JP2023178226A - 共鳴トランスポンダー対 - Google Patents

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Abstract

【課題】 アンテナを小さく維持しながら適切な通信距離を確保しつつ、２つの異なる機能を組み合わせることを可能にするトランスポンダー対を提供する。【解決手段】 本発明は、データの送受信を管理するための第１の電子システム（３）と、第１のアンテナとを備える第１のトランスポンダー（１０）を備えるトランスポンダー対（１、２０）に関し、第１の電子システム（３）は、第１のアンテナに接続され、トランスポンダー対（１）は、データの送受信を管理するための第２の電子システム（９）と、第２のアンテナとを備える第２のトランスポンダー（１２）を備え、第２の電子システム（９）は、第２のアンテナに接続され、第２のアンテナは、第２のトランスポンダー（１２）が第１のアンテナの共振回路を形成するように構成しており配置される。本発明は、さらに、このようなトランスポンダー対（２０）を備える電子デバイス、特に計時器、に関する。【選択図】 図１

Description

本発明は、情報の伝送及び通信の分野に関し、特に、発信及び／又は受信アンテナを備えるトランスポンダーに関する。
トランスポンダーは、データを送受信するように構成している電子デバイスである。受動ＲＦＩＤ（無線周波数識別）トランスポンダーが存在し、これらは、消費者向け製品を符号化し記録するように意図されていることが多い。
他の受動トランスポンダーは、例えば、端末や銀行カード、例えば、非接触支払い、において用いられている。これらのトランスポンダーは、一般的には、ＮＦＣ（近接場通信）タイプであり、短距離でのデータ転送を可能にする。
２つの端末の間で通信が確立され、各端末は、データを管理し記録するための電子システムと、他端末との間でデータを送受信するためのアンテナとを備える。
端末の間の送信／受信の動作距離が決まるためにアンテナは重要であるが、端末の大きさを抑えるためにアンテナの寸法は非常に小さくなければならない。このために、渦巻き部分がある形のアンテナが存在し、これは、最小限の空間において十分なアンテナ長を有することを可能にする。巻きの数によって、アンテナのインダクタンスが決まる。渦巻き部分の両端、すなわち、渦巻き部分の外端と内端、に電子システムの接続点が配置され、これによって、十分なインダクタンスを有し、最大限の通信距離に到達することができる。
これで十分ではない場合、通信距離を大きくするために、第１のアンテナと並列に第２のアンテナを配置する。この第２のアンテナは、両方のアンテナの組の公称周波数が渦巻き部分単独の公称周波数に対して変わらないように、共振回路として動作する。第２のアンテナのおかげで、通信距離が大きくなる。
しかし、第２のアンテナは、その役割にのみ役立つ体積を占める。したがって、第２のアンテナには、共振回路を形成するという単一の機能しかない。
また、トランスポンダーは、一般的には、単一の機能を行うように構成している。例えば、トランスポンダーには、支払いを可能にする機能か、公共輸送機関における改札口において記録させたり通過させたりする機能がある。
したがって、複数の機能を得るためには、複数のトランスポンダーを組み合わせる必要がある。
本発明は、上述の課題を改善することを目的とし、アンテナを小さく維持しながら適切な通信距離を確保しつつ、２つの異なる機能を組み合わせることを可能にするトランスポンダー対を提供することを目的とする。
本トランスポンダー対は、データの送受信を管理するための第１の電子システムと、第１のアンテナとを備える第１のトランスポンダーを備え、前記第１の電子システムは、前記第１のアンテナに接続され、前記トランスポンダー対は、データの送受信を管理するための第２の電子システムと、第２のアンテナとを備える第２のトランスポンダーを備え、前記第２の電子システムは、前記第２のアンテナに接続される。
本トランスポンダー対において、前記第２のアンテナは、前記第２のトランスポンダーが前記第１のアンテナの共振回路を形成するように配置され構成しているという点で画期的である。
このように、２つのトランスポンダーのおかげで、一方では、２つの異なる機能を同じ電子デバイスにおいて組み合わせることを可能にし、他方では、各トランスポンダーは、通信距離を向上させるために他方のトランスポンダーのための共振回路を形成する。
実際に、第２のトランスポンダー、特にそのアンテナ、によって形成される共振回路は、渦巻きアンテナの通信距離を１０～２０％向上させることを可能にする。このように、本トランスポンダーは、小さな大きさを維持しつつ、特定の動作規格に適合することができる。
本発明は、特定の電子デバイス、例えば、ＮＦＣタイプのデータ転送用の携行型時計（例、腕時計、懐中時計）タイプの計時器を用いることを可能にし、２つの機能を有する。特に、この携行型時計は、銀行支払いカードとして短距離にて使用可能な支払いシステム及び他の機能を備えることができる。
本発明の特定の実施形態において、前記第１のアンテナは、前記第１のトランスポンダーが前記第２のアンテナの共振回路を形成するように構成しており配置される。
