JP2002510096A - 非接触式電子ラベルに電力供給するために空間内に回転磁場を発生させるための装置 - Google Patents
非接触式電子ラベルに電力供給するために空間内に回転磁場を発生させるための装置Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、ラベルの結合した製品を識別するために使用される非接触式電子ラベルの分野に関するものであって、特に、回転磁場を生成することによって、空間での方向がいかなるものであろうと、このようなラベルに電力供給するためのものである。このような回転磁場を得るため、本発明の装置は、３つの直交する平面に位置する３つの平らなアンテナ（Ａｘ，ＡｙおよびＡｚ）を含み、直角３面体の軸に沿って３つの直交する場を発生させる。これらのアンテナは、搬送高周波数での位相の、時間関数（α（ｔ），β（ｔ））によって振幅変調される電流（Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ）によって電力供給され、該時間関数は異なる周波数の正弦曲線関数であることが可能である。
Description
【０００１】 本発明は、読取りまたは読取り／書込み装置の電磁場に製品をおくことによっ
てそれらを識別するために使用される非接触式電子ラベルの分野に関するもので
あり、電磁場の磁気構成要素は誘導コイルが平らである同調回路式アンテナによ
って検出される。より具体的には、このような電子ラベルの読取り、または、読
取り／書込み装置の改良に関するものであって、アンテナの同調回路の誘導コイ
ルの空間内での方向がいかなるものであっても、電子ラベルに電力供給すること
のためのものである。このため、本発明は、読取り、または読取り／書込み装置
によって、空間内に回転磁場を発生させることを想定する。
てそれらを識別するために使用される非接触式電子ラベルの分野に関するもので
あり、電磁場の磁気構成要素は誘導コイルが平らである同調回路式アンテナによ
って検出される。より具体的には、このような電子ラベルの読取り、または、読
取り／書込み装置の改良に関するものであって、アンテナの同調回路の誘導コイ
ルの空間内での方向がいかなるものであっても、電子ラベルに電力供給すること
のためのものである。このため、本発明は、読取り、または読取り／書込み装置
によって、空間内に回転磁場を発生させることを想定する。
【０００２】 電子ラベルは、平面にほぼ沿って配置された超小型回路を用いて実現され、該
平面にはアンテナに同調回路の誘導コイルを実現する幾つかの巻線が巻かれてい
る。このようなアンテナの放射図は全方向性ではなく、というのも、アンテナは
同一平面上にある磁場の力線に対しては高感度ではないが、コイルの巻線面に直
交する力線に対しては最高感度を有するからである。
平面にはアンテナに同調回路の誘導コイルを実現する幾つかの巻線が巻かれてい
る。このようなアンテナの放射図は全方向性ではなく、というのも、アンテナは
同一平面上にある磁場の力線に対しては高感度ではないが、コイルの巻線面に直
交する力線に対しては最高感度を有するからである。
【０００３】 ところで、これらのラベルは、読取り、または読取り／書込み装置によって発
せられる磁場に対して、空間における一つの何らかの方向を有し、コイルの巻線
面についても同様であり、従って幾つかのラベルは、発信アンテナに接続されな
い、あるいはほとんど接続されない可能性があり、対応するラベルへの電力供給
が欠如または電力供給が不十分という結果になる。
せられる磁場に対して、空間における一つの何らかの方向を有し、コイルの巻線
面についても同様であり、従って幾つかのラベルは、発信アンテナに接続されな
い、あるいはほとんど接続されない可能性があり、対応するラベルへの電力供給
が欠如または電力供給が不十分という結果になる。
