JP5026522B2 - 受動共振回路を用いた高周波通信用トランスポンダの最適化された読取り方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、高周波ＲＦトランスポンダの読取り方法およびシステム、およびこれらの高周波トランスポンダの構造の分野に関するものである。

より特定的には、本発明は、複数のトランスポンダに取り囲まれている可能性のあるトランスポンダと、このために用意された読取り装置との間の、読取りと通信の改善に関わるものである。

本発明は特に、共に配置されたトランスポンダの形の電子パスポートおよび電子ビザといった非接触型の電子渡航文書の読取りに、これらの方法およびシステムを適用することを目的としている。特に、これらの文書およびビザは、ＩＣＡＯ（英語の「Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｉｖｉｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ（国際民間航空機関）の頭文字」の仕様およびＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格に適合するものである。

電子パスポートおよび／または電子ビザといったような渡航文書は、一方では前記文書の所持者に関する情報が記載された紙製文書で、そして他方では、同じく保護されるように同じ所持者に関する情報を含む非接触型の電子チップで構成されている。

この電子パスポートタイプの渡航文書が複数の電子ビザも同様に含まなくてはならない場合に、未解決の問題が浮上する。

実際、これらの非接触型の電子チップが使用する原理自体のために、文書中の電子ビザ数の増加は、その数の増大とともに、それらの読取りを次第により困難なものにし、そのビザ数が４つまたは５つを超えた時点でその機能は不能になる。

電子渡航文書について示されている要件は、前記文書が、非接触型の読取り装置に由来する磁気フィールドにあてられた際に瞬時に機能する、最大限の非接触型の電子ビザを収納できるということである。読取り装置および渡航文書は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格に適合していなければならない。

一つまたは複数の非接触型の電子ビザの仕様書では、一方では各ビザが非接触型の読取り装置に由来する磁気フィールドと、可能な限り、相互作用を少なくし、そして消費をできるだけ少なくすること、そして他方では、ビザ読取り装置に応答する段階の際に、該電子ビザの各々がＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規準により課せられた条項と相容性ある前記磁気フィールドの変動を誘発することが求められている。

ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格に由来する非接触技術は、非接触型の製品間におけるアンチコリジョン原理の利用を可能にするメカニズムについて記述している。これらの原理は、同じ磁気フィールドにあてられた際に複数のものの中から非接触型の製品を抽出することに可能にする論理メカニズムを提案している。これらの原理を良好に機能させるのに必要な条件は、読取り装置が自ら発生させるフィールド中に存在する全ての製品に供給（ａｌｉｍｅｎｔｅｒ）し、これらすべてを検出することである。

特に、非接触アンチコリジョンメカニズムは、複数の非接触型のトランスポンダの総和により誘導される消費量および磁荷によって制限される。このため、電子パスポートの中または外の読取り可能な電子ビザの数は制限される。

なお、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規準には、非接触型の製品が１．５Ａ／ｍ〜７．５Ａ／ｍの間に含まれる磁気フィールド範囲の中で機能することを課している条項が含まれている。この条項により、非接触型の製品は、少なくとも１．５Ａ／ｍの磁気フィールドから機能できる。

したがって、渡航文書が存在する規格に準拠した状態では、規格に適合した読取り装置は、１．５Ａ／ｍのフィールドしか発生させることができない。ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規準は同様に、非接触型の製品の応答の最小振幅をも課し、読取り装置がそれを検出できるようにしている。

この最小振幅は、Ｈを磁気フィールドの振幅として少なくとも３０／Ｈ^１．２（すなわち１８．６ｍｖ）に相当する。この値は、その副搬送波の周期運動がレート８４７Ｋｈｚの、非接触型の製品による１３．５６ＭＨｚという周波数の、読取り装置の磁気フィールドの振幅の変調によって生成される側波帯の振幅に基づいて定義づけされる。

これらの条件が順守された場合、基準に適合した非接触型の読取り装置は、非接触型のチップのデータを受け取ることができるはずである。

現行技術によると、なんらかの電子ビザを最大数、渡航文書中に位置づけた場合にこれらの条件を全てを順守することが可能である。現在、トランスポンダの応答曲線を見ると、最大数として、５つのビザが明らかになる（ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ１７／ＷＧ８の公式文書Ｎ１０８８号からの抜粋である図３）。

本発明人は、規準に適合している五つを超えるの非接触型の製品を別個に利用すると、それらが同じ渡航文書にまとめられている場合、互いの電磁結合のために、このアセンブリがもはやＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規準に適合しなくなるということに気づいた。適合している非接触型の読取り装置はもはやこれらに供給を行なうこともこれらを検出することもできないとみなされる。

この五つというトランスポンダの数量制限を、本発明人は、電子パスポートの発展のみならず、概して、想定される利用分野の如何に関わらず、共に配置される複数のトランスポンダの読取りにとっても、不都合を構成し得るとみなした。

