JP2001273056A - 省電力スイッチを有するデータ・トークン - Google Patents

省電力スイッチを有するデータ・トークン

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JP2001273056A
JP2001273056A JP2001040579A JP2001040579A JP2001273056A JP 2001273056 A JP2001273056 A JP 2001273056A JP 2001040579 A JP2001040579 A JP 2001040579A JP 2001040579 A JP2001040579 A JP 2001040579A JP 2001273056 A JP2001273056 A JP 2001273056A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作寿命が改善されたデータ・トークンを提
供する。 【解決手段】 延長された動作寿命を有するデータ・ト
ークンには、直流電力を必要とするオペレーショナル回
路、回路に直流電力を供給する電池、電池と回路の間に
結合された電力スイッチ、遠隔地で生成された信号を感
知し、このような信号を受信したときに前記スイッチを
動作させて、前記遠隔生成信号を感知したときにだけＤ
Ｃ電力を供給して回路を動作させるようにし、電池から
のエネルギー流出を回路動作が必要な期間にのみ制限
し、データ・トークンの有効寿命と範囲を延長する周波
数セレクタが組み込まれる。周波数セレクタは、特定の
共振周波数を有し、周波数が一致した遠隔生成信号にだ
け応答する水晶である。スイッチはＦＥＴスイッチであ
る。周波数セレクタとＦＥＴスイッチの間には積分器回
路が結合され、水晶によって発生されたＤＣ電圧を平滑
化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池式ＲＦデータ
・トークンに関し、詳細には、電池寿命を延ばすための
改良型電池式ＲＦデータ・トークン・アーキテクチャに
関する。
【０００２】
【従来の技術】データ・トークンは現在も知られてお
り、一般に、店頭での購入取引を可能にするクレジット
・カード代金請求システム、デビット・カード・システ
ム、公共交通機関の運賃徴収システム、セキュリティ・
アクセス機能、データ処理システムと対話可能なデータ
・トークンを必要とするその他の応用などのさまざまな
データ処理システムとの対話を可能にする能動電子回路
システム部品がトークン構造中に組み込まれたカード形
装置を含む。データ・トークンには２つの基本構成があ
る。１つは、装置に組み込まれた電子回路部品への電力
供給にＲＦエネルギーを使用するもの、もう１つは、必
要な電力を供給するための小型のＤＣ源である電池が組
み込まれたものである。ＲＦ電力の転送を使用する第１
のタイプでは、電力転送回路が、一般に外部源からＲＦ
形態で受け取ったエネルギーを装置内の回路に加えられ
る使用可能なＤＣ形態に変換する部品を含むＲＦエネル
ギー受信回路を有する装置として組み込まれる。電池を
使用する第２のタイプでは、遠隔地で生成された問合せ
信号に応答することができるよう、装置内の回路部品に
電池電力が連続的に加えられる。現在のデータ・トーク
ン技術の概説が、Ｒａｃｏｍ Ｓｙｓｔｅｍｓ社刊の
「Ａｂｏｕｔ Ｓｍａｒｔ Ｃａｒｄｓ」という題名の
出版物に出ている。この出版物の開示は参照によって本
明細書に組み込まれる。
【０００３】ＲＦ電源を使用したデータ・トークンは、
十分なエネルギーがないと能動回路部品が動作しないと
いう欠点を有する。この制約によって、データ・トーク
ンの動作範囲は著しく狭まり、装置は、大気中でのＲＦ
エネルギー伝送に不利な影響を及ぼす環境条件の変化の
影響を受けやすくなる。これらの理由から、ＤＣ電池電
源を含むデータ・トークンが一般に好ましい。
【０００４】ＤＣ電池電源を含むデータ・トークンに
は、蓄積電力に限界があるという制約がある。電池は、
オペレーティング電気回路構成部品に継続的に結合され
