JPH0646416B2

JPH0646416B2 - 電子物品監視装置用マ−カ

Info

Publication number: JPH0646416B2
Application number: JP59253969A
Authority: JP
Inventors: チヤールズテイトウイリアム; ウエルズオブライエンフイリツプ
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニユフアクチユアリングコンパニ−
Priority date: 1984-11-30
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPS61131177A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は電子物品監視装置においてマーカとして役立
つような誘電性および容量性成分を含む同調共振電気回
路に関し、特にインダクタが誘電シートに加えられる金
属箔すなわち導電塗料で構成されるような平導電螺旋で
ありかつコンデンサが対向する表面の導電区域と組み合
わされる同じシートによつて構成される上記のような回
路に関するものである。

共振タグすなわちマーカ回路のいろいろな構造がこれま
でに開示されている。例えば米国特許第３，８１０，１
４７号〔リクトブラウ(Lichtblau)〕では、かかる回路
は各端が第１および第２導電区域で成端される適当に構
成された金属箔のような誘導螺旋が片側に置かれた誘電
シートを含むように示されている。整合する導電区域は
誘電シートの対向側に具備され、その区域は２個のコン
デンサを構成するようにはさまれたシートと組み合わさ
れ、かくて誘導・容量性同調共振回路が完了されてい
る。同様な回路はリクトブラウの以後の特許（米国特許
第３，８６３，２４４号、第３，９１３，２１９号、第
３，９６７，１６１号、および第４，０２１，７０５
号）にさらに示されており、かかる特許はさらにそれぞ
れの表面を共に、例えばピン、アイレツトにより、また
は超音波すなわち低温溶接することにより、誘導シート
の両側の導電区域間で直接電気接続を作ることを開示し
ている。米国特許第３，９１３，２１９号では、のみ状
の先端を持つ低温溶接工具は対向する表面を低温溶接す
るラミネートにより駆動されるといわれている。

かかる共振回路のもう１つの変形は米国特許第４，３６
９，５５７号〔バンデブルト(Vandebult)〕に示されて
おり、その第５図から第８図までは誘電シートによる電
気接続の必要性が誘電シートの同じ側に２個の誘電螺旋
パターンとその間の電気接続とを提供し、その後シート
を折り重ねて適当な導電区域が相互に対向するようにな
つてコンデンサのプレートとその間にはさまれる誘電シ
ートの一部とが整合するような方法によつて除去されて
いる構造を示す。その第６図および第７図には、１つの
表面に２つの導電区域を電気接続する第１および第２部
を持つ誘電パターンを備える誘電シートが示されてい
る。シートは次に導電区域を整合するように折り重ねら
れ、かかる実施例は多数のインダクタ巻線が１つの与え
られた大きさで提供されるので望ましい。そこに示され
た実施例では、２個のインダクタ部分は、シートが導電
区域の整合によつてコンデンサを構成するように折り重
ねられかつ合成回路が励磁されるとき、すべてのインダ
クタ巻線に流れる電流が同一方向に流れるように構成さ
れる。同特許はさらに、巻線間の容量結合を減少させる
ために折り重なつた対向面上のコイル巻線を故意にずら
す必要性を訴えている。

本発明も同調共振回路であり、各表面に導電多重巻螺旋
を持つ誘電シートを含み、その各巻は事実上閉ループを
構成する。しかし本発明の回路では、コンデンサ・プレ
ートを構成するシートの対向表面に不連続な対向する導
電区域は具備されていない。むしろ、各螺旋の各脚は対
向表面の螺旋の対向する脚と事実上重ねられ、また各螺
旋は相互に関してもいずれもシートの同じ側から見て反
対方向に巻かれ、すなわち１つの螺旋は時計方向に内側
に、他の螺旋は反時計方向に巻かれる。かくて螺旋に誘
導結合される電流は、各螺旋内で同じ方向に流れる。各
螺旋の少なくとも１つの所定部分は、対向螺旋の対向す
る部分と直接電気接続する。かかる構造は、１つの所定
基本周波数と複数個の高次周波数との組合せで共振する
誘導性および分布容量性の両成分を持つ１組の閉ループ
を生じる。対向する螺旋の所定部分を共に接続すること
によつて、実効キヤパシタンはそれぞれのインダクタが
容量のみで結合される場合に生じるものより増加され、
したがつて回路の共振周波数は減少される一方、各ルー
プのインダクタンスは認められるほど変化しないことが
判明している。同様に、接続された螺旋に誘導結合され
る電流は接続によつて変化され、かかる変化の程度は螺
旋のどの部分が接続されるかによつて異なる。分布キヤ
パシタンスの影響が有害であり最小に押えなければなら
ない先行技術の回路と違つて、本発明の分布キヤパシタ
ンスは渦電流を減少させるのに具合よく使用され、かく
て高いＱと望ましい信号放射特性が得られる。

対向する螺旋間に電気接続を作る好適な方法は、永久か
つ確実な接続を生じ、この場合接続区域はラミネートの
残りと事実上同一平面である。この方法により、ラミネ
ートの局部区域はそれぞれの金属箔を完全な形で残しな
がら空洞の周辺で絶縁シートをせん断するだけの程度ま
で型の空洞に押し込まれ、周辺の対向する箔間に金属対
金属の接続が作られる。押された区域は次に、ラミネー
トの残りと事実上平面関係に押し戻され、押された区域
はそこでプラグを構成するようになり、さらに周辺の対
向する箔間に永久電気接続が作られる。好適な実施例に
おいて、最初の押出物は円錐形ポンチおよび円形型を対
向する箔表面に押し付けることによつて作られ、かくて
ラミネートは型の中に広がる。合成押出物はかくて内側
では円錐形となり、外側では円筒形になる。押出物は次
に、対向する平面ポンチを加えることによつてラミネー
トの残りと平面関係に押されることが望ましい。

