JP2001086030A - 遠隔結合動作専用の電磁トランスポンダシステムの特性設定 - Google Patents

遠隔結合動作専用の電磁トランスポンダシステムの特性設定

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JP2001086030A
JP2001086030A JP2000218501A JP2000218501A JP2001086030A JP 2001086030 A JP2001086030 A JP 2001086030A JP 2000218501 A JP2000218501 A JP 2000218501A JP 2000218501 A JP2000218501 A JP 2000218501A JP 2001086030 A JP2001086030 A JP 2001086030A
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ヴィダール リュク
Jean-Pierre Enguent
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁トランスポンダシステムの比較的遠隔な
領域における動作に必要な解決策を提供することにあ
る。 【解決手段】 電磁界を生み出す直列発振回路を含む端
末と並列発振回路を含むトランスポンダ間での非接触の
電磁伝送システムである。これらの発振回路は、トラン
スポンダと端末を隔てる距離が所定の値より小さくなる
と、回路間の結合係数が急速に減少するように特性設定
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【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／書込み端末と呼ばれる（一般に固
定式の）装置から、非接触の無線方式で質問を受けるこ
とができる（一般に移動式の）トランシーバを有するシ
ステムに関する。本発明は、さらに具体的には、独立し
た電源を持たないトランスポンダに関する。こうしたト
ランスポンダは、自体に含まれる電子回路が必要とする
電源を、読取り／書込み端末のアンテナから放射された
高周波電磁界から取り出す。本発明は、トランスポンダ
データの読取りだけを行う端末とともに動作するよう適
合された読取り専用トランスポンダ、又は端末によって
修正されうるデータを含む読取り／書込みトランスポン
ダに適用される。
【０００２】
【従来の技術】電磁トランスポンダを有するシステム
は、発振回路の使用を基礎とし、発振回路はトランスポ
ンダ側及び読取り／書込み端末側にも、アンテナを形成
するワインディングを含む。これらの回路は、トランス
ポンダが読取り／書込み端末の電磁界に入ると、密な磁
界により結合されることになっている。
【０００３】図１は、簡略化した方法で、読取り／書込
み端末１及びトランスポンダ１０間のデータ交換システ
ムの従来例を概略的に示している。
【０００４】一般に、端末１は実質的にインダクタンス
Ｌ１を有する発振回路で形成され、インダクタンスＬ１
は増幅器又はアンテナ結合器（図示せず）の出力端子２
及び（一般にアースである）基準端子３の間にあるコン
デンサＣ１及び抵抗器Ｒ１と直列である。アンテナ結合
器は、制御信号及びデータを処理する変復調器及びマイ
クロプロセッサを含む、発振回路を制御し受信データを
利用する回路４に含まれる。図１に示される例におい
て、コンデンサＣ１とインダクタンスＬ１を接続する節
点５はトランスポンダ１０から受信したデータ信号を復
調器に送るためにサンプリングする端子を形成する。端
末の回路４は、一般に、図示されていないが、異なる出
入力回路（キーボード、スクリーン、プロバイダへの送
信手段など）、及び／又は処理回路と通信する。読取り
／書込み端末の回路は、動作に必要な電力を、例えば給
電システムに接続された電源回路（図示せず）から取り
出す。
【０００５】端末１と協働するトランスポンダ１０は、
実質的に、インダクタンスＬ２を含む。インダクタンス
Ｌ２は、トランスポンダ１０を制御及び処理する回路１
３の２つの入力端子１１、１２間のコンデンサＣ２と並
列である。端子１１、１２は、実際には、整流手段（図
示せず）の入力に接続され、整流手段の出力は、トラン
スポンダ内部の回路のＤ．Ｃ．供給端子を確定する。図
