(57)【要約】本発明の近接場ＵＨＦ識別システム(100) は、i)導電性材料である、又はこれを含む物体(110) と、ii）マイクロストリップライン(13) と、このマイクロストリップライン(13) に接続された識別用マイクロチップ(14) とを有する極超短波マイクロストリップトランスポンダ(10,30,50,70) とを具え、マイクロストリップトランスポンダ(10,30,50,70) は、物体(110) が導電性領域を有している位置でこの物体(110) 上に在り、マイクロストリップライン(13) がこの物体(110) の少なくとも１つのエッジ(111,114) を追随している。識別システム(100) は、この識別システムがその下側から質問器により質問されている際に、識別用マイクロチップ(14) からの識別信号が、マイクロストリップライン(13) から、物体(100) のエッジ上の電流により誘起された近接磁界を介して、物体(100) の下側に伝送でき、識別用マイクロチップ(14) を識別しうるようになっている。本発明は、近接場識別を用いて、導電性材料である若しくはこれを含む物体(110) を又は物体(110) の種類を識別する方法に対する独立請求項をも含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接場ＵＨＦ識別システム（１００）であって、この近接場ＵＨＦ識別システムが、
ｉ）導電性材料である、又は導電性材料を含む物体（１１０）と、
ii）マイクロストリップライン（１３）と、このマイクロストリップライン（１３）に接続された識別用マイクロチップ（１４）とを有する極超短波マイクロストリップトランスポンダ（１０、３０、５０、７０）と
を具える当該近接場ＵＨＦ識別システムにおいて、
前記マイクロストリップトランスポンダ（１０、３０、５０、７０）は、前記物体（１１０）が導電性領域を有している位置でこの物体（１１０）上に在り、前記マイクロストリップライン（１３）がこの物体（１１０）の少なくとも１つのエッジ（１１１、１１４）を追随しており、
近接場ＵＨＦ識別システム（１００）は、この近接場ＵＨＦ識別システムがその下側から質問器により質問されている際に、前記識別用マイクロチップ（１４）からの識別信号が、前記マイクロストリップライン（１３）から、前記物体（１１０）のエッジ上の電流により誘起された近接磁界を介して、この物体（１１０）の下側に伝送でき、識別用マイクロチップ（１４）を識別しうるようになっている近接場ＵＨＦ識別システム。
【請求項２】
請求項１に記載の近接場ＵＨＦ識別システム（１００）において、前記物体（１１０）が電子装置用の充電式バッテリ、特にリチウムイオンに基づく充電式バッテリ又はエネルギー蓄積用の金属基板を有する充電式バッテリである近接場ＵＨＦ識別システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の近接場ＵＨＦ識別システム（１００）において、前記マイクロストリップライン（１３）がアルミニウム、銅若しくは銀を含んでいるか、又はアルミニウム、銅若しくは銀より成っている近接場ＵＨＦ識別システム。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の近接場ＵＨＦ識別システム（１００）において、前記マイクロストリップトランスポンダ（１０、３０、５０、７０）が箔（１２）を有し、この箔に前記マイクロストリップライン（１３）が取付けられているとともに、この箔が前記物体（１１０）上に又はこの物体（１１０）を囲む箔、紙若しくは包装材すなわちカバー上に取付けられており、
最も有利には、前記箔（１２）がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセチレン（ＰＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）若しくは紙から形成されているか又はこれらの何れかを有しているようにした近接場ＵＨＦ識別システム。
【請求項５】