したがって本発明人は、一般的に、読取り装置の恒常的な出力を得るために、複数のトランスポンダとの非接触通信の改善を提案した。

トランスポンダと読取り装置の間の通信を改善できるようにする既知の先行技術としては、仏国特許発明第２７７７１４１号明細書または米国特許第６１７２６０８号明細書が知られている。

これらの特許は、電磁気フィールドに近い（またはそれに等しい）周波数に同調され得る第二の振動回路を有し、かくしてトランスポンダが行なうフィールドの変調を、読取り装置のアンテナがより良く検出するようにすることを提案している。これらの文書は、特に、良好な機能を保ちながら、そして読取り装置の送信出力を増大させることなく読取り装置とトランスポンダとの間の通信距離を増大させるために、受動共振回路を利用することを教示している。

その一方で、同じ支持体に配置された複数のトランスポンダと読取り装置の通信を増幅するために、閉鎖型集合アンテナを利用する仏国特許出願公開第２８１２４８２−Ａ１号明細書が知られている。支持体に存在する多数のトランスポンダは、支持体で利用可能な記憶メモリの増加の問題に対応する。トランスポンダは製造コストの問題から、受動アンテナよりも小型のフォーマットを有する。この特許文書は、恒常的な電磁気フィールド出力において読取り可能なトランスポンダの数を最適化することを教示していない。

その上、受動アンテナよりも規模の小さい複数のトランスポンダに連結された閉鎖型受動集合アンテナ（ａｎｔｅｎｎｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｆｅｒｍｅｅ）の配置は、当業者が現在知るところではこの文書で報告されているようには機能し得ないと思われる。

本発明は特に、以上で報告した不都合を解決することを目的としている。

本発明は概して、それらの規模の如何に関わらず、規定の電磁気フィールドで同時に読取り可能なトランスポンダの数の増大を導くことができるはずである、トランスポンダの読取りの改良を目的としている。

本発明は同様に、特にＩＣＡＯおよびＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３の仕様に適合する、電子パスポートの利用のための、同時に読取り可能なトランスポンダの数の最適化を提案することも目的とする。そのためにトランスポンダの新しい特徴が提案される。

第一の態様に従うと、本発明は、読取りの際に、受動共振回路とのトランスポンダ磁気結合を確実に行う、非接触型のものであり、同じ問合せ磁気フィールドに配置されたＲＦトランスポンダの読取り方法を対象としている。

この方法は、共振回路の受動アンテナが少なくとも一つのトランスポンダアンテナに連結されており、また、受動共振回路は、連結の結果もたらされる共振周波数が読取り対象のトランスポンダの送信側波帯周波数の一つに対応するように同調されていることを特徴とする。

これらの配置により、トランスポンダのリターン信号の振幅を優先させることが可能となる。

特定の実施形態に従うと、受動共振回路の受動アンテナの少なくとも一つのトランスポンダアンテナとの連結は無視できるものにされ、受動共振回路は読取り対象のトランスポンダの送信側波帯周波数に対応する共振周波数に同調されている。

これらの配置は、モジュールアンテナまたはトランスポンダのチップに由来するリターン信号の振幅を完全に優先させながら、読取り方法をより一層簡略化する。

本発明は同様に、少なくとも一つのＲＦトランスポンダの読取りシステムにおいて、少なくとも一つのトランスポンダで問合せフィールドを送信し、トランスポンダからの応答を収集するのに適した読取り装置と、読取りの際に少なくとも一つのトランスポンダとの磁気結合を実施するための受動共振回路を含むシステムにも関するものである。

該システムは、受動共振回路が、少なくとも一つのトランスポンダと共振回路の連結の結果としての共振周波数が、読取り対象のトランスポンダの送信側波帯周波数の一つに対応するように同調されていることを特徴とする。

本発明のもう一つの態様は、少なくとも一つの主トランスポンダ、少なくとも一つの二次トランスポンダおよび少なくとも主トランスポンダに連結された受動共振回路を収納する支持体に関するものである。

この対象は、受動共振回路と少なくとも主トランスポンダの連結の結果もたらされる共振周波数が、二次トランスポンダの送信側波帯周波数のうちの一つに対応するように同調されていることを特徴とする。

本発明のもう一つの態様は、少なくとも一つのトランスポンダおよび少なくともトランスポンダに連結された受動共振回路を収納する支持体に関するものである。この態様は、受動共振回路がトランスポンダの送信側波帯周波数のうちの一つに対応する共振周波数に同調されていることを特徴とする。

本発明のもう一つの態様は、外部巻回を画定する支持体に平面アンテナを有するトランスポンダに関するものである。

トランスポンダは、
−外部巻回の内側の表面積が１５×１５ｍｍという表面積より大きく、約３０×３０ｍｍの表面積未満であり、
−アンテナがおよそ１３〜１８回の巻を備え、
−同調周波数が１５〜１８ＭＨｚの間に含まれ、
−品質係数（ｆａｃｔｅｕｒ ｑｕａｌｉｔｅ）が３０超である
ことを特徴とする。

