JP2000151460A - 充電式能動トランスポンダ - Google Patents

充電式能動トランスポンダ

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JP2000151460A
JP2000151460A JP11314210A JP31421099A JP2000151460A JP 2000151460 A JP2000151460 A JP 2000151460A JP 11314210 A JP11314210 A JP 11314210A JP 31421099 A JP31421099 A JP 31421099A JP 2000151460 A JP2000151460 A JP 2000151460A
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antenna
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Thierry Roz
ティエリー・ロズ
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EM Microelectronic Marin SA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 能動トランスポンダと受動トランスポンダと
を組み合わせ、仕様電池の電圧が低下したときに自動的
に充電できるトランスポンダを提供する。 【解決手段】 受信する電波によって充電されるキャパ
シタを用意し、そのキャパシタと蓄電池の電圧をトラン
スポンダの正常な動作を補償できる最低電圧であるＶｍ
ｉｎと常に比較し、キャパシタの電圧がＶｍｉｎより上
にあるときに蓄電池の電圧がＶｍｉｎより低下すると、
直ちにキャパシタから蓄電池を充電するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、能動トランスポン
ダの分野に関し、より厳密には、受動トランスポンダに
切り替え可能な能動トランスポンダの分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、未知の対象物を非接触で識別する
すための多数の携帯装置が存在している。このタイプの
携帯装置は、トランシーバの役割をする固定基地局とこ
の装置との間で電波信号の形で転送することができるデ
ータを含む。このタイプの携帯装置は、通常、トランス
ポンダを使用して作成される。
【０００３】従来、トランスポンダに受動トランスポン
ダと能動トランスポンダの２つのタイプが存在してい
る。
【０００４】受動トランスポンダは、基地局から生じる
電波信号をトランスポンダの動作に必要な電力を供給す
る電圧に変換するように配置されている。
【０００５】このタイプの受動トランスポンダは、デー
タを含む電波信号を送受信することができるアンテナ
と、アンテナに接続され、アンテナで受け取った電力を
蓄える蓄積キャパシタと、アンテナと蓄積キャパシタに
接続され、アンテナで受け取ったデータを処理して、ア
ンテナに電波信号の形で送信する他のデータを送る集積
回路とを含む。そのようなトランスポンダでは、蓄積キ
ャパシタが集積回路に電力を供給することに注意された
い。
【０００６】そのような受動トランスポンダの１つの欠
点は、トランスポンダの非接触の呼掛けが、基地局とト
ランスポンダ間の距離が小さくなければならないという
ことであり、この距離は、数メートル程度である。トラ
ンスポンダがその動作に十分な電力を受け取るために
は、受動トランスポンダが基地局からの距離が小さくな
くてはならない。したがって、そのような受動トランス
ポンダが車両のドアの鍵に組み込まれている場合、鍵の
ユーザは、車両からの近い距離にいなければならない。
【０００７】能動トランスポンダは、数百メートルもの
遠い距離にデータを送るためのに配置される。実際、そ
のような能動トランスポンダの非接触の呼掛けは、基地
局からトランスポンダへのエネルギーの転送が行われな
いため、基地局とトランスポンダ間の距離は小さくなく
てもよい。
【０００８】図１は、参照番号１で指定されたこのタイ
プの能動トランスポンダを示す。このトランスポンダ
は、データを含む電波信号４を送受信できるように配置
されたアンテナ３と、アンテナ３に接続され、アンテナ
３で受け取ったデータを処理し、他へ送るデータをアン
テナ３に電波信号の形で与えることができる集積回路５
とを含む。能動トランスポンダ１は、さらに、トランス
ポンダ１の様々な構成要素に電力を供給することができ
る蓄電池７を含む。
【０００９】能動トランスポンダ１の１つの欠点は、蓄
電池７がトランスポンダ１の一組の構成要素に電力供給
するのに十分な電圧を与えている間しか動作しないこと
である。トランスポンダが車両のドアの鍵に組み込まれ
