号化された識別情報に従って上記アンテナを選択的に接地することによって、上記符号化された識別情報を上記アンテナを介して出力するように構成され、
上記論理回路は、
上記通常動作時において上記出力回路により情報を出力させることと、
クローキング期間として定義された予め決められた時間にわたって、上記アンテナがＲＦエネルギーの吸収及び反射を低下させているように、上記アンテナに接続されたインピーダンスを増大させることにより、上記出力回路による上記アンテナからの情報の出力を阻止することと
を選択的に実行するように構成され、上記クローキング期間は、いったん上記ＲＦＩＤタグが上記符号化された識別情報を上記アンテナを介して送信し、読み取り機によって識別されたときに開始され、
上記入力回路は、上記クローキング期間においても、上記アンテナを介してコマンドを受信するように構成されたＲＦＩＤタグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線周波数識別タグ又はラベルに関し、特に、ＲＦＩＤトランスポンダの読み取り動作を援助するために用いられるクローキング（cloaking；電磁気的な隠蔽）回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
参照によってここに含まれた特許文献１において、ＲＦＩＤチップによって生成された論理コマンドＣＬＯＡＫ（クローク）に応答して動作状態にされる直列のスイッチによりＲＦＩＤチップの平衡回路（balance）から切断される、ＲＦＩＤタグ又はラベルのアンテナが説明されている。スイッチを活性化状態（又は動作状態）にすることは、ＲＦＩＤタグのアンテナをＲＦＩＤチップの残りの部分から切断し、アンテナ端子間にわたる高インピーダンスの抵抗として作用する。ＲＣ回路は、ＣＬＯＡＫ信号を活性化することによって充電され、その後、高インピーダンスの直列のアンチヒューズ漏れトランジスタ（antifuse leakage transistor）によって決定されるように、予め決められたＲＣ時間期間の間に放電する。従って、アンテナは、ＲＦ問い合わせフィールドにおける残りのＲＦＩＤタグが識別されることを可能にするのに十分な時間だけ切断される。その一方、ＲＦＩＤチップとそれの装荷物又は負荷物からアンテナを切断することは、予め決められた時間期間の間にＲＦＩＤタグを問い合わせの領域から電磁気的に除去するように、それの吸収及び散乱の実効開口をゼロ近くまで低下させる。ゆえに、問い合わされたタグは切断されたままであり、残りのタグに問い合わせるために用いられるＲＦフィールドに対して不干渉のままである。信号発生の手段としてか又はアンテナ共振構造に蓄えられたエネルギーを除去するためかのいずれかとして、アンテナを少なくとも部分的に短絡することによってタグのアンテナを離調することも知られている。
【特許文献１】米国特許第５，９６３，１４４号明細書。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、教示されていることは、タグへの電力が除去されている時間中であってもＲＦＩＤチップのフロントエンドを切断することである。このことは、データパス及び／又は電力入力に対する回路を開くことによって達成されうる。残念ながら、このことは、チップがクローク状態にあるときに読み取り機がタグと通信できないということを意味する。
【０００４】
一例として、コンベヤのベルト上において、２０秒間のクローク時間を有するタグに対して問い合わせが実行され、次いで当該タグがクローキングされるという場合がある。しかしながら、その後に、タグがコンベヤベルトの下流側に向かって搬送されるとき、ただし２０秒間の時間期間以内に、ラベルを読み取る必要性のある場合がある。
【０００５】
必要とされるものは、タグをクローキングすることを可能にするが、それがクローキングされているときもなお問い合わせを受けることが可能な回路及び方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、アンテナを有しかつクローキングされるＲＦＩＤタグの改良物であって、スイッチと、上記スイッチに接続された論理回路とを備えた改良物として画成される。上記論理回路又はゲートは、通常動作の間にアンテナを介して信号を伝送する（又は通信する）ことを可能にし、それによってアンテナを介したＲＦＩＤタグからの信号の出力を可能にし、クローキング期間の間には、ＲＦＩＤ出力を非動作状態（ディスエーブル）にする。ＲＦＩＤタグのクローキングにも拘らずコマンド信号が連続的に受信可能であるように、ＲＦＩＤタグには受信方向の接続（receiving connection）が提供される。
