JP4688788B2 - 選択された遠隔センサ要素を起動するための遠隔センサ、デバイス、およびその方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルによる遠隔識別装置に関する。
本発明はまた、所期の遠隔識別装置の構成要素を起動する装置および方法に関する。

遠隔識別装置（ＲＦＩＤ）の利用は近い将来増加するであろう。それらは、製品のタグの光読取りバーコードに広く置き換わることになろう。遠隔識別装置は無線信号を使用して遠隔読取りができるタグであり、アンテナ、電圧発生回路、高周波変調／復調回路、および記憶装置を有する。記憶装置は、無線信号を利用して書込み、ならびに読出しができる。

いくつかのタイプの遠隔識別装置がある。すなわち、能動型および受動型、ならびに、誘導式に、容量式に、または高周波照射場を利用して通信する遠隔識別装置である。受動型遠隔識別装置は、それに向けられた高周波場から必要とする電気エネルギーを生成する。能動的識別装置は独立したバッテリを有する。誘導通信式の遠隔識別装置は、通常、１２５ｋＨｚまたは１３．５６ＭＨｚの周波数で作動する。

本発明は、高周波照射場を利用する受動的遠隔識別装置の読取りに関する。欧州では、８６８〜８７０ＭＨｚの周波数帯および２．４〜２．４８３５ＧＨｚのＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｍｅｄｉｃａｌ：産業科学医療）周波数帯がこの目的のために確保されている。

遠隔センサは、遠隔識別装置の一種と見做すことができる。遠隔センサは、遠隔識別装置と本質的に同じ作動原理を有する。記憶装置の代わりに、またはそれに追加して或る量（たとえば圧力、温度）を伝送可能な形に変換するための回路を有する。遠隔センサは、無線読取りによりケーブルが不要になるという利点がある。ケーブルおよびその装着は、通常、センサそれ自体よりかなりコストが掛かる事項である。

製品または商品が、ＵＨＦまたはマイクロ周波数無線波利用の遠隔識別装置を使用するタグを有する場合、読取装置は掌中に保持できるように十分小さく作ることができる。読取装置を携帯電話の一部として一体にすることもできる。読取装置は小さくても読取距離は数メータになり得る。

使用者が、出会った製品に関するデータを欲しい場合、以下の問題が生じる。すなわち、使用者は近くにある製品全てのデータを読み取り、次いで、一連の複数製品の中から正しい製品を選択するメニューを用いなければならない。

これは、マイクロ波の波長が、通常、読取装置の寸法より長いためであり、それは、マイクロ波がある程度までしか狙いを定められないことを意味する。原則としては、使用者は、所期の製品のデータのみがデバイスに伝送されるように十分に、正確にその製品を確定することができる。しばしば製品間の差異が小さいので（違うサイズの靴）、それに加えて、使用者が特定の製品を探すためのコードを持っていないと、選択するのに苦労する。携帯電話があらゆる種類のデバイスを制御できるように作られている場合、様々な種類の製品を読み取るために、携帯電話の記憶装置の大部分が、この情報を記憶するために使用される。別の例は、デバイス（たとえば、テレビジョン）の制御である。近くにあるデバイスを制御したい場合、既存技術によれば、目的のデバイスをメニューから選択して、それを制御する。

近くの全てのデバイスがそれらを制御する能力を自動的に携帯電話に委譲するような状況を構成することもできる。上記の解決策は両方とも使いにくい。
ＰＣＴ出願ＦＩ０２／００８１８

本発明は、それを採用することにより上記の従来技術の問題点を解決することができる全く新しいタイプの遠隔識別装置、ならびに、所期の遠隔識別装置構成要素を作動させるための装置および方法を創り出そうとするものである。

本発明は、読取装置を遠隔識別装置に十分に接近させるか、または、別の伝送経路、通常は光信号に乗って遠隔識別装置構成要素を指し示すかのいずれかによって、遠隔識別装置構成要素を能動的に選択する読取装置を使用することに基づいている。