ている場合は、蓄電池７がトランスポンダ１の適切な動
作を保証するのに十分な電圧レベルを供給できなくなる
と、トランスポンダはドアを開く命令を与えることがで
きなくなる。これは、一般に、車両のユーザにとって不
都合である。
【００１０】また、最新技術では、「混合型」または
「複合」能動トランスポンダ、すなわち受動トランスポ
ンダに切り替えることができる能動トランスポンダが存
在する。そのような複合トランスポンダは、英国特許
２，２９２，８６６号に開示されている。
【００１１】その特許で説明された図２には、アンテナ
回路１１、変調復調回路１４、整流回路１５、蓄積キャ
パシタ１６、蓄電池１８、中央処理装置２０、読取り専
用（ＲＯＭ）メモリ２１、ランダム・アクセス（ＲＡ
Ｍ）メモリ２２、クロック・システム２３および切換回
路２６を含む複合トランスポンダ１０が示されている。
【００１２】アンテナ回路１１は、外部装置との間でデ
ータを高周波１２の形で送受信するように配置される。
そのため、アンテナ回路１１は、コイルとキャパシタ１
１ｂからなるアンテナ１１ａを含む。
【００１３】変調復調回路１４は、制御回路２５から受
け取ったディジタル信号をアナログ信号に変調し、アン
テナ１１ａを介して受け取ったアナログ信号をディジタ
ル信号に復調するために配置されている。参照番号１３
は、受け取った信号をアンテナ１１ａから変調復調回路
１４に転送し、送る信号を変調復調回路１４からアンテ
ナ１１ａに転送する線を示す。整流回路１５は、アンテ
ナ１１ａで受け取った高周波１２による交流電圧を直流
電圧Ｖ２に変換するために、ダイオード１５ａ〜１５ｄ
を含むブリッジ回路からなる。蓄積キャパシタ１６は、
整流された直流電圧Ｖ２を蓄積するために配置され、こ
の直流電圧は、接続線１７を介して様々な構成要素に与
えられる。
【００１４】中央処理装置２０は、実行プログラムに従
ってデータを処理するように配置されている。ＲＯＭメ
モリ２１には実行プログラムが記憶されている。ＲＡＭ
メモリ２２は、データを一時的に記憶するために配置さ
れる。クロック・システム２３は、処理装置２０が応答
して動作するクロック信号を与えるために配置されてい
る。参照番号２４は、データとアドレスを送るバスを示
す。
【００１５】蓄電池１８は、接続線１９を介してトラン
スポンダ１０の様々な構成要素に電圧Ｖ１を供給する。
トランスポンダ１０の動作電圧は約５ボルトであること
に注意されたい。
【００１６】切換回路２６は、線１９および１７に接続
され、蓄積キャパシタ１６の端子間の電圧Ｖ２が電圧Ｖ
１よりも高いときに、トランスポンダ１０が線１７を介
して蓄積キャパシタ１６から与えられる電力を使って動
作し、電圧Ｖ２が電圧Ｖ１よりも低いときに、トランス
ポンダ１０が線１９を介して蓄電池１から供給される電
力を使って動作するように構成されている。
【００１７】このトランスポンダ１０の１つの欠点は、
蓄電池１８が切れると、トランスポンダ１０の構成要素
の電源を蓄積キャパシタ１６からしか供給できないとい
う点である。トランスポンダ１０が車両のドアの鍵に組
み込まれている場合は、トランスポンダは、基地局から
動作に十分な電力を受け取るために、基地局から近い距
離になければならない。言い換えると、蓄電池１８が切
れた後、鍵のユーザは、識別を行うことができるように
なるまでキャパシタ１６の充填に必要な時間待たなけれ
ばならず、これは、ユーザにとって特に不都合なことが
ある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の能動トランスポンダの欠点を克服する複合トランスポ
ンダを提供し、特に、動作を確実に維持するのに十分な
電力供給レベルを可能にする能動トランスポンダを提供
することである。
【００１９】本発明のもう１つの目的は、複雑さとコス
トに関して半導体業界における従来の基準に応える能動
トランスポンダを提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は、特に、第１お
よび第２の供給信号を第１の供給手段から与えられる最
小しきい値とそれぞれ比較し、その結果に応じて第１お
よび第２の制御信号をそれぞれ供給する第１および第２
の手段と、第１および第２の制御信号によって制御さ
れ、第１および第２の制御信号が最小しきい値よりもそ
れぞれ小さいときと大きいときに、アキュムレータが、
蓄積手段に含まれるエネルギーから充電手段を介して充
電されるように構成された充電手段とを含む能動トラン
スポンダに関する。
【００２１】充電手段ならびに第１および第２の比較手
段のそのような構成の１つの利点は、アキュムレータへ
の充電が、供給電圧が最小しきい値よりも低くなるとす
ぐに制御されることがである。
【００２２】本発明によるトランスポンダのもう１つの
特徴によれば、最小しきい値は、トランスポンダのすべ
ての機能を保証するのに必要な供給電圧の最低レベルに
