JP4752170B2

JP4752170B2 - 電磁トランスポンダの電気シグネチャの検出

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Publication number: JP4752170B2
Application number: JP2002518407A
Authority: JP
Inventors: リュクヴィダール
Original assignee: エステーミクロエレクトロニクスソシエテアノニム
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2021-08-09
Also published as: DE60127686T2; EP1307853B1; DE60127686D1; FR2812986A1; EP1307853A1; FR2812986B1; JP2004506362A; WO2002013124A1; CN1201259C; US7046121B2; CN1454365A; US20030164742A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁トランスポンダ、すなわち読取りおよび／または書込み端末と呼ばれるユニット（通常、固定ユニット）による、非接触および無線方式での問合せが可能なトランスミッタおよび／またはレシーバ（通常、移動型）を使用したシステムに関する。通常、トランスポンダは、読取り書込み端末のアンテナが放射する高周波フィールドから、トランスポンダに含まれている電子回路に必要な電力を抽出している。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、本発明が適用されるタイプの読取り書込み端末１とトランスポンダ１０の間の従来のデータ交換システムの例を、極めて簡単な略図で示したものである。
【０００３】
通常、端末１は、本質的に、コンデンサＣ１および抵抗Ｒ１と直列の誘導抵抗Ｌ１で構成された直列発振回路で構成されている。この直列発振回路は、デバイス２によって制御されている。デバイス２は、他の構成要素と共に、増幅器すなわちアンテナ結合器、特に変調器／復調器を備えた、受信したデータを利用する制御回路、および制御信号およびデータを処理するためのマイクロプロセッサを備えているが、これらに限定されるものではない。回路２は、通常、図には示されていないが、異なる入力回路／出力回路（キーボード、スクリーン、サーバとの交換手段等）および／または処理回路と通信している。読取り書込み端末の回路は、通常、その動作に必要な電力を、例えば電源システムに接続された電源回路（図示せず）から引き出している。
【０００４】
端末１との協同が意図されたトランスポンダ１０は、本質的に、制御および処理回路１３の２つの入力端子１１と１２の間のコンデンサＣ２に並列に接続された誘導抵抗Ｌ２で構成された並列発振回路を備えている。端子１１、１２は、実際には整流手段（図示せず）の入力部に接続されている。整流手段の出力部は、トランスポンダの内部回路の直流電源端子を形成している。これらの回路は、通常、本質的に、マイクロプロセッサ、端末１から受信する信号の復調器、および情報を端末に送信するための変調器を備えている。
【０００５】
端末およびトランスポンダの発振回路は、通常、端末の発振回路の励起信号の周波数に対応する同一の周波数でターン・オンしている。この高周波信号（例えば１３．５６ＭＨｚの信号）は、伝送搬送波として使用されているばかりでなく、端末のフィールド内に存在する１つまたは複数のトランスポンダのための遠隔供給搬送波としても使用されている。トランスポンダ１０が端末１のフィールド内に存在すると、トランスポンダの共振回路の端子１１および１２の両端間に高周波電圧が生成される。この電圧は、整流され、場合によってはクリップされた後、トランスポンダの電子回路１３の電源電圧として供給されることになる。
【０００６】
端末から伝送される高周波搬送波は、通常、フィールド内の１つまたは複数のトランスポンダにデータおよび／または制御信号を送信するために、前記端末によって、異なる符号化技法に従って振幅変調されている。それに対して、トランスポンダから端末へのデータ伝送は、通常、共振回路Ｌ２、Ｃ２によって形成される負荷を変調することによって実行されている。この負荷の変化は、搬送波の周波数より小さい周波数（例えば８４７．５ｋＨｚ）を有する副搬送波の速度で実行されている。この負荷変化が端末によって、例えばコンデンサＣ１の両端間の電圧あるいは発振回路を流れる電流を測定することにより、振幅変化の形あるいは位相変化の形で検出される。
【０００７】
アイドルすなわちトランスポンダが端末のフィールド内に存在していない場合、端末１は、高周波信号上に変調されたデータ・メッセージを周期的に送信している。このメッセージは、可能なトランスポンダを意図した要求メッセージである。この要求すなわち一般コールは、トランスポンダと端末の間の通信を初期化するために必要なプロセスに属している。
【０００８】
１つまたは複数のトランスポンダとの通信を確立する困難性は、複数の電磁トランスポンダが同時に端末のフィールド内に存在することによるものである。
【０００９】
また別の困難性は、異なるタイプすなわちファミリ（例えば輸送カード、アクセス・カード、電子財布）のトランスポンダが、同じ周波数および正規化された少なくとも部分的に同じ通信プロトコルを使用していることである。したがって端末は、端末が通信しなければならない１つまたは複数のトランスポンダを選択するために、端末のフィールド内に存在するトランスポンダの数だけでなく、トランスポンダのタイプを決定することができなければならない。
【００１０】
このような制約により、端末のフィールド内に存在するすべてのトランスポンダが正しく識別されるまで、端末の制御プログラムをループ操作しなければならない。
【００１１】
図２は、本発明が適用されるタイプの読取り書込み端末による、１つまたは複数の通信を初期化する流れ図を簡単な略図で示したものである。
【００１２】
初期化および試験フェーズが開始されると、トランスポンダの読取り書込み端末１は、スタンバイ手順を開始し（ブロック２０、ＳＴ）、その間、少なくとも１つのトランスポンダとの通信の完了を待機する。この手順は、本質的に、端末のフィールド内に存在している可能トランスポンダに要求列（ＲＥＱ）を周期的に送信するステップ（ブロック２１）からなっている。問合せ要求２１を送信する毎に、読取り装置は、その復調器による、端末のフィールド内に入ったトランスポンダから送信される肯定応答メッセージ（ＡＴＱ）の受信を監視する（ブロック２２）。肯定応答が何ら存在しない場合、読取り装置は、要求２１の送信をループする。肯定応答ＡＴＱを受信すると、読取り装置は、そのトランスポンダが実際に意図するトランスポンダであるかどうかをチェックするモード（ブロック２３、ＴＹＰＥ）、およびフィールド内に存在している複数のトランスポンダを個別化するための可能な衝突防止モード（ブロック２４、ＡＮＴＩＣＯＬＬＩＳＩＯＮ）に切り替わる。実際に、端末のフィールド内に複数のトランスポンダが存在する場合、それらのトランスポンダは、同時に、あるいは極めて短い時間インターバルで応答し、読取り装置による復調の結果を使い物にならないものにしている。その場合、前記読取り装置は、読取り装置が通信を希望するトランスポンダを選択するか、あるいは異なるトランスポンダに異なるチャネルを割り当てなければならない。
【００１３】
通信は、図２に示す初期化プロセスおよび衝突防止プロセスが完了（ブロック２６、Ｅ）して初めて開始される。つまり、読取り装置がフィールド内に存在するすべてのトランスポンダを識別したことを読取り装置が検出（ブロック２５、ＡＬＬ）して初めて開始される。所与のファミリに属するトランスポンダを決定することは、上記識別の一部である。すべてのトランスポンダの識別が完了するまで、問合せ要求が送信される。トランスポンダが正しく識別されると、他の可能トランスポンダの検出を汚染しないよう、トランスポンダは、問合せ要求に応答しない状態に置かれる。
【００１４】
図２に関連して簡単に説明した初期化プロセスおよび衝突防止プロセスについては良く知られている。従来の方法の実例については、例えば仏国特許出願第２，７６０，２８０号および第２，７７３，６２７号に記載されている。
【００１５】
