JP2007524942A - 電磁波により与えられる受動送信機受信機装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、アンテナにより与えられる電磁波によって供給される受動送信機−受信機装置6、28、33に関し、そのアンテナは、電子トランスポンダチップ9に関連するループ7、30、34を具備し、そのループは、情報を伝送する電磁波H1、H2、H3、Ha、Hrによりクロスフローされるときに発生する誘起電流によって電子チップを給電することができ、電子チップからの応答を伝送する第２の電磁波を送信することができる。アンテナは、ループが少なくとも２つの同一平面ではなく、または平行ではない部分を使用位置に有するように設計される。
【選択図】図２

Description

本発明は、情報を伝送する電磁波によって給電される受動送信機受信機装置に関する。

このような装置の動作は、一方では、ループの形態のアンテナを有するカードまたはラベルとの誘導により、他方では、情報を伝送する電磁波の送信および受信が可能な端子との間で誘導による送信に依存しており、ループの端部はカードまたはラベル上の電子チップに連結されている。カードまたはラベルのアンテナは、端子により送信された電磁波を捕捉し、その情報をチップに送信し、そのチップは必要ならば、アンテナが転送して端子が捕捉される応答を送信する前にこれを処理する。したがって、後者はカードに記憶された情報を読取および／または変更することができる。

このような装置は例えば遠隔識別システム、防犯および転送チケット確認システム、倉庫中のパッケージの識別及び追跡のために使用されるいわゆる“コンタクトレス”データ転送方法を実行するために使用されている。これらの装置は通常、無線周波数識別装置（ＲＦＩＤ）として知られている。

これらの装置の大きな利点の１つは、これらがチップと読取装置との間の直接的な接触を必要としないことに加えて、これらが受動であり、換言すると、これらは独立した電源を必要としないことである。実際に、アンテナの共振周波数に近い周波数を有する電磁波が、ループの平面に垂直なアンテナを通過するとき、それは誘導によって電流を発生し、この電流はその後、チップのような電子回路に給電するために使用されることができる。

しかしながら、これらのカードが給電される方法はまた、主要な欠点を構成する。実際に、発生された誘導電流では、電磁波の磁界はループの平面に対してほぼ垂直に導かれなければならない。磁界の方向は、識別確認装置またはバッジのように、相対的に決定された位置が必要である応用ではほとんど問題をもたないが、識別される目標物体が運動中であるか、或いは予測できない位置にあるときには、それは適用できない。このようなことは、この技術を競技中のスポーツ選手の追跡または倉庫中のパッケージの識別に適用することが望まれる場合に、特にあてはまる。

１つの第１の解決策は、最大の可能な数のアンテナの指向方向をカバーするために、複数の端末を配置することである。この解決策は高価となり、検出される目標物体が運動中である場合に、重複した確認を避けるために、異なる端末について複雑なコンピュータ化された管理を必要とする。

別の解決方法は、端末により送信される磁界の３つの可能な入射方向をカバーするように、検出される目標物体の各側に電子トランスポンダチップを含むラベルを配置することである。したがって、磁界はあらゆる場合に、少なくとも１つのラベルによって感知される。しかしながら、２以上のラベルが磁界に反応することも可能であり、それ故、制御用のコンピュータ化された設備を設けることが必要であり、この設備により、一方では、１つの、同一の目標物体に接着された種々のラベルを照合し、他方では、任意の交差された方向の検出を管理することが可能になる。さらに、チップに記憶されている、その目標物体に関する情報の変更が要望されるならば、その目標物体の全てのラベルのチップを変更することが必要になる。１つの、同一の目標物体の全てのラベルは必ずしも電磁波を捕捉する必要はなく、したがってこのようなチップの更新を期待することは困難である。

文献FR 812 427号明細書には別の解決方法が開示されており、ここではアンテナは複数の別々の接着支持体上に配備され、接着支持体はそれぞれ特定の平面に配置された巻線を備え、それらの巻線は１つの巻線が別の巻線に関して妨害されないように間隔を離して配置される。

この装置は、大きい、パレット型の目標物体上に既定的に設置される場合には満足できるものである。

しかしながら、これは１メートルよりも小さく、さらに、目標物体に対して容易に適用でき、或いは個人により運搬されることのできるさらに小さい５０ｃｍ未満の小型の支持体の使用を可能にしない。

さらに、このアンテナはパレットに対して垂直の平面での検出を可能にしない。

本発明の目的は、このような欠点を克服することである。

この目的を達成するために、本発明は、アンテナにより与えられる電磁波によって給電される受動受信機−送信機装置からなり、電子トランスポンダチップに関連するループを具備し、このループは一方では、情報を伝送する第１の電磁波の通過するときに発生される誘導電流を電子チップに給電することができ、他方では、電子チップからの応答を伝送する第２の電磁波を送信することができ、アンテナは、使用位置において、ループが少なくとも２つの同一平面または平行平面ではない部分を有するように構成されていることを特徴としている。