本発明のもう一つの態様は、二つの表紙の間の複数のページ、そしてページの間に複数のトランスポンダを有する渡航文書に関するものであり、各トランスポンダはページまたは表紙とは全く異なる平面支持体に収納されているが、ほぼ１ページのフォーマットを有しており、トランスポンダは上述の特徴を有している。

トランスポンダの間の干渉または結合を少なくすることのできる有利な配置に従うと、これらのトランスポンダは異なる位置で支持体にとりわけ無作為に配置されている。

本発明の他の特徴および利点は、添付図面を参照しながら、非制限的な例として行なわれる以下の記述を読むことにより明らかになるものである。

先行技術に従った電子パスポートの読取りシステムを示す図である。 先行技術の電子パスポートおよび異なるビザを示す図である。 先行技術のトランスポンダの数に応じた応答電圧曲線を示す図である。 Ａ−Ａで切断した図５の断面を示す図である。 本発明の一つの実施形態に適合したトランスポンダの読取りシステムを示す図である。 本発明の一つの実施形態に従った受動アンテナについての考えられる寸法ゾーンを示す図である。 本発明の一つの実施形態に適合した渡航文書を示す図である。 図７に適合する渡航文書の読取りシステムを示す図である。 図８に適合する読取りシステムの概略図を示す図である。 主トランスポンダと受動共振回路の連結を用いたトランスポンダの読取り構成を示す図である。 本発明の一つの実施形態に従ったトランスポンダを示す図である。 本発明のもう一つの実施形態に従ったトランスポンダのコンディショニングを示す図である。 本発明のもう一つの実施形態に従ったトランスポンダのコンディショニングを示す図である。

図１では、高周波（ＲＦ）タイプのトランスポンダの形をした電子パスポートおよび電子ビザの既存の読取りシステム１は、送信アンテナ２を介した問合せフィールドの送信、そしてこのフィールドに付されたトランスポンダの応答の収集に適した読取り装置を含んでいる。

パスポート３（ＰＩＣＩ０）および各ビザ４（ＰＩＣＩ１−ＰＩＣＩ５）は、同じタイプのトランスポンダすなわちアンテナに接続されたＲＦ−ＩＤ（高周波識別）タイプの電子回路（５ａ、５ｂ）を備えている。

図２では、パスポートのトランスポンダはパスポート７の表紙６に埋込まれ、電子ビザの各トランスポンダはシート８に埋込まれている。

図３では、ＩＤ１フォーマット（現行のパスポートフォーマット）のトランスポンダの電圧応答曲線１０のダイアグラムが３５ボルトを超えて頂点に達しており、一方共に配置された５つのＰＩＣＩトランスポンダの電圧応答は、５ボルトに近い。トランスポンダが５つを超えると、電圧は著しく降下し、１３．５６ＭＨｚの周波数で５つを超えるトランスポンダを検出し、読取ることはもはや不可能となる。

概して、本明細書の範囲内では、以下の記述におけるトランスポンダという用語は、電磁気フィールドを用いた検出または通信を利用したあらゆる識別用電子回路を意味する。より特定的には、コンデンサまたは集積回路またはその他の電子コンポーネントに接続されたコイルを備える電磁トランスポンダに関するものである。

トランスポンダは特に、一つのアンテナに接続された集積回路チップといったような電子コンポーネントを備えている。該トランスポンダは、あらゆるタイプの支持体に挿入または連結され得る。トランスポンダは例えば、接着性の電子ラベル、非接触型のカードの形をとる。トランスポンダは、パッケージング、文書の表紙、シート、その他のものに埋込まれていてもよい。

トランスポンダは、銀行業務（電子マネー）、通信、輸送、身分証明（電子パスポート、ＩＤカード）といったようなさまざまな経済分野において利用される。特に身分証明の分野においては、ＲＦＩＤタイプの非接触型の携帯用電子機器との高周波通信により人物の認証を行なうことが公知である。

概して、読取り装置という用語は以下の記述において、所与の周波数の電磁気フィールドを作り出すアンテナを具備する送受信装置を意味する。該装置のアンテナは、電磁気フィールドを変調させ電磁気フィールドの変動を測定することも可能にする。読取り装置のアンテナは、一般的に一つまたは複数のコイルで構成されている。

読取り装置−トランスポンダシステムは、利用されるトランスポンダのタイプに応じて、少なからず複雑な方法で機能する。一般的な機能原理は、一定の所与の周波数の電磁気フィールドの送信から成る。トランスポンダは、電磁気フィールドに入った時点で、供給され反応する。トランスポンダの反応は、読取り装置によって検出される電磁気フィールドの変動を誘発する。

最も単純なシステムでは、トランスポンダは例えばコイルとコンデンサで構成されており、この装置は電磁気フィールドの周波数に同調された振動回路を形成する。フィールド内のトランスポンダの存在により振動回路は共振し、読取り装置により検出可能なフィールドの変調が誘発される。非常に単純なこれらのシステムは、店舗における盗難防止装置として一般的に利用されている。

