JPH04500896A - 近接検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 近接検知装置 技術分野 本発明は、電力が供給されかつ符号化される携帯装置または携帯ユニットと、こ れに対応し一般的に固定装置を有する電力供給装置および呼び掛は装置を備えた 近接識別システムに関する。

背景技術 携帯ユニットはタグまたはカードの形態であっても良く、また、簡便にするため 、ここでは、タグまたはトランスポンダということがある。従って、本発明は、 固定装置によりエネルギーが送信され、固定装置の近くの移動する人または物体 が通常携帯している携帯応答装置を作動させ、電力供給された携帯応答装置によ り符号化された信号が送信され、その信号が受信機によりピックアップされるシ ステムに関する。受信機は幾つかのシステム機能を動作させ、例えば、制御エリ アにアクセスし、移動する大または物体を追跡するか、あるいは同様の目的を達 成する。

近接識別システムは良（知られており、重要な識別手段になっている。この識別 手段により、符号化されたタグが非接触通信手段を用いて読み取られている。

近接識別システムは４つの主な要素よりなっている。

すなわち、エキサイトされた場合に格納されている識別データを送信するタグと 、信号をタグに送信してタグを作動させる励振器と、タグにより送信されたデー タを検出して復号化する信号受信機と、作動信号、すなわち励振信号がタグに送 信された場合に格納されているデータを受信機に送信する結合機構とである。

公知の近接識別システムでは、タグには一般的に作動信号により電力が供給され ろ。作動信号はタグの動作に必要な電力を供給するため、タグに電磁結合機構に より充分なエネルギーを供給する。しかし、受信機にデータを送信する結合機構 は種々の異なるものが利用されている。データを送信する結合機構のうちより普 通のものの１つとしては、低周波磁気結合を用いたものがある。最近導入された 技術で重要なものはデータ送信のために電界結合機構を用いたものである。電界 結合機構は、波長が放射構造の物理的寸法に比較して非常に長いという意味では 、同様に、動作周波数が低い。このように動作周波数が低いため、擬静電状態ま たは近距離場（ｎｅａｒ　ｆｉｅｌｄ）状態が存在する。

上述したように、近接識別システムでは励振（電力）信号およびデータ信号を送 信するため電磁結合機構が用いられるのが最も普通である。データ送信周波数は 、励振（電力）信号およびデータ信号を隔離するため、励振器側波数の分数調＃ （ｓｕｂｈａｒｍｏｎｉｃ）、すなわち分周波（ｓｕｂｍｕｌｔｉｐｌｅ）であ る。

電磁結合の利点としては次のようなものがある。

１、タグと受信機を結合する結合機構は、実際のものは誘導性結合であり、両者 の相互結合から生じ、近距離場内の電源インピーダンスは非常に低い。従って、 タグが励振器場（ｅｘｃｉｔｅｒ　ｆｉｅｌｄ）に挿入されている間に、タグの 面を例えばユーザの手により覆うというように、出力される信号を導電体により 大幅に遮蔽できない。

２、タグの近（にグランドリファレンス（ｇｒｏｕｎｄ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ） がない場合、レンジの減少を無視できる。

この結合方法はタグが遮蔽体または遮蔽体に近い場合の応用、すなわち、車両を 検知するための受信機ループすなわちアンテナを埋め込み、その結果、受信機ル ープが種々のグランド条件と同様に、雨、泥等の影響を受けるというような応用 に対して非常に魅力的である。

ＩＩ電磁結合不利な点としては次のようなものがある。

１、符号化された情報を固定装置に送信するために。

実質的な電力が必要になる。

２、磁界、従って、受信された信号がエネルギー源（ｓｏｕｒｃｅ）からの距離 の３乗で減衰する。

３、励振語信号をタグ（Ｆｉｉ界）に出力する機構と同一の機構により、データ 信号がタグから受信機に送信される。同一機構により送受信するのは、データ信 号と励振（電力）信号が直接関係するか、あるいは調和関係にあるのでより困難 になり、よって、励振信号から非常に弱い情報信号を抽出するのは困難である。

上述したような、電磁界結合のみをもちいた近接識別システムの不利な点は実質 的に克服されており、本願出願人による米国特許４，８１８，８５５号（１９８ ９年４月４日付与）に開示されているシステムにはさらに利点がある。これは励 振器（電力）信号を送信するための電磁結合をもちいて、符号化情報を電界結合 機構を介して固定受信機に送信するものである。