対応し、これは、トランスポンダにトランスポンダのす
べての機能を保証するのに十分な電力を供給するという
利点を有する。
【００２３】第１の供給電圧とそのような最小しきい値
との比較のもう１つの利点は、動作中にアキュムレータ
の電力が完全に切れるのを防ぐことであり、これによ
り、処理手段の回路短絡が防止される。
【００２４】本発明によるトランスポンダのもう１つの
特徴によれば、第１の比較手段は、第１の供給電圧を、
アキュムレータ充電上限を表す最大しきい値と比較する
ことができ、これは、アキュムレータの過負荷を回避す
るという利点を有する。
【００２５】本発明によるトランスポンダのもう１つの
特徴によれば、処理手段は、アキュムレータが充電され
ているときは蓄積手段から、アキュムレータが充電され
た後はアキュムレータから電力を受け取るように構成さ
れる。処理手段のそのような構成の１つの利点は、トラ
ンスポンダ構成要素の電力供給の集中制御を達成できる
ことである。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の以上その他の目的、特徴
および利点は、添付図面と関連して単なる例として示し
た本発明の以下の３つの好ましい実施形態の詳細な説明
を読むことにより明らかになるであろう。
【００２７】図３は、参照３０によって示された本発明
による能動トランスポンダの第１の好ましい実施形態を
示す。
【００２８】トランスポンダ３０は、アンテナ３２、処
理手段３６、アキュムレータ３８、および蓄積手段４０
を含む。
【００２９】アンテナ３２は、外部装置（たとえば従来
の基地局）と間でデータを無線周波数信号３４の形で送
受信するために配置されている。したがって、アンテナ
３２は、２つの接続端子３２０および３２１の間に接続
されたコイルを使用することにより既知の方式で作成さ
れることが好ましい。
【００３０】処理手段３６は、アンテナ３２の端子３２
０および３２１にそれぞれ接続された２つの接続端子３
６０および３６１を含む。処理手段３６は、アンテナ３
２から受信データを受け取ってそれを処理し、かつ、無
線周波数信号の形で送信する識別データをアンテナ３２
に供給できるように構成されている。この目的のため、
処理手段３６は、中央処理装置（図３には示していな
い）、メモリ手段（図３には示していない）、およびク
ロック・システム（図３には示していない）などを含む
ロジック・ブロックを含む。
【００３１】中央処理装置、メモリ手段、およびクロッ
ク・システムは、図２と関連して説明した構成要素と同
じように作成されることが好ましい。
【００３２】処理手段３６は、受信した無線周波数信号
３４を直流電圧Ｖ２である供給電力に変換できるように
も構成されている。この目的のため、処理手段３６は、
変調復調回路（図３には示していない）、整流回路（図
３には示していない）、および蓄積手段４０に接続され
た端子３６４を含むインタフェースを含む。
【００３３】前記変調復調回路と前記整流回路は、図２
に関連して説明した構成要素と同じうように作成される
ことが好ましい。
【００３４】蓄積手段４０は、また、処理手段３６の端
子３６４に接続された端子４００と、トランスポンダ３
０のアースに接続されたアース端子４０１とを含み、そ
の結果、端子４００と４０１の間にある電圧は直流電圧
Ｖ２に等しくなる。単なる例として、蓄積手段４０は、
約２〜６ボルトの電圧と等価な電荷を含むことができ
る。
【００３５】処理手段３６は、トランスポンダ１０のア
ースに接続された接地端子３６２と、アキュムレータ３
８によって供給される供給電圧Ｖ１を受け取るための供
給端子３６３とを含む。
【００３６】アキュムレータ３８は、電圧Ｖ１を供給で
きるように構成されている。電圧Ｖ１は、トランスポン
ダ３０のすべての構成要素に電力を供給するのに十分で
なければならない。この目的のため、アキュムレータ３
８は、供給電圧Ｖ１のための供給端子３８０と、トラン
スポンダ３０のアースに接続された接地端子３８１とを
含む。アキュムレータ３８は、従来のアキュムレータを
使用して作成されることが好ましい。
【００３７】トランスポンダ３０は、さらに、２つの比
較手段４２および４６と、充電手段５０とを含む。
【００３８】比較手段４２は、アキュムレータから供給
される電圧Ｖ１を所定の最小しきい電圧Ｖｍｉｎと比較
し、その結果に応じて、電圧Ｖ１がしきい値Ｖｍｉｎよ
りも低いときは電圧Ｖ３が電圧レベル「０」と等しくな
り、電圧Ｖ１がしきい値Ｖｍｉｎよりも高いときは電圧
Ｖ３が電圧レベル「１」と等しくなる電圧Ｖ３を供給す
るように構成されている。
【００３９】この目的のため、比較手段４２は、しきい
値Ｖｍｉｎを受け取るために供給手段４４に接続された
第１の入力端子４２０と、電圧Ｖ１を受け取るためにア
キュムレータ３８の端子３８０に接続された第２の入力
端子４２１とを含む。比較手段４２は、また、電圧Ｖ１