【０００４】 この欠点を解消するために、順にスイッチングされる３つの直交アンテナを使
用し、直角３面体の軸によって規定される３方向のうちの１つへ磁場ベクトルを
順に方向づけることが提案された。この３つの直交アンテナ式装置は、単一アン
テナ式発信装置に比べて、著しい進歩を示すが、全てのラベルがある時点で最適
な形で「照らされ」、通信が同じ可能性で成功するとは限らない。
用し、直角３面体の軸によって規定される３方向のうちの１つへ磁場ベクトルを
順に方向づけることが提案された。この３つの直交アンテナ式装置は、単一アン
テナ式発信装置に比べて、著しい進歩を示すが、全てのラベルがある時点で最適
な形で「照らされ」、通信が同じ可能性で成功するとは限らない。
【０００５】 本発明の目的は、したがって、電子ラベルに電力供給することのできる、した
がって、ラベルのアンテナの、つまりは製品の位置の空間内での発信装置に対す
る方向がいかなるものであろうと、それらと通信することのできる電磁場の発信
装置を実現することである。
がって、ラベルのアンテナの、つまりは製品の位置の空間内での発信装置に対す
る方向がいかなるものであろうと、それらと通信することのできる電磁場の発信
装置を実現することである。
【０００６】 この目的は、振幅電流および制御された位相によって電力供給されている３つ
の直交アンテナを用いて、空間内に回転磁場を発生させることによって達成され
る。
の直交アンテナを用いて、空間内に回転磁場を発生させることによって達成され
る。
【０００７】 本発明は、したがって、非接触式電子ラベルに電力供給するために空間内に回
転磁場を発生させるための装置であって、次のものを含むことを特徴とする装置
に関するものである。 ‐直角３面体の軸に沿って向けられた直交する３つの磁場を発生させるように直
交する３つの面に配置された平らな３つのアンテナ、および、 ‐時間に応じて空間内での全ての方向をとる磁場ベクトルを得るために、搬送周
波数Ｆ０での位相電流、および時間関数によって振幅変調された電流で、３つの
アンテナにそれぞれ電力供給するための手段。
転磁場を発生させるための装置であって、次のものを含むことを特徴とする装置
に関するものである。 ‐直角３面体の軸に沿って向けられた直交する３つの磁場を発生させるように直
交する３つの面に配置された平らな３つのアンテナ、および、 ‐時間に応じて空間内での全ての方向をとる磁場ベクトルを得るために、搬送周
波数Ｆ０での位相電流、および時間関数によって振幅変調された電流で、３つの
アンテナにそれぞれ電力供給するための手段。
【０００８】 本発明の他の特徴および利点は、１つの特殊な実施例である以下の説明を読む
ことによって明らかになるであろうが、前記説明は、付属の図面との関連におい
てなされるものである。 −図１は、直交磁場およびそれらのベクトル合成を発生させる直交アンテナの２
つのコイルを概略的に示す。 −図２は、３つの直交磁場のベクトル合成を示す図である。 −図３は、本発明による３つの直交磁場のベクトルの結果によって示される量を
示す図である。 −図４は、空間内に回転磁場を得るための、本発明による装置の機能図である。
ことによって明らかになるであろうが、前記説明は、付属の図面との関連におい
てなされるものである。 −図１は、直交磁場およびそれらのベクトル合成を発生させる直交アンテナの２
つのコイルを概略的に示す。 −図２は、３つの直交磁場のベクトル合成を示す図である。 −図３は、本発明による３つの直交磁場のベクトルの結果によって示される量を
示す図である。 −図４は、空間内に回転磁場を得るための、本発明による装置の機能図である。
【０００９】 図１において、電流Ｉｘによって電力供給される巻線１０は、軸Ｐｘに沿って
方向づけられている磁場Ｈｘを発生させるアンテナＡｘを示し、同様に、電流Ｉ
ｙによって電力供給される巻線１２は、軸ＰＹに沿って方向づけられる磁場Ｈｙ