このシステムの利点で最も重要なものは、信号送信電力と、非常に弱い戻り符号 化信号のための異なる結合モードまたは機構を提供し、２つの信号を隔離できる ことである。２つの信号はパワーを送信するために用いられた周波数の分数調波 で、符号化情報を送信することにより隔離をさらに強くすることができる。

さらに、利点を次にあげる。

１、符号化情報をタグから受信機に再び送信するために必要な電力は無視できる 。

２．電界結合アンテナは小さく、カードのような小さい表面上に容易に集積され る。その結果、この結合機構はコストの面と、簡単という面でより実際的であり 、電磁結合機構とは対照的に信頼性が増す。

３、受信された信号は、電磁結合でのエネルギー源からの距離の３乗とは対照的 に、エネルギー源がらの距離の２乗で減衰する。

一方、電界結合の不利な点を次にあげる。

１、タグをつけている人体または物体が良好な読取りレンジ内（人体の電位はグ ランド電位を基準にするである）でタグに物理的に結合されることがより重要に なる。これは、このようにすると、直接結合パスがグランド基準電位に対して当 該人体を一方向に通るので、タグと受信機との間の容量性結合が強くなるからで ある。

２、タグから受信機までの結合機構は容量性結合であり、近距離場ではインピー ダンスが高く、タグ（カード）が励振語領域に挿入されているとき、タグの前面 がユーザの手で覆われるというように、近くのグランドされた導電体により容易 に遮蔽される。

発明の開示 本発明の基本的な目的は、静電（電界）結合機構と電磁結合機構の不利な点を克 服し、両結合機構の利点を合せた近接検知システムを提供することにある。

一般的に、本発明の目的は、符号化され、かつ、誘導電磁界により励振されるタ グにより達成される。すなわち、本発明の目的は、格納されているデータを電界 結合機構および電磁界結合機構を用いて受信機に送信することではなく、過去に このような近接識別システムで用いられたような電磁結合機構を用いることによ り達成される。受信機は新規なプリアンプ回路構成を有し、その結果、受信機は これら結合機構のいずれか一方または両方を介して信号を同時に受信する。

特に、上述した本発明の目的は、符号化された情報を格納し、送信するための回 路を有し、かつ、遠隔電力供給されるバッテリレス携帯装置（タグ）により達成 される。この装置は、符号化情報を格納したメモリと、第１の予め定めた周波数 の電磁波を受信するための電磁結合手段と、第１結合手段に結合され、かつ、携 帯装置の回路により使用するために受信された信号から電力を抽出する電力手段 と、第１の結合手段に接続され、かつ、第１の予め定めた周波数の受信された信 号に応答し、かつ、メモリからの符号化された情報を読み取るための回路手段と 、第２の予め定めた周波数の搬送波信号を発生するための手段と、メモリから読 み出された符号化された情報により搬送波信号を変調するための変調手段と、該 変調手段の出力に接続され、かつ、変調された搬送波信号を電界を介して送信す るための静電結合手段と、変調手段の出力に接続され、かつ、変調された搬送波 信号を同時に電磁的に送信するための手段とを備えている。

本発明の一実施態様では、第２手段は共振回路を備えた第２電磁結合手段を備え 、かつ、第２の予め定めた周波数に同調させたアンテナとして働くコイルを含み 、静電結合手段は前記コイルの高電位側（ｈｉｇｈｓ　ｉ　ｄｅ）に接続した電 界アンテナを備えている。

本発明の他の実施態様では、第２手段は変調手段の出力を電磁結合手段のコイル に出力するための手段を備えている。電磁結合手段は第１の周波数信号を受信し て変調された搬送波を電磁的に送信するものである。本実施態様の変更例として の結合手段は小さいキャパシタ、ＭＯＳトランジスタ、抵抗のようなものにより 構成した回路網により構成しても良い。

発明の他の特徴として、２つの周波数成分をより良く絶縁するために、データ送 信のための搬送波信号周波数は分周波であり、第１の励振器用波数の１／２であ るのが望ましい。２つの電磁結合構成を有する実施態様では、各コイルアンテナ は最良の絶縁を得るために直交させである。

