(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともひとつのRFIDタグと通信する方法であって，
磁束場を与えるRFIDリーダを用意する工程と，
少なくとも第一のボックスに配置される，少なくともひとつのRFIDタグを用意する工程と，
少なくともひとつの受動中継器部を用意する工程と，
前記磁束場を用意する工程と，
前記ボックスを，前記磁束場を通るように移動させる工程と，
を含み，
前記受動中継器部が，少なくとも第一の，実質的に連続した受動ループを含み，
該第一の受動ループが，前記RFIDリーダと前記RFIDタグとを結合するために，前記RFIDリーダおよび前記RFIDタグに関連して配置可能であり，
前記受動中継器部が，前記磁束場を向け直すために，前記RFIDリーダおよび前記RFIDタグに関連して配置可能であり，
前記受動中継器部が，各々にRFIDタグを付された複数のボックスであってひとつのグループにまとめられている複数のボックスに関して配置される，
ところの方法。
【請求項２】
前記受動中継器部が前記磁束場の範囲を拡張する，請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記受動中継器部が輸送手段の近傍に配置される，請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記RFIDタグが前記第一のボックスに着脱自在に付着され，前記RFIDタグが前記第一のボックスから外され，少なくとも第二のボックスに再度付着される，請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第二の受動中継器部を用意する工程を含み，
前記第二の受動中継器部が第二の受動ループを含み，
該第二の受動ループが，前記RFIDリーダおよび前記RFIDタグとを結合するために，前記第一の受動ループ，前記RFIDリーダおよび前記RFIDタグに関連して配置可能である，請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第一および第二の受動ループが実質的に異なる平面にある，請求項５に記載の方法。
【請求項７】
コンテナに配置された物品を追跡する方法であって，
複数のコンテナ表面を有する，少なくとも第一のコンテナを用意する工程と，
前記第一のコンテナの複数のコンテナ表面の，少なくとも第一の表面上に配置される，少なくともひとつのRFIDタグを有するRFIDタグ組立体を用意する工程と，
第一のアンテナ場を与えるために，少なくとも第一のRFIDアンテナシステムを用意する工程と，
前記コンテナを，前記第一のアンテナ場を通過するように移動させる工程と，
前記RFIDタグが前記アンテナ場を通過する間に，前記RFIDアンテナシステムから第一のRF信号を送信する工程と，
を含み，
前記第一のコンテナが，少なくとも第一の物品を中に含み，
前記RFIDタグ組立体が，第一および第二の表面を有する第一の基板，および該第一の基板の少なくとも，前記第一の表面上に配置される，少なくとも第一の受動ループを含み，
該第一の受動ループが，少なくとも第一のRF信号を受信し，該第一のRF信号に応答して第二のRF信号を送信し，
前記第一の基板および第一の受動ループが，前記RFIDタグの近傍で，前記第一のコンテナ表面に配置され，
前記第一の受動ループが前記RFIDタグに結合し，
前記第一のRFIDアンテナシステムが，少なくとも第一のRF信号を前記RFIDタグに送信し，少なくとも前記RFIDタグから前記第二のRF信号を受信し，
前記RFIDアンテナシステムが，少なくともひとつの受動中継器部を含み，
該受動中継器部が，少なくともひとつの，実質的に連続した受動ループを含み，
該受動中継器部の受動ループが，前記第一及び第二のRF信号を向け直し，
前記受動中継器部が，各々にRFIDタグを付された複数の物品であってひとつのグループにまとめられている複数の物品に関して配置される，
ところの方法。
【請求項８】
前記RFIDタグ組立体が前記複数の第一のコンテナ表面の，少なくとも第二の表面上に配置される，少なくとも第二の受動ループを含み，該第二の受動ループが前記第一の受動ループと通信する，請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記RFIDアンテナシステムがモジュラーアンテナシステムからなる，請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記モジュラーアンテナシステムが前記第一のRF信号を送信し，前記第二のRF信号を受信するために，複数のモジュラーアンテナ部を含む，請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記RFIDタグ組立体の前記第一の基板が，分離可能な区分を含み，該分離可能な区分を含む第一の基板の前記第二の表面が前記複数の第一のコンテナ表面の前記第一の表面に取り付けられ，前記分離可能な区分が前記第一の基板の前記第一の表面に取り外せるように取り付けられ，前記RFIDタグが前記第一のコンテナから外され，その後に少なくとも前記第一の物品に再度付着される，請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記第一の物品が製品からなる，請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第一の物品が製品コンテナからなる，請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって，
