(57)【要約】【課題】近接しているＳＡＷタグから発信される質問信号への複数の応答をユーザーが確実に弁別できるようにするシステムおよび方法である。【解決手段】符号化されたトランスデューサを有する表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグおよびその動作および製造方法である、一実施形態では、タグは（１）パルスおよび位相位置によって番号をエンコードするためにパルス位置と位相位置の双方によって基板上に配列されたスロット群の間に配分された幾つかのリフレクタを有する圧電基板と、（２）基板上に配置され、符号化された質問パルスを生成するためのＳＡＷトランスデューサとを備えている。【選択図】図１
2008236810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化されたトランスデューサを有する表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグであって、
パルスおよび位相位置によって番号をエンコードするためにパルス位置と位相位置の双方によって基板上に配列されたスロット群の間に配分された幾つかのリフレクタを有する圧電基板と、
前記基板上に配置され、符号化された質問パルスを生成するためのＳＡＷトランスデューサと、を備えたＳＡＷ識別タグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体として表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグに関し、より具体的にはコード弁別用に適応させたＳＡＷタグ上のインターデジタル・トランスデューサおよびその動作方法および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オブジェクトを識別するために、現在幾つかの異なる種類の電子識別デバイスがこのようなオブジェクトに取付けられている。使用されている様々な種類のデバイスはユビキタス・バーコードや磁気条片から大幅に高度化された無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）デバイスまである。バーコードや磁気条片の場合、重大な制約要因には視線方向の信頼性、タグの損傷、および表面の汚れという問題、および有効範囲が比較的短いことが含まれる。例えば磁気条片は一般にデータを検知し、復号するため読取り器を直に接触させ、条片に対して適切な方向に向けることが必要である。磁気条片が直接接触読取り器以外のデバイスで読み取られるような稀な場合は、有効読取り範囲は最良でもわずか数ミリメートルに過ぎない。同様に、バーコードを確実に読み取るための有効範囲も典型的にはたかだか数センチメートル未満である。バーコードおよび磁気条片を読み取ることができる範囲は短いので、通常これらは一度に１つしか読み取ることができず、１つのバーコードまたは磁気条片が互いにインターフェースすることは稀である。
【０００３】
識別デバイスとしてのバーコードおよび磁気条片の欠点により、様々なＲＦＩＤタグの実施形態への関心が改めて生じ、また復活してきた。ＲＦＩＤタグは便宜上、基本的にチップ・タグとチップレス・タグへと区分することができる。チップレス・タグは一般にバーコードまたは磁気条片と同じ読取り範囲を有しており、したがって、主な欠点を共有している。従来型のＲＦＩＤチップ・タグはチップレス・タグ、磁気条片、またはバーコードよりも大幅に長い読取り可能範囲を有するように製造できるが、これらは一般に高価であるため、経費が経済的に妥当な個別用途だけの使用に減退される。ほとんどの場合、従来型のＲＦＩＤチップ・タグは個別的に読み取られ、タグの応答が互いに干渉、または衝突する機会はわずかである。
【０００４】
安価に製造可能である読取り範囲が長いＲＦＩＤタグが最近開発されている。このＲＦＩＤタグは表面弾性波（ＳＡＷ）技術に基づいている。ＳＡＷ識別タグ１２０の完全で詳細な説明は本発明の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれているＨａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ  Ｓ．の米国特許出願第１０／０２４，６２４号「向上したデータ・コンテンツを有する表面弾性波識別タグおよびその動作および製造方法」（「ハルトマン１」）に開示されている。このようなタグを読取るためのＳＡＷ識別タグ読取り器１３０の説明はこれも本発明の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれているＨａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ  Ｓ．の米国特許出願第１０／０６６，２４９号「情報量が大きいＳＡＷ識別タグおよびその使用方法」（「ハルトマン３」）に開示されている。このようなタグは安価であるので、（商品棚のすべての物品のような）多数のオブジェクトに取付けることができ、またタグ読取り器が多数のタグに対して同時に質問できるのに充分な範囲を有しているので、複数の応答に起因する信号干渉およびコード衝突の問題、ならびに多くの応答が一度に送信されることに起因するシンボル間の干渉の問題に対処しなければならない。ＳＡＷ識別タグの完全な潜在能力を実現できる前に、これらの課題を解決する必要がある。
【特許文献１】米国特許出願第１０／０２４，６２４号
【特許文献２】米国特許出願第１０／０６６，２４９号