本発明のさらに他の特徴としては、変調され、がっ、送信された電磁波と静電波 を検波するための受信機は、電磁波受信アンテナと、電界受信アンテナと、新規 な共通プリアンプ回路とを含む。共通プリアンプ回路はｉｒＭｉ波受信アンテナ と電界受信アンテナにより受信された波を検波するためのものである。

図面の簡単な説明 第１図は本発明一実施例の近接識別システムを示すブロック図である。

第２図は本発明的の実施例の近接識別システムを示すブロック図である。

第３図は第２図に示す実施例の一変形例を示すブロック図である。

第４図は第２図に示す実施例の他の変形例を示すブロック図である。

第５図は本発明に係る近接識別システムの受信機プリアンプ回路の望ましい具体 例を示す回路図である。

第６図は第１図に示す本発明実施例の近接識別システムの種々のアンテナの向き の望ましい配置を示す略図である。

第７図は第２図および第３図に示す本発明に係る近接識別システムの種々のアン テナの向きの望ましい配置を示す略図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図は本発明に係る近接識別システムを示す。参照番号５は都合の良い構造１ 例えば、壁、床、地面等に備え付けた固定装置の回路を示す。第１図に示す回路 のもう一方の部分は、携帯ユニット、例えば、カードまたはタグに含まれている 。カードまたはタグは例えば人、動物、乗り物等に配置されており、固定された 装置に近付けることができる。

励振回路は電源と同一の機能を有し、発振器１１によりなり、発振器１１は４０ ０ｋＨｚのような都合のいい周波数で電力を出力し、また、キャパシタ１５によ り発振器１１の出力周波数で共振するように同調された送信コイルアンテナ１３ に接続されている。コイル１３は強力な電磁界を発生し、ファラデーシールドを 有する場合は、タグ受信機との容量性結合または静電結合が阻止される。

タグ９は受信アンテナ、すなわちコイル１７を含み、また、コイル１７と並列接 続され、かつ、発振器１１の周波数ｆＯで共振するＬＣ回路を形成するキャパシ タ１９を含む。半波整流回路２１とフィルタキャパシタ２３により信号線２５． ２７を介してタグ９の残りの回路に電力が供給されている。その接続は図を簡単 にするため示していない。半波整流回路２１とフィルタキャパシタ２３はアンテ ナコイル１７とキャパシタ１９に接続されている。受信コイルアンテナ１７の高 電位側からの信号はクロック信号ｆＯとして信号線２９を介して周波数分割カウ ンタ３１に入力されている。周波数分割カウンタ３１は信号線３３上に周波数ｆ 　ｏ　／　２のＲ，Ｆ、信号を出力し、メモリ選択信号線群上にアドレス信号を 出力する。図には、読取り専用メモリ３９を動作させる信号線のうち、２つの信 号線のみを３５．３７を付して示しである。読取り専用メモリ３９は出力信号線 ４１上に符号化パルス群を出力する。信号線３３．４１はそれぞれ排他的ＯＲゲ ート４３の入力に接続され、排他的ＯＲゲート４３は信号線４５に出力パルスを 出力し、静電アンテナ４７に供給する。静電アンテナ４７は例えばコンデンサプ レート、すなわち、１本のワイヤでも可能である。信号線４１上の符号化パルス は、信号線３３上の周波数ｆ　ｏ　／　２の信号に比較して非常に低いレートで 出力される。排他的ＯＲゲート４３により、搬送波周波数信号としての信号線３ ３上の信号が信号線４１上の符号化パルス列により位相変調される。詳細な説明 は上述した米国特許４，８１８，４５５号に記載されており、この特許番号を引 用してこの米国特許の主題を含む。