１において、発振回路上でトランスポンダ１０の回路か
ら形成される負荷は、点線で示されるように、インダク
タンスＬ２とコンデンサＣ２に並列な抵抗器Ｒ２によっ
て表される。
【０００６】端末１の発振回路は、トランスポンダ１０
によって検出されることを意図された高周波数信号（例
えば１３．５６ＭＨz）によって励振される。トランス
ポンダ１０が端末１の電磁界にある時、トランスポンダ
の共振回路の端子１１、１２間に高周波電圧が生じる。
この電圧は、整流の後、トランスポンダの電子回路１３
の供給電圧を提供することが意図される。これらの回路
は一般に、実質的にマイクロプロセッサ、メモリ、端末
１から受信可能な信号の復調器及び情報を端末へ送信す
る変調器を含む。
【０００７】トランスポンダ１０から端末１へのデータ
伝送は、一般に発振回路Ｌ２、Ｃ２の負荷を修正するこ
とによって行われる。それによりトランスポンダは高周
波数磁界から少量又は多量の電圧を取り出す。この変動
は端末１側で検出される。というのは、高周波数励振信
号の振幅は一定に保たれるからである。従って、トラン
スポンダの電力変動は、アンテナ１の電流の振幅及び位
相の変動として解釈される。その後この変動は、位相復
調器又は振幅復調器のどちらかの手段を用い、例えば端
子５の信号を測定することによって検出される。トラン
スポンダ側の負荷変動は一般に、発振回路の負荷を修正
する抵抗器又はコンデンサを制御する電子スイッチによ
り行われる。電子スイッチは一般に、端末１の発振回路
の励振信号の周波数よりかなり低い（一般に少なくとも
１０対１の割合）、いわゆるサブキャリア周波数（例え
ば８４７．５ｋＨｚ）で制御される。
【０００８】端末１による位相復調の場合、トランスポ
ンダの電子スイッチが閉じられている時のサブキャリア
の半周期において、端末の変調器が基準信号に対する高
周波数キャリアのわずかな位相シフト（数度又は１度以
下）を検出する。その後復調器の出力は、トランスポン
ダの電子スイッチの制御信号のイメージである信号を提
供し、それは送信された二進データを復元するためにデ
コードされる。
【０００９】システムを適切に動作させるために、端末
１の発振回路とトランスポンダ１０の発振回路は一般
に、キャリア周波数に同調される、すなわちそれらの共
振周波数は、例えば１３．５６ＭＨｚ周波数に設定され
る。この同調は、トランスポンダ、一般には異なるトラ
ンスポンダ構成部品を集積化したクレジットカードサイ
ズのカードへの電力伝播を最大にすることを目的とす
る。
【００１０】電磁トランスポンダ（例えば高速道路の料
金所の横断、集計又はトランスポンダ保有者の証明な
ど）の適用分野において、トランスポンダが、所定の距
離関係においてだけ、さらに具体的には一般にトランス
ポンダのアンテナと読取り／書込み端末のアンテナが５
ｃｍ以上離れている距離として定義される遠隔関係にお
いて、読取り／書込み端末と動作することを保証するこ
とが望まれる。
【００１１】例えば、運転者が必然的に端末から離れて
いる高速道路の料金所の横断といった適用において、取
扱い上の安全を保証し、支払いすなわち認証信号がトラ
ンスポンダの近くに設置された「海賊版」端末により傍
受されるのを防ぐことが絶対に必要である。この場合、
トランスポンダは端末と関連する距離内でのみ動作する
ことが保証されねばならない。
【００１２】さらに例として、トランスポンダが端末の
電磁界にある時、別のトランスポンダもこの界にいる可
能性がある。その場合従来システムは、端末に最も近い
トランスポンダの動作に有利に働く。しかしながら、い
くつかの適用においては、最も遠いトランスポンダの動
作に有利に働くことが望ましい。この場合、従来システ
ムでは受け入れられる解決策は提供できていない。
【００１３】実際、端末により近いトランスポンダは、
端末によって遠方のトランスポンダに送信された情報を
捕らえることができるが、それは安全面において望まし
い保証の提供ができない。さらに海賊版端末は、どちら
も望ましくないことに、公認の端末及びトランスポンダ
間に介在し、その際トランスポンダの情報を傍受する。
【００１４】従来システムにおける別の課題は、端末と
比較的遠隔な結合関係にあるトランスポンダが端末の近
くに設置されるトランスポンダよりも少ない電力しか受
取れないことにある。この場合、システム動作はそこか