を発生させるアンテナＡｙを示す。巻線の面が直交し、図１の平面に対して垂直
であり、磁場ＨｘおよびＨｙもまた直交し、図１の平面内に位置するのである。
これら２つの磁場ＨｘおよびＨｙのベクトル合成は、結果として場Ｈｒ（ｘ，ｙ
）を与える。
方向づけられている磁場Ｈｘを発生させるアンテナＡｘを示し、同様に、電流Ｉ
ｙによって電力供給される巻線１２は、軸ＰＹに沿って方向づけられる磁場Ｈｙ
を発生させるアンテナＡｙを示す。巻線の面が直交し、図１の平面に対して垂直
であり、磁場ＨｘおよびＨｙもまた直交し、図１の平面内に位置するのである。
これら２つの磁場ＨｘおよびＨｙのベクトル合成は、結果として場Ｈｒ（ｘ，ｙ
）を与える。
【００１０】 このベクトル合成は、ＨｘおよびＨｙを示すベクトルのうちの１つの振幅の変
動が、結果として生じる場Ｈｒ（ｘ，ｙ）の振幅および方向に反映されることを
示す。例えば、２つのベクトルＨｘおよびＨｙの直角位相の脈動ｗ1の正弦曲線 変調は、ベクトルＨｒおよびＨｙによって規定される平面内でのこの同じ脈動Ｗ 1 で回転する一定の振幅の場Ｈｒ（ｘ，ｙ）を発生させる。
動が、結果として生じる場Ｈｒ（ｘ，ｙ）の振幅および方向に反映されることを
示す。例えば、２つのベクトルＨｘおよびＨｙの直角位相の脈動ｗ1の正弦曲線 変調は、ベクトルＨｒおよびＨｙによって規定される平面内でのこの同じ脈動Ｗ 1 で回転する一定の振幅の場Ｈｒ（ｘ，ｙ）を発生させる。
【００１１】 電流Ｉｚにより電力供給され、かつ図１の平面内に配置されている平らなコイ
ルによって構成される第三のアンテナＡｚ（図示されていない）は、ベクトルＨ
ｘおよびＨｙによって規定される平面に垂直に向けられている磁場Ｈｚを発生さ
せる。図２のベクトル図が示すように、磁場Ｈｚベクトルは、ベクトルＨｒ（ｘ
，ｙ）とともに構成され、結果として生じる磁場Ｈｒ（ｘ，ｙ，ｚ）を発生させ
る。
ルによって構成される第三のアンテナＡｚ（図示されていない）は、ベクトルＨ
ｘおよびＨｙによって規定される平面に垂直に向けられている磁場Ｈｚを発生さ
せる。図２のベクトル図が示すように、磁場Ｈｚベクトルは、ベクトルＨｒ（ｘ
，ｙ）とともに構成され、結果として生じる磁場Ｈｒ（ｘ，ｙ，ｚ）を発生させ
る。
【００１２】 磁場ＨｘおよびＨｙの直角位相の脈動ｗ1の正弦曲線変調と同時に、磁場Ｈｚ の脈動ｗ2の正弦曲線変調を実現する場合、この変調は、この同じ脈動ｗ2でのベ
クトルＨｘおよびＨｙを含む平面の回転を引き起こし、そこから、空間内の全て
の方向をとる結果ベクトルＨｒ（ｘ，ｙ，ｚ）が出てくる。
クトルＨｘおよびＨｙを含む平面の回転を引き起こし、そこから、空間内の全て
の方向をとる結果ベクトルＨｒ（ｘ，ｙ，ｚ）が出てくる。
【００１３】 このように、成分Ｈｘ，ＨｙおよびＨｚの振幅および位相の制御によって、結
果ベクトルＨｒ（ｘ，ｙ，ｚ）の振幅および空間内の方向の制御が可能になる。
果ベクトルＨｒ（ｘ，ｙ，ｚ）の振幅および空間内の方向の制御が可能になる。
【００１４】 図３の図は、ベクトルＨｒ（ｘ，ｙ）とベクトルＨｘとの間の角α、およびベ
クトルＨｒ（ｘ，ｙ，ｚ）とベクトルＨｒ（ｘ，ｙ）との間の角βのベクトルＯ
Ｈによって表された場Ｈｒ（ｘ，ｙ，ｚ）の値に応じて磁場Ｈｘ，ＨｙおよびＨ
ｚの値を規定することを可能にする。
クトルＨｒ（ｘ，ｙ，ｚ）とベクトルＨｒ（ｘ，ｙ）との間の角βのベクトルＯ
Ｈによって表された場Ｈｒ（ｘ，ｙ，ｚ）の値に応じて磁場Ｈｘ，ＨｙおよびＨ
ｚの値を規定することを可能にする。
【００１５】 そこで、軸ｘ’ｘ、ｙ’ｙおよびｚ’ｚによる値Ｈｘ，ＨｙおよびＨｚが以下
によって規定される。 Ｈｘ＝│ＯＨｘ│ｃｏｓα．ｃｏｓβ Ｈｙ＝│ＯＨｙ│ｓｉｎα．ｃｏｓβ Ｈｚ＝│ＯＨｚ│ｓｉｎβ
によって規定される。 Ｈｘ＝│ＯＨｘ│ｃｏｓα．ｃｏｓβ Ｈｙ＝│ＯＨｙ│ｓｉｎα．ｃｏｓβ Ｈｚ＝│ＯＨｚ│ｓｉｎβ
【００１６】 ０から２πの間の角αおよびβの制御は、αおよびβが時間の正弦曲線関数で
