JP4095677B2 - 無線周波数インテリジェント・トランスポンダ及びインテリジェント共振タグ - Google Patents
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Description
識別および/または窃盗防止のために物品へタグ付けすることが知られている。例えば、多数の商品はスキャナの視野内をバーコードを通過させることによって読み取らせるコード化情報を含んでいるバーコードを用いて識別される。多数の物品は窃盗の検出と防止の目的で使用する共振タグも含んでいる。
より最近、ユニークな(一一対応の)またはセミユニークな識別コードをリターンする受動共振タグが開発された。これらのタグは典型的には、識別コードを記憶する集積回路(IC)を含んでいる。この種の「インテリジェント」タグは、インテロゲータ(質問機)または読取装置のゾーンで検出され、そのタグが関連している物品または人に関する情報を提供する。
そのタグは迅速に、しかも遠距離から質問を受けることができるので、望ましいものである。米国特許第5,446,447号(カーネイ他)、同第5,430,441(ビックレイ他)および同第5,347,263号(キャロル他)には、この種のインテリジェント・タグの三例が開示されている。
無線周波識別(以下RIDF)タグないしカードは、普通ICに電気的に接続された共振アンテナ回路を含んでいる。このICは本質的にはデジタル的にエンコードされた情報を記憶するためのプログラム可能メモリである。インテロゲータ(送信アンテナ)がRFIDタグの共振周波数で電磁界を形成する。
タグがインテロゲータの電磁界中に配置されると、AC電圧がタグの共振アンテナ回路中に誘起され、これがICによって整流されICに内部DC電圧を提供する。タグがインテロゲータの電磁界中を移動するとき、誘起電圧が増大する。
内部DC電圧がICの適切な動作を保証するレベルに到達したときに、ICがその記憶データを出力する。そのデータを出力するために、ICがタグの共振周波数を変更し、作動周波数からタグを離調する一連のデータ・パルスの持続期間中、アンテナ回路両端のエキストラ・コンデンサをスイッチすることによりこのパルスを形成する。
すなわち、タグはそれ自体を離調することでデータ・パルスを発生し、その離調によりタグが消費するエネルギ量を変える。インテロゲータはその電磁界内でのエネルギの消費を検出し、データ・パルスとしての変化を解読する。
この種のRFIDタグないしカードが知られているものの、この種のタグにはまだ動作に関連する技術的な難しさと制限がある。インテロゲータの質問ゾーン内で多数のRFIDタグを読み取る試行における一つの問題は、一つを超えるタグがほぼ同時にインテロゲータによって作動されることもあるということである。
この種のタグが互いに接近して配置されてる場合に、一つのタグによって発生された電磁界は他のタグによって発生された電磁界を乱すことがある。この相互インダクタンスの問題は、上述したように離調によってその情報が送信されるところのRFIDタグにとっては特に顕著である。
その結果、有効読取距離が短くなり、タグの変調が、共振(またはこれに近いこと)に依存しているという事実のために、このような変調は完全に効果がなくなってしまうことがある。従って、他のタグによってもたらされるこの種の離調は記憶情報の読取りを不能にまたは不能に近くしてしまうことがある。
インテリジェント・タグまたはカードの読取りが、例えばタグがインテロゲータの電力送信アンテナの近くにある場合のように、受信電力に大きな変化がある場合にさらに他の問題に、しばしば遭遇する。
タグが送信アンテナに接近するにつれて、受信電力が増大し、過大な電圧または電力の消費のために問題を引き起こすことがあり、また、タグのQが減少するために、上述した離調のアプローチを用いたデータでタグを十分変調することができない。このような離調または変調の問題がタグの正確な読み取りの困難性を増す。
従って、他の近くにある共振カードまたはRFIDタグが妨害または影響を与える電磁界の発生するのを回避する方法が必要である。さらに、その動作が受信電力中の大きい変動によって悪影響を受けないRFIDタグを必要とする。本発明はこれらの必要性を満たすものである。
