JP2002535860A - 自動同調走査近接リーダー - Google Patents

自動同調走査近接リーダー

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Abstract

(57)【要約】 無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムのための近接リーダー（１０）は発振器（１８）によって発生されアンテナ（１４）によって放射される複数の動作周波数の各々でアンテナの共振ピークを達成するため、コンデンサー（２２）の同調のための最適なアンテナのインピーダンス値を決定及び格納するためにマイクロプロセッサー（１２）及びピーク検出器（２０）を使用してプログラムされる。アンテナの共振は環境的な同調のずれの影響を補正するために、電源投入時及び、動作中に周期的に最大にされる。リーダー（１０）は周波数のずれた識別タグのための、より効率的な探索をするために、複数の周波数を走査する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の背景） ・発明の分野 本発明は無線周波数識別システム（radio-frequency identification（ＲＦＩ
Ｄ） system）に関し、特に、ＲＦＩＤの近接リーダー（proximity reader）ま
たは近接読み取り装置に関する。
【０００２】 ・従来技術 無線周波数識別（ＲＦＩＤ）システムにはリーダーによって放射されるエネル
ギーによってＩＤタグの回路に電力が与えられる受動システム（受動タグ）と、
バッテリーを搭載する能動タグがある。ＩＤタグの作動のために、リーダーから
の十分な強度の無線周波数場を必要とするので、受動ＩＤシステムの動作範囲は
狭くなりやすい。典型的な受動近接リーダーはリーダーとＩＤタグとの間が６０
ｃｍか、それ以下の比較的短い動作範囲を持つ。動作範囲は近接システムの選択
の上で、重要な基準となることが多く、一般に、リーダー装置の配置の自由度の
大きさや、単体のリーダーで広範囲の領域をカバーするために、１．５ｍ等の、
いくらか大きめの範囲でＩＤタグを検出することが望まれている。
【０００３】 受動ＩＤシステムのリーダーはリーダー装置の周辺に無線周波数場を確立する
ために、無線周波数発生器及び、同調アンテナ回路を持つ。受動ＩＤタグは周波
数発生器を持たず、代わりに、リーダーが放射した場を、リーダーによって検出
され、ＩＤタグデータとして識別されるように、ロードすることによって、リー
ダーと通信する。ＩＤタグはリーダーの無線周波数場から得られるエネルギーに
よって電力を得る、トランスポンダーＩＣを含む。タグのトランスポンダーが必
要とするエネルギーはリーダーの送信周波数で最大に共振するようにチューニン
グされたタグアンテナ回路の手段によって受信される。リーダー／ＩＤタグシス
テムの実効動作範囲はリーダーによって放射され、タグによって受信される無線
周波数エネルギーの効率によって、部分的に決まる。これはタグ及びリーダーの
両方の共振アンテナ回路の正確な同調（または、チューニング）を必要とする。
しかしながら、実際には、環境的な要因や製造上の許容範囲が、この理想値から
外れる原因となる。
【０００４】 既存の受動近接識別システムにおいて、リーダー及び識別タグの両方は１つの
共通な無線周波数、典型的なものとして１２５ＫＨｚで動作するように意図され
ている。リーダーの付近にある金属及び誘電体、並びに温度及び湿度の変化は全
て、リーダー内のアンテナ回路の同調に影響し、最適値から外れた無線周波数場
の放射及び、リーダーからタグへの電力伝達の減少の結果となる。すなわち、特
定の感度のＩＤタグに対して、タグはリーダーの弱まった送信によってタグのト
ランスポンダーが起動されるまで、リーダーの近くに持ってこられなければなら
ない。タグの同調アンテナ回路も同様に、タグの共振ピークをリーダーの動作周
波数からずらす、タグの特性を劣化させる環境の要因及び製造の許容範囲の影響
を受ける。タグのチューニングが周波数から外れた場合も、タグの感度の減少及
びリーダーの無線周波数場のロードの減少により、近接システムの動作範囲はや
はり縮小する。タグの性能は高い精度の部品を使用することにより改善するが、
そのような精度の追求は高価である。５％の許容範囲の部品は１％の部品より安
価であり、１０％の部品はさらに安価である。ＩＤタグは多くの場合、多量な数
で使用されるので、装置当たりのタグのコストをできるだけ低くすることが望ま
れる。
【０００５】 近接リーダー及びＩＤタグの両方で周波数からのずれを容認するために、既存
の技術はリーダーに低いＱアンテナを使用している。低Ｑ共振タンク回路は広い