ある場合、先端Ｈが、中心Ｏで半径│ＯＨ│の球の任意の点に位置することが可
能である、Ｏを始点とする結果ベクトルＯＨを発生させることになる。
ある場合、先端Ｈが、中心Ｏで半径│ＯＨ│の球の任意の点に位置することが可
能である、Ｏを始点とする結果ベクトルＯＨを発生させることになる。
【００１７】 各成分Ｈｘ，ＨｙおよびＨｚのそれぞれの伸長│ＯＨｘ│，│ＯＨｙ│および
│ＯＨｚ│に特有の値を与えることにより、点Ｈは、今回は、球状の表面ではな
く、任意の表面、例えば、楕円を描き、そのことによって、ある応用の場合にお
いて好ましい方向を優先するという利点がある。
│ＯＨｚ│に特有の値を与えることにより、点Ｈは、今回は、球状の表面ではな
く、任意の表面、例えば、楕円を描き、そのことによって、ある応用の場合にお
いて好ましい方向を優先するという利点がある。
【００１８】 角αおよびβ、および伸長│ＯＨｘ│，│ＯＨｙ│および│ＯＨｚ│の値は、
結果ベクトルが所望の全ての値および方向をとるように選択される。
結果ベクトルが所望の全ての値および方向をとるように選択される。
【００１９】 ベクトルＨを発生させるための装置は、図４の機能図によって表されており、
アンテナＡｘ，ＡｙおよびＡｚにそれぞれ電力供給する搬送周波数Ｆ0での電流 Ｉｘ，ＩｙおよびＩｚの振幅を制御することから成る。
アンテナＡｘ，ＡｙおよびＡｚにそれぞれ電力供給する搬送周波数Ｆ0での電流 Ｉｘ，ＩｙおよびＩｚの振幅を制御することから成る。
【００２０】 装置は、周波数Ｆ0で、つまり、脈動Ω＝２πＦ0の発振器２０を含み、該発振
器はアンテナＡｚ，ＡｙおよびＡｘにそれぞれ結合した位相４０，４２および４
４のループに電流ＩｃｏｓΩｔを供給する。これらの位相ループは、全ての電流
Ｉｘ，ＩｙおよびＩｚが厳密に同位相であるように、回路３８によって供給され
る基準位相差Φを保持する。
器はアンテナＡｚ，ＡｙおよびＡｘにそれぞれ結合した位相４０，４２および４
４のループに電流ＩｃｏｓΩｔを供給する。これらの位相ループは、全ての電流
Ｉｘ，ＩｙおよびＩｚが厳密に同位相であるように、回路３８によって供給され
る基準位相差Φを保持する。
【００２１】 これらの電流Ｉｘ，ＩｙおよびＩｚを得るために、発振器の電流ＩｃｏｓΩｔ
は、それぞれ、乗算回路５０においてはｃｏｓα（ｔ）．ｃｏｓβ（ｔ）によっ
て、乗算回路４８においてはｓｉｎα（ｔ）．ｃｏｓβ（ｔ）によって、乗算回
路４６においてはｓｉｎβ（ｔ）によって、乗算される。
は、それぞれ、乗算回路５０においてはｃｏｓα（ｔ）．ｃｏｓβ（ｔ）によっ
て、乗算回路４８においてはｓｉｎα（ｔ）．ｃｏｓβ（ｔ）によって、乗算回
路４６においてはｓｉｎβ（ｔ）によって、乗算される。
【００２２】 値ｓｉｎα（ｔ）およびｃｏｓα（ｔ）は、それぞれ、回路３０および３２に
よって、関数α（ｔ）の値から得られる。
よって、関数α（ｔ）の値から得られる。
【００２３】 値ｓｉｎβ（ｔ）およびｃｏｓβ（ｔ）は、それぞれ、回路２４および２６に
よって、関数β（ｔ）の値から得られる。
よって、関数β（ｔ）の値から得られる。
【００２４】 乗算回路３４および３６は、それぞれ、乗算ｓｉｎα（ｔ）．ｃｏｓβ（ｔ）
およびｃｏｓα（ｔ）．ｃｏｓβ（ｔ）を実現し、その結果は、それぞれ乗算回
路４８および５０に適用される。
およびｃｏｓα（ｔ）．ｃｏｓβ（ｔ）を実現し、その結果は、それぞれ乗算回
路４８および５０に適用される。
【００２５】 関数α（ｔ）およびβ（ｔ）は、時間の連続関数あるいは離散関数であること
ができる。
ができる。
【００２６】 図４との関連で記載される要素の関数は、好ましくは、マイクロプロセッサの
ような情報処理手段によって実現される。
ような情報処理手段によって実現される。
【００２７】 上記に示したように、α（ｔ）およびβ（ｔ）が、時間の正弦曲線関数である