本発明の好ましい一実施形態では、読取装置をタグの極めて近傍に持って行き、その他のタグが読取範囲に入り込まないように、低い読取り電力を用いる。

本発明の好ましい第２の実施形態では、読取り周波数とは異なる周波数、通常は赤外線または可視光線を用いて遠隔識別装置またはセンサを照射する。
第２の周波数は、好ましくは、読取り周波数と同期させられる。

本発明によるセンサは、この第２の周波数を表す手段を備える。実際には、この手段は、光の影響により変化する導電率を有する要素であり得る。
より詳細には、本発明による遠隔識別装置は、請求項１の特徴部分に示されることを特徴とする。

本発明による読取装置は、請求項３の特徴部分に示されることを特徴とする。

本発明による、読取装置における方法は、請求項５の特徴部分に示されることを特徴とする。

本発明によるシステムは、請求項６の特徴部分に示されることを特徴とする。

本発明による方法は、請求項７の特徴部分に示されることを特徴とする。

本発明による、読取装置における方法は、請求項８の特徴部分に示されることを特徴とする。

本発明を採用することにより、多大な利点が得られる。
本発明を採用することにより、複数の遠隔識別装置が読取装置の射程内に存在する状況において、所期の遠隔識別装置およびその関連する製品を選択することができる。そのような状況は、たとえば、ほとんど全ての製品が遠隔識別装置を装備している商店内で生じ得る。

本発明により、移動局などのユーザ・インターフェースを新たに読取装置に変えることが可能になる。したがって、本発明によれば、移動局を、たとえば、ＴＶ、ＤＶＤ、または他の遠隔制御式デバイスの遠隔制御器に転用することができる。

本発明の好ましい一実施形態では、接触方式を用いて製品データを読み取ることができる。

その場合、起動時には異なる２つの信号を同期させることによって、本発明による遠隔識別装置は極めて低コストで製作できるようになる。たとえば、感光性識別要素は安価で安定性に欠ける材料で製作してもよい。
以下に、例を用い、添付図面を参照して本発明を検証する。

本発明の読取装置は完全に独立したユニットであり得、遠隔識別装置を読み取るだけのためのものである。しかし、そのような読取装置は、通常、或る第２のデバイスと接続されて一体になっている。読取装置の機能を果たす極めて自然で技術的に適合するデバイスは、移動局であり、典型的には携帯電話である。移動局は、アンテナ、無線周波（ＲＦ）要素、マイクロプロセッサ、記憶装置、および電源として働くバッテリを有し、読取装置をそのようなユニットに一体化することにより簡易性と経済性を果たしている。読取装置を移動局と組み合わせることについては、たとえばＰＣＴ出願ＦＩ０２／００８１８に開示されている。

使用者の視点からは、ユーザ・インターフェースは、使用者がある方法または別の方法で製品に触れるか指し示すかをすることにより作動し、その方法により、その製品のデータだけが読取装置に伝送され、または該当するデバイスが起動しそれを制御する機能を移動局に移送する。使用者がデバイスで「タッチ」した製品または商品をタッチミー（ＴｏｕｃｈＭｅ）製品と呼ぶことができる。

製品が遠くにあり、使用者が製品に触ることを欲しない、または触れない場合、使用者は読取装置中のレーザまたはランプによって製品を指し示すことができる。そのような製品をポイントミー（ＰｏｎｉｔＭｅ）製品と呼ぶことができる。

或る人物が、テレビジョンが在る部屋に入ってきた状況を考えてみよう。彼は、そのデバイスがポインティング・システム（ポイントミー）によると表示されたステッカがテレビジョン上にあるのを見付ける。彼は、自分の携帯電話をステッカに向け、そこでステッカがその移動局に、ＴＶはブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）を利用して制御することができると伝える。ＴＶ上のステッカが、移動局のブルートゥースを自動的に開始させ、テレビジョンのブルートゥース受信装置を「呼び出す」。ＴＶのブルートゥースが、メニューを移動局に移送し、同時にテレビジョンのスイッチが入れられる。使用者の移動局は、使用者が見たいのは、たとえばＣＮＮニュースであることを知っているので、移動局はこの情報をＴＶに送信し、ＴＶはそのチャンネルを選択する。言い換えれば、単に移動局をＴＶに向けただけで、使用者にとって正しいチャンネルが選ばれ、さらに、移動局によってチャンネルを変え、たとえば音量を調整することができるようになる。本発明で開示される技術は、赤外線、ブルートゥース、ＧＰＲＳ、または別の種類の無線通信機能によって、目当てとする特性を全てのデバイスに付与する。