本発明に係る本実施例では、信号線４５は同様に抵抗４９を介して電磁送信アン テナコイル５０の高電位側に接続されている。電磁送信アンテナコイル５０はコ ンデンサ５１と並列に接続され、タンク回路を構成している。タンク回路は搬送 波周波数、本実施例では、ｆ　ｏ　／　２すなわち２００ｋＨｚで共振するよう に同調が取られている。この送信アンテナを２００ｋＨｚで共振させるための構 成要素の典型的な値は、抵抗４９は８．２にΩ、コイル５０は５７０μｈ、コン デンサ５】は１１００ｐｆである。このように構成すると、信号線４５上の符号 化データはタンク回路５０−５１に、それと直列接続された抵抗４９を介して供 給される。また、抵抗４９によりタンク回路のＱが定まる。その帯域幅は変調さ れたデータストリームが減衰することなく通過できるように選択されている。Ｑ はデータストリームが減衰しない限り大きくするのが望ましい。というのは、Ｑ を大きくすることにより、タンク回路のインピーダンスが大きくなり、従って、 電力消費量が減少するからである。電力消費量が減少するとうことはタグ９が励 振の制限された誘導電磁界から電力供給されるので重要なことであ同調（タンク ）回路５０−５１のインピーダンスを最大にするため、送信コイルはフェライト 棒の上に巻回するのが望ましい。これは送信コイルにより発生されるフラックス を同時に増加させる。送信周波数では、共振に際して同調回路５０−５１を流れ る電流が増加し、電磁界線が強くなる。

タンク回路５０−５１は電流を流すため閉ループが形成されている。これは電磁 束を発生させるために本質的なことである。コイル５０の高電位側のインピーダ ンスは大きく、動作周波数ではループすなわちコイルのりアクタンスのＱ倍であ る。従って、高電圧（入力データ信号のピーク間電圧にほぼ等しい）がコイル５ ０の高電位側に現れる。このため、静電界アンテナ４７はコイル５０の高電位側 に、すなわち、直接、データ送信出力端子４５に取り付けることができる。

すなわち、共振時、タンク回路５０−５１の出力インピーダンスが大きくなるの で、必要とする電界成分が静電界アンテナ４７を介して非常に効率的に外界に出 力される。

静電界アンテナ４７と電磁アンテナ５０からの信号は、それぞれ、固定装置で受 信静電アンテナ５２と、受信電磁アンテナすなわちコイル５３によりピックアッ プされる。両アンテナ５２．５３は共通プリアンプ回路５５の入力に接続されて いる。プリアンプ回路５５は後程詳細に説明する。プリアンプ回路５５の出力信 号は、位相検出器５７により検出され、公知の方法で符号確認するため、復号器 ５９に供給される。正しい符号化信号が検出された場合は、操作装置６１が駆動 される。操作装置６１は種々の形態を取る。人を安全なエリアに入れるための警 備装置とか、タグまたはそれに相当するものを携帯する大または物体の位置を記 録するような装置である。

第２図を参照して説明する。第２図は本発明の他の実施例を示す。第２図の同一 番号は第１図と同一部分を示す。本実施例が一実施例と相違するところは次の点 である。すなわち、タグ９の排他的ＯＲゲート４３に替えて周波数変調発振器６ ３が用いられ、固定装置５の位相検出器５７に替えて周波数復調器６５が用いら れている点である。第２図に示す構成では、周波数変調発振器６３により信号線 ４５上に信号が出力される。この信号はメモリ３９から信号線４１上に読み出さ れたデータに基づき周波数変調される。第１図に示す実施例では、発振器６３に より搬送波信号が出力され、搬送波信号の周波数は分周波であり、発振器１１に より発生される送信励振信号の周波数の１／２であるのが望ましい。しかし、次 のことは注意すべきである。すなわち、必要ならば、第１図に示す位相変調方式 、むしろ上述した特許に開示された変調方式以外のいずれかの変調方式は、位相 変調、特に、２相変調およびＦＭ変調が望ましいが、本発明に係るシステムとと もに用いることができる。

さらに、第２図に示す実施例が相違するところは次の点である。タグ９から固定 装置の電磁受信コイル５３に符号化データ信号を電磁的に送信するため、送信コ イル、すなわち送信タンク回路は必要としないが、あるいはタグ９に供給する必 要はない。そのかわり、第２図に示すように、出力信号線４５が静電アンテナ４ ７に接続され、かつ、小さいキャパシタンス６７を介して受信コイル１７の高電 位側に接続されている。

キャパシタ６７は送信周波数を２００ｋＨｚにするため、その典型的な値は２０ ｐｆである。この値のキャパシタは寸法が比較的小さく、タグに設けた集積回路 、すなわちチップに容易に集積可能である。第２図に示す構成では、電磁受信ア ンテナコイル１７は電磁送信コイルアンテナと同時に動作する。電磁送信コイル アンテナは符号化データを受信コイル５３に送信するためのアンテナであり、タ ンク回路１７−１９は第１図に示すタンク回路５０−５１と本質的に同様に動作 する。