【特許文献３】米国特許出願第１０／１０３，６８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、この分野で必要であるのは近接しているＳＡＷタグから発信される質問信号への複数の応答をユーザーが確実に弁別できるようにするシステムおよび方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
先行技術の上記の欠点に対処するため、符号化されたトランスデューサを有する表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグ、およびその動作および製造方法を提供する。一実施形態では、タグは（１）パルスおよび位相位置によって番号をエンコードするためにパルス位置と位相位置の双方によって基板上に配列されたスロット群の間に配分された幾つかのリフレクタを有する圧電基板、および（２）基板上に配置され、符号化された質問パルスを生成するためのＳＡＷトランスデューサと、を備えている。
【０００７】
このように本発明は発生する可能性がある衝突の問題の部分的な解決をもたらす。ＳＡＷタグ読取り器が質問パルスを発信した場合に多数の応答信号が検知される場合、対象となるタグによって返される確率がもっとも高い応答を電子的に識別する手段を有する必要がある。本明細書に記載されているようなＳＡＷ識別タグの実施形態を上に配置することによって対象となる品目が識別される場合、指定の符号化された質問パルスを送信するトランスデューサへの応答を生成するタグ以外のすべてのタグを識別の潜在的な候補として検討対象から除外するようにＳＡＷタグ読取り器をプログラムすることが可能である。
【０００８】
一実施形態では、本発明は位相偏移変調を利用して符号化された質問パルスを生成するためにＳＡＷトランスデューサを備え、一方、別の実施形態では、符号化された質問パルスは周波数偏移変調を利用して生成される。さらに別の実施形態では、ＳＡＷトランスデューサはよく知られたバーカー符号シーケンスを有する符号化された質問パルスを生成する。どの種類の符号化も充分に本発明が意図する範囲内にあることを当業者は理解しよう。
【０００９】
本発明のＳＡＷ識別タグの特に有利な実施形態では、符号化された質問パルスは一群のオブジェクトと関連している。このように、質問パルス用の所定のコードを利用するＳＡＷ識別タグは常に特定の一群のオブジェクトと関連している。
【００１０】
本発明のさらに別の実施形態では、ＳＡＷ識別タグ読取り器がタグと関連している。このような関連付けはユーザーが応答信号を返すタグを対象となるＳＡＷタグと対象外のＳＡＷタグとに区分できるという強力な衝突防止機能である。これによってＳＡＷ識別タグ読取り器は所定の符号化された質問パルスを有するタグから反射されたパルスだけを処理することができる。このように、ＳＡＷ識別タグ読取り器は所定の符号化された質問パルスを有していないＳＡＷタグを処理しないので、対象となるＳＡＷタグに向けるより多くのコンピュータ処理能力を残した、より効率的で確実なオブジェクト識別システムが利用可能になる。本発明の１つの態様では、特定のＳＡＷ識別からの符号化された質問パルスは符号分割多重方式を利用して識別される。
【００１１】
本発明はさらに、符号化されたトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの動作および製造方法をも提供する。以下に関連分野の当業者が理解できるように充分に詳細にこれらの実施形態を説明する。
【００１２】
当業者が本発明の下記の詳細な説明を理解できるように、これまで本発明の好適な特徴、および代替の特徴を概略的に記載した。以下には本発明の特許請求の範囲の主題を形成する本発明のその他の特徴を記載する。当業者が本発明の同じ目的を実行するための他の構造を設計または修正する基礎として、開示されるコンセプトおよび特定の実施形態を容易に利用できることを当業者は理解されよう。当業者はさらに、このような同等の構造が本発明の趣旨および範囲から逸脱しないことを理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明をより完全に理解するために、ここで添付図面と共に以下の説明を参照されたい。
【００１４】
最初に図１を参照すると、本発明にしたがって構成された符号化されたトランスデューサ１１０の実施形態を使用してＳＡＷ識別タグ１００の平坦な上表面の図面が示されている。図示されているＳＡＷタグ１００は圧電基盤１２０を有しており、その上に幾つかのリフレクタ１３０がスロット１４５の群１４０の間に配分されている。スロット１４５はパルス位置と位相位置の双方によって基盤１２０上に配置されており、リフレクタ１４０はこのようなパルス位置と位相位置とによって番号をエンコードするために上記のスロット１４５内に配置されている。
【００１５】
関連分野の当業者が理解するように、ＳＡＷタグ１００は外部の刺激に応答する受動デバイスである。この刺激はトランスデューサ１１０によって電気パルスとして受信される質問信号を送信する関連する読取り器（図示せず）によって発生される。トランスデューサ１１０は電気パルスを基板１２０の表面に沿って伝播するＳＡＷ質問パルスへと変換する。ＳＡＷがリフレクタ１３０に当たるごとに質問パルスの一部が応答パルスとして反射される。応答パルスはトランスデューサ１１０によって検知され、応答信号として送信されるように電気パルスへと再変換される。この応答信号の内部には、基板１２０上のリフレクタ１３０のパルス位置および位相位置によって決定される大域的に一意的な識別番号がエンコードされている。