本発明のもう１つの実施例は、複数個の周波数でかかる
分布キヤパシタンス回路の共振を利用する電子物品監視
装置に関する。かかる装置は、回路が共振する少なくと
も２つの周波数で無線周波エネルギを送信する送信機
と、かかる分布キヤパシタンス回路を含むマーカと、２
つの周波数で回路の共振から生じる信号を受信するとと
もに生じた信号の受信に応じて出力信号を作る受信機と
を含む。

第１図に示される通り、本発明による誘導・容量性同調
共振回路の１つの実施例は、誘電シートが中心線で折り
重ねられるとき、パターンの２つの部分が相互に対向し
て置かれるようになり、その間に誘電シートが挿入され
るように、１つの表面に連続導電螺旋状パターンが取り
付けられている誘電シートから構成される。このような
組合せは、誘導パターンと共に同調共振回路を完成する
分布コンデンサ網を構成する。したがつて第１図に示さ
れる通り、同調共振回路１０はその１つの表面に、第１
の半分１２とそれに接続される第２の半分１３を含む二
重螺旋状導電パターンに取り付けられる誘電シート１１
を備えている。それぞれの部分１２および１３は折曲げ
線１４で相互に対向しているので、シート１１がその線
で折り重ねられると、部分１２の各脚は部分１３の対向
する脚と事実上整合されるようになる。

以下に詳しく示される通り、本発明について重要なこと
は、対向部分のそれぞれの脚が正確かつ一様に重ねられ
るので、各螺旋状部分の対向する導電脚から生じる分布
キヤパシタンスが一定であることである。同様に、かか
る折重ね実施例において、再生し得る容量を保証するた
めに、誘電シート１１の２層は折り重ねられたときに螺
旋１２および１３の対向する導電部分のすべてが等間隔
に離れるように一様に接合されることが必要である。も
ちろん、折重ね構造を与える他の変形が利用できること
は認められる。例えば、２つの螺旋部分１２および１３
を含む誘電シート１１は、導電螺旋部分が相互に向き合
いかつその間に別の誘電シートをはさみ、こうして合成
分布キヤパシタンスの誘電層を作るように折り重ねられ
る。同様に、所望の場合、誘電シート１１を引き伸ばし
かつ伸びた部分に別の螺旋パターンを取り付けることに
よつて、３つ以上の連続した螺旋部分を作ることができ
る。そのとき誘電シートは、追加の螺旋パターンが追加
の分布キヤパシタンスを与えるように同様に対向される
ようにジグザグの形に折り重ねられる。

第１図に示されるようなタグの好適な構造は、その１つ
の表面に厚さ０．０５mmのアルミニウム箔で作られた部
分１２および１３を含む螺旋パターンが接合された厚さ
約０．０２５mmのポリエチレン膜で作られる。かかる螺
旋パターンはいろいろな在来の方法のどれによつても、
例えばパターンをアルミニウムのシートにダイス切断し
てその後螺旋パターンに誘導シートを接合することによ
つて作られる。同様に、一様なアルミニウム・シートは
前もつて誘電シートに接合され、その後在来のエツチン
グ法により螺旋パターンが得られる。導電性塗料、金属
処理薄膜なども利用することができる。

ポリエチレン膜は、アルミニウムのような金属膜がかか
る誘電体に容易に接合されるので誘電シートとして特に
使用されることが望ましいが、同様に多くの重合体物質
が利用されることも本発明の範囲内である。かくて選択
された厚さおよび組成は、合成同調共振回路に所望され
る特有のキヤパシタンス次第でいろいろである。

本発明による同調共振回路のもう１つの好適な実施例
は、第２図の分解図に示されている。同図に示される通
り、かかる回路１５は第１金属螺旋１６のラミネート、
誘電シート１７、第２金属螺旋１８、および誘電シート
１７にわたつて上部螺旋１６と下部螺旋１８との一番内
側の巻きに接触する導電部材１９を含む。それぞれの螺
旋１６および１８は、上述のような多くの在来の方法の
どれによつても作られ、かつ誘電シート１７のそれぞれ
の対向表面に接合される。しかし、かかるパターンを提
供する好適実施例は、以後の第５図および第６図に関し
て示される。同様に、螺旋部材１６および１８の一番内
側の巻を接続する導電部材１９は、それぞれの部材を通
して打ち抜かれる金属リベツトまたはアイレツトなどに
よる、いろいろな方法で得られる。かかる接続を提供す
る好適な装置は、以後の第８図および第９図に関して示
される。

第２図に示された分解図によつて、それぞれの各螺旋１
６および１８の対向する脚によつて作られる分布コンデ
ンサが容易に分析される。かくて、例えば、螺旋１６の
対向する脚２６，２８および３０と組み合わされる螺旋
１８の外部脚２０，２２および２４は第１コンデンサを
構成し、かかるコンデンサは開放端脚２０で始まり開放
端脚３０の終わりで成端するのが分かる。反時計方向の
形に続いているので、第２コンデンサは螺旋１８の脚３
２と組み合わされる螺旋１６の脚３４によつて構成さ
れ、かかる分布コンデンサは螺旋１８の脚３２と２０と
の間および螺旋１６の脚３０と３４との間の不連続の結
果として成端することが分かる。同様な形で、第３コン
デンサは螺旋１６の脚４２，４４および４６と組み合わ
される螺旋１８の脚３６，３８および４０によつてそれ
ぞれ構成されるのが認められ、また第４コンデンサはそ
れぞれの螺旋の脚４８および５０の組合せによつて構成
される。最後に、それぞれの螺旋の脚５２，５４および
５６は脚５８，６０および６２と組み合わされて第５コ
ンデンサを構成することが認められ、さらに第６コンデ
ンサは脚６４と脚６６との組合せから構成される。コン
デンサＣ₁〜Ｃ₆はどれでも、それぞれの対向脚を接続す
ることによつて短絡される。