このようにして、アンテナは全体的に平面ではない受信表面を有し、それ故複数の方向で電磁波を捕捉することができる。特に、アンテナはアンテナの一部にほぼ垂直の方向への少なくとも１つのコンポーネントを有する磁界の電磁波を捕捉することができる。用語「アンテナ」は電磁波の放射または捕捉のために設計された無線周波数システムの全てまたは一部を示していることを理解すべきである。

本発明は、簡単で、小型の解決手段を提供し、それは目標物体または個人に対して容易に適用されることができる。

ループはほぼ垂直な平面に位置されている少なくとも２つの部分を具備していることが有効である。この構造によって装置はパッケージまたはパケットの追跡に特に良好に適したものになる。

本発明の第１の実施形態によれば、ループは互いにほぼ垂直な２つの平面に配置されるように意図される。

ループは互いにほぼ垂直な３つの平面に位置付けられるように意図されることが有効である。このようにして、アンテナは空間の３方向をカバーし、それ故、それらがどのような方向からでも電磁波を捕捉できる。

好ましくは、アンテナは、１つの、同一の目標物体の幾つかの側面上で接着されることができるように支持体に設けられる。支持体は粘着ラベルの形態で生成されることが有利である。

本発明の第２の実施形態によれば、アンテナは開いた円筒形ブレスレットの形態で生成されるループを具備し、これはフレキシブルなストリップにより形成される平坦な支持体から得られる。

本発明の第３の実施形態によれば、アンテナは螺旋巻線のワイヤから生成される閉じた円形ループを具備している。

ループは４乃至１０ｃｍの範囲の直径を有することが有効である。

本発明の第２及び第３の実施形態によるこのような装置は、人の手首または足首周辺に容易に装着されることができ、それ故、スポーツ選手の追跡には特に良好に適している。ループは４乃至１０ｃｍの範囲の直径を有することが好ましい。

本発明は、添付図面を参照にして、以下与えられている詳細な説明から良好に理解されるであろう。

図１で表されているように、平行６面体パッケージ１は、それぞれ互いに垂直な３つの側面３、４、５により境界を定められている８つのコーナー２を有している。本発明の第１の実施形態による装置６は、図２で示されているように、３つの側面３、４、５と接触するように、１つのコーナー２に接着されている。

これを行うため、装置６は図３で表されている平坦なラベルの形態を取り、紙またはポリマー薄膜のような折畳み可能なフレキシブル材料から作られたブラケットの形態の接着支持体７を具備している。２つの端部を有する導電ワイヤ８は、これもブラケットの形態のループを形成するために、支持体７のエッジ周縁に配置される。導電ワイヤ８は支持体７に接合されてもよく、接合されなくてもよい。その代わりにループは金属付着または導電インクにより得られる導電トラックの形態で生成されることもできる。

ワイヤ８の端部は、電子トランスポンダチップ９の電源端子に連結されている。このような電子チップ９はそれ自体は知られており、１０ＭＨｚ以上の周波数、通常は１３．５６ＭＨｚで動作するように設計され、その動作標準規格は主にＩＳＯ標準規格により設定されているＲＦＩＤで使用されるタイプである。

一方でループを形成する導電ワイヤ８を有し、他方で電子トランスポンダチップ９を備えている電子回路は、共振器を形成するように設計され、そのループはアンテナを形成している。このタイプの回路もまた知られている。アンテナは、システムの共振周波数がチップの動作周波数、即ち１３．５６ＭＨｚに対応するように生成される。電子チップ９の容量がループのインダクタンスと比較して、不十分であるならば、適切な定格のキャパシタ（図面では示されていない）が電子チップ９に並列に接続される。

電子回路が支持体７上に配置されると、保護膜（図示せず）が設けられる。

折り線Ｐ１、Ｐ２はブラケットの形態の支持体７上にマークされている。各線Ｐ１、Ｐ２は、ラベルを３つの部分11、12、13に分離するように、支持体７の１つの分岐に位置されている。各部分11、12、13はワイヤ８により形成され、ループ全体の面積のほぼ３分の１を表しているループの部分を含んでいる。したがって、３つの部分11、12、13はほぼ同一の受信面積を有する。

選択された周波数範囲での使用に適した電磁特性を得るように、ループの寸法および配置を選択することが重要である。

したがって、以下の調節は例示として、異なる平面のループの表面領域に同等性を課すことにより行われることができる。

図１乃至４で示されているように、２つの線Ｐ１とＰ２に沿って折曲げられるように設計されているＬ型構造から開始して、３つの表面領域が規定されることができ、それぞれ３つの異なる表面に配置されるように意図され、３つの表面領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は折り線により分離され、Ｌの第１の分岐と、Ｌの２つの分岐間の接合領域と、Ｌの第２の分岐とにほぼ対応している。