発明の概要
簡単に説明すると、第1の実施例において、本発明は無線周波数インテリジェント・トランスポンダ(応答機)である。このトランスポンダは、データを記憶する集積回路とこの集積回路に電気的に接続されたインダクタを含んでいる。インダクタは第2コイルに電気的に接続された第1コイルを含んでいる。共振コンデンサと第1および第2コイルの少なくとも一つの接続されたコイルが、第1所定共振周波数を有するように共振コンデンサが集積回路と、少なくとも一つのコイルに電気的に接続されている。第1位置と第2位置とを有するスイッチが、第2コイルに電流を選択的に流すことを許容するために設けられている。
スイッチが第1位置にあるときに、トランスポンダが第1共振周波数に、あるいはその近くの周波数にある外部電磁界にさらされることでインダクタ中に電圧が誘起され、第1電流が第1方向にインダクタ中に流れ、これによって局部電磁界が発生される。
スイッチが第2位置にあるときに、トランスポンダが第1共振周波数に、あるいはその近くの周波数にある外部電磁界にさらされることでインダクタ中に電圧が誘起され、第1電流が第1方向にインダクタ中に流れ、これによって第1局部電磁界と、第2すなわち対向方向に第2コイルを流れる第2電流が発生され、これによって第2局部電磁界が発生される。第1および第2局部電磁界の和はゼロに近づく。
第2実施例において、本発明は、データを記憶する集積回路とアンテナ回路を含む無線周波数インテリジェント・トランスポンダである。アンテナ回路は、集積回路に電気的に接続され電力を集積回路に提供するとともにこの集積回路に記憶されたデータをデバイス読取装置に伝送する所定共振周波数をもつ共振コンデンサとを含んでいる。
このトランスポンダが第1共振周波数に、あるいはその近くの周波数にある外部電磁界にさらされると、第1方向にあるアンテナ回路を介して第1電流が流れることになり、これによってトランスポンダをその環境と結合させる第1局部電磁界が発生される。
トランスポンダは、その環境からこれを選択的に減結合するため第1および第2局部電磁界の和がゼロに近づくような第2局部電磁界を選択的に発生する手段をさらに含んでいる。
第3実施例において、本発明は、データを記憶する集積回路と集積回路に電気的に接続された第1アンテナ回路からなるインテリジェント共振タグを含んでいる。この第1アンテナ回路を第1所定無線周波で電磁界にさらすと、これに電圧が誘起され、それを通り第1方向に流れる電流が形成され、それによって第1局部電磁界が生成される。
その誘起された電圧は電力を集積回路にも提供し、これに記憶されたデータがそこから読み取られるとともに、第2所定無線周波数で伝送される。タグは第1アンテナ回路によって発生された第1局部電磁界を少なくとも部分的に相殺する第2局部電磁界を発生させるための手段をも備えている。
【図面の簡単な説明】
前述の概要及び下記の本発明の好ましい実施例の詳細な説明は添付図面に関して読めばよりよく理解できるであろう。
本発明の説明の目的で、図には現在好ましいとされている実施例を示す。しかし、本発明を図示した通りの構成と手段に限定するものではない。各図において:
図1は本発明の第1実施例に基づくインテロゲータと共振周波数識別(RFID)デバイスの等価電気回路図である。
図2Aは本発明に基づくRFIDタグの他の実施例の等価電気回路図である。図2Bは動作状態にある図2Aの等価電気回路図の概略図である。
図2Cは非動作状態にある図2AのRFIDタグの等価電気回路図の概略図である。
発明の詳細な説明
以下の説明ではある用語が便宜上のみのため使用されているが、それは本発明を限定するものととられるべきではない。図において、同じ参照番号は数個の図を通して同じ要素を示すのに使用される。
本発明は、外部から選択的に印加された電磁界によってタグに誘起された電圧によりもたらされたタグの中を流れる電流により形成されるネットな電磁界がゼロに近づくような共振RFIDタグを提供する。本発明によれば、タグのアンテナは二つのコイルつまりインダクタおよびスイッチを備えている。
一つの位置にあるスイッチで、一つのインダクタを流れる電流によって発生された電磁界が他のインダクタに流れる電流によって発生された電磁界によって本質的に相殺されるように電流が対向する方向に二つのインダクタを流れる。