ら損害を蒙る危険にさらされる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電磁
トランスポンダシステムの比較的遠隔領域における動作
に必要な解決策を提供することにある。
【００１６】本発明の目的は特に、構造上、トランスポ
ンダ及び／又は端末が比較的遠隔領域での動作専用とな
るようにする解決策を提供することにある。
【００１７】さらに一般的には、本発明の目的は、トラ
ンスポンダ及び／又は端末が、アンテナが互いに所定の
値よりも大きく離れている関係における動作専用となる
ようにする解決策を提供することにある。
【００１８】本発明のさらなる目的は、製造の実施が特
に簡単で、時間的に信頼度のある解決策を提供すること
にある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】これら及び他の目的を達
成するために、本発明は、並列の発振回路を含む型の電
磁トランスポンダを提供する。並列の発振回路は、トラ
ンスポンダが端末の電磁界に入ると、読取り／書込み端
末の直列発振回路により励振されるよう適合している。
トランスポンダの発振回路の構成要素は、トランスポン
ダと端末を隔てる距離が所定の値より小さくなると、端
末とトランスポンダのそれぞれの発振回路間の結合係数
が急速に減少するように特性設定される。
【００２０】本発明の実施形態によれば、前記値は５ｃ
ｍである。
【００２１】本発明の実施形態によれば、並列発振回路
のインダクタンスは減少される又は最小化される。
【００２２】本発明の実施形態によれば、並列発振回路
のインダクタンスＬ２は、以下の関係が満たされるよう
に選択される。
【００２３】
【数３】 ここでkoptは、並列発振回路を流れる最大電圧を提供す
る結合係数を表す。Ｒ１は、直列発振回路の直列抵抗を
表し、Ｒ２はインダクタンスＬ２と並列となるトランス
ポンダの等価抵抗を表す。Ｌ１は、直列発振回路のイン
ダクタンスを表す。
【００２４】本発明の実施形態によれば、トランスポン
ダの発振回路の構成要素は、望ましい動作領域の中間距
離での動作点に基づいて特性設定され、以下の関係で表
す最適の結合係数になるべく近い結合係数に対応するよ
う選択される。
【００２５】
【数４】 ここでＶ２maxは発振回路間の最適結合時における並列
発振回路を流れる電圧を表し、Ｒ１は直列発振回路の直
列抵抗を表す。Ｒ２は、発振回路との並列をもたらすト
ランスポンダの等価抵抗を表し、Ｖｇは直列発振回路の
励振電圧を表す。
【００２６】本発明の実施形態によれば、トランスポン
ダの発振回路のインダクタンスの巻き回数は３以下であ
る。
【００２７】本発明の実施形態によれば、並列発振回路
の容量及びインダクタンスの値は、それぞれ２０〜５０
０ｐｆ及び０．１〜１０μＨの範囲内である。
【００２８】本発明はまた、少なくとも１つのトランス
ポンダと協働するよう適合された電磁界を、前記トラン
スポンダがこの電磁界に入ると生み出し、電磁界を生み
出す直列発振回路を有する端末を提供する。この直列発
振回路は、トランスポンダと端末を隔てる距離が所定の
値より小さくなると、端末とトランスポンダそれぞれの
発振回路間の結合係数が急激に減少するように特性設定
される。
【００２９】本発明の実施形態によれば、端末の発振回
路の構成要素は、トランスポンダの動作条件を満たすよ
うに特性設定される。
【００３０】本発明の実施形態によれば、端末の直列発
振回路のインダクタンスは、３から１５巻きである。
【００３１】本発明はさらに、端末及びトランスポンダ
間での非接触の電磁伝送システムに関する。
【００３２】本発明のさらなる目的、特徴及び利点は、
添付の図面に関連し、以下の具体的な実施形態の非限定
的な記述で詳細に論じられる。
【００３３】
【発明の実施の形態】わかりやすくするため、本発明の
理解に必要なこれらの要素だけが図面に示され、以後記
述される。特に、トランスポンダ及び端末の発振回路を
制御し利用する回路は、詳細に述べられていない。
【００３４】本発明の特徴は、電磁トランスポンダの発
振回路の具体的な特性設定を提供することにあり、それ
によって前記トランスポンダは構造上、比較的遠隔領
域、すなわち読取り／書込み端末から５ｃｍ以上離れ
た、好ましくは５ｃｍとシステム領域限界の間での動作
専用となる。この領域は、トランスポンダの電力消費に