最も複雑なシステムでは、このトランスポンダは例えば一つのコイルに接続された集積回路を備え、このコイルと集積回路はとりわけ同調された共振回路を形成する。電磁気フィールド内のトランスポンダの存在により、集積回路は供給を受け、集積回路は読取り装置に自らの存在を知らせるために電磁気フィールドを変調させる。次に、電磁気フィールドの変調によりトランスポンダと読取り装置との間で対話が行なわれ得る。

図４および５において、読取りシステムは、読取りの際に受動共振回路１７とトランスポンダの磁気結合を行うことにより、複数のトランスポンダ１３〜１６の読取りの改善を可能にしている。

読取りシステム１２は、支持体１９に埋込まれた送受信アンテナ１８を備えており、受動共振回路１７は、例えば紙製シートといったような平面支持体２０において実現され、コンデンサの電極２２、２３に両端が接続された開路アンテナ２１を備えている。このアンテナは、実際には導電性インクを用いた両面のシルクスクリーンによって実現されており、下部面のコンデンサ２４の電極は、巻回に接続された端末の二つの電極２２、２３と向かい合っている。

受動回路は、実施例においては読取り装置のアンテナの上に、例えば読取り装置の高周波アンテナの付近で支持面に接着させることによって据えつけられるかまたは固定された状態で配置されている。

一つの実施形態に従うと、共振回路の受動アンテナは、少なくとも読取りの間、少なくとも一つのトランスポンダアンテナに連結される。連結というのは、共通の支持体を伴うまたは伴わずに、互いの間に磁気結合を有するような、それらの位置の物理的な接近を意味する。

該方法の一つのステップに従うと、受動共振回路は、少なくともトランスポンダアンテナとの連結の結果として得られる共振周波数が、読取り対象のトランスポンダの送信側波帯周波数のうちの一つに対応するように、共振周波数に同調される。

利点は、該トランスポンダが応答する際に誘発するフィールドの変動の読取り装置による検出に、有利に働くということにある。

好ましくは、トランスポンダは、特に各々が取り出す磁気フィールドを少なくすることにより、および／または、トランスポンダの他のアンテナとの干渉を少なくすることにより、受動共振回路との連結において無視されるように適合または設計されている。トランスポンダはこの目的で、受動共振回路のアンテナに比べて小型のフォーマットを有する。実施例においては、トランスポンダは、アンテナと比べてフォーマットが小さい、一つまたは複数の読取り対象のトランスポンダ１３〜１６である。小型化されたトランスポンダのフォーマットは、例えば受動共振回路のアンテナのフォーマットの１０分の１、ひいては５分の１未満である。

利点は、同じフィールド密度でトランスポンダへの供給をできる限り可能にするという点にある。

かくして、実施例においては、連結の結果にもたらされる共振周波数に対する、小さいトランスポンダの多大な影響が存在しないかぎり連結を無視できるものであることから、共振回路は、読取り対象のトランスポンダの送信側波帯周波数のうちの一つにちょうど対応する周波数に同調させられる。

送信側波帯は、トランスポンダが、特にその応答中に振幅の変調を行う問合せ磁気フィールドにさらされる、あらゆるトランスポンダによって生成される。

側波帯は、読取り装置とトランスポンダとの間の通信における他の変調原理、特に位相変調および周波数変調について存在する。

実施例においては、トランスポンダにより生成された副搬送波に対応する８４７Ｋｈｚの変調信号による周波数が１３．５６ＭＨｚの正弦波信号の振幅変調は、スペクトルの観点から、１３．５６ＭＨｚ＋／−８４７ＫＨｚに位置する二つの側波帯、つまりそれぞれが１２．７１および１４．４ＭＨｚの信号を作り出す。

上述のもの以外の側波帯も同様に生成されるが、そのエネルギーはさほど大きいものではない。

最大限、読取り装置による検出を有利なものにするために、そして、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格に定義づけられているレトロ変調された最低水準のフィールドを達成するために、受動共振回路の共振周波数は、１４．４ＭＨｚ、つまり１３．５６ＭＨｚ＋８４７ＫＨｚに選択される。

他の連結の実施例については後に例示する。

もう一つの実施形態に従うと、少なくとも一つのトランスポンダのアンテナのフォーマットＦおよびこのフォーマットに対応する挙動または特徴を有するトランスポンダの応答が決定され、その後に各トランスポンダについてこのフォーマットに対応する挙動または特徴を得るように、受動共振回路が構成される。

したがって受動アンテナは、それぞれ８１ｍｍ×４９ｍｍおよび６４ｍｍ×３４ｍｍの、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格に記述されたＩＤ１フォーマットにおいて、かつ、互いに心出しされた二つの長方形２５、２６の間のゾーンＺ（図６）において意図的に画定された。

