(57)【要約】  電磁タグを作動状態に駆動するために電場を強化し得るデバイスは、タグの作動を制御するために複数の状態間で切り替え可能である。強化は、第１及び第２の導電層の間に定められた誘電体空洞構造により提供される。デバイスの異なった状態は、強化の特性に従って異なった共振周波数及び読み取り範囲を持つことができる。容器は、開口したときに状態を切り替え、改良された追跡特性を許すタグを有する容器を提供することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞を備えた装置であって、第１の周波数の電磁場が前記第１の層に隣接して強化された第１の状態、及び前記第１の周波数の電磁場が実質的に影響されない第２の状態を有し、前記構成要素が外部刺激により前記第１の状態と前記第２の状態との間で切り替え可能である装置。
【請求項２】
前記刺激が前記第１又は前記第２の導電層の少なくも部分の除去である請求項１による装置。
【請求項３】
除去が前記第１の層の長さの変化の結果として生ずる請求項２による装置。
【請求項４】
前記第１又は第２の導電層のいずれかが、前記材料の除去を容易にするために弱くされた部分又は穴を明けられた部分を備える請求項１〜３のいずれか１による装置。
【請求項５】
前記除去を容易にするために前記誘電体及び前記第１又は第２の導電部分のいずれかとの間に剥離層が含まれる請求項１〜４のいずれか１による装置。
【請求項６】
前記第１の層が剥がし取りにより除去されるようになった請求項１〜５のいずれか１による装置。
【請求項７】
前記誘電体の少なくも一部分が、前記刺激の適用における実質的に非導電状態と導電状態との間で変化するようにされた請求項１〜６のいずれか１による装置。
【請求項８】
前記誘電体の少なくも一部分が、前記刺激の適用において誘電率が変化するようにされた請求項１〜７のいずれか１による装置。
【請求項９】
前記刺激が、予定された周波数のＲＦ場が適用される請求項７又は請求項８による装置。
【請求項１０】
前記刺激が、ＵＶ放射への暴露よりなる請求項７又は請求項８による装置。
【請求項１１】
前記刺激が、適用された電位よりなる請求項７又は請求項８による装置。
【請求項１２】
前記誘電体が多孔質である請求項７又は請求項８による装置。
【請求項１３】
前記電磁場が、５０、１００、又は２００より大きいか又は等しい係数で強化される請求項１〜１２のいずれか１による装置。
【請求項１４】
第２の周波数の電磁場が前記第２の状態の前記取り付け位置において強化される請求項１〜１３のいずれか１による装置。
【請求項１５】
第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞、及び場の強化領域内の前記空洞の縁に置かれたＥＭタグを備えた切り替え可能な識別デバイスであって、与えられた周波数及び読み取り範囲において、場の強化がＥＭタグを読み取り可能にするのに十分である第１の状態、及び場の強化がＥＭタグを読み取り可能にするのに不十分である第２の状態を有し、外部刺激により前記第１及び第２の状態間で切り替えることができる切り替え可能な識別デバイス。
【請求項１６】
前記タグが、種々の可能な結合により電力を与えられる請求項１５による切り替え可能な識別デバイス。
【請求項１７】
ＥＭタグが、低ＱＲＦＩＤタグである請求項１５又は請求項１６による切り替え可能な識別デバイス。
【請求項１８】
別の外部刺激によって前記第１の状態に装置を戻すことができる請求項１〜１４のいずれか１による装置。
【請求項１９】
ＥＭタグの位置において第１の周波数の電場を強化するようにされた第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞に取り付けられたＥＭタグを備えた識別デバイスの切り替え方法であって、前記第１の周波数において前記電場を弱くするように、前記第１及び第２の導電層間の電気接続を作る過程を備えた方法。
【請求項２０】
電気接続を作ることが、前記第１及び第２の層を一緒に押し付けることよりなる請求項１９による方法。
【請求項２１】
電気接続を作ることが、前記第１及び第２の導電層を通して導電ピンを挿入することよりなる請求項１９による方法。
【請求項２２】
前記ピンが予め決められた位置において挿入される請求項２１による方法。
【請求項２３】
電気接続を作る過程が、前記第１及び第２の導電層の間に導電用液体を導入する過程を備えた請求項１９による方法。
【請求項２４】
前記誘電体空洞が、少なくも流体の受け入れ可能な部分を有する請求項２３による方法。  
【請求項２５】
電気接続を作る過程が、前記誘電体空洞の少なくも一部分を実質的な非導電状態から導電状態に変える過程を備えた請求項１９による方法。
【請求項２６】
前記誘電体の状態を変える過程が、前記誘電体に予め定められた周波数のＲＦ場を変える過程を備えた請求項２５による方法。
【請求項２７】
前記誘電体の状態を変える過程が、前記誘電体に電位又は電流を適用する過程を備えた請求項２５による方法。
【請求項２８】
前記ＥＭタグが低Ｑタグである請求項１９〜２７のいずれか１による方法。
【請求項２９】
ＲＦＩＤデバイスを内蔵し、開口機構を有する容器であって、ＲＦＩＤデバイスは、前記第１の周波数及び読み取り範囲において、デバイスが読み取り可能である第１の状態と、デバイスが読み取り不可能である第２の状態との間を切り替えるために前記開口機構に応答する容器。
【請求項３０】
第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞を備え、かつ前記空洞の縁において電場を強化するようにされ、前記第１及び第２の状態間の切り替えが強化の程度を変える請求項２９による容器。
【請求項３１】
前記容器の開口の際に分離される分離可能な部分を有し、前記誘電体空洞が前記除去可能な部分の上で伸び、強化の程度を変化させるために、前記分離可能な部分の分離が前記誘電体空洞の構造を変える請求項３０による容器。
【請求項３２】
前記分離可能な部分が、構造的な弱め線により少なくも部分的に定められる請求項３１による容器。
【請求項３３】
デバイスが、第２の周波数及び読み取り範囲において、前記第１の状態において読み取り不可能であり、かつ前記第２の状態において読み取り可能である請求項２９〜３２のいずれか１による容器。
【請求項３４】
前記容器が金属であるか又は流体を収容する請求項２９〜３３のいずれか１による容器。
【請求項３５】
上方及び下方の導電層により定められた共振誘電体空洞、及び前記空洞の縁における電場強化の領域に置かれたＥＭタグを備えた環境センサーであって、前記誘電体の電磁的特性が環境条件における変化に応答して変わり、これにより、与えられた周波数及び読み取り範囲において、ＥＭタグを読み取り得る第１の状態とタグが読み取り不可能である第２の状態との間で強化の程度を変化させる環境センサー。
【請求項３７】
第１の導電層が、少なくも一つの欠除区域において第２の導電層の上に乗らない請求項１〜１４、１９〜２８のいずれか１による装置又は方法。
【請求項３８】
タグが、前記欠除区域に取り付けられ又は取り付けられるようにされた請求項３７による装置又は方法。
【請求項３９】
第１の導電層の少なくも一つの縁と欠除区域との間の間隙ＧがＧ＝λ／２ｎにより決定され，ここでｎは誘電体の屈折率、そしてλはデカプラーの意図された作動波長さである請求項３７又は請求項３８による装置又は方法。
【請求項４０】
欠除区域がスリット構造である請求項３７〜３９のいずれか１による装置又は方法。
【請求項４１】
スリット幅が５００ミクロンより少ない請求項４０による装置又は方法。
【請求項４２】
前記第１の層及び前記第２の層が、一方の縁において電気的に接続された請求項１〜４１のいずれか１による装置又は方法。
【請求項４３】
第１の導電層の長さが導電端部から測定してほぼλ／４であり、ここでλは作動周波数におけるＥＭ放射の誘電体材料内での波長である請求項４２による装置又は方法。
【請求項４４】
第２の導電側壁が導電ベース部分から測定された連続長さを有し、この連続長さが少なくも第１の導電側壁の長さである請求項４２又は４３による装置又は方法。
【請求項４５】
前記ＥＭタグが前記第１の導電層から電気的に絶縁される請求項１５〜１７の１による装置。
【請求項４６】
構成部品の全厚さがλ／４、又はλ／１０、或はλ／３００、又はλ／１０００より小さく、ここでλは、前記第１の周波数における意図された作動波長である請求項１による装置。
【請求項４７】
構成要素の全厚さが１ｍｍ又はそれ以下、又は５００μｍ又はそれ以下、或は１００μｍ又はそれ以下である請求項１による装置。
【請求項４８】
導電層の一方が、金属体の部分、又は実質的に全部を形成する請求項１による装置。
【請求項４９】