図２に示す方法は、トランスポンダのフィールド内に存在すると考えられる最大のカード数を設定することによって、最も頻繁に実施されている。説明したように、特に仏国特許出願第２，７６０，２８０号では、衝突防止プロセス（ブロック２４）の利用結果に応じて、読取り装置によってこの数を修正し、それにより検出の可能性を高め、かつ、初期化プロセスの継続時間を短縮している。
【００１６】
従来のシステムの欠点は、トランスポンダの数および／またはタイプの決定に、トランスポンダから送信されるメッセージを使用していることである。トランスポンダのファミリは、トランスポンダから送信される識別を使用して、ソフトウェアが実行する比較によって決定されているため、プログラム実行時間の問題に加えて、ソフトウェアによる識別がトランスポンダから送信されたものであるか、あるいは端末の近くに置かれた海賊デバイスから送信されたものであるかについてチェックされていない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、知られているシステムが抱えている、端末のフィールド内に存在する１つまたは複数のトランスポンダの識別に関わる欠点を克服し、かつ、問題を解決することである。
【００１８】
より詳細には、本発明の目的は、電磁トランスポンダを、送信されるデータ・メッセージの解析をベースとすることなく識別する新規なモードを提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、電磁トランスポンダの読取り書込み端末と、端末のフィールドに入った１つまたは複数のトランスポンダとの間の通信の初期化および完了に必要な時間を短縮することである。つまり、本発明の目的は、読取り書込み端末による、端末のフィールド内に所与の時間に存在するすべてのトランスポンダを決定し、かつ、識別するために必要な継続時間を短縮することである。
【００２０】
本発明のさらに他の目的は、端末の復調器の検出結果を使用する必要のない解決法を提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明により、発振回路によって高周波電磁フィールドを発生させるための端末が提供される。この端末は、トランスポンダが端末のフィールドに入ると、少なくとも１つの前記トランスポンダと協同するようになされ、かつ、
発振回路内の信号位相を基準値に対して調整するための手段と、
発振回路を流れる電流の測定および発振回路の容量素子の両端間の電圧の測定に基づいて、トランスポンダの電気シグネチャを検出するための手段とを備えている。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、電気シグネチャを使用して、特性製造パラメータによって識別された１組のタイプの中から、トランスポンダが属しているタイプが決定されている。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、端末は、端末のフィールドに入ったトランスポンダのシグネチャと、学習フェーズの間に蓄積された少なくとも１つのシグネチャ・サンプルとを比較するための手段を備えている。
【００２４】
本発明の一実施形態によれば、端末は、端末の発振回路の容量素子の両端間の電圧および該発振回路を流れる電流に関する特性情報を、基準トランスポンダと端末を隔てている複数の所定の距離構成において決定し、かつ、記憶するための手段、およびトランスポンダのシグネチャを決定するために上記特性情報を考慮するための手段を備えている。
【００２５】
本発明の一実施形態によれば、前記特性情報には、他の特性情報と共に、
トランスポンダが端末のフィールド内に存在していない場合の、容量素子の両端間の電圧と、
トランスポンダが端末と最も接近して存在している場合の、容量素子の両端間の電圧と、
トランスポンダが端末のフィールド内に存在していない場合に、発振回路を流れる電流と、
トランスポンダが端末と最も接近して存在している場合に、発振回路を流れる電流とが含まれている。
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、高周波フィールドによって搬送されるデータ・メッセージを何ら翻訳することなく、シグネチャの検出が実行されている。
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、端末は、発振回路を流れる電流の測定に基づいて、フィールド内に存在しているトランスポンダの最少数を決定するための手段を備えている。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、端末は、さらに、発振回路の容量素子の両端間の電圧の測定に基づいて、端末のフィールド内に存在しているトランスポンダの最大数を決定するための手段を備えている。
【００２９】
また、本発明により、トランスポンダと端末の間のあらゆるデータ・メッセージの交換に先立って、特性電気パラメータによって識別された１組のタイプの中からトランスポンダのタイプを決定するステップを含む、高周波磁気フィールドを発生する端末と電磁トランスポンダの間の少なくとも１つの通信を確立するための方法が提供される。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、前記決定には、端末の発振回路を流れる電流および該発振回路の容量素子の両端間の電圧の測定値を、１組の識別済みタイプを確立するために既に計算され、かつ、記憶されている値と比較するステップが含まれている。
【００３１】
本発明の一実施形態によれば、端末と電磁トランスポンダの間の少なくとも１つの通信を確立するための方法には、フィールドに入った少なくとも１つのトランスポンダが肯定応答を送信するまで要求列を周期的に送信するステップ、および電流測定に基づいて、フィールド内に存在していると考えられるトランスポンダの最少数を決定するステップが含まれている。
【００３２】
本発明の一実施形態によれば、端末と電磁トランスポンダの間の少なくとも１つの通信を確立するための方法には、さらに、最少数の決定および電圧の測定に基づいて、端末のフィールド内に存在していると考えられるトランスポンダの最大数を決定するステップが含まれている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の前述の目的、特徴および利点について、添付の図面に照らして、非限定の特定の実施形態の説明の中で詳細に考察する。
【００３４】
全図を通して、同一の構成要素は同一の参照文字で表されている。分かり易くするために、図４および８の特性は、非スケールで作成されている。また、端末またはトランスポンダの構成要素および上記方法のステップについては、図には、本発明を理解するために必要なものについてのみが示されており、以下、それらについて説明する。特に、本発明による方法においては、計算を実施するために使用される手段については、従来と同じものであるため、ここではその詳細は省略されている。その手段は、例えば、一般的に読取り書込み端末内に設けられるマイクロプロセッサである。また、トランスポンダを示すために、しばしば「カード」が参照されているが、本発明は、マイクロプロセッサを備えたものであれ、あるいはマイクロプロセッサを備えていないものであれ、いかなるタイプのトランスポンダにも適用することができる（クレジット・カード・タイプのカード、電子ラベル等）。
【００３５】
本発明の特徴は、トランスポンダのいわゆる電気シグネチャが識別されることである。各タイプのトランスポンダは、その集積回路製造技術に基づく製造によって決定される特定の電気特性を有している。これらの特性は、本質的に、トランスポンダの共振回路の誘導抵抗およびコンデンサのサイジング（形状および大きさ）にリンクしている。トランスポンダは、製造されてしまうと、その特性を変更することはできない（部品の経年変化による影響は無視する）。また、共振回路の特性が正に端末の発振回路に影響しているため、発振回路の観点からすれば、トランスポンダ・ファミリの各々は、そのファミリの「シグネチャ」を有していると見なすことができる。さらに、トランスポンダ・ファミリを個別化するために、これらの部品の製造バッチ間の技術的ばらつきを利用することにより利点が得られる。このようなばらつきは、同一バッチ内、あるいは少なくとも同一ウェハ上では、それほど重要なものではない。
【００３６】