請求項４に記載の近接場ＵＨＦ識別システム（１００）において、前記箔（１２）はその厚さとして４０〜６０μｍ、最も有利には５０μｍを有し、前記マイクロストリップライン（１３）はその厚さとして１６〜２０μｍ、最も有利には１８μｍを有している近接場ＵＨＦ識別システム。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の近接場ＵＨＦ識別システム（１００）において、前記マイクロストリップライン（１３）はその寸法（ａ×ｂ）として約１０〜１４mm×１３〜１７mm、最も有利には１２mm×１５mmを有している近接場ＵＨＦ識別システム。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか一項に記載の近接場ＵＨＦ識別システム（１００）において、前記マイクロストリップライン（１３）は前記物体の少なくとも２つの隣接エッジ（１１１、１１４）に追随して距離（ｃ、ｄ）に位置しており、この距離（ｃ、ｄ）は、有利には０．８〜１．２mm、最も有利には１．０mmとしてある近接場ＵＨＦ識別システム。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の近接場ＵＨＦ識別システム（１００）において、
‐前記マイクロストリップトランスポンダ（３０）が更に、前記マイクロストリップライン（１３）とで共平面にあるとともにこのマイクロストリップライン（１３）からある距離（３２）だけ離れている一体化された接地平面（３１）を具えているようにすること、及び／又は
‐前記マイクロストリップトランスポンダ（５０）が更に、前記マイクロストリップライン（１３）とで共平面にあるとともにこのマイクロストリップライン（１３）の形状を追随するストリップ状の形状を有している一体化された接地平面（５１、５２）を具えるようにすること、及び／又は
‐前記マイクロストリップトランスポンダ（７０）が更に第２の層中に一体化された接地平面（７１、８１）を具え、この一体化された接地平面（８１）は有利には前記マイクロストリップライン（１３）の形状を追随するストリップ状の形状を有しているようにすること、及び／又は
‐前記マイクロストリップトランスポンダ（３０）が更に、前記マイクロストリップライン（１３）に対し非対称的に配置された一体化された接地平面（３１）を具えているようにすること
が達成されている近接場ＵＨＦ識別システム。
【請求項９】
近接場識別を用いて、導電性材料である若しくは導電性材料を含む物体（１１０）を又は物体（１１０）の種類を識別する識別方法であって、前記物体（１１０）は特に、携帯電話機若しくはその他の何らかの電子装置用の充電式バッテリ又は鋳型とする識別方法において、この識別方法が、
‐マイクロストリップトランスポンダ（１０、３０、５０、７０）を前記物体（１１０）に取付けて、請求項１〜８の何れか一項に記載のシステム（１００）を形成するステップと、
‐質問器により前記システム（１００）に質問するステップと、
‐識別用マイクロチップ（１４）の識別信号を、前記マイクロストリップトランスポンダ（１０、３０、５０、７０）が位置している側とは反対の前記物体（１１０）の側のような、前記物体（１１０）の１つの側でこの物体と結合する近接磁界として受信するステップと、
‐前記識別信号を用いて、前記物体（１１０）を又は前記物体（１１０）の種類を識別するステップと、
を具えている識別方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の識別方法において、技術的なＵＨＦ‐ＲＦＩＤ標準規格及び／又はＥＰＣ gen２標準規格（ＩＳＯ１８０００‐６）に応じて質問及び識別を実行する識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極超短波により物体を識別する分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性材料である又はこれを含む物体を、極超短波に基づいて識別すること（UHF RFID）が、挑戦的であることを、様々な著者が開示している。
【０００３】
非特許文献１では、約１４２mm×３０mmの大きさで、３．１８mmの厚さであるＲＦＩＤタグが提案されている。金属面上に用いることを意図するタグに関しては、厚さが重要となる。Mohammed氏等が提案しているような寸法を有するＲＦＩＤタグは、これがより薄肉でより廉価となれば、ラップトップバッテリに対して用いることができる。
【０００４】
非特許文献２では、金属物体上に配置された基板上にアンテナ層が配置されているプレーナマイクロストリップアンテナの設計が提案されている。マッチング回路は、１２．４mmの縦方向長さ及び３０mmの横方向長さを有している。マッチング回路のみの寸法がたとえ問題とならなくても、アンテナの全寸法は１４０mm×７２mmであり、この全寸法が問題となる。通常、広帯域応答が必要である場合を除いて、マッチング回路がＲＦＩＤタグと接続されるのを回避することが試みられる。