としきい値Ｖｍｉｎを比較した結果を含む電圧Ｖ３を供
給する出力端子４２２を含む。比較手段４２の出力端子
４２２は、後で説明するように、充電手段５０に接続さ
れる。
【００４０】比較手段４２は、演算増幅器を使用して周
知のように作成されることが好ましい。
【００４１】供給手段４４は、しきい値Ｖｍｉｎを供給
するために比較手段４２の端子４２０に接続された出力
端子４４０を供給端子とアース端子とともに含む。供給
端子とアース端子は、図３には示していない。供給手段
４４は、しきい値Ｖｍｉｎの値が、トランスポンダ３０
の適切な動作のための所定の基準に応えるのに十分であ
り、すなわちアキュムレータから供給される電圧の値が
トランスポンダ３０の電気的供給に十分かどうかを決定
し、すなわちトランスポンダ３０のすべての機能を保証
するのに十分であるように構成されている。
【００４２】供給手段４４は、従来の基準電圧源を使用
して作成されることが好ましい。
【００４３】比較手段４２と同様、比較手段４６は、蓄
積手段４０の端子４００と４０１の間にある電圧Ｖ２を
しきい値Ｖｍｉｎと比較し、その結果に応じて、電圧Ｖ
２がしきい値Ｖｍｉｎよりも低いときは電圧Ｖ４が電圧
レベル「１」と等しく、電圧Ｖ２がしきい値Ｖｍｉｎよ
りも高いときは電圧Ｖ４が電圧レベル「０」と等しくな
る電圧Ｖ４を供給するように構成されている。
【００４４】この目的のため、比較手段４６は、しきい
値Ｖｍｉｎを受け取るために供給手段４４の端子４４０
に接続された第１の入力端子４６０と、電圧Ｖ２を受け
取るために蓄積手段４０の端子４００に接続された第２
入力端子４６１とを含む。比較手段４６は、また、電圧
Ｖ２としきい値Ｖｍｉｎを比較した結果を含む電圧Ｖ４
を供給する出力端子４６２を含む。比較手段４６の出力
端子４６２は、後で説明するように充電手段５０に接続
される。
【００４５】比較手段４６は、演算増幅器を使用して周
知のように作成されることが好ましい。
【００４６】充電手段５０は、しきい値Ｖｍｉｎに対す
る電圧Ｖ１およびＶ２の比較に応じて（すなわち、電圧
Ｖ３およびＶ４に応じて）、蓄積手段４０に蓄積された
電力から（すなわち、電圧Ｖ２から）アキュムレータ３
８を充電できるように構成されている。
【００４７】この目的のため、充電手段５０は、電圧Ｖ
２を受け取るために蓄積手段４０の端子４００に接続さ
れた第１の入力端子５００と、電圧Ｖ３およびＶ４を受
け取るために出力端子４２２および４６２にそれぞれ接
続された第２および第３の入力端子５０１および５０２
を含む。充電手段５０は、また、アキュムレータ３８の
端子３８０に接続された出力端子５０３を含み、後で説
明するように、その端子を介してアキュムレータ３８の
充電が行われる。
【００４８】図４は、図３の能動トランスポンダ３０の
充電手段５０を詳細に示す。
【００４９】図４が示すように、充電手段５０は、端子
５０３から充電電流Ｉ１を供給することができる電流ミ
ラー５２と、第１の基準電流Ｉ２を供給することができ
る電流源５４と、電圧Ｖ３によって制御できるように端
子５０１に接続された第１のスイッチ５６と、電圧Ｖ４
によって制御できるように端子５０２に接続された第２
のスイッチ５８とを含む。
【００５０】電流ミラー５２は、スイッチ５８を介して
端子５００に接続され、それにより電圧Ｖ２は、電流ミ
ラー５２の供給電圧としてはたらく。また、電流ミラー
５２は、スイッチ５６を介して電流源５４に接続され、
それにより電流ミラー５２が、電流Ｉ２を電流Ｉ１の形
で取り出すことができる。
【００５１】電流ミラー５２は、２つの電界効果トラン
ジスタＴ１およびＴ２から既知の形で作成されることが
好ましい。同様に、電流源５４は、２つの電界効果トラ
ンジスタＴ３およびＴ４からなる電流ミラーで作成さ
れ、このミラーは、温度安定化電流源（図４には示して
いない）から供給される第２の基準電流Ｉｒｅｆを受け
取る。さらに、スイッチ５６および５８は、電圧Ｖ３お
よびＶ４によってそれぞれ制御される２つの電界効果ト
ランジスタＴ５およびＴ６で構成されている。
【００５２】図４において、トランジスタＴ１、Ｔ２、
Ｔ５およびＴ６がそれぞれＰ形チャネルを有し、トラン
ジスタＴ３およびＴ４がそれぞれｎ形チャネルを有する
ことに注意されたい。
【００５３】充電手段５０の動作は、それぞれの端子５
０１および５０２の制御電圧Ｖ３およびＶ４の供給に応
答し、次に簡単に説明される。
【００５４】再び図４を参照し、電圧Ｖ３がレベル
「１」に等しい第１の状況を検討する。その結果とし
て、トランジスタＴ５が遮断され、それにより電流源５
４は電流ミラー５２に接続されない。さらに、電圧Ｖ４
がレベル「１」と等しいと仮定する。その結果として、
トランジスタＴ６も遮断され、電流ミラー５２に端子５
００の電圧Ｖ２が供給されない。
【００５５】次に、電圧Ｖ３およびＶ４がそれぞれレベ
ル「０」に等しい第２の状況を検討する。その結果とし