本発明は、タッチング（タッチミー）ならびにポインティング（ポイントミー）・コンセプトを実行するのに必要な技術的解決策を開示する。

図１は、アンテナ薄層に付加された感光性材３を利用して、移動局１が遠隔識別装置２を起動するところを全体的に示す。ＲＦＩＤ回路７を用いる電流計測によってそれらの間の抵抗が測定される２つの伝導性電極４および５が、感光性材の内側に配置されている。遠隔識別装置がそれを利用して読取装置、この場合は移動局と交信するアンテナ６が、やはりＲＦＩＤ回路７に接続されている。移動局は、可視光線または赤外線領域の半導体レーザであり得る光源１０を有する。あるいは、光源は、適切な焦点光学装置を有する白熱灯でもよい。少なくともある実施形態では、光源は、ただ１つの遠隔識別装置２だけを読み取るために選択するのに十分な細いビームを形成することができるべきである。光線の適切なビーム幅（直径）は読取装置から５ｍの距離で１０〜５０ｃｍである。しかし、適切なビーム幅は、常に目標によって変化する。

光源は、制御回路１１を用いて制御され、制御回路１１は光を無線周波信号と同じ周波数のパルスにする。光源の変調は、電気的に制御されたスイッチを用いて実行される。光源の変調は教科書どおりの内容であり、この点についてより詳細な記述は行わない。

製品がタッチ・タイプ（いわゆるタッチミー・タイプ）の場合、使用者は移動局１の読取りを起動するボタンを押す。デバイスは、極めて近接したステッカだけが起動されるような低さに読取り電力を調節する。電力は、１つ、かつ１つだけのステッカが起動されるまで増加させられる。最大電力は制限されており、その結果、読取装置から所定の距離（たとえば５ｃｍ）にステッカがある場合のみ、読取りが成功する。この手順によって、デバイスが少しでも近いステッカをただ１つ読み取る高い可能性が得られる。製品が互いに極めて近接しているために同じ電力で起動した場合は、反射された信号の強度に基づいて正しいステッカを選択することができる。ＵＨＦおよびマイクロ波を使用すると、波長より短い距離で、しばしばタッチ読取り（タッチミー）が起こる。

このことは、実際には照射場は使用されず、代わりに、製品との通信は、磁場または電場のいずれかを用いて形成されることを意味する。したがって、読取装置のアンテナとそれに対応するステッカのアンテナは、互いに適合するように設計されるべきである。

感光性材３を図１による回路および／またはアンテナに付加した場合、遠隔識別装置２は、可視光線または赤外線に感応するようになる。遠隔識別装置２に感光性を付加する１つの好ましい方法は、半導性を有するように製造できる電導ポリマーでアンテナの表面を完全にまたは部分的に覆うことである。光を電気に変換するために、電荷担体の数が光の強度に依存する光音響現象、焦電現象、または半導体ポリマー（たとえば半導体ポリマー）を使用することが可能である。原則的に、感光性材は集積回路中、またはアンテナ薄層中のいずれにでも配置できる。しかし、遠隔識別装置の場合は、信号がとても弱く、遠隔識別装置の電力がとても小さいので、単一の値を用いるだけで光を表すのは極めて難しい。周囲の明るさの程度が絶えず変化し、安価な光電検出器の感度は時間および照明に依存することにも留意するべきである。