説明又は図面に実質的に上記のように定められた使用、方法、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁場の局所的な操作に関し、より特別には、限定するものではないがＲＦ（無線周波数）タグに対して金属面に近接した取り付けることを許すため、及び要求に応じて作動させ又は作動を停止させること許すための切り換え用デバイスの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射電磁放射と相互作用し、そして適切な読み取り装置により検知可能な信号を放出することのできる電子デバイスが、特に商店又は倉庫の環境において品物の識別及び追跡のために広く使用される。本明細書を通してＥＭタグ又はＲＦＩＤタグ或いは単純にタグと呼ばれるかかるデバイスは、通常、特定の作動周波数に同調された一体のアンテナに結合されたチップを備える。現在のＥＭタグの作動周波数は、一般に、極超短波（ＵＨＦ）及びマイクロウエーブの範囲を含む無線周波数（ＲＦ）であるが、本発明は、任意の周波数で作動するタグに応用することができる。タグは、適切な周波数の入射放射と相互作用しそして読み取り装置に変調された信号を戻すように再送信する受動型とし、或いはタグが自己の電源を含む能動型とすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】英国ＰＣＴ  第２００６／００２３２７号  明細書
【特許文献２】英国特許第０６１１９８３．８号  明細書
【特許文献３】ＷＯ  ０６／０４８６６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかるタグ、特に受動型のタグに共通して経験した一つの欠点は金属面上に直接（又は数ｍｍ内に）置かれた場合、その読みの範囲が受諾し難いレベルに低下し、そして、より典型的には、タグが読み取り不能又は応答不能になることである。これは、電波を伝搬しているＲＦタグが入射放射を受信するために一体のアンテナを使用するためである。アンテナの大きさ及び形状が共振周波数を決定し、従ってタグの作動周波数（典型的に、ＵＨＦ（極超短波）範囲のタグについては８６６ＭＨｚ又は９１５ＭＨｚ、マイクロウエーブ範囲のタグについては２．４−２．５ＧＨｚ又は５．８ＧＨｚ）をこれに合わせる。タグが金属面と直接接触し又は金属面の近くに置かれたときは、タグの導電性のアンテナがその面と相互作用して、その共振特性が低下し−より典型的には無効となる。このため、かご又は容器のような金属製品の追跡をＵＨＦ  ＲＦタグで達成することは非常に難しく、従ってＧＰＳのようなその他のより高価な位置決めシステムを使用する必要がある。
【０００５】
ＵＨＦ  ＲＦＩＤタグも、ある種のガラス及び多量の水分又は樹液を有するある種の木材を含む多量な水分を保有する表面のようなＲＦ（無線周波数）電磁波と相互作用する別な表面に適用されたときに同様な問題を経験する。また、例えば、水のボトル、飲み物の缶、又は人体などのような水を収容し／保有する材料にタグを付けるときも問題に遭遇するであろう。
【０００６】
この問題を巡る一つの方法は、発泡体のスペーサーを置き又はＲＦタグと表面との間に取り付けて、アンテナと表面との間の相互作用を防ぐことである。現在利用可能なシステムでは、表面からＲＦタグを物理的に十分な距離に引き離すために発泡体スペーサーは少なくも１０−１５ｍｍの厚さであることが要求される。この厚さのスペーサーは多くの用途に対して非実用的であり、かつ不慮の打撃及び損傷を受け易いことが明らかである。
【０００７】
別の方法は、ある特定の環境である特定のＲＦタグに適合したインピーダンスに設計された特有のパターンにされたアンテナを提供することを含む。
【０００８】
バーコードのような種々の識別子が、容器及びパレットから個別の品物までの大きさの範囲の品物の追跡のために小売業及び総合管理業務に使用される。バーコードの欠点は、これを調べるために視線が必要なことである。ＲＦＩＤタグはこの問題を大きく克服し、直接の視線なしで機能し、ＲＦコンタクトを提供することができる。しかし、ＲＦＩＤに伴う問題の一つは、商店又はデポのような管理区域から品物が取り去られた後、使用している質問機及びＲＦタグに応じて３から１０ｍの範囲の距離で、ＲＦＩＤタグがなお作動できることである。これは、ある位置から別の位置に送るべき品物については望ましいことがある。しかし、顧客が品物を購入した後でもそれを追跡することができため、顧客のプライバシー流出についての大きな懸念がある。気づかれずに効果的に人を走査し、その購入物などを決定することができるためである。更なるプライバシー関連事項は、人の所在を追跡するためにＲＦＩＤタグが使用できることである。同様に、在庫管理の用途においては、在庫品にＲＦＩＤデバイスが取り付けられていても、破損し又は駄目になった在庫品を除外することが望ましいことがある。
【０００９】
ＲＦＩＤチップの製造者は、近年、ＲＦタグが読み取られると、質問装置がタグを非作動にするように無効化命令を提供するような望ましい機能を使用することによりこの問題を克服しようと試みた。この方法には幾つかの欠点がある。第１に、タグが永久的に非作動になるならば、商店における返金又は製品情報を見いだすための再活性化が過度に複雑化する。もし無効化命令が安全なウエイクアップ命令により撤回されるとすれば、この安全手段を容易に迂回し又はコードを克服することができる。更にチップ内の変更をは使用者に気づかれないようにすることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術と組み合った欠点の少なくも幾つかを克服し又は改善することが本発明の目的である。
【００１１】
本発明の第１の態様により、第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞を備えた装置であって、第１の周波数の電磁場が前記第１の層に隣接して強化された第１の状態、及び前記第１の周波数の電磁場が実質的に影響されない第２の状態を有し、前記構成要素が外部刺激により前記第１の状態と前記第２の状態との間で切り替え可能である装置が提供される。
【００１２】
かかる装置は、空洞の開口縁における第１の導電層に隣接した取り付け位置において強化された場に応答するＥＭタグ又はデバイス用の構成要素の取り付け又は活性化を提供する。デバイスの種々の状態は、強化の特性に従った異なる周波数応答及び読み取り範囲を持つことができる。
【００１３】
第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞は、金属面のような、タグ性能を劣化させる恐れのある面又は材料と電子デバイスとの結合を弱め又は切り離して有利である。この特性は、ここに直接参考する出願人の同時係属出願の特許文献１及び２によく文書化されている。これら出願は、（磁気タグにより示される誘導結合とは異なり）特に伝搬している電波の相互作用に関する読み取り範囲の広いＲＦタグの減結合を説明する。従って、我々の好ましい実施例は読み取り範囲の広いシステムのタグ（例えば、遠方界デバイスとも呼ばれＵＨＦ範囲及びマイクロ波範囲のタグ）への応用を含む。
【００１４】
第１の状態は、典型的に構成要素上に取り付けられたタグに大きい読み取り範囲を提供
している最適作動状態であり、第２の状態は、悪化された状態、通常は予め定められた状態であって、構成要素の強化又は減結合の特性が、取り付けられたタグを読み取り不能にさせる大きさに劣化させる状態である。タグの読み取り可能性は、読み取り機の条件、例えば質問用の出力及び範囲に依存することが明らかであり、そしてこの場合は、読み取り可能性は外部刺激により変えられ、読み取り機は一定条件であるとすることが典型的である。
【００１５】
構成要素上に取り付けられたタグは−オンデマンドで−第１の状態から第２の状態に変わることにより、第１の周波数における機能を中止され、又は少なくも量化可能な方法で適正に読み取り可能であることが中止され、これにより続くタグの悪用を防ぐ。
【００１６】
別の実施例においては、第２の状態が、異なった典型的に小さくされた読み取り範囲をもたらすであろう。例えば、典型的に５ｃｍ以下の極めて短い「近接」した読み取り範囲が得られ、このため、タグは、タグにごく近くの読み取り機によってのみ読み取ることができる。この方法で遠距離からのタグの「隠れた」読み取りは不可能になるが、タグは必要ならばなお読み取ることができる。ただし、その可視性は、バーコード技術とそれと同様である。
【００１７】
これは、タグが低Ｑタグ（以下説明のような小型で同調されないアンテナを有するＥＭタグ）であるとき及び／又は構成要素及びタグが金属面又は多くの水を含んだ材料に取り付けられたとき、特に不利である。かかる場合は、取り付け用構成要素の減結合効果がなく、典型的にタグの読み取り範囲は実質的にゼロに減少する。
【００１８】
従って、本発明の第２の態様は、切り替え可能な識別デバイスであって、第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞及び場の強化領域内の前記空洞の縁に置かれたＥＭタグを備え、与えられた周波数及び読み取り範囲において、場の強化がＥＭタグを読み取り可能にするに十分である第１の状態、及び場の強化がＥＮタグを読み取り可能にするに不十分である第２の状態を有し、外部刺激により前記第１及び第２の状態間で切り替え可能なデバイスを提供する。