利点は、恒常的な問合せフィールドをもつより多くのトランスポンダの読取りを可能にしながら、大きなトランスポンダの特徴を持ち合わせつつ、小さなトランスポンダの応答を得ることができるという点にある。

これにより、特に、より多くのトランスポンダの読取りを可能にするようにＩＣＡＯの仕様を満たすことが可能となり、特にパスポートの表紙に受動アンテナ（または一つまたは複数の導電性トラックで形成された受動共振回路１７）を備える電子パスポートまたは電子ビザタイプの渡航文書２７（図７）を実現できる。

このように実現された渡航文書は、加えられた読取りフィールドにさらされた受動共振回路によって誘導された局所的フィールドの一部を、一つまたは複数のアンテナのモジュール１３〜１６の表面の周囲にある読取り装置のアンテナによって放射されたフィールドの一部から各々取り出す、一つまたは複数のトランスポンダ１３〜１６を収容することができる。

図８および９は、渡航文書の読取りシステムを示している。このシステムは前述のものと同様、受信した信号の処理およびオペレート手段２８に接続された送受信アンテナ１８を収納する読取り支持体１９を含む。

共振回路１７はここでは、読取り支持体の下に固定されている。利点は、全てのパスポートの読取り位置に共通の回路を有するという点にある。しかしながら、図７の実施例においては、この共振回路を備える各文書を読取装置のところに配置することは不可欠である。

実施例においては、ＩＣＡＯの仕様にしたがって、読取り装置の磁気フィールドの振幅Ｈを１．５Ａ／ｍ以上の値に定め、トランスポンダの応答の振幅を３０／Ｈ^１．２以上の値に定める。

渡航文書は、例えばＩＤ１といった大きなフォーマットのトランスポンダ３および電子ビザとして小型化されたフォーマットの複数のトランスポンダ１３〜１６を備える。

アンテナのモジュール１３〜１６は必ずしも、受動アンテナがある平面と同じ平面に位置づけされるわけではない。

図８では、受動共振回路１７は渡航文書の外に配置されている。これは、読取り支持体の下に固定されることで、読取りシステムに連結されている。

ただし、これを読取り支持体の近くに、特に、その上に置くかそれに据えつけるかまたは接着することも可能である。

受動共振回路は、特に接着により、文書に固定されたラベルの形を呈することができる。これを文書に、特にそのページまたは表紙に一体化させることも可能である。

読取り対象のトランスポンダ（１３〜１６、３）は、渡航文書２７Ｂにある。この文書には、二次トランスポンダと呼ばれる小型化されたフォーマットの複数のトランスポンダと、主トランスポンダと呼ばれる大きなフォーマットの一つのトランスポンダがある。この場合、後述の図１０との関係において示されている通り、主回路との連結を考慮に入れて受動共振回路を同調させることが推奨される。

かかる解決法の結合およびエネルギーバランスは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３準拠のＩＤ１フォーマットのトランスポンダによって得られるバランスと比較にならないものである。個別に取上げられた各アンテナのモジュールは、フォーマットひいては渡航文書のＩＤ１規準に適合する受動アンテナのものに対応する読取り装置の磁界に対する作用を有するものとして読取り装置により感知される。

一方では受動共振回路そして他方ではアンテナのモジュールの幾何学的および電気的特性は、好ましくは以下の記述に対応する：
読取り装置のみならず非接触型の製品のテスト方法すなわちＩＳＯ／ＩＥＣ１０３７３−６で記述されているもののような試験装置の観点からも、複数の電子ビザを含む渡航文書は単一の非接触型の製品とみなされなくてはならない。

こうして、電子パスポートタイプの渡航文書に含み入れるべき受動共振回路を実施するための以下の好ましい原則がもたらされる。

受動共振回路は、読取り装置とのその結合がＩＤ１フォーマットのアンテナが備わった非接触型のカードに適合する効果を誘発するようなものでなくてはならない。

受動共振回路は、読取り装置によって生成された電磁気フィールド上に弱い電荷を誘発しなければならない。この電荷は、Ｈｍｉｎに対して６ボルトに調節されたＩＳＯ／ＩＥＣ１０３７３−６規格の補遺ＤにおけるＰＩＣＣ基準により誘発される電荷に対応していなければならない。トランスポンダにより誘導される電荷は、１．８ｋΩの抵抗性部分を有し、かつ問合せフィールドに由来する電圧が電荷の端子において直流６Ｖ未満である、１３．５６Ｍｈｚに同調されたアンテナＩＤ１に対応する。

こうして、以下の幾何学特性が共振回路に付与されることになる。

したがって前述の通り、受動アンテナは、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格内で記述されているＩＤ１フォーマットにおいて、互いに心出しされて整列されている、それぞれ８１ｍｍ×４９ｍｍおよび６４ｍｍ×３４ｍｍ（図６）の二つの長方形２５、２６の間のゾーンＺに意図的に画定された。

