JP2003528487A - トランスポンダ読取りデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 読取りデバイス（１００）は電力段階と、読取りアンテナの電磁場内に位置する少なくとも１つのトランスポンダ（１０）を励起するための電磁場を生成可能にする読取りアンテナ（１１０）とを有し、トランスポンダは受信アンテナ（１１）と、関連する切換えスイッチング手段（１２）とを有し、受信アンテナの状態を調節すること、ひいては、読取りアンテナと受信アンテナとの間の結合調節によって読取りデバイスへ情報を伝達することを可能にする。読取りデバイスは、アンテナからの信号において電力段階の電子構成要素に起因するノイズ又はジッタを減少させ、標準信号との比較によって読取りアンテナからの信号の変化から有用な信号を生成するように構成された検波手段を有し、トランスポンダの受信アンテナが事前決定された状態にあるとき、標準信号が読取りアンテナからの信号を表し、前述の有用な信号が受信アンテナの状態変化を表す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、トランスポンダに記憶されている情報を読取り可能にするか、又は
、これらトランスポンダとの情報交換さえも可能にする読取りデバイスを用いる
トランスポンダによって対象または個人を識別する一般的な方法に関する。

【０００２】 更に詳細には、本発明は電力段階およびアンテナのフィールド内に位置する少
なくとも１つのトランスポンダを励起するための電磁界を生成することを可能に
する読取りアンテナを含むタイプの読取りデバイスに関し、本トランスポンダは
、受信アンテナの状態調節を可能にし、ひいては、読取りアンテナと受信アンテ
ナとの間の結合の調節によって読取りデバイスへの情報伝達を可能にする受信ア
ンテナ及び関連スイッチング（切換）手段を有する。

【０００３】

【従来の技術】

個別トランスポンダは、読取りアンテナからその操作に必要な電気エネルギー
を受け取る。

【０００４】 受信アンテナの状態変化によって引き起こされる結合調節は著しく僅かであり
、かつ寸法の小さいタグがアンテナから遠く離れて位置する場合には、熱的およ
びショットノイズに接近しているので、読取りアンテナの信号から、トランスポ
ンダから発信される情報を表す有用な信号を抽出することは困難である。

【０００５】 使用周波数帯域内においては所与の伝達電力を超過してはならず、また、他の
周波数帯域においては一切の高調波が生成されてはならないことが規則によって
規定されているという事実によって前述の困難は増大する。

【０００６】 検波を容易にするために搬送波の振幅を減少させることを意図する読取りデバ
イスについては出願第ＧＢ２ ３３３ ６６５号から知ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

このデバイスは、一方の信号が標準信号である２つの信号を生成するためのハ
イパス（高域）及びローパス（低域）フィルタを有する。このデバイスは電力段
階の電子構成要素に起因するノイズを消去できない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本発明の主題は、読取りアンテナのフィールド（電磁場）内に配置されたトラ
ンスポンダによって伝達される情報を読み取るに充分な感度を備え、適用規則に
適合可能な新奇読取りデバイスである。 本発明に従った読取りデバイスは、アンテナからの信号に含まれる電力段階の
電子構成要素に起因するノイズ又はジッタを減少させ、かつ標準信号との比較に
よって読取りアンテナからの信号変化から有用な信号を生成するように構成され
た検波手段を有することを特徴とし、本標準信号は、トランスポンダの受信アン
テナが事前決定済み状態にあるときにおける読取りアンテナからの信号を表し、
前述の有用な信号は受信アンテナの状態変化を表す。

【０００９】 本発明によれば、標準信号を使用するので、読取りアンテナと受信アンテナと
の間の１０^−６程度の結合変化を検出することが可能である。

【００１０】 本発明の第１実施例において、読取りデバイスは、パルス化されたモードにお
いて読取りアンテナに給電するように構成された切換えスイッチング手段を有し
、検波手段は各パルスの後で読取りアンテナからの信号の減衰復調を実施するよ
うに構成された処理手段を有する。

【００１１】 次に、本発明においては、各パルスの後におけるアンテナの揺動が読取りアン
テナと受信アンテナとの間の結合に依存する方法において減衰されるという利点
を有する。

【００１２】 この結合に関するあらゆる調節は、トランスポンダによって伝達された情報を
抽出するために読取りデバイスによって検波される減衰の調節を必要とする。

【００１３】 この情報は、アンテナを励起するために役立つ電力段階における電子構成要素
からのノイズによってその信号が汚染されないような方法において各パルス後に
読取りアンテナが自由に動揺するという事実に基づいて抽出が比較的容易である
。前述の処理手段は、読取りアンテナからの信号のピーク振幅を事前決定された
疑似期間、例えば第３疑似期間全体に亙って維持するためのピーク検波器を有す
ることが有利である。測定用として選定されたこの疑似期間は信号／ノイズの観
点から最も好ましい期間、または、ピーク振幅が初期振幅の１／ｅに近い期間で
ある。