他の位置にあるスイッチで、タグ回路の形態は、相殺電流がインダクタの一つに流れないように変化され、それ故相殺電磁界は発生しない。
このような方法で、タグはその環境から選択的に減結合される。タグが環境から減結合されると、タグはどの近接する共振タグの動作にも妨害するような電磁界を発生しない。
ここで図1に、本発明に基づくインテロゲータつまり読取装置10および共振周波数識別(RFID)デバイスつまりトランスポンダ12の等価電気回路図を示す。インテロゲータ10は、電磁界を発生するために送信アンテナないしコイル16に電気的に接続された少なくとも電圧源14を含んでいる。
インテロゲータ10およびトランスポンダ12は誘導結合によって通信する。誘導結合によって共振タグないしトランスポンダと通信するインテロゲータはよく知られている。例えば、インテロゲータは米国特許第3,752,960号、同第3,816,708号および同第4,580,041号に開示されており、これらは全てウォルトンに対して発行され、これらはすべてそれらへの言及をすることにより、それらの全内容をこの明細書の中に組み込まれた。
従って、インテロゲータ10については詳細に示したり、または説明しない。インテロゲータ10は、トランスポンダ12の共振周波数で、またはその近傍で電磁界を確立すると言えば十分である。トランスポンダ12が電磁界内にあるようにインテロゲータ10に十分近接しているとき、電圧がトランスポンダ12に誘起される。
トランスポンダ12がインテロゲータ10によって形成された電磁界中に移動するにつれて、誘起電圧は電圧レベルがトランスポンダ12に電力を供給し、その値が増大して遂にデバイスがその所望の目的に基づいて機能するのに十分な値に達する。これについては下記で詳しく説明する。インテロゲータ10は、一対のスマートな台座(図示省略)としたり、手持ち式RFIDスキャナ(図示省略)としたり、またはある種の他のやり方で構成することもできる。
インテロゲータ10によって発生されたインテロゲーション信号は、周期信号ないしパルス信号ではなく大体連続した信号であるのが好ましい。インテロゲーション・ゾーンとは、電磁界のエリアにおいてインテリジェント・トランスポンダ12に十分な電力を供給するような電圧を誘起するエリアである。
従って、インテロゲーション・ゾーンのサイズは電磁界の強度によって規定される。インテロゲータ10は、インテロゲーション・ゾーン内に配置された複数のトランスポンダ12(および従ってこれらの関連物品)からの伝送を検出することができる。
インテリジェント・デバイスつまりトランスポンダは一般に知られており、また広範な使用分野で利用可能である。米国特許第5,430,441号には、インテロゲーション信号に応答してデジタル的にエンコードされた信号を伝送するトランスポンディング・タグが開示されている。
上述のタグは複数の誘電体層と導電体層とを含む剛性のある基板を有するとともに、この基板のホール(穴)内に完全に埋設された集積回路と導電性フォイルトレースに接合されたタブを含んでいる。本発明のトランスポンダ12は集積回路(IC)18に電気的に接続されたアンテナ回路20を含んでいる。
このアンテナ回路20は、以下でより詳しく説明するように、インテロゲータ10の無線周波数に対応する所定の無線周波数(RF)で共振する共振回路を含んでいるのが好ましい。
アンテナ回路20は一つまたはそれ以上の容量性要素に電気的に接続された一つまたはそれ以上の誘導性要素を含めることができる。好ましい実施例においては、アンテナ回路20は、容量性要素ないし共振コンデンサ24と直列ループをなして単一の誘導性要素、インダクタないしコイル22に電気的に接続された組み合わせによって形成される。
当該技術に習熟した人々にとってよく知られているように、アンテナ回路20の動作周波数はインダクタ22と共振コンデンサ24の値に依る。インダクタ22のサイズとコンデンサ24の値は、アンテナ回路20の所望の共振周波数に基づいて決定される。
本発明の一つの実施例において、トランスポンダ12は13.56MHZで動作するように構成される。トランスポンダ12は約13.56MHZで共振するのが好ましいが、トランスポンダ12は他の周波数で共振するように構成することもでき、またトランスポンダ12のその正確な共振周波数が本発明を限定することを意味するものでもない。