非接触型の読取り装置により生成されたフィールドを過度に制限しないように、受動共振回路の品質係数は意図的に３０未満の値に制限される。

前述の条件を満たすためのこの共振回路の最適な品質係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｄｅ ｑｕａｌｉｔｅ）は１０〜２０の間に含まれる。受動共振回路の品質係数の最適値は、２０である。このため、銀インキを用いたシルクスクリーンさらにはカーボンインクを用いたシルクスクリーンといったような強い電気抵抗をもつアンテナ描画技術が許容される。過電圧係数の必要性のため、受動共振回路は複数の周回から構成されるコンデンサに接続されたアンテナで構成されなくてはならない。

受動共振回路は、読取り装置との結合表面積が小さいために必要となる付加的なエネルギーを電磁的に結合されたアンテナのモジュールに供給しなければならない。受動共振回路は、アンテナのモジュールの供給を可能にする読取り装置に由来のものに付加的な局所的なフィールドを生成しなければならない。

一方（図１１）、トランスポンダ１３は、チップカード技術に適合したアンテナのモジュールの形で実現されている。このトランスポンダは、平面にある集積回路チップ３１に接続された絶縁性支持体３０（誘電体フィルム）の上に平面アンテナ２９を備えている。チップは、保護コーティング用樹脂３２を含んでいてもいなくてもよい。このアセンブリは、全体で１ｍｍ未満の厚みを有することができる。

アンテナ２９は好ましくは、優れた品質係数を呈するように金属線または銅エッチングで実現される。

トランスポンダは有利には、例えば長さ２５ｍｍ×幅１５ｍｍという適正フォーマットを有し、約１５周回、例えば１３〜１８の間に含まれる巻回のアンテナを備える。巻回数は、わずかではあるが選択されたチップに左右される。

例えば銅製の各巻回は、例えば約５０〜３００μｍの幅を有し、二つの隣接する巻回の間の間隔は約５０〜２００μｍである。

表面積比の間で譲歩または最適化を行わなくてはならない。例えば１０ｍｍ×１０ｍｍ未満といった過度に小さい表面積のアンテナのモジュールには、良好な機能を可能にするため受動共振回路に対するきわめて精確な位置づけが必要となり、このためチップの表面に直接実現されるアンテナに基づく実施形態は先験的に排除される。

これに対して、３０ｍｍ×３０ｍｍ超のフォーマットのアンテナのモジュールは、過度の磁気フィールドを消費すると考えられ、複数の集積回路のチップまたは電子ビザの機能を可能にするために他のアンテナのモジュールと過度に結合すると考えられる。

理想的には、トランスポンダの共振周波数は１７ＭＨｚである。

トランスポンダの幾何形状、その共振周波数およびその周回数を考慮すると、受動共振回路の周回数は４周回が最適である。コンデンサの電極の表面積は、前述した周波数の同調を実施するように計算される。

図１０において、受動共振回路１７は、受動回路のものに匹敵する寸法のアンテナを呈するトランスポンダに連結されている。これは非常に重要であることから、受動共振回路の周波数の同調の調節において考慮されなければならない。

実際、二つの回路の合成共振周波数は、以下の関係式により定義される：
ｆｒｅｓ，２＝ｆｒｅｓ／√１＋ｋ
ｋは、二つのトランスポンダ間の結合係数（最大結合の場合１に等しい）である。
ｆｒｅｓ，２は、同じ共振周波数「ｆｒｅｓ」の二つのトランスポンダの連結の結果得られる共振周波数である。

これは例えば、先行技術の電子パスポートの表紙または図２のＩＤ１フォーマットの電子ビザのうちの一つに実際に配置されるようなＩＤ１フォーマットのトランスポンダでありうる。

受動共振回路は、連結Ｍの結果得られる共振周波数が、読取り対象のトランスポンダの送信側波帯周波数のうちの一つに対応するように同調される。

連結された二つの要素は、例えば渡航文書の表紙６Ａといったような同じ支持体に一緒にまとめることができる。

この原理を拡張させると、連結は、トランスポンダの数が無視できないほど多くなって初めて複数のトランスポンダに関係するものとなり得る。

図１２、１３に例示されている有利な配置に従うと、各電子ビザは、支持体３３、３４、例えばほぼ文書のフォーマットかまたはそれよりわずかに小さいフォーマットのシートに配置される。パスポートへの応用では、支持体は、ＩＤ１フォーマットかまたはそれよりわずかに小さいフォーマットである。重要なのは、文書を固定または差し込む際にユーザーに選択の余地を与えないことにある。

このトランスポンダ支持体３３は、文書に差し込むかまたは、特にステッカーを用いて１ページに接着すべきものである。

トランスポンダ１３は、特にラミネート加工によりビザ部の製造の際に支持体の内部で無作為に配置される。図１２においては、このトランスポンダは左側縁部３５に沿って配置されており、一方では、図１３ではこれは右側縁部３６に沿って配置されている。かくして、二枚のシートの重ね合せに際して、トランスポンダ同士の結合は少なくなる。