【００１９】
一実施例においては、第２の周波数の電磁場が、前記第２の状態において、前記取り付け位置において強化される。この方法で、構成要素の状態が変えられると、取り付けられたタグは第１の周波数では適正に読み取ることができないが、第２の異なる周波数では読み取り可能である。好ましくは、第２の周波数は第１の状態において強化されず、そこで構成要素は、タグが二つの周波数間で「切り替えられる」ことを許す。
【００２０】
第２の周波数は、標準ＲＦＩＤの読み取り周波数から外すことができ、かつ問題のデバイス又はタグの所有者だけが知ることができる。第２の周波数は、より大きい管理及び識別を提供するためにバッチ間、又は個別の製品間でも変えることができる。
【００２１】
第１の組の実施例においては、刺激は機械的な刺激である。出願人の先に参照した同時係属出願に説明されるように、同調された導電層の特性長さ又は長さの範囲は、典型的に強化される場の周波数を決定し、そこで２層の長さ間の変更が、取り付けられたタグの作動周波数を変えることができる。刺激は、例えば、前記第１又は第２の導電層の少なくもある部分の除去とすることができ、これにより、例えば第１の層の特性長又は長さの減少という結果を得ることができる。
【００２２】
好ましくは、前記第１及び第２の導電層は、除去を容易にするために、弱くされた部分又はミシン目の部分を備える。好ましい実施例においては、３層構造の部分全体を除去できるできるように、１組のミシン目が上方及び下方の導電層を貫き、更に誘電体空洞を通
って伸びる。この方法で、除去は容易にされかつ管理され、設定された大きさと形状の部分が残る。
【００２３】
前記第１及び第２の導電部分のいずれかと前記誘電体との間に剥離層を含むことができる。これにより、剥離層の位置決めに応じて誘電体とともに又は誘電体なしで第１の層を除去することができる。かかる配列は、第１の層の所定部分のみの除去を許す弱め線又はミシン目と関連して使用することができる。
【００２４】
別の実施例においては、第１の層が引っ掻きにより除去されるようにされる。この形式の配列は、スクラッチカード及び同等により慣れており、アルミニウムベースの塗膜、又は例えば金属を多く含む重合ラテックスベースのインキより達成することができる。除去可能な部分は、デカプラーのコアの部分として作用する剥離層、又は高度に電気の通り易い金属／誘電体の構成体とともに、好ましくは連続箔（例えば、＞２ミクロンの銅）を使用して対象周波数においてマイクロ波に対して非透明とすべきである。
【００２５】
層の除去は、前記導電層を形成している２個の隣接面を物理的に分離し、導電層を相互整合から外すことによる結果として得ることができる。これは、例えば、タグが質問を受けられるようにデカプラーを作るために２個の要素を整列状態に折り曲げ、続いてタグを非作動にし又はその読み取り範囲を小さくするために導電層を整列から外すように開くことにより達成することができる。
【００２６】
更なる組の実施例は化学的刺激に応答する。例えば、導電層の長さの変更又は除去は、導電層を、化学反応により非導電性の化合物の塩、酸化物などに形成することにより行うことができる。導電層は、化学薬品（酸、アルカリなど）のような外部適用刺激に敏感な金属材料から作ることができ、或いは、シールの除去により導電層が閉じ込められていた空気感受性化合物と反応し又は金属が直接酸化するするように、気密シールで導電性材料を包むことができる。
【００２７】
一実施例においては、刺激は、第１又は第２の導電層の長さの増加の結果とすることができる。一例として、この長さの増加は、導電性ペースト、導電性の箔の適用、或いは同調された層と前記デカプラーに隣接して置かれた更なる金属部分との間に適宜の手段により電気接続を作ることにより行うことができる。
【００２８】
ある実施例においては、誘電体空洞の形状を変えるために導電性金属の除去又は付加が使用される。下に説明されるであろうように、空洞は、空洞の特性長の２倍又は４倍のの長さの波長で共振するように設計することができる。例えば、空洞の特性長さの４倍のの波長で共振する実施例においては、「ベース」部分の除去は、空洞の特性長の２倍の波長で共振するデバイスを残すことができ、これにより、デバイスの特性長さに実質的に影響を与えることなく、より低い周波数への移動を確保する。
【００２９】
別の実施例においては、誘電体コアが力を加えられて圧縮される。この圧縮は、永久的であり（非弾性）であり、かつ所定の伸長状態と圧縮状態との間で発生することが好ましい。これが導電層間の小さい分離を生じ、ある特定の周波数における性能の劣化を提供することができる。
【００３０】
更なる実施例は、刺激を加えられると特性が第１の状態から第２の状態に変化するようにされた電子品を使用する。変化し得る誘電体の特性は、導電率、誘電率、及び損失係数を含む。
【００３１】
一例においては、誘電体は、実質的に非導電状態と前記刺激を加えたときの導電状態と
の間を切り替わるようにされる。誘電体層の全部を状態が変化するようにすること、或いは局所的な部分のみをそのようにするができる。誘電体は、紫外線への暴露時に橋かけ結合する紫外線感受性ポリマーよりなり又はこのポリマーを含むことができる。或いは、誘電体は、所定周波数のＲＦ場の適用により変え得るコンダクタンスを有する材料よりなり又はこの材料を含むことができる。かかる材料は、参考文献に向けられた本願出願人の特許文献３に説明される。
【００３２】
別の例は、液体を支持し又は収容し得る誘電体領域、例えば多孔質の発泡体を含む。この方法において、誘電体領域内に収容される流体の種々の特性又は異なる流体が特性変化を生じさせ、従ってデバイスの状態を変えるであろう。
【００３３】
更なる例は、水分又は液体に対して感受性のある電気伝導体である。例えば、乾燥時には導電率が高いが水分又は別の適切な溶剤に暴露されたときは導電率が非常に落ち又は失われるような導電性インキを使用することができる。融点の低いバインダーを準備することにより、高温がインキのコンダクタンスの損失を発生させることができる。
【００３４】
別の選択肢は、入射光のレベルに応じて導電率を変えることができる光導電性物質である。
【００３５】
導電状態と非導電状態との間を変化し得る材料の以上の例は、刺激の適用により導電状態と非導電状態との間を切り替え、ブリッジ部分により結合された２個以上の離散的な導電部分より形成された少なくも１個の導電層を有する実施例において使用することができる。この部分は、ブリッジ部分の切り替えが導電層の有効長を変えるように配列されることが好ましい。
【００３６】
或いは、誘電体は、前記刺激の適用の際、誘電率を変えるようにさせることができる。誘電率は強化される電場の周波数に直接影響し、従って誘電率の変化は構成要素の状態を変えることができる。これは、電気又磁気の場或いは熱のような刺激が適用されると屈折率が変化する液晶（ＬＣ）化合物を含む誘電体で達成することができる。
【００３７】
更なる変更例は、誘電体の損失係数を、刺激に応答して変化するようにさせることができる。損失が非常に大きいように誘電体が作られた場合は、デバイスの性能が大きく低下するであろう。
【００３８】
特性の種々の組み合わせが可能であり、周波数が変得られるあろう。そして読み取り範囲と周波数に対する得られた全ての変化は、これを、意図された用途に適するように仕上げることができる。
【００３９】
ある実施例においては、構成要素は、刺激により第１の状態から第２の状態に切り替えられ、タグの外れを効果的に切り替える。しかし、別の実施例においては、構成要素は、第２の状態から第１の状態に切り替えられ、既に読み取り不能になったタグを効果的に活性化する。最後に、ある実施例は、刺激の除去により、又は更なる外部刺激により、それぞれ第１の状態又は第２の状態に戻ることができる。かかる可逆性は、デカプラーの先に除去された部分の再設置により、或いは２個の導電層を横切って置かれた短絡路の除去によっても行うことができる。
【００４０】
一実施例においては、刺激は、タグのアンテナを第１又は第２の導電層の一方に電気的に接続することを含む。
【００４１】
本発明の更なる態様は、識別デバイスの非活性化方法であって、ＥＭタグの位置におい
て第１の周波数の電場を強化するようにされた第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞に取り付けられたＥＭタグを備え、前記第１の周波数において前記電場の強さを弱くするように、前記第１及び第２の導電層間の電気接続を作ることを含む前記方法を提供する。
【００４２】
誘電体空洞に場の強化を効率的に提供するために、第１及び第２の導電層は、電場の強い区域において実質的に絶縁しなければならない。これらの層の間に電気接続を形成することにより、場の強化は減らされ又は防がれ、従ってタグを第１の周波数において読み取り不能にさせる。
【００４３】