周波数応答を持つが、アンテナ回路の中心周波数での感度が低い。広い応答はリ
ーダーが周波数のずれたタグを検出することを可能にするが、システムの性能の
レベルは低い。すなわち、感度が低いのでタグは検出されるために、より近くに
なければならない。
【０００６】 広い範囲で、且つ、特に、周波数のずれたＩＤタグの検出の信頼性の高い、受
動ＩＤタグの検出能力のある、効果的な近接リーダーの要求が存在し続けている
。
【０００７】 （発明の要約） 本発明はリーダーのアンテナ回路の同調の環境的な影響を排除するための自動
同調能力及び、周波数のずれたＩＤタグの改善した検出のための周波数走査能力
を備えた、改善した近接リーダーを提供することによって、前述の問題に対処す
る。改善したリーダーは周波数のずれたタグを除外することなく、高い感度で動
作するために高いＱアンテナ回路を使用する。走査される範囲において、広帯域
低Ｑアンテナ回路で可能な感度より高い感度で、周波数の比較的広い範囲が走査
される。
【０００８】 本発明に従うと、無線周波数識別システムのための近接リーダーは中心周波数
及び、複数の側周波数を発生するための周波数発生器、トランスポンダータグに
応答指令を出すため、中心周波数及び、複数の側周波数を放射するために接続さ
れたアンテナ回路、トランスポンダータグ情報を受信及びデコードするためにア
ンテナ回路に接続されたマイクロプロセッサー、アンテナ回路の選択可能なチュ
ーニングインピーダンスを含むアンテナ共振同調回路、及び中心周波数及び側周
波数の各々でアンテナ回路のリアクタンスを実質的に最適化するため、チューニ
ングインピーダンスの値を選択するために機能可能な同調プログラムを持つ。選
択された（インピーダンスの）値は周波数操作プログラムによって参照されるた
めにメモリーに格納される。選択可能なインピーダンスはマイクロプロセッサー
によりアドレス指定可能な２進で重み付けされた複数の容量を含んでもよく、イ
ンピーダンス値は選択された容量をアンテナ回路へ切り換えるために走査プログ
ラムの制御の下で、マイクロプロセッサーによってアクセス可能なアドレスのテ
ーブルとして格納されてもよい。好まれるものとして、同調プログラムはリーダ
ーの電源投入時に実行され、その後、周期的に環境の要因によるアンテナ回路の
共振ピークの変化の感知及び補正をするために、周期的に実行される。
【０００９】 周波数走査プログラムは周波数のずれたトランスポンダータグの応答指令範囲
を改善するために、周波数発生器を中心周波数及び側周波数の各々を通して逐次
的に切り換えことを含む、周波数走査シーケンスを実行するために機能可能であ
る。側周波数は近接識別システムによって目標とされる周波数のずれたＩＤタグ
を含むために十分な周波数範囲で、中心周波数の両側で選択される。走査プログ
ラムはさらに、マイクロプロセッサーによるトランスポンダータグからの応答の
検出による周波数走査シーケンスの中断及び、応答の完了による走査シーケンス
の再開のために機能可能である。
【００１０】 本発明の１つの形式において、周波数発生器はマイクロプロセッサー内の水晶
で制御されるクロックに基づく周波数シンセサイザーであり、望まれる中心周波
数及び側周波数を設定するために、同調プログラム手段によって制御されるクロ
ック周波数分周器を含む。この実施例において、同調プログラム及び走査プログ
ラムはマイクロプロセッサーの周波数合成の制御による、望まれる動作周波数を
設定するアンテナ回路のインピーダンスは望まれる動作周波数の各々で共振ピー
クを得るために調整され、望まれる周波数の各々は、共振ピークを達成するため
に必要とされるアンテナのインピーダンス値との関係を保持しながらメモリーに
格納される。
【００１１】 本発明のもう１つの形式において、アンテナ共振同調回路はアンテナ回路の共
振ピークを得るため、周波数発生器の出力周波数を変更するために機能可能なピ
ーク検出回路を備え、同調プログラムはアンテナ回路のリアクタンスが望まれる
周波数で最適化するように、出力周波数を望まれる周波数に持っていくために効
果的な選択可能なインピーダンスの値を選択するために機能可能である。この実
施例において、マイクロプロセッサー及び同調プログラムは出力周波数を測定す
るため、及び望まれる周波数に関連するインピーダンスの値を格納するために機
能可能である。望まれる周波数は複数の周波数を含んでもよく、その場合、同調
プログラムは容量値等の、インピーダンスの値のテーブルを複数の周波数の各々
に対応したスイッチアドレスの形式で格納するために機能可能である。複数の周
波数はリーダーの中心周波数及び側周波数を含む。周波数発生器及びピーク検出