a）第二のアンテナ場を与え，少なくとも第三のRF信号を送信し，第四のRF信号を受信する，第二のアンテナシステムを用意する工程と，
b）前記第一のコンテナから前記RFIDタグを外す工程と，
c）前記RFIDタグを前記第一の物品に再度付着する工程と，
d）前記第一の物品を，前記第二のアンテナ場を通過するように移動させる工程と，
e）前記第三のRF信号を前記RFIDタグに送信する工程と，
f）前記第四のRF信号を前記RFIDタグから受信する工程と，
を含む，ところの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，2001年8月8日に出願した米国特許出願第09/925,129号（米国特許第6,445,297号）（これは，2000年10月10に出願の米国仮出願第60/239,975号に基づく），2001年8月8日に出願した米国特許出願第09/925,228号（これは2000年8月11日に出願の米国仮出願第60/224,932号に基づく），および2001年8月8日に出願した米国特許出願第09/925,229号（米国特許第6,563,425号）（これは2000年8月11日に出願の米国仮出願第60/224,855号に基づく）の一部継続出願に係る（これら出願は，ここに参考文献として組み込まれる）。
【０００２】
本発明は一般的に，無線周波数同定デバイス（RFID）に関する。特に，本発明は，コンテナおよび／または製品を追跡するための，多機能RFIDタグ組立体，受動中継器システムおよびモジュラーアンテナシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
RFIDシステムは当業界では周知のものである。このようなシステムは，特許文献１に開示された同定システムのような，バッテリー駆動送信／受信回路を含む比較的大きなパッケージを有し，特許文献２に開示された同定システムのような，送受信機が基地局または質問機から電力を受け取っている受動システムに対して送受信する。
【特許文献１】米国特許第4,274,083号明細書
【特許文献２】米国特許第4,654,658号明細書
【０００４】
典型的なRFIDシステムは，再使用可能なタグ，RFリンクを介してタグを質問するアンテナシステムおよび制御器から構成されている。このホスト（すなわちコンピュータ）システムは，制御器と接続し，タグの質問を命令（direct）する。RFIDシステムはしたがって，閉ルームプロセスで，材料を同定し，モニターし，制御する有効な手段を与える。工場において，タグは，“自動化のアイランド”（すぐに起動でき，後に分析のためにダウンロードできる各プロセスの記録を与える）の間の輸送メカニズムとして採用されている。動作中，RFIDアンテナユニットの近くをタグが通過するとき，アンテナはタグに向けてRF信号を放出し，タグはアンテナに応答を送信する。タグは内部バッテリー（すなわち，“能動”タグ）により，またはアンテナから放出されたRF信号からの誘導電力を受信して誘導的に結合すること（すなわち“受動”タグ）により，電力を受け取ることができる。受動タグは維持を不要とし，実質的に制限のない寿命をもつ。能動タグの寿命は，しかし，交換可能なバッテリーをものはあるにせよ，バッテリーの寿命により制限を受ける。RFIDタグはまた，動作範囲での制限のために，適用範囲の制限を受ける。
【０００５】
RFIDアンテナユニットは，典型的に，製造環境において採用され，タグが付された品物を，品物が通過したときに読み取るために使用される。アンテナは，2.45GHz，900MHzまたは125KHzの範囲で一般的に動作する。これら周波数は，長いアンテナによる場の範囲を達成するために採用されたものである。しかし，2.45GHzおよび900MHzで，アンテナにより形成される場は，その場を通過する，実質的にすべてのもの（金属および湿気を含む）により影響を受ける。金属は場を顕著に反射する一方，湿気は場を著しく吸収する。したがって，金属製対象物，人体のような湿気を含むようなものは，場を顕著に混乱し，アンテナとタグとの通信をだめにする。
【０００６】
場を通過する金属製対象物により生じる顕著な反射を除去，または実質的に減少させるべく，多数の反射性シールドが使用されてきた。このシールドはいつかタグと接するまで，場を連続して反射する。これは，しかし，コストの面でも，実用性の面でも問題がある。
【０００７】
これとは対照的に，すなわち，125KHzの場合，金属も湿気も場にほとんど影響を与えないことから，よりよい環境状況が実施できる。しかし，上記動作周波数に関連したいくつかの重大な欠点がある。重大な欠点は，125KHzの動作範囲を達成するために，アンテナコイルにおいて100巻き以上が必要となるために，コストが非常に高いことである。これに代えて，13.56MHzの動作周波数が使用できる。この周波数は環境的にはよい性能を達成するが，上記周波数の動作範囲を達成することはしばしば不可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって，本発明の目的は，多く応用例のために，いろいろな構造で接続することができるモジュラーアンテナ部を使用するRFIDアンテナシステムを提供することである。