本発明の他の特徴は、読取り書込み端末のフィールド内に存在しているトランスポンダが属しているファミリが、端末の発振回路に対して実行される物理的な測定に基づいて決定されることである。より詳細には、端末の発振回路を流れる電流および該発振回路のコンデンサの両端間の電圧の値が、端末を稼動させる前の学習フェーズで測定された値および／または計算された値と比較される。
【００３７】
本発明によれば、受信したデータ信号の利用を必要とすることなく（つまり、端末の復調器の下流側ではなく）、トランスポンダのタイプの決定が実施される（復調器の上流側で）。本発明によれば、この数を単独の電流測定および電圧測定に基づいて、かつ、これらの変数の計算に基づいて決定するステップが提供される。
【００３８】
データ・メッセージの翻訳（復調）を必要とすることなく、トランスポンダが属するファミリが決定されるため、システムのセキュリティが著しく改善されている。実際に、端末に「受諾」されるためには、トランスポンダは、基準トランスポンダの特性と同じ特性を有していなければならない。このことは、海賊トランスポンダが、有効トランスポンダの構造と同じ構造を有していなければならない（同じ方法で統合形態に製造しなければならない）ことを意味している。そのために、固有電気特性の再生（使用されている技術および統合方法にリンクさせる）がデータ・メッセージ特性より困難であり、したがって不正の危険が著しく低減されている。
【００３９】
本発明の他の特徴は、端末の発振回路の基準値に対する位相調整が提供されることである。本発明によれば、この位相調整はループで実行される。このループの応答時間は、トランスポンダからの可能バック変調に対する妨害を回避するだけの十分な長さであり、かつ、端末のフィールド内をトランスポンダが通過する速度と比較して十分に短くなるように選択されている。これは、変調周波数（例えば、トランスポンダから端末へのデータ伝送に使用される１３．５６ＭＨｚの遠隔供給搬送周波数および８４７．５ｋＨｚのバック変調周波数）に対する静的調整と呼ぶことができる。
【００４０】
位相調整により、実行される物理変数の測定を高い信頼性で利用することができる。実際に、トランスポンダによって発振回路に形成される負荷は、該トランスポンダと端末を隔てている距離によって決まるため、端末の発振回路のコンデンサ（図１のコンデンサＣ１）の両端間に決定される変化の範囲は、遠隔供給搬送周波数に対する端末の発振回路の同調およびトランスポンダの発振回路の同調によって決まる。この点に関し、従来の回路の場合、この同調が完全ではない。詳細には、従来の回路の場合、端末が製造されると、搬送周波数への共振周波数の同調は、可変コンデンサによって手動で実施されている。端末の発振器によって提供される基準信号と、例えばコンデンサＣ１の両端間でサンプルされる受信信号との間の選択位相動作点を保証するためには、同調には、特に容量素子および誘導素子の製造公差による調整が必要である。端末の発振回路が離調すると、いくつかの重大な問題が生じ、特に、端末の発振回路における信号振幅の修正、延いては可能決定に利用することができる信号の振幅の修正に重大な影響を及ぼすことになる。
【００４１】
図３は、発振回路の位相調整ループを備えた、本発明による端末３０の実施形態をブロック図の形で示したものである。
【００４２】
従来と同様、端末３０は、容量素子３１と直列の誘導抵抗すなわちアンテナＬ１、および増幅器すなわちアンテナ結合器３３の出力端子３２と基準電位（通常、接地）端子３４の間の抵抗素子Ｒ１で構成された発振回路を備えている。発振回路を流れる電流を測定するための素子３５が、例えば容量素子３１と接地３４の間に挿入されている。測定素子３５は、以下で説明する位相調整ループに属している。増幅器３３は、変調器３６（ＭＯＤ）から入力される高周波伝送信号Ｅを受信し、変調器３６は、例えば水晶発振器（図示せず）からの基準周波数（信号ＯＳＣ）を受け取っている。変調器３６は、必要に応じて、送信すべきデータ信号Ｔｘを受信し、端末から伝送するデータが何ら存在しない場合、トランスポンダに遠隔供給するようになされた高周波搬送波を提供している（例えば１３．５６ＭＨｚで）。容量素子３１は、信号ＣＴＲＬによって制御される可変容量素子である。
【００４３】
端末３０では、アンテナＬ１を流れる電流の位相調整が、基準信号に対して実施されている。この調整は、高周波信号の調整、つまり伝送すべきデータが存在しない場合の信号Ｅに対応する搬送波信号の調整であり、端末３０の発振回路の容量を変化させることによって実施され、アンテナを流れる電流の位相を、基準信号に対して一定に維持している。この基準信号は、例えば、変調器の発振器によって提供される信号ＯＳＣに対応している。信号ＣＴＲＬは、基準信号に対する位相インターバルを検出し、かつ、検出した位相インターバルに応じて素子３１の容量を修正する機能を有する回路３７（ＣＯＭＰ）から出力されている。位相の測定は、例えば、素子３１と直列に接続された電流トランス３５によって、回路を流れる電流Ｉを測定することによって実施される。この電流トランスは、通常、素子３１と端子３４の間の一次巻線３５’および二次巻線３５”で構成されている。電流トランスの第１の端子は、接地３４に直接接続され、第２の端子は、測定結果を提供する信号ＭＥＳを供給している。電流−電圧変換抵抗Ｒ３５は、二次巻線３５”に並列に接続されている。測定結果ＭＥＳは比較器３７に送られ、比較器３７は、測定結果ＭＥＳに応じた信号ＣＴＲＬによって、容量素子３１を制御している。
【００４４】
図３に示す好ましい実施形態によれば、比較器３７には、トランスポンダから入力される、発振回路によって受信されることになる信号を復調するために使用される位相復調器（図示せず）と同じ位相復調器が使用されている。したがって比較器３７は、トランスポンダから受信したデータのバック変調を復調した信号Ｒｘを、端末の電子回路の残りをシンボル化するブロック３８に提供している。
【００４５】
従来の手段を使用し、かつ、上に示した機能に基づけば、位相調整ループの実用的な実施態様については、当分野の技術者の能力の範疇であろう。図３に示す電流トランスの代替として、従来の他の測定手段を使用することも可能である。文書ＥＰ−Ａ−０，８５７，９８１に、位相調整端末の例が記載されている。
【００４６】
端末の発振回路の位相を基準値に調整することにより、発振回路の部品のサイジング公差の問題およびこれらの部品の動作中の変動の問題が除去される。端末の発振回路と１つまたは複数のトランスポンダの発振回路との間の磁気結合に関する信頼性の高い測定をさらに実施することができる。
【００４７】
本発明によれば、端末の発振回路の電流および電圧の測定値を利用して、それらからトランスポンダのタイプに関する情報を引き出すことができる。この情報には、詳細には、各々のカードと端末の間の結合、つまり、端末の発振回路と複数のカードのうちの１つのカードの発振回路との間の結合係数が考慮されている。この結合係数は、本質的には、トランスポンダと端末を隔てている距離によって決まり、トランスポンダの発振回路と端末の発振回路の間の結合係数ｋは、常に０と１の間である。アンテナと発振回路を隔てている距離は、第一近似の場合、１−ｋに比例しているため、以下の説明では、距離または結合係数のいずれかが参照されている。
【００４８】
本発明の、複数のトランスポンダが同時に端末のフィールド内に存在することが考えられるアプリケーションでは、上記とは別の特徴により、端末のフィールド内に存在しているカードの数が決定される。本発明によれば、この決定は、この場合も、端末の発振回路に対して実行される物理測定に基づいて実施されている。シグネチャの決定については、端末の発振回路を流れる電流の値および該発振回路のコンデンサの両端間の電圧の値を、端末を稼動させる前の学習フェーズで測定および／または計算された値と比較することによって、端末のフィールド内のカードの数が決定される。
【００４９】
このトランスポンダの数の決定には、受信したデータ信号を利用する必要がないため、通信初期化方法（図２）におけるループ数が著しく少なくなっている。実際に、ループ数を測定に基づいて動的に適合させる方法が使用されている場合であっても、考慮される初期の数は、従来の実施態様と比較して洗練されている。
【００５０】
本発明は、１つまたは複数のトランスポンダを備えた、動作構成の異なる端末による測定が可能な電気変数にリンクした様々な関係を解釈することに端を発している。
【００５１】
詳細には、端末の直列発振回路を流れる電流Ｉ（例えば、電流トランス３５によって測定される）は、
【数１】