【００１４】 処理手段の一特定実施形態において、処理手段は、測定用として選定された疑
似期間に先行する事前決定された期間に亙って読取りアンテナからの信号をピー
ク制限するためのピーク制限手段を有する。

【００１５】 本発明の他の実施例において、読取りアンテナは低い高調波で構成され、好ま
しくはクラス‐Ｅ級スイッチング増幅器によって出力された信号によって励起さ
れ、読取りデバイスはインピーダンス復調を実施するように構成された処理手段
を有する。

【００１６】 特定の一実施形態において、読取りデバイスは、読取りアンテナと受信アンテ
ナとの間の結合を調節することにより、受信アンテナの状態変化により誘発され
る読取りアンテナの離調を表す有用な信号を生成させるように構成された方向性
結合器（カプラ）を有する。

【００１７】 更に特定の一実施形態において、標準信号は、受信アンテナが事前決定された
状態にあるときに、そのインピーダンスが、既知係数の範囲内において、読取り
アンテナのインピーダンスに等しい補償アームによって獲得される。

【００１８】 読取りデバイスは、アンテナのインピーダンスが、既知係数の範囲内において
、補償アームのインピーダンスに等しいときに、トーラス内磁束がゼロになるよ
うな方法において、補償アームと直列連結した第１コイルと読取りアンテナと直
列連結し、かつ第１コイルと逆位相設置された第２コイルとトーラス内の磁束変
動を検出可能にする第３コイルとを含む３個のコイルを備えたトーラス（円環体
）を有することが有利である。

【００１９】 特定の一実施形態において、補償アームは、読取りアンテナのインピーダンス
の低速変動に起因するトーラス内磁束を消去する方法において制御される可変構
成要素を有する。

【００２０】 他の特定実施形態において、補償アームは、固定値をもつ構成要素を有し、ト
ーラスは、読取りアンテナの低速変動に起因するトーラス内磁束を消去するよう
な方法において電流供給される第４コイルを有する。

【００２１】 低い高調波で構成される信号によって読取りアンテナを励起するという事実は
無線周波数スペクトルを汚染する危険性の無い比較的豊富な電流が読取りアンテ
ナに供給されることを可能にする利点を有する。

【００２２】 一般的な方法において、読取りアンテナは、遮蔽内に配置された同調キャパシ
タンスによって直列連結された少なくとも２つのコイルに有利に分割される。

【００２３】 この遮蔽は、トランスポンダを装備している部品が読取りアンテナ内に通過す
ることを可能にするように、軸方向の少なくとも１つの末端部において開かれて
いても差し支えない。

【００２４】 遮蔽は誘導電流を散逸させることの無いように有利に分割される。

【００２５】 読取りアンテナを少なくとも２個のコイルに分割するという事実はこれらのコ
イルの端子を位置決めすることを可能にする。これらの端子には、遮蔽体内にお
いて、過電圧が印加され、アンテナの信頼度を更に高くし、迷走効果、ハンド効
果とも呼ばれる静電位の影響、および、湿度に関する感度を低下させ、結果的に
特性値Ｑを増大させる。

【００２６】 更に、読取りアンテナの特定の構成要素には更に低い電圧が印加され、経年変
化による更に良好な結果が得られる。

【００２７】 特定の一実施形態において、読取りアンテナは、第２組のコイルによって生成
されるフィールド（電磁場）内に配置された第１組のコイルを有し、これらのコ
イルは４極アンテナを構成するように一緒に連結され、その外部における遠方磁
場は１／ｄ^５に減少する。

【００２８】 このように遠方磁場における急速な減少により、読取りアンテナの間の妨害問
題をひき起こすことなく、同じエンクロージャ内（構内）に幾つかの読取りデバ
イスを配置することが可能である。

【００２９】 特定の一実施形態において、読取りアンテナが同調している周波数は１００と
１５０ｋＨｚの間、詳細には、１１９−１３５ｋＨｚに所在し、アンテナにおけ
る比較的広範囲を使用することを可能にする。

【００３０】 特定の一実施形態において、受信アンテナが切り換えられる頻度は 読取りア
ンテナが同調される頻度よりも少なくとも１６回少ない。

【００３１】 読取りアンテナがそれぞれ１個のトランスポンダを装備している複数の部品を
含むコンテナ（容器）を受け入れるように構成されている場合、読取りデバイス
はインピーダンス復調と共に用いられることが好ましく、この場合、読取りアン
テナには低い高調波で構成され、好ましくはＥ級スイッチング増幅器によって出
力された信号が供給される。

【００３２】 この場合、読取りアンテナの伝達電力は比較的高く、読取りアンテナは豊富な
検波量をカバーすることが可能である。

【００３３】 他の一実施形態においては、寸法が小さく、かつ低コストを特徴とする読取り
アンテナの使用が意図されている。

【００３４】 この場合、読取りデバイスは減衰復調と共に用いられることが好ましい。

【００３５】 全ての場合において、読取りデバイスは、読取りアンテナに固定されたゲージ
トランスポンダを有することが有利であり、本ゲージトランスポンダは読取りデ
バイスのテスト期間中活動可能状態にあり、前述のテスト段階が終了したときに
は、おそらく、サイレントモードに置かれるはずである。