第２図に示される実施例および他の等価回路は第３図か
ら第５図までによつて具合よく分析されるが、この場合
それぞれのコンデンサはどれも短絡されていないものと
当初想定される。

かかるコンデンサの組合せに関する等価回路は第３図に
示されている。かくて、例えば、それぞれのコンデンサ
Ｃ₁〜Ｃ₆のすべては、それぞれの上部プレートのすべて
が上部螺旋１６から構成されかつ下部プレートのすべて
が下部螺旋１８から構成されているので並列に接続され
る。上記の説明は第２図に示された螺旋１６および１８
の対向するそれぞれの脚の連続によつて構成される分布
キヤパシタンスを分析する有効な手段であるが、隣接脚
の同様な組合せも可能であり、その点で分析が始まるの
も任意であることが認められなければならない。

対向する螺旋１６および１８は、１つの螺旋の１巻が対
向螺旋の対向する１巻に対して、その間に構成される分
布キヤパシタンスによつて誘導結合される、一連の閉ル
ープに電気的に等価であるとも見られる。かくて、例え
ば、第４Ａ図に示される通り、第１閉ループ６８は螺旋
１６の一番外側の脚２６，２８，３０および３４と組み
合わされる螺旋１８の一番外側の脚２０，２２，２４お
よび３２から構成される。第４Ａ図、第４Ｂ図および第
４Ｃ図において、各螺旋のそれぞれの部分は少し移動し
て示され、誘電層は簡単のため省略されている。実際の
構造では、それぞれの脚はできるだけ正確に整合される
ものとする。第４Ａ図で明かに示される通り、対向する
脚の巻きの組合せは各螺旋におけるそれぞれの電気的不
連続にもかかわらず閉ループを構成する。同様に第４Ｂ
図において、第２閉ループ７０は上部螺旋１６の脚３
４，４２，４４および４６と組み合わされる下部螺旋１
８の脚３２，３６，３８および４０から構成されるが、
かかる脚はこの場合もまた少しずれた形で示され、その
間にはさまれる誘電層は簡単のために省略されている。
最後に、第２ループを構成するように第４Ｂ図で示され
た各螺旋の同じ脚の３つから構成される第３閉ループ７
２が第４Ｃ図に示されているが、この場合３つの脚は前
に利用されていない内側の脚と組み合わされるかくて、
このようなループは螺旋１６の脚４２，４４，４６およ
び５０と組み合わされる螺旋１８の脚３６，３８，４０
および４８から構成される。同様な分析は、もう２つの
閉ループを完成させるように、２個のそれぞれの螺旋１
６および１８の残り部分について行われる。かくて、第
４Ａ図に示される第１閉ループ(L₁)を構成する脚は第３
図に示されたコンデンサＣ₁およびＣ₂を構成した脚と同
じである。同様に、第２ループ(L₂)を構成するのに用い
られる脚は第３図のコンデンサＣ₂およびＣ₃を構成した
脚と同じであり、また第３閉ループ(L₃)を構成するのに
用いられる脚はコンデンサＣ₃およびＣ₄を構成する脚で
ある。同様に、第４閉ループ(L₄)を構成する脚はコンデ
ンサＣ₄およびＣ₅を構成する脚であり、第５閉ループ(L
₅)を構成する脚はコンデンサＣ₅およびＣ₆を構成する脚
である。

かくて上述の６個のコンデンサと５個の閉ループとの組
合せによつて構成される完全電気等価図は第５図に示さ
れる。同図に示される通り、第１閉ループ(L₁)はコンデ
ンサＣ₁およびＣ₂と直列に接続され、第２ループ(L₂)は
コンデンサＣ₂およびＣ₃と直列に接続され、ループ(L₃)
はコンデンサＣ₃およびＣ₄と直列に接続され、ループ(L
₄)はコンデンサＣ₄およびＣ₅と直列に接続され、そして
最終ループ(L₅)はコンデンサＣ₅およびＣ₆と直列に接続
されている。かくて完全な３巻が各螺旋部分に得られ、
合計２Ｎ個すなわち６個のコンデンサおよび（２Ｎ−
１）個のすなわち５個のインダクタが構成される。

このような分布コンデンサとそれぞれのインダクタとの
間の相互作用の分析において、任意の与えられたコンデ
ンサｊの上側の全電荷はＱ_j で示される。任意の与えら
れたコンデンサの対向側には値が等しく符号の反対な電
荷(-Q_j)が存在する。このような分析において、各コン
デンサの全電荷Ｑ_jはその上に一様に分布されるものと
考えることが適切であり、この条件は縁効果が小でかつ
各コンデンサに沿う抵抗損による電位降下が各コンデン
サの両端に誘起されるEMFに比べて小さい場合に満足さ
れる。このような２つの条件は本発明の好適実施例にお
いて容易に満足され、この場合それぞれの螺旋１６およ
び１８の各脚は事実上矩形断面を有し、その幅は誘電層
の厚さよりもはるかに大きい。各コンデンサＣ_jの容量
は次の関係式によつて定められる：Ｃ_j＝Ｋε_oＡ_j／
δ、ただしＫは誘電シートの比誘電率、ε_oは自由空間
の誘電率、Ａ_jはコンデンサの面積、δは誘電層の厚さ
である。