るため、電池から電気エネルギーが絶えず流出する。電
池に蓄積されたエネルギーがしきい値レベルまで低減す
ると、データ・トークン中の回路は機能を停止し、デー
タ・トークンは使用不能となる。過去においては、この
制約に対処する取組みが主に、より効率的な電池、すな
わち、より大きなエネルギー蓄積能力を有する電池の開
発に向けられた。このアプローチによって一定の性能の
向上は得られたものの、このデータ・トークンの有効寿
命の延長は、いずれにしても望ましくないデータ・トー
クンの重量、サイズの増大、またはコストの増大、ある
いはその両方をもたらした。動作寿命が改善された電池
式データ・トークンを提供する取組みは今までのところ
成功に至っていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、動作寿命が改善された電池式データ・トークンを
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、標準的なＤＣ
電力電池を使用しつつ、装置に重量またはサイズをあま
り追加することなしにトークンの有効動作寿命を延ばす
低コストの電力スイッチング回路が組み込まれたデータ
・トークンを含む。
【０００７】最も広い態様では、本発明は、動作寿命が
改善されたデータ・トークンを含む。このデータ・トー
クンは、ハウジングと、前記ハウジング内に組み込ま
れ、ＤＣ電力を必要とするオペレーショナル回路と、前
記ハウジングによって担持されたＤＣ電源と、制御入力
端子および前記電源と前記オペレーショナル回路の間に
結合された一対の電力転送端子を有するスイッチ回路
と、入力および出力を有し、遠隔地で生成された信号を
感知し、前記遠隔生成信号の感知に応答して前記スイッ
チの動作信号を生成して、前記遠隔生成信号がない場合
に前記電源が前記オペレーショナル回路から電気的に切
断され、前記周波数セレクタが前記遠隔生成信号を感知
したときに前記電源が前記オペレーショナル回路に結合
されるようにする周波数セレクタ回路を含む。
【０００８】前記電源は電気エネルギーを蓄積した小型
の電池を備えることが好ましい。
【０００９】前記周波数セレクタは、特定の共振周波数
を有する水晶を備え、周波数が一致した遠隔生成信号が
感知されたときにだけ水晶が前記スイッチの動作信号を
生成することが好ましい。
【００１０】前記スイッチは、前記周波数セレクタの前
記出力に結合された制御端子および前記電源と前記オペ
レーショナル回路の間に結合された一対の電力端子を有
するＦＥＴスイッチを備えることが好ましい。
【００１１】前記周波数セレクタから出力された前記制
御信号を平滑化するため、前記周波数セレクタの前記出
力と前記スイッチの前記制御端子の間に積分器回路が結
合されることが好ましい。
【００１２】電池からのエネルギー流出を、正しい周波
数の遠隔生成信号の感知によって示されるオペレーショ
ナル回路の動作が必要な期間にのみ制限することによっ
て、電池の有効寿命、したがってデータ・トークン全体
の有効寿命が相当に延びる。
【００１３】本発明の本質および利点をより完全に理解
するため、以下の詳細な説明を添付図面とともに参照さ
れたい。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照する。図１は、
本発明が組み込まれたスマート・カードの形態のデータ
・トークンのブロック図である。この図から分かるよう
にこのスマート・カードは、破線１１によって概略的に
指示されたハウジング、およびアンテナ１３が受信した
ＲＦ信号に応答する周波数セレクタ１２を含む。予め選
択された周波数の信号がアンテナ１３によって受信され
ると、その信号が周波数セレクタ１２によって検出さ
れ、積分器１４に結合される。積分器１４は、ＲＦエネ
ルギーを累積し、その結果生じた電圧を電力スイッチ１
６の制御入力端子に結合する。
【００１５】電源スイッチ１６は、スマート・カードの
内部の小型電池１７のＤＣ出力とオペレーショナル回路
１８の間に結合される。図１に示した実施形態では、オ
ペレーショナル回路１８が、ＲＦ入力信号の受信に応答
して所定のタイプのＲＦ出力信号を生成するＲＦ生成装