電気接続の形成は、ある実施例においては機械的に実施することができ、前記第１及び第２の層を一緒にクリンプし、又は１個以上の導電性のピン、例えばステープル又はリベットを前記第１及び第２の導電層を通して挿入することを含むことができる。かかるクリンプ又は挿入は、デバイス上でマーク付けできる所定の位置において行うことができる。この方法で、減活性化が管理され、そして第２の異なる周波数での活性化が得られる。
【００４４】
デバイスの誘電体層は、加えられた力により破壊され又は分解させられるハニカムのような適切な材料で（局所的に又は全体的に）作ることができる。
【００４５】
或いは、前記第１及び第２の導電層の間に導電性の流体を導入することができる。誘電体空洞は、流体を受け入れ又は吸収できる部分を少なくも含むことができる。例えば、誘電体は、例えば厚紙の波形又は多孔性の構造を備えることができる。
【００４６】
別の実施例においては、電気接続の形成は、前記誘電体層の少なくも一部分を、実質的に非導電状態から導電状態に変えることよりなる。
【００４７】
関連した態様は、識別デバイスの活性化方法であって、ＥＭタグの位置において第１の周波数の電場を強化するようにされた第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞に取り付けられたＥＭタグを備え、前記第１及び第２の導電層の間にある電気接続が強さを弱くし、前記第１の周波数において前記電場の強度を回復するように、前記電気接続を破壊することを含む前記方法を提供する。
【００４８】
本発明の更なる態様において、ＲＦＩＤデバイスを有し、開口機構を有する容器であって、ＲＦＩＤデバイスは、前記第１の周波数及び読み取り範囲において、デバイスが読み取り可能である第１の状態と、デバイスが読み取り不可能である第２の状態との間を切り替えるために前記開口機構に応答する前記容器が提供される。
【００４９】
この方法で、容器は、未開口状態においてのみ追跡でき、識別は容器の開口時に自動的に防止される。或いは、容器は、第１の状態において（例えば、第１の周波数において）選択的に追跡されるが、第２の状態（例えば、第２の周波数）における識別は、開口された容器の存在を示すために自動的に追跡される。
【００５０】
最も普通の実施例においては、容器は、第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞を備え、そして前記空洞の縁において電場を強化するようにされ、前記第１及び第２の状態の間の切り替えが、与えられた周波数における強化の程度を変える。
【００５１】
好ましくは、容器は、前記容器の開口の際に分離される分離可能な部分を備え、前記誘電体空洞は前記分離可能な部分の上を伸び、前記分離可能な部分の分離が前記誘電体空洞の構造を変え、強化の程度を変えさせる。
【００５２】
容器は、ボトル又はカートンのような構造とすることができ、或いは容器は蓋又は包装紙又はその他の外部包装を備えることができ、かつ容器の開口を示すために役立つだけとすることができる。この実施例は、不法な改変の対策又は不法な改変の検出のための用途に特に有用である。  
【００５３】
分離可能な部分は、構造的に弱くされた線により少なくも部分的に定められることが好ましい。これは、例えば材料の厚さを薄くした区域又は一連のミシン目とすることができる。分離可能な部分の分離が誘電体空洞の構造を変化させて第２の周波数の電場が強化されるように、誘電体空洞が構造的に弱くされた線を横切って伸びることが好ましい。
【００５４】
かかる実施例は、容器が金属であるとき、また流体を収容している場合に特に有用である。かかる用途においては、容器の識別要素は、厚さが、例えば１ｍｍ、又は５００μｍ以下の殆ど取り外し不可能とすることができる。
【００５５】
本発明の更なる態様は、上方及び下方の導電層により定められた共振誘電体空洞、及び前記空洞の縁における電場強化の領域内に置かれたＥＭタグを備えた環境センサーであって、前記誘電体の電磁的特性が環境条件における変化に応答して変わり、これにより、与えられた周波数及び読み取り範囲において、ＥＭタグを読み取り得る第１の状態とタグが読み取り不可能である第２の状態との間で強化の程度を変化させる環境センサーを提供する。
【００５６】
センサーの実施例は、温度、気圧又は水分の含量に対して応答し、そして多孔質の誘電体空洞を備える。
【００５７】
ある実施例の誘電体空洞を参照すれば、第１の層は、少なくも１個の欠除区域において第２の層と重ならない。これにより、空洞の両端が開かれた定在波のためのサブ波長の共振空洞として考えることのできる構造となる。導電層の重なり区域により定められる空洞の長さが入射放射の波長の実質的に半分であるとき、定常波刺激が作られる。即ち、この器具が前述の特許文献１に定められたような１／２波長デカプラーとして作用する。
【００５８】
かかる実施例においては、第２の導電層の長さが少なくも第１の導電層と同じ長さであることが便利である。より好ましくは、第２の導電層は第１の導電層よりも長い。
【００５９】
この構造は、結果的にコアの電磁場の強度を共振強化し、入射放射の５０倍又は１００倍の大きい場の強さを得る。２００又は３００或いはそれ以上の強化係数を作ることができ有利である。典型的に極めて小さいデバイスを含んでいるより特別な応用においては、２０、３０、又は４０倍という低い強化係数が、かかる強化なしでは可能でないかもしれない読み取り可能システムにおいてなお結果を出すことができる。この場のパターンは、電場が空洞の開口端部において最強である（アンチノードを有する）パターンである。厚さの小さいコアのため、場の強さは開口端部から空洞の外側に離れる距離とともに極めて急速に低下する。このため、大きく強化された場の範囲の近くに、開口端部から距離の短い−典型的には５ｍｍ−の電場がほぼゼロの領域ができる。従って、この区域内の電子デバイス又はＥＭタグは、タグ及びデカプラーが取り付けられた表面とは関係なしに、大きな場の勾配及び大きな電位の勾配に暴露されるであろう。
【００６０】
電位の勾配の大きい領域内におかれたＥＭタグは、差のある容量結合を受けるであろう。空洞からの高い電位に暴露されたタグの部分は、容量結合の性質から高い電位に帯電されるであろう。低い電位に暴露されたタグの部分は、同様に低い電位に帯電されるであろう。チップの両側のＥＭタグの部分が異なる電位の領域にある場合は、チップを横切る電位差が作られる。これは、本発明の実施例においてはこれを作動させるように駆動するに
十分である。電位差の大きさは、デカプラーの寸法と材料、及びＥＭタグの位置と方向に依存するであろう。
【００６１】
典型的なＥＰＣ  Ｇｅｎ ２ＲＦＩＤチップは閾値電圧が０．５Ｖであり、これ以下では読み取り不可能である。空洞の開口端部を横切る全電圧がチップを横切って現れる場合、コアの厚さ１ｍｍ及び開口端部を横切る電場の簡単な積分に基づき、電場はほぼ２５０Ｖ／ｍの大きさを有することが要求されるであろう。デバイスにおける典型的な入射波の振幅が２．５Ｖ／ｍであるならば（ほぼ５ｍの距離で作動する標準ＲＦＩＤ読み取りシステムと一致）、ほぼ１００の強化係数が要求されるであろう。場の強化が大きい実施例は、入射振幅の強化がチップを駆動するに十分となる前に、読み取り範囲に大きな余裕を与えるであろう。
【００６２】
従って、本発明は、いかなる表面においても使用できかつ表面に置かれたＥＭタグをいかなる表面効果からも減結合できるであろうデバイスを提供する。ＲＦＩＤタグは、本発明の態様に従って使用されたとき、これが空気中でなし得ると同じ範囲において又はある場合にはより大きい範囲において読み取ることができる。アンテナの設計又は非常に小さい全厚を維持しつつ係数の大きいスペーサー材料に対する要求が明らかである。
【００６３】
電子デバイス又はタグは、実質的に欠除区域の上の取り付け位置に取り付けること又は取り付け得ることが好ましい。電磁場は、誘電体コアの層の縁において強化することができ、このため、取り付け位置を、強化された電場を示す誘電体コア層の縁の少なくも一つに置くことも便利である。デバイス又はタグは、上方又は下方の導電層と直接電気接続しないことが好ましく、空洞の開口端から５ｍｍ、１０ｍｍ又は２０ｍｍ内に置かれることが好ましい。
【００６４】
ＲＦタグは、例えば、１００ＭＨｚから６００ＧＨｚまでの範囲のような適宜の周波数で作動するように設計することができる。好ましい実施例においては、ＲＦタグは、例えば、タグが８６６ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ又は９５４ＭＨｚで作動するチップとアンテナとを有するタグ、或いは２．４−２．５ＧＨｚ又は５．８ＧＨｚで作動するマイクロ波範囲のタグのようなＵＨＦ（極超短波）タグである。
【００６５】
欠除区域は小さくて離散した十字形、又はＬ字形となし得るが、幅が意図された作動波長より小さいスリットがより便利である。スリットは適宜の直線又は曲線のチャンネル又は溝、或いは導電層材料における欠除とすることができる。スリットは、選択的に非導電性物質又はその他の誘電体コア層の材料で満たすことができる。