【０００７】
ＲＦＩＤタグは入力回路を含む。受信方向の接続は、スイッチの動作によって遮断されることのない、アンテナと入力回路との間の電気的な接続である。この電気的な接続は、アンテナと入力回路との間に接続されたダイオードを備える。スイッチは、アンテナと接地との間を接続する、スイッチングトランジスタのような接地スイッチである。スイッチは、通常動作の間の信号に従ってアンテナを選択的に接地することによって、アンテナを介して信号を伝送する。論理回路は、通常動作の間に、スイッチに信号を接続してアンテナを接地し、クローキング動作の間にスイッチからの信号を遮断する。さらに、クローキング動作の間には、アンテナを介してＲＦＩＤ回路に電力が供給される。
【０００８】
本発明は以上の動作を実行するための方法を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以上に要約された本発明は添付の図面を参照し、これらの図面では、同様の構成要素は同様の参照番号で表されている。
【００１０】
ここで、本発明は添付の図面において視覚化され、本発明とその様々な実施形態は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明を参照することによってよりよく理解されるであろう。
【００１１】
本発明において、チップは読み取り機からの情報を受信しているときであってさえも応答できなくなるように、チップの出力は非動作状態にされる。そのような方式の利点は、クローク状態を克服してクローク期間の間でもタグ１０が応答することを可能にしうるようなコマンドを導入できるということにある。クローク状態にあるいかなるタグ１０もまだ検出されないならば、チップを動作状態にする通常のコマンドもなお用いられる。
【００１２】
この改良物について議論する前に、まず、クローキングされたＲＦＩＤタグ１０の動作に関するいくつかの基本的な背景情報について一般的に考察する。回路又はＲＦＩＤタグ１０をクローキングする場合、実際上は、タグのアンテナ４２をタグ１０の残りの部分から切断する。この実際上の切断は、ＲＦＩＤタグ１０上の回路によって実行され、上記回路は、（１）各アンテナ端子と、タグ１０を備えたチップの論理回路との間の直列のスイッチを形成し、（２）ＲＦフィールドにおいて残りのタグを識別するために必要とされる時間と比較して十分な非常に長い時間期間の間、スイッチを開状態、又はアンテナが切断された状態に保持する手段を提供するように設計される。時間期間は、タグ１０の電力が除去されているときであってさえもその機能を実行し続ける抵抗−キャパシタ回路の電圧の減衰によって決定される。説明される実施形態では、これらの長いＲＣ時間コストの遅延を達成するために、高抵抗値の抵抗器としてアンチヒューズ構造が用いられる。以下に開示される本発明に係る改良なしには、ＲＦＩＤタグ１０のアンテナ４２は、ＲＦフィールドへの電力供給が存在しない場合であってかつＲＣ遅延時間が終了（タイムアウト）するまで、電力オン／オフのサイクルの間に、切断されたままであるか、又は高インピーダンスが装荷されたままになる。時間遅延は、ＲＦＩＤタグ１０を製造する際に利用された正確な処理パラメータに依存し、典型的には２乃至１００秒の範囲になりうる。
【００１３】
このタイムアウト期間の間、ＲＦＩＤチップによってアンテナ４２の各端子に接続されたインピーダンスは、アンテナ４２の回路が実際上に開かれたものとみなされるように、十分に高くなるまで増大される。このことは、アンテナ４２とＲＦＩＤタグ１０との両方において、ＲＦエネルギーの吸収と反射を低下させる。また、このことは、各端子が回路において開かれているアンテナ４２はいずれも、ＲＦの問い合わせ及び電力フィールドに対して吸収及び散乱の最小の実効開口を有しているという、アンテナ理論の新規なアプリケーションに相当する。
【００１４】
本発明に係るＲＦＩＤシステムの性能の優位点は、アンテナ４２が実際上切断されている時間中に、タグ１０がＲＦフィールドにおいてより見えにくくなり（すなわち電磁気的により検出しづらくなり）、あるいはクローキングされるということにある。クローキングされたアンテナ４２は、他のタグと干渉する程度がより低くなり、次いで、これら他のタグに対して問い合わせ又は識別処理が実行される。さらに、各タグが順に識別されるとき、識別されたタグ自体をクローキングするように指示するために、符号化された信号が送信される。ゆえに、このことは、クローキングされた状態にあるときに、問い合わせ領域にある残りのタグを読み取るために、ＲＦフィールドにおけるより多くのエネルギーを利用可能にできる。ＲＦＩＤシステムの読み取り範囲内にある多数のタグを読み取って識別する全体的な容量は、この概念を適用する結果として大幅に改善される。