従って、アンテナ回路20は13.56MHZ以外の他の無線周波数で、実際にはマイクロウェーブのような周波数で動作してもよいことは、当該技術に習熟した人々にとって明白となろう。
抵抗器26が、電力損失のためにインダクタ22の等価直列抵抗を表わす第1インダクタ22と直列接続された形で示されている。これに加えて、アンテナ回路20は単一の誘導性要素22と単一のコンデンサ24で構成されているが、多数のインダクタと容量性要素も使用することができる。
例えば、多数の要素を含む共振回路は電子保安・監視技術において知られており、例えば「電子保安システムに使用する活動化可能/不活性化可能保安タグ」と称する米国特許第5,103,210号に開示されている。ここでは参考例として取り入れている。
好ましいアンテナを説明したが、IC18との間のエネルギを結合するためのあらゆる手段を使用することも可能なことがこの説明から当該技術に習熟した人々にとって明白となろう。
本発明は共振タグの共振回路を不活性化するためのスイッチを含む既知の不活性化可能デバイスとは異なり、本発明によれば、アンテナ回路20は決して不活性化されない。
そうではなくて、回路20はなお共振するが、第1インダクタ22によって形成された電磁界が次に詳しく説明するように第2インダクタによって形成されたオフセット電磁界によって効果的に中和されるのである。
データを記憶するために設けられたIC18は、インテロゲータ10によってアンテナ回路20に誘起された電圧によって電力を受ける受動デバイスであるのが好ましい。すなわち、トランスポンダ12が電磁界内にあるようにインテロゲータ10に十分接近しているとき、インダクタ22に誘起された電圧がIC18のANT入力端でIC18に電力を供給する。
IC18はANT入力端で誘起AC電圧を内部で整流し、内部DC電圧源を提供する。内部DC電圧がIC18の適正な動作を保証するレベルに達したとき、IC18が、IC18のMOD出力でプログラム可能なメモリに記憶されたデジタル値を出力するように機能する。
IC18に記憶されたデータを読取装置(図示省略)に伝送する一つの方法は、IC18のMOD出力とアンテナ回路20とに接続された変調コンデンサ28を使用するものである。
この方法によれば、MOD出力におけるデータ出力パルスがアース接続を接続及び断路することによって変調コンデンサ28をアンテナ回路20に接離させ、記憶されたデータに基づいて回路20の全容量を変化させ、次に回路20の共振周波数を変化させ、第1の所定共振周波数から所定のより高い周波数へと離調させる。
こうして、トランスポンダ12のデータ・パルスが共振アンテナ回路20の同調・離調により作られるのであり、それによりアンテナ回路20が単純な単一周波数応答信号をリターンするのでなく、一連の予めプログラムされた情報を含む信号をリターンする。
もちろん、当該技術に習熟した人々にとって理解できるであろうが、変調の他の適当な手段も本発明に使用することもできる。さらに、データを読取装置に伝送するこの手段は適切に実行されるが、本発明は次により詳しく説明するように、異なる方法を用いても記憶されたデータを読取装置に伝送する。
一連の情報(データ・パルス)が、通常インテロゲータ10に関連させられている受信回路網(図示省略)によって受信、処理される。すなわち、受信回路網はインテロゲータ10の電磁界内のエネルギ消費量の変化を感知し、IC18からのデジタル・データ値の出力を決定する。
必要なら、データはインテロゲータ10またはこれに関連する回路網によってデコードされ、トランスポンダ12が関連している物品または人に関する他の識別事項または情報を提供する。
ここで好ましくは、アンテナ回路20に誘起された電圧によって電力供給された受動IC18が使用される。しかし、バッテリなど、IC18に電力を供給するための他の手段は、本発明の範囲内である。
IC18はまた、電力リターンないしGND出力および一つまたはそれ以上の付加入力(図示省略)を含めてもよく、それらは従来の方法でIC18をプログラミングする(すなわち、これに記憶されたデジタル値を記憶または変更する)ために使用される。