器はマイクロプロセッサーに対して外付けの、一般的なＩＣ回路デバイスであっ
てもよい。
【００１２】 本発明の自動同調の機能及び周波数走査の機能は両方を特定の近接リーダーに
実施することが望ましいが、それぞれの機能はリーダー装置の特性に別々に作用
するので、これらの機能が別個に実施されてもよい。
【００１３】 （好まれる実施例の詳細な説明） 図面を参照すると、図１は本発明の第１の実施例に従って改善した近接リーダ
ーのブロック図である。リーダーは一般に、デジタルプロセッサー１２、アンテ
ナコイル１４、共振アンテナ回路を形成するためにアンテナコイルに並列に接続
された主チューニングコンデンサー１６、アンテナ発振器１８を含む周波数発生
器、及びピーク検出回路２０を含む装置１０によって設計される。無線周波数は
プロセッサーの水晶制御クロック周波数、例えば１ＭＨｚを分周することによっ
てプロセッサー１２によって合成される。この合成された周波数出力は周波数制
御線２４を介して、バッファとして動作する駆動発振器１８に接続される。発振
器１８の出力はアンテナタンク回路を駆動する。ピーク検出器２０はアンテナ回
路のピーク無線周波数電圧をプロセッサー１２のデジタル入力２６へ変換するＡ
Ｄ変換機を含む。無線周波数出力周波数はプロセッサー１２で動作しているソフ
トウェアによって決められ、ソフトウェア制御により必要に応じてシフトするこ
とができる。
【００１４】 コンデンサーラダー（capacitor ladder）２２は４つの補助的なコンデンサー
Ｃ１−Ｃ４を含む。各コンデンサーはプロセッサー１２によって個々にアドレス
指定可能な対応するスイッチ手段Ｓ１−Ｓ４によって、主チューニングコンデン
サー１６に並列に加えることができる。
【００１５】 コンデンサーＣ１−Ｃ４の値は、例えば１、２、４、８、の比率等で、２進で
重み付けされ、スイッチＳ１−Ｓ４の適当な組合せを閉じることにより、０から
１５Ｃｘの、Ｃｘの増分に等しい全部で１６の異なった、選択可能な補助的な容
量値を共振アンテナ回路に並列に加えることができる。
【００１６】 プロセッサー１２は図２のフローチャートに図示されているように、自動同調
または同調プログラム、及び周波数走査プログラムを含む、格納されたプログラ
ム命令の制御の下で動作する。自動同調プログラムは電源投入時に実行され、第
１の較正処理を含み、それにより、共振アンテナ回路はリーダーの望まれる主動
作周波数で共振ピークを持つように同調される。このシーケンスにおいて、アン
テナ回路は望まれる動作無線周波数、例えば１２５ＫＨｚで共振するためにチュ
ーニングされる。
【００１７】 これは連続的な接近処理であり、そこにおいて、容量はその時の周波数、例え
ば１２５ＫＨｚで共振ピークを持つように調整される。アンテナコイル及び主チ
ューニングコンデンサーの元々の値はスイッチＳ１−Ｓ４が開いた回路の初期状
態で、アンテナタンク回路の共振ピーク周波数が望まれる動作周波数より高くな
るように選択される。その後にタンク回路の並列容量を増大させることによって
、共振ピーク周波数は望まれる周波数まで下げられる。これはプロセッサー１２
によるソフトウェア制御の下で、無線周波数電圧ピークが望まれる周波数で検出
されるまで、容量を増大させることを繰り返すことによって、スイッチＳ１−Ｓ
４の最適な組合せを閉じることによって達成される。
【００１８】 共振ピークはピーク検出回路２０のＡＤ変換機のデジタル出力を監視している
ソフトウェアによって検出される。ピークは容量を徐々に加えていくときに、（
減少するまで）増大していく無線周波数電圧を測定することによって検出されて
もよい。減少が検出されたとき、アンテナ回路がピーク電圧を回復するため、１
ステップ後退させるために減少の前の最後のステップで加えられた容量が引かれ
る。アンテナ回路は主または中心周波数で共振するように較正されたことになり
、それにより、望まれる周波数でリーダーの無線周波数場の強度が最大化される
。
【００１９】 本発明の第２の特徴はリーダー１０によって検出されるＩＤタグの周波数応答
の不正確さを補正することである。上で説明されたように、ＩＤタグはシステム
の特性を最適化するためにリーダー装置の動作周波数で共振ピークを持つことが
望ましい共振アンテナ回路を持つ。ＩＤタグの周波数のずれた動作は温度変化や
金属物体への接近等の、過渡的な環境の影響によって一時的に生ずるか、あるい
は、ＩＤタグの製造で使用される部品の許容誤差の結果によって恒久的に生ずる
。周波数のずれたタグは通常、意図されるシステムの動作周波数から僅かにずれ
た周波数にピークを持ち、通常、意図する動作周波数で動作する近接リーダーに
よって検出可能である。しかしながら、そのようなタグがリード可能な検出範囲