【０００５】
非特許文献３では、ＲＦＩＤタグがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート内に一体化され、このシートが１５０μｍ厚の紙シート上に配置され、この紙シートがフェライトシート上に配置されている円形ボタンタグ構造が提案されている。フェライトとしては、０．２５mm又は０．５０mmの厚さを有するＴＤＫ社製のFlexield IRLG4型の磁気シート／電波吸収体が用いられている。円形ボタンタグは、携帯電話機のバッテリの隅部に配置されており、このタグをこのバッテリのエッジ付近に配置した場合に、検査された全てのバッテリモジュールに対し４センチメートルを超える読取範囲が達成された。この範囲内の読取距離は、携帯電話機のバッテリを遠隔識別するための使用目的にとって充分であるとみなすことができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Mohammed et. al in their article “An RFID Tag Capable of Free-Space and On-Metal Operation” published by Information and Telecommunications Technology Center, University of Kansas, Lawrence, KS 66045, USA
【非特許文献２】Eunni et al. in their article  “A Novel Planar Microstrip Antenna Design for UHF RFID”, published in Systemics, Cybernetics and Informatics, Vol. 5, Number 1
【非特許文献３】Koivu in his thesis “Thin RFID Solution for Battery Identification”, EVTEK University of Applied Sciences, Institute of Technology, 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
Mohammed氏等及びEunni 氏等により提案された構造のもの（非特許文献１及び２）は、著しく細長い形状をしており、従って、１０cmよりも小さい寸法の物体に対して用いるのに適していない。一方、電子機器の殆どの現在の充電式バッテリはかなり小型である。例えば、携帯電話機に対して広く用いられているリチウムイオン充電式バッテリの寸法は、約５×４×０．８cmである。現在用いられているものに匹敵しうる寸法を有する上述した種類の充電式バッテリを識別するのには、Mohammed氏等又はEunni 氏等により提案された構造のものを簡単に用いることができない。更に、又より重要なことに、少なくとも２mmの厚さ及びこれらの解決策の製造費が上述した提案の構造のものを目下魅力のないものにしている。
【０００８】
Koivu 氏により提案された円形ボタンタグ構造（非特許文献３）は、充電式バッテリを識別するのに用いるのに適切な寸法である約１．３cmの直径を有している。しかし、Koivu 氏の解決策は、製造上の観点から魅力的なものではない。その理由は、フェライトシートが製造費を著しく高めるためであり、これが無い場合には製造費は１つ当り約２〜３セントとなる。しかし、この解決策はフェライトシートが無いと機能しない。
【０００９】
本発明の目的は、近接場（ニアフィールド）識別システムの製造費を低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的は、請求項１に記載の近接場識別システム及び請求項９に記載の方法により達成しうる。
【００１１】
従属請求項には、上述したシステム及び方法の有利な観点を開示している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の識別システムは、導電性材料である又はこれを含む物体と、極超短波マイクロストリップトランスポンダとを具え、この極超短波マイクロストリップトランスポンダはマイクロストリップラインと、このマイクロストリップラインに接続された識別用マイクロチップとを有している。マイクロストリップラインは、電気ループを形成するとともに曲がりくねった形状にする。