各螺旋部分の連続する性質により、回路に誘起される電
流は任意の与えられたコンデンサに沿つて連続的に変化
し、かつ与えられたコンデンサｊの外端でＩ_j-1および
内端コンデンサｊでＩ_jに等しいことが認められると思
う。電荷が不変であるためには、各螺旋の電流が位置と
共に直線に変化すること、および任意な点における各コ
ンデンサｊの対向側の電流の和が次の関係式を満足する
ことが必要である：位置に関係なく、Ｉ（下部）＋Ｉ
（上部）＝Ｉ_j-1＋Ｉ_j。誘電層の厚さは各螺旋脚の幅お
よび隣接螺旋間の距離に比べて小さいので、各コンデン
サｊの電流はＩ_j-1＋Ｉ_jに等しい電流の単線素子として
表わされる。かくてインダクタンスはインダクタンス・
ループのマトリツクスとして表わすことができるが、か
かるループは合計（２Ｎ−１）個あり、下記ノイマン
（Neuman）の公式によつて与えられる自己および相互の
両インダクタンスを持つ：ただしμ_oは自由空間の誘電率であり、ds_nおよびds_mは
各ループに沿う増分の線素子であり、r_nmは２つの増分d
s_nとds_mとの間の距離である。

かくて第５図は、結合されない場合に５つの周波数で共
振する５個の結合共振回路の組合せとして見ることがで
きる。固有の結合により、分析は組み合わされた回路が
第２図から第５図までに示された実施例の通り５のよう
な（２Ｎ−１）個の異なる周波数の数でもなおも共振し
得ることを示す。これらの周波数の最低が基本とされる
ことがある。基本周波数で、回路は内外終端における電
流波節およびその間の１つの電流波腹でのみ共振する。
次の高次共振モードは２つの電流波腹を現わし、第３の
高次モードは３つの波腹を現わし、以下同様である。高
次モードと組み合わされる共振周波数は一般に、減少す
る面積の各巻と組み合わされるキパヤシタンスおよびイ
ンダクタンスが異なるので、基本周波数の整数倍ではな
い。

多数の異なる共振周波数が存在する上述のようなＬＣ回
路を含むマーカは、いろいろ形の電子物品監視装置に役
立つが、そのような形の１つは前に言及したリクトブラ
ウ（Lichtblau）の特許に示されている。多重共振特性
を利用する１つの好適な装置は、最低２個の所定定数で
周期的に変化する無線周波電磁界を作る送信機、および
磁界とＬＣ回路との相互作用から生じる信号に応動する
受信機を含む。１つの型において、かかる受信機は最低
２個の共振周波数で信号の存在を検出するように、複数
個のフイルタ回路などのような装置を含む。いろいろな
共振周波数に対応してマーカが作つた信号の強さは著し
く異なることがあり、例えば基本周波数の信号の強さは
高次共振によつて作られた強さの何倍にもなるので、か
かる装置はそれぞれの各波長について異なる限界レベル
を設定する追加の回路を含むこともあり、それによつて
それぞれの各波長での受信信号が適当な大きさを有する
ときのみ警報信号が作られるようになる。

第１０図はかかる好適な装置のブロツク図を示す。同図
に示される通り、装置は送信機１７２、上述のようなマ
ーカ１７４、および受信機１７６を備えている。送信機
１７２の中には、マーカ１７４が共振する最低２個の周
波数で無線周波信号を発生させる発振器１７８が具備さ
れる。好適な実施例では、かかる発振器は電圧制御発振
器および一連の不連続電圧を発振器に供給するスイツチ
可能な電源を含み、それによつて異なるＲＦ周波数で一
連の信号を発生させる。異なる周波数のこれら信号は次
に、時間制御発生器の制御下で不連続な異なる各周波数
で無線周波エネルギのバーストを作るパスル制御網１８
０に結合されるが、各バーストは休止時間によつて前の
または次のバースから分離される。いろいろな周波数で
パルス制御網１８０によつて供給されるバースト連は、
次にＲＦ増幅器１８２を通つて送信アンテナ１８４に結
合される。したがつて、内部に送信機１７２および受信
機１７６がそれぞれ置かれているペデスタルによつて典
型的に形成される質問ゾーン内に、タグ１７４の中の回
路１８６の共振周波数に対応する最低２個の周波数で周
期的に変化する無線周波電磁界が供給される。したがつ
てこれらの周波数が励振されると、これらの周波数での
エネルギは回路１８６の中に吸収され、吸収されたエネ
ルギはその後回路１８６を少なくともこれらの周波数で
発振させる。発振は前述の休止時間中持続する減衰発振
信号として表わされる。

受信機１７６はさらに第１０図において、回路１８６か
ら休止時間中に信号を受信するアンテナ１８８を含むこ
とが分かる。受信信号はアンテナ１８８から、回路１８
６の共振周波数の１つで中心周波数Ｆ₁およびＦ₂をおの
おの持つ、少なくとも１対の帯域フイルタ１９０および
１９２に結合される。受信されかつ帯域フイルタ１９０
および１９２の１つを通る適当な周波数を持つ信号は、
その後同調増幅器１９４または１９６の１つに結合され
る。２個の増幅器からの出力は差動増幅器１９８に結合
され、それによつて各増幅器１９４および１９６からの
信号が与えられたレベルを越える場合に出力を提供す
る。かかる出力信号は、警報回路２００に結合されて、
各周波数Ｆ₁およびＦ₂で所定の限界条件を上回る信号が
検出されたときに警報信号を作る。