【００１６】
識別システムの目的が幾つかの品目から１つの特定の品目を識別することであるのは言うまでもない。各々の品目が一意的なＳＡＷタグ１００を有している場合は、品目を識別する目的と品目上の特定のＳＡＷタグ１００を識別する目的は同じである。ＳＡＷタグ１００は外部刺激に応答する受動デバイスであるので、質問信号の範囲内のすべてのＳＡＷタグ１００は応答信号を返す。多数のＳＡＷタグ１００が応答信号を返すと衝突が起こり、多数の中から特定の応答を切り離し、特定することが困難になる。
【００１７】
本発明は、トランスデューサ１１０が所定の符号化された質問信号を生成したＳＡＷタグ１００からの応答信号だけをさらに処理するために識別し、選択する手段を備えることによって、幾つかの応答信号間の衝突を解決する。このように応答信号を切り離すことによって、処理されなければならない信号の数が少なくなり、正確なデコードの確立は高まる。このように本発明は、質問パルスに応答するＳＡＷタグ１００の弁別層を備え、識別のための候補であるオブジェクトまたは品目の領域を大幅に縮小する。本発明は本発明の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれている２００２年３月２１日に出願されたＨａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ  Ｓ．の米国特許出願第１０／１０３，６８４号「複数の表面弾性波識別タグを弁別する読取り器および応答制御システムおよびその動作方法」に開示されているような衝突防止技術およびデバイスと組合せると特に有用である。
【００１８】
ここで図２に転じてこれを参照すると、位相偏移変調によって符号化された質問パルスを生成するための本発明によって構成されたトランスデューサ２００の実施形態の図面が示されている。図示されているインターデジタル・トランスデューサ２００は交互の配置パターンでＳＡＷタグ基板の表面上に２個の電極２１０のアレイを配置することによって形成されている。各電極２１０は一連の等間隔のフィンガ位置２２０を有しており、その幾つかはフィンガ２３０によって占められ、幾つかは空いている。図示した実施形態は１２の位置２２０の集合用に各電極２１０上に６つのフィンガ位置２２０を備えている。これは位相偏移変調（ＰＳＫ）技術を利用して質問パルスが符号化されることを可能にするフィンガ２３０の交互配置構造である。このＰＳＫ符号化された質問パルスは次にＳＡＷタグの基板表面まで下方に伝播され、そこでリフレクタに当たって、上記のように内部にエンコードされた番号を有する応答パルスを返す。
【００１９】
ＰＳＫ符号化された質問パルスは入力信号を符号化するために所定のパターンでトランスデューサ２００上の各電極２１０から延在する一連のフィンガ２３０によって生成される。一例として、入力信号が左から右へとトランスデューサ２００を横切るものと見なすと、この信号は、幾つかはフィンガ２３０によって占められ、幾つかは空いている一連のフィンガ位置２２０に当たる。符号化の目的のため、（各電極２１０ごとに２個の）４つのフィンガ位置２２０の各集合は１ビットのデータを供給する。フィンガ位置２２０の第一の集合では、（各電極２１０ごとに１個の）最初の２つのフィンガ位置２２０および次の２つの位置の隙間のフィンガ２３０が＋１ビットのデータと等価であると見なすことができる入力信号内に位相偏移を生成する。信号が次の４つのフィンガ位置２２０を通って移動すると、同様の構造のフィンガ２３０が別の＋１データ・ビットを生成する。最後の４つのフィンガ位置２２０は、この例では−１データ・ビットとしてエンコードされる信号を生成するためにフィンガ２３０によって占められている。関連分野の当業者が理解するように、図示した入力信号は３ビットのバーカー・コード・シーケンスで質問パルスを生成したことになる。さらに関連分野の当業者は、どのような種類の符号化またはシーケンスも本発明が意図する範囲内に充分入ることを理解し、認識するだろう。
【００２０】
ここで図３に転じてこれを参照すると、周波数偏移変調（ＦＳＫ）によって符号化された質問パルスを生成するための本発明によって構成されたトランスデューサ３００の実施形態の図面が示されている。この図面のインターデジタル化されたトランスデューサ３００も交互の配置パターンで延在してインターデジタル化されたトランスデューサ３００を形成するフィンガ３３０を有するフィンガ位置３２０に２個の電極３１０を有している。
【００２１】
これが入力信号を符号化するためにＦＳＫを行うフィンガ３３０のパターンである。フィンガ３３０は利用できる１２のフィンガ位置３２０の各々を占めているが、位置３２０は図２に示したトランスデューサ２００上のフィンガ位置２２０の場合の用に電極３１０上で等間隔ではない。関連分野の当業者は、ＦＳＫは異なる多様な符号化シーケンスおよび構造に向いており、そのすべてが本発明の意図する範囲に充分入ることを理解するであろう。
【００２２】
本発明を利用したＳＡＷ識別タグの特に有利な実施形態は、符号化された質問パルスを利用し、これを一連のオブジェクトと関連させるものである。このように関連付けされると、特定の符号化がなされた質問パルスへの応答を生成するものと識別されたＳＡＷ識別タグは、オブジェクトが一群のこのようなオブジェクトの一部であることを識別する。この実施形態の有利な態様は、符号化されたトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの動作方法の文脈で検討すると最も明解に理解される。