【００１３】
マイクロストリップトランスポンダは、物体が導電性領域を有している位置でこの物体上に在るとともに、マイクロストリップラインがこの物体の少なくとも１つのエッジを追随するように配置する。マイクロストリップラインが物体の少なくとも２つのエッジを追随する場合には読取角度及び読取量を大きくすることができるが、特にある充電式バッテリの場合で、この充電式バッテリの端部がラップトップに対するある種の充電式バッテリのような問題のある形状を有する場合には、マイクロストリップラインが物体の１つのみのエッジを追随するようにすることができる。
【００１４】
識別システムは、識別信号をマイクロストリップラインから、物体のエッジ上の電流により誘起される近接磁界（近傍磁界）を介して物体の下側に伝送するように構成し、識別システムが質問器によりこの識別システムの下側から質問された際に識別用マイクロチップを識別しうるようにする。このようにすることにより、識別用マイクロチップを識別し、これにより物体及びその種類の双方又は何れか一方を識別しうるようになる。
【００１５】
Mohammed氏等、Eunni 氏等及びKoivu 氏により提案されたタグに対する著しい改善は、新たな構造の結果、物体を透過させるような極超短波信号を送信する必要なく、近接磁界を物体のエッジ上の電流により誘起させれば充分であるということである。マイクロストリップライン上の電流は物体のエッジ上に二次電流を誘起させ、この二次電流によりトランスポンダと質問器との間を電気結合させうる近接磁界を誘起させる。従って、製造費を低減させることができる。その理由は、Koivu 氏による解決策と相違してフェライトを必要としない為であり、更に、Mohammed氏等及びEunni 氏等により提案された解決策と相違して構造を充分にコンパクトに形成しうる。
【００１６】
物体が電子装置用の充電式バッテリ、特にリチウムイオンに基づく充電式バッテリ又はエネルギー蓄積用の金属基板を有する充電式バッテリである場合には、本発明により、適切なリサイクルプログラム又は適切な廃棄方法を選択するために充電式バッテリを検出しうる。特定の充電式バッテリがリチウムイオンバッテリであるか、リチウムイオンポリマバッテリであるか、ニッケル‐金属水素化物バッテリであるかを認識しうるようにする必要がある。物体は他の何らかの金属製物体とすることができる。特に、装置産業では、幾つかのこのような物体が使用されている。本発明は特に、物体が例えば鋳型である場合に有利に用いることができる。
【００１７】
マイクロストリップラインはアルミニウム、銅又は銀を含んでいるか、或いはアルミニウム、銅又は銀より成っているようにするのが有利である。アルミニウム又は銅である場合には、エッチングによりマイクロストリップラインを形成しうる。銀である場合には、銀ベースのインクを用いて自動的に印刷することにより、マイクロストリップラインを形成しうる。
【００１８】
マイクロストリップトランスポンダが箔を有し、この箔にマイクロストリップラインが取付けられているとともに、この箔が物体上に又はこの物体を囲む箔、紙若しくは包装材すなわちカバー上に取付けられている場合には、マイクロストリップラインを物体の金属部分から更に分離させて物体が短絡させるのを回避するようにする必要がない。箔はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセチレン（ＰＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）若しくは紙から形成されているか又はこれらの何れかを有するようにするのが有利である。その理由は、この箔の無損失性を高くする必要がない為である。物体上への、又はこの物体を囲む箔、紙若しくは包装材すなわちカバー上への取付けは接着により実行でき、接着剤層の厚さは１０〜３０μｍ、好ましくは例えば、２０μｍとすることができる。この接着に代えて、マイクロストリップトランスポンダを、物体を囲む箔、紙又は包装材すなわちカバー内で巻き付けることができる。
【００１９】
ポリエチレンテレフタレート箔はその厚さとして４０〜６０μｍ、最も有利には５０μｍを有する。マイクロストリップラインはその厚さとして１６〜２０μｍ、最も有利には１８μｍを有する。
【００２０】