【０００９】
したがって，本発明の他の目的は，輸送，貯蔵および配給の間，製品または他の物品を追跡するRFIDタグ組立体およびシステムを提供することである。
【００１０】
さらに，本発明の他の目的は，従前のRFIDタグの動作範囲を拡張するRFID組立体およびシステムを提供することである。
【００１１】
さらに，本発明の他の目的は，従前のRFIDタグの方位選択性を減少させるRFID組立体およびシステムを提供することである。
【００１２】
さらに，本発明の他の目的は，輸送，貯蔵および配給の間，品物を追跡し，識別する，一体化したRFIDタブを有するカートンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記および以下に記載され，あるいは明確になろうであろう目的にしたがって，本発明のRFIDタグと通信する方法は，受動ループモジュラーアンテナシステムを用意すること，モジュラーアンテナシステムに関連した場の中に，RFIDタグを移動させること，RFIDタグと通信するために，アンテナを介してエネルギーを送信することを含む。好適に，アンテナシステムは複数の，交換可能な部分と，それら部分と通信する制御器とを含む。RFID受動ループモジュラーアンテナシステムを構成する本発明の方法はまた，少なくとも第一のアンテナシステムの構成を設計すること，第一のアンテナシステムの構成の設計の妥当性を検討すること，および複数のアンテナ部分および第一のアンテナシステムの構成のための制御パラメータを含む，少なくとも一つの組立体図面を用意することを含む。本方法はまた，組立後前記第一のアンテナシステム構成の動作を制御すること，組み立てられた第一のアンテナシステムの構成を試験すること，および/複数の異なるアンテナ部分，複数のアンテナシステムの構成，および複数のアンテナシステムの構成のための制御パラメータを記憶するメモリーを用意することを含む。
【００１４】
RFIDタグと通信する本発明の方法はまた，第一の品物に取り付け可能なRFIDタグを用意し，RFIDタグの近傍に第一の受動ループを用意すること，および受動ループを通した信号の応答によりRFIDタグと通信することを含む。任意であるが，RFIDタグは第一の受動ループから外され，それを第二の品物に付着される。好適に，RFIDタグと通信する工程が，第一の受動ループに電流を磁気的に誘導することを含む。受動ループの使用は，RFIDタグの範囲を拡張することができる。RFIDタグおよび受動ループを，実質的に異なる平面に配置することにより，RFIDタグの方位選択性は減少する。本発明の一実施例において，第一のループは，RFIDタグをもつ複数の品物を有するULDのような，複数のRFIDタグの近傍に配置される。第二の受動ループが，RF信号に対して付加的な中継を与えるために，第一の受動ループの近傍に配置され得る。
【００１５】
本発明は，RFIDラベルを固定し，またはRFIDタグを埋め込むために，RFIDタグをカートンに合体させることを含む。好適に，RFIDタグは，カートンを使用状態にしたとき，三次元構成をもつようにする。これらカートンは，カートンをユーザに提供し，品物をカートンに配置し，カートンをユーザから受領し，カートンを追跡するために，RFIDタグと通信することにより，使用することができる。受動ループがRFIDタグでもって，信号を再生するために使用され得る。好適に，一体になったRFIDタグをもつ複数のカートンが集められる。補助タグが，集められた複数のカートンを追跡するために，集められた複数のカートンに取り付けられてもよい。
【００１６】
以下で，図面を参照して説明する本発明の好適実施例により，特徴，利点が明らかになろう。図面において，同じ部品，要素については同じ符号が付されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明にしたがい，モジュラー無線周波同定デバイス（RFID）アンテナシステムおよびタグは，商品製造，商品保管場所，貯蔵，輸送，配給および小口販売において，商品を識別し，追跡するために使用される。
【００１８】
一実施例として，本発明に係るモジュラーRFIDアンテナシステムは複数の，組み立て容易なモジュラーRFIDアンテナ部を有し，このモジュラーRFIDアンテナ部は，アンテナシステムの場を通過する，ひとつ以上の商品に配置される，少なくともひとつの中継器またはタグと，全方位で通信を可能にする，様々な構造に連結できる。本発明はまた，特定の応用例に対して，モジュラーRFIDアンテナシステムを設計し，命令し，形成し，試験し，そして動作することができる構成システム（すなわちコンピュータシステム）を使用する方法を含む。
【００１９】
本発明の好適な実施例を添付図面に示された例を参照して詳説する。発明は好適な実施例と関連して説明されるが，本発明がこれら実施例に限定されないことは理解されよう。対照的に，本発明は，請求の範囲により画成される本発明の思想および範囲内でなし得る変形，修正および同等のものを包含する。
【００２０】
図１には，本発明にしたがった，組み立てられたRFIDアンテナシステム10の一実施例が示されている。図１に図示されているように，複数の商品またはコンテナ12に配置されたタグ11がアンテナシステム14の場を通過する。システム14は，タグ11と全方位通信を可能にする所望の構成で接続される，複数のモジュラーアンテナ部またはパネル16，18，20および22を有する。