より、例えば、タグ型の低消費トランスポンダでは、２
０〜３０ｃｍの範囲であり、マイクロコントローラを装
備したトランスポンダでは、１０〜２０ｃｍの範囲であ
る。
【００３５】本発明が言及する距離の概念は、トランス
ポンダ１０及び端末１のそれぞれのアンテナＬ１、Ｌ２
（図１）を隔てる距離のことである。
【００３６】従って本発明は、好ましくはトランスポン
ダ及びアンテナの発振回路それぞれの特性設定によっ
て、同調周波数における望ましい領域での動作を保証す
るシステムの動作点の設置を提供するが、それはすなわ
ち発振回路の共振周波数が実質的に遠隔供給キャリア周
波数（例えば１３．５６ＭＨz）に相当する場合であ
る。
【００３７】図２は、トランスポンダと読取り／書込み
端末を隔てる距離ｄに応じた、トランスポンダの端子１
１、１２間の電圧Ｖ２の変動を示している。
【００３８】図２の曲線はまた、トランスポンダの発振
回路と端末の発振回路間の結合係数kに応じた電圧Ｖ２
の変動を示しているとも考えられる。実際、発振回路間
の結合は、アンテナを隔てる距離の関数である。さらに
具体的には、結合関数kは、第一次の近似では１−ｄに
比例する。従って、以下の記述において、図２の特性の
横座標として、距離又は結合係数の両者についての基準
が形成される。Ｘ軸は図の右側に向かって増大する距離
ｄと、図の左側に向かって増大する結合係数kを表す。
【００３９】電圧Ｖ２は、結合係数の最適値koptに対
し、最大値Ｖ２maxを示す。この値は２つのアンテナ間
の最小結合値に相当し、それに対して電圧Ｖ２は、周波
数が発振回路の共振周波数に対応する時に最大である。
この値は、本発明によれば、比較的大きい距離に対応す
る。動作条件を決定する与えられた周波数と特性設定に
対して、電圧Ｖ２は最適な結合位置の両側で減少する。
【００４０】この曲線は、結合値kopt√３に対する、す
なわち最適結合位置より小さい距離に対する変曲点を示
す。より小さい距離側において、曲線は最小電圧位置Ｖ
２minの漸近線方向に向かう傾向にある。最適結合位置
での、より大きい距離側では、電圧Ｖ２の減少はより激
しい。さらにkopt√３の変曲点の電圧レベルは、最適結
合位置に関して左右対称にkopt÷√３の値の時に再び現
れる。
【００４１】最適結合係数koptと発振回路の構成要素間
の関係は、以下の通りである。
【００４２】
【数５】
【００４３】１に等しい結合係数kは、理論上の限界値
に相当する。従って、係数koptは、実際には常に１以下
である。
【００４４】さらに一般的に、結合係数ｋは、式ｋ＝ｍ
／√L１L２によって与えられる。ここでｍは、発振回路
間の相互インダクタンスを表す。この相互インダクタン
スは、実質上アンテナすなわちインダクタンスL１及びL
２の形態に左右される。
【００４５】本発明の特徴は、発振回路の構成要素それ
ぞれの値を用いて、距離動作点を決定することにあり、
この動作点から遠ざかることで発振回路間の結合が急激
に減少する。
【００４６】従って、遠隔動作のために、発振回路は最
適結合係数koptができるだけ図の右側にあるように、す
なわち大きい距離方向に特性設定される。そこで２つの
可能性が、発振回路を特性設定することによって、結合
と距離の条件で現実の動作領域を設置することに利用で
きる。
【００４７】本発明によれば、ゼロ距離点は、最適結合
点がらできるだけ離れる一方で、最適係数より大きく、
適切なトランスポンダ動作に必要な最小電圧Ｖ２trに適
合する結合係数に相当するように選択される。これは、
ゼロ距離での動作点を図２の最適結合位置の左に設定す
ることに相当する。この点は、現実の最大結合kmaxに相
当する。係数kmaxは、アンテナＬ１及びＬ２のそれぞれ
の形態に左右され、もちろん０から１の間に含まれる。
実際、２つの発振回路間の現実の最大結合係数kmaxは、
一般に０．７を超えない。
【００４８】好ましくは、動作領域は図２の特性上に配
置され、それにより距離ｄが減少すると、結合係数が急
激に減少する。最も良い解決策は、最適結合点が、望ま
しい距離動作領域のおよそ中心に相当することである。
従って、動作領域が特性の「突出部」を含むので、でき
るかぎり最も規則正しく遠隔供給電圧が得られる。他の
利点は、距離の減少が急な斜面を有する部分に置かれる
ことである。従って、距離が動作領域から離れるとすぐ