マイクロストリップラインはコンパクトに形成しうる。マイクロストリップラインはその寸法として約１０〜１４mm×１３〜１７mm、最も有利には１２mm×１５mmを有するようにするのが有利である。
【００２１】
マイクロストリップラインは物体の少なくとも２つの隣接エッジに追随してある距離に位置させるのが有利である。この距離は、有利には０．８〜１．２mm、最も有利には１．０mmとする。これにより、物体における近接磁界の形成を良好にすることができ、従って、識別用マイクロチップの識別性を改善する。
【００２２】
導電性材料である若しくは導電性材料を含む物体を又は物体の種類を識別する識別方法であって、この物体は特に携帯電話機又はその他の何らかの電子装置用の充電式バッテリとする識別方法では、この識別方法が、
ａ）マイクロストリップトランスポンダを前記物体に取付けて、本発明によるシステムを形成するステップと、
ｂ）質問器により前記システムに質問するステップと、
ｃ）識別用マイクロチップの識別信号を、前記マイクロストリップトランスポンダが位置している側とは反対の前記物体の側のような、前記物体の１つの側でこの物体と結合する近接磁界として受信するステップと、
ｄ）前記識別信号を用いて、前記物体を又は前記物体の種類を識別するステップと
を具えているようにする。
【００２３】
この方法は、識別すべき物体の下側又は種類を識別すべき物体の下側から、達成しうる。本発明によれば、１０cmまでの識別距離を達成できた。この方法には、識別処理を実行するためのスペース条件を低減させる傾向がある。その理由は、この場合、識別すべきシステムの上方にフリースペース（自由空間）を設ける必要がない為である。これにより、識別処理を実行しようとしている施設内でのスペース利用をより有効に計画する際の工場管理者又はリサイクル業者の作業を支援する。充電式バッテリの識別処理では、識別すべき充電式バッテリをコンベヤベルト上で運搬移動させる。従って、この場合、質問器装置のアンテナをコンベヤベルトの下側に配置することができる。
【００２４】
質問及び識別を技術的なＵＨＦ‐ＲＦＩＤ標準規格とＥＰＣ gen２標準規格（ＩＳＯ１８０００‐６）との双方又は何れか一方に応じて実行する場合には、市販されていて容易に入手しうる質問及び識別装置をこの処理のために用いることができる。
【００２５】
以下に、図１〜９に示す実施例につき本発明を詳細に説明する。全ての図面で同じ参照符号は同じ素子を参照している。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、質問中の、上面に極超短波マイクロストリップトランスポンダが取付けられた５mmの厚さのアルミニウムブリックを有する近接場識別システムの下側５mmの磁界分布を示す説明図である。
【図２】図２は、携帯電話機のバッテリ内に取付けられた製造済みのプロトタイプを示す線図である。
【図３】図３は、一体化された同一平面の接地面を有するトランスポンダを示す斜視図である。
【図４】図４は、一体化された同一平面の接地面を有するトランスポンダを示す平面図である。
【図５】図５は、面積を最小化した一体化された同一平面の接地面を有するトランスポンダを示す斜視図である。
【図６】図６は、面積を最小化した一体化された同一平面の接地面を有するトランスポンダを示す平面図である。
【図７】図７は、第２の層中に一体化された接地平面を具えるトランスポンダの一態様を示す分解斜視図である。
【図８】図８は、第２の層中に一体化された接地平面を具えるトランスポンダの他の態様を示す分解斜視図である。
【図９】図９は、トランスポンダの２つのエッジを最適化するための非対称の接地平面を有する当該トランスポンダを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明者は、携帯電話機や、少なくとも１つの金属面を有するその他の電子装置のような小型の物体１１０の充電式バッテリをマーキングするための、廉価で小型のＵＨＦ‐ＲＦＩＤトランスポンダ１０を用いる新規なシステムを発明した。物体１１０としては、金属製及び非金属製の如何なる物体をも用いることができる。本発明者は特に、鋳型を物体として用いる可能性を研究している。
【００２８】
ＵＨＦとは、８６０ＭＨｚ〜９６０ＭＨｚの周波数範囲を意味するものである。
【００２９】
携帯電話機やその他の電子装置の充電式バッテリをリサイクルするには、ある重要な情報を充電式バッテリと関連付けるとともに充電式バッテリの寿命の終了時にこの情報を自動的に読取りうるようにする効率的な手段を必要とする。