【００２１】
図２において，地面または床置き“通過”例に適した構成をもつアンテナシステム24が示され，矢印Ａの方向にタグが移動する。このシステムは好適に，構造物（または建物）の床または地面近傍に配置された複数の下面部パネル23を含む。パネル23は好適に，ケーブルシステム26を介して，互いに通信する。しかし，この実施例または他の実施例でも，パネル23は個々に利用できる。制御器28はまた，パネル23の動作を制御するために含まれる。また，好適に，各パネル23は所望の特徴をもつパネルを形成するように選択できるモジュラー要素30および32を有する。
【００２２】
図３は，コンベヤ“通過”型または“ゲート”型アンテナシステム34を示す。システム34は，内部接続されたアンテナパネル23および矢印Bの方向にアンテナ場を（コンベア36により）通過する一つ以上のタグにより，そしてそれらの間で，有効なRF通信を容易にする。
【００２３】
図４において，アンテナシステム38は，矢印Cにより示された経路のように，アンテナの場を通過する多様な経路（すなわち，方向，幅など）を容易にとれるようにすることができる。システム38はさらに，アンテナ場内で，パネル23とひとつ以上のタグにより，そしてそれらの間で非常に有効な全方向RF通信を行えるようにすることができる。システム38はまた，直立に配置された，複数の下面部パネル23を含む。パネル23は，支持体40により，直立してかつ所望の位置に取り付けられる。これに代えて，パネルは積み重ねることもでき，システム38を調節して，アンテナ場を様々に通過することを容易にする柔軟性をもつ。
【００２４】
RFIDモジュラーアンテナシステムまたは構成の，読み書き動作範囲を増加させるために，本発明は，増加した範囲で十分なタグの適用範囲を与える一方，FCC/CEにより課せられた範囲内に放射制限を維持する，新規なアンテナ切換え回路を含む。本発明にしたがって，駆動アンテナパネル（たとえば23）は，アンテナパネルとタグとの間の完全なRF通信を行う一方で，同時に，FCC/CEにより許可された平均または準ピーク検出を見越すレートで反転するように，切り換えられる。
【００２５】
個々のアンテナパネルとタグとの間で良好な通信を行うために，送信アンテナパネルは好適に，受動タグに連続して電力を与える。タグに電力が与えられると，送信機は，タグに電力を与えるまさにその場を変調する。タグは，個々の受信アンテナを介して受信機と通信するとともに送信アンテナにより電力を受け続ける。
【００２６】
本発明の主要な特徴は，本システムの設計および構成が，PC-Windows（登録商標）またはMacintosh（登録商標）に基づく，所望のモジュラーRFIDアンテナシステムの設計および構成のためのインターフェイスを有するコンピュータを使用することである。図５に示されているように，ソフトウエア要素42は，次のサブシステムまたはモジュラー，すなわちメモリー44，設計46，設計の妥当性48，材料の明細50，および構成52を含む。各サブシステムについては以下で詳説される。
【００２７】
メモリー：サブシステムのそれぞれは好適に，メモリーモジュラーまたはサブシステム44と通信する。本発明にしたがって，メモリーサブシステム44は少なくとも，次のデータベースまたは情報，すなわち複数の利用可能なモジュラーアンテナシステム，各アンテナシステムの機械的要素またはパーツ，およびセットアップおよび動作パラメータを含む。
【００２８】
設計：本発明にしたがって，設計サブシステム46はユーザーが，複数の利用可能なモジュラーアンテナシステムのひとつまたはそれ以上を選択することができるようにする。所望のサブシステムが選択された後，設計サブシステム46はユーザに，設計メニュー（選択されたシステムに匹敵する機械的要素またはパーツのリストを与えるパーツリストメニューに，ユーザーを結びつけるパーツリストプロンプトを含む）を提供する。好適には，下述するように，設計サブシステム46はさらに，図面を作製する手段を含む。
【００２９】
設計妥当性：本発明にしたがって，設計妥当性サブシステム48は，選択されたアンテナシステムおよび機械的要素の妥当性を検討する手段を含む。本発明の好適な実施例において，選択された機械的要素のひとつまたはそれ以上の選択された機械的要素が誤りである場合，および/または選択されたアンテナシステムに匹敵するものでない場合，設計妥当性部システム48はエラーメッセージおよびこれに関連した詳細を与える。設計妥当性サブシステム48はさらに，ユーザが材料の明細を印刷することを制限する。
【００３０】
材料の明細：本発明にしたがって，材料の明細サブシステム50は材料の明細を生成する。材料の明細は好適に表の構成をもち，以下で詳説するが，少なくとも次の分野を含む（ラインアイテム分野（サプライヤーパート番号，パート明細，品質，ユニット価格，増値）：グローバルアイテム分野（顧客名，住所および他の識別情報，（顧客番号）プロジェクト名，P.O.番号，出荷情報および特別指示））。上記情報は好適に，もし必要ならば，購入注文への付録のように貼り付け得る印刷可能な様式で与えられる。
【００３１】