の関係によって、発振回路を励起している、いわゆる発生器電圧（Ｖｇで示す）および発振回路のみかけのインピーダンスＺ１_ａｐｐにリンクしている。
【００５２】
また、発振回路の位相が基準値に調整されているため、端末のフィールドに入るトランスポンダの距離変化を、この発振回路のインピーダンスの実数部の修正として翻訳するだけで良い。実際に、発振回路のインピーダンスの虚数部の修正を、そのトランスポンダ（または複数のトランスポンダ）によって形成される負荷によって修正する傾向にあるすべての変化が、位相調整ループによって補償される。したがって、静的動作においては、インピーダンスＺ１_ａｐｐの虚数部がヌルであることが保証され、インピーダンスＺ１_ａｐｐは、みかけの抵抗Ｒ１_ａｐｐと等しくなり、
【数２】

で表される。上式で、ａ^２は、
【数３】

である。上式で、ωは脈動を表し、Ｘ２は、トランスポンダの発振回路のインピーダンスの虚数部（Ｘ２＝ωＬ２−１／ωＣ２）を表し、また、Ｒ２は、図１に、誘導抵抗Ｌ２およびコンデンサＣ２に並列に接続された、点線で示す抵抗Ｒ２によってモデル化された、トランスポンダ回路によってトランスポンダ自身の発振回路に形成される負荷を表している。つまり、抵抗Ｒ２は、コンデンサＣ２および誘導抵抗Ｌ２に並列に追加される、すべてのトランスポンダ回路（マイクロプロセッサ、バック変調手段等）の等価抵抗を表している。上の式２では、直列抵抗である、他の２つの項に加える誘導抵抗Ｌ１は無視されている。また、分かり易くするために、この直列抵抗の値は、抵抗Ｒ１の値の中に含まれているものと見なすことができる。
【００５３】
上の式２および３は、端末のフィールド内に単一のトランスポンダが存在している場合の式である。式１、２および３を結合すると、電流Ｉは、
【数４】

で表される。上式で、Ｚ２^２は、
【数５】

である。
【００５４】
上の表現式４および５では、値Ｖｇおよびｋのみが、所与のファミリの所与の端末およびトランスポンダに対して変化するものと考えられる。
【００５５】
本発明では、読取り書込み端末側で容易に実行することができる電気変数測定のうち、以下の場合に対応するオフロード値および最大結合値が使用されている。
【００５６】
オフロード値は、端末のフィールド内にトランスポンダが存在していない場合の電流および電圧を表している。このオフロード動作では、端末の発振回路のみかけのインピーダンスＺ１_{ｏｆｆ−ｌｏａｄ}は、端末の部品Ｒ１、Ｌ１およびＣ１によってのみ決まる。また、位相調整により、このインピーダンスの虚数部が常にヌルであるため、次のように表すことができる。
【数６】

【００５７】
また、みかけのインピーダンスＺ１_ａｐｐの虚数部Ｘ１_ａｐｐを、
Ｘ１_ａｐｐ＝Ｘ１−ａ^２．Ｘ２（式７）
で表すことができることは知られている。上式で、Ｘ１は、
【数７】

である。
【００５８】
虚数部Ｘ１_ａｐｐはヌルであるため、次のように表すことができる。
Ｘ１＝ａ^２．Ｘ２（式９）
【００５９】
これらの関係に基づいて、電流値とオフロード値の差を次のように表すことができる。
Ｘ１−Ｘ１_{ｏｆｆ−ｌｏａｄ}＝ａ^２．Ｘ２−ａ_{ｏｆｆ−ｌｏａｄ} ^２．Ｘ２
（式１０）
【００６０】
ここで、オフロード結合がヌルであるため、係数ａ_{ｏｆｆ−ｌｏａｄ}はヌルである。また、素子３１の両端間の電圧ＶＣ１（電流トランス３５の影響は無視する）は、Ｉ／ωＣ１で表すことができ、Ｉは、例えば電流トランス３５によって測定される。その結果、上の式１０は、
【数８】

で表すことができる。
【００６１】
容易に決定することができる他の動作条件は、最大結合ｋｍａｘに対応している。この条件、つまりトランスポンダと端末の間の距離が最短の関係にある場合（例えば、トランスポンダが、可能な限りアンテナＬ１に接近して端末上に置かれた場合）、関連するファミリすなわちタイプのトランスポンダが端末上に置かれたものとして、端末の発振回路を流れる電流Ｉ_ｍａｘを測定することができる。
【００６２】
式１０を電流値および最大結合に適用し、かつ、これらの適用を式１１に転換すると、１つのカードに対して、次のように表すことができる。
【数９】

【００６３】
ここで、式３を上の式に適用すると、
【数１０】

が得られる。
【００６４】
したがって、トランスポンダが端末のフィールド内に存在している場合、電流と最大結合係数の間の比率ｋ／ｋ_ｍａｘは、
【数１１】

で表される。
【００６５】
式１１を最大結合ｋ_ｍａｘに適用し、かつ、係数ａ_ｍａｘ ^２を表すために、式１、２および６と結合すると、次のように表される。
【数１２】

【００６６】
ここで、所与のトランスポンダ・ファミリに対して、比率
【数１３】

は一定であり、さらに、端末の発振回路の励起電圧Ｖｇが決定される。したがって、次の関係に関連する定数Ｋ２は、
【数１４】

で定義される。
【００６７】
上の式１５は、任意の値の電流Ｉおよび電圧ＶＣ１に適用することができる（最大結合時の値の代わりに）。したがって、学習フェーズにおいて、オフロード電圧および電流、ならびに所与のトランスポンダ・ファミリに対する最大結合時の同一変数を記憶しておくことにより、これらの変数の不断の測定から、フィールド内に存在しているトランスポンダの上記ファミリへの付属を引き出すことができる。次の関係が遵守されていることをチェックするだけで十分である。
【数１５】

【００６８】
逆に、結果が異なる場合、それは、読取り装置がそのフィールド内に他のタイプのカード（例えば、他の製造者のカード）を有していることを意味している。
【００６９】
複数のカードが同時にフィールド内に存在することが考えられるケースに本発明を応用する場合、上記のチェックでは不十分である。この場合、端末側のみかけのインピーダンス（より詳細には、みかけの抵抗）に対するトランスポンダのそれぞれの関係を総括しなければならない。したがって、端末のフィールド内にｎ個のトランスポンダが存在している場合、式２および３を適用して、次のように表すことができる。
【数１６】

【００７０】
トランスポンダが同一タイプのトランスポンダ、つまり、同一の固有電気特性（Ｌ２、Ｒ２およびＣ２）を有していると見なすと、上の式１８は、
【数１７】

になる。
【００７１】
この場合、変数である項のみが発振回路間の結合、つまり各トランスポンダと端末の間の距離によって決まる。
【００７２】
結合係数ｋ_ｉが異なるｎ個のカードの場合、次のように表すことができる。
【数１８】

【００７３】
第一近似の場合、端末から見ると、すべては、端末が、あたかも平均結合係数に相当する同一結合係数を有するｎ個のトランスポンダを見るかの如くに生じる、とみなすことができる。したがってカード当たりの平均結合係数は、次の関係によって定義される。
【数１９】

【００７４】
これは要するに、次の関係によって係数ａ_ａｖを定義することである。
【数２０】

【００７５】
端末のフィールド内にｎ個のカードすなわちトランスポンダが存在している場合、端末の電流トランスによって測定される電流Ｉは、次の式で示すように、カードの数によって決まり、かつ、平均結合係数の関数として表される、それらの個々の結合係数によって決まる、と見なすことができる。
【数２１】