【００３０】
ＲＦＩＤ自体は極めて有効な技術であるが、金属面上に使用しうる小型で特に薄肉の廉価なトランスポンダが無いことにより実用的な実装を阻害している。
【００３１】
本発明のシステムによれば、小型及び薄肉で、金属面に作用する新規な種類の近接場ＵＨＦ‐ＲＦＩＤトランスポンダを実現しうる。
【００３２】
マイクロストリップトランスポンダ１０は、製造費を高めるか又は寸法を大きくするような如何なる特別な層又はその他の部品をも必要としない。その代り、このトランスポンダ１０は、金属物体１００自体の特性を利用しており、現在の市場において支配的な種類のＵＨＦ‐ＲＦＩＤであるラベル形式のトランスポンダを形成するのに用いられる標準処理により製造しうる。
【００３３】
現在ＥＵで法律により義務付けられている充電式バッテリのリサイクルでは、例えば充電式バッテリの種類に関する、情報をこの充電式バッテリと一緒にこのバッテリの全ライフサイクルにわたって持つことが不可欠である。
【００３４】
充電式バッテリの識別情報と一緒に付す目的のために光学式符号を検査してきたが、充電式バッテリの表面のよごれや機械的な摩耗及び傷が、実際にこれらの光学式符号をしばしば判読しえないものとする。
【００３５】
従って、充電式バッテリをＲＦＩＤでマーキングする利点が認められている。従って、従来のＲＦＩＤの解決策もいつくか存在する。これらの解決策には、近接場ＨＦ及びＵＨＦ‐ＲＦＩＤタグを利用し、このタグとタグ付け物体との間にフェライト層を付加することが含まれる。これには作業の概念があることが証明されたが、その問題は、特別なフェライト層のために費用が嵩むということである。このフェライト層はタグの厚さをも増大させる。本発明の解決策では、タグとタグ付け物体との間に特別な層を必要とせず、従って、トランスポンダは、小型の近接場ＵＨＦ‐ＲＦＩＤインレイと同様に廉価となる。
【００３６】
簡単で廉価な２Ｄラベル形式のＲＦＩＤトランスポンダであって、そのアンテナが、金属化されたプラスチック箔上にエッチングにより形成されているこのトランスポンダは、現在の市場のＵＨＦ‐ＲＦＩＤに関する支配的な設計のものである。しかし、このアンテナの解決策は、金属製の物体上に直接配置した場合に機能しない。
【００３７】
金属物体上に用いるものとして開発された、より高価で大型の金属対応（オンメタル）のトランスポンダが得られているが、これらは、携帯電話機のバッテリのような小型で廉価な物体に対して用いる場合、実際の選択肢として考慮するにはあまりにも肉厚で高価な方法である。このような解決策の例は、日油株式会社のＴＡＧＡＴ（登録商標）製品シリーズのカタログから見ることができる。
【００３８】
マイクロストリップトランスポンダ１０によれば、体積及び面積を小さくするとともに廉価にすることを要求することにより、小型の金属面物体１１０にマーキングを行うことができる。更に、携帯電話機の充電式バッテリ及びその他の電子装置の充電式バッテリに加えて、新規で廉価なマイクロストリップトランスポンダ１０により恩恵を受ける他の多くの分野がある。
【００３９】
図１は、マイクロストリップライン１３と、このマイクロストリップライン１３に接続された識別用マイクロチップ１４とを有し、箔１２上に又はこの箔内に組合わされた極超短波のマイクロストリップトランスポンダ１０を示している。箔としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアセチレン（ＰＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、紙又はその他の適切な如何なる材料をも用いることができる。
【００４０】
図１における物体１１０は、５mmの厚さのアルミニウムブリックである。しかし、図２に示すように、アルミニウムブリックの代わりに、携帯電話機又はその他の電子装置の充電式バッテリを物体１１０として用いることができる。重要なことは、物体１１０が導電性材料であるか又はこれを含んでいるようにすることと、物体が少なくとも１つ、好ましくは少なくとも２つのエッジ１１１、１１２、１１３、１１４を有し、最も有利なことに、これらのエッジのうち少なくとも２つのエッジを互いに隣接させて少なくとも１つの隅部１１１→１１４が得られるようにする。
【００４１】