は、タグのアンテナ回路がリーダーの送信周波数以外の周波数で共振するために
減少する。これはタグのトランスポンダーを起動するために十分な無線周波数場
の強度が達するために、タグがリーダーのアンテナにより近くに持ってこられる
ことを必要とする。
【００２０】 この問題に対処するために、周波数走査プログラムがプロセッサー１２による
実行のために格納される。走査の機能の実施は通常、リーダーの中心動作周波数
の上または下に特定の間隔で位置する、複数の側周波数の選択を必要とする。側
周波数は周波数のずれたＩＤタグのピーク周波数がありそうな位置を含めるため
に十分な周波数の範囲をカバーするように選択される。タグのピーク周波数の母
集団は通常、ベル形の統計的な分布曲線に従う。ほとんどのタグは意図された動
作周波数の近辺に群がり、この周波数からある程度離れたタグは少ない。標準的
な１２５ＫＨｚの中心周波数に対しては、８ＫＨｚの走査周波数の範囲として、
１２１ＫＨｚ及び１２３ＫＨｚが中心周波数の下のものとして選ばれ、１２７Ｋ
Ｈｚ及び１２９ＫＨｚが中心周波数の上のものとして選ばれる。１２１ＫＨｚよ
りいくぶん低く、または１２９ＫＨｚよりいくぶん高くチューニングされたタグ
も小さい感度ではあるが、１２５ＫＨｚの動作周波数で動作している従来の近接
リーダーよりもかなり良い感度でリードすることができる。これらの周波数は例
としてのものであり、異なった周波数または、異なった周波数の数の側周波数が
選択されてもよい。
【００２１】 リーダーは例えば低Ｑアンテナ回路を使用することにより、リーダーアンテナ
回路のチューニングに対応する調節をせずに、複数の周波数で動作してもよい。
そのような実施も走査処理は特定のタグの各々が最も応答する周波数を見つける
ために、複数の周波数にわたって探索をするので、周波数のずれたタグを検出す
る上で、従来の単体の周波数のリーダーより有利である。それでも、この実施は
アンテナ回路の共振ピーク周波数からはずれた、これらの周波数のいくつかにお
いて、無線周波数送信の最適な強度以下の強度の結果となってしまうだろう。こ
れを克服するために、自動同調シーケンスは走査される周波数、すなわち、中心
及び側周波数の各々で、アンテナ回路を共振ピークに持っていくために必要な補
助的な容量値の決定を含むように拡張される。この目的のために、周波数は自動
同調プログラム命令の一部として格納され、各周波数に対して自動同調プログラ
ムが実行される。中心及び側周波数の両方での同調プログラムの完了の結果は各
周波数にマッチした容量値（または、各周波数に対応する容量値）を表すデータ
テーブルである。このテーブルはプロセッサーのメモリーに格納され、走査シー
ケンス中にアンテナの共振を維持するために走査プログラムによってアドレス指
定される。
【００２２】 周波数走査シーケンスは従来のようにリーダーの単体の動作周波数で応答指令
を出すのではなく、中心及び選択された側周波数の各々でタグに逐次的に応答指
令を出す。周波数の各々で走査（または、スキャニング）が実行される。各走査
は特定の周波数を合成し、格納されたデータテーブルから呼び出されたスイッチ
の（その周波数に）対応する組合せを閉じ、周波数が安定するまでの短い時間待
ち、そしてＩＤタグの応答を観測（listening）することによって実行される。
適当な観測窓（listening window）内にタグ応答がプロセッサー１２より確認さ
れた場合、走査シーケンスはタグの応答の終了まで停止する。予め設定された期
間内にプロセッサー１２によって有効な信号が受信またはデコードされなかった
場合、タグ応答は終了したと見なされる。割り当てられた観測窓内に有効なタグ
応答が受信されない場合、または有効なタグ応答の終了の後、もう１つの走査が
格納されたデータテーブルの次の周波数で実行される。リーダー１０の通常の動
作中、逐次的な走査がテーブル中の全ての中心及び側周波数を連続的に繰り返し
行われ、周期的なアンテナ回路の再同調によってのみ中断される。
【００２３】 本発明の好まれる形式において、中心周波数アンテナ較正シーケンスはリーダ
ーのアンテナ回路のチューニングに影響を与える可能性のあるリーダーの環境の
変化を補正するために、リーダーの動作中、例えば、１０秒おきに、周期的に繰
り返される。再較正中、事前の最後の較正中に必要とされた補助容量はその時の
較正に必要とされる補助容量と比較される。これらの値が同じ場合、アンテナの
チューニングに影響を与える環境の変化がないと判断され、再較正シーケンスは
その時点で終了する。逆に、補助容量の値が変化している場合、再較正シーケン
スは走査される側周波数の各々に対するアンテナの共振ピークの再チューニング
を行うために続けられる。