かかる装置はかかる多重共振マーカを検出するには好適
であるが、それはいろいろな他の同様な方法でかかる検
出を行う電子物品監視装置の現在の最高技術水準の範囲
内内に十分ある。かくて、例えば、送信機部は無線周波
エネルギの一連のバーストを供給することができ、その
範囲内で周波数は各バーストの間絶えず変化され、マー
カが共振する周波数の範囲にわたり周波数の掃引を提供
する。かかる装置では、各バースト間に休止時間は普通
存在せず、マーカ内の回路はそれぞれの共振周波数で掃
引周波数の範囲内でのみエネルギを吸収する。受信回路
はそのとき、与えられた周波数でエネルギの吸収を検出
するようにされる。

受信機が送信されたエネルギのバーストに続く休止時間
中のような適当な時間中のみ作動されるように適当なタ
イミング信号を提供すること、および雑音ならびに他の
不注意または断続的な電波妨害を詳しく区別する連続的
な信号・雑音の窓を提供することは、先行技術で同様に
知られている。質問ゾーン内の２つの周波数Ｆ₁および
Ｆ₂でエネルギを同時に提供する送信機であつて、その
エネルギが以後検出される和および差の周波数（Ｆ₁＋
Ｆ₂およびＦ₁−Ｆ₂）を作るためにマーカ内の非直線素
子によつて普通吸収される、前記送信機を利用すること
も先行技術で知られる。同様に、本発明の多重共振、分
布キヤパシタンス回路を用いるもう１つの装置は、回路
が共振する異なる周波数で同時に作られる電磁界を利用
するとともに、回路から生じる信号が和または差の周波
数を作るように混合される受信機を提供する。和または
差の周波数の存在は、そのとき適当な帯域フイルタ、限
界検出器などによつて検出される。装置全体の信頼性を
改善する同様な既知の方法も使用することができる。こ
のようなどんな特徴でも含めることは、本発明の範囲内
であると考えられる。

もう１つの好適な実施例では、本発明の共振回路は連続
的な型打抜き操作によつて作られる。かかる工程によつ
て作られるＬＣ回路は第６図の分解図に示されている。
同図に見られる通り、かかる回路７４は上部導電螺旋７
６、下部導電螺旋７８、およびその間にはさまれる２つ
の誘電層８０と８２を含む。上下導電螺旋７６および７
８は、それぞれの誘電シート８０および８２にわたりか
つ螺旋７６および７８の第１レグ８６ならびに８８にそ
れぞれ接続される電気接触部材８４によつて、それぞれ
一緒に順次電気接続される。これらのレグは、電気接続
を容易にするため、残りのレグよりも少し幅が広い。そ
れぞれの誘電層８０および８２はそれぞれの螺旋７６な
らびに７８の隣接レグ間の間隔と一般に整合された１組
の細長い開口を有するのが図示されており、その開口は
後で説明するような導電螺旋７６および７８を作るのに
用いられる連続型打抜き操作から生じる。

第６図に示されたようなＬＣ回路を作る好転な方法は、
全体として第７図に示される。図示の通り、この方法は
型打抜きおよび薄層化の簡単かつ在来の操作を伴い、そ
の方法はＬＣ回路網の製造自動化に適応し、したがつて
先行技術の方法に対してかかる回路網の製造費を著しく
減少させることができる。本発明による方法は、おすポ
ンチおよびめす型組立体と組み合わされた在来の型打抜
きプレス、ならびに在来の薄層化装置を利用する。第７
Ａ図の左部分に示される通り、本方法の第１段階は２つ
の別なプリ・ラミネート９０および９２をそれぞれ作る
ことであり、その各プリ・ラミネートは誘電シートと共
に金属シートを含む。かくて、第１プリ・ラミネート９
０を作る際に、アルミニウム箔９４のロールのような金
属シートのロールが提供される。厚さの範囲が０．０２
mm〜０．１０mmの銅のような同様な導電金属も利用する
ことができる。アルミニウム箔は次に、おすポンチ部材
９８とめす型部材１００を含む型打抜部９６は通され
る。ポンチおよび型は、アルミニウムのシートに当てら
れると、アルミニウムのシートから所定の不連続なパタ
ーンが除去されて、隣接巻線間に複数個の相互接続を持
つ複数個の巻線を含む基本的にコイル状の構造を持つ導
電通路が後に残り、そこに導電シートが完全な形で残
る。アルミニウム・シートの下表面に向けられるポンチ
および型組立体９６のポンチ部材９８によつて、ポンチ
操作から生じるまくれはアルミニウム・シートの上表面
から投げ出すようにされるのが認められると思う。

プリ・ラミネート９０の第２層は、ポリエチレン１０２
のロールのような誘電物質のロールから作られる。標準
として電気またはコンデンサ用に利用される電気用ペー
パーおよび他の重合体組成のような多種多様の誘電物質
が同様に利用されることが認められると思う。ポリエチ
レンのロールが利用される場合、後述の通りアルミニウ
ム・シートにポリエチレン・シートを強く接着させるた
め、例えばコロナ処理によつて、下準備された上部表面
を提供することが望ましいことがある。アルミニウムお
よびポリエチレンのロール９４と１０２はそれぞれ、ガ
イド・ローラ１０４で一緒にされ、さらに加熱圧力ロー
ラ１０６および１０８の間を通され、かくて第１プリ・
ラミネート９０が作られる。