マイクロストリップトランスポンダ１０は、物体１１０が導電性領域を有する位置でこの物体１１０上にある。マイクロストリップライン１３は少なくとも１つのエッジを追随し、この例の場合には、物体１１０の２つのエッジ１１１、１１４を追随する。
【００４２】
質問器により識別システム１００の下側から又はこの識別システムの他の如何なる方向からもこの識別システムに質問を発し、識別用マイクロチップ１４から生じる識別信号を、マイクロストリップライン１３から、物体１００のエッジ上の電流により誘起される近接磁界を介して物体１００の下側に伝送し、識別用マイクロチップ１４を識別しうるように、この識別システム１００が構成されている。
【００４３】
極超短波のマイクロストリップトランスポンダ１０は、システム１００と、読取装置としても知られている質問器との間の近接磁界結合を用いることに基づいている。
【００４４】
平面ラインが小さい従来の近接場ＵＨＦ‐ＲＦＩＤタグは金属上で動作しない。その理由は、これらの磁束は金属面を透過しない為である。それどころか、磁界のエネルギーは、金属上で発生される渦電流により失われる。
【００４５】
マイクロストリップトランスポンダ１０では、必要とする磁束の発生は、このマイクロストリップトランスポンダ１０が配置されている物体１１０のエッジ１１１及び１１４に電流を誘起させ、これにより物体１１０の周りに延在する磁束を発生させることに基づいている。このことは、それぞれのエッジ１１１及び１１４の付近にマイクロストリップライン１３を配置することにより達成されている。マイクロストリップトランスポンダ１０は、技術的には曲がりくねったマイクロストリップラインとしてあり、その接地面は物体１１０により形成されている。
【００４６】
マイクロストリップライン１３を物体１１０の１つのエッジ１１１、１１４又は隅部（１１１→１１４）の付近に配置した場合、それぞれのエッジ１１１、１１４に対し平行なマイクロストリップライン１３の部分がそれぞれのエッジ１１１、１１４に電流を誘起する。
【００４７】
電流は、質問器（読取装置）への結合を達成する磁界Ｈのソース（磁界源）として作用する。磁界Ｈは物体１１０の周りに延在し、適切な近接場アンテナを用いることにより幾つかの方向からマイクロストリップトランスポンダ１０を読取ることができる。
【００４８】
読取装置とシステム１００との間を良好に結合させる高周波電力を得るためには、マイクロストリップライン１３の入力インピーダンスがある値を有する必要がある。実際には、マイクロストリップライン１３のリアクタンスを、使用するＩＣに依存して１００〜２５０Ωとする必要がある。このことは実際には、マイクロストリップライン１３を長めに、代表的には数cmとする必要があることを意味する。しかし、マイクロストリップライン１３は湾曲形態に曲がりくねったようにして、マイクロストリップトランスポンダ１０の外形が小さくなるようにする。
【００４９】
図１及び２に示すマイクロストリップトランスポンダ１０はプロトタイプである。
【００５０】
図１では、５mmの厚さのアルミニウムブリックである物体１１０の頂面上にマイクロストリップトランスポンダ１０が予め取付けられているこの物体１１０の下側５mmでの磁界分布を計算した。
【００５１】
プロトタイプのマイクロストリップトランスポンダ１０の寸法ａ×ｂは１２mm×１５mmである。従って、たとえ、充電式バッテリのリサイクルが、システム１００及び方法の重要な、おそらく第１の実用的な適用であっても、かかる技術により、種々の金属物体１１０に小型のマイクロストリップトランスポンダ１０を設けるようにすることができる。
【００５２】
携帯電話機の充電式バッテリの年間製造量は数億にもなる。多量生産した場合のマイクロストリップトランスポンダ１０の価格は、約３ユーロセントである為、実際上全ての充電式バッテリにマイクロストリップトランスポンダ１０を装着することができる。
【００５３】
マイクロストリップトランスポンダ１０は廉価で、小型で平坦なラベル状の構造となっている為、このマイクロストリップトランスポンダ１０の使用を、飲食物の金属製の缶のような消費者製品に拡張させることができる。本発明により、例えば工場環境における金属製部品の個々の追尾を可能としうる多数の可能な産業上の利用も存在する。このような利用には、自動車産業及び航空産業が含まれる。小型で廉価なマイクロストリップトランスポンダ１０によれば、従来よりも小型で廉価な部品及びモジュールにタグ付けすることができる。
【００５４】