置を備える。このＲＦ出力信号は、スマート・カードか
らアンテナ１９を介して、スマート・カードからのＲＦ
応答を感知し、これをある制御目的（セキュリティ・ド
アを開ける、スマート・カードの位置を計算するなど）
に使用することができる遠隔に位置する受信機器に送信
される。
【００１６】予め選択した周波数の入力ＲＦ信号がない
場合、電池１７はオペレーショナル回路１８から電気的
に切断される。したがって、このような休止状態では電
池１７からのエネルギーの流出は起こらない。周波数セ
レクタ１２が正しい周波数のＲＦ入力信号を感知する
と、積分器１４の出力によって電源スイッチ１６が活動
化され、電池１７がオペレーショナル回路１８に電気的
に接続されて、回路が動作する。
【００１７】図２に、本発明の好ましい実施形態を示
す。この図に示すとおり、周波数セレクタ１２は、特定
の共振周波数を有する小さな水晶２１を備え、周波数が
一致した受信ＲＦ信号に対して非常に低いインピーダン
スを示す。水晶２１の出力は整流器２３に結合される。
整流器２３は、このＲＦ入力信号からＤＣ制御電圧を発
生させ、このＤＣ制御電圧を、２つのコンデンサ２４、
２５および抵抗２６を備える積分回路網に供給する。こ
の積分回路網は整流器２３からのＤＣ信号を平滑化す
る。
【００１８】積分回路網の出力は、ＦＥＴスイッチ２８
の制御入力端子に結合される。ＦＥＴスイッチ２８のソ
ース端子またはドレイン端子が電池１７に結合される。
残りの電力転送端子は、回路１８への供給電圧源として
機能し、抵抗２９を介して回路接地に結合される。以上
のことから明らかなように、ＦＥＴスイッチ２８の制御
入力端子にＤＣ制御電圧が加えられていないとき、この
部品は活動化されず、電池１７は回路１８から電気的に
切断される。反対に、ＦＥＴスイッチ２８の制御入力端
子にＤＣ制御電圧が加えられているときには、電池１７
が回路１８に電気的に接続され、これによって電池１７
はＤＣ電力を供給して回路１８を動作させる。
【００１９】電気エネルギーが電池１７から流出するの
は、周波数セレクタ１２が（適当な周波数のＲＦ入力信
号の形態の）有効な問合せ信号を感知したときだけなの
で、本発明が組み込まれたデータ・トークンの動作寿命
は、内部オペレーショナル回路に恒久的に接続された電
池を使用する周知のデータ・トークンの動作寿命よりも
大幅に延びる。その上、このデータ・トークンの動作寿
命の延長は、コストの安い水晶２１、ダイオード２３、
コンデンサ２４、２５、抵抗２６、２９およびＦＥＴス
イッチ２８を追加するだけで達成される。これらの部品
が装置全体の重量に追加する重量はわずかである。さら
に、ＦＥＴスイッチ２８を動作させるのに必要なＲＦベ
ースの電力は非常に小さいので、本発明が組み込まれた
データ・トークンは、ＲＦベースの電力に依存して全て
の内部回路に動作電力を供給するデータ・トークンより
もはるかに広い範囲で動作することができる。最後に、
電池の蓄電容量が向上すれば、本発明によってデータ・
トークンの動作寿命はいっそう長くなる。
【００２０】本発明は、さまざまなデータ・トークン応
用への実装に適する。例えば、先に述べたようにデータ
・トークンは、カード所持者にセキュリティ通用口の通
過資格を付与するものとしてカードを識別するなどのシ
ステム制御機能を使用可能にするＲＦ出力信号をＲＦ入
力信号に応答して生成するＲＦ識別装置として機能する
スマート・カードを含むことができる。データ・トーク
ンを、データ・トークン所持者の位置を指示する働きを
する位置トランスポンダとすることもできる。データ・
トークンを、貨物コンテナに固定され、コンテナおよび
／またはその内容物を識別する働きをする装置とするこ
とができる。データ・トークンを、家畜または野生動物
に取り付けて動物の物理的位置を追跡するのに使用する
トランスポンダ・タグとすることもできる。データ・ト
ークンを、スーパーマーケットなどの商店内の品目の識
別タグとし、ＲＦ精算システムにおいてこれを使用し
て、顧客に料金を請求したり、現在の在庫または販売統
計を維持したりすることもできる。データ・トークン