【００３６】 用いられているトランスポンダが読取り及び書込みタイプである場合、読取り
デバイスは、アンテナのフィールド（電磁場）内に置かれたトランスポンダに情
報を伝達するために、読取りアンテナへの入力を変調可能にするための切換えス
イッチング手段を有することが有利である。

【００３７】 全か無か変調の場合、アンテナの揺動を急速に減衰させることが必要であると
きに、読取りデバイスは、読取りアンテナの電磁場内に置かれたコイル、又は、
アンテナの無効エレメントを散逸負荷に連結するための切換えスイッチング手段
を備えた読取りアンテナの揺動を減衰させるための回路を有することが好ましい
。 本発明の更なる主題は既に定義した１組のデバイスである。

【００３８】 この場合、デバイスのクロックは有利に同期化される。

【００３９】 更に、それらのクロックは、いずれか１つが読取りモードにおいて作動してい
る場合には、他の一切のクロックは書込みモードにおいて作動しないような方法
においてドライブされることが好ましい。

【００４０】

【発明の実施の形態】

図１に示す読取りデバイス１００は、受信アンテナを比較的少量のエネルギを
吸収する第１の状態から更に大量のエネルギを吸収する第２の状態へパスさせる
ことを可能にする受信アンテナ１１及び切換えスイッチング手段１２を含むそれ
自体が既知であるタイプのトランスポンダ１０から発信される情報を受け取るよ
うに意図されてる。

【００４１】 受信アンテナ１１の状態の変化シーケンス（順序）は伝達されるべき情報の関
数としてトランスポンダ内部の制御手段１３によって決定される。

【００４２】 トランスポンダ１０は寸法が小さく、直径１ｃｍ程度のプラスチック製チップ
内に封入可能である。

【００４３】 この種トランスポンダの使用について記述している欧州特許出願第ＥＰ８４７
０２３号および特許出願第ＦＲ２７７２１６４号を参照すれば有益なはずである
。 トランスポンダ１０は、それ自体が既知である例えばマンチェスターコード
のような特殊コード（符号）を用いて情報を伝達する。

【００４４】 読取りデバイス１００は、ここに示す例においては１３４．２ｋＨｚに等しい
周波数の信号のゼネレータ（発生器）１０１を含み、このゼネレータはＥ級作動
する電力段階（パワーステージ）１０２に連結されている。

【００４５】 それ（前述のゼネレータ）は１２５ｋＨｚにおいても作動可能である。

【００４６】 Ｅ級スイッチング（切換え）増幅器については雑誌「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」 Ｎｏ．１７、ｐ２５等に詳細に記載されている。 電力段階１０２によって出力される信号はその内容が低い高調波であることを
特徴とする。

【００４７】 増幅された信号は、ゼネレータ１０１の周波数に同調された読取りアンテナ１
１０に送られる。この読取りアンテナ１１０は同調コンデンサ１１４、インダク
タ１１５、及び、抵抗器１１６によって直列構成されている。

【００４８】 トランスポンダ１０の受信アンテナが状態変化する頻度は、読取りアンテナが
同調設定される頻度の、例えば、１６倍、３２倍、または６４倍未満である。

【００４９】 電力段階１０２によって出力される増幅済み信号は補償アーム１２０に送られ
る。

【００５０】 この補償アームは、ここに示す例においては、キャパシタ１２１と固定インダ
クタ１２２と可変インダクタ１２３と固定抵抗器１２４と可変抵抗器１２５の直
列組合わせによって構成されている。

【００５１】 補償アーム１２０のインピーダンスはトランスポンダ１０により情報が伝達さ
れていない状態における読取りアンテナ１１０のインピーダンスの倍数に等しい
。 補償アーム１２０は読取りアンテナ１１０と同じ周波数に同調し、その特性
値は実質的にＱに等しい。

【００５２】 読取りアンテナ１１０は、トーラス（円環体）１３０に巻き付けられたコイル
（巻線）１３１によって電力段階１０２と連結されている。

【００５３】 補償アーム１２０は、コイル１３１と同様に、ただし、係数ｋが例えば２と１
０の間の値であって、補償アームのインピーダンスが読取りアンテナ１１０のイ
ンピーダンスに等しい場合に、トーラス１３０内の磁束がゼロであるように、反
対位相にトーラス１３０に巻き付けれれた１３２によって電力段階１０２に連結
されている。

【００５４】 一例としてここに示す実施形態においては、補償アーム１２０における熱によ
る電力損失を限定するために、トーラス１３０内の磁束がゼロである場合に、補
償アーム１２０内電流が読取りアンテナ１１０内電流の約数に等しくなるように
配置構成されている。

【００５５】 従って、トーラス１３０内磁束がゼロである場合に、補償アーム１２０内電流
が読取りアンテナ１１０内電流のｋ倍未満になるように、抵抗器１２４が選定さ
れる。