【００７６】
すべてのトランスポンダが端末の結合係数と同じ結合係数を有しているかどうかは、直観的に分かる。つまり、すべてのトランスポンダが同一の距離に存在している場合、電流Ｉは、フィールド内に存在するトランスポンダの数の増加に伴って減少する。同様に、端末の発振回路を流れる電流の測定値が同じである場合、各トランスポンダの結合係数の減少は、フィールド内のトランスポンダ数の増加を暗に示している。つまり、トランスポンダの数とトランスポンダ当たりの平均結合係数の二乗の積は一定であると見なすことができる。
【００７７】
上の式２３において、所与の端末および所与のファミリのトランスポンダに対して、Ｖｇ、ｎおよびｋａｖの値のみが変化することが考えられることを考慮して、１つのカードおよびｎ個のカードに対するこの関係を最大結合で表すと、次の式が引き出される。
【数２２】

上式で、Ｉ_ｍａｘ（１）およびＩ_ｍａｘ（ｎ）は、それぞれ１つのカードおよびｎ個のカードに対する最大結合時の電流を表している。
【００７８】
式２３と２４を結合すると、次の関係が得られる。
【数２３】

【００７９】
既に示したように、１つのカードに対するオフロード電流および最大結合電流は、読取り装置の学習フェーズで測定することができる（最大結合Ｉ_ｍａｘ（１）における電流に対しては、サンプル・カードを使用して）。したがって読取り装置は、２つのカード、３つのカード、４つのカード等に対する最大結合時の様々な電流値を計算することができ、計算値の最大数がアプリケーションにリンクされ、かつ、読取り装置のフィールド内に見出されると考えられる最大計算カード数に絶対的にリンクされる。
【００８０】
図４は、本発明による学習フェーズおよび準備フェーズの実施形態の流れ図を示したものである。
【００８１】
先ず（ブロック４０、ＳＴ）読取り装置がターン・オンされ、読取り装置の内部コンピュータ・システムによって学習フェーズに構成される。
【００８２】
第１のステップ（ブロック４１）で、オフロード電圧ＶＣ１_{ｏｆｆ−ｌｏａｄ}およびオフロード電流Ｉ_{ｏｆｆ−ｌｏａｄ}が測定され、記憶される。これらの測定は、端末のフィールド内にカードが存在していない状態で実施される。
【００８３】
第２のステップで、端末による認識を希望するすべてのタイプのカードに対して、最大結合時の電圧ＶＣ１および電流Ｉが測定される。図４では、これは、指数ｊの設定（ブロック４２）、指数ｊの設定に続く、端末から最短の距離、理想的にはゼロの距離に置かれたサンプル・カードを使用した変数の測定（ブロック４３）で示されている。電流Ｉ（ｊ）_ｍａｘは、例えば強度変成器（図３の３５）によって測定され、電圧ＶＣ１（ｊ）_ｍａｘは、例えばコンデンサ３１の両端間で測定される。次に、ブロック４１および４３で測定された変数に基づいて、読取り装置のコンピュータ手段によって、考慮中のカード・ファミリの定数Ｋ２（ｊ）（あるいは、定数Ｋ２にリンクした他の任意の適切な値）が計算され（ブロック４４）、ファミリのこの特性値が記憶される（ブロック４５）。記録すべきカードのタイプが残存している間（試験４６）は、カウンタが歩進され（ブロック４７）、ステップ４３から４５が繰り返される。
【００８４】
すべてのトランスポンダ・タイプが記録されると、学習フェーズが完了し（ブロック４８、Ｅ）、読取り装置は、トランスポンダが読取り装置のフィールドに出現する毎に、識別済みのタイプにトランスポンダが属するかどうかを決定することができる。
【００８５】
当然のことながら、オフロード動作と最大結合の間の測定順序は任意である。オフロード測定（端末と動作するべきカードのファミリすなわちタイプとは独立している）は、最大結合測定（例えば、端末との動作を意図したカードのタイプを変更するために更新することができる）と切り離して実行することさえ可能である。また、比率Ｋ２の代わりに、比率Ｋ２を表す他の任意の量（例えば、Ｋ２／Ｖｇの値）を記憶することもできる。
【００８６】
図５は、本発明による、カードのタイプを識別する方法の実施形態の簡易流れ図を示したものである。
【００８７】
この実施形態によれば、学習フェーズが終了すると（図４のブロック４８）、読取り装置は、従来のスタンバイ動作モードに切り替わり、読取り装置のフィールド内へのトランスポンダの出現を監視するべく、周期的に要求を送信する。
【００８８】
読取り装置は、トランスポンダの出現の可能性を検出すると、図５に示すような決定フェーズを直ちに開始する。プログラム初期化ステップ（ブロック５０、ＳＴ）が終了すると、電流Ｉおよび電圧ＶＣ１の現在の値が測定される（ブロック５１）。次に、現行トランスポンダの特性定数Ｋ２が計算され（ブロック５２）、複数の定数のうちの１つが現在値に対応するかどうか、学習フェーズで記憶された１組の値の中から探索される（ブロック５３）。
【００８９】
複数の定数のうちの１つが現在値に対応する場合、現行カードの認識の妥当性が検査される（ブロック５４）。この妥当性検査には様々なアクションが伴っている。例えば、以下で分かるように、読取り装置をカード・タイプに適合させることができ（ブロック５５）、あるいは妥当性検査を、第１の読取り装置アクセス制御と見なすことができる。続いて従来の衝突防止方法が適用される（伝送の初期化ＩＮＩＴを示すブロック５７）。
【００９０】
トランスポンダを認識されない場合、この場合も、認識を与えるために必要な目的に応じて、いくつかのアクションが取られる（ブロック５６）。例えば要求手順をブロックすることによって交換を停止し（ブロック５７）、トランスポンダが海賊トランスポンダであることが熟慮される。読取り装置をトランスポンダのタイプに適合させるためにのみ本発明が実施される場合、適合に関しては特に提供されていない。その後、従来の衝突防止方法が適用される（ブロック５７）。
【００９１】
本発明の利点は、本発明により、読取り装置に対する第１のアクセス制御を、データ・メッセージの復調ではなく、トランスポンダの固有電気特性に基づいて実施することができることである。使用されるシグネチャが「電気」タイプのシグネチャであるため、変造が極めて困難である（容量Ｃ２および等価抵抗Ｒ２は、チップ内に統合された構成要素に基づいている）。また、トランスポンダのタイプによるそれらの固有差が十分ではない場合、トランスポンダを製造する際に、トランスポンダに異なるシグネチャを付与するべく、タイプ毎にトランスポンダの部品に若干の修正を加えることは容易である。
【００９２】
本発明の他の利点は、通信プロセスおよび衝突防止プロセスの初期化を開始する前に、上記第１のアクセス制御を実施することができることである。実際には、本発明に必要な測定および計算は、読取り装置が備えているコンピュータ手段を使用して、極めて高速で実施されている。
【００９３】
本発明の他の利点は、本発明により、必要に応じて、伝送初期化プロセスを実施する前に、読取り装置が通信しなければならないトランスポンダに読取り装置を適合させることができることである。例えば、トランスポンダのタイプを読取り装置との結合タイプ（遠隔または近接）専用にすることができる。読取り装置が、トランスポンダとの結合関係に応じた複数の動作モードを許容することができる場合、読取り装置、より詳細には読取り装置の発振回路を、トランスポンダの専用動作モードに適合させることができる。
【００９４】
実際に、トランスポンダのタイプが極端な近接結合での動作専用であるか、あるいは遠隔結合での動作専用であるかどうかを、学習フェーズから引き出すことができる。例えば、本出願人の欧州特許出願第００４１００７７．２号および第００４１９０７８．０号に、それぞれ極端な近接結合および遠隔結合での動作に対するトランスポンダの構造的専用化方法が記載されている。これは、トランスポンダによって回復される電圧が最大になる結合位置として定義される、最大結合ｋ_ｍａｘに対するトランスポンダの最適結合点ｋ_ｏｐｔの位置として解釈することができる。ｋ_ｏｐｔ＜ｋ_ｍａｘである場合、トランスポンダが極端な接近動作専用であることは知られている。ｋ_ｏｐｔ＞ｋ_ｍａｘである場合、トランスポンダは遠隔結合動作専用である。この場合、この２つの結合係数の比率は、最大結合時の電流Ｉｏｆｆ−ｌｏａｄで決まる。実際に、第一近似の場合、式１、２および第１位におけるＸ２がほぼゼロである式３を組み合わせると、次のように表すことができる。
【数２４】