【００２４】 再較正シーケンスはプロセッサー１２によって、例えば１０ミリ秒等の、非常
に短い時間で実行され、リーダー近辺の場のタグの存在は通常、この較正時間よ
りはるかに長いのでＩＤタグ検出には影響を与えない。結果として、望まれる動
作周波数で放射されたリーダーの信号強度はリーダーの付近の人や車の通過等の
、数秒程度しか続かない短い期間の変化及び、天候の変化等の長い期間の変化を
含む、リーダーの環境の変化が存在しても実質的に最大化される。
【００２５】 周波数走査シーケンスの間、周波数走査はスイッチＳ１−Ｓ４の作動により格
納された各容量値を逐次的にアンテナ回路へ切り換え、適当な出力周波数を設定
することによって単純に達成される。対応する出力周波数の設定は非常に素早く
行われ、走査シーケンスに大きな遅延を導入しない。通常、各周波数は約５−１
０ミリ秒で走査される。全ての選択された周波数に対する周波数走査サイクルは
近接リーダーの感知場のＩＤタグの存在時間に比べ、はるかに短い期間で完了す
るので、通常、走査処理によりＩＤタグのリードが脱落することはない。
【００２６】 図１の実施例において、デジタルプロセッサー１２はリーダーの出力周波数の
合成、ピーク検出の実施、及びＩＤタグに応答指令を出し、タグ応答からのデー
タのデコードするための、従来の方法でのリーダー出力のエンコードに関連した
他の全ての処理の実施のために必要とされる。処理負荷が比較的大きいので、プ
ロセッサー１２のためには高性能のマイクロプロセッサーが選択される。目下の
ところ、好まれる装置はAT90S4414リスクプロセッサーである。
【００２７】 図３は本発明の第２の実施例のブロック図である。リーダー３０は商業上入手
可能なＩＣTEMEC U2270の長所を利用する。このＩＣは無線周波数発振器をピー
ク検出回路と組み合わせており、自動的にその出力周波数をアンテナ回路の共振
ピーク周波数に調節する。周波数出力に対しては外付けの制御器がなく、この理
由のため、周波数発生器及びピーク検出器は図３において単体のブロックで示さ
れている。ＩＣ（３２）はアンテナ回路を駆動するために接続された無線周波数
出力３４、及びアンテナタンク回路の無線周波数信号の振幅を測定するためにア
ンテナ回路に接続された電圧感知入力３６を持つ。ＩＣ（３２）はまた、出力波
形のエッジからエッジのタイミングによってＩＣ（３２）の出力周波数を測定す
る、デジタルプロセッサー４０のタイマーに接続された周波数フィードバック線
３８を持つ。
【００２８】 ＩＣ（３２）及び、特にTEMEC U2270デバイスの使用は近接リーダーで慣例的
であるが、従来のリーダーにおいて、出力周波数はＩＤタグが同調する周波数に
マッチするために、最初に製造者によって、可変アンテナコイル及びコンデンサ
ーを調整することによって設定される。しかしながら、その後、リーダーはそれ
の初期周波数の設定をずらす可能性がある環境の影響を受ける。例えば、リーダ
ーが大きな金属物体の近くに取り付けられた場合、アンテナ回路の共振周波数は
変化してしまう。これはＩＣ（３２）がそれの出力周波数をアンテナ回路の新し
い共振周波数にマッチするようにずらすことを引き起こし、従来のリーダーはＩ
Ｄタグの周波数からずれた、この新しい周波数で動作し続ける。この結果、リー
ダーの感度は明らかに減少し、劣悪なシステムの特性となる。
【００２９】 一方、図３の斬新なリーダー３０において、プロセッサー４０はＩＣ（３２）
の出力周波数の積極的な制御を維持する。これは上述したように、出力周波数を
測定し、アンテナ回路の共振ピーク周波数の制御により、ＩＣ（３２）にそれの
出力周波数を調節させることによって達成される。この最後の目的は容量ラダー
２２のスイッチＳ１−Ｓ４を起動することにより、適当な補助的並列容量を加え
ることによって達成される。上述された第１の実施例と同様に、アンテナ回路は
最初に高めの周波数に共振するように設定され、アンテナ回路の共振ピークが望
まれる周波数にずれるまで、スイッチＳ１−Ｓ４の適当なものを閉じることによ
り補助容量が加えられる。これはアンテナ回路の共振ピーク周波数に従うＩＣ（
３２）の周波数出力を測定することにより、プロセッサー４０によって検出され
る。すなわち、ＩＣ（３２）の出力周波数はアンテナ回路の共振周波数をシフト
することによって間接的に制御される。
【００３０】 本発明のこの第２の実施例において、アンテナ共振ピーク及び出力周波数の両
方はスイッチＳ１−Ｓ４の手段によって対応する補助容量の値を選択することに
よって望まれる周波数に、単純に設定することができる。この結果、リーダー３
０はこれらのスイッチの適当な組合せを閉じることによって、特定の周波数に完