【００２３】
ここで図４に転じてこれを参照すると、本発明によって符号化されたトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグを動作する方法４００の実施形態のブロック図が示されている。この動作方法４００は開始工程４１０で開始される。励振工程４２０で、圧電基板上に配置されたＳＡＷトランスデューサが入力信号によって符号化された質問パルスへと励振される。反射工程４３０では、符号化された質問パルスがＳＡＷ識別タグの基板上のパルス位置および位相位置の双方によって配列された一連のスロット間に配分されたリフレクタから反射する。一実施形態では、関連読取り器の工程４４０はＳＡＷ識別タグ読取り器をＳＡＷ識別タグと関連させる。選択および復調工程４５０では、符号化された質問パルスから反射されたパルスが選択され、復調されて、パルス位置および位相位置の双方によってＳＡＷタグ上でエンコードされる番号が作成される。方法は終了工程４６０で終了する。
【００２４】
本発明の一実施形態では、符号化されたトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの動作方法４００は、一群のオブジェクトに関連付けられる符号化された質問パルスを供給する。このような実施形態は例えば、より大型のオブジェクトのサブセットであるオブジェクトを識別するために有用に使用できる。例えば、病院の手術服を一群のＳＡＷ識別タグを特定の手術室または特定の種類の手術で使用される手術器具と関連付けすることができよう。このように、ある所定の符号化された質問パルスを生成するＳＡＷ識別タグが関連付けされた手術器具が特定の手術服または特定の手順で使用される手術器具の種類に属するものと識別できよう。別の例はチェーンストア用の在庫品目の識別であろう。ある所定の符号化された質問パルスを生成する関連するＳＡＷ識別タグを有するこれらの品目はある所定の店舗に割り当てられた品目の種類に属するものと識別できよう。関連分野の当業者が理解するように、オブジェクト群、または一連のオブジェクトにＳＡＷ識別タグが割り当てられる状況は多数存在する。符号化された質問パルスを生成するトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの利用によって、一連のＳＡＷタグを特定のオブジェクト群と関連付ける便利な方法をもたらす。
【００２５】
符号化された質問パルスを生成するトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの別の実施形態は信号の衝突が問題であるか、それが生じやすい環境におけるものである。この種類のタグはユーザーが返ってくる応答信号を対象となる信号と対象外の信号とに区別することができるようにする強力な衝突防止ツールをもたらすものである。例えば、ＳＡＷ識別タグ読取り器を、それが有しているＳＡＷ識別タグから所定の符号化された質問信号への応答を構成する識別信号だけを処理するようにプログラムすることができる。本発明の一実施形態では、この信号は符号分割多重方式を利用して決定することが可能である。
【００２６】
本発明はさらに符号化されたトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグ用の動作ならびに製造の実施形態用のその他の実施形態をも提供するものであり、関連分野の当業者はこれまでの記述からそれらのすべてを理解しよう。
【００２７】
これまで本発明を詳細に説明してきたが、本発明の広義の趣旨および範囲から逸脱することなく様々な変更、置換え、および代替が可能であることが当業者は理解しよう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による符号化されたトランスデューサの実施形態を利用したＳＡＷ識別タグの平坦な上表面の図面である。
【図２】位相偏移変調によって符号化された質問パルスを生成するために本発明によって構成されたトランスデューサの実施形態の図面である。
【図３】周波数偏移変調によって符号化された質問パルスを生成するために本発明によって構成されたトランスデューサの実施形態の図面である。
【図４】本発明による符号化されたトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの動作方法の実施形態のブロック図である。
【図１】
2008236810.tif 000003
【図２】
2008236810.tif 000004
【図３】
2008236810.tif 000005
【図４】
2008236810.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月29日(2008.7.29)
【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】
表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグであって、
パルスおよび位相位置によって番号をエンコードするためにパルス位置と位相位置の双方によって基板上に配列されたスロット群に配分されたリフレクタを有する圧電基板と、
前記基板上に配置され、符号化されたＳＡＷ質問パルスを生成するための符号化ＳＡＷトランスデューサと、を備えたＳＡＷ識別タグ。
【請求項２】