この好ましい実施例においては、IC18は不揮発性メモリの128ビットからなる。もちろん、IC18はこれより大きいかまたは小さい記憶容量であってもよいことは当該技術に習熟した人々にとって明白であろう。
第1の所定共振周波数でまたはこれに近い周波数でインテロゲータ10によって発生された電磁界のような外部電磁界にトランスポンダ12をさらすことにより、第1電流I1が回路20を介して矢印I1で示された第1方向に流れ、アンテナ回路20に電圧が誘起される。
回路20を通る電流I1の流れが第1局部電磁界を形成する。
Kdrv:resはインテロゲータ・コイル16と第1インダクタ22間の磁気結合係数を表わしている。
上述したように、第1インダクタ22を通る電流I1の流れによって発生された電磁界は、トランスポンダ12に近接して作動する他のトランスポンダないしタグの作動と干渉を生ずることもありうる。従って、本発明は第2の相殺インダクタないしコイル30をさらに含んでいる。
図1に示す実施例において、第2インダクタ30は第1インダクタ22に電気的に接続されている。しかし、この説明から当該技術に習熟した人々にとって理解できるであろうが、第2インダクタ30はその所望の機能を実行するためには第1インダクタ22に電気的に接続する必要はない。
第2インダクタ30と直列に接続されて示された抵抗器32は、電力損失による、インダクタ30の等価直列抵抗を表わしている。スイッチ34とスイッチ抵抗器36が第2インダクタ30をアンテナ回路20に接続している。スイッチ抵抗体36はスイッチ34の等価直列抵抗を表わしている。
第2インダクタ30は、スイッチ34が閉され、トランスポンダ12が第1の所定周波数またはこれに近い周波数でインテロゲータ10によって発生された外部電磁界にさらされたときに、第1方向に回路20を流れる第1電流I1と、第2方向に矢印I2によって示されるように第1電流I1の方向と逆の第2インダクタ30を流れる第2電流I2とのそれぞれに起因して電圧が第1、第2インダクタ22、30それぞれに誘起するよう、アンテナ回路20に接続されている。
第2インダクタ30を通る電流I2の流れが第2局部電磁界を生成する。Kdrv:canはインテロゲータ・コイル16と第2(の相殺的)インダクタ30間の磁気結合係数を表わしている。典型的には、Kdrv:resとKdrv:canは0.01未満であり、またKres:canは1未満で0.4を超える。
第1および第2局部電磁界は、これらの第1および第2電磁界の和がゼロに近づくように互いに相互作用するのが好ましい。すなわち、インテロゲータ10によってトランスポンダ12に誘起される電圧からトランスポンダ12を流れる電流によって生成された正味電磁界は選択的にゼロに近づく。
こうして、トランスポンダ12に最も近い電磁界が測定されると、その測定値は次式によって表わされるようにインテロゲータ10によって発生される電磁界の値に近づく:
Lr I1+Lc I2==>0 (1)
ここに、Lr I1は第1インダクタ22によって生成された磁束、またLc I2は第2インダクタ30によって生成された磁束である。Lrは第1インダクタ22のインダクタンスで、Lcは第2インダクタ30のインダクタンスである。
スイッチ34は第2インダクタ30に接続され、これを流れようとする電流を許容しまたは阻止する好ましくは電子スイッチである。電子スイッチ34は、電界効果トランジスタ(FET)のような適当なデバイスでよく、また、IC18と別体でもまたは一体でもよい。
任意に、スイッチ34は、電力がトランスポンダ12に印加されるかいなかでその状態が維持されるメモリを有している。この種のスイッチ34の一例は、EPROM記憶セルに使用されたものと同様のそのゲート電極に関して電荷蓄積機構のあるFETである。
第1実施例によれば、スイッチ34は、第2コイル30に流れようとする電流を選択的に許容する第1位置と第2位置を有している。スイッチ34が第1位置にあるときは、スイッチ34は開いており、トランスポンダ12がイテロゲータ10によって生成された外部電磁界にさらされているときには相殺電磁界は発生しないことになる。
スイッチ34が第2位置にあるときは、スイッチは閉じており、従って、第2インダクタ30を流れようとする第2電流I2を許容し、トランスポンダ12がインテロゲータ10によって生成された外部電磁界にさらされているときには第2局部電磁界を形成する。