【００６６】
従って、本発明は、放射減結合用のデバイスとして作動する多層構成を提供する。第１及び第２の導電層が誘電体コアを挟む。第１の導電層が少なくも２個のアイランド、即ち欠除区域又はスリットにより分離された導電領域を持つ。好ましくは、１カ所又はそれ以上の欠除区域は、波長以下の欠除区域（即ち、少なくも一つの寸法がλより小さい）、又はより好ましくはスリットの幅が波長以下であり、これが誘電体コアを空気に暴露させる。１個のアイランドを形成するようにデカプラーの周囲に欠除区域がある場合、又は誘電体コアの少なくも１個の側辺が欠除区域を形成する場合は前記欠除区域はその幅を波長以下にする必要はない。
【００６７】
デカプラー構造の誘電体コアの厚さと第１の導電層の厚さとの和は、その総厚を１／４波長より小さくすることができ、このため従来技術のシステムに比較してより薄くかつより軽量である。誘電体層の選択は、デカプラーが可撓性であることを許し、非平面又は湾曲面にこれを適用することを可能とする。デカプラーは平面でなくてもよくかつ非平面又は湾曲した形状を取ることができ都合がよい。
【００６８】
第１の導電層の長さＧは、λ＝２ｎＧにより決定でき、ここにｎは誘電体の屈折率であり、λはデカプラーの意図された作動波長である。明らかに、これは第１次調和周波数（即ち、基本周波数）についてのものであるが、その他の共振調和周波数を使用することができる。
【００６９】
基本共振周波数以外の調和周波数に相当する間隔の長さＧを有するデカプラーを提供することが望ましいことがある。このため、長さＧは、λ＝（２ｎＧ）／Ｎにより与えることができ、ここにＮは整数である（Ｎ＝１は基本を示す）。最も多い例は、典型的に最強の応答を提供するので基本周波数を使用することが望ましい。しかし、調和作動は、性能面では理想的ではなくても、より小さい占有面積、低い高さ及び強化された電池寿命の面における利点を提供することができる。
【００７０】
その他の実施例の誘電体空洞を考慮すると、第１の層及び第２の層は  一方の端部において電気的に接続され、実質的にＣ字形の断面を形成する。これは、結果として、空洞の一方の端部において閉じられている定在波のためのサブ波長共振空洞として考えることができる構造を得る。空洞の長さが入射放射の波長の実質的に１／４である場合、定在波の状態が作られる。即ち、導電ベース部分及び２個の壁部分が、一緒に誘電体コアの３方の側面を取り巻く連続した金属境界を作り、そしてベース部分において、従って（これが１／４波長の長さであるため）電場が最大（アンチノード）である導電ベース部分と反対側の空洞構造端部において最小（又はノード）であるように、電場をベース部分の面と平行に強制する。この方法で、取り付け具が、前述の特許文献２において定められたように１／４波長デカプラーとして作動する。
【００７１】
かかる実施例においては、２個の導電層が空洞構造を形成すると考えることができる。この構造は、同調された導電層を形成するために第１の導電側壁に連結された導電ベース部分、及び第２の導電側壁を備え、第１の導電側壁及び第２の導電側壁は間隔を空けられかつ実質的に平行である。
【００７２】
導電ベース部分は、電場を強制してこれをベース部分において最小（又はノード）にさせ、このため、導電ベース部分とは反対側の空洞構造端部において電場は最大（アンチノード）である。従って、この区域に置かれた電子デバイス又はＥＭタグは、タグ及びデカプラーが取り付けられた面とは無関係に、強い場の区域に置かれるであろう。
【００７３】
第１の導電側壁は、導電ベース部分から測定してほぼλｄ／４の連続した長さを持つであろう。ここにλｄは作動周波数ｖにおけるＥＭ放射の、誘電体内における波長である。
【００７４】
以上説明された１／２及び１／４波長の実施例は、両者とも、同調用導電層及び更なる導電層を備え、この更なる導電層は、好ましくは同調用導電層と少なくも同じ長さ、より好ましくは同調用導電層より長い長さを持つ。
【００７５】
２個の導電層は、誘電体層により分離される。これらは一方の端部において電気的に接続され、以上定められたような閉鎖空洞１／４波長のデカプラーを作り、或いは低強度電場の領域の２個の導電層間の幾つかの導電経路を作る。しかし、強電場領域における２個の導電層の間、又は開口端部の１／２波長実施例のためのデカプラーの周囲、或いは１／４波長（閉鎖端部）実施例のための１個以上の端部又は周囲においては電気的接続は実質的にあるべきでない。
【００７６】
ＲＦＩＤにより追跡される金属体については、少なくも１個の導電層が前記金属体に部分であることが望ましい。これは同調された導電層でないことが好ましい。
【００７７】
ＲＦタグは、作動周波数の波長（の例えば１／３）と一般に同等の長さの一体式のアンテナに電気的に接続されたチップより構成される。本発明の発明人は、小さくかつ同調されないアンテナ（即ち、ＵＨＦ波長において効率的に作動することを通常は期待されない）を、ここに定められた同時係属出願に定められたようなデカプラーと関連して使用し得ることを見いだしている。かかる「矮小化された」アンテナ（本技術熟練者に認めらるであろうように、低Ｑアンテナと呼ばれることがある）を有するタグは、開放空間における読み取り範囲が僅か数センチメートル又は数ミリメートルしかない。しかし、驚くことに、本発明のデカプラーに取り付けられた低Ｑアンテナ付きのかかるタグの使用は作動可能であり、かつデカプラーなしで自由空間内で作動してる商業的に入手可能な最適のＥＭタグ読み取り範囲に近い（ときにはこれを越える）読み取り範囲を示すことが見いだされた。低Ｑアンテナは、通常の同調アンテナよりも製造費が少なく、かつ占有面積が小さい（即ち、かかるタグのアンテナ長は、通常可能であるより小さい）。従って、ＥＭタグは低Ｑタグ、即ち、小さな同調されないアンテナを有するＥＭタグとすることができる。デカプラーの非活性化時に低Ｑタグの読み取り範囲が数センチメートル又は数ミリメートルになるようにデバイスに低Ｑアンテナを組み込むことが便利である。
【００７８】
本発明は、付属図面を参照して実質的にここに説明された方法及び／又は装置に広がる。
【００７９】
本発明の一つの態様におけるいずれの特徴も、適宜適切な組み合わせで本発明の別の態様に適用することができる。特に、方法の態様は適切な装置の態様に、またその逆にも適用することができる。
【００８０】
本発明の好ましい特徴が付属図面を参照して純粋に例示の方法により説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】ミシン目部分を含んでいるデバイスの断面を示す。
【図２】剥がすことのできる層を有するデバイスの断面を示す。
【図３−４】デバイスの有効長さを別個の値から選定することができる本発明の実施例を示す。
【図５】付加的な作動停止用導電経路を有するデバイスの断面を図示する。
【図６】２個の導電層が接触状態に強制された状態のデバイスの断面を示す。
【図７】導電性インキで形成されたベース部分を有するデバイスを示す。
【図８ａ−８ｃ】選定された部分の除去に続くデバイスの形状の変化を図解する。
【図９】タグ／これに取り付けられたデカプラー配置を有する容器を示す。
【図１０−１１】導電性コア内の液体の割合に従って異なった状態にあるデバイスの応答を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００８２】
図１は、第１の導電層１０１の端部に置かれた欠除部１０７の区域のある第１の導電層１０１（同調された導電体層）を有する１個のアイランドデカプター上に取り付けられた
低Ｑアンテナ（小区域アンテナ）１０６を有するタグを示す。第１の導電層１０１及び第２の導電層１０３が、誘電体層１０２を挟む。第１の導電層の長さＡが、（ある特定の誘電体層−材料及び厚さ、並びに導電層より小さい伝導率−に対する）デカプターの周波数を決定し、かつある特定の読み取り装置の周波数に適合するように選ばれる。
【００８３】
デカプターは３層全体を貫いて伸びる構造的弱点又はミシン目１０４を有し、これにより長さを減らし、デカプターの同調された長さを、デカプラーが低Ｑタグに対してその特定の読み取り機により成功裏に質問されることを許さなくなるに十分な大きさの長さＢに減らし、デカプラーと読み取り機との間を不適合にさせることができる。
【００８４】
図２は、図１と同様な配列であって、第１の導電層２０１（同調された導電層）及びこの第１の導電層の端部に欠除区域を有するデカプラーに取り付けられた低Ｑアンテナ（小区域アンテナ）２０６を有するタグを提供している配列を示す。第１の導電層２０１及び第２の導電層２０３が誘電体層２０２を挟む。
【００８５】
導電層２０１と誘電体層との間に剥離層２１０が設けられる。これにより、Ｂにおいて示されるように導電層を絶縁層から剥がして離すことができる。除去後に、管理された長さの層２０１が残るように、層２０１及び選択的に剥離層２１０を通してミシン目２１２を追加して設けることができる。
【００８６】