て、トランジスタＴ５およびＴ６が導通し、電流源５４
が、電圧Ｖ２から供給される電流ミラー５２に接続され
る。その結果として、電流ミラー５２は、端子５０３を
介して充電電流Ｉ１を供給する。
【００５６】当業者は、トランスポンダ３０の充電手段
５０と比較手段４２および４６の構成の１つの利点が、
アキュムレータから供給される電圧Ｖ１がしきい値Ｖｍ
ｉｎよりも低くなり次第、すなわちアキュムレータ３８
が、トランスポンダ３０に十分な電力供給を保証できな
くなり次第すぐに、アキュムレータ３８の充電が制御さ
れることであることに注意されたい。換言すると、能動
トランスポンダ３０は、トランスポンダ３０のすべての
機能を保証するためにアキュムレータの充電が十分でな
くなるとすぐに、アキュムレータ３８を自動的に再充電
することができるという利点を有する。
【００５７】トランスポンダ３０の１組の構成要素は、
既知のＣＭＯＳタイプの製造工程により一体化構造を形
成することによって作成されることが好ましい。一般
に、前述のそれぞれの好ましい実施形態において、処理
手段３６、蓄積手段４０、比較手段４２および４６、な
らびに充電手段５０は、単一半導体基板内にモノリシッ
ク方式で作成される。これらの構成要素の他の変形で
は、アンテナ４２をモノリシック方式で作成することが
できる。
【００５８】図３の能動トランスポンダ３０の代替実施
形態として、図５と図７はそれぞれ２つの能動トランス
ポンダ６０および７０を示す。トランスポンダ６０およ
び７０の構造は、トランスポンダ３０の構造に近いこと
に注意されたい。したがって、トランスポンダ６０およ
び７０の図３と関連して説明したものと同じ要素は同じ
参照番号で示した。
【００５９】図５が示すように、トランスポンダ６０
は、さらに、切換手段６２と追加の供給手段６３を含
み、これらの構成要素は、後で説明するように、アキュ
ムレータ３８の過負荷を回避するために、比較手段４２
に接続されて二重しきい値比較器を構成する。
【００６０】供給手段６３は、最大電圧しきい値Ｖｍａ
ｘを供給するために切換手段６２に接続された出力端子
６３０と、供給端子とアース端子を含む。供給端子とア
ース端子は図５に示していない。供給手段６３は、しき
い値Ｖｍａｘの値がアキュムレータ３８の充電上限を表
すように構成されている。供給手段６３は、温度安定基
準電圧源を使用して作成されることが好ましい。
【００６１】切換手段６２は、比較手段４２に、電圧Ｖ
１と比較するために、しきい値Ｖｍｉｎまたはしきい値
Ｖｍａｘのいずれかと等しいしきい値Ｖｔｈを供給でき
るようになっている。
【００６２】この目的のため、切換手段６２は、最大し
きい値Ｖｍａｘと最小しきい値Ｖｍｉｎをそれぞれ受け
取るために、供給手段６３の端子６３０と供給手段４４
の端子４４０にそれぞれ接続された２つの入力端子６２
０および６２１を含む。切換手段６２はさらに、電圧Ｖ
３を受け取るために比較手段４２の端子４２２に接続さ
れた制御端子と、しきい値Ｖｔｈを供給するために比較
手段４２の端子４２０に接続された出力端子６２３とを
含む。
【００６３】切換手段６２は、従来の２つのトランスミ
ッション・ゲートを使用して作成されることが好まし
い。
【００６４】次に、比較手段４２と切換手段６２の構成
の動作について簡単に説明する。
【００６５】図６は、アキュムレータ３８から供給され
る電圧Ｖ１と比較手段４２から供給される電圧Ｖ３の関
係を表す曲線６５を示し、この曲線は、６つの区分
「Ａ」〜「Ｆ」を含んでいる。
【００６６】電圧Ｖ１が、しきい値Ｖｍｉｎよりも低く
なるように上昇または低下する第１の状況を検討する。
この状況では、電圧Ｖ３は、図６の区分「Ａ」に示した
ように、「０」で示された第１の電圧レベルと等しい。
【００６７】次に、電圧Ｖ１が、しきい値Ｖｍｉｎより
も高くなるがしきい値Ｖｍａｘよりも低くなるように上
昇する第２の状況を検討する。この状況では、図６の区
分「Ｂ」に示したように、電圧Ｖ３はレベル「０」と等
しい。
【００６８】次に、電圧Ｖ１が、しきい値Ｖｍａｘに達
する第３の状況を検討する。この状況では、図６の区分
「Ｃ」に示したように、電圧Ｖ３は、レベル「０」から
「１」で示された第２の電圧レベルに急峻に上昇する。
【００６９】次に、電圧Ｖ１がしきい値Ｖｍａｘより高
くなるように上昇または低下する第４の状況を検討す
る。この状況では、図６の区分「Ｄ」に示したように、
電圧Ｖ３は、レベル「１」と等しい。
【００７０】次に、電圧Ｖ１が、しきい値Ｖｍａｘより
も低いがしきい値Ｖｍｉｎよりも大きくなるように低下
する第５の状況を検討する。この状況では、図６の区分
「Ｅ」に示したように、電圧Ｖ３はレベル「１」と等し
い。
【００７１】次に、電圧Ｖ１が、しきい値Ｖｍｉｎから
さらに低下する第６の状況を検討する。この状況では、
電圧Ｖ３は、図６の区分「Ｆ」に示したように、レベル
「１」からレベル「０」に急激に低下する。