【００９５】
したがって、学習フェーズに基づいて、トランスポンダのタイプが極端な接近結合動作専用であるか、あるいは遠隔結合動作専用であるかどうかを決定することができる。
【００９６】
一方、Ｃ２ｔｕｎ同調時つまりトランスポンダの発振回路を遠隔供給搬送波の周波数に同調させる場合のコンデンサＣ２の値に対するトランスポンダのコンデンサＣ２の位置は、比率Ｋ２／Ｖｇから引き出すことができる。
【００９７】
実際に、読取り装置のフィールドに存在する１つのカードに対して、次のように表すことができる。
【数２５】

【００９８】
この表現式および式１６に基づいて、次のように表すことができる。
【数２６】

【００９９】
ここで、トランスポンダが遠隔供給搬送周波数に同調すると、
【数２７】

となる。
【０１００】
したがって、項
【数２８】

は、トランスポンダの離調を表している。
【０１０１】
したがって、
【数２９】

で表すことができる。上式で、項
【数３０】

は、トランスポンダの離調に比例したイメージを示している。上の式は、当然、トランスポンダの品質係数Ｑ２の形に置き換えることができる。その場合、比率Ｋ２／Ｖｇは、品質係数の変化に比例したイメージである。
【０１０２】
続いて、読取り装置のフィールド内のトランスポンダの電流比率Ｋ２／Ｖｇを測定することにより、トランスポンダの容量値に関する、学習フェーズにおいて記憶された比率Ｋ２／Ｖｇに対応する理論同調容量と比較した情報が得られる。
【０１０３】
トランスポンダが極端に近接した動作専用であり、かつ、その品質係数が同調時の品質係数より小さい場合、読取り装置の発振回路の品質係数を小さくすることができ（例えば、Ｃ１および／またはＲ１の値を大きくすることによって）、それにより伝送速度が速くなる。また、抵抗Ｒ１の値を大きくすることにより、端末の伝送電力、つまりその遠隔供給範囲が小さくなり、極端な近接動作が強化される。
【０１０４】
同じくトランスポンダが極端な近接専用の場合であって、品質係数Ｑ２が同調時の品質係数より大きい場合、Ｒ１の値を大きくすることによって伝送電力を小さくし、遠隔供給範囲を小さくすることができる。
【０１０５】
トランスポンダが遠隔結合動作専用である場合、端末は、トランスポンダのフローレートが比較的遅いか、あるいは比較的速いかどうかに応じて、そのＣ１およびＲ１の値を適合させることができる。
【０１０６】
より一般的には学習フェーズから利点が得られ、また、基準トランスポンダを使用し、前記トランスポンダにその動作（例えば、極端な近接結合動作または遠隔結合動作、バック変調フローレート、最小電圧レベル、記憶サイズおよび記憶内容のタイプ、識別タイプ等）に関する情報を端末に送信させることにより利点が得られる。これらのすべての特性は、端末に記憶されているトランスポンダのタイプに結合される。それにより、例えば、トランスポンダと端末の間の各通信の開始時における、この動作に関する情報の送信が回避される。
【０１０７】
通常、端末が取るアクションはすべて、学習フェーズにおいて、予め端末によって、関連するファミリの基準トランスポンダを使用して収集された情報に応じて適合させることができる。「電気」識別から抽出された情報は、詳細にはトランスポンダによって端末へ送信された「ソフトウェア」情報と結合される。
【０１０８】
本発明の好ましいアプリケーションでは、端末のフィールド内に存在しているトランスポンダの数についても決定されている。そのために、学習フェーズで追加計算が実行されるが、以下の説明で明らかになるように、考慮される測定は、トランスポンダのタイプを決定するために実施される測定と同じである。
【０１０９】
図６は、発振回路を流れる、距離ｄ、より詳細には読取り装置のフィールド内に存在するカード当たりの平均結合係数に応じた電流Ｉの曲線網の例を示したものである。平均結合のスケールは、右へ向かって減少し、距離のスケールは、右へ向かって増加している。
【０１１０】
図６の曲線網で示すように、最大結合ｋｍａｘ時、つまり距離ゼロにおける最大電流は、端末のフィールド内に存在するカード数の増加に伴って減少している。また、曲線はすべて実質的に同じ形状を有しており、距離の増加（すなわち、カード当たりの平均結合係数の減少）に伴って、オフロード電流の水平形状に合流している。曲線は、互いに交差していないことに留意されたい。
【０１１１】
したがって、読取り装置の動作に応じて、読取り装置の発振回路を流れる電流を測定し、測定した電流を学習フェーズの間に計算された様々な値と比較することにより、フィールド内に存在するカードの最少数を決定することができる。図６に示す曲線と比較した場合、学習フェーズにおける計算が、実際の曲線網のプロットを導くためのものではなく、単に様々な可能最大電流を計算するためのものに過ぎないことに留意されたい。
【０１１２】
最少の曲線数を計算するために、学習フェーズ（図４）に追加ステップ（図示せず）が提供されており、複数のカードの最大結合に対応する１組の電流値が計算されている。これらの値Ｉ_ｍａｘ（ｎ＞１）が、図６に示す電流値に対応しており、計算値の最大数は、アプリケーションによって様々である。
【０１１３】
これにより読取り装置は、同一タイプの１つまたは複数のトランスポンダが読取り装置のフィールド内に出現する毎に、トランスポンダの最少数を決定することができる。この数により、要求手順、より詳細には実施すべき衝突防止ステップの数を伝送の初期化に適合させることができる。
【０１１４】
実際に、上の式１７に対応する試験を、同一タイプのｎ個のカードに対して一般化することができる。その場合、ｎ個のカードの寄与に対応する測定値ＶＣ１およびＩ１、および実行すべき試験は、次の通りである。
【数３１】