図３を参照すれば、ベース導電層３０４と誘電体層３０６とを備えた半波長デカプラーに取り付けられたタグ３０２が示される。誘電体層の上に、連結用部分３１４及び３１６により連結された３個の導電部分３０８、３１０、３１２より形成された上方の又は同調された導電層が示される。部分３０８、３１０、３１２は通常の金属、例えば銅又はアルミニウムの部分であり、一方、連結用部分３１４及び３１６は導電状態と非導電状態の間を変化し得るようなものである。かかる部分に対する多くの可能性が上に提供されたが、これらは、例えば高温において電気的絶縁物となるような熔融温度の低いバインダーを有する導電性インキとすることができる。従って、図３のデカプラーの上の面の長さは、連結用部分の導電性に影響を与えることにより変えることができる。部分３１４及び３１６の双方が電気を伝えている長さはＡであろう。連絡用部分３１４が非導電性にされた場合は有効長さはＢに減らされ、更に双方の連結用部分が非導電性にされた場合は長さは更にＣに減らされる。Ａ及びＢが異なる利用可能な作動周波数に相当し、更にＣがデカプラーを効果的に作動停止させるに十分に短い場合、これは有用である。
【００８７】
図４は、上の面の有効長さを多数の個別段階において管理し得る別の配列を示す。ここでは、連絡用部分ではなく、上方の導電層が３個の重なった金属部分４０８、４１０及び４１２から作られる。２個の層は領域４１４及び４１６において重なり、これらは、例えば金属面の上の薄い酸化皮膜となし得る非常に薄い誘電体層（図示せず）により分離される。従って、まず、部分４１２だけが導電層として作動する。しかし４１６において示されるように重なり部分の一方をエンボスすることにより絶縁バリヤが克服されて、２個の導電部分間に同調された平面の有効長さを伸びている電気接続が作られる。従って、この平面の長さは、重なっている部分を選択的にエンボスすることにより変えることができる。
【００８８】
図５は、１／４波長デカプラーに取り付けられた低Ｑタグ５０２の断面を示す。これにおいては、第１の導電層５０４は、（コア材料の屈折率に対する考慮のため）意図された作動波長の放射の１／４波長の長さＣを持つ。前述されたような１／４波長デカプラーは導電性の端部部分５０６を有し、これが閉鎖空洞を提供しかつ誘電体コア５０８内に希望の定在波を作るように作用する。使用時に、実質的に閉鎖端に置かれたノード（図示せず）及びタグ５０２が置かれる開口端区域５１０におけるアンチノードを有する定在波が確
立される。ノードは低電場の領域であり、もし端部部分５０６と開口端部５１０との間に１個又はそれ以上の更なる金属の導電経路５１２が置かれると、これは、誘電体空洞５０８内に作られる定在波に影響を与えるであろう。ここに、経路５１２は、第１の導電層５０４と第２の導電層５１４とを電気的に接続するように３層全体を通して打ち込まれた金属のリベット又はピンよりなる。これは、経路５１２を、定在波が空洞５０８内で中断されるように新たなベース部分を作るとして考えることが便利である。ある種の用途においては、定在波の中断を確実に強化するために経路を開口端部５１０の最寄りに置くことが好ましいことがある。
【００８９】
経路は実質的にデカプラーの幅全体にわたって伸びることが好ましいが、幅は、ある特定の用途のための読み取り範囲内における所要の減結合度により決定されることが普通である。例えば、幅の２／３にわたる電気接続の形成が十分である。
【００９０】
図５の１／４波長のデバイスではなくて半波長のデバイスが使用される場合は、十分に広い導電経路の挿入は、１／４波長デバイスにおいて効果的な結果を得ている導電ベース部分の追加と相似であり、著しく異なった同調周波数を持つ。
【００９１】
図６は１／２波長デカプラーの断面を示す。この場合、第１の導電層６０２及び第２の導電層６０４は、点６１０において互いに接触させられる。誘電体層６０６（又は、誘電体コアが空隙である場合は実際の支持構造）の一部又は全部が接触を許すようにこの区域からずらされる。単純な物理的変位に加えて、或いはこれに代わって、誘電体層は、例えば機械的な除去又は化学的な除去のような何かの手段により部分的に又は完全に除去することができる。ある実施例にいては、接触点にある又は置かれた誘電体の部分は、除去するために弱体化され又は壊れ易くく作られる。第１の層と第２の層との間のこの方法の電気的接続は、これがなければ誘電体空洞内に作られるであろう定在波を中断する。
【００９２】
上の説明の観点より、ある種の実施例において、図６の右手部分は閉鎖端部を形成しているクリンプ部分を有し１／４波長のデバイスとして作動を継続できることが認められるであろう。図７に示されたような更なる実施例は、半波長から１／４波長に、或いはその逆の空洞構造の形式の変化を利用する。
【００９３】
図７の１／４波長デバイスは、アルミニウム又は銅で形成された上方及び下方の導電性の面７０２及び７０４を備える。空洞の閉鎖端部を構成しかつその端部において電場がゼロとなるように規制する導電性の端部部分７０６が、熔融可能な結合材を有する導電性インキの印刷により形成される。説明されたように、かかるデバイスの投射放射の強化は、寸法Ｒのほぼ４倍の波長を中心として集中され、この波長の入射放射が、デバイスのチップ又はループ構造７０８を駆動して、読み取り可能な特性を作るように作動させる。
【００９４】
デバイスが水分に暴露された場合は、端部部分７０６の導電性が非常に低下し、そのとき空洞は効果的には両端が開口し、デバイスは１／２波長の原理で作動する。そこで、読み取り可能な特性をそれまで提供していた周波数における入射放射はチップ及びループにおいて十分には強化されない。チップ及びループそれ自体は同調されていないため、いかなる意味ある距離においても読み取ることができず、そしてデバイスは（所与の周波数又は読み取り範囲内における）質問の結果を返答することを中止する。導電性インキの正確な組成及び水分の程度に応じてデバイスはある短縮された読み取り範囲でなお読み取り可能であるが、水分量がある所定にレベルに達した後、ある一定の距離においてデバイスが読み取り機への応答を確実に中断するように関連パラメーターを選ぶことができる。この方法で、デバイスは、例えば貯蔵室又は倉庫内の水分レベルを検出できる環境センサーとして作動し、多数のタグ付き物品を定期的に又は連続して読み取り、比率で情報を提供し又はあるレベルの水分に暴露されたこれら物品の識別までも提供する。
【００９５】
水分に暴露された図７のデバイスは半波長のデバイスとして作動し、以前の作動波長の半分の新しい波長の放射が強化され、そしてチップを作動状態に駆動する。言い換えると半波長モードで作動するように切り替えられたデバイスからうまく読み取りがなされるように新しい周波数で質問することにより、水分に暴露されたデバイスの確実な同定を行うことができる。
【００９６】
図８ａは絶縁空洞８０６により分離された上方及び下方の導電層８０２、８０４を備えたデバイスを示す。ここでは、チップ及びループの配列８０８は、電場の強化が生じ得る区域から離れ、上方の層の端部ではなくて実質的にその中央に置かれる。そこで、かかるデバイスの読み取り範囲は非常に小さく、かつデバイスは最多のタグ付き用途に対して作動しないと考えることができる。図８ｂ及び図８ｃは、上方の導電層８０２の除去又はその一部分によりある周波数に対して「作動」し得るデバイスを示す。図８ｂにおいては、上方の層が除去され、上方の層の端部８１０がチップ及びループに隣接して走り、チップ及びループは電場強化の区域に暴露され、適切な周波数で読み取り機に応答を提供するに十分に大きい電位を経験することができる。これに代わり、図８ｃにおいては、上方の層の中央のストリップ又はスリット８１２が除去され、そしてこの場合もチップ及びループ８０８は、共振空洞の端部にあるその位置のため、電場の強化に曝される。両方の事例において、導電層のある部分の除去又は層のある部分の導電状態から非導電状態への変化がデバイスを「活性化」させる。導電部分を除去するために上述されたような多くの機構を使用することができる。
【００９７】
図９は、着脱可能なネジキャップ部分９０４を有するボトル９０２の首部分を示す。このキャップはキャップの取り外しの際に破損するように設計された弱め線９０６によりその限界を定められる。キャップを外すとデカプラーが破損するように弱め線に重なってボトル上にタグ及びデカプラー９０８が取り付けられる。デカプラーの破損はタグを第１の周波数で読み取り不能にさせ、かつボトルの状態（開封／未開封）はＲＦ質問により容易に決定できる。
【００９８】
以上の説明は本発明の多くの好ましい特徴及び実施例を示すが、特別な方法及び応用の更なる例を以下提供することが有益であると考えられる。
【００９９】