本発明の特定の実施形態において、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、互いに続いて配置される。
本発明の特定の実施形態において、前記第１のアンテナは、第１の巻きセットを含み、前記第２のアンテナは、第２の巻きセットを含む。
本発明の特定の実施形態において、前記第１の巻きセットと前記第２の巻きセットは、少なくとも部分的に渦巻きを形成する。
本発明の特定の実施形態において、前記第１の巻きセットと前記第２の巻きセットは、前記渦巻きが不連続であり、前記第１の巻きセットと前記第２の巻きセットの境界に間隙が位置するように、分離している。
本発明の特定の実施形態において、前記渦巻きは、前記第１の巻きセットと前記第２の巻きセットを越えた位置に第３の巻きセットを含む。
本発明の特定の実施形態において、内側の前記第３の巻きセットは、接続されていない。
本発明の特定の実施形態において、前記第２のトランスポンダーは、前記第１のトランスポンダーがアクティブであるときに非アクティブであり、前記第１のトランスポンダーは、前記第２のトランスポンダーがアクティブであるときに非アクティブである。
本発明の特定の実施形態において、前記第１の電子システムと前記第２の電子システムはそれぞれ、各共振回路が前記第１の巻きセット又は前記第２の巻きセットと並列に配置されるキャパシターを備えるように、キャパシターを備える。
本発明の特定の実施形態において、前記第１のトランスポンダーには、支払い機能のような第１の機能があり、前記第２のトランスポンダーには、前記第１の機能とは異なる、アクセス制御のような第２の機能がある。
本発明の特定の実施形態において、前記トランスポンダーは、ＮＦＣタイプであり、特に支払い手段としての役割を果たすものである。
本発明の特定の実施形態において、前記第１の巻きセット、前記第２の巻きセット及び前記第３の巻きセットは、同じ平面内にて延在している。
本発明は、さらに、前記のようなトランスポンダー対を備える電子デバイスに関する。
本発明の特定の実施形態において、前記電子デバイスは、携行型時計のような計時器である。
本発明の特定の実施形態において、前記渦巻きは、前記計時器の表盤を形成する。
添付の図面を参照しながらいくつかの実施形態を読むことによって、本発明の目的、利点及び特徴が明確になる。これらの実施形態は、純粋に例として与えられ、これに限定されない。
本発明に係るトランスポンダー対の第１の実施形態を上から見た概略図である。 本発明に係るトランスポンダー対を備える携行型時計を上から見た概略図である。
図１は、第１のトランスポンダー１０と第２のトランスポンダー１２を備えるトランスポンダー対１の一実施形態を示している。
通信プロトコルは、例えば、ＮＦＣ（近接場通信）タイプのものである。この技術は、特に、いわゆる「非接触」端末を用いて遠隔で支払うことができる支払いカードのような支払い手段において用いられている。
第１のトランスポンダー１０は、データの送受信を管理する第１の電子システム３を備え、第２のトランスポンダー１２は、データの送受信を管理する第２の電子システム９を備える。トランスポンダー対１は、さらに、渦巻き２の形状のアンテナを備える。
渦巻き２には、同心である複数の巻き１１を形成する、巻かれた細長材があり、この巻かれた細長材は、アンテナの厚みを最小にするように実質的に同じ平面内にて延在している。したがって、渦巻き２のすべての巻き１１は、同じ平面内にて巻かれている。
第１の電子システム３と第２の電子システム９は、例えば、ＮＦＣタイプの通信を管理するように構成しているチップを備える集積回路である。
各電子システム３、９は、細長材上に位置する２つの接続点６、７、１８、１９によって渦巻き２に接続されている。
第１のワイヤ対２５は、２つの接続点６、７を第１の電子システム３に接続する。第２のワイヤ対２６は、２つの接続点１８、１９を第２の電子システム３に接続する。ワイヤ２５、２６は、例えば、接続点６、７、１８、１９と集積回路に、はんだ付けされたり、導電性接着剤で接着されたりする。
第１のトランスポンダー１０の２つの接続点６、７の間の巻き１１は、第１の巻きセット４を形成し、したがって、第１のトランスポンダー１０の第１のアンテナを形成する。第１の巻きセット４は、渦巻き２の最も中心から遠く曲率半径が最も大きい位置に、隣り合う複数の巻きを含む。図１において、第１の巻きセット４には、完全な１回転分の巻きが２つある。第１の巻きセット４は、当然、これよりも多くの巻きを含むことができ、例えば、３、４、５又はそれよりも多くの巻き、又は単一の巻き、又は巻きの一部を含むことができる。
第２のトランスポンダー１２の２つの接続点１８、１９の間の巻き１１は、第２の巻きセット５を形成し、したがって、第２のトランスポンダー１２の第２のアンテナを形成する。第１の巻きセット４の巻き１１に続く第２の巻きセット５は、複数の隣り合う巻きを含む。第２の巻きセット５の巻き１１は、第１の巻きセット４の巻き１１よりも中心に近い。これらは、第１の巻きセット４の巻きの曲率半径よりも小さい曲率半径を有する。