【００７２】当業者は、比較手段４２の切換手段６２の
そのような構成が、二重しきい値比較器を構成すること
を理解されよう。また、当業者は、トランスポンダ６０
が、アキュムレータの全体の安全保護を有利に提供する
アキュムレータ３８の充電上限を考慮しているので、ト
ランスポンダ６０は、図３のトランスポンダ３０の改良
を構成していることを理解されよう。
【００７３】このタイプの二重しきい値アキュムレータ
は、図６と関連して説明したものと同じ機能を達成しつ
つ図５と関連して説明したものと異なる構成要素によっ
て作成できることはもちろんのことである。
【００７４】次に、図７のトランスポンダ７０を参照す
ると、処理手段６２が、さらに、比較手段４２の出力端
子４２２と比較手段４６の出力端子４６２とにそれぞれ
接続され２つの入力端子３６５および３６６と、充電手
段５０の端子５０１および５０２に接続された出力端子
３６７とを含む。
【００７５】さらに、図７の処理手段３６は、それぞれ
の端子３６５および３６６で受け取った電圧Ｖ３および
Ｖ４に応答して、端子３６７を介して充電手段５０に制
御電圧Ｖ５を供給することができるようにプログラムさ
れている。充電手段５０のそのような制御は、図３と図
４と関連して説明した制御と同じように達成されること
に注意されたい。この目的のため、制御電圧Ｖ５は、電
圧Ｖ３およびＶ４のそれぞれの状態を含む第１と第２の
ビットを含む。
【００７６】処理手段３６のそのような構成の１つの利
点は、トランスポンダ７０の構成要素の電源の集中制御
を達成できることである。処理手段３６は、アキュムレ
ータ３８が充電されているとき（すなわち、電圧Ｖ３お
よびＶ４がレベル「０」と等しいとき）に、端子３６４
を介して蓄積手段４０に接続され、それによりトランス
ポンダ７０に電力供給するのに必要な電力を蓄積手段４
０が供給し、アキュムレータ３８が充電された後で（す
なわち、電圧Ｖ３がレベル「１」と等しいとき）、端子
３６３を介してアキュムレータ３８に接続され、それに
より、トランスポンダ７０に必要な電力をアキュムレー
タ３８が供給できるように構成されている。
【００７７】当業者は、アキュムレータ３８が充電され
ているときに、トランスポンダ７０が受動トランスポン
ダと同じように動作することに注意されたい。実際に、
この場合、電力は、基地局から送られた無線周波数信号
３４からアンテナ３２で受け取った電力を含む蓄積手段
４０によって供給される。
【００７８】次に、トランスポンダ６０の動作を、前に
説明した図４〜図６を再び参照し、電圧Ｖ１〜Ｖ４の一
時的な変化を示す４つのタイミング・チャート８１〜８
４を示す図８を用いて説明する。
【００７９】タイミング・チャート８１の瞬間ｔ０とｔ
１の間に示したように、アキュムレータ３８から提供さ
れる電圧Ｖ１がしきい値Ｖｍａｘと等しい最初の状況を
検討する。この場合、比較手段４２から供給される電圧
Ｖ３は、瞬間ｔ０とｔ１の間でレベル「１」と等しい。
【００８０】ここで、瞬間ｔ１は、データとエネルギー
を無線周波数３４の形で送っている基地局の磁界中にト
ランスポンダ６０がある瞬間に対応すると仮定する。換
言すると、瞬間ｔ１以降、トランスポンダ６０のアンテ
ナ３２は、データとエネルギーを無線周波数３４の形で
受け取る。
【００８１】瞬間ｔ１以降、蓄積手段４０は、処理手段
３６を介してアンテナ３２から前記エネルギーを受け取
り、それにより、電圧Ｖ２は、瞬間ｔ２においてしきい
値Ｖｍｉｎを超えるまで上昇する。その結果、瞬間ｔ２
において、比較手段４６から供給される電圧Ｖ４は、レ
ベル「１」からレベル「０」まで移行する。瞬間ｔ２の
後、電圧Ｖ２は、蓄積手段４０が蓄積することができる
最大電荷に対応する最大レベルまで引き続き上昇する。
その結果、瞬間ｔ２の後、電圧Ｖ４はレベル「０」と等
しい。
【００８２】また、瞬間ｔ１以降、トランスポンダ６０
は、アンテナ３２からデータを受け取ってそのデータを
処理する。これは、電力の消費を必要とする。これによ
り、瞬間ｔ１以降、電圧Ｖ１のレベルは下がる。トラン
スポンダ６０が前記磁界内にあって動作している間、電
圧Ｖ１のレベルは、瞬間ｔ３でしきい値Ｖｍｉｎに達す
るまで下がり続ける。
【００８３】瞬間ｔ１以降、電圧Ｖ１は下がり続け、し
きい値Ｖｍｉｎよりも低くなり、一方電圧Ｖ２は、レベ
ルＶｍｉｎよりも高い。その結果、瞬間ｔ３において、
電圧Ｖ３は、レベル「１」からレベル「０」に移行す
る。その結果、図４に関して既に説明したように、充電
電流Ｉ１が、アキュムレータ３８に供給される。換言す
ると、瞬間ｔ３以降、充電手段５０は、アキュムレータ
３８の充電を達成するように制御される。この結果、電
圧Ｖ１が高くなり、電圧Ｖ２が下る。
【００８４】当業者は、一方で、蓄積手段４０がアキュ
ムレータ３８を充電するために充電手段５０に電力を供
給し、他方で、アンテナ３２を介して基地局から電力を