与えられた環境における水分の存在を検知する能力は、ある種の産業、特に精巧な機器の貯蔵に関係する分野（例えば、電子品、衣類、食料品など）で価値の大きいものである。湿度計（例えば、温度計を２個使用する方式の乾湿球湿度計であって、湿球温度を湿球からの水分の蒸発により、特別の方法で保護された乾球温度より下げるように、湿球が水分と空気とのある環境に暴露された乾湿球湿度計）のような比較的かさ張る装置から、チルドミラー湿度計（冷却された鏡が凝結水を集め、これを光学的測定器により観察し監視する）のような電子式のシステム及び大気から水を吸収したときに色が変化する単純な感湿ラベルに至る範囲の種々の水分センサーを市場で入手することができる。しかし、包装に応用するに十分に小型、安価でかつ壊れにくいものは殆どなく、更に目視検査に頼らない自動化された応答を供給できるものは更に少ない。
【０１００】
上述のように、ここに説明されたデバイスは、所与の容器又は環境内の水分の存在を感知することができ、そしてあるレベルの暴露に達したとき貯蔵管理者に警告信号を送るように配列される。かかるシステムは、上述の諸問題を克服し、かつ貯蔵室内の標準的なＲＦＩＤシステムが実在する構成を開発できる長所も示す。
【０１０１】
適切なデバイスは、誘電体コアが吸湿性（水分を吸収する）であることを示す。十分な量の水を吸収したとき結局は溶解するであろう潮解性材料のような幾種かの材料が存在す
る。潮解性材料の例は塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、及び水酸化ナトリウムを含む（最後のものは水に暴露されたとき金属の領域を腐食して取り去るために使用することができる）。潮解性のコアはその水分含有量に従って共振周波数を変化させるであろう。そしてデバイスは、ある特定量の水分を吸収したとき、デバイスの共振が標準ＵＨＦ  ＲＦＩＤ周波数の値に達し、そして質問されたときタグが警告応答を作るように設計することができる（質問は貯蔵室における連続的なプロセスであり、商品が十分に乾燥していることを示す応答はない）。
【０１０２】
或いは、タグが十分なレベルの水分を吸収したとき、質問に応答しなくなるように設計することができる。
【０１０３】
第３の選択肢は、タグの誘電体空洞の１部分だけを潮解性とすることであり、この部分は完全に溶解し、金属／誘電体材料／金属のサンドイッチの一部分の崩壊を導く。崩壊を助けるようにサンドイッチ構造にプレストレスを加えることができる。これはデバイスを元に戻し、警告を送り得るようにデバイスを質問周波数に切り変える。
【０１０４】
水の侵入は共振周波数を切り替えるだけでなく、この例においてはシステム内の損失を大きくし、このためタグの読み取り範囲をその最適の無損失コアの場合より減らすことに注意すべきである。このことは、説明されるであろうように、質問システムの設計の際に考慮すべきである。ある種の吸湿性材料は水を吸収すると膨張し又は収縮し、デバイスの設計に別の制御パラメーターを導くことにも注意すべきである。
【０１０５】
潮解性材料に代わるものとして、コアにおける多孔性材料の使用がある。この材料は、水分を吸収し、その水分を材料自体内に吸収するのではなくその表面上に集める。一例として、ポリＨＩＰＥの泡（ポリメトリックハイインターナルフェースエマルジョン）は、閉じた「泡」から相互連結したポリマー糸の開口メッシュに至るまでの範囲の、泡の大きさが整えられかつ管理された度合いの相互連結の状態で作ることができる多孔性誘電体である。これにより、開口細孔の比体積分、及び全ての空所内に水が透過し得るように邪魔物のない経路の両者の材料の製造が可能である。ここに、一例として、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）の泡が、ある方法により体積で４５％の多孔率であるように作られた。利用可能なモデルに従い、マイクロウエーブ周波数におけるかかる材料の誘電率の実数成分は、材料による吸収が事実上ない（即ち、複素誘電率が（１．４９３、０．００８））ので、（バルク材料（ｂｕｌｋ  ｍａｔｅｒｉａｌ）についての２．１とは対照的に）１．４９３クラスのものであり好ましい。この材料は、対象周波数において非分散であると推定される。
【０１０６】
この泡が水で満たされると、同じ計算により、誘電率が８６６ＭＨｚにおいて（１７．０５９、０．３５５）になると予測される。
【０１０７】
半波長デバイスの有限要素法によるモデル（コア厚さ１ｍｍ、長さ１１０ｍｍの金属スーパーストレート（ｓｕｐｅｒｓｔｒａｔｅ）、長さ１３０ｍｍの金属基盤、デバイス幅２０ｍｍ、商業的に入手可能なＩｍｐｉｎｊ  Ｍｏｎｚａ  １Ａチップ）は、次のことを示した。即ち、標準のポリエステルコアの乾燥、４５％空隙率ＰＴＦＥ泡コアへの置換により、共振のピークが８６６ＭＨｚから１．１８ＧＨｚの少し下に移動した。これが泡の空隙を満たすに十分に水を吸収したとき、この共振は３７３ＭＨｚに低下し、そしてコアの損失のため強さが減る（即ち、シリコンチップを横切る電圧が減り、このためデバイスの読み取り範囲も狭くなる）。この予測された応答が図１０に示される。従って、水の吸収が共振周波数を標準の質問周波数のどちらかの側かに動かし、そこで空隙率の管理とデバイスの寸法を介して、これがその乾燥状態又は湿潤状態のいずれかになるように設計することできる。
【０１０８】
水の分散のため、実数成分は低周波数においては比較的一定のままであるが、虚数成分は２００ＭＨｚで０．０９に落ちる。この効果は以上に対しては事実上考慮していないが、より強い信号となりかつより高い周波数に僅かに動く。
【０１０９】
水又は他の液体がデバイス全体に浸透する必要はないこと、及び縁における誘電率の変化は、周波数の予測可能な移動によるデバイスの回復に十分であることに注意すべきである。同様に、泡の領域がコア全体を取り巻く必要はない。これは、デバイスが確実にある特定の誘電率に、従って共振周波数に達するように水の吸収率の上限を設定するにも有用である。
【０１１０】
より精巧な実施例においては、タグの導電部分、例えば、上方及び下方の導電面をタグの加熱に、従ってタグを再使用できるように水を追い出す（即ち、乾燥状態に戻す）ために使用することができる。
【０１１１】
上述の水分に反応する変更例においては、他の誘電体を水の代わりに使用することができる。例えば、エチレングリコール（ＥＧ）は無色、無臭かつ吸水性の化学式ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＯＨの液体である。空隙率４５％のＰＴＦＥの泡について同じ有効媒体モデルを使用すると、ＥＧ充填泡の誘電率は（１１．１００、０．５８４）と推定される。これは、４６０ＭＨｚに置かれたチップの受けるピーク電圧で、水の場合と同様な共振点移動を生ずる。図１１参照。
【０１１２】
これは、温度２５℃において１６．１ｍＰａ.ｓの粘度を示し、これは蜂蜜（２０℃において１０．０ｍＰａ.ｓ）と同様な粘度であるが、１００℃において１．９８ｍＰａ.ｓに低下し水と同様に流れる。ＥＧは、その吸水性のため水と混和可能であり、これは希釈でき、従って粘度が低下することを意味する。しかし、全ての場合、一般的な傾向は、これが低温では比較的粘度が大きく、温度の上昇とともに流れ易くなるように設計することができる。重合した形式のエチレングリコール（ＰＥＧ：Ｈ（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ）は、重合度ｎの増加とともに増加する粘度を示し、その誘電率のごく僅かの変動のみでその物理的性質の更なる管理を可能とする。以下の説明の目的で、ＥＧは、任意のｎ値の純エチレングリコール（この材料はｎが大きくなると蝋状の固体となるので分子量７００以下のものが一般的である）及びその溶液の両者を包含して取り上げられる。
【０１１３】
（Ｐ）ＥＧの粘度特性は、気圧センサーのように機能するデバイスにこれを利用することができる。液体充填式の泡コアのデバイスが部分真空に暴露された場合、グリコールがコアから放出され、共振周波数を高くしかつ電圧を大きくするであろう（即ち、潜在的に読み取り範囲をより長くする）。これは水（水分）で満たされたコアを使用する上述のデバイスでもコア内に水分を保有する毛管により達成し得るが、グリコールの粘性が、特により厚いコアの標本により有益である。
【０１１４】
更なる変更例においては、デバイスが温度センサーとして作動することを許すために、粘度の温度依存性を使うことができる。泡の細孔のサイズを注意深く選んだ場合、ＥＧはその比較的高い粘性のため、低温（室温）においてもコア内に留まるであろうが、ある特定の温度以上になるとコアから流れ出るであろう。
【０１１５】
低粘度の液体で満たされたコアを有する更に別の変更例は、抗不法変更デバイス又は衝撃センサーとして作動するように設計することができる。いかなる干渉もコアの回りの不浸透性バリヤを破壊するようにコアが設計された場合（例えば、もろいポリマー浸漬皮膜）は、液体は漏れ出し、上述のように共振周波数を変えて、その作動状態を理想的に切り替えて、その事象を示すために読み取り機に返す信号を提供する。
【０１１６】