第２図に関して上述したように、示された動作周波数を有するキャパシタ６７は その寸法が充分に小さく、タグ９に含まれるチップに容易に集積することができ る。しかし、応用によっては、低い動作周波数を用いる必要である。周波数を低 くするとより大きいキャパシタ６７が必要になるが、その性質上、集積回路上で 実現するのはより困難になる。従って、動作周波数によっては、回路を適正に動 作させるため、キャパシタ６７を外付けにすることが必要になる。キャパシタを 外付けするのは望ましくないことは明らかである。というのは、キャパシタをカ ードまたはタグの形態で、携帯ユニットまたは装置９に組み入れるのけより困難 になるからである。従って、第２図に示す回路は第３図に示すように、次の点を 変更することができる。静電送信アンテナ４７とコイル１７の高電位側を容量性 結合させるには、キャパシタ６７に替えてＭＯＳ電界効果トランジスタ６９を用 いて行うことができる。ＭＯＳ電界効果トランジスタ６９の例としては、例えば 、Ｎチャネルエンハンスメント型トランジスタがあり、そのゲート７０は静電ア ンテナ４７に接続されており、そのドレイン７１はコイル１７の高電位側に接続 されており、そのソースはグランドに接続され、トランジスタ６９のドレイン− ソース電流路をコイル１７に平行にしである。この様に構成することにより、第 ３図に示すシステムは第２図に示すそれと本質的に同様に動作することになる。

第４図は他の変更例を示す。この例では、キャパシタ６７（第２図）またはＭＯ ＳＦＥＴ６０　（第３図）を用いて、データ出力信号線４５とそれに接続された 静電アンテナ４７をコイル１７の高電位側に接続する替わりに、抵抗７４とダイ オード７６を直列接続してなる回路網が用いられている。抵抗７４のみを用いる ことはできるが、すなわち、ダイオード７６を削除することができるが、このよ うにすると、送信される信号はそのレンジが損なわれることがある。というのは 、両方向からのクロッキングが電磁アンテナコイル１７に供給され、その結果、 より多くの電力が消費されることになるからである。結合回路網として抵抗７４ を用い、望ましくはダイオードも用いた場合、第３図に示すＭＯＳＦＥＴより容 易に集積されるという利点がある。

次に、第５図を説明する。第５図は共通プリアンプ回路５５の望ましい実施態様 を示す。共通プリアンプ回路５５は電磁受信アンテナ５３と電界アンテナ５２に より検出された電磁束を効果的に受信する入力回路を有する。第５図に示すよう に、電磁アンテナすなわちコイル５３は、その高電位側に種々のインダクタンス すなわちコイルと、キャパシタ７５とが直列に接続され、オペアンプ７８の反転 入力端子に接続されている。オペアンプ７８の非反転入力端子はグランドに接続 されている。アンテナループおよび／またはインダクタンスを入力回路と適正に 整合させ、有効領域を増加させるため、受信コイルすなわちループ５３はフェラ イト棒上に巻回しても良いし、しな（でも良い。同調コイル７３は調整され、コ イルすなわちループ５３と、同調コイル７３とによる合計のインダクタンスと、 キャパシタ７５のキャパシタンスとにより、受信データの中心周波数に対応する 周波数、すなわち、開示された例に示す２００ｋＨｚで共振する共振回路が形成 されている。この周波数のための入力回路の典型的な値は、例えば、アンテナコ イル５３のインダクタンスが１５０μｈ、同調コイル７３のインダクタンス（最 小値）が１３０ＬＬｈ、キャパシタ７５のキャパシタンスが１８００ｐｆである 。この同調回路はデータストリームの周波数で流れる電流に対してはインピーダ ンスが小さいバスのように見λる。また、異なる周波数、例えば、４００ｋＨｚ の励振周波数の干渉型信号に対してはインピーダンスが高い回路と見られる。

というのは、この回路はこのような周波数では共振しないからである。

同調共振入力回路の帯域幅は最小に設定されている。この最小値で、同調コイル ７３、キャパシタ７５およびグランドに共通に接続されたシャント抵抗８１によ り充分な帯域幅が得られる。シャント抵抗８】により同調回路のＱが定まる。こ のシャント抵抗８１の典型的な値は、上述した抵抗値とは異なる値を有し、１８ にΩとなるであろう。