受け取ることを理解されよう。
【００８５】瞬間ｔ４において、電圧Ｖ１が上昇してし
きい値Ｖｍａｘに達し、これにより電圧Ｖ３が、レベル
「０」からレベル「１」に移行する。換言すると、瞬間
ｔ４において、アキュムレータ３８に蓄積されている電
荷は最大であり、充電手段５０の電流源５４は電流ミラ
ー５２にもう接続されておらず、充電手段５０によるア
キュムレータ３８の充電は完了した。
【００８６】単なる例として、本発明によるトランスポ
ンダは、車両のドアの鍵に有利に使用することができ、
この車両は遠くから鍵を識別することができる。図５を
再び参照すると、トランスポンダ６０は、本出願の範囲
内で「休止」モード、「識別」モード、および「充電」
モードの３つの異なるモードにより動作することができ
る。
【００８７】「休止」モード（すなわち、鍵が車両から
数百メートルにある場合）では、アンテナ３２と車両の
間でデータとエネルギーの転送は行われない。この場
合、アキュムレータ３８は、ほとんど放電しない。この
モードは、瞬間ｔ０とｔ１の間のタイミング・チャート
８１に関して説明した状況に近い。
【００８８】「識別」モード（すなわち、鍵が車両の近
くにある場合）では、データは、鍵と車両の間で従来の
能動トランスポンダの方式で交換される。これは、電力
をかなり消費することになり、アキュムレータ３８が放
電される。このモードは、瞬間ｔ１とｔ３の間にタイミ
ング・チャート８１に関して説明した状況に近い。
【００８９】「充電」モード（すなわち、鍵が車両と接
触している場合）では、電力が車両から鍵に送られ、こ
れにより、充電手段５０がアキュムレータ３８を充電す
ることができる。このモードは、瞬間ｔ３とｔ４の間の
タイミング・チャート８１に関して説明した状況に近
い。
【００９０】以上の詳細な説明が、本発明の範囲から逸
脱することなく様々な修正を行うことができることは、
当業者には当然のことである。変形として、本発明によ
るトランスポンダ充電手段は、図４に関連して説明した
ものと反対の導電形のチャネルをそれぞれ有する電界効
果トランジスタを構成することによって作成することも
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 引用した従来の能動トランスポンダを示す図
である。
【図２】 引用した従来の複合トランスポンダを示す図
である。
【図３】 本発明による能動トランスポンダの第１の好
ましい実施形態を示す。
【図４】 図３の能動トランスポンダの構成要素を詳細
に示す図である。
【図５】 本発明による能動トランスポンダの第２の実
施形態を示す図である。
【図６】 図５の能動トランスポンダにある２つの電圧
間の関係を表す曲線を示す図である。
【図７】 本発明による能動トランスポンダの第３の実
施形態を示す図である。
【図８】 図５の能動トランスポンダの電圧のタイミン
グ図である。
【符号の説明】
３０ トランスポンダ ３２ アンテナ ３４ 無線周波数信号 ３６ 処理手段 ３８ アキュムレータ ４０ 蓄積手段 ４２、４６ 比較手段 ４４ 供給手段 ５０ 充電手段 ５２ 電流ミラー ５４ 電流源 ５６、５８ スイッチ

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 データを含む電波信号（３４）を送受信
    できるように構成されたアンテナ（３２）と、 前記アンテナに接続され、電波信号の形で送られた識別
    データを前記アンテナに送ることができるように構成さ
    れた処理手段（３６）と、 前記トランスポンダの構成要素に第１の電力供給信号
    （Ｖ１）を供給できるように構成されたアキュムレータ
    （３８）と、 前記アンテナで受け取った電波信号から生じる電力エネ
    ルギーを蓄積し、第２の電力供給信号（Ｖ２）を供給で
    きるように配置された蓄積手段（４０）とを含む能動ト
    ランスポンダ（３０、６０、７０）であって、 前記第１と第２の電力供給信号を第１の供給手段（４
    ４）から供給された最小しきい値（Ｖｍｉｎ）と比較
    し、その結果に応じて第１および第２の制御信号（Ｖ
    ３、Ｖ４）をそれぞれ出力する第１および第２の手段
    （４２、４６）と、 前記第１および第２の制御信号によって制御され、前記
    第１および第２の電力供給信号が前記最小しきい値より
    もそれぞれ小さいときと大きいときに、前記アキュムレ
    ータが、前記充電手段を介して前記蓄積手段に含まれる
    電力から充電されるように構成された充電手段（５０）
    とを含むことを特徴とするトランスポンダ（３０、６
    ０、７０）。
  2. 【請求項２】 前記最小しきい値（Ｖｍｉｎ）が、前記
    トランスポンダのすべての機能を保証するのに必要な最
    小電力供給レベルに対応することを特徴とする請求項１