上記のように、実施例は、誘電体空洞の電磁的特性を変えることにより複数の状態間を切り替えることができる。ある種の材料は、強い電場の存在内にあるときそので電磁的特性を変えるであろうことはよく認められた事実である。最もよく知られたかかる材料は液晶（ＬＣ）である。各ＬＣ分子の屈折率は入射光に関するその方向に応じて異なり、そしてこの整列は材料層を横切る電場の適用により制御することができ、光学特性を状態間で切り替えるようにすることができる。この現象は液晶ディスプレイ技術の基本であり、従ってこれは光学的相互作用に関してよく特徴つけられたプロセスである。しかし、同じ現象を、ミリメートル及びセンチメートルの範囲を含んだ別の波長に応用することができる。
【０１１７】
例えば、１ｍｍの厚いアルミニウム板の積み重ね内に差し込まれたＭｅｒｃｋ−Ｅ７液晶の薄い（７５ミクロン）フィルムは、これを、電圧制御されたマイクロ波周波数のフィルターの基礎として使用することができる。７ボルトまでの交流（１ｋＨｚ）電圧が隣接した金属板間に適用され、液晶層を横切る強い電場が作られ、これがそれの分子を再編成し、これにより板間を移動するマイクロ波が受ける液晶の屈折率を制御する。デバイスを通って伝播しているマイクロ波が受ける液晶の有効屈折率は、０ボルトにおけるｎ＝１．６４９から７ボルトを越えたときのｎ〜１．８に変化する。
【０１１８】
第１の屈折率ｎ＝１．６４９及び第２の屈折率ｎ＝１．８００の液晶コアを有する半波長デバイスのＲＦＩＤデバイス（コアの厚さ１ｍｍ、長さ１１０ｍｍのスーパーストレート、長さ１３０ｍｍの基板、デバイス幅２０ｍｍ、Ｉｍｐｉｎｊ  モンザ（Ｍｏｎｚａ）１Ａチップ）の有限要素モデル化が行われた。このデバイスはそれぞれ周波数８９５ＭＨｚ及び８２６ＭＨｚで共振する（即ち、チップを横切る電圧が最大となる）ことが見いだされた。熟練者は、このデバイスが標準欧州ＵＨＦ  ＲＦＩＤ周波数帯域（８６５ＭＨｚから８６８ＭＨｚ）に切り替えること及びこの帯域を横切るようにすることが容易であることが理解されるであろう。
【０１１９】
デバイスの金属／誘電体／金属の形態は液晶材料を取り扱う業務に特によく適している。第１に、薄いコアは極めて少量の液晶しか必要としない（事実、コアの設計は、これが液晶で部分的に満たされるだけ（例えば、プラスチックコアの中の平らな薄い中央層だけ、又は誘電体層のその他のある部分だけ）であるように考えられる。第２に、半波長デバイスの２個の金属層がコアの電圧制御用の理想的な電極を与え：電池は、２個の層に取り付けられたその端子により所要の電圧シフトを得るためにオンとオフとを切り替えることができる（交流運転は液晶の損耗を避けるために高電圧が長期使用に好都合であるが、直流運転及び交流運転の双方が可能である）。
【０１２０】
電圧制御を構造内に導入し得る別の可能な方法は、ポリマー分散液晶（ｐｄｌｃ）の使用を媒介する。ｐｄｌｃは本質的に多孔性のポリマーシートであり、細孔が液晶で満たされ、通常のパッケージの方法を提供する。これは、典型的に、（光を散乱する）不透明なゼロ電圧状態と電圧の適用により全ての分子が整列したときの透明状態との間で切り替えられる。ｐｄｌｃシートは、我々のデバイスのコアとして便利に使用することができる。ただし、少量の液晶は、（上述された例に従った）連続層の場合におけるよりも顕著な屈折率のシフトが小さくなることに注意すべきである。
【０１２１】
上に示されたような電圧制御のデバイスは、オンデマンドでＵＨＦ周波数の計画的なシフト（例えば、ＥＵの高電圧の輸出時における米国のゼロボルトへのシフト）を許す国際的な機能性における適合性を持つ。これは、デバイスを国から出すときに（インキの溶解又は機械的な破断により）電池の接続を破ることにより作ることができる。
【０１２２】
かかる電池接続の破断は、不当に改変された証拠を提供するためにも利用することができる：タグは、これが取り付けられた包装物が不当な改変を受けた場合、コアを横切って適用される電圧を変化させるように設計される。例えば、電池接続が不当な改変により破られると、読み取り機が警告信号を受信できるようにタグを活性化させる。
【０１２３】
最後に、金属品自体が帯電され又は電気回路の一部となったとき、これを横切る電圧が誘起されるような方法でデバイスを金属品の上に置くことにより、電気的接触の遠隔検出を達成することができる。例えば、このデバイスは、回路が「生きている」ときを検知し、又は電力が失われたとき活性化させて質問されたときに警告信号を送ることができるように使用することができる。
【０１２４】
本発明は、以上、純粋に例示の方法で説明されこと、及び本発明の範囲内で詳細の変更をなし得ることが理解されるであろう。
【０１２５】
説明、及び（適切な）特許請求の範囲及び図面に明らかにされた各特徴は、独立して提供でき、又は適宜適切な組み合わせで提供することができる。
【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８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年11月10日(2009.11.10)
【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】
第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞を備えた装置であって、第１の周波数の電磁場が前記第１の層に隣接して強化された第１の状態、及び前記第１の周波数の電磁場が実質的に影響されない第２の状態を有し、前記構成要素が外部刺激により前記第１の状態と前記第２の状態との間で切り替え可能である装置。
【請求項２】
第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞、及び場の強化領域内の前記空洞の縁に置かれたＥＭタグを備えた切り替え可能な識別装置であって、与えられた周波数及び読み取り範囲において、場の強化がＥＭタグを読み取り可能にするのに十分である第１の状態、及び場の強化がＥＭタグを読み取り可能にするのに不十分である第２の状態を有し、外部刺激により前記第１及び第２の状態間で切り替えることができる切り替え可能な識別装置。
【請求項３】
前記刺激が、前記第１又は第２の導電層の少なくとも一部の除去である請求項１による装置
【請求項４】
除去が前記第１の層の長さの変化の結果として生ずる請求項３による装置。
【請求項５】
前記第１又は第２の導電層のいずれかが、前記材料の除去を容易にするために弱くされた部分又は穴を明けられた部分を備える請求項１〜４のいずれか１による装置。
【請求項６】
前記除去を容易にするために前記誘電体及び前記第１又は第２の導電部分のいずれかとの間に剥離層が含まれる請求項１〜５のいずれか１による装置。
【請求項７】
前記第１の層が剥がし取りにより除去されるようになった請求項１〜６のいずれか１による装置。
【請求項８】
前記誘電体の少なくも一部分が、前記刺激の適用における実質的に非導電状態と導電状態との間で変化するようにされた請求項１〜７のいずれか１による装置。
【請求項９】
前記誘電体の少なくも一部分が、前記刺激の適用において誘電率が変化するようにされた請求項１〜８のいずれか１による装置。
【請求項１０】
前記刺激が、予定された周波数のＲＦ場、ＵＶ放射能への露呈、作用された電位の１つ以上の適用である請求項８又は請求項９による装置。
【請求項１１】
第２の周波数の電磁場が前記第２の状態の前記取り付け位置において強化される請求項１〜１０のいずれか１による装置。
【請求項１２】
別の外部刺激によって前記第１の状態に装置を戻すことができる請求項１〜１１のいずれか１による装置。
【請求項１３】
請求項１の装置を有する容器であって、開口機構を有し、該装置は、第１の周波数及び読み取り範囲において、該装置が読み取り可能である第１の状態と、装置が読み取り不可能である第２の状態との間を切り替えるために前記装置が前記開口機構に応答する容器。
【請求項１４】
第１及び第２の導電層の間に定められた共振誘電体空洞を備え、かつ前記空洞の縁において電場を強化するようにされ、前記第１及び第２の状態間の切り替えが強化の程度を変える請求項１３による容器。
【請求項１５】
前記容器の開口の際に分離される分離可能な部分を有し、前記誘電体空洞が前記除去可能な部分の上で伸び、強化の程度を変化させるために、前記分離可能な部分の分離が前記誘電体空洞の構造を変える請求項１４による容器。
【請求項１６】
デバイスが、第２の周波数及び読み取り範囲において、前記第１の状態において読み取り不可能であり、かつ前記第２の状態において読み取り可能である請求項１３〜１５のいずれか１による容器。
【請求項１７】
前記容器が金属であるか又は流体を収容する請求項１３〜１５のいずれか１による容器。
【請求項１８】
上方及び下方の導電層により定められた共振誘電体空洞、及び前記空洞の縁における電場強化の領域に置かれたＥＭタグを備えた環境センサーであって、前記誘電体の電磁的特性が環境条件における変化に応答して変わり、これにより、与えられた周波数及び読み取り範囲において、ＥＭタグを読み取り得る第１の状態とタグが読み取り不可能である第２の状態との間で強化の程度を変化させる環境センサー。
【国際調査報告】
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