トランスポンダ12の回路を分析すると、スイッチ34が閉じているとき、LrとLcの互いに(Kres:canを介して)結合された部分は、これを流れる電流I1、I2による両者の両端に誘起される電圧を持たない。
互いに結合した部分に各電流I1、I2から誘起された電圧は等しいが、符号が逆なので両者は加算されてゼロになる。従って、LrとLcの結合部分は、分析の次の段階においてはないものと考えることができる。
第1インダクタ22はインテロゲータ10によって発生された外部電磁界からの誘起電圧を有し、この誘起電圧は(1-Kres:can)Lr(非結合部分のインダクタンス)と、抵抗体26と共振コンデンサ24と含む等価直列回路両端に発生されるものである。
(1-Kres:can)Lrと抵抗体26のインピーダンスが、共振コンデンサ24のインピーダンスと比較して低いので、これらの直列要素の複合インピーダンスは主に容量性であり、従って、この直列回路の電流I1は約90°だけ誘起電圧より進んでいる。
同様にして、第2インダクタ30はインテロゲータ10によって発生された外部電磁界からの誘起電圧を有しており、この誘起電圧は(1-Kres:can)Lcと、抵抗体32とスイッチ抵抗器36を含む等価直列回路両端に発生される。
抵抗体32、36の直列抵抗は(1-Kres:can)Lcのインピーダンスと比較して低いので、これらの直列要素の複合インピーダンスは主に誘導性であり、従って、電流I2は約90°だけ誘起電圧より遅れている。結果として、電流I1とI2は180°に近い位相関係を有していることになる。すなわち、電流I1とI2は本質的に逆方向に流れる。
電流I1とI2の相対的な大きさは、当該技術に習熟した人に理解できるように、インダクタ・コイルの巻数、サイズおよび相対的位置を調節して第1および第2インダクタ22、30の値を調整することによって調節することができる。もちろん、電流I1とI2の相対的大きさが適正に調節されるとき、上式(1)の想定は真実である。
これまでに説明したように、トランスポンダ12はアンテナ回路20を同調し離調することによってIC18に記憶されたデータを伝送する。本発明によれば、スイッチ34はその片側でIC18のMOD出力に、また、その反対側でGNDに接続されている。
次にスイッチ34が開位置と閉位置の間を記憶データのパターンに基づいて移動され、それにより記憶データが読取装置に伝送されるよう、アンテナ回路20を同調し離調する。従って、本発明はスイッチ34と変型したアンテナ回路20を変調コンデンサ28の代わりに使用してアンテナ回路20を同調し離調し、また読取装置へデータを伝送する。
ここで図2Aを参照して、トランスポンダ40の第2の好ましい実施例の電気的な概略図を示す。第1実施例と同様に、トランスポンダ40はIC18と、第1および第2インダクタ22、30と、等価抵抗器26と、共振コンデンサ24と、スイッチ34と、スイッチ抵抗器36とを含んでいる。
(等価抵抗器26は第1と第2のインダクタ22、30両方によるものである。)トランスポンダ40は回路20と同じ基本原理に基づいて動作する。すなわち、第2コイル32は、第1および第2インダクタ22、30を流れる電流によって生成された局部電磁界の和がゼロに近づくように、相殺電磁界を発生するように設けられている。
しかし、第2実施例によれば、電流は常に第2インダクタ30を流れる。スイッチ34が開のとき(図2B)、トランスポンダ40は第1および第2インダクタ22、30(まとめて42で示す)と、抵抗器26と共振コンデンサ24とを含む直列回路を含んでいる。
一方、スイッチ34が閉のとき(図2C)、第1電流I1が第1インダクタ22を流れ、第2電流I2が第2インダクタ30を流れ、電流I1とI2は、発生された局部電磁界が上述したように相殺されるよう逆方向に流れる。
トランスポンダ40は次式に従って作用する:
ωL1+ωL2=1/ωC1 (2)
Q =(ωL1+ωL2)/R1 (3)
ここに、L1は第1インダクタ22、L2は第2インダクタ30、C1は共振コンデンサ、R1は直列抵抗体26およびωは共振周波数である。図2において、インダクタ22、30は直列であり、L=L1+L2として単一のインダクタ42として表わされていることに注意しなければならない。