に結合係数が急速に減少し、トランスポンダはその後も
はや電力供給されない。好ましくは、現実の最大動作点
は、対応する電圧Ｖ２がkopt位置から離れ、より小さい
距離に対応するように、そしてトランスポンダの最小動
作電圧Ｖ２trが変曲点に相当する電圧と電圧Ｖ２maxの
間に含まれるように選択される。
【００４９】好ましくは、望ましい共振周波数（例えば
１３．５６ＭＨｚ）に対するコンデンサＣ２の集積化と
適合し続ける一方で、トランスポンダ１０のインダクタ
ンスＬ２の可能な限り最も小さい値が選択される。
【００５０】従来システムにおいては、トランスポンダ
のインダクタンスＬ２の値が、システム領域を減らすた
めに減少されることが望まれた一方で、本発明は逆に遠
隔結合における専用動作のためにこのインダクタンスの
減少を提供する。
【００５１】可能な限り最小のインダクタンスＬ２を探
すことは、ゼロ距離における可能な限り最小の遠隔供給
電圧を探すことと両立する。同様に、遠隔結合係数を減
らす等価抵抗Ｒ２の値を最大化することが望まれる。そ
れにより最適結合は、可能な限り最も遠い距離（これ
は、小さい値が望ましいということに等しい）となる。
抵抗Ｒ２が増大する利点は、それにより消費電力が減少
することである。しかしながら、トランスポンダの遠隔
供給の必要性及びその点での消費は考慮される。
【００５２】可能な限り最小のインダクタンスＬ２探す
ことは、このインダクタンスの巻き回数（例えば、トラ
ンスポンダを形成するチップカード上に形成されるアン
テナＬ２の導電巻き回数）の減少に相当する。この巻き
回数の減少は、インダクタンスＬ２の寄生抵抗を減少す
る。しかし、寄生直列抵抗の減少は、発振回路に並列に
導入された場合、抵抗Ｒ２の増加に相当する。従って、
これは抵抗Ｒ２の増加に好都合である。
【００５３】インダクタンスＬ２が小さいにもかかわら
ず共振周波数を維持するためにコンデンサＣ２の値を増
加させる利点は、このことが、トランスポンダのＱファ
クタを増大させるからである。実際、並列共振回路のＱ
ファクタは、ωＲ２Ｃ２に等しい。ここでωは発振回路
のパルスを表す。Ｑファクタが大きくなればなるほど、
領域は広くなる。
【００５４】本発明の好適な実施形態によれば、異なる
構成要素のそれぞれの値は以下のように決定される。
【００５５】最初に、トランスポンダの適用とエネルギ
ーの必要性によって遠隔供給により得られる電圧Ｖ２tr
が決定される。端末の発振回路に与えられる励振電圧V
ｇに対して、トランスポンダにより再生される電圧Ｖ２
は、端末の直列抵抗Ｒ１と、発振回路に並列のトランス
ポンダの等価抵抗Ｒ２のそれぞれの値の関数である。抵
抗Ｒ２の値は、維持に必要な遠隔供給を決定するトラン
スポンダの構成要素（マイクロプロセッサ、調節器な
ど）を基にして算定される。
【００５６】理論上最適な結合地点kopt において、電
圧Ｖ２maxは、次の関係で与えられる。
【００５７】
【数６】
【００５８】さらに一般的には、電圧Ｖ２と結合係数ｋ
をつなぐ関係は、以下のように書かれる。
【００５９】
【数７】
【００６０】コンデンサＣ２を流れる電圧Ｖ２が決定し
たあと、インダクタンスＬ２は可能な限り最小の値をと
るように特性設定される。
【００６１】その後、発振回路の容量Ｃ２が望ましい共
振周波数に応じ、以下の関係に基づいて決定される。
【００６２】
【数８】
【００６３】その値は、コンデンサＣ２の集積化を維持
するように適合される。
【００６４】インダクタンスＬ２がわかると、システム
を最適化するための、端末のアンテナＬ１のインダクタ
ンスに与えられる値が決定される。図２の曲線に対する
これら２つの値をつなぐ関係が顧慮されるのは、同調の
とき、すなわち共振周波数を遠隔供給キャリア周波数に
設定する特性設定の際である。
【００６５】
【数９】
【００６６】好ましくは、インダクタンスＬ１の値はで
きるだけ高めに、すなわち巻き回数を最大にすることに
よって選択される。従って本発明によれば、端末の巻き
回数は比較的多く、好ましくは３から１５の間であり、
トランスポンダの巻き回数は比較的少なく、好ましくは
３以下である。この選択は、抵抗Ｒ２を最大化するため
に、インダクタンスＬ２の直列寄生抵抗ができるだけ小
さくなければならないという事実により動機付けられ、
従って比較的広い区間のコンダクタで少ない巻き回数で
あるのが好ましい。この選択はコンデンサＣ２の集積化