全に同調される。リーダー３０の最初の較正はＩＣ（３２）にリーダーの望まれ
る動作周波数を出力させる補助容量の値の探索を含み、これはプロセッサー４０
の適当なプログラムの制御の下でなされる。同様に、リーダーは周波数のずれた
ＩＤタグを探索するために走査される付加的な複数の側周波数に対して較正され
てもよい。側周波数の較正は中心周波数の較正と同様に行われる。これらの各周
波数に対応する補助容量の値は第１の実施例との関連で説明された周波数走査プ
ログラムと同じ目的で利用される走査プログラムが（後で）アクセスできるよう
に、スイッチアドレスの形式でテーブルに格納される。この第２の実施例の周波
数走査プログラムは周波数が格納されたテーブルに従ったスイッチＳ１−Ｓ４の
設定だけで単純に設定され、他の周波数データが格納される必要がないことを除
いて、本質的に第１の実施例との関連で上述されたものと同じである。
【００３１】 この実施例において、無線周波数の発生及び処理の大部分はＩＣ（３２）によ
って行われので、プロセッサー４０として比較的性能の低いプロセッサーを選択
することが可能になる。目下のところ、好まれるマイクロプロセッサーは8051マ
イクロプロセッサーの互換機である、ATMEL 89C55デバイスである。同じデバイ
スの他の互換機もいくつかの製造業者から入手可能である。上述の２つの実施例
のアンテナ回路自動同調及び周波数走査プログラムの詳細な実施は上述の目的を
達成するために変更することができるだろう。上述のプログラムは既存の近接リ
ーダーシステムで使用されているマイクロプロセッサーの通常のプログラムのわ
かる技術者に対しては、特に変わった技術を必要としないため、ここで詳細なプ
ログラムの情報またはリストを説明する必要はないだろう。
【００３２】 本発明の特的の発明は明確さと、例示のためだけに説明され図示されている。
付随する請求の範囲で規定される本発明の範囲から外れることなく、上述の実施
例への多くの変更、代用、及び改善は当業者にとって明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 改善したリーダーの第１のデザインを示しているブロック図である。
【図２】 自動同調及び周波数走査シーケンスを含むフローチャートである。
【図３】 改善したリーダーの第２の設計を示しているブロック図である。
【符号の説明】
１０ 近接リーダー １２ マイクロプロセッサー １４ アンテナコイル １６ 主チューニングコンデンサー １８ アンテナ発振器 ２０ ピーク検出回路 ２２ 容量ラダー ２４ 周波数制御線 ２６ デジタル入力 ３０ 近接リーダー ３２ 無線周波数発振器とピーク検出回路を組み合わせたＩＣ ３４ 無線周波数出力 ３６ 電圧感知入力 ３８ 周波数フィードバック線 ４０ マイクロプロセッサー Ｃ１−Ｃ４ コンデンサー Ｓ１−Ｓ４ スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ， ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，Ｌ Ｋ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，Ｔ Ｍ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 無線周波数識別システムのための近接リーダーであって、中
    心周波数及び複数の側周波数を発生するための周波数発生器手段、トランスポン
    ダータグに応答指令を出すため前記中心周波数及び前記側周波数を放射するため
    に接続されたアンテナ回路、及びトランスポンダータグ情報を受信及びデコード
    するため前記アンテナ回路に接続されたマイクロプロセッサー、前記アンテナ回
    路に選択可能なインピーダンスを含めるアンテナ共振同調手段、及び前記中心周
    波数及び前記側周波数の各々で放射される信号を最大化し、それにより送信機の
    動作範囲を最大化するため前記アンテナ回路のリアクタンスを実質的に最適化す
    るための前記インピーダンスの値の選択のため、及び同調プログラム手段による
    参照のために前記値の格納のために機能可能な前記同調プログラム手段を持つ近
    接リーダー。
  2. 【請求項２】 前記選択可能なインピーダンスが前記マイクロプロセッサー
    によりアドレス指定可能な複数の容量であり、前記インピーダンスの値が前記容
    量のアドレスを表すテーブルとして格納される、請求項１に記載のリーダー。
  3. 【請求項３】 前記容量が２進的に重み付けされている、請求項２に記載の
    リーダー。