プリ・ラミネート９０は次に、第２ポンチ部材１１２と
それに組み合わされる型１１４を含む第２型打抜部１１
０を通される。第２打抜操作は型打抜部９６での第１打
抜操作中にアルミニウム・シートで前に打抜かれた導電
通路間の相互接続を除き、かくて多重巻インダクタが完
成される。他方では、誘電シート１０２は第１打抜操作
中にアルミニウム・シートから除去された部分に対応す
る区域に完全な形を残しながら、アルミニウム・シート
の除去された相互接続に対する複数個の不連続な細長い
開口を残され、かくて最終的に作られるプリ・ラミネー
トに剛性を与える評価できる構造の完全さを備えてい
る。アルミニウム・シートおよび誘電シートの合成パタ
ーンは、それぞれ第６図に示される多重巻螺旋および誘
電シート７６ならびに８０に対応する。

さらに第７Ａ図に示される通り、第２プリ・ラミネート
はアルミニウムのロールのような金属箔１１６のロー
ル、およびポリエチレンのコロナ処理ロールのような誘
電物質１１８のロールから同様に作られる。上述と同様
な方法で、アルミニウム・ロール１１６はまずおすポン
チ部材１２２とめす型１２４を含む型打抜部１２０を通
されるが、型抜部の動作はアルミニウム・シートから所
定の不連続パターンを除去し、かくて別の多重巻、すな
わち基本的に螺旋状構造を作り、螺旋状構造の隣接巻の
間には複数個の相互接続領域が具備される。同様に、お
すポンチ部材１２２がアルミニウム・シート１１６を通
してめす型部材１２４に打抜かれると、アルミニウム・
シートの下表面から出るまくれを生じる。

この場合もまた、第１プリ・ラミネート９０を作るのと
同様な方法で、アルミニウム・シール１１６は次にガイ
ド・ローラ１２６の周囲に向けられ、加熱圧力ローラ１
２８および１３０によつてポリエチレン・シート１１８
に薄層化される。合成プリ・ラミネート９２は、おすポ
ンチ部材１３４および対応するめす型部材１３６で構成
される第２型打抜部１３２に通される。第２型打抜部１
３２の動作は、プリ・ラミネート９２から第１型打抜部
１２０の動作中にアルミニウム・シート１１６に作られ
た隣接巻間の相互接続領域を含むもう１つの不連続な所
定パターンを除去し、かくてプリ・ラミネート９２のア
ルミニウム・シート１１６内に相互接続領域を持たない
螺旋状構造の少なくとも１つの連続部分を残し、かくて
もう１つの多種巻インダクタを完成させる。両プリ・ラ
ミネータ９０および９２において、２つの型打抜部１１
０および１３２の動作中に生じるまくれはアルミニウム
・シートの外方表面に出る。プリ・ラミネート９０の場
合のように、連続螺旋状通路はアルミニウム・シート１
１６を生じるが、誘電シート１１８はアルミニウム・シ
ート１１６で除去された相互接続に対応する複数個の不
連続な細長い開口を残され、その間第１型抜部１２０の
動作中にアルミニウム・シートから除去された部分に対
応する区域を完全な形に残し、かくて最終的に作られる
プリ・ラミネート９２に剛性を与える評価できる構造の
完全さを備える。

本方法の次の段階において、２個のプリ・ラミネートは
ローラ１３８，１４０，１４２および１４４のようなガ
イド・ローラの周囲に向けられ、そこから誘電層を一緒
に溶合する加熱圧力ローラ１４６および１４８に向けら
れ、それによつて多重巻インダクタの間にはさまれるが
インダクタの間に直接電気接続が存在しない誘電層１５
１と共に一様に溶合される結果として作られるコンデン
サと共に、各プリ・ラミネートの一体部分として作られ
る２個の多重巻インダクタを含む誘導・容量性（ＬＣ）
回路網を含む３層ラミネート１５０が作られる。このよ
うな接続は次に、例えば第６図に示される部材８４によ
つて、在来のリベツトを介し、適当に置かれた穴などに
加えられる導電塗料が具備される。

このような接続を与える好適な方法は第７Ｂ図、第８図
および第９図に示されている。このような方法により、
例えば圧力ローラ１４６および１４８を介してラミネー
ト１５０が作られると、丸形開口を持つ型１５４と整合
される円錐形ポンチ１５２は、多重巻螺旋の選択され
た、望ましく拡大された部分（第６図に示されるような
部分８６および８８）に加えられる。第８図の断面図に
詳しく示される通り、ポンチ作用は押出し１５６を型空
洞に作り、ラミネート誘電層１５１はせん断されて、金
属と金属との接触が押出しの周辺１５８でアルミニウム
・シート９４と１１６との間に作られる。押出しは次に
対向する平面ポンチ１６０と１６２を介してラミネート
の押し戻され、第９図の断面図に詳しく示される通りプ
ラグおよび永久電気接触を作る。この打抜動作は押出し
を圧し、周辺１５８でせん断線を横切る低抵抗接続を生
じ、その間突起または隆起のない事実上平面の最終ラミ
ネート１６４が残る。標準として、１オームのわずか
二、三十分の一の抵抗を持つ接続がこうして再生自在に
作られた。最後に作られたラミネート１６４は次に、例
えば個々のＬＣ回路が究極の顧客によつて容易に使用さ
れるようにキヤリア・ライナの上に一部型打抜きされた
り組み立てられたりする変換器（図示されていない）に
結合される。