【０１１５】
この試験は、図５の試験５３の代わりに実施される。試験の結果が正しくない場合、それは、タイプが異なる複数のカードが存在していることを意味している。その場合、単に電流測定および電圧測定に基づくだけでは、それらの個々のタイプを決定することはできない。その場合、従来のソフトウェア要求、初期化および衝突防止方法が使用されなければならない（図２）。
【０１１６】
試験の結果が正しい場合、それは、同一タイプの１つまたは複数のカードが存在していることを意味している。その場合、カードの数を決定するための、本発明の好ましい実施形態による方法が実施され、読取り装置のフィールド内に存在しているカードのタイプだけではなく、カードの最少数および最大数が決定される。
【０１１７】
この場合、妥当性検査ステップ５４（図５）は、学習フェーズで既に計算済みの、端末のフィールド内に存在しているトランスポンダの最少数ｎｍｉｍの値に基づく決定に対応している。
【０１１８】
例えば、測定電流Ｉが、オフロード電流Ｉ_{ｏｆｆ−ｌｏａｄ}と１つのカードに対する最大電流Ｉ（ｊ）_{ｍａｘ（１）}（図４に示す学習フェーズの測定Ｉ（ｊ）_ｍａｘに対応する）の間にある場合、２つのケースが考えられる。１つは、読取り装置のフィールド内に単一のカードが存在し、かつ、そのカードが所与の結合ｋ（ｋ_ｍａｘより小さい）を有しているケースであり、もう１つは、読取り装置のフィールド内にｎ個のカードが存在し、それぞれ上記第１のケースの結合ｋより小さい結合ｋを有しているケースである。
【０１１９】
測定電流Ｉが、ｎ個およびｎ＋１個のカードに対する２つの最大電流値の間にある場合、少なくともｎ個のカードが読取り装置のフィールド内に確実に存在しているが、カード当たりの平均結合が、ｎ個のカードしか存在していない場合のカード当たりの平均結合より小さい場合は、ｎ＋１個より多いカードが存在している。
【０１２０】
この場合、衝突防止方法の中では、この最少数の関数であるｎ_Ｒ個の要求サイクルが選択され、この数に基づいて、従来の衝突防止プロセスが適用される。
【０１２１】
上で説明した簡単な実施形態に既に現われている第１の利点は、カードの最少数を知ることにより、衝突防止要求の数が既に調整され、かつ、時間が従来の方法に対して既に節約されていることである。
【０１２２】
図７は、本発明の好ましい実施形態の簡易流れ図を示したもので、伝送初期化方法の要求フェーズの数の決定が洗練されている。図７に示す流れ図は、例えば妥当性検査ステップ５４に代わって、図５の流れ図と重複している。
【０１２３】
先ず、最少数ｎ_ｍｉｎが、簡単な方法で決定される（ブロック７２）。
【０１２４】
次に、端末のフィールドに存在していると考えられる最少数のカードの各々に対して、コンデンサＣ１（図３の素子３１）の両端間の電圧に対する１組の理論値に対応する１組の値ＶＣ１（ｔｈ、ｎ_ｍｉｎ）が計算される（ブロック７３）。
【０１２５】
これらの理論値の計算は、以下のように実施される。
【０１２６】
読取り装置側に設けられた位相調整ループにより、予め決定済みの最少数のカードの各々に対する読取り装置の容量素子の両端間の理論電圧が計算され、次に、計算された理論電圧から、フィールド内に存在しているカードの最大数が引き出される。
【０１２７】
実際に、既に確立されている、１つのカードに対する式１６は、任意の値の電流Ｉ、任意の値の電圧ＶＣ１、および任意の値の結合に対して有効であり、したがって現在の電圧ＶＣ１は、
【数３２】

で表される。
【０１２８】
定数Ｋ２は、学習フェーズで、測定値に基づいて既に計算済みであり、かつ、記憶済みである（図４のブロック４１および４３）。
【０１２９】
式３２は、端末のフィールド内に存在している複数のカードに対して有効であり、したがって、式３２から引き出される次の関係を適用することにより、電流の現在の測定値（図５のブロック５１）およびカードの最少数ｎ_ｍｉｎの決定（ブロック７２）に基づいて、ｎｍｉｎ個のカードに対する容量素子３１の両端間の電圧ＶＣ１の理論値ＶＣ１（ｔｈ、ｎ_ｍｉｎ）を引き出すことができる。
【数３３】

【０１３０】
これにより、素子３１の両端間で測定された電圧の現在値と、予め決定済みの最小面積に対して計算された上記理論値とを比較することができる（ブロック７４）。
【０１３１】
測定電圧が、数ｎ_ｍｉｎに対して計算された理論値より小さいか、あるいは等しい場合、それは、フィールド内に存在しているカードの数が最少数に等しいことを意味している。その場合、この数ｎ_ｍｉｎに基づいて、衝突防止プロセスの要求列の数ｎ_Ｒが選択される（ブロック７５）。数ｎ_Ｒは、トランスポンダの正確な数に対応することが分かっている。
【０１３２】
測定電圧が理論値より大きい場合、それは、端末のフィールド内にｎ_ｍｉｎ個より多いカードが存在していることを意味している。
【０１３３】
次に、電圧測定に基づく、フィールド内に存在する最大カード数の決定を含む他の計算フェーズに進む。そのために、増加した数ｎｍｉｎ＋ｉに対して測定される電流Ｉに対応して得られる電圧ＶＣ１の計算が、繰返し実行される。実際に、電流測定に基づいて最少カード数が決定されているため、また、この最少数に実際のカード数が対応していないことが分かっているため、端末のフィールド内のカード数は最少数より多く、かつ、これらのカードの平均結合係数は、最大結合係数より小さい。逆の場合、測定電流は、もっと大きい最少カード数を提供することになる。
【０１３４】
図７の実施形態の例で示すように、カード数ｎ_ｍｉｎに対する追加増分ｉを表すカウンタが初期化される（ブロック７６）。変数ｉを１にセットすることにより、測定電流Ｉおよび最少カード数＋１に対する第１の電圧値ＶＣ１が計算される。この値の計算（ブロック７７）に適用される関係は以下の方法で得られるが、それについては図８との関係でより良く理解されよう。
【０１３５】
図８は、容量素子３１の両端間の電圧ＶＣ１の値を基準とした、距離（すなわち結合係数ｋ）に応じて発振回路に流れる電流Ｉの形状の例を示したものである。
【０１３６】
この図面で示すように、学習フェーズの間に実行される計算（図４のブロック４４）は、曲線８１、８２、８３および８４の、すべて最大結合係数ｋ_ｍａｘの位置に位置付けされる原点の決定を可能にしている。曲線の各々は、カード数が増加すると電流が減少することを示している。オフロード電流の測定値（ブロック４１）は、異なる曲線の漸近線を画定している。図８の電流プロットと図６のプロットとを比較されたい。最大結合係数（すなわち距離ゼロ）の位置における電流軸上の異なるポイントを決定することにより、カードの様々な最少数を表す面積（図面表現では水平方向）を決定することができる。続いて電圧ＶＣ１を測定することによってカードの最大数を決定することができる。
【０１３７】
値Ｉの測定電流で得られた最少数のカードに対する理論電圧値を計算する（ブロック７３）ことにより、図８に示す例では２つのカードの形状を表している曲線８２上の交点が決定される。
【０１３８】
図７のブロック７７で実行される計算により、測定電流Ｉの線と、より多いカード数に対応している曲線８３および８４の交点が決定される。
【０１３９】
「１」の増分ｉに対する第１の値ＶＣ１（Ｉ、３）が計算されると、得られた値と測定値ＶＣ１が比較される（ブロック７８）。測定値ＶＣ１が計算値以下である限り、増分ｉが増加され（ブロック７９）、より数の多いカードに対する計算が再開される（値ＶＣ１（Ｉ、４））。図８の例では、測定値ＶＣ１は、３つのカードに対する値と４つのカードに対する値の間にあることが仮定されている。測定電流を考慮すると、この仮定は、トランスポンダの数が最大４つであり、したがって２つと４つの間にあることを意味している。続いて、この最大数（または決定セキュリティの理由で、最大数＋１）に対する衝突防止プロセスの要求数がセットされる（ブロック８０）。
【０１４０】
次に、要求数がブロック７５またはブロック８０によって決定されるかにより、この数を考慮して従来の要求プロセスが実行される（ブロック５７）。
【０１４１】
図８は、全くの理論曲線を示したものであるが、本発明を実施するために必要な計算は、実際に正確に決定する必要のないこれらの曲線のポイントにのみ関していることに留意されたい。
【０１４２】
値ＶＣ１（Ｉ、ｎ_ｍｉｎ＋ｉ）の計算は、次の式に基づいて実行される。
【数３４】