【００５６】 読取りアンテナ１１０内電流が補償アーム１２０内電流に等しい場合にトーラ
ス１３０内磁束がゼロになるように、ｋはコイル１３１の巻回数に対するコイル
１３２の巻回数の比率に等しい。

【００５７】 トーラス内磁束を表す電流を出力するために、第３のコイル１３３がトーラス
１３０に巻き付けられている。切換えスイッチング手段１２を閉じることによっ
て読取りアンテナ１１０とトランスポンダ１０の受信アンテナ１１の間の結合が
調節される場合、読取りアンテナ１１０のインピーダンスは変化し、トーラス１
３０内の磁束はゼロでなく、この磁束は巻線１３３によって検出される。

【００５８】 トーラス１３０は、読取りアンテナ１１０内電流と係数ｋを乗算した後の補償
アーム１２０電流の間の磁気減算を実施する。

【００５９】 この減算作用はゼネレータ１０１の電子構成要素および読取りアンテナからの
信号Ｓ（ｔ）における電力段階１０２からのノイズを抑圧することを可能にする
。従って、補償アーム１２０は、搬送波（キャリヤ）を生成するために役立つ電
子構成要素に起因するノイズをアンテナの信号Ｓ（ｔ）から除去することを可能
にする標準信号の生成に役立つ。

【００６０】 コイル１３３は処理手段１５０に接続された増幅器１４０に連結されている。
この処理手段は、搬送波をπ／２だけ移相した後で増幅器１４０によって出力さ
れる信号の同期した復調を実施するために増幅器１４０および乗算器１５２によ
って出力される信号の同期した復調を実施するための乗算器１５１を有する。
１５１において復調された信号１７０はトランスポンダによって伝達された情報
を表し、マイクロプロセッサ又はこの情報を復号することの出来るあらゆる他の
信号処理手段へ導かれることが可能である。

【００６１】 信号１７０は、可変抵抗器１２５を制御するために用いられるエラー信号１５
４を構成するために１５３において積分される。 １５２において復調された信号は、可変インダクタ１２３を制御するために用
いられる直角位相エラー信号１５６を構成するために１５５において積分される
。 図示されていない一変種形態において、補償アームは、同調周波数における
読取りアンテナの実際のインピーダンスよりｋ倍大きい値に従属する抵抗器のみ
を含む。

【００６２】 ただし、この変種形態において、補償アームは、特性値Ｑおよび検出段階のフ
ィルタによって決定される通過帯域全体に亙ることなく共振周波数においてのみ
、増幅器１０２からのノイズが完全に除去されることのない正確な基準として役
立つ。

【００６３】 ここに図示されている一例において、更に読取りアンテナを表すために、補償
アーム１２０は可変抵抗器１２５に加えて可変インダクタ１２３を含む。

【００６４】 補償アームの抵抗器１２５はエラー信号１５４をキャンセルするように調節さ
れ、可変インダクタ１２３の値は直角位相エラー信号１５６をキャンセルするよ
うに調節される。

【００６５】 従って、読取りアンテナ１１０のインピーダンスにおける低速変動が訂正され
る。これらの低速変動は、例えば、温度、または、アンテナの磁場（フィールド
）内に置かれた物体の性質に起因する。

【００６６】 この従属作用はトーラス１３０内をゼロ磁束に維持することを可能にする。

【００６７】 可変抵抗器１２５はＬＤＲ抵抗器であることが有利であり、その値は照度の関
数として変化し、この抵抗器は、例えば、エラー信号１５４を受け取る発光ダイ
オードのような光源によって制御される。

【００６８】 可変インダクタ１２３は、その一次巻線の負荷がＬＤＲ抵抗器であり、直角位
相エラー信号１５６を受け取る例えば発光ダイオードのような光源によって制御
される変圧器の二次巻線で構成されることが有利である。

【００６９】 ここで考察中の例において、用いられる変圧器の一次巻線回数は１４であり二
次巻線回数は１６である。これらの巻線は巻線回数の自乗当たりのインダクタン
スが１９００μＨであるトーラスに巻き付けられている。

【００７０】 この変圧器は、一次巻線におけるＬＤＲの抵抗値の３００から２０００Ωまで
の変動に対して、二次巻線において、３００から４００Ωまでの残余抵抗を伴っ
た１００から４００μＨまでのインダクタンス変動を得ることが可能である。

【００７１】 可変インダクタ及び可変抵抗器は、更に、それぞれ、探索する値を得るために
リレーによって直列、及び／又は、並列に切換えられるインダクタのネットワー
ク及び抵抗器のネットワークによって構成可能である。

【００７２】 更に、キャパシタ１２１の代わりに可変キャパシタを使用することが可能であ
り、従って、可変インダクタ１２３の代わりに固定値をもつインダクタを使用し
ても差し支えない。

【００７３】 上述の可変キャパシタは、例えば、所要値を得るために直列、及び／又は、並
列に切換え可能な固定値をもつキャパシタのネットワークによって構成されても
差し支えない。