第５図に示すように、電界アンテナまたは静電アンテナ５２は電磁アンテナコイ ル５３に直接接続されている。しかし、次のことを注意すべきである。静電アン テナ５２は、必要な場合は、同調コイル７３を介してアンテナコイル５３に接続 されるであろう。すなわち、アンテナ５２は同調コイル７３とキャパシタ７５の 間に共通に接続することができる。実際は、その回路で用いることができるので あれば、後者の接続が望ましい。というのは、共振入力回路に対して最大インピ ーダンスポイントを構成するからである。しかし、取り付は点は図に示すように 同様に比較的高いインピーダンスポイントになる。そのインピーダンスは同調コ イル７３のコイル５３．７３の合計インピーダンスに対する比率だけステップダ ウンされている。とにか（、インピーダンスは電界アンテナ５２の取り付はポイ ントで高いので、アンテナ５２により信号が検出されたとき、その取り付はポイ ントで充分高い電圧が発生する。この電圧でタンク回路に電流が流れ、タンク回 路のＱが乗算された後、アンプ７８の入力端子でバーチュアルグランドに流れ込 む。

さらに、第５図を説明する。アンプ７８はその出力端子と反転端子の間にフィー ドバック回路として抵抗８３が接続され、トランスインピーダンスアンプが形成 されている。トランスインピーダンスは抵抗８３の抵抗値に等しい、この抵抗は 図に示す抵抗の場合はその典型的な抵抗値が５，１にΩである。このように構成 すると、アンプ７８は事実上その入力端子での電流にフィードバック抵抗８３の 値を掛けた利得を有する高利得アンプとなり、出力電圧信号Ｖｏｕｔを出力する 。

アンテナ入力に現れる強力な励振フィールドに対して入力回路を保護するため、 特に、アクティブオペアンプのオーバーロードを防止するため、第５図に示すよ うに、セラミック共振器８５は励振周波数、すなわち４００ｋＨｚノツチフイル タとして働らき、アンテナの高電位側とグランドの間に接続されている。次のこ とは注意すべきである。ノツチフィルタとして図にはセラミック共振器８５が示 されているが、このノツチフィルタはＬＣ直列共振回路または水晶により実現す ることができる。励振周波数ではグランドに対して非常に小さいインピーダンス バスが形成されるという重要な基準が存在する。接続ポイントで回路動作に与え る影響は無視することができる。

要約すると、本発明に係る共通プリアンプ回路は、その入力が磁界の形態で変調 されたデータを受信するための電磁アンテナと、電界の形態で変調されたデータ を受信するための電界アンテナとに接続されている。また、フィルタとインピー ダンス変換回路網が静電アンテナおよび電磁アンテナのために含まれている。こ のインピーダンス変換回路網はバンド干渉を阻止するために働き、同様に、それ らのアンテナをアンプ７８の入力と整合させるために働く。さらに、プリアンプ 回路は励振フィールドを阻止するためノツチフィルタ８５を設けるのが望ましい 。同調をとった入力回路のバンド幅は、変調されたデータストリームを減衰させ ないで通過させる幅にするが、バンド干渉を阻止するため充分小さくするのが望 ましい。

前述したように、多くの異なる方法が記載され、干渉を除去するために用いるか 、あるいはタグ９のための励振フィールドとタグ９から送信されるデータフィー ルドの間の相互作用を除去するために用いられている。すなわち、まず、データ 送信に用いる周波数、例えば、２００ｋＨｚが励振器周波数、例えば、４００ｋ Ｈｚの分周波であり、タグ９の回路により２で割った結果であり、その結果、理 想的には、送信周波数では励振フィールドのエネルギーが零になる。さらに、送 信および受信コイル、すなわちデータ送信アンテナは、それぞれ、公称動作周波 数に同調されている。公称動作周波数では励振フィールドのための送信および受 信コイルからの周波数との干渉が最小になる。さらに、データ受信機と、特に、 第５図に示すプリアンプ回路は、より高い周波数励振フィールドを阻止するため 、ノツチフィルタが設けられている。それらフィールド絶縁方法の他に、低い周 波数データ送信フィールドと、高い周波数励振フィールドとを絶縁するための絶 縁のオーダは、さらに、データ送信バス内でのアンテナループすなわちコイルを 、励振周波数送信または受信アンテナのためのアンテナループすなわちコイルに 対して直交するように向けることにより得られる。その結果、第］近似では、励 振アンテナにより発生されるフラックスはデータ送信用電磁アンテナと全（結合 しない。第１図および第２図に示す実施例の種々のアンテナの向きは、それぞれ 、第６図および第７図に概略を示す。