遠隔識別装置技術では、無線で電力が回路に供給されるので、移動局が送信する無電信号の振幅変調またはパルスのパルス幅変調を光の振幅変調と同期させることができる。

簡単な解決法が、光源の強度の変調と同じ周波数を使用して、マイクロ波または無線周波信号の振幅を変調することによって得られる。別の簡単な方法は、周波数ｆを用いて遠隔識別装置回路を電気的に変調し、周波数ｆ／２を用いて光線を変調する方法である。遠隔識別装置では、周波数ｆが半分に分周され、光信号（ｆ／２）に対して対応付けられる。異なる周波数を使用することにより、信号を調和させ、混信を無くすのに役立つ。遠隔識別装置回路１は、２つの経路で極めて高度に相関する信号を受信するので、所期の光信号を他の信号から識別する遠隔識別装置１の能力を大幅に改善することができる。

図２は、光信号と無線周波信号を組み合わせる方法の簡単な一例を示す。波形の説明を各曲線の右端に示す。曲線は共通の水平な時間軸を有する。以下、参照符号は図１の要素に付された番号にやはり対応する。この方法では、マイクロ波は周波数ｆでパルス幅変調を用いて変調され、この信号を分周することによって周波数ｆ／２の対称矩形波が作られる。光は周波数ｆ／２で変調され、これにより周波数ｆ／２で薄層内の抵抗３の値の変調が行われる。図では、抵抗３の値は光電検出器３の伝導性を表す曲線によって示されている。伝導性信号は、電極４および５の間の電流を測定することによって得られる。この簡単な手順では、周波数ｆ／２で電気的に生成された対称な信号が、電極４と５の間の電圧として供給される。したがって、電流は、抵抗３の伝導性によって決定され、それは外部照射に依存する。抵抗値が周波数ｆ／２に対応しない場合は、抵抗を流れる電流の平均はゼロである。しかし、抵抗値が周波数ｆ／２で変化し、電気的に生成された信号と位相同期されている場合、直流成分が電流中に現れ、フィルタの後ろのコンパレータによって検出される（図２の一番下の曲線）。電流に比例するこの電圧信号は、通常、数１０〜１００ミリセカンドの所定の時間で積分され、所定の制限電圧（図中の点線）に達すると遠隔識別装置２と読取装置１の間で双方向通信が開始される。

このように、本発明による方法では、電気信号が、遠隔識別装置内で光信号、または読取装置から来る他の或る独立した信号と比較され、これら２つの信号間に相関性が検出されたら、遠隔識別装置２は読取装置１と通信を開始する。

当然、たとえば娯楽電子機器への応用（ＴＶ、ＤＶＤ）では、上記の単純な検出形式は、たとえば遠隔制御装置の赤外線受信器を使用したより進歩した高価な回路で置き換えることができる。

実際には、ある実施形態では、光信号が確実に存在できるようにするには、もっと複雑な電子機器を作る必要がある可能性がある。しかし、無線経路と光学的リンクが同期することによって、極めて低い測定電力を用いて、光学的信号が検出できるようになることが本質的な特徴である。

タッチング（タッチミー）およびポインティング（ポイントミー）・コンセプトは、所期の製品からデータを取得するのに適用することができる。たとえば、新しい靴を探すとき、先ず最初に自分の靴をタッチすると、靴のサイズおよび他のデータが移動局に移送される。新しい靴を買うのにこの情報を使用することができる。光源を電灯に向けると、ステッカが、たとえばブルートゥースを用いて電灯を制御することができることを移動局に伝え、遠隔識別装置が直ちに通信を開始し、電灯を点灯することができ、おそらく移動局を電灯の明るさを調節するのに用いることもできる。赤外線を用いて電灯やＴＶを制御できる場合、遠隔識別装置はこのことをやはり伝え、制御に必要な移動局の機能を自動的に起動する。移動局に組み込まれているタッチング（タッチミー）・コンセプト、また他方で、遠隔識別装置および移動局中の遠隔識別装置読取装置と通信するポインティング（ポイントミー）・コンセプトを用いることにより、移動局は極めて経済的に、製品を指し示すか、または製品に触れるかのいずれかによって所期の製品上の情報を収集し、または環境を制御するのに使用することができるデバイスに変わる。たとえば、遠隔識別装置を装備した他人の業務用名刺に移動局で触れると、その人物の業務用名刺上の情報が自動的に移動局に移送される。データは、識別装置それ自体から取得することができ、あるいは、識別装置が読取移動局内のブルートゥースを起動し、次いで、読取移動局が業務用名刺を所有する人物の携帯電話から、誰もその携帯電話のキーを押すことなく必要なデータを読み取るであろう。車のサービス・マニュアルに触れることによって、移動局が自動的に最も近い保守施設に連絡を取る。対応する例は、限りなく考え出すことができる。本質的な特徴は、本発明を用いて、読取装置および遠隔識別装置の両方に前記の特性を付加することにより、個人用手持ち式デバイスによる環境との「物理的」インターフェースを消費者に提供することができることである。これにより、各消費者に合わせて個々に調整することができ、具体的で、人々にとって極めて自然なインターフェースが可能になる。