    に記載のトランスポンダ（３０、６０、７０）。
  3. 【請求項３】 前記充電手段（５０）が、充電電流（Ｉ
    １）を供給することができる第１の電流ミラー（５２）
    と、第１の基準電流（Ｉ２）を供給することができる電
    流源（５４）と、前記第１および第２の制御信号（Ｖ
    ３、Ｖ４）によってそれぞれ制御される第１および第２
    のスイッチ（５６、５８）とを含み、前記第１の電流ミ
    ラー（５２）が、前記第２の電力供給信号（Ｖ２）によ
    って前記第１のスイッチの状態の関数として供給され、
    前記電流源（５４）から前記第２のスイッチの状態の関
    数として接続されるように配置され、その結果、前記第
    １と第２のスイッチが導通しているときに、前記第１の
    基準電流が、前記充電電流の形で前記第１の電流ミラー
    によって取り直されることを特徴とする請求項１に記載
    のトランスポンダ（３０、６０、７０）。
  4. 【請求項４】 前記第１の電流ミラー（５２）が、第１
    および第２の電界効果トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）から
    なり、前記電流源（５４）が、第３および第４の電界効
    果トランジスタ（Ｔ３、Ｔ４）を含み、温度安定化電流
    源によって供給される第２の基準電流（Ｉｒｅｆ）を受
    け取る第２の電流ミラーからなり、前記第１および第２
    のスイッチ（５６、５８）が、前記第１および第２の制
    御信号（Ｖ３、Ｖ４）によって制御される第５および第
    ６の電界効果トランジスタ（Ｔ５、Ｔ６）からそれぞれ
    なることを特徴とする請求項３に記載のトランスポンダ
    （３０、６０、７０）。
  5. 【請求項５】 前記第１、第２、第５、および第６の電
    界効果トランジスタ（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ５、Ｔ６）がそれ
    ぞれ、第１の導電型（Ｐ）のチャネルを有し、前記第３
    および第４の電界効果トランジスタ（Ｔ３、Ｔ４）がそ
    れぞれ、前記第１の導電型と異なる第２の導電型（Ｎ）
    のチャネルを有することを特徴とする請求項４に記載の
    トランスポンダ（３０、６０、７０）。
  6. 【請求項６】 前記第１の制御信号（Ｖ３）を受け取
    り、それに応じて、前記第１の比較手段（４２）に、前
    記最小しきい値（Ｖｍｉｎ）または第２の供給手段（６
    ３）から提供される最大しきい値（Ｖｍａｘ）と等しい
    しきい値（Ｖｔｈ）を供給することができる前記第１の
    比較手段（４２）と切換手段（６２）を含む二重しきい
    値比較器を含むことを特徴とする請求項１に記載のトラ
    ンスポンダ（６０）。
  7. 【請求項７】 前記最大しきい値（Ｖｍａｘ）が、前記
    アキュムレータ（３８）の充電上限を表すことを特徴と
    する請求項６に記載のトランスポンダ（６０）。
  8. 【請求項８】 前記処理手段が、前記第１および第２の
    制御信号（Ｖ３、Ｖ４）を受け取り、それに応じて、前
    記アキュムレータ（３８）を充電させることができる第
    ３の制御信号（Ｖ５）を供給できるように構成されたこ
    とを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダ（７
    ０）。
  9. 【請求項９】 前記処理手段（３６）が、前記アキュム
    レータ（３８）が充電されているときは前記蓄積手段
    （４０）から、前記アキュムレータ（３８）が十分に充
    電された後は前記アキュムレータ（３８）から、前記ト
    ランスポンダに供給するのに必要な電力を受け取ること
    ができるように配置されたことを特徴とする請求項８に
    記載のトランスポンダ（７０）。
  10. 【請求項１０】 前記処理手段（３６）、前記蓄積手段
    （４０）、前記第１および第２の比較手段（４２、４
    ６）、ならびに前記充電手段（５０）が、単一半導体基
    板にモノリシック方式で作成されることを特徴とする請
    求項１に記載の能動トランスポンダ（３０、６０、７
    ０）。
  11. 【請求項１１】 前記アンテナ（３２）が、前記基板に
    モノリシック方式で作成されることを特徴とする請求項
    １０に記載の能動トランスポンダ（３０、６０、７
    ０）。
  12. 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれかに記載の
    能動トランスポンダ（３０、６０、７０）を含む携帯装
    置。
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