前記ＳＡＷトランスデューサは位相偏移変調を利用して前記符号化されたＳＡＷ質問パルスを生成する請求項１に記載のＳＡＷ識別タグ。
【請求項３】
前記ＳＡＷトランスデューサは周波数偏移変調を利用して前記符号化されたＳＡＷ質問パルスを生成する請求項１に記載のＳＡＷ識別タグ。
【請求項４】
前記ＳＡＷトランスデューサはバーカー・コード・シーケンスで符号化された前記符号化されたＳＡＷ質問パルスを生成する請求項１に記載のＳＡＷ識別タグ。
【請求項５】
前記符号化された質問パルスは一群のオブジェクトと関連している請求項１に記載のＳＡＷ識別タグ。
【請求項６】
前記符号化された質問パルスを識別するための関連するＳＡＷ識別タグ読取り器と請求項１に記載のＳＡＷ識別タグとからなるタグシステム。
【請求項７】
前記反射されたパルスは符号分割多重方式を利用して識別される請求項６に記載のＳＡＷタグシステム。
【請求項８】
表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグを動作する方法であって、
基板上に配列されたスロット群にパルス位置と位相位置の双方によって配分されたリフレクタから反射する符号化されたＳＡＷ質問パルスを作成するために圧電基板上に配置されたＳＡＷトランスデューサを励振する工程と、
パルス位置と位相位置の双方によってエンコードされた数値を作成するために前記符号化されたＳＡＷ質問パルスから反射されたパルスを選択し、かつ復調する工程と、を含む方法。
【請求項９】
前記ＳＡＷトランスデューサは前記符号化されたＳＡＷ質問パルスを生成するために位相偏移変調を利用する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＳＡＷトランスデューサは前記符号化されたＳＡＷ質問パルスを生成するために周波数偏移変調を利用した請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記符号化されたＳＡＷ質問パルスはバーカー・コード・シーケンスで符号化される請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記符号化されたＳＡＷ質問パルスは一群のオブジェクトと関連している請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記選択および復調のためにＳＡＷ識別タグ読取り器を前期ＳＡＷ識別タグと関連付ける工程をさらに含む請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記反射されたパルスは符号分割多重方式を利用して識別される請求項１３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体として表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグに関し、より具体的にはコード弁別用に適応させたＳＡＷタグ上のインターデジタル・トランスデューサおよびその動作方法および製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オブジェクトを識別するために、現在幾つかの異なる種類の電子識別デバイスがこのようなオブジェクトに取付けられている。使用されている様々な種類のデバイスはユビキタス・バーコードや磁気条片から大幅に高度化された無線周波数識別（「ＲＦＩＤ」）デバイスまである。バーコードや磁気条片の場合、重大な制約要因には視線方向の信頼性、タグの損傷、および表面の汚れという問題、および有効範囲が比較的短いことが含まれる。例えば磁気条片は一般にデータを検知し、復号するため読取り器を直に接触させ、条片に対して適切な方向に向けることが必要である。磁気条片が直接接触読取り器以外のデバイスで読み取られるような稀な場合は、有効読取り範囲は最良でもわずか数ミリメートルに過ぎない。同様に、バーコードを確実に読み取るための有効範囲も典型的にはたかだか数センチメートル未満である。バーコードおよび磁気条片を読み取ることができる範囲は短いので、通常これらは一度に１つしか読み取ることができず、１つのバーコードまたは磁気条片が互いにインターフェースすることは稀である。
【０００３】
識別デバイスとしてのバーコードおよび磁気条片の欠点により、様々なＲＦＩＤタグの実施形態への関心が改めて生じ、また復活してきた。ＲＦＩＤタグは便宜上、基本的にチップ・タグとチップレス・タグへと区分することができる。チップレス・タグは一般にバーコードまたは磁気条片と同じ読取り範囲を有しており、したがって、主な欠点を共有している。従来型のＲＦＩＤチップ・タグはチップレス・タグ、磁気条片、またはバーコードよりも大幅に長い読取り可能範囲を有するように製造できるが、これらは一般に高価であるため、経費が経済的に妥当な個別用途だけの使用に減退される。ほとんどの場合、従来型のＲＦＩＤチップ・タグは個別的に読み取られ、タグの応答が互いに干渉、または衝突する機会はわずかである。
【０００４】