【００７４】 更に、動力付き構成要素を用いることも可能である。

【００７５】 この場合、積分器１５３及び１５５は用いられない。

【００７６】 図２に示す一変種形態においては、第４コイル１３４がトーラス１３０に配置
されている。

【００７７】 上述のアーム１２０は補償アーム１２０’によって置き換えられ、可変インダ
クタ１２３及び可変抵抗器１２５は固定値をもつ構成要素によって置き換えられ
ている。

【００７８】 コイル１３４内電流は増幅器１６４によって制御され、前述の増幅器は加算器
１６３によって出力される信号を入力として受け取る。

【００７９】 この加算器には信号１６５及び１６６が供給される。

【００８０】 信号１６５はエラー信号１５４にクロック信号１６７を乗算する乗算器１６１
によって出力される。

【００８１】 信号１６６は、直角位相エラー信号１５６にπ／２だけ位相シフトされたクロ
ック信号を乗算する乗算器１６２によって獲得される。

【００８２】 信号１６５は、エラー信号１５４に比例する振幅をもつクロック信号に対応す
る。

【００８３】 信号１６６は、直角位相エラー信号１５６に比例する振幅をもつ直角位相クロ
ック信号に対応する。

【００８４】 図２に示す実施形態の利点は、補償アーム１２０’に機械的または光学電子構
成要素が用いられていないことである。

【００８５】 コイル１３４内電流は、読取りアンテナ１１０のインピーダンスにおける低速
変動に起因するトーラス１３０内磁束を消去する。

【００８６】 図３に示すように、読取りアンテナ１１０は同調コンデンサ１１４を介して直
列に連結された２つのコイル１１５ａ及び１１５ｂに分割されることが好ましい
。 過電圧が印加されるコイルの端末は同調コンデンサ１１４の端子と合致する
。電気遮蔽体１１７はコイル１１５ａ及び１１５ｂの周りに配置され、この遮蔽
体は、トランスポンダを担持する製品の通過を可能にするために、軸方向の端部
に開いている。

【００８７】 同調キャパシタ１１４の端末は遮蔽体１１７内に容易に配置され、従って、遮
蔽体によって効果的に保護されている。その結果として、静電位および湿度、な
らびに、これら構成要素のエージングによる影響に対して読取りアンテナ１１０
感度を低下させる。

【００８８】 勿論、読取りアンテナは２つ以上のコイルに分割しても差し支えない。

【００８９】 一例として図４に示すアンテナ１１０’は、２つの同調キャパシタ１１４ａ及
び１１４ｂによって直列連結された３個のコイルを有する。

【００９０】 アンテナ外部の遠方磁場を減少させるために、遠方磁場が１／ｄ^５に低下する
４極アンテナを構成するための周知の方法において連結された第１組のコイル及
び第２組のコイルを使用することが可能である。

【００９１】 一例として極めて略図化したアンテナ１１０’’を図５に示す。

【００９２】 このアンテナにおいて、直列連結された一方の２つのコイル１１５ｃ及び１１
５ｄは、直列連結されたもう一方の２つのコイル１１５ａ及び１１５ｂ磁場内に
配置されている。

【００９３】 トランスポンダを担持する物体はコイル１１５ｃおよび１１５ｄの磁場内に配
置される。

【００９４】 幾つかの読取りデバイスが同一エンクロージャ（構内）内で用いられる場合に
は、４極アンテナを用いることにより、１つの読取りアンテナが隣接した読取り
アンテナに及ぼす影響を減少させることが可能である。

【００９５】 読取りアンテナ１１０に送られた電流は低い高調波を含み、従って、規則に適
合する状態において、読取りアンテナ１１０は高電力を伝達することがあり得る
ことに留意されたい。

【００９６】 読取りアンテナと受信アンテナの間の結合変動を軽減するために、更に、読取
りアンテナに供給するための信号を入力３０１として受け取る方向性結合器（カ
プラ）３００を用いるインピーダンス復調デバイスを使用することが可能である
。 この場合、読取りアンテナは出力３０２に連結される。

【００９７】 出力３０３は、読取りアンテナによって吸収されない反射電力を表す。読取り
アンテナが完全に同調され、当該アンテナの磁場内に配置されたトランスポンダ
の切換えスイッチング手段が開いている場合においては、全てが伝達された電力
であり、方向性結合器３００の出力３０３における電流はゼロである。

【００９８】 これとは対照的に、トランスポンダのアンテナの状態が変化する場合には、読
取りアンテナは完全同調を中止し、出力３０３における電流はも早ゼロではない
。 出力３０３に現れる信号は、トランスポンダによって伝達された情報を表す
信号を出力するように、処理手段３１０によって同期的仕方において容易に復調
されることが可能である。

【００９９】 図７から９までを参照して、次に本発明の第２の実施形態に従った読取りデバ
イス２００について記述することとする。

【０１００】 本読取りデバイス２００は、ここに記述したアセンブリにおいて２６８．４ｋ
Ｈｚのクロック信号２１１を出力する７４ＨＣ４０６０タイプの発振器２１３を
備えたバイナリ（２進）カウンタによって作成された従来型設計のクロック２１
０を有する。