を、飛行機のフライト・レコーダに固定または関連付け
られたソナー応答装置とし、飛行機の故障の場合にこれ
を使用してフライト・レコーダの位置を突き止めること
ができる。当業者なら、本発明のこの他の応用も考え付
くであろう。一般に、本発明を使用して、トークン内部
の自己内蔵型電池を内部回路の電源として使用する任意
のデータ・トークン応用の動作範囲および寿命を向上さ
せることができる。この場合、内部回路が実行する機能
は問わない。
【００２１】以上に、本発明の好ましい実施形態を十分
かつ完全に開示したが、当業者なら、さまざまな修正、
代替構造および等価物が思い浮かぼう。例えば、周波数
セレクタ１２の実装には水晶１２が好ましいが、当業者
なら、低コストかつ軽量のその他の装置に想到し、これ
らを希望に応じて選択することができよう。したがっ
て、以上の記載を本発明を制限するものと解釈してはな
らない。本発明は添付の請求項によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が組み込まれたデータ・トークンのブロ
ック図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態の電力スイッチング
部分の回路図である。
【符号の説明】
１１ ハウジング １２ 周波数セレクタ １３ アンテナ １４ 積分器 １６ 電力スイッチ １７ 電池 １８ オペレーショナル回路 １９ アンテナ ２１ 水晶 ２３ 整流器 ２４ コンデンサ ２５ コンデンサ ２６ 抵抗 ２８ ＦＥＴスイッチ ２９ 抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シェンボ・ズー アメリカ合衆国・95120・カリフォルニア 州・サン ホゼ・マイノール ドライブ・ 1072 Ｆターム(参考） 5B011 DA06 DB11 EA06 KK11 MA01 MA02 5B035 AA05 BB09 CA13

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 動作寿命が改善されたデータ・トークン
    であって、 ハウジングと、 前記ハウジング内に組み込まれ、ＤＣ電力を必要とする
    オペレーショナル回路と、 前記ハウジングによって担持されたＤＣ電源と、 制御入力端子および前記電源と前記オペレーショナル回
    路の間に結合された一対の電力転送端子を有するスイッ
    チ回路と、 前記スイッチの前記制御入力端子に結合された出力、お
    よび、遠隔地で生成された信号を感知する入力を有し、
    前記遠隔生成信号の感知に応答して前記スイッチの動作
    信号を生成する周波数セレクタ回路とを備え、これによ
    って前記遠隔生成信号がない場合に前記電源が前記オペ
    レーショナル回路から電気的に切断され、前記周波数セ
    レクタが前記遠隔生成信号を感知したときに前記電源を
    前記オペレーショナル回路に結合させるようにしたデー
    タ・トークン。
  2. 【請求項２】 前記電源が、ＤＣ電力を供給することが
    できる電池を備える請求項１に記載の発明。
  3. 【請求項３】 前記周波数セレクタが共振周波数を有す
    る水晶を備え、前記遠隔生成信号が前記共振周波数の信
    号を含む請求項１に記載の発明。
  4. 【請求項４】 前記スイッチ回路が、前記周波数セレク
    タに結合された制御端子および前記電源と前記オペレー
    ショナル回路の間に結合された一対の電力端子を有する
    ＦＥＴスイッチを備える請求項１に記載の発明。
  5. 【請求項５】 前記周波数セレクタと前記スイッチ回路
    の間に結合され、前記周波数セレクタから出力された信
    号を平滑化する積分器回路をさらに含む請求項１に記載
    の発明。
JP2001040579A 2000-02-17 2001-02-16 省電力スイッチを有するデータ・トークン Pending JP2001273056A (ja)

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