以下の規則が使用される；
−ｄはＬ分岐と、折り線Ｐ１とＰ２の交差点との間の距離であり、
−ＬはＬ分岐と、折り線Ｐ１とＰ２の交差点の長さであり、
−ｌはＬ分岐の幅である。

したがって；
Ｓ１＝Ｌｌ
Ｓ２＝（ｌ＋ｄ）^２−ｄ^２＝ｌ^２＋２ｌｄ
Ｓ３＝Ｌｌ
磁界は３つの表面領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の１つを通過するので、これらの３つの表面領域はほぼ同一の寸法である必要がある。

−Ｌ＝ｋｌ、ラベルの１側面の特徴関係式、および
−Ｌ＋ｌ＋ｄ＝Ｃ、折畳まれていないラベルが適合している方形の側面の長さ全体、を決定する。

Ｓ１＝Ｓ２＝Ｓ３とするために、次式が得られる；
ｄ＝（Ｌ−ｌ）／２＝（（ｋ−ｌ）／２）ｌ
Ｃ＝ｌ＊（３ｋ＋ｌ）／２
通常、ｋは１つの側面の長方形ラベルフォーマットにより固定される。しばしば、これは１．３に等しい。

例えば、Ｃ＝２．５ｃｍ、ｋ＝１．３と決定されるならば、ｌ＝５０／４．９〜１０．２ｃｍ、Ｌ＝１３．２６ｃｍ、ｄ＝１．５３ｃｍである。

以下の測定もまた行われる。

平坦に設計したラベルにより、図５はラベルがｄの異なる値に対して歪みを受けたときの、その共振周波数が変化する態様を示している。

すなわち、例えば１３．５６ＭＨｚである、必要とされる周波数に近い共振周波数を得るために使用されることのできるｄ値は、１．３ｃｍと３．５ｃｍの間のΔｄ値の範囲内である。

それ故、使用されることのできるｄ値は、等しい表面領域の方法の使用によって決定される値を含んでいるように見える。

図６は、図３のラベルの変形を表しており、ここでは前述したように同一の素子が同一の参照符号によって示されている。この場合、ラベルは、平坦であるときには長方形である。

その使用状態では、部分11はコーナー２の付近で、側面３に接着され、それによって線Ｐ１、Ｐ２はそれぞれコーナーの１つのエッジ上に位置されている。この場合、線Ｐ１は側面３と側面４との間のエッジに位置され、線Ｐ２は側面３と側面５との間のエッジに位置されている。部分12、13はその後、それぞれの線Ｐ１、Ｐ２に沿って、パッケージ１の側面４、５に接着されるように折曲げられる。

位置に置かれると、ラベルはそれ故、部分11、12、13に対応して、相互に垂直な３つの受信表面領域を有する。各表面領域はそれ自体に対してほぼ垂直に方向付けされた電磁波を受けることができるので、それ故装置は、全ての可能な方向をカバーする基準の３次元直交フレームを規定する。実際には、任意の電磁波はこの基準のフレーム内にコンポーネントＨ１、Ｈ２、Ｈ３を有し、それ故ループにより捕捉される。一方方向の磁界Ｈ１またはＨ２またはＨ３による励起は、ループ全体を共振させ、機能するのに十分なエネルギをチップ９に対して与えるのに十分であることに注意すべきである。

図７および８に示されているように、本発明の第２の実施形態による装置28は、フレキシブルなストリップの形態の平坦な支持体29を有している。ワイヤ30は長方形のループを形成するために支持体29のエッジ周縁に置かれ、電子チップ９に接続されている。支持体29は保護膜により保護されており、装置は支持体29の寸法に近い寸法を有する開いたブレスレット31に接着される。使用状態では、開いたブレスレット31は、ブレスレットを形成するように手首または足首のような、ほぼ円筒形の本体周囲に位置される。ワイヤ30により形成されるループはそれにより、開いたブレスレット構造を有し、それ故、受信表面領域を与え、この領域で、放射状方向の電磁波Ｈｒと、シリンダの軸に沿って方向の電磁波Ｈａとを捕捉する。

ブレスレット31が開いたブレスレットであることによって、装置28は異なる直径に対して容易に適合することができる。開いたブレスレット構造を有するループの驚くべき特別な特徴は、装置の共振周波数および過電圧係数が、その直径が若干変化してもほとんど変化しないことである。直径が８ｃｍであるとき、１３．５６ＭＨｚに同調されているブレスレット31に対して、直径の関数として周波数の変化を示す曲線が、図９に示されている。ブレスレットの直径が７と１０ｃｍの間で変化するとき、共振周波数はほぼ公称周波数１３．５６ＭＨｚの付近に留まっている。