【００１５】
次に、図１において、ＲＦＩＤタグに含まれる回路１０によって示されたように、上で説明されたクローキングシステムの改良物について考察する。通常動作（クロークが動作状態にされていないとき）において、論理積（ＡＮＤ）ゲート１６の入力に接続された“クロークバー（cloak bar）”ノード１２はハイレベルになる。ノード１４における“出力”が（典型的には１乃至２マイクロ秒の間）ハイレベルになるときはいつでも、タグのアンテナが接続される入力パッド１８は、短絡される。言い換えると、出力ノード１４とクロークバーノード１２との両方がハイレベルのときには、論理積ゲート１６は、トランジスタ２０のゲートに接続されたハイレベルの出力を有し、次いで、トランジスタ２０は、パッド１８を、ダイオード４９を介して接地パッド２２に接続する。このことは、パッド１８に接続されかつ接地されたタグのアンテナ４２からの後方散乱された信号が生成されるようにし、次いで上記後方散乱された信号がＲＦＩＤ読み取り機によって検出されるようにする。
【００１６】
図２は、関連した信号のタイミングチャートであり、ここでは、入力信号の包絡線が線３２で示され、ノード１４における出力が線３４で示され、クロークバーが線３６で示されている。パルス３８で示されたようにノード１４において出力がハイレベルになっている通常動作２８の間は、パット１８上に後方散乱されたパルス４０が提供され、すなわち、アンテナ４２が瞬間的に接地される。しかしながら、クローキングされた期間３０の間には、出力パルス３８はアンテナ４２から遮断される。クロークモード（クロークが動作状態にされているとき）において、“クロークバー”ノード１２はローレベルになる。ゆえに、論理積ゲート１６の出力は常にローレベルであり、ＲＦＩＤタグ１０から後方散乱された信号は存在しえない。
【００１７】
しかしながら、図１に示されたように、入力パッド１８は常に、ＲＦＩＤタグ１０の入力段４４にダイオード２４を介して接続され、タグ１０への電力は、タグ電力回路４６に接続されたダイオード２６から供給され続けている。従って、タグ１０の出力がクローキングされているときであってさえも、ＲＦＩＤタグ１０によってコマンドが検出され、読み取られ、かつ処理されうる。ここで、当該改良物を用いると、タグ１０は、後に続く読み取り機による問い合わせのために、クローキングされていない状態に変化されることが可能である。クロークバーをハイレベルにし、かつノード１４における出力によってアンテナ信号を制御できるようにするために、アンテナ４２と、入力パッド１８と、ダイオード２４を介したタグへの入力回路４４とを介して、任意の時刻にコマンドが送信され、検出され、かつ処理されることが可能である。
【００１８】
本発明の精神及び範囲から離れることなく、当業者によって多くの改変物及び変形物が作成されうる。ゆえに、説明された実施形態は例示の目的のみで記述されたということと、説明された実施形態は、添付の請求の範囲によって画成される本発明を制限するように解釈されるべきではないということとが理解されなければならない。
【００１９】
本発明とその様々な実施形態を説明するために本願明細書において用いられた用語は、それらの用語の一般に定義された語義の意味でのみ理解されるべきではなく、本願明細書における特別な定義によって、一般に定義された語義の範囲を超えた構造、材料又は動作を含むべきである。従って、ある構成要素が、本願明細書のコンテキストにおいて１つよりも多くの語義を含むように理解されうるならば、ある請求項におけるそれの使用は、明細書によって、及びその用語自体によって支持されるすべての可能な語義を包括的に含むように理解されなければならない。
【００２０】
ゆえに、添付の請求の範囲に係る用語又は構成要素の定義は、本願明細書において、字義通りに記述された構成要素の組み合わせのみ含むのではなく、実質的に同様の方法で実質的に同様の機能を実行して実質的に同様の結果を得るための、すべての等価な構造、材料又は動作を含むように定義される。ゆえに、この意味で、２つ又はそれよりも多くの構成要素の等価な置き換えが、添付の請求項における構成要素のうちの任意の１つに対して実行可能であること、あるいは、単一の構成要素が、ある１つの請求項における２つ又はそれよりも多くの構成要素に対して置き換え可能であることが企図されている。
【００２１】