第１の２つの接続点６、７は、好ましくは、外側の第１の巻きセット４の２つの端に位置する。すなわち、２つの接続点６、７はそれぞれ、第１の巻きセット４の最も中心から遠い点及び最も中心に近い点に位置する。
第２の２つの接続点１８、１９は、好ましくは、第２の巻きセット５の２つの端に位置する。したがって、第２の２つの接続点１８、１９はそれぞれ、第２の巻きセット５の最も中心から遠い点及び最も中心に近い点に位置する。
図１に示している実施形態において、第１の巻きセット４と第２の巻きセット５は離れており、渦巻き２が不連続となっている。すなわち、渦巻き２には、第１の巻きセット４と第２の巻きセット５の境界に位置する間隙８によって離間する２つの別個の部分がある。したがって、２組の巻きセット４、５は、互いに直接接続されていない。
好ましくは、２つの接続点６、７のうちの最も中心に近い接続点６に続いて、間隙８が形成される。したがって、２つの接続点６、７は、第２の巻きセット５に接続されていない。
この実施形態において、渦巻き２には、第１のトランスポンダー１０の接続点６、７及び第２のトランスポンダー１２から外れて延在している第３の巻きセット２３がある。また、第３の巻きセット２３は、接続されていない。すなわち、第１の電子システム３又は第２の電子システム９のいずれとも、第３の巻きセット２３は接続されていない。渦巻き２の最も中心に近い巻き１１は、第３の巻きセット２３を形成する。
図１において、第３の巻きセット２３は、渦巻き２の最も中心に近い接続点１８からのすべての内側巻き１１を含む。したがって、第３の巻きセット２３は、ここでは少なくとも２５の巻きを含む。第３の巻きセット２３は、当然、これよりも少ない又は多い巻きを含むことができ、例えば、約１０、２０、３０又はそれよりも多くの巻きを含むことができる。
第３の巻きセット２３のおかげで、前記トランスポンダー１０、１２と、他のトランスポンダー又は端末の間の遠隔データ伝送範囲を大きくするように向上させることが可能になる。実際に、第３の巻きセット２３のおかげで、第１の巻きセット４又は第２の巻きセット５のみの場合よりも多くのエネルギーを蓄えることが可能になる。このように、この追加のエネルギーのおかげで、伝送距離を大きくすることが可能になる。
第１の巻きセット４、第２の巻きセット５、及び第３の巻きセット２３は、同じ平面内に延在している。
この実施形態において、第１のトランスポンダー１０は第２のトランスポンダー１２の共振回路を形成し、第２のトランスポンダー１２は第１のトランスポンダー１０の共振回路を形成する。共振回路は、トランスポンダーのアンテナの通信範囲を向上させることを可能にする。
好ましくは、第２のトランスポンダー１２は、第１のトランスポンダー１０がアクティブであるときに非アクティブであり、第１のトランスポンダー１０は、第２のトランスポンダー１２がアクティブであるときに非アクティブであり、これによって、トランスポンダー１０、１２の通信どうしの潜在的な干渉を防ぐ。
好ましくは、第１の電子システム３と第２の電子システム９はそれぞれ、キャパシターを備える。したがって、各キャパシターは、対応する巻き１１のセットと並列に接続される。キャパシターを備える共振回路のおかげで、各トランスポンダー１０、１２はデータ転送の範囲をさらに３０～４０％大きくすることができる。
また、このトランスポンダー対１のおかげで、２つの異なる機能を組み合わせることが可能になる。したがって、第１のトランスポンダー１０には第１の機能があり、第２のトランスポンダー１２には第２の機能がある。第２の機能は、好ましくは、第１の機能とは異なる。
例えば、第１の機能は、銀行カードと同様の支払い機能であり、第２の機能は、アクセス制御やチケット関連機能である。
このようなトランスポンダー対１は、電子製品において用いることができる。電子製品は、例えば、銀行カードのように支払いを行うように構成している計時器である。ＮＦＣタイプのトランスポンダーは、例えば、「非接触」と呼ばれる短距離での支払いを可能にする。
好ましくは、最も効率的なアンテナを備えるトランスポンダーは、通信距離に要求される規格に関する最も需要が高い機能、例えば、支払い機能、と組み合わされる。
第１のアンテナが最良の範囲を有するので、第１のトランスポンダー１０が、この需要が高い機能のために選択される。したがって、各種規格に適合しやすくなる。
図２は、本発明に係るトランスポンダー対を備える携行型時計３０を示している。携行型時計３０は、好ましくは電子式ムーブメントである、計時器用ムーブメントを収容するケース３１と、時刻を示すための針３２とを備える。また、トランスポンダー対１も、ケース３１内に配置される。この実施形態において、トランスポンダー対の渦巻き２２は、携行型時計３０の表盤として用いられる。渦巻き２２は、携行型時計３０の風防３３の下に配置される。針３２は渦巻き２２の上を動き、渦巻き２２はユーザーによって風防３３を通して視認される。電子システム３と接点は、渦巻き２２の下に配置されて隠される。
所望によって、渦巻き２２の上面には、例えば、装飾目的のため又は時インデックスを示すために、パターンがある。