本発明のさらなる実施例において，材料の明細サブシステム50はまた，ユーザ（または顧客）およびサプライヤー（またはベンダー）の購入/受領システムと両立できる様式で，電子媒体を介して輸出できる材料の明細を与える。当業者には分かるように，上記の特徴は，eコマースデータ/情報送信を容易にする。
【００３２】
構成：ソフトウエア要素の主要サブシステムが構成サブシステム52である。本発明にしたがって，構成サブシステム52はアンテナシステムの，組み立て，構成および制御の手段を含む。したがって，構成サブシステム52は少なくとも三つの要素，すなわち組み立て，セットアップおよび試験を含む。好適に，これら上記要素は構成メニューを介して，同様にアクセスできる。本発明にしたがって，組み立て要素62は据え付け組み立て図面を生成する。図面は予め決められた図面（メモリーモジュラー44に記録）のセットから自動または手動で選択することができる。図面は好適に，ユーザーにより表示可能で，印刷可能な様式で与えられる。ファイルはまたAuto CADフォーマットで輸出できる。セットアップ要素はユーザーに，必要なRF通信パラメータを与える。セットアップ要素は，したがって少なくとも次のもの（複数のボー（baud）レート，インターフェースオプション（たとえばハードウエハプロトコル），動作モード（たとえば，試験およびラン）ならびに読みパラメータ（たとえば，連続，非連続，開始アドレスなど））を含む。試験要素は組み立てられたアンテナシステムを試験する手段を含む。試験要素は好適に，複数のアンテナパネルおよび/または個々のパネルの存在，および動作健全性を証明するために，複数の命令を与える。
【００３３】
本発明の方法はまた，受動ループを有するRFIDタグを，好適には上記したようにアンテナシステムと関連して使用することを含む。図６には，本発明を実施するのに有用なRFIDタグ組立体60の第一の実施例が示されている。タグ組立体60は，基板62，在来のRFIDタグ64，およびRFID信号を送受信できるように，受動ループまたはダイポール（ループ）66のような，少なくともひとつの伝導性部材（すなわち，アンテナ）を含む。下述するように，タグ64および受動ループ66は好適に，基板62の少なくとも一面または一部上に配置される。好適な実施例において，タグ64はループ66により画成される内部領域（以下「ループ領域」という）に，またはループ66の近傍に配置される。
【００３４】
積み出しコンテナ68，または他の物品への基板62の容易な取り付けのために，基板62は好適に，基板62の少なくとも一面または部分上に，より好適には，タグ64および受動ループ66の反対側の面に配置される，従前の接着手段（たとえば両面テープ）を含む。本発明にしたがって，基板62はまた，従前の接着剤（たとえば，エポキシ）または従前の機械的な手段を介して，コンテナまたは他の物品に固定または直接に接合され得る。
【００３５】
本発明の実施において有用な基板は好適に，紙，合成紙，ポリアミド，ポリエステル，テフロン（登録商標），ABS（登録商標）などのような非伝導性材料，または上記材料からなる非伝導性領域を含む材料からなる。本発明の好適な実施例において，基板は紙からなる。
【００３６】
本発明にしたがって，受動ループ66はタグ64と通信（すなわち，結合）する。当業者には分かるように，ループ66は種々の従前の手段によりタグ64に結合される。本発明の好適な実施例において，ループ66はタグ64に磁気的に結合する。受動ループ66は図６および図７に示された実質的に矩形の形状をもち，種々の大きさをもつことができる。ループ66はまた，タグ64よりも実質的に大きく，したがって，基板62の大きさにだけ制限される。
【００３７】
受動ループ66はまた，従前の手段により基板に適用され，または埋設され得る種々の導電性材料から構成され得る。たとえば，受動ループ66は，基板62上に印刷または，シルクスクリーニングされた，炭素/グラファイト支承（bearing）導電性インクからなってもよく，基板62に直接適用される金属化された塗料，基板62に結合された，実質的に金属化されまたは金属製のフォイール（またはワイヤ），または基板62に埋設されたフォイールまたはワイヤからなってもよい。本発明の他の実施例において，受動ループ66は従前の手段により基板62に連結された銅製フォイールからなる。
【００３８】
当業者には分かるように，事実上，全ての従前のRFIDタグ（たとえば，2.45GHz，125KHz，13.5MHz，900MHz）が本発明の範囲内で使用することができる。このようなタグは特許文献３，特許文献４，特許文献５（ここに参考文献として組み込まれる）などのような多くの従来技術の文献に記述されている。
【特許文献３】米国特許第6,121,878号明細書
【特許文献４】米国特許第6,118,379号明細書
【特許文献５】米国特許第6,100,804号明細書
【００３９】
本発明にしたがって，受動ループ66はインダクタンスおよび電気容量（個々のタグ64の動作周波数にまたはその近くに同調されている）を有する。本発明の他の実施例において，受動ループ66は分布容量，または固定および分布容量の組み合わせ（タグ64の動作周波数にまたはその近くに同調される）を有する。
【００４０】