当業者によって考えられる、既知であるかあるいは将来考案される、請求の範囲における内容からの実質的ではない変化は、請求の範囲内に同様に含まれるものとして明らかに企図される。ゆえに、当業者にとって既知の、あるいは将来知られる明らかな置き換えは、画成された構成要素の範囲内にあると定義される。
【００２２】
従って、請求の範囲は、上で特に例示されかつ説明されたもの、概念的に等価なもの、明らかに置き換え可能なもの、また本発明の本質的な着想を本質的に含むものを包含するように理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】クローキング期間の間にコマンド信号が受信可能である状態にＲＦＩＤタグが残ったままであり、それに応じてタグがコマンドに基づいて動作状態にされる、説明された実施形態の簡単化された回路図である。
【図２】図１の回路の動作のタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１０…ＲＦＩＤタグ、
１２…クロークバーノード、
１４…出力ノード、
１６…論理積ゲート、
１８…入力パッド、
２０…トランジスタ、
２２…接地パッド、
２４，２６，４９…ダイオード、
２８…通常動作、
３０…クローキングされた期間、
３２…入力信号の包絡線、
３４…出力、
３８…出力パルス、
４０…後方散乱されたパルス、
４２…タグのアンテナ、
４４…入力段、
４６…タグ電力回路。
【図１】
2008226277.tif 000003
【図２】
2008226277.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月16日(2008.7.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナと、上記アンテナに電気的に接続された出力回路と、上記出力回路に電気的に接続されて上記出力回路を制御する論理回路と、上記アンテナに電気的に接続された入力回路とを備えたＲＦＩＤタグであって、
上記出力回路は、通常動作の間に、符号化された識別情報に従って上記アンテナを選択的に接地することによって、上記符号化された識別情報を上記アンテナを介して出力するように構成され、
上記論理回路は、上記通常動作時において上記出力回路により上記アンテナを介して情報を出力させることと、クローキング期間として定義された予め決められた時間にわたって上記出力回路による上記アンテナからの情報の出力を阻止することとを選択的に実行するように構成され、上記クローキング期間は、いったん上記ＲＦＩＤタグが上記符号化された識別情報を上記アンテナを介して送信し、読み取り機によって識別されたときに開始され、
上記入力回路は、上記クローキング期間においても、上記アンテナを介してコマンドを受信するように構成されたＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
上記論理回路は、上記クロークキング期間の間に、上記アンテナがＲＦエネルギーの吸収及び反射を低下させるように、上記アンテナに接続されたインピーダンスを増大させることにより、上記出力回路による上記アンテナからの情報の出力を阻止するように構成された請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
上記ＲＦＩＤはダイオードをさらに備え、
上記入力回路と上記アンテナとの間の電気的接続は上記ダイオードを介して行われる請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
上記出力回路は上記アンテナと接地との間に接続され、
上記論理回路はスイッチを備えた請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
上記スイッチはトランジスタを備えた請求項４記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
上記スイッチは、上記通常動作の間に、上記論理回路の制御下で上記アンテナを選択的に接地することによって上記アンテナを介して情報を出力させるように構成された請求項４記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
上記論理回路は、上記クロークキング期間の間に、上記スイッチによる上記アンテナの接地を阻止するように構成された請求項４記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項８】
上記クローキング期間の間に、上記アンテナを介して受信された信号から生成された電力を上記ＲＦＩＤタグに供給するように構成された電力入力をさらに備えた請求項１記載のＲＦＩＤタグ。