場合、ベクトルＯＨの先端は球を描く。さらに、伸長または係数│ＯＨｘ│，│
ＯＨｙ│または│ＯＨｚ│のうちの２つの値を変更する場合、点Ｈは回転楕円を
描き、そのことによって、磁場のある方向を優先させることが可能になる。同様
に、磁場ベクトルＨｒ（ｘ，ｙ，ｚ）が空間の方向によって異なる値をもつよう
に、３つの伸長を変更することができる。これらの伸長の変更は、このために回
路を乗算器出力端子４６，４８および５０に挿入することによって得ることがで
き、それはＩの値を変更することになる。
場合、ベクトルＯＨの先端は球を描く。さらに、伸長または係数│ＯＨｘ│，│
ＯＨｙ│または│ＯＨｚ│のうちの２つの値を変更する場合、点Ｈは回転楕円を
描き、そのことによって、磁場のある方向を優先させることが可能になる。同様
に、磁場ベクトルＨｒ（ｘ，ｙ，ｚ）が空間の方向によって異なる値をもつよう
に、３つの伸長を変更することができる。これらの伸長の変更は、このために回
路を乗算器出力端子４６，４８および５０に挿入することによって得ることがで
き、それはＩの値を変更することになる。
【００２８】 本発明は、一定の位相Φのループの場合で説明されたが、本発明は、時間の経
過とともに連続または離散で変動する位相Φで実施されることができる。同様に
、伸長は、時間の経過とともに連続または離散で変動することが可能であり、そ
れは、アンテナ間では独立している。
過とともに連続または離散で変動する位相Φで実施されることができる。同様に
、伸長は、時間の経過とともに連続または離散で変動することが可能であり、そ
れは、アンテナ間では独立している。
【図１】 図１は、直交磁場およびそれらのベクトル合成を発生させる直交アンテナの２
つのコイルを概略的に示す。
つのコイルを概略的に示す。
【図２】 図２は、３つの直交磁場のベクトル合成を示す図である。
【図３】 図３は、本発明による３つの直交磁場のベクトルの合力によって示される量を
示す図である。
示す図である。
【図４】 図４は、空間内に回転磁場を得るための、本発明による装置の機能図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B058 CA17 5B072 CC08 MM18 5J021 AA03 AA06 AB04 DB02 DB03 FA26 GA02 HA05
Claims (10)
- 【請求項１】 非接触式電子ラベルに電力供給するために空間内に回転磁場
を発生させるための装置であって、次のものを含むことを特徴とする装置。 ‐直角３面体の軸に沿って向けられた直交する３つの場（Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚ）を
発生させるように直交する３つの面に配置された平らな３つのアンテナ（Ａｘ，
Ａｙ，Ａｚ）、および、 ‐時間に応じて空間内での全ての方向をとる磁場ベクトル（Ｈｒ（ｘ，ｙ，ｚ）
）を得るために、搬送高周波数（Ｆ0）での位相電流（Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ）、お よび時間関数（α（ｔ），β（ｔ））によって振幅変調された電流で、３つのア
ンテナ（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ）にそれぞれ電力供給するための手段（２０から５０
）。 - 【請求項２】 時間関数（α（ｔ），β（ｔ））が連続であることを特徴と
する、請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 時間関数（α（ｔ），β（ｔ））が離散であることを特徴と
する、請求項１に記載の装置。 - 【請求項４】 関数（α（ｔ））および（β（ｔ））が、異なる脈動（ｗ１
，ｗ２）の正弦曲線関数であり、したがって、磁場ベクトルＨｒ（ｘ，ｙ，ｚ）