好適に，本発明のタグシステム60の利用は，タグ64を基板から取り外し，製品または製品コンテナのような物品に取り付けることを含む。したがって，パッケージ化，棚卸し，または輸送の間に獲得した情報およびデータは，連続したプロセスまたは使用を通じて，物品に保持される。当業者には分かるように，物品とは，より大きな積み出しコンテナに入れられる製品または品物，より大きなコンテナ（たとえば，積み出しコンテナ）で移送される製品コンテナ，またはパレットで移送される製品コンテナであってもよい。したがって，タグ64は好適に，基板62から取り外し自在のものである。当業者には分かるように，タグ64を基板62から取り外すことを容易にするために，種々の手段が利用される。本発明の一実施例において，基板62はタグ64の近傍に位置する，実質的に連続した破線69の部分を含む。したがって，分離可能な基板区分またはタグ組立体は好適に，製品，コンテナまたは他の所望の物品（下述される）に，タグ64を次々と取り付けるために，裏面に接着手段を有する。しかし，当業者には分かるように，タグ組立体60はまた，機械的な手段により，製品または他の物品に取り付けられ得る。
【００４１】
使用において，タグシステム60はまず，積み出しコンテナ70に付着される。図７に図示のコンピュータのような製品が，積み出しコンテナ70から搬出されると，タグ64は基板62から外され，製品68に取り付けられる。したがって，製品68が積み出しコンテナ70にあるときに獲得したデータまたは情報は，その製品寿命の間，製品68とともにある。
【００４２】
図８に示されているように，RFIDタグシステムの他の実施例が本発明にしたがって使用され得る。関連付けられるタグ64の動作範囲の増加に加え，上記実施例は実質的に，タグ64に一般的に関連付けられる方位選択性を実質的に緩和させる。たとえば，タグシステム72は第一の受動ループ76に関連した少なくともひとつのタグ64および少なくとも第二の受動ループ78がその上に配置されている，実質的に平坦な基板74を含む。第一および第二の受動ループ76および78は好適に基板74の両端に配置され，さらに好適に互いに通信する。さらに好適には，基板74は好適に，実質的に“L”字形の基板60の折り曲げを容易にす
るために，折り曲げ線61を含み，その結果積み出しコンテナ70の縁に付着でき，少なくとも二つの平面で，RF信号の送受信が容易になる。二つ以上のタグシステム72もまた，タグ64，すなわちRFIDシステムの方位選択性を緩和するために，本発明の範囲において使用できる（すなわち，コンテナ70の異なる縁に配置される）。同様に，タグシステム82が，「複数のパネル」基板90に配置されるタグ64と第一の受動ループ84，ならびに二つの他の受動ループ86および88からなってもよい。「複数のパネル」基板90は，少なくとも三面での最適なRF信号の送受信を容易にするために，製品コンテナ70の角に曲げて付着できるように十分に柔軟である。
【００４３】
本発明の方法はまたRFID受動中継器システムの使用を含み，このRFID受動中継器システムは，大きな部材に好適に配置される，ひとつ以上の受動ループ（すなわちアンテナ）（各受動ループの近傍に配置される個々のタグの動作範囲を著しく向上する）を含む。当業者には分かるように，本発明は特に，複数の品物がより大きなパッケージ，積み出し単位，積載，またはタグが付された商品のグループにまとめられ，そして個々のタグが付された，比較的小さな大きさの品物により可能となる場合よりも長い距離で読み取りがされる必要のある応用例に使用できる。この例としては，箱や品物のパレット，複数の品物を詰め込むためのカート，大箱，トート，多数の小さな商品を詰め込む大きな箱，パッケージ，タグが付された多数の商品が詰まった積み出しコンテナであり，RFIDリーダー/ライターと指定したタグとの間での読み取り，書き込みすることを広範囲にする場合である。
【００４４】
受動中継器システムの実施において，一つの大きなループ（適切な共鳴容量をもつ）がRFIDタグ64に直接取り付けられ，または三つの共鳴ループが，二つまたは三つの共鳴ループからエネルギーを収集し，RFIDタグ64に戻して伝えるために，他のループと磁気的に結合する。上述したように，この収集ループをRFIDタグ64に結合する機構は直接の連結によってもよく，またはRFIDタグに直接取り付けられる他の共鳴ループとの磁気結合によってもよい。
【００４５】
図９に示されているように，受動中継器システム92が第一および第二の表面をもつ基板94，在来のRFIDタグ64ならびにRFID信号を送受信する，少なくともひとつの受動伝導性部材またはループ96を含む。これに代えて，図６に示されているように，ループ96はタグシステム60，または他の適当なRFIDタグシステムとともに使用することができる。本発明にしたがって，ループ96はタグ64と通信（結合）する。タグ64は好適に，基板94の表面上でループ96の近傍に配置され，そこで通信する。本発明のこれら実施例にしたがって，タグ64からループ96までの最大の距離は，約20フィート（6.1m），より好適には，最大距離は約15フィート（4.6m）である。本発明の好適な実施例において，タグ64からループ96までの最大距離（D）は8から12フィート（2.4から3.7m）の範囲である。
【００４６】