もし、第1と第2インダクタ22、30の巻数比が、第2インダクタ30を流れる電流I2により生じる電磁界が第1インダクタ22を流れる電流I1によって生成された電磁界と大きさと等しいが符号が逆であるように選定されると、そのときはゼロまたはゼロに近い正味電磁界が生成されるので、トランスポンダ40はこれに近接する他のトランスポンダに過度に影響を与えることはない。
この効果は次式で表わすことができる:
I1=−(N1/N2)2kL1L2I2 (4)
ここに、kL1L2は相互インダクタンス結合係数、N1およびN2は第1および第2インダクタ20、30それぞれの巻数である。第1実施例と比較して第2実施例では、共振コンデンサの値が第2実施例より小さくすることができることが利点である(コンデンサがインダクタ22、30両者の両端に接続されているからである。)
スイッチ34はタグが「アクティブ」であるように通常開であるのが好ましい。スイッチ34はIC18からの信号線44によって制御されてもよい。この信号線44はIC18中にあるシーケンサによって制御されてもよい。
例えば、トランスポンダ12がIC18から読み取られたデータの伝送を完了したときに、IC18が信号線44を設定し、これによってスイッチ34を閉じ、トランスポンダ12がその環境から減結合される。
IC18は、所定の時間周期の後スイッチ34を開き、もしトランスポンダ12がなおもインテロゲータ10によって発生された外部電磁界内にあればトランスポンダ12がそのデータ・メッセージを再送するという信号の値を決定するのに使用するタイマーを含めることもできる。スイッチ34を制御する他の手段は当該技術に習熟した人に理解できるであろう。
これまでに説明したように、スイッチ34はIC18から読取装置に記憶され(また読み取られた)データを伝送するのにも使用されるのが好ましい。すなわち、スイッチ34はインテロゲータ10によって生成された電磁界から本質的にエネルギを引き出すようにオン・オフされるのであって、他の手段によって変調されるであろう率でそれぞれされるのではない。
変調のためのこの機構は、他の変調方法を用いて作られた信号から区別できないところのインテロゲータ10への信号を生ずる。本方法によれば、データが全て伝送された後、スイッチ34が閉位置に置かれ、トランスポンダ12がその環境から減結合される。
スイッチ34は可変抵抗要素を含めることもでき、この要素の抵抗がゼロ近く(スイッチのON抵抗)から本質的に無限(スイッチのOFF抵抗)まで、また、これらの中間的などんな値にも制御することができる。
このような中間的な値は、どれだけの電力を外部電磁界からひきだすかを決定する目的に有効である。例えば、抵抗値が中間的な値(ゼロと無限の間の一つの値)に調節されれば、トランスポンダ12の部分的な減結合が生じ、それはトランスポンダ12がインテロゲータ10のすぐ近くにあり、インテロゲータによって発生された外部電磁界が特に強い場合に有利である。
従来の回路構成において、外部電磁界から引き出される電力はIC18によって放散されなければならない。当該技術に習熟した人に理解できるように、この電力は時としてICを過熱させ破壊してしまう程大きいことがある。
トランスポンダ12をその環境から部分的に減結合する利点は、このことが外部電磁界から集めることのできる電力量を減じ、従ってIC18の電力放散の必要を制限することである。同様にして、トランスポンダ12に誘起されうる電圧は最小にされ、従って過大な誘起電圧による破壊の可能性が小さくなる。
本発明の上述した実施例をその発明概念から外れることなく変形できることは当該技術に習熟した人に認められるであろう。従って、本発明は説明した特定実施例に限定されるものではなく、添付の請求の範囲に規定された本発明の概念と精神の範囲内のどんな変形も包含することを意図する。
Claims (13)
- データを記憶するための集積回路と;
第2コイルに電気的に接続された第1コイルを含むインダクタと;
集積回路と、第1および第2コイルの少なくとも一つに電気的に接続された共振コンデンサであって、この共振コンデンサと少なくとも一つの接続されたコイルが第1の所定共振周波数を有しており;且つ