この式は、所与の測定電流に対する平均結合係数が、次の関係によって得られることを考慮すると、式１４を最少数の領域内のカード当たりの平均結合係数に適用することによって引き出される。
【数３５】

上式で、ｋ（Ｉ、ｔｈ、ｎ_ｍｉｎ）は、カード当たりの平均結合係数を表し、値ｎｍｉｎに対応している。
【０１４３】
本発明の利点は、フィールド内に存在しているトランスポンダの少なくとも最少数を決定することができることである。
【０１４４】
上に示した好ましい実施形態では、さらに、フィールド内に存在しているトランスポンダの正確な数あるいは少なくとも最大数が決定される。これらの数を知ることにより、少なくとも１つのトランスポンダが、端末によって送信された問合せ要求に応答した場合に、通信の初期化アルゴリズムを適合させることができる。
【０１４５】
読取り装置のフィールド内のカードの数を事前に知ることが、要求フェーズの最適数の決定を可能にしている。それにより、読取り装置の前に同時に出現する複数のカードの中から１つのカードを選択し、あるいは読取り装置のフィールド内の複数のカードを識別し、もしくは読取り装置が通信しなければならない様々なカードの選択順序付けを可能にすることができなければならない衝突防止プロトコル専用の交換時間が、最適に短縮される。
【０１４６】
読取り装置のフィールド内の予想可能なカード数の適合は、本発明に従って、トランスポンダが端末からの要求に応答すると直ちに実施される。要求プロセスを実施するために所定の数が必要な場合、最初に、任意に、あるいは従来通りに予想可能数をセットすることができる。
【０１４７】
読取り装置がトランスポンダの存在を検出すると、読取り装置は、学習の間に計算されたデータを使用して、直ちにトランスポンダの数を決定する手順を実行する。その他のものとしては、従来の要求、衝突防止および初期化プロセスを使用することができる。
【０１４８】
要求数ｎ_Ｒは、本発明によって決定される最大または正確な数に必ずしも対応するものではなく、最大または正確な数の関数（例えば、所定の係数による積または商、所定の数との和または差）である。
【０１４９】
当然のことではあるが、本発明には、当分野の技術者であれば容易に実施することができる様々な代替、改変および改善が可能であろう。特に、上に示した機能説明に基づく本発明の実用的な実施態様は、当分野の技術者の能力の範疇である。一般的にそれらが、トランスポンダ読取り／書込み端末に存在しているディジタル処理回路の通常のプログラミング技法に頼っていることについてだけは留意されたい。したがって、本発明は、基本的には本発明が計算プロセスを実施しているため、発振回路の電流および電圧情報を有する従来の端末に若干の修正を施すことによって使用することができる。
【０１５０】
本発明のアプリケーションの中には、非接触チップ・カード（例えば、アクセス制御用識別カード、電子財布カード、カードの所有者に関する情報記憶用カード、消費者忠実性カード、トール・テレビジョン・カード等）、およびこれらのカードのための読取りシステムまたは読取り／書込みシステム（例えば、アクセス制御端末すなわちポーチコ、自動ディスペンサ、コンピュータ端末、電話端末、テレビジョンまたは衛星デコーダ等）が含まれている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術および解決すべき問題を示すことを意図した図である。
【図２】従来の技術および解決すべき問題を示すことを意図した図である。
【図３】本発明による電磁トランスポンダ読取り書込み端末の実施形態のブロック図である。
【図４】本発明による、トランスポンダの数を決定するための方法の学習フェーズの実施形態を示す簡易流れ図である。
【図５】本発明による、端末のフィールド内に存在するトランスポンダの数を決定するための方法の第１の実施形態を簡単に示す流れ図である。
【図６】本発明による、トランスポンダの数を決定する方法の学習フェーズを示すための、１つまたは複数のトランスポンダが存在する距離に対する、本発明の端末の発振回路を流れる電流の変化の特性を示すグラフである。
【図７】本発明の方法の第２の実施形態による、図５に示す本発明の方法のステップの簡易流れ図である。
【図８】本発明の方法の第２の実施形態を示すための、端末の発振回路を流れる電流の結合係数による特性、および端末の発振回路のコンデンサの両端間の電圧の特性を示すグラフである。

Claims

発振回路（Ｒ１、Ｌ１、３１）によって高周波電磁フィールドを発生させるための端末であって、トランスポンダが高周波電磁フィールドに入ると、少なくとも１つの前記トランスポンダと協同する端末において、
発振回路内の信号位相を基準値に対して調整するための手段（３７）と、
発振回路を流れる電流の測定および発振回路の容量素子（３１）の両端間の電圧の測定に基づいて、トランスポンダの電気シグネチャ（Ｋ２）を検出するための手段とを備えたことを特徴とする端末。
電気シグネチャによって、特性製造パラメータによって識別された１組のタイプの中から、トランスポンダが属するタイプを決定することができることを特徴とする請求項１に記載の端末。
端末のフィールドに入ったトランスポンダのシグネチャと、学習フェーズの間に記憶された少なくとも１つのシグネチャ・サンプルとを比較するための手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の端末。
端末の発振回路の容量素子（３１）の両端間の電圧および端末の発振回路を流れる電流に関する特性情報を、基準トランスポンダと端末を隔てている複数の所定の距離構成において決定し、かつ、記憶するための手段、およびトランスポンダのシグネチャを決定するために、前記特性情報を考慮するための手段を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の端末。
前記特性情報が、
トランスポンダ（１０）が端末（１）のフィールド内に存在していない場合の、容量素子（３１）の両端間の電圧と、
トランスポンダが端末と最も接近して（Ｋ_ｍａｘ）存在している場合の、容量素子の両端間の電圧と、
トランスポンダが端末のフィールド内に存在していない場合に、発振回路を流れる電流と、
トランスポンダが端末と最も接近して存在している場合に、発振回路を流れる電流とが含まれていることを特徴とする請求項４に記載の端末。
シグネチャの検出が、高周波フィールドによって搬送されるデータ・メッセージを何ら翻訳することなく実行されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の端末。
発振回路を流れる電流の測定に基づいて、フィールド内に存在しているトランスポンダの最少数を決定するための手段を備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の端末。
発振回路の容量素子（３１）の両端間の電圧の測定に基づいて、端末のフィールド内に存在しているトランスポンダの最大数を決定するための手段をさらに備えたことを特徴とする請求項７に記載の端末。
高周波磁気フィールドを発生する端末（１）と電磁トランスポンダ（１０）の間の少なくとも１つの通信を確立するための方法であって、トランスポンダと端末の間のあらゆるデータ・メッセージの交換に先立って、特性電気パラメータによって識別された１組のタイプの中からトランスポンダのタイプを決定するステップを含み、
前記決定が、端末の発振回路を流れる電流および端末の発振回路の容量素子（３１）の両端間の電圧の測定値を、識別済みタイプを確立するために既に計算され、かつ、記憶されている値と比較するステップを含むことを特徴とする方法。
フィールド内に入った少なくとも１つのトランスポンダが肯定応答を送信するまで、要求列（ＲＥＱ）を周期的に送信するステップ、および電流の測定に基づいて、フィールド内に存在していると考えられるトランスポンダの最少数を決定するステップを含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
最少数の決定および電圧の測定に基づいて、端末のフィールド内に存在していると考えられるトランスポンダの最大数を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
請求項１から８のいずれかに記載の端末に適用されることを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載の方法。