当然、本発明は、図面を参照しながら説明したトランスポンダーと電子デバイスの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく代替形態を考えることができる。例えば、アンテナの形状とそれらの構成は、他の実施形態においては異なることができる。
１、２０ トランスポンダー対
２、２２ 渦巻き
３ 第１の電子システム
４ 第１の巻きセット
５ 第２の巻きセット
６、７、１８、１９ 接続点
８ 間隙
９ 第２の電子システム
１０ 第１のトランスポンダー
１１ 巻き
１２ 第２のトランスポンダー
２３ 第３の巻きセット
３０ 携行型時計
３１ ケース
３２ 針
３３ 風防

Claims (15)

  1. データの送受信を管理するための第１の電子システム（３）と、第１のアンテナとを備える第１のトランスポンダー（１０）を備えるトランスポンダー対（１、２０）であって、
    前記第１の電子システム（３）は、前記第１のアンテナに接続され、
    前記トランスポンダー対（１）は、データの送受信を管理するための第２の電子システム（９）と、第２のアンテナとを備える第２のトランスポンダー（１２）を備え、
    前記第２の電子システム（９）は、前記第２のアンテナに接続され、
    前記第２のアンテナは、前記第２のトランスポンダー（１２）が前記第１のアンテナの共振回路を形成するように構成しており配置される
    ことを特徴とするトランスポンダー対。
  2. 前記第１のアンテナは、前記第１のトランスポンダー（１０）が前記第２のアンテナの共振回路を形成するように構成しており配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー対。
  3. 前記第１のアンテナと前記第２のアンテナは、互いに続いて配置される
    ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー対。
  4. 前記第１のアンテナは、第１の巻きセット（４）を含み、
    前記第２のアンテナは、第２の巻きセット（５）を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー対。
  5. 前記第１の巻きセット（４）と前記第２の巻きセット（５）は、少なくとも部分的に渦巻き（２、２２）を形成する
    ことを特徴とする請求項４に記載のトランスポンダー対。
  6. 前記第１の巻きセット（４）と前記第２の巻きセット（５）は、前記渦巻き（２）のアンテナが不連続であり、前記第１の巻きセット（４）と前記第２の巻きセット（５）の境界に間隙（８）が位置するように、分離している
    ことを特徴とする請求項５に記載のトランスポンダー対。
  7. 前記渦巻き（２）は、前記第２の巻きセット（５）を越えた位置に第３の巻きセット（２３）を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー対。
  8. 内側の前記第３の巻きセット（２３）は、接続されていない
    ことを特徴とする請求項７に記載のトランスポンダー対。
  9. 前記第２のトランスポンダー（１２）は、前記第１のトランスポンダー（１０）がアクティブであるときに非アクティブであり、
    前記第１のトランスポンダー（１０）は、前記第２のトランスポンダー（１２）がアクティブであるときに非アクティブである
    ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー対。
  10. 前記第１の電子システム（３）と前記第２の電子システム（９）はそれぞれ、各共振回路が前記第１の巻きセット（４）又は前記第２の巻きセット（５）と並列に配置されるキャパシターを備えるように、キャパシターを備える
    ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー対。
  11. 前記第１のトランスポンダー（１０）には、支払い機能のような第１の機能があり、
    前記第２のトランスポンダー（１２）には、前記第１の機能とは異なる、アクセス制御のような第２の機能がある
    ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー対。
  12. 前記第１のトランスポンダー（１０）と前記第２のトランスポンダー（１２）は、ＮＦＣタイプであり、特に支払い手段としての役割を果たすものである
    ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダー対。
  13. 請求項１に記載のトランスポンダー対（２０）を備える
    ことを特徴とする電子デバイス。
  14. 携行型時計（３０）のような計時器である
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電子デバイス。
  15. 前記渦巻き（２２）は、計時器の表盤を形成する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の電子デバイス。
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