基本的に絶縁性の基板の箔１２の頂面上にマイクロストリップライン１３を有する極超短波マイクロストリップトランスポンダ１０に代わるものとして、幾つかの例を図３〜８に示している、極超短波マイクロストリップトランスポンダ３０、５０及び７０を用いることができる。
【００５５】
トランスポンダ３０、５０及び７０には、一体化された接地平面を形成するある追加の金属構造体を設けることができる。これらの構造体は、マイクロストリップライン１３を囲む金属３１、５１、５２を有する（図３、４及び図５、６）か、絶縁基板の箔１２の面上に配置されたマイクロストリップライン１３の側とは反対側の箔１２の面でマイクロストリップライン１３の下側に配置された金属７１、８１を有する（図７、８）。
【００５６】
金属を、マイクロストリップライン１３を囲むように加えることにより、マイクロストリップライン１３の接地平面又はその一部がこのマイクロストリップライン１３の主導体と同じ金属層上に形成され、このマイクロストリップライン１３と接地平面との間に水平ギャップ３２を残している一般に共平面導波路として既知の構造体を形成するようにすることができる。接地平面は、（図３、４に金属３１で示すように）マイクロストリップライン１３を囲む全領域を満たすか、又は（図５、６に金属５１、５２で示し、随意ではあるがマイクロチップ１４の位置でへこみを呈するようにして）マイクロストリップライン１３の側部におけるかなり狭い１つの導体又は一対の導体とすることができる。トランスポンダ３０、５０の接地平面を部分的に開放させることにより、物体１１０が特定の領域に金属を有していない場合に、磁束が、タグ付けすべき物体１１０を貫通するようにする。トランスポンダ３０、５０、７０を印刷により形成する場合には、導電性インクを節約するのも有利なことである。
【００５７】
上述した構成の代わりに、又はこれに加えて、追加の金属層７１、８１をトランスポン
ダ７０における絶縁性基板の底部上に加えることができる。図７に示すように、金属層７１がトランスポンダ７０の全領域を被覆しうるようにするか、又は図８に示すように、金属層８１がトランスポンダ７０の頂面上でマイクロストリップライン１３の形状を追随し、このマイクロストリップライン１３の幅ｅよりも大きな幅Ｅを有するようにしうる。この場合の利点は、図５及び６に示すトランスポンダ５０の場合と同じである。
【００５８】
何れの方法を実施しても、マイクロストリップライン１３を囲む又はマイクロストリップライン１３の下側の追加の金属が、トランスポンダ３０、５０、７０とタグ付けすべき物体との間の距離にそれ程依存しないようにトランスポンダ３０、５０、７０の入力インピーダンスを安定化させる。又、上述した方法により、タグ付けすべき物体１１０の導電率が制限されているか、又は物体の表面が平坦でない場合に、トランスポンダ３０、５０、７０の動作を向上させる。その結果、トランスポンダ３０、５０、７０を、より一層頑健にできるとともに、読取範囲を犠牲にすることなく種々の分野及び物体１１０に対して適用しうるようにできる。これらのトランスポンダ３０、５０、７０は金属物体上に用いるものとして理想的であるが、接地金属３１、５１、７０、８１を加えることにより、その適用分野を非導電性の物体や適用困難な形状の金属物体にも拡張させることができる。
【００５９】
トランスポンダの構造は図９に示すように非対称にすることができる。代表的には、マイクロストリップライン１３の１つ又は２つのエッジが物体１１０のエッジに電流を発生させる磁界を誘起する為、これらの部分を囲む接地平面内に非金属スペース９１を残し、磁界が正しい領域内に発生されるようにするのが有利である。この種類のトランスポンダの共平面形態の構造の例を図９に示す。２層構造の場合には、接地平面無しにトランスポンダの結合領域を残すことができる。
【００６０】
図３〜９に示すトランスポンダ３０、５０、７０の寸法ａ×ｂは、ａ＝２０±２mm及びｂ＝２２±２mmとなるようにするのが最も有利であるが、前述した寸法を用いることもできる。
【００６１】
本発明は、特許請求の範囲のみに限定されるものとして理解されるべきではなく、これらの法的な均等物を含むものとして理解すべきである。
【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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【国際調査報告】
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