第６図に示されるような好適な例では、２個の０．０２
２mmのシートを一緒に溶合して作つた厚さ０．０４５mm
のポリエチレン膜が５3/4巻のインダクタ螺旋に作られ
たアルミニウム・シート間でラミネートされたが、その
全寸法は約５×５cmであつた。一番外側の脚８６および
８８ならびに一番内側の脚の幅は約１mmで、隣接脚間の
間隔は約０．７５mmであつた。

下記の表に示される通り、それぞれのインダクタが短絡
されないとき７．９８MHzの共振周波数が生じた。表
は、第２図および第３図に関して分析された連続するコ
ンデンサを形成するそれぞれの脚が順次短絡されるとき
に生じる合成共振周波数およびＱの詳細を示す。かくて
第１コンデンサ・セグメント（ｎ＝１）は一番外側の脚
８６および８２に対応する。第２コンデンサ・セグメン
ト（ｎ＝２）は一番外側の巻の残りの３つの脚に対応
し、以下同様である。表において、ｆは共振周波数（MH
z）、ＱはＱフアクタ、そしてｎは短絡される等価コン
デンサ・セグメントであり、一番外側の脚８６および８
８で始まり、ｎは短絡がないときは０に等しい。

上述の誘電物質はコロナ処理のポリエチレン・ウエブで
作られるように最初提案されたが、コンデンサ誘電体に
普通利用される同様な誘電物質は、厚さ０．０２mm〜
０．１mmのポリプロピレ・ウエブから作られる。必要な
誘電特性を有する他の非導電物質も同様に利用される。
究極のラミネートに所望されるキヤパシタンス次第で、
本発明に利用される誘電シートの厚さは普通２５μｍ〜
１００μｍである。ポリエチレンのコロナ処理されたロ
ールは、なるべくポリエステルの下部シートのコーテイ
ングとして提供されることが望ましい。ポリエステル・
シートは第２押しつぶし動作の前に除去される。しか
し、第２押しつぶし動作の間、せん断作用を改良するた
めに表面をより硬くするには、ポリエステル・シートは
最初保持されて、第２押しつぶし動作が終つてから初め
て取り除かれることが望ましい。ＬＣ回路網に必要な共
振周波数またはＱ次第で、他のシート厚さおよびいろい
ろな比誘電率を持つ物質が同様に利用される。また、い
ろいろな金属シートも利用される。アルミニウムおよび
銅の箔はいずれも導電性が良くそのため安価につくので
好適であるが、打抜き、柔軟性などを一層容易にする他
のやり方が同様に所望されることがある。

基本共振周波数は誘電層の厚さの平方根および面整合の
不良度の平方根に比例して変化することが判明してい
る。金属の厚さが表皮の厚さより小であるならば、Ｑは
金属箔の厚さに比例して変化する。