の先端が球を描くことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載の装
置。 - 【請求項５】 アンテナ（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ）に電力供給する電流（Ｉｘ，
Ｉｙ，Ｉｚ）の係数のうちの２つが異なる値をもち、したがって、磁場ベクトル
Ｈｒ（ｘ，ｙ，ｚ）の先端が楕円を描くことを特徴とする、請求項４に記載の装
置。 - 【請求項６】 磁場ベクトルＨｒ（ｘ，ｙ，ｚ）が空間の方向によって異な
る値をもつように、アンテナ（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ）にそれぞれ電力供給する３つ
の電流（Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ）の係数が、異なる値をもつことを特徴とする、請求
項４に記載の装置。 - 【請求項７】 時間の経過とともに、連続または離散で伸長（ＯＨｘ，ＯＨ
ｙ，ＯＨｚ）を変動させるための手段を含むことを特徴とする、請求項６に記載
の装置。 - 【請求項８】 アンテナ（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ）に電力供給する電流（Ｉｘ，
Ｉｙ，Ｉｚ）がそれぞれ、電流（Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ）を同位相に保持する位相ル
ープ（４０，４２，４４）を介して供給されることを特徴とする、請求項１から
７のいずれか１つに記載の装置。 - 【請求項９】 時間の経過とともに、連続または離散でアンテナ（Ａｘ，Ａ
ｙ，Ａｚ）に電力供給する電流（Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ）の位相（Φ）を変動させる
ための手段を含むことを特徴とする、請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】 手段（２０から５０）がマイクロプロセッサを用いて実現
されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１つに記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR98/03832 | 1998-03-27 | ||
| FR9803832A FR2776864B1 (fr) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Dispositif pour creer un champ magnetique tournant dans l'espace en vue d'alimenter des etiquettes electroniques sans contact |
| PCT/FR1999/000557 WO1999050780A1 (fr) | 1998-03-27 | 1999-03-12 | Dispositif pour creer un champ magnetique tournant dans l'espace en vue d'alimenter des etiquettes electroniques sans contact |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002510096A true JP2002510096A (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=9524584
Family Applications (1)
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