  4. 【請求項４】 前記同調プログラム手段がアンテナ回路の共振への環境の影
    響を補正するために、リーダーの電源投入時に実行される、請求項１に記載のリ
    ーダー。
  5. 【請求項５】 前記同調プログラム手段がリーダーの動作中にアンテナ回路
    の共振への環境の影響の変化を補正するために、アンテナ回路が再同調されるよ
    うに、リーダーの動作中に周期的な間隔で実行される、請求項４に記載のリーダ
    ー。
  6. 【請求項６】 前記周波数発生器を前記側及び中心周波数の各々を通して逐
    次的に切り換えることを含む走査シーケンスを実行し、それにより、周波数のず
    れたトランスポンダータグの応答指令を出す範囲を改善するために機能可能な走
    査プログラム手段をさらに備える、請求項１に記載のリーダー。
  7. 【請求項７】 前記走査プログラム手段がさらに、前記マイクロプロセッサ
    ーによるトランスポンダータグからの応答の検出によって前記走査シーケンスを
    中断し、前記応答の完了により前記走査シーケンスを再開するために機能可能で
    ある、請求項６に記載のリーダー。
  8. 【請求項８】 前記アンテナ共振同調手段がアンテナ回路の共振ピークを得
    るため前記発生器の出力周波数を変更するために機能可能であるピーク検出回路
    から成り、及び前記同調プログラム手段が前記アンテナ回路のリアクタンスが望
    まれる周波数で最適化されるように、前記出力周波数を前記望まれる周波数に持
    っていくために効果的な前記インピーダンスの値を選択するために機能可能であ
    る、請求項１に記載のリーダー。
  9. 【請求項９】 前記マイクロプロセッサー及び前記同調プログラム手段が前
    記出力周波数を測定し、前記望まれる周波数に関連する前記インピーダンスの値
    を格納するために機能可能である、請求項８に記載のリーダー。
  10. 【請求項１０】 前記望まれる周波数が複数の周波数を含み、前記同調プロ
    グラム手段が前記複数の周波数に対応するインピーダンスの値のテーブルを格納
    するために機能可能である、請求項９に記載のリーダー。
  11. 【請求項１１】 前記複数の周波数が前記中心周波数及び前記側周波数から
    成る、請求項１０に記載のリーダー。
  12. 【請求項１２】 前記周波数発生器が前記プロセッサーに対して外付けであ
    り、ＩＣデバイス上に前記ピーク検出回路を含む、請求項８に記載のリーダー。
  13. 【請求項１３】 前記周波数発生器が前記マイクロプロセッサーの内部にあ
    り、前記中心周波数及び側周波数を設定するために前記同調プログラム手段によ
    って制御される、水晶制御クロック及びクロック周波数分周器を備える、請求項
    １に記載のリーダー。
  14. 【請求項１４】 無線周波数識別システムのための近接リーダーであって、
    出力周波数を発生するための周波数発生器手段、トランスポンダータグに応答指
    令を出すため前記出力周波数を放射するために接続されたアンテナ回路、トラン
    スポンダータグ情報を受信及びデコードするため前記アンテナ回路に接続された
    マイクロプロセッサー、前記アンテナ回路に選択可能なインピーダンスを含める
    アンテナ共振同調手段、及び前記アンテナ回路を前記出力周波数で実質的に最適
    化し、それにより送信機の動作範囲を最大化するため前記インピーダンスの値を
    選択及び格納するために機能可能なプログラム手段を持つ近接リーダー。
  15. 【請求項１５】 前記出力周波数を複数の周波数を通して逐次的に切り換え
    、それにより比較的ゆるい周波数の許容誤差で作られたトランスポンダータグの
    応答指令を改善するために機能可能な走査プログラム手段をさらに備える、請求
    項１４に記載のリーダー。
  16. 【請求項１６】 無線周波数識別システムのための近接リーダーであって、
    出力周波数を発生するための周波数発生器手段、トランスポンダータグに応答指
    令を出すため前記出力周波数を放射するために接続されたアンテナ回路、トラン
    スポンダータグ情報を受信及びデコードするため前記アンテナ回路に接続された
    マイクロプロセッサー、前記出力周波数を複数の周波数を通して切り換え、それ
    により比較的ゆるい周波数の許容誤差で作られたトランスポンダータグの応答指
    令を改善するために機能可能な走査プログラム手段を持つ近接リーダー。
  17. 【請求項１７】 前記アンテナ回路に選択可能なインピーダンスを含めるア
    ンテナ共振同調手段及び前記複数の周波数の各々での前記インピーダンスの値を