安価に製造可能である読取り範囲が長いＲＦＩＤタグが最近開発されている。このＲＦＩＤタグは表面弾性波（ＳＡＷ）技術に基づいている。ＳＡＷ識別タグ１２０の完全で詳細な説明は本発明の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれているＨａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ  Ｓ．の米国特許出願第１０／０２４，６２４号「向上したデータ・コンテンツを有する表面弾性波識別タグおよびその動作および製造方法」（「ハルトマン１」）に開示されている。このようなタグを読取るためのＳＡＷ識別タグ読取り器１３０の説明はこれも本発明の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれているＨａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ  Ｓ．の米国特許出願第１０／０６６，２４９号「情報量が大きいＳＡＷ識別タグおよびその使用方法」（「ハルトマン３」）に開示されている。このようなタグは安価であるので、（商品棚のすべての物品のような）多数のオブジェクトに取付けることができ、またタグ読取り器が多数のタグに対して同時に質問できるのに充分な範囲を有しているので、複数の応答に起因する信号干渉およびコード衝突の問題、ならびに多くの応答が一度に送信されることに起因するシンボル間の干渉の問題に対処しなければならない。ＳＡＷ識別タグの完全な潜在能力を実現できる前に、これらの課題を解決する必要がある。
【特許文献１】米国特許出願第１０／０２４，６２４号
【特許文献２】米国特許出願第１０／０６６，２４９号
【特許文献３】米国特許出願第１０／１０３，６８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、この分野で必要であるのは互いに近接している複数のＳＡＷタグから発信される質問信号への複数の応答をユーザーが確実に弁別できるようにするシステムおよび方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
先行技術の上記の欠点に対処するため、符号化トランスデューサを有する表面弾性波（ＳＡＷ）識別タグ、およびその動作および製造方法を提供する。一実施形態では、タグは（１）パルスおよび位相位置によって数値をエンコードするためにパルス位置と位相位置の双方によって基板上に配列されたスロット群の間に配分された幾つかのリフレクタを有する圧電基板、および（２）基板上に配置され、符号化された質問パルスを生成するためのＳＡＷトランスデューサと、を備えている。
【０００７】
このように本発明は発生する可能性がある衝突の問題の部分的な解決をもたらす。ＳＡＷタグ読取り器が質問パルスを発信した場合に多数の応答信号が検知される場合、対象となるタグによって返される確率がもっとも高い応答を電子的に識別する手段を有する必要がある。本明細書に記載されているようなＳＡＷ識別タグの実施形態を上に配置することによって対象となる品目が識別される場合、指定の符号化された質問パルスを送信するトランスデューサへの応答を生成するタグ以外のすべてのタグを識別の潜在的な候補として検討対象から除外するようにＳＡＷタグ読取り器をプログラムすることが可能である。
【０００８】
一実施形態では、本発明は位相偏移変調を利用して符号化された質問パルスを生成するためにＳＡＷトランスデューサを備え、一方、別の実施形態では、符号化された質問パルスは周波数偏移変調を利用して生成される。さらに別の実施形態では、ＳＡＷトランスデューサはよく知られたバーカー符号シーケンスを有する符号化された質問パルスを生成する。どの種類の符号化も充分に本発明が意図する範囲内にあることを当業者は理解しよう。
【０００９】
本発明のＳＡＷ識別タグの特に有利な実施形態では、符号化された質問パルスは一群のオブジェクトと関連している。このように、質問パルス用の所定のコードを利用するＳＡＷ識別タグは常に特定の一群のオブジェクトと関連している。
【００１０】
本発明のさらに別の実施形態では、ＳＡＷ識別タグ読取り器がタグと関連している。このような関連付けはユーザーが応答信号を返すタグを対象となるＳＡＷタグと対象外のＳＡＷタグとに区分できるという強力な衝突防止機能である。これによってＳＡＷ識別タグ読取り器は所定の符号化された質問パルスを有するタグから反射されたパルスだけを処理することができる。このように、ＳＡＷ識別タグ読取り器は所定の符号化された質問パルスを有していないＳＡＷタグを処理しないので、対象となるＳＡＷタグに向けるより多くのコンピュータ処理能力を残した、より効率的で確実なオブジェクト識別システムが利用可能になる。本発明の１つの態様では、特定のＳＡＷ識別からの符号化された質問パルスは符号分割多重方式を利用して識別される。
【００１１】
本発明はさらに、符号化されたトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの動作および製造方法をも提供する。以下に関連分野の当業者が理解できるように充分に詳細にこれらの実施形態を説明する。
【００１２】
当業者が本発明の下記の詳細な説明を理解できるように、これまで本発明の好適な特徴、および代替の特徴を概略的に記載した。以下には本発明の特許請求の範囲の主題を形成する本発明のその他の特徴を記載する。当業者が本発明の同じ目的を実行するための他の構造を設計または修正する基礎として、開示されるコンセプトおよび特定の実施形態を容易に利用できることを当業者は理解されよう。当業者はさらに、このような同等の構造が本発明の趣旨および範囲から逸脱しないことを理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明をより完全に理解するために、ここで添付図面と共に以下の説明を参照されたい。
【００１４】