と両立しなければならない。端末側では、端末の巻き回
数が、現実化に十分な容量Ｃ１の値と両立し続けなけれ
ばならないことに留意すべきである。
【００６７】好ましくは、端末にはできるだけ大きい距
離で最適な結合を得るために、できるだけ小さい抵抗Ｒ
１が提供される。
【００６８】実施形態の具体的な例として、１３．５６
ＭＨｚのキャリア周波数及び３７０ナノヘンリーのイン
ダクタンスＬ２に対し、３７２ピコファラッドの容量を
有するコンデンサＣ２が使用される。トランスポンダの
マイクロプロセッサが、動作のために４ボルト程度の最
小電圧を必要とする場合、およそ５ボルトの電圧Ｖ２が
動作領域の中間距離地点で選択される。好ましい値の範
囲は、例えば、インダクタンスＬ２には０．１〜１０μ
Ｈの値が与えられ、容量Ｃ２には２０〜５００ｐｆの値
が与えられる。
【００６９】タグ型の低消費トランスポンダの適用にお
いて、巻き回数は好ましくは１である。（マイクロコン
トローラを装備した）大消費のチップカード型トランス
ポンダの適用において、巻き回数は好ましくは２であ
る。
【００７０】端末とトランスポンダの発振回路構成要素
の各々の値を構造的に決定するという事実は、面倒なも
のではない。実際、多くの適用において、与えられるト
ランスポンダの型は端末専用である。特に、電磁トラン
スポンダシステムの動作特性は、一般に規格に従ってい
る。従って、端末の発振回路とトランスポンダの発振回
路間の関係を明確に決定することは、面倒なものではな
い。逆にこれは本発明の利点である。なぜなら、それに
より海賊版トランスポンダの無許可介在の危険が避けら
れるからである。
【００７１】好ましくは、トランスポンダによるバック
変調は容量性で行われる。すなわち、抵抗よりもむしろ
発振回路の容量を修正する電子スイッチを使って行われ
る。その際、利点は遠隔供給があまり減衰しないことで
ある。
【００７２】本発明の利点は、遠隔領域での動作専用の
トランスポンダとシステムを形成できることにある。
【００７３】本発明の他の利点は、トランスポンダの海
賊行為を避けるための最も厳しい要求を満たしているこ
とにある。
【００７４】もちろん本発明は、当業者が容易に思い浮
かぶ様々な代案、変型及び改良を有する。特に、発振回
路の構成要素の値の選択は当業者の能力の範囲内であ
り、上述の関数表示及び関係に基づき、適用及び特にこ
れら発振回路が同調されるキャリア周波数に応じて行わ
れる。さらに本発明は、ディジタル処理回路関係のトラ
ンスポンダ及び端末それぞれの動作変更は行わないこと
に留意すべきである。
【００７５】本発明は、非接触のチップカード（例えば
アクセス制御のためのＩＤカード、電子財布カード、カ
ード保有者に関する情報を記憶するためのカード、コン
シューマ・フィディリティ・カード、加入テレビジョン
カードなど）の読取り機（例えばアクセス制御端末、す
なわちポルチコ、自動支払機、コンピュータ端末、電話
端末、テレビ又はサテライト・デコーダなど）、及びそ
れらチップカードに適用可能である。
【００７６】こうした改変、変型及び改良は本発明の一
部であり、本発明の精神及び範囲内にあることを意図し
ている。従って前述の説明は例示的なものであって、限
定的に示すものではない。本発明は前述の特許請求の範
囲及びその均等範囲に定義されるもののみに限定され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用する型の読取り／書込み端末及び
電磁トランスポンダを概略的に示している。
【図２】トランスポンダと端末を隔てる距離に応じて、
トランスポンダの発振回路を流れる電圧の変動の一例を
示している。
【符号の説明】
１ 端末 ２ 出力端子 ３ 基準端子 ４ 回路 ５ 節点 １０ トランスポンダ １１ 入力端子 １２ 入力端子 １３ 回路 Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ Ｌ１、Ｌ２ インダクタンス Ｒ１、Ｒ２ 抵抗

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トランスポンダが端末の電磁界に入る
    と、読取り／書込み端末（１）の直列発振回路（Ｒ１、
    Ｌ１、Ｃ１）により励振される並列発振回路（Ｌ２、Ｃ
    ２）を有する型の電磁トランスポンダ（１０）におい