    選択及び格納するために機能可能な同調プログラム手段、及び前記出力周波数の
    対応する１つで選択されたインピーダンスの各々を前記アンテナ回路に接続し、
    それにより前記アンテナ回路のリアクタンスを実質的に最適化し、前記出力周波
    数の各々で送信機の動作範囲を最大化するための手段をさらに備える、請求項１
    ６に記載の近接リーダー。
  18. 【請求項１８】 無線周波数識別システムのための近接リーダーであって、
    中心周波数及び複数の側周波数を発生するための周波数発生器手段、トランスポ
    ンダータグに応答指令を出すため前記中心周波数及び前記側周波数を放射するた
    めに接続されたアンテナ回路、及びトランスポンダータグ情報を受信及びデコー
    ドするため前記アンテナ回路に接続されたマイクロプロセッサー、前記アンテナ
    回路のアドレス指定可能な可変同調容量、及び前記同調容量をアドレス指定し、
    前記容量の異なった容量値で前記アンテナ回路の信号の振幅を検出し、それによ
    り前記中心周波数及び前記側周波数の各々での最適な信号の振幅を引き出す容量
    値を表すアドレスのテーブルを作成し、リーダーの動作範囲を最適化するために
    機能可能な同調プログラム手段を持つ近接リーダー。
  19. 【請求項１９】 アンテナ回路の共振ピークを得るため前記発生器の出力周
    波数を変更するために機能可能であるピーク検出回路をさらに備え、前記同調プ
    ログラム手段が前記アンテナ回路が前記中心及び側周波数の１つで最適化するよ
    うに、前記出力周波数を前記周波数に持っていくために効果的な前記同調容量の
    値を選択するために機能可能である、請求項１８に記載のリーダー。
  20. 【請求項２０】 前記マイクロプロセッサー及び前記同調プログラム手段が
    前記出力周波数のサイクルのタイミングをとり、それにより出力周波数を測定し
    、中心及び側周波数の各々に等しい出力周波数に関連した前記同調容量の値のテ
    ーブルを格納するために機能可能である、請求項１９に記載のリーダー。
  21. 【請求項２１】 前記周波数発生器を前記側及び中心周波数の各々を通して
    逐次的に切り換えることを含む走査シーケンスを実行し、それにより周波数のず
    れたのトランスポンダータグの応答指令範囲を改善するために機能可能な走査プ
    ログラム手段をさらに備える、請求項２０に記載のリーダー。
  22. 【請求項２２】 前記走査プログラム手段がさらに、前記マイクロプロセッ
    サーによるトランスポンダータグからの応答の検出によって前記走査シーケンス
    を中断し、前記応答の完了により前記走査シーケンスを再開するために機能可能
    である、請求項２１に記載のリーダー。
  23. 【請求項２３】 無線周波数識別システムのための近接リーダーであって、
    水晶制御クロック周波数を分周することにより１つまたは複数の周波数で応答指
    令信号を発生するためのマイクロプロセッサー、前記出力周波数を放射するため
    に接続され、トランスポンダータグ情報を受信しデコードするために前記マイク
    ロプロセッサーに接続されたアンテナ回路、選択可能な容量を含めるアンテナ共
    振同調手段、及び前記プロセッサーと協働して、前記アンテナ回路のリアクタン
    スを実質的に最適化し、前記１つまたは複数の出力周波数の各々で放射される信
    号を最大化するため前記容量の対応する値を選択するために機能可能な同調プロ
    グラム手段、及び前記各対応する値を格納するためのメモリー手段を持つ近接リ
    ーダー。
  24. 【請求項２４】 前記１つまたは複数の周波数が複数の周波数から成り、前
    記周波数発生器を前記複数の周波数の各々を通して逐次的に切り換え、それと並
    行して、前記容量の対応した値をアンテナ回路に切り換え、それにより前記周波
    数の各々で応答指令範囲を最大化し、周波数のずれたトランスポンダータグの存
    在をより良く検出することから成る走査シーケンスを実行するために機能可能な
    走査プログラム手段をさらに備える、請求項２３に記載のリーダー。
  25. 【請求項２５】 前記走査プログラム手段がさらに、前記マイクロプロセッ
    サーによるトランスポンダータグからの応答の検出によって前記走査シーケンス
    を中断し、前記応答の完了により前記走査シーケンスを再開するために機能可能
    である、請求項２４に記載のリーダー。
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