第６図から分かるように、励振器側波数のためのアンテナコイル１３．１７はそ の向きが互いに平行になっており、データ送信周波数のためのアンテナコイル５ ０．５３に対して直交している。アンテナコイル５０．５３はその向きが互いに 平行になっている。

さらに、分かることであるが、２つの静電アンテナ　４７．５２の向きは、結合 を最大にするため、同様に互いに平行になっている。しかし、第７図から分かる ように、タグ９のためのアンテナコイル１７は励振フィールド４００ｋＨｚのた めの受信コイルすなわちピックアップコイルとして、また、データフィールド２ ００ｋＨｚのための送信コイルとして用いられている。２００ｋＨｚフイールド のための受信アンテナは、種々のコイルの間の望ましい結合が最大になるように 、４００ｋＨｚ励振フイールドのための励振アンテナと同一平面を形成するよう に向けられている。示された構成はいずれも、特別な応用によっては、種々の利 点と不利な点を有する。

第７図に示す構成の利点は、データのための各送信アンテナがタグ９内には必要 ではない点である。そのため、コストの面で大幅な効果があり、小さいタグまた はカードに容易に集積することができる。しかし、このような構成の不利な点は 次の点にある。アンテナの向きが直交しているので、異なる周波数成分を絶縁す ることができない。一方、タグ９の寸法とそのコストを考慮しない場合は、第１ 図および第６図に示すように、タグ９内に２つの電磁コイルすなわちアンテナを 別々に供給することが最も良いようである。後者のように構成すると、絶縁が良 くなって読取りレンジがより長くなる。このような構成の応用例としては車両識 別が良い例であり、この例のタグ９は実際上関連する寸法の制限がない。