本発明にしたがって，受動ループ96は，種々の方法で作られ，基板94に適用され，または埋設される，種々の構成をもつ伝導性材料からなる。たとえば，ループ96は基板94上，シルクスクリーン処理され，基板94上に直に適用される金属インク，基板94に接合された金属化または金属製フォイール，または基板94に埋め込まれたフォイールからなる。本発明の好適な実施例において，ループ96は在来の手段により基板96の表面に接合した銅製フォイールからなる。本発明の他の実施例において，二つ以上の受動ループが使用され，間に絶縁層が配置された基板の一面または片面に接合される。
【００４７】
本発明にしたがって，受動ループ96は好適に，個々のタグ64の動作周波数（たとえば，共通ISMバンド）に，またはその近くに同調したインダクタンスおよび電気容量をもつ。本発明の他の実施例では，ループ96は，個々のタグ64の動作周波数に，またはその近くに同調した分布電気容量，または固定および分布電気容量の組み合わせをもつ。
【００４８】
発明者は，約1.0平方インチから400平方フィートの範囲にあるループ領域をもつ受動中継器システムで，RFID信号の有効な強化が達成されることを見いだした。
【００４９】
図１０および図１１に示されているように，受動中継器システム98は好適に，ひとつのタグ64，集めたタグの近傍に配置され，またはタグを含む商品を集めたものの中に配置され，または集め，詰め込み，保持または輸送のために，または，タグが付された商品の貯蔵，輸送，配送に使用されるユニット式装置（積み込みパレット100またはコンテナ102）に配置され，または形成される。本発明にしたがって，受動中継器システム98は好適に，タグ64に磁気的に結合する。受動中継器システム98は実質的に平坦でもよく，またRF性能を最適にするために，二面または三面をもつように形成されてもよい。
【００５０】
図１０に示された受動中継器システム98は，パレットに載せられたボックス104の集合とともに使用される。この実施例において，受動中継器システム98はボックスの頂部に，および/またはボックスの集合に配置される。これに代え，受動中継器システム98はパレット100に埋め込まれてもよい。図１１に示された受動中継器システム98は，少なくともひとつのボックス104をもつコンテナ102をとともに使用される。受動中継器システム98の受動ループ106はコンテナ102の一面に配置またはそこに埋め込まれ得る。本発明の他の実施例において，下述するように，受動中継器システム98はさらに，受動ループ106の近傍の，コンテナ102の外面に好適に配置されたRFIDタグ108を含み，ボックス104の集合から，コンテナ102の個別的な識別および追跡ができる。
【００５１】
図１２に示された受動中継器システム98は，ボックス104を有する積み出しコンテナ102内に配置され，少なくともひとつの受動ループ112を上に有する，少なくともひとつの実質的に伸長したパネル110を含む。本発明にしたがって，パネル110は好適に，プラスチック，カーボンボード，木その他の材料で構成され，種々の形状，大きさをもつことができる。これら実施例では，受動中継器システム98は，約1.0平方インチから400平方フィートの範囲にあるループ領域をもてる。本発明の好適な実施例において，ループ領域は0.25平方フィートから100平方フィートの範囲にある。
【００５２】
本発明の他の実施例において，図１２に破線により示された受動ループ114のような他の受動ループが，内部に配置されるパネル110の少なくともひとつに磁気的に，または電気的に結合したコイルとともに使用される。本発明にしたがって，RFIDシステムの動作周波数またはその近傍のRF場は，RFID機器が配置される積み出しコンテナの外側面から，積み出しコンテナ102内のボックス104上のタグ64との通信を強化するために，パネル110が配置されるコンテナ102の内側に移る。また，別個のタグ116がコンテナについての情報および/またはそのコンテンツを獲得し，記憶するために，受動ループ114の近傍に配置できる。コンテナのコンテンツ，シリアル番号，出発および目的地点，輸送識別子（たとえば，フライトナンバー），全積み出しの追跡ナンバーおよび/またはコンテナ102に関連したデータは，便利な地点で容易にアクセスすることができる。
【００５３】
本発明の他の実施例は，一体のRFIDタグを有するカートンの使用，およびこのカートンとRFIDとの一体化のための関連方法に関する。たとえば，図１３は，適用装置118により，つぶれたカートン120へと付着されるラベル116を含むRFIDタグを付加する方法を示す。好適に，ラベル116は，カートン120が組み立てられたとき，ラベルがFR性能を最大にする三次元形状となるように，付着される。これに代え，図１４に示されているように，RFIDタグ122は適用装置124により，カートン内に埋め込まれる。また，好適に，カートン120が使用形状にされたとき，タグ122は三次元形状をもつ。
【００５４】
これに代え，ラベル116またはタグ122は一次元形状となるようにカートン120に付着または埋め込まれてもよい。この実施例では，図１５にコンベヤ128とともに使用されるシステム126のような三次元の場を有するアンテナシステムが利用されることが望ましい。
【００５５】