【０１０１】 クロック信号２１１は７４ＨＣ４０１７タイプのデシマル（１０進）カウンタ
２１２に送られる。

【０１０２】 このデシマルカウンタの出力Ｑ４は、その機能については後で記述されるはず
のパルス信号ＲＳＴ ＤＥＴＥＣＴを供給する。

【０１０３】 出力Ｑ７は読取りアンテナ２３０に連結されている電力段階２２０にパルス信
号を引き渡し、この信号はここで並列ＲＬＣ回路によって象徴化される。

【０１０４】 出力Ｑ８はゼロ‐リセット入力ＲＳＴへ送られる。

【０１０５】 カウンタ２１２が出力Ｑ０からＱ４までを走査するときに、出力ＣＯは信号Ｐ
ＥＡＫ ＤＥＴＥＣＴを高レベルにおいて出力し、出力Ｑ５からＱ８までを走査
するときに、低レベルにおいて出力する。

【０１０６】 パルスに応答する読取りアンテナの信号Ｓ（ｔ）の自由振動を図７に示す。

【０１０７】 それぞれ疑似期間をもつピーク振幅は減少することに留意されたい。

【０１０８】 読取りアンテナ２３０が電力段階２２０によってパルスモードにおいて励起さ
れると、図８に示す信号Ｓ（ｔ）が得られる。

【０１０９】 読取りデバイス２００は、例えば既に述べた例における第３の場合における事
前決定済み疑似期間をもつピーク振幅における切換え時間を表す信号を出力する
ように構成されている。

【０１１０】 カウンタ２１２のＰＥＡＫ ＤＥＴＥＣＴ出力がハイ状態にあるときに、読取
りアンテナからの信号Ｓ（ｔ）のピークを制限するためにピーク制限手段２４０
が装備されている。

【０１１１】 ピーク検出器２５０は、キャパシタ２５１の端子において、測定用に選定され
た疑似期間のピーク振幅を表す電圧、即ち、信号Ｓ（ｔ）のピーク制限の末端部
に後続する電圧または例に述べた第３の場合の電圧を保持することを可能にする
。 キャパシタ２５１の電位は、ＲＳＴ ＤＥＴＥＣＴによって制御された初期
化手段２６０によって、選定済み疑似期間をもつピーク振幅を測定する直前にお
ける事前決定済み電位まで下げられる。

【０１１２】 キャパシタ２５１の端子における電圧は演算増幅器２５２の出力に再び現れ、
高周波妨害を除去するように構成された１組のバンドパスフィルタ２７０をドラ
イブする。

【０１１３】 信号は、バンドパスフィルタ２７０の出力において、演算増幅器２８１を使用
し、しきい値効果コンパレータ２８０によって論理形式化される。

【０１１４】 次に、論理信号は、７４ＨＣ３９３タイプの二重２進カウンタ及びＮＡＮＤゲ
ートによって復号され、バイナリカウンタは、バイナリカウンタ２１３の出力Ｑ
６により６７．１ｋＨｚにおいて出力されるクロック信号によってドライブされ
る。

【０１１５】 読取りデバイス２００において、読取りアンテナからの信号Ｓ（ｔ）は、その
測定実施時において、電力段階２２０の電子構成要素からのノイズにより汚染さ
れていない。理由は、測定実施時には電力段階のトランジスタはオフにされてい
て、あたかも読取りアンテナ２３０は分離済みであるかのように、全てが行われ
ることに因る。その全期間に亙って測定が実施される疑似期間のピーク振幅はこ
の場合には一定であって、即ち電源電圧＋ＶＣＣに等しい値に選定される標準信
号との比較によって測定される。上述したばかりの読取りデバイス１００または
２００は、読取りアンテナへの入力の全か無か変調によってトランスポンダのメ
モリ内に情報を記入するために有利に使用される。

【０１１６】 読取りデバイス１００の場合、この変調は、例えば電力段階１０２へ送られる
信号を切り換えることによって獲得される。

【０１１７】 読取りデバイス２００の場合、読取りアンテナからの伝達遮断は２つのトラン
ジスタ２９２及び２９３を含むスイッチング（切換え）手段２９０によって達成
される。

【０１１８】 トランジスタ２９３のベース２９１へハイ信号を送るとトランジスタ２９２を
オン及びオフし、その結果として、カウンタ２１２の出力Ｑ０のゼロリセット入
力ＲＳＴへの送信をオン及びオフする。

【０１１９】 伝達の遮断に際して、読取りデバイスの一般電源から引き出される電流は降下
する。

【０１２０】 読取りデバイス２００の動作を妨害する電圧＋ＶＣＣの変動を防止するために
、読取りアンテナのフィールドの遮断に際して、トランジスタ２９３は導通し、
読取りアンテナが伝達作動している時と伝達が遮断されている時における読取り
デバイス２００の消費量が実質的に同じであるような値の電流が抵抗器２９４へ
供給される。