最初に図１を参照すると、本発明にしたがって構成された符号化トランスデューサ１１０を使用しているＳＡＷ識別タグ１００の上表面の図面が示されている。図示されているＳＡＷタグ１００は圧電基盤１２０を有しており、その上に幾つかのリフレクタ１３０がスロット群１４０各々における複数のスロット１４５内の幾つかに配分されている。即ち、1つのスロット群は複数のスロットからなり、スロット各々には符号化に応じリフレクタが配置されていたり、いなかったりしている。スロット１４５はパルス位置と位相位置の双方によって基盤１２０上に配置されており、複数のリフレクタ１４０がこのようなパルス位置と位相位置とによって数値をエンコードするために上記のスロット１４５内に配置されている。
【００１５】
関連分野の当業者が理解するように、ＳＡＷタグ１００は外部の刺激に応答する受動デバイスである。この刺激はトランスデューサ１１０によって電気パルスとして受信される質問信号を送信する関連する読取り器（図示せず）によって発生される。トランスデューサ１１０は電気パルスを符号化し、電気パルスを基板１２０の表面に沿って伝播する符号されたＳＡＷ質問パルスへと変換する。このＳＡＷ符号化質問パルスがリフレクタ１３０に当たるごとに質問パルスの一部が応答パルスとして反射される。応答パルスはトランスデューサ１１０によって検知され、応答信号として送信されるように電気パルスへと再変換される。この応答信号は、基板１２０上のリフレクタ１３０のパルス位置および位相位置によって決定されるに一意的な識別番号エンコードされている。
【００１６】
識別システムの目的が幾つかの品目から１つの特定の品目を識別することであるのは言うまでもない。各々の品目が一意的なＳＡＷタグ１００を有している場合は、品目を識別する目的と品目上の特定のＳＡＷタグ１００を識別する目的は同じである。ＳＡＷタグ１００は外部刺激に応答する受動デバイスであるので、質問信号の届く範囲内のすべてのＳＡＷタグ１００は応答信号を返す。多数のＳＡＷタグ１００が応答信号を返すと衝突が起こり、多数の中から特定の応答を切り離し、識別することが困難になる。
【００１７】
本発明は、多数のＳＡＷタグが応答を返す場合にあって、トランスデューサ１１０が特定の符号化された質問信号を生成したＳＡＷタグ１００からの応答信号だけをさらに処理するために弁別し、選択する手段を備えることによって、幾つかの応答信号間の衝突を解決する。このように応答信号を切り離すことによって、処理されなければならない信号の数が少なくなり、正確なデコードの確立は高まる。このように本発明は、質問パルスに応答するＳＡＷタグ１００の弁別機能を備え、識別のための候補であるオブジェクトまたは品目の領域を大幅に縮小する。本発明は本発明の譲受人に譲渡され、参照によって本明細書に組み込まれている２００２年３月２１日に出願されたＨａｒｔｍａｎｎ，Ｃｌｉｎｔｏｎ  Ｓ．の米国特許出願第１０／１０３，６８４号「複数の表面弾性波識別タグを弁別する読取り器および応答制御システムおよびその動作方法」に開示されているような衝突防止技術およびデバイスと組合せると特に有用である。
【００１８】
ここで図２に転じてこれを参照すると、位相偏移変調（ＰＳＫ）によって符号化された質問パルスを生成するための本発明によって構成されたトランスデューサ２００の実施形態の図面が示されている。図示されているインターデジタル・トランスデューサ２００は交互の配置パターンでＳＡＷタグ基板の表面上に２個の電極２１０のアレイを配置することによって形成されている。各電極２１０は一連の等間隔のフィンガ位置２２０を有しており、その幾つかはフィンガ２３０によって占められ、幾つかは空いている。図示した実施形態は１２の位置２２０の集合用に各電極２１０上に６つのフィンガ位置２２０を備えている。これは位相偏移変調（ＰＳＫ）技術を利用して質問パルスが符号化されることを可能にするフィンガ２３０の交互配置構造である。このＰＳＫ符号化された質問パルスは次にＳＡＷタグの基板表面を伝播され、そこでリフレクタに当たって、上記のようにエンコードされた数値を有する応答パルスを返す。
【００１９】
ＰＳＫ符号化された質問パルスは、入力信号を符号化するように所定のパターンでトランスデューサ２００上の各電極２１０から延在する一連のフィンガ２３０によって生成される。一例として、入力信号が左から右へとトランスデューサ２００を横切るものと見なすと、この信号は、幾つかはフィンガ２３０によって占められ、幾つかは空いている一連のフィンガ位置２２０に当たる。符号化の目的のため、（各電極２１０ごとに２個の）４つのフィンガ位置２２０の各集合は１ビットのデータを供給する。フィンガ位置２２０の第一の集合では、（各電極２１０ごとに１個の）最初の２つのフィンガ位置２２０および次の２つの位置の隙間のフィンガ２３０が＋１ビットのデータと等価であると見なすことができる入力信号内に位相偏移を生成する。信号が次の４つのフィンガ位置２２０を通って移動すると、同様の構造のフィンガ２３０が別の＋１データ・ビットを生成する。最後の４つのフィンガ位置２２０は、この例では−１データ・ビットとしてエンコードされる信号を生成するためにフィンガ２３０によって占められている。関連分野の当業者が理解するように、図示した入力信号は３ビットのバーカー・コード・シーケンスで質問パルスを生成したことになる。さらに関連分野の当業者は、どのような種類の符号化またはシーケンスも本発明が意図する範囲内に充分入ることを理解し、認識するだろう。
【００２０】
ここで図３に転じてこれを参照すると、周波数偏移変調（ＦＳＫ）によって符号化された質問パルスを生成するための本発明によって構成されたトランスデューサ３００の実施形態の図面が示されている。この図面のインターデジタル化されたトランスデューサ３００も交互の配置パターンで延在してインターデジタル化されたトランスデューサ３００を形成するフィンガ３３０を有するフィンガ位置３２０に２個の電極３１０を有している。