開示のアンテナおよびRFIDタグシステムの使用方法により，製造，貯蔵，輸送，分配および販売といった全ての態様を通して，商品の優れた識別および追跡が行える。この方法の一例は，本発明の適用性を制限するものではないが，積み出しのためのパッケージを追跡する配送会社である。配送会社は，付着または埋め込まれたレベル116または122を有するカートンを顧客に提供できる。顧客はボックスを組み立て，配送用の商品を詰め込むためにそれらを使用する。任意であるが，顧客は，社内で，商品を追跡し，識別するために，カートン上のRFIDタグを利用することができる。配送会社はカートン120を回収し，通過型アンテナまたは他の適切なアンテナを使用することにより，回収した時に，カートンに情報を読み書きできる。カートンは，たとえば，地域の配給保管所への搬送，そこでの貯蔵，積み出しコンテナまたは他のULDへの収集，目的地の保管場所への輸送，そこでの貯蔵，目的地への地域輸送，受取人への受け渡しを含む，積み出し工程を通して追跡することができる。好適には，受動中継器および他のRFIDタグは，カートン120の収集の識別および追跡のために使用することができる。また任意に，受取人は，在庫および追跡を維持するために，RFIDタグが付されたカートンを利用することができる。当業者には分かるように，このことは，受取人が顧客により提供された商品の小売りまたは卸売りに関係するときに特に利点がある。さらに，配送会社は，カートンが上述したように，製造，配送および配給を通して使用されると，広告にために，一体的なRFIDタグをもつカートンを使用することができる。
【００５６】
本発明の他の実施例が図１６に示され，ここで本発明のモジュラーRFIDアンテナシステム130が在来のトラクタートレーラーに使用されるトレーラ132に組み込まれている。本発明の好適な実施例において，アンテナシステム130は上述したようにモジュラーアンテナ部134を有し，外部バッテリー136により電力を受け取る。本発明の他の実施例において，トラクタートレーラーの電気的またはバッテリーシステムにより電力を受け取る。
【００５７】
図１７に示されているように，モジュラーRFIDアンテナシステム130はまた，輸送トラック138内に取り付けることができる。この実施例では，アンテナシステム130は好適に既存の車両バッテリー140により電力を受け取る。
【００５８】
図１６および図１７に図示の実施例において，アンテナシステム130は，RFIDタグを有する品物と，それらがトレーラ132またはトラック138へ搬入，搬出されるときに通信し，これにより，輸送工程を通じてタグが付された品物を正確に追跡できる。トレーラまたはトラックに加え，システムは，適当な輸送車両とともに使用することができる。
【００５９】
本発明の他の実施例において，本発明のモジュラーRFIDアンテナシステム142は，発送センター146でのように，建物や保管所の入口に設置される。このようなシステムを使用することにより，タグが付された品物がたとえば，輸送手段に保管または装填する前に，発送センターで貯蔵されるときに，その品物は追跡することができる。同様に，建物や保管所の入口近傍にアンテナシステム142が配置されると，RFIDタグが付された品物は，いつ建物から出ても，あるいはいつ建物に入っても追跡ができる。
【００６０】
本発明の思想および範囲から逸脱することなく，当業者であれば，種々の使用や条件に沿うように，本発明を容易に，修正，変形できるであろう。このような修正，変形は，適正かつ公平に特許請求の範囲内に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は本発明を実施したモジュラーRFIDアンテナシステムの一実施例の略示図である。
【図２】図２は本発明を実施したRFIDアンテナシステムの他の実施例の略示図である。
【図３】図３は本発明を実施したRFIDアンテナシステムの他の実施例の略示図である。
【図４】図４は本発明を実施したRFIDアンテナシステムの他の実施例の略示図である。
【図５】図５は本発明を実施した構成システムモジュラーの略示図である。
【図６】図６は本発明を実施したRFIDタグシステムの一実施例の斜視図である。
【図７】図７は本発明を実施した取り外し可能なRFIDタグを有する物品の斜視図である。
【図８】図８は本発明を実施したRFIDタグ組立体の他の実施例の斜視図である。
【図９】図９は本発明を実施した受動中継器装置の一実施例の平面図である。
【図１０】図１０は本発明を実施した受動中継器装置の他の実施例の斜視図である。
【図１１】図１１は本発明を実施した受動中継器「コンテナ」を示す，受動中継器システムの他の実施例の斜視図である。
【図１２】図１２は本発明を実施した受動中継器「ショッピングコンテナー」を示す，受動中継器システムの，さらに他の実施例の斜視図である。
【図１３】図１３は本発明を実施した，RFIDラベルをコンテナと一体にする装置の斜視図である。
【図１４】図１４本発明を実施した，RFIDラベルをコンテナと一体にする装置の斜視図である。
【図１５】図１５は，三次元アンテナを使用して，RFIDラベルと通信することを含む，本発明の方法の略示図である。
【図１６】図１６はトレーラに取り付けられた，本発明のRFIDアンテナシステムの斜視図である。
【図１７】図１７は輸送トラックに取り付けられた，本発明のRFIDアンテナシステムの斜視図である。
【図１８】図１８は，商品積み卸し場で利用されている本発明のRFIDアンテナシステムの略示図である。
【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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