【０１２１】 勿論、本発明は上述した実施形態に限定されない。

【０１２２】 例えば、トランスポンダのメモリへ記入するためにトランスポンダのフィール
ド（電磁場）を遮断することが必要な場合に、読取りアンテナの自由動揺を防止
するために、読取りアンテナの揺動の迅速な減衰を保証するデバイスが用いられ
ることが好ましい。

【０１２３】 当該読取りアンテナ１１０のコイル１１５ａと結合したコイル１９１、電流１
９２の整流手段、電力散逸手段１９３、及び、制御回路１９５によって制御され
る切換え手段１９４を有する制動装置１９０を図１０に示す。

【０１２４】 本制御回路１９５は、読取りアンテナ１１０へ送られる電流が遮断された直後
にスイッチング（切換え）手段１９４を閉じるように構成されている。

【０１２５】 オプションとして、読取りアンテナ１１０にゲージトランスポンダが添付され
、読取りデバイスの実用性をテストすることを可能にする。このトランスポンダ
はテスト段階の終端において特定の情報を送ることにより、サイレントモードに
置かれるはずである。 更に、詳細には、１５０ｋＭｚより高い周波数、例えば２〜３ＭＨｚで作動す
る読取りデバイスを生成することが可能である。

【０１２６】 補償アーム１２０は、読取りアンテナ１１０に匹敵するが、読取り領域の異な
るアンテナによって置き換え可能である。

【０１２７】 ジュール効果によってアンテナ内で消費される電力は、例えば、検出量の程度
に応じて１と１００Ｗの間に相当する。

【図面の簡単な説明】

本発明の他の特性および利点は制限的意味を持たない実施例として後続する詳
細な記述を読み、次に示す図面を調査することによって明らかになるはずである
。

【図１】 本発明の第１実施形態に従った読取りデバイスの結線図である。

【図２】 図１に示すデバイスの変種形態を表す結線図である。

【図３】 アンテナの概略結線図である。

【図４】 アンテナの変種形態の概略結線図である。

【図５】 ４極アンテナの概略図である。

【図６】 方向性結合器付き概略図である。

【図７】 パルスに後続する読取りアンテナからの信号の変化を示す図である。

【図８】 パルス化モードにおいて励起された場合におけるアンテナからの信号を示す図
である。

【図９】 本発明の第２実施形態に従った読取りデバイスの結線図である。

【図１０】 読取りアンテナの揺動を減衰させるデバイスを示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5B035 BB09 CA11 CA23 5B058 CA15 KA29 KA40 5B072 CC08 DD10