トランスポンダの実施方法にはこの目的で、例えばトランスポンダをはさみ込むシートのラミネート加工の際にトランスポンダの支持体シートの表面にトランスポンダを無作為にまたは可変的に配置するステップまたは手段が含まれていなければならない。

かくして、渡航文書に付される場合、トランスポンダは他のトランスポンダとの関係において同じく無作為に分布させられる。その結果、ラベルは磁気的観点から見て全て異なるものとなり、重ね合わされた状態でさえ、より容易に機能することができる。

かくして、本発明によって、より多くの電子ビザ数で電子ビザに応用することが可能になる。上述の好ましい特徴により、ＩＣＡＯの仕様に適合するトランスポンダを１５まで読取ることが可能となった。

読取り方法は、特に規格において記述されたものといった既知のタイプのアンチコリジョンメカニズムまたはプロトコルを利用することができる。このメカニズムは、読取り装置の処理手段が率先して始動させることのできるものである。

もう一つの態様から見た本発明は、電子渡航文書の実現を可能にする。この文書は、少なくとも一つのトランスポンダのアンテナＩＤ１フォーマット、読取り磁気フィールド最小振幅Ｈおよびトランスポンダ応答最小振幅を義務付ける、特に規格（ＩＣＡＯ）に基づく制約条件または仕様に適合した複数のトランスポンダを含むものとみなされている。

このもう一つの態様に従うと、トランスポンダはＩＤ１フォーマットより小さいアンテナフォーマットで実施され、このトランスポンダは、読取り装置がそれをＩＤ１フォーマットのトランスポンダと見なすようにＩＤ１フォーマットの受動アンテナおよびコンデンサを有する受動共振回路と同時に配置される。

本発明に従った渡航文書は、複数のページおよびこれらのページの間の複数のトランスポンダを有することができ、各トランスポンダは、ページは異なるがほぼ文書の１ページのフォーマットを有する平面支持体に収納されている。

この文書は、トランスポンダが異なる位置で支持体に配置されているかぎりにおいて、トランスポンダアセンブリを用いて容易に読取ることができる。

したがって、本発明は、各トランスポンダが自らよりも大きなフォーマットのシート（３３、３４）に配置され、そして、トランスポンダがシート毎に異なる位置でシート（３３、３４）に配置されているという点で、特に電子ビザのためのトランスポンダアセンブリまたはセットをもその特徴とする。

本発明を主に渡航文書との関係において記述してきたが、これは特に、例えばＩＤ１非接触型のチップカードフォーマットのアンテナをもつ受動共振回路に連結されたアンテナのモジュールを含むチップカード、電子ラベルといったような、少なくともトランスポンダに連結されるあらゆる受動共振回路支持体に応用される。

これらの対象は好ましくは、チップカードまたは携帯電話のように携帯式である。

受動アンテナは、特に、チップカードの標準的なキャビティに挿入されたアンテナのモジュールの周囲にある、チップカード本体に含み入れることができる。共振回路を伴う受動アンテナは同様に、読取り装置に一体化することもできる。

１ 読取りシステム
２ 送信アンテナ
３ パスポート
４ ビザ
５ａ、５ｂ 電子回路
７ パスポート
８ シート
１２ 読取りシステム
１３〜１６ トランスポンダ
１７ 受動共振回路
１８ 送受信アンテナ
１９ 支持体
２０ 平面支持体
２１ 開路アンテナ
２２、２３ 電極
２４ コンデンサ
２７Ｂ 渡航文書
２８ 処理およびオペレート手段
２９ 平面アンテナ
３０ 絶縁性支持体
３１ 集積回路チップ
３２ 保護コーティング用樹脂
３３、３４ 支持体

仏国特許発明第２７７７１４１号明細書 米国特許第６１７２６０８号明細書 仏国特許出願公開第２８１２４８２−Ａ１号明細書

Claims (20)