    て、 トランスポンダと端末を隔てる距離（ｄ）が所定の値よ
    り小さくなると、端末とトランスポンダのそれぞれの発
    振回路間の結合係数（k）が急速に減少するようにトラ
    ンスポンダの発振回路の構成要素が特性設定されること
    を特徴とする電磁トランスポンダ。
  2. 【請求項２】 前記値が５ｃｍであることを特徴とす
    る、請求項１に記載の電磁トランスポンダ。
  3. 【請求項３】 前記並列発振回路のインダクタンス（Ｌ
    ２）が最小化されることを特徴とする、請求項１又は請
    求項２のいずれかに記載の電磁トランスポンダ（１
    ０）。
  4. 【請求項４】 前記並列発振回路（Ｌ２、Ｃ２）のイン
    ダクタンスＬ２が、以下の関係に従って選択され、 【数１】 ここでkoptが前記並列発振回路を流れる最大電力を提供
    する結合係数を表し、Ｒ１が直列発振回路（Ｌ１、Ｃ
    １、Ｒ１）の直列抵抗を表し、Ｒ２がインダクタンスＬ
    ２と並列となるトランスポンダの等価抵抗を表し、Ｌ１
    が直列発振回路のインダクタンスを表すことを特徴とす
    る、請求項１から３のいずれかに記載の電磁トランスポ
    ンダ（１０）。
  5. 【請求項５】 発振回路を有する電磁トランスポンダ
    （１０）であって、その構成要素（Ｌ２、Ｃ２）が望ま
    しい動作領域の中間距離における動作点に基づいて特性
    設定され、以下の関係に従って、最適な結合係数（kop
    t）にできるだけ近い結合係数（ｋ）に相当するよう選
    択され、 【数２】 ここでＶ２maxが発振回路間の最適結合に対する並列発
    振回路を流れる電圧であり、Ｒ１が直列発振回路（Ｌ
    １、Ｃ１、Ｒ１）の直列抵抗であって、Ｒ２が発振回路
    と並列となるトランスポンダの等価抵抗であり、Ｖｇが
    直列発振回路の励振電圧であることを特徴とする、請求
    項１から４のいずれかに記載の電磁トランスポンダ。
  6. 【請求項６】 発振回路のインダクタンス（Ｌ２）の巻
    き回数が３以下であ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電磁トランスポンダ（１０）。
  7. 【請求項７】 並列発振回路の容量（Ｃ２）の値と並列
    発振回路のインダクタンス（Ｌ２）の値がそれぞれ２０
    から５００ｐｆの間と、０．１から１０μＨの間にある
    ことを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の
    電磁トランスポンダ（１０）。
  8. 【請求項８】 少なくとも１つのトランスポンダ（１
    ０）と協働するように適合された電磁界を、前記トラン
    スポンダがこの界に入ると生み出し、電磁界を生み出す
    直列発振回路（Ｌ１、Ｃ２）を有する端末（１）におい
    て、この直列発振回路が、トランスポンダと端末を隔て
    る距離（ｄ）が所定の値よりも小さくなると、端末及び
    トランスポンダの各々の発振回路間の結合係数（ｋ）が
    急激に減少するよう特性設定されることを特徴とする端
    末。
  9. 【請求項９】 端末（１）の発振回路（Ｒ１、Ｃ１、Ｌ
    １）の構成要素が、請求項１から６のいずれかに記載の
    トランスポンダ（１０）の動作条件を満たすように特性
    設定されることを特徴とする、請求項８に記載の端末。
  10. 【請求項１０】 端末（１）の直列発振回路（Ｌ１、Ｃ
    １、Ｒ１）のインダクタンス（Ｌ１）の巻き回数が３か
    ら１５であるを特徴とする、請求項９に記載の端末。
  11. 【請求項１１】 トランスポンダ（１０）が請求項１か
    ら７のいずれかに記載のトランスポンダであって、端末
    （１）が請求項８から１０のいずれかに記載の端末であ
    ることを特徴とする、端末とトランスポンダ間での非接
    触の電磁伝送システム。
JP2000218501A 1999-07-20 2000-07-19 遠隔結合動作専用の電磁トランスポンダシステムの特性設定 Pending JP2001086030A (ja)

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