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読取りデバイス（１００；２００）であって、電力段階と、
   読取りアンテナの電磁場内に位置する少なくとも１つのトランスポンダ（１０）
   を励起するための電磁場を生成可能にする読取りアンテナ（１１０；２３０）と
   を有し、前記トランスポンダが受信アンテナ（１１）と、関連する切換えスイッ
   チング手段（１２）とを有し、前記受信アンテナの前記状態を調節すること、ひ
   いては、前記読取りアンテナと前記受信アンテナとの間の結合調節によって前記
   読取りデバイスへ情報を伝達することを可能にし、前記読取りデバイスにおいて
   、前記アンテナからの前記信号において前記電力段階の前記電子構成要素に起因
   するノイズ又はジッタを減少させ、標準信号との比較によって前記読取りアンテ
   ナからの信号の変化から有用な信号を生成するように構成された検波手段を有し
   、前記トランスポンダの前記受信アンテナが事前決定された状態にあるとき、前
   記標準信号が前記読取りアンテナからの前記信号を表し、前記有用な信号が前記
   受信アンテナの状態変化を表すことを特徴とする読取りデバイス。
2. 【請求項２】 前記読取りデバイスがパルス化モードにおいて前記読取りア
   ンテナ（２３０）に信号供給するように構成された通信手段（２２０）を有し、
   前記読取りデバイスが各パルスの後において前記読取りアンテナからの信号の減
   衰復調を実施するように構成された処理手段を有することを特徴とする請求項１
   に記載のデバイス。
3. 【請求項３】 前記処理手段が事前決定された疑似期間全体に亙って前記読
   取りアンテナからの前記信号の前記ピーク振幅を維持するためのピーク検波器（
   ２５０）を有することを特徴とする請求項１から２までのいずれかに記載のデバ
   イス。
4. 【請求項４】 前記処理手段が測定用に選定された前記疑似期間に先行する
   事前決定された期間全体に亙って前記読取りアンテナからの前記信号をピーク制
   限するためのピーク制限手段（２６０）を有することを特徴とする請求項１から
   ３までのいずれかに記載のデバイス。
5. 【請求項５】 前記読取りアンテナが好ましくはＥ級スイッチング増幅器（
   １０２）によって出力された低い高調波成分によって構成された信号によって励
   起され、前記読取りデバイスがインピーダンス復調を実施するように構成された
   処理手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
6. 【請求項６】 前記受信アンテナが事前決定された第１状態にあるとき、前
   記標準信号がそのインピーダンスが既知係数の範囲内において前記読取りアンテ
   ナ（１１０）のインピーダンスに等しい補償アーム（１２０）によって獲得され
   ることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
7. 【請求項７】 前記補償アーム（１２０）と直列連結された第１コイル（１
   ３２）と、前記アンテナのインピーダンスが既知係数の範囲内において前記補償
   アームのインピーダンスに等しいときに、前記トーラス（１３０）内磁束がゼロ
   であるような方法において前記読取りアンテナ（１１０）と直列連結され、かつ
   前記第１コイルと逆位相に設置された第２コイル（１３１）と、前記トーラスに
   おける磁束変動を検出可能にする第３コイル（１３３）とで構成される３個のコ
   イルを備えたトーラス（１３０）を有することを特徴とする請求項１から６まで
   のいずれかに記載のデバイス。
8. 【請求項８】 前記補償アーム（１２０）が前記読取りアンテナにおけるイ
   ンピーダンスの低速変動に起因する前記トーラス（１３０）内磁束を消去するよ
   うに制御される可変構成要素（１２３；１２５）を有することを特徴とする請求
   項１から７までのいずれかに記載のデバイス。
9. 【請求項９】 前記補償アーム（１２０’）が固定値をもつ構成要素を有し
   、前記トーラス（１３０）が前記読取りアンテナの低速変動に起因する前記トー
   ラス（１３０）内磁束を消去するように電流供給される第４コイル（１３４）を
   有することを特徴とする請求項７に記載のデバイス。
10. 【請求項１０】 前記読取りアンテナと前記受信アンテナとの間の結合の調
    節が、前記受信アンテナの状態変化によって誘発された前記読取りアンテナの離
    調を表す有用な信号を生成するように構成された方向性結合器（３００）を有す
    ることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
11. 【請求項１１】 前記読取りアンテナが 同調キャパシタ（１１４）によっ
    て直列連結された少なくとも２個のコイル（１１５ａ，１１５ｂ）に分割され、
    これらのコイルがトランスポンダを装備している部品が前記アンテナ内に通過可
    能であるように軸方向端部の少なくとも１つにおいて開かれた遮蔽（１１７）内
    に配置されることを特徴とする請求項１から１０までのいずれかに記載のデバイ
    ス。
12. 【請求項１２】 前記読取りアンテナ（１１０’’）が 第２組のコイル（
    １１５ａ，１１５ｂ）によって生成された電磁場内に配置された第１組のコイル
    （１１５ｃ，１１５ｄ）を有し、これらのコイルが一緒に４極アンテナを構成す
    るように連結され、前記４極アンテナの外部における遠方磁場を１／ｄ^５まで減
    少させることを特徴とする請求項１から１１までのいずれかに記載のデバイス。
13. 【請求項１３】 前記読取りアンテナの伝送周波数が１００から１５０ｋＨ
    ｚまでの間に所在することが好ましく、前記受信アンテナが切り換えられる頻度
    が１６回以下であることを特徴とする請求項１から１２までのいずれかに記載の
    デバイス。
14. 【請求項１４】 前記読取りアンテナがそれぞれ１つのトランスポンダを装
    備した複数の部品を含むコンテナを受け取るように構成されていることを特徴と
    する請求項１から１３までのいずれかに記載のデバイス。
15. 【請求項１５】 読取りアンテナに固定されたゲージトランスポンダを有し
    、前記トランスポンダがテスト期間中は活動可能状態にあり、前記テスト期間が
    終了したときにはサイレントモードに置かれていることが好ましいことを特徴と
    する請求項１から１４までのいずれかに記載のデバイス。
16. 【請求項１６】 用いられている前記トランスポンダが読取り及び書込みタ
    イプであり、前記読取りデバイスが、前記アンテナの電磁場内に配置された前記
    トランスポンダに情報を伝達するように全か無かモードにおいて前記読取りアン
    テナへの供給を変調することを可能にする切換えスイッチング手段を有すること
    を特徴とする請求項１から１５までのいずれかに記載のデバイス。
17. 【請求項１７】 前記読取りアンテナの揺動を減衰させ、前記アンテナの揺
    動を急速に減衰させる必要のあるときに前記読取りアンテナの電磁場内に配置さ
    れたコイル（１９１）または前記アンテナの無効エレメントを散逸負荷（１９３
    ）へ連結する切換えスイッチング手段を備えた回路（１９０）を有することを特
    徴とする請求項１から１６までのいずれかに記載のデバイス。
18. 【請求項１８】 請求項１から１７までのいずれかに定義された１組のデバ
    イス。
19. 【請求項１９】 前記デバイスのクロックが同期化されていることを特徴と
    する請求項１から１８までのいずれかに記載の１組のデバイス。
20. 【請求項２０】 もう一方のデバイスが読取りモードで作動している場合に
    、いずれのデバイスも書込みモードで作動していないような方法において前記デ
    バイスがドライブされることを特徴とする請求項１８および１９のいずれかに記
    載の１組のデバイス。