ポインティング、およびタッチング方式は両方とも、遠隔センサ技術に関して用いるのに極めて適している。すなわち、たとえば、温度遠隔読取センサから、他のセンサを擾乱することなく読み値を取得することができる。これにより、たとえば、センサを指し示すか、または読取装置（たとえば携帯電話）をセンサに近付けることによって、ワイン・ボトル中のセンサから読み値を取得することが可能になる。

本発明による遠隔識別装置およびその読取装置を示す概略図である。 本発明による信号の挙動を時間軸上で示す図である。

Claims (4)

1. 遠隔識別装置（２）であって、
   無線周波信号を処理するよう構成されたマイクロ回路（７）と、
   前記無線周波信号を受信することができる、マイクロ回路（７）に接続されたアンテナ（６）と、
   光信号に応答して電気特性が変化する電気的構成要素（３）であって、前記マイクロ回路（７）に電気的に接続されている、電気的構成要素（３）とを備え、
   前記マイクロ回路（７）は、前記無線周波信号と前記電気的構成要素（３）に関連する信号との変化を組み合わせた結果に基づいて、読取装置（１）がアクティブであるときの相関性を検出した場合に、双方向データ伝送を行うように前記遠隔識別装置（２）を起動するための手段を有することを特徴とする遠隔識別装置（２）。
2. 照射の影響によって電気的に変化する前記構成要素（３）が、感光性ポリマー抵抗体であることを特徴とする、請求項１に記載の遠隔識別装置（２）。
3. 無線高周波伝送および受信のための手段を有する読取装置（１）と、
   前記読取装置（１）と双方向無線周波通信をする手段、および前記読取装置によって照射されたエネルギーを遠隔識別装置（２）自体の作動電圧として利用する手段を有する遠隔識別装置（２）とを備える遠隔識別装置システムであって、
   前記読取装置（１）が、赤外線または可視光線領域で作動する光源（１０）と、前記光源が無線周波信号と同期するように制御する制御手段（１１）とを備え、
   前記遠隔識別装置（２）が、光信号と無線周波信号が同時に存在することを検出する手段（３）、および前記光信号と前記無線信号の間の相関性を検出し、検出された相関性が高い場合に、双方向データ伝送を行うよう前記遠隔識別装置を起動する手段を備えることを特徴とする遠隔識別装置システム。
4. 無線周波情報および電力を、読取装置（１）を用いて遠隔識別装置に送信し、
   無線周波信号を作動エネルギーとして利用して無線周波情報を受信し、伝送するために遠隔識別装置（２）を用いる、遠隔識別装置における方法であって、
   赤外線または可視光線領域の照射を前記無線周波信号と同期して発信するのに、前記読取装置（１）を使用し、
   前記遠隔識別装置（２）を使用して、光信号と無線周波信号が同時に存在するのを検出し、光信号と無線周波信号の間の相関性を検出し、検出された相関性が高い場合に、双方向データ伝送を行うよう前記遠隔識別装置を起動することを特徴とする方法。

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