1. 読取りの際に、トランスポンダと受動共振回路（１７）との磁気結合を確実に行う、一つの同じ問合せの磁気フィールドに配置されたＲＦトランスポンダの読取り方法であり、
   共振回路の受動アンテナ（２１）が少なくとも一つのトランスポンダアンテナ（３、１３〜１６）に連結されており、また、受動共振回路は、連結（Ｍ）の結果もたらされる共振周波数が読取り対象のトランスポンダ（３、１３〜１６）の送信側波帯周波数のうちの一つに対応するように同調されていることを特徴とする、ＲＦトランスポンダの読取り方法。
2. 受動共振回路の受動アンテナ（２１）と少なくとも一つのトランスポンダアンテナ（１３〜１６）との連結は無視できるものにされ、受動共振回路（１７）が読取り対象のトランスポンダの送信側波帯周波数の一つに対応する共振周波数に同調されていることを特徴とする、請求項１に記載の読取り方法。
3. ‐各磁気フィールドの各抽出を少なくすることにより、および／または、トランスポンダの他のアンテナとの干渉を少なくすることにより、受動共振回路（１７）との連結において無視されるようにトランスポンダ（１３〜１６）を適合させるステップをさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載の読取り方法。
4. −少なくとも一つのアンテナのフォーマットおよびこのフォーマットに対応する挙動を有するトランスポンダの応答が決定され、
   −各トランスポンダのこのフォーマットに対応する挙動が得られるように受動共振回路が構成されることを特徴とする、請求項３に記載の読取り方法。
5. 受動アンテナが、それぞれ８１ｍｍ×４９ｍｍと６４ｍｍ×３４ｍｍである二つの長方形の間に画定されていることを特徴とする、請求項４に記載の読取り方法。
6. 側波帯が、それぞれ約１３．５６Ｍｈｚ±８４７Ｋｈｚ、すなわちそれぞれ１２．７１および１４．４ＭＨｚとして選択されており、問合せ周波数が１３．５６ＭＨｚであり、８４７Ｋｈｚで変調されることを特徴とする、請求項１または２に記載の読取り方法。
7. 受動共振回路（１７）のアンテナが３〜６回の巻を備えることを特徴とする、請求項５に記載の読取り方法。
8. 受動共振回路（１７）が３０未満の値の品質係数を呈することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の読取り方法。
9. トランスポンダが小型化されたフォーマットを有し、外部巻回の内側の表面積が１５×１５ｍｍの表面積より大きく、約３０×３０ｍｍの表面積未満のアンテナを有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の読取り方法。
10. トランスポンダのアンテナが１３〜１８回の巻を備えることを特徴とする、請求項９に記載の読取り方法。
11. 同調周波数が１５〜１８ＭＨｚの間に含まれることを特徴とする、請求項１０に記載の読取り方法。
12. トランスポンダが３０超の品質係数を有することを特徴とする、請求項１１に記載の読取り方法。
13. 各トランスポンダ（１３、１４）は、支持体内に無作為の位置で配置されており、支持体は、互いにずらされたトランスポンダの様々な位置を可能にしていることを特徴とする、請求項１２に記載の読取り方法。
14. 少なくとも一つのＲＦトランスポンダの読取りシステム（１２）であり、前記システムは、
    −少なくとも一つのトランスポンダ（１３、１４）に問合せフィールドを送信し、トランスポンダからの応答を収集するのに適した読取り装置（１８、１９、２８）、
    −読取りの際に、少なくとも一つのトランスポンダとの磁気結合を実施するための受動共振回路（１７）、
    を含み、
    −受動共振回路（１７）は、少なくとも一つのトランスポンダ（３、１３）の共振回路との連結（Ｍ）の結果もたらされる共振周波数が、読取り対象のトランスポンダの送信側波帯周波数のうちの一つに対応するように同調されていることを特徴とする、読取りシステム。
15. 少なくとも一つの主トランスポンダ、少なくとも一つの二次トランスポンダおよび受動共振回路を収納する支持体であり、
    受動共振回路は少なくとも主トランスポンダに連結され、
    受動共振回路（１７）は、該受動共振回路と少なくとも主トランスポンダ（３）との連結の結果もたらされる共振周波数が二次トランスポンダ（１３）の送信側波帯周波数のうちの一つに対応するように、同調されることを特徴とする、支持体。
16. 少なくとも一つのトランスポンダ（１３〜１６）および少なくとも一つのトランスポンダに連結された受動共振回路（１７）を収納する支持体であり、
    受動共振回路（１７）がトランスポンダの送信側波帯周波数のうちの一つに対応する共振周波数に同調されていることを特徴とする、支持体。
17. 前記トランスポンダが、外部巻回を画定する支持体に平面アンテナを備えており、
    −外部巻回の内側の表面積が１５×１５ｍｍという表面積より大きく、約３０×３０ｍｍの表面積以下であり、
    −アンテナがおよそ１３〜１８回の巻を備え、
    −同調周波数が１５〜１８ＭＨｚの間に含まれ、
    −品質係数が３０超である
    ことを特徴とする、請求項１６に記載の支持体。
18. 請求項１７に記載の支持体を有する渡航文書（２７）であって、
    該支持体は二枚の表紙の間に複数のページを、そしてページの間に複数のトランスポンダ（１３〜１６）を有しており、各トランスポンダはページまたは表紙とは全く異なる平面支持体（３３、３４）に収納されているがほぼ１ページのフォーマットを有していることを特徴とする、渡航文書。
19. トランスポンダが異なる位置で支持体（３３、３４）に配置されていることを特徴とする、請求項１８に記載の渡航文書。
20. 各トランスポンダがそれよりも大きいフォーマットのシート（３３、３４）に配置されており、トランスポンダがシート毎に異なる位置で支持体（３３、３４）に配置されていることを特徴とする、請求項１７に記載のトランスポンダのアセンブリ。

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