【００２１】
これが入力信号を符号化するためにＦＳＫを行うフィンガ３３０のパターンである。フィンガ３３０は利用できる１２のフィンガ位置３２０の各々を占めているが、位置３２０は図２に示したトランスデューサ２００上のフィンガ位置２２０の場合の用に電極３１０上で等間隔ではない。関連分野の当業者は、ＦＳＫは異なる多様な符号化シーケンスおよび構造に向いており、そのすべてが本発明の意図する範囲に充分入ることを理解するであろう。
【００２２】
本発明を利用したＳＡＷ識別タグの特に有利な実施形態は、符号化された質問パルスを利用し、これを一連のオブジェクトと関連させるものである。このように関連付けされると、特定の符号化がなされた質問パルスへの応答を生成するものと識別されたＳＡＷ識別タグは、オブジェクトが一群のこのようなオブジェクトの一部であることを識別する。この実施形態の有利な態様は、符号化されたトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの動作方法の文脈で検討すると最も明解に理解される。
【００２３】
ここで図４に転じてこれを参照すると、本発明によって符号化トランスデューサを有するＳＡＷ識別タグを動作する方法４００の実施形態のブロック図が示されている。この動作方法４００は開始工程４１０で開始される。励振工程４２０で、圧電基板上に配置されたＳＡＷトランスデューサが入力信号によって符号化された質問パルスへと励振される。反射工程４３０では、符号化された質問パルスがＳＡＷ識別タグの基板上のパルス位置および位相位置の双方によって配列された一連のスロット間に配分されたリフレクタから反射する。一実施形態では、関連読取り器の工程４４０はＳＡＷ識別タグ読取り器をＳＡＷ識別タグと関連させる。選択および復調工程４５０では、特定の符号でトランスデューサにより符号化された質問パルスから反射されたパルスだけが選択されて復調されて、パルス位置および位相位置の双方によってＳＡＷタグ上でリフレクタによりエンコードされた数値が作成される。方法は終了工程４６０で終了する。
【００２４】
本発明の一実施形態では、符号化トランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの動作方法は、一群のオブジェクトに関連付けられる特定の符号で符号化された質問パルスを供給する。このような実施形態は例えば、より大型のオブジェクトのサブセットであるオブジェクトを識別するために有用に使用できる。例えば、病院の手術服が一群のＳＡＷ識別タグを特定の手術室または特定の種類の手術で使用される手術器具と関連付けすることができよう。このように、ある特定の符号化された質問パルスを生成するＳＡＷ識別タグを有する手術器具は、特定の手術服または特定の手順で使用される手術器具の群に属するものと識別できよう。別の例はチェーンストア用の在庫品目の識別であろう。ある所定の符号化された質問パルスを生成するＳＡＷ識別タグを有するこれらの品目はある所定の店舗に割り当てられた品目の種類に属するものと識別できよう。関連分野の当業者が理解するように、オブジェクト群、または一連のオブジェクトにＳＡＷ識別タグが割り当てられる状況は多数存在する。符号化された質問パルスを生成するトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの利用によって、一連のＳＡＷタグを特定のオブジェクト群と関連付ける便利な方法をもたらす。
【００２５】
符号化された質問パルスを生成するトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの別の実施形態は信号の衝突が問題であるか、それが生じやすい環境におけるものである。この種類のタグはユーザーが返ってくる応答信号を対象となる信号と対象外の信号とに区別することができるようにする強力な衝突防止ツールをもたらすものである。例えば、ＳＡＷ識別タグ読取り器を、それが有しているＳＡＷ識別タグから所定の符号化された質問信号への応答を構成する識別信号だけを処理するようにプログラムすることができる。本発明の一実施形態では、この信号は符号分割多重方式を利用して決定することが可能である。
【００２６】
本発明はさらに符号化されたトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグ用の動作ならびに製造の実施形態用のその他の実施形態をも提供するものであり、関連分野の当業者はこれまでの記述からそれらのすべてを理解しよう。
【００２７】
これまで本発明を詳細に説明してきたが、本発明の広義の趣旨および範囲から逸脱することなく様々な変更、置換え、および代替が可能であることが当業者は理解しよう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による符号化されたトランスデューサの実施形態を利用したＳＡＷ識別タグの平坦な上表面の図面である。
【図２】位相偏移変調によって符号化された質問パルスを生成するために本発明によって構成されたトランスデューサの実施形態の図面である。
【図３】周波数偏移変調によって符号化された質問パルスを生成するために本発明によって構成されたトランスデューサの実施形態の図面である。
【図４】本発明による符号化されたトランスデューサを有するＳＡＷ識別タグの動作方法の実施形態のブロック図である。