以上説明してきたが、本発明は変更および変形を本発明の精神とその範囲から逸 脱すること無（行うことができることは当業者にとって明らかである。

Ｌ　Ｊ Ｌ　Ｊ ＦＩＧ　７ 手続補正書 平成３年８月１４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）遠隔に電力供給され、かつ、バッテリーレスであり、かつ、符号化された情 報を格納および送信するための回路を有する携帯装置において、 符号化された情報が格納されているメモリと、第１の予め定めた周波数の電磁波 を受信する結合手段と、 前記第１の結合手段に接続され、かつ、携帯装置内の回路により用いるため受信 された信号から電力を抽出する電力手段と、 前記第１の結合手段に接続され、かつ、受信された前記第１の予め定めた周波数 の信号に応答し、かつ、前記メモリから符号化された情報を読み取る回路手段と 、 第２の予め定めた周波数の搬送波信号を発生する手段と、 前記メモリから読み出された符号化情報を用いて前記搬送波信号を変調する変調 手段と、 前記変調手段の出力に接続され、かつ、変調された搬送波信号を電界を介して送 信する静電結合手段と、前記変調手段の出力に接続され、かつ、同時に、変調さ れた搬送波信号を電磁的に送信する第２手段とを備えたことを特徴とする携帯装 置。 ２）請求の範囲第１項において、第２手段は電磁結合手段を備えたことを特徴と する携帯装置。 ３）請求の範囲第２項において、電磁結合手段は、アンテナとして動作し、前記 第１の予め定めた周波数に同調させたコイルを含む共振回路を備え、かつ、アン テナとして動作し、前記第２の予め定めた周波数に同調させた第２コイルを含む 共振回路を備え、かつ、前記静電界結合手段は前記第２コイルの高電位側に接続 された電界アンテナを備えたことを特徴する携帯装置。 ４）請求の範囲第３項において、前記コイルおよび第２コイルは直交するように 配置したことを特徴とする携帯装置。 ５）請求の範囲第１項において、第２手段は前記結合手段が前記変調された搬送 波を電磁的に送信するように、前記変調手段の出力と前記電磁結合手段とを接続 する回路手段を備えたことを特徴とする携帯装置。 ６）請求の範囲第３項において、電磁結合手段は共振回路であり、アンテナとし て動作し、かつ、前記第１の周波数に同調させたコイルを含み、前記静電結合手 段は電界アンテナであり、前記第２手段は前記変調手段の出力と前記コイルの高 電位側とを接続するコンデンサであることを特徴とする携帯装置。 ７）請求の範囲第５項において、電磁結合手段は前記第１の周波数に同調させた 共振回路であり、前記電磁結合手段は電界アンテナであり、第２手段はそのゲー トが前記変調手段の出力に接続され、そのソースードレイン電流路が前記コイル に平行に接続されたＭＯＳトランジスタであることを特徴とする携帯装置。 ８）請求の範囲第５項において、電磁結合手段は前記第１の周波数と同調をとっ たアンテナとして動作するコイルを含む共振回路であり、静電結合手段は電界ア ンテナであり、第２手段は前記変調手段の出力と前記コイルの高電位側の間に接 続した抵抗を含むことを特徴とする携帯装置。 ９）請求の範囲第８項において、第２手段は前記抵抗と直列接続したダイオード を含むことを特徴とする携帯装置。 １０）請求の範囲第１項において、前記搬送波を発生する手段は搬送波を発生し 、発生された搬送波の周波数は前記予め定めた周波数の分周波であることを特徴 とする携帯装置。 １１）請求の範囲第１０項において、搬送波信号周波数は前記第１の予め定めた 周波数の１／２に等しいことを特徴とする携帯装置。 １２）請求の範囲第１１項において、前記搬送波周波数を発生する手段は前記第 １の結合手段の出力に接続した周波数分割器を備えたことを特徴とする携帯装置 。 １３）請求の範囲第１０項において、前記メモリから読み出す手段と搬送波信号 を発生する手段は、ともに、前記メモリのアドレスラインに接続された出力群と 、変調手段に接続された第２出力とにより実現されることを特徴とする携帯装置 。 １４）請求の範囲第１３項において、変調手段は位相変調器を備えたことを特徴 とする携帯装置。 １５）請求の範囲第１４項において、位相変調器は排他的ＯＲゲートを備えたこ とを特徴とする携帯装置。 １６）請求の範囲第１項に記載の携帯装置により送信される波を励振し受信する システムであって、前記第１の電磁波を送信する手段と、前記携帯装置により送 信され、かつ、変調された電磁波と静電波とを検波し、かつ、電磁波と静電波を 復調する受信手段とを備えたことを特徴とするシステム。 １７）請求の範囲第１６項において、電磁波受信アンテナは一端がグランドに接 続されたアンテナコイルを備え、 電界受信アンテナは前記アンテナコイルの他端に接続された１本のワイヤを備え 、 プリアンプ回路手段は、フィードバック抵抗を介して反転入力に接続した出力と 、グラウンドに接続した非反転入力とを有し、トランスインピーダンスを形成し たオペアンプと、 前記アンテナの他端と前記オペアンプの反転入力との間に接続され、かつ、前記 アンテナコイルと、前記第２の周波数で共振する直列共振回路とを有し、前記ア ンテナのインピーダンスを前記オペアンプの入力インピーダンスに整合させ、か つ、直列に接続された同調コイルとキャパシタンスとを備えたことを特徴とする システム。 １８）請求の範囲第１７項において、電界アンテナは前記同調コイルを介して前 記アンテナコイルの他端に接続したことを特徴とするシステム。 １９）請求の範囲第１７項において、前記アンテナコイルの他端に接続され、か つ、前記電界アンテナと前記電磁界アンテナにより受信された前記第１の周波数 の信号をフィルタリングするフィルタ手段を備えたことを特徴とするシステム。 ２０）請求の範囲第１９項において、フィルタ手段は前記アンテナコイルと前記 同調コイルを直列接続してなるものに平行に接続され、かつ、前記第１の周波数 に対して低インピーダンスパスにする手段を備えたことを特徴とするシステム。 ２１）請求の範囲第２０項において、フィルタ手段はセラミック共振器であるこ とを特徴とするシステム。 ２２）請求の範囲第２０項において、第２の周波数は前記周波数の分数調波であ ることを特徴とするシステム。