かくて本発明の事実上平面ＬＣ回路網を作る方法の好適
実施例が上記に説明されたが、言うまでもなく、特許請
求の範囲に示された本発明の範囲内で、ここに示された
回路の部品の大きさ、形状または構造は変えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による誘導−容量性同調共振回路を与え
るように折り重ねられる前の誘電シート上の多重巻螺旋
パターンの平面図、第２図は誘電シートの対向表面上に
作られた対向する多重巻螺旋間の接続が誘電シートから
出る接触により得られる本発明の同調共振回路のもう１
つの実施例の分解図、第３図は第２図に示された螺旋の
それぞれの対向部分から生じる分布コンデンサを表わす
等価電気回路図、第４Ａ図、第４Ｂ図および第４Ｃ図は
おのおのが別の誘導ループで示される第２図に示された
螺旋の連続巻のとりこわされた平面図、第５図は第３図
に示された分布コンデンサと第４Ａ図、第４Ｂ図および
第４Ｃ図に示されたそれぞれの誘導成分との間の機能的
な相互接続を示す、第２図に示された実施例に対応する
完全等価電気回路図、第６図は本発明のもう１つの好適
な実施例の分解斜視図、第７Ａ図および第７Ｂ図は第６
図に示された回路を作る好適な工程の断面図、第８図お
よび第９図は第７Ｂ図に示された２つの後者の段階で生
じる好適な回路の断面図、第１０図は本発明による回路
を含むマーカを有する電子物品監視装置のブロツク図で
ある。符号の説明：１１，１７，８０，８２……誘電シート；１２，１３，
１６，１８，７６，７８……螺旋パターン；１０，１
５，７４……同調共振回路；６８，７０，７２……螺旋
パターンの巻；１９，８４……接続部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向表面の導電性螺旋パターンと事実上重
なる導電性螺旋パターン（１２と１３，１６と１８，７
６と７８）を各表面に持つ誘導シート（１１，１７，８
０および８２）を含む同調共振回路（１０、１５、７
４）を有し、それによって誘導性および分布容量性の両
成分を持つ１組の閉ループを作る電子物品監視装置用マ
ーカにおいて、前記各螺旋パターン（１２と１３，１６
と１８，７６と７８）は、多重巻を持つとともに対向表
面の螺旋パターンと事実上同一であり、前記螺旋パター
ンの各巻（６８，７０，７２）は対向螺旋パターンの同
様な巻と事実上重なって置かれる事実上閉ループを構成
し、前記各多重巻の螺旋パターンはさらに他の螺旋パタ
ーンに関していずれもシートの同じ側から見て反対方向
に巻かれ、かつ対向螺旋の対向部（６６）と接続部（１
９，８４）で直接電気接続する所定部分（６４）を持つ
ことによって合成回路を形成し、前記導電性螺旋パター
ン内の渦電流を最小にしかつ前記マーカのＱを高くする
少なくとも１つの所定周波数で共振する前記合成回路を
有することを特徴とする前記マーカ。
【請求項２】特許請求の範囲第１項記載によるマーカに
おいて、導電装置（１９，８４）が前記螺旋パターンを
電気接続するために前記誘電シートから出ることを特徴
とする前記マーカ。
【請求項３】特許請求の範囲第１項記載によるマーカに
おいて、前記螺旋パターンの一番内側の部分が直接電気
接続されることを特徴とする前記マーカ。
【請求項４】特許請求の範囲第１項記載によるマーカに
おいて、前記螺旋パターンの一番外側の部分が直接電気
接続されることを特徴とする前記マーカ。
【請求項５】特許請求の範囲第４項記載のマーカであっ
て、前記螺旋パターンの前記一番外側の部分を電気接続
するために前記誘電シートの少なくとも１つの縁の周囲
に電気通路を有することを特徴とする前記マーカ。
【請求項６】特許請求の範囲第１項記載によるマーカに
おいて、前記両螺旋パターンが誘電シートの表面上に事
実上平面の導電通路を有することを特徴とする前記マー
カ。
【請求項７】特許請求の範囲第６項記載によるマーカに
おいて、前記螺旋パターンのすべての部分の断面および
隣接部分間の間隔が前記誘電シートの厚さよりも事実上
大きく、したがって２つの螺旋パターンの事実上重なる
部分から生じる分布キヤパシタンスが増加されかつ各螺
旋パターンの隣接部分間の容量が減少されることを特徴
とする前記マーカ。
【請求項８】マーカを作る方法であって、ａ）２個の事実上同一な導電性多重巻螺旋パターンの
各巻が事実上閉ループを構成する前記螺旋パターンを作
る段階と、ｂ）各螺旋パターンが他の螺旋パターンに関していず
れもシートの同じ側から見るとき反対方向に巻かれ、各
螺旋パターンの対向する部分が対向螺旋パターンの対向
する部分と事実上重なって置かれるように、前記螺旋パ
ターンを誘電シートの対向表面上に位置決めする段階
と、ｃ）各螺旋パターンの少なくとも１つの所定部分を他
の螺旋パターンの対向する部分と電気接続し、それによ
ってそれぞれの螺旋パターンが容量結合のみされる場合
に生じる回路の共振周波数よりも共振周波数を減少させ
る前記電気接続する段階と、を有することを特徴とする前記マーカを作る方法。
【請求項９】特許請求の範囲第８項記載による方法であ
って、両表面に導電層を持つ誘電シートを提供する段階
と、前記各層の選択された部分を取り除いて前記螺旋パ
ターンを提供する段階とを含むことを特徴とする前記方
法。
【請求項１０】特許請求の範囲第８項記載による方法に
おいて、前記位置決めおよび接続する段階が２つの接続
された螺旋パターンを誘電シートの同じ側に接着させる
段階と、螺旋パターンの導電通路が相互に事実上重なっ
て置かれかつその間の誘電シートの厚さが２倍になるよ
うに螺旋パターン間の接続のすぐ前に前記シートを折り
重ねる段階とを有することを特徴とする前記方法。
【請求項１１】少なくとも２つの所定周波数で無線周波
エネルギを送信する送信機（１７２）と、少なくとも前
記２つの所定周波数で共振する回路（１８６）を含むマ
ーカ（１７４）と、前記２つの所定周波数で共振する回
路から生じる信号を受信するとともに前記生じた信号の
受信に応じて出力信号を作る受信機（１７６）とを有す
る電子物品監視装置（１７０）において、前記マーカ
（１７４）の回路（１８６）は各表面に導電性多重巻螺
旋パターン（１２と１３，１６と１８）を持つ誘電シー
ト（１１，１７）を有し、その各巻は事実上閉ループを
構成するとともに対向表面の螺旋パターンの対向する巻
と事実上重ねられ、各多重巻螺旋パターンは相互に関し
いずれもシートの同じ側から見て反対方向に巻かれそれ
によって少なくとも前記２つの所定周波数で組み合わさ
れて共振する誘導性および分布容量性の両成分を持つ１
組の閉ループを構成する、ことを特徴とする前記電子物
品監視装置。
【請求項１２】少なくとも２つの所定周波数で周期的に
変化する無線周波電磁界を作る送信機（１７２）と、電
磁界とマーカ（１７４）との相互作用から生じる信号を
受信するとともに前記生じた信号の受信に応じて出力信
号を作る受信機（１７６）とを持つ電子物品監視装置
（１７０）用マーカ（１７４）であって、各表面に導電
性多重巻螺旋（１２と１３、１６と１８）を持つ誘電シ
ート（１１、１７）を含む回路（１８６）で、その各巻
は事実上閉ループを構成しかつ対向表面の螺旋の対向す
る巻と事実上重ねられ、各多重巻螺旋は相互に関しいず
れもシートの同じ側から見て反対方向に巻かれ、それに
よって前記周波数での前記電磁界からのエネルギの吸収
により少なくとも前記２つの所定周波数で組み合わされ
て共振する誘導性および分布容量性の両成分を持つ１組
の閉ループを構成する前記回路（１８６）を含むことを
特徴とする前記マーカ（１７４）。