第1位置と第2位置とを有し、第2コイルに電流が流れることを選択的に許容するスイッチであって、そのスイッチが第1位置にあるときに、トランスポンダが第1共振周波数あるいはその近くの周波数の外部電磁界にさらされることでインダクタ中に電圧を誘起させて第1電流を第1方向にインダクタ中に流させ、それによって局部電磁界を発生させ、スイッチが第2位置にあるときに、トランスポンダが第1共振周波数あるいはその近くの周波数の外部電磁界にさらされることでインダクタに電圧を誘起させ、第1電流を第1方向にインダクタ中に流させ、これによって第1局部電磁界と、第2、すなわち、反対方向に第2コイルを流れる第2電流を発生させ、それによって第2局部電磁界を発生させ、そこにおいて第1および第2局部電磁界の和をゼロに近づけるところのスイッチと;
を具備する無線周波数インテリジェント・トランスポンダ。 - インダクタ中に誘起された電圧が集積回路に電力を供給するのに使用される、
請求項1に記載のトランスポンダ。 - スイッチが第1位置にあるときに、第1コイルと共振コンデンサが、第1共振周波数で共振する、
請求項1に記載のトランスポンダ。 - スイッチが第1位置にあるときに、第1コイル、第2コイルおよび共振コンデンサが第1共振周波数で共振する、
請求項1に記載のトランスポンダ。 - スイッチが集積回路内に記憶されたデータを伝送するための変調手段として使用される、
請求項1に記載のトランスポンダ。 - スイッチが電子スイッチである、
請求項1に記載のトランスポンダ。 - スイッチが集積回路内に配備されている、
請求項6に記載のトランスポンダ。 - スイッチが通常は第2位置にある、
請求項6に記載のトランスポンダ。 - スイッチが、第2局部電磁界の大きさが可変である可変抵抗要素を含み、第2局部電磁界が第1電磁界と実質的に等しくはなく逆向きであって、該トランスポンダが通常その環境から減結合されていない、
請求項1に記載のトランスポンダ。 - スイッチが第2位置にあるとき、該トランスポンダがその環境から部分的に減結合され、これによって外部電磁界から集められた電力量が少なくなる、
請求項9に記載のトランスポンダ。 - データを記憶するための集積回路と;
集積回路に電気的に接続され電力を集積回路に提供するため及びこの集積回路に記憶されたデータをデバイス読取装置に伝送するため所定共振周波数を有する、
第1コイルと共振コンデンサとを具備しているアンテナ回路と;
スイッチを介してアンテナ回路に接続された第2コイルと;
を具備するトランスポンダであって、
このトランスポンダを第1共振周波数に、あるいはその近くの周波数にある外部電磁界にさらすと、アンテナ回路を介して第1電流が第1方向に流れさせ、それによって第1局部電磁界が発生され該トランスポンダをその環境と結合させ;さらに、
第2コイルは、スイッチが第2コイルをアンテナ回路に接続するように駆動されるときは常に、該トランスポンダをその環境から減結合させるために、第1の局部電磁界と逆向きの第2局部電磁界を発生させる、
無線周波数インテリジェント・トランスポンダ。 - インテリジェント共振タグであって、
データを記憶するための集積回路と;
集積回路に電気的に接続された第1アンテナ回路であって、その第1アンテナ回路を第1所定無線周波の電磁界にさらしてその中に電圧が誘起させ、それを通る第1方向に流れる電流を形成させ、それによって第1局部電磁界を生成させ、その誘起電圧が電力を集積回路にも提供し、それに記憧されたデータがそこから読み取られるとともに、第2所定無線周波数で伝送されるアンテナ回路と;
可変抵抗要素を介してアンテナ回路に接続されたコイルとを備え、
コイルは、該インテリジェント共振タグをその環境から部分的に減結合させるために、第1の局部電磁界と部分的に逆向きの第2局部電磁界を発生させる、
インテリジェント共振タグ。 - コイル及び可変抵抗要素はスイッチを介してアンテナ回路に接続され、
コイルは、スイッチがコイル及び可変抵抗要素をアンテナ回路に接続するように駆動されるときは常に、第1の局部電磁界と部分的に逆向きの第2局部電磁界を発生させる、
請求項12に記載のインテリジェント共振タグ。
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