本発明の第３の好ましい実施形態により生成された装置33が図１０と１１に示されている。この装置33は、電子チップ９に連結された２つの端部を有する円形のループを形成するため、それ自体の上で閉じている螺旋巻線のワイヤ34を有している。使用状態では、この装置33は、手首または足首のような、ほぼ円筒形の形態を有する本体周囲に置かれており、受信表面領域を与え、その領域で、シリンダ軸に沿って方向の電磁波Ｈａを基本的に捕捉する。

さらに、螺旋巻線の弾性は、装置33が、特別な開く装置なしに、異なる直径に対して容易に適合できることを意味している。装置28については、第３の実施形態にしたがって、共振周波数が直径と共に変化することはほとんどないことが観察されている。ループの直径の関数としての共振周波数の曲線が図１２に示されている。

図１３は、本発明の第４の好ましい実施形態による装置35を表しており、これは第１の実施形態のように、パッケージの角に接着されることを意図され、パケットの１つのコーナーの周辺に六辺形を形成するように、パケットの２つの垂直なセクションを各側面上に描いているワイヤを具備しており、例えば六辺形の頂点にチップ37が位置されている。

図１４は、本発明の第５の好ましい実施形態による装置38を表しており、これは第１の実施形態のように、パッケージのコーナーに接着されることを意図されており、その形状は直線のセグメントを有するＬの形態ではなく、湾曲した外形を有する点を除いて図１に類似している。

図１５は、装置39の第６の実施形態を表しており、そのループは、その長さ方向に平行なねじり軸を中心にねじれている長方形により形成され、それによって複数の方向の電磁波を受信する表面領域が形成されている。

本発明を特別な例示的な実施形態と共に説明したが、これは決して本発明を限定することを意味するものではなく、このような本発明の説明を考慮する場合、前述の手段の全ての技術的な等価物と、それらの組合せを含むことは明らかである。

本発明の第１の実施形態による装置が接着されているパッケージの図。 図１で表されているパッケージに接着されている装置の拡大図。 パッケージ上に接着される前の図２の装置の図。 図１の装置のループの配置を表す図。 図１の装置が周囲で折畳まれている、ループからパケットのコーナーまでの距離の関数として共振周波数の変化を表す曲線を示す図。 図３の装置の変形を示す図。 成形される前の、本発明の第２の実施形態による装置を含むストリップの図。 シリンダ周囲に成形された後の、図７で表されているストリップの図。 図８のシリンダの直径の関数として、共振周波数の変化を表す曲線を示す図。 本発明の第３の好ましい実施形態による装置の上面図。 シリンダ周囲に配置されている、図１０で表されている装置の斜視図。 図１０で表されているシリンダの直径の関数として、共振周波数の変化を表す曲線を示す図。 本発明の第４の好ましい実施形態による装置の斜視図。 本発明の第５の好ましい実施形態による装置の斜視図。 本発明の第６の好ましい実施形態による装置の斜視図。

Claims (9)

1. 電子トランスポンダチップ（9）に関連するループ（7、30、34）を具備し、このループは一方では、情報を伝送する第１の電磁波（H1、H2、H3、Ha、Hr）の通過するときに発生される誘導電流を電子チップに給電することが可能であり、他方では、電子チップからの応答を伝送する第２の電磁波を送信することが可能であるアンテナにより与えられる電磁波によって給電される受動受信機−送信機装置（6、28、33）において、
   アンテナは、使用位置においてループが少なくとも２つの同一平面または平行平面ではない部分を具備しているように構成されていることを特徴とする装置。
2. ループは、ほぼ垂直な平面に位置されている少なくとも２つの部分を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. ループは、互いにほぼ垂直な２つの平面に配置されるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
4. ループ（7）は、互いにほぼ垂直な３つの平面（3、4、5）に配置されることを構成されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
5. アンテナは、目標物体（1）の複数の側面上に接着されるように構成されている支持体（7）に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の装置（６）。
6. 支持体（7）は、自己粘着性のラベルの形態で形成されることを特徴とする請求項５記載の装置（６）。
7. アンテナは、開いた円筒形ブレスレットの形態で形成されたループを具備し、これはフレキシブルなストリップにより形成される平坦な支持体から得られることを特徴とする請求項１記載の装置（28）。
8. アンテナは螺旋巻線のワイヤ（34）から形成された閉じた円形ループを具備していることを特徴とする請求項１記載の装置（33）。
9. ループは４乃至１０ｃｍの範囲の直径を有することを特徴とする請求項７または８記載の装置（28、33）。

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