JPH0897755A - 高周波トランスポンダ装置 - Google Patents

高周波トランスポンダ装置

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JPH0897755A
JPH0897755A JP7105456A JP10545695A JPH0897755A JP H0897755 A JPH0897755 A JP H0897755A JP 7105456 A JP7105456 A JP 7105456A JP 10545695 A JP10545695 A JP 10545695A JP H0897755 A JPH0897755 A JP H0897755A
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フック クリストファー
Keith Juson
ジャスン キース
Christopher Hall
ホール クリストファー
Donald Harold Ferguson
ハロルド ファーガスン ドナルド
Dimitrie Octavian Paun
オクテイヴィアン ポーン ディミトリー
Alexandru Oprea
オプレア アーレクサーンドルー
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 １つのリーダーによって種々のトランスポン
ダを同時に認識し、リーダーが制御の下に多くのトラン
スポンダを選択的にプログラムすることができるように
し、乗客のスループットを最大限にする迅速な処理速度
を提供してデータ記憶の完全性を達成する受動トランス
ポンダの提供。 【構成】 本発明は、同定情報及び他の情報をメモリに
記憶する１つまたはそれ以上のトランスポンダと、トラ
ンスポンダからの情報を受け、新しい情報を書き込むリ
ーダーとを有し、トランスポンダとリーダーとの間の通
信は高周波信号を使用して行われる電気同定装置に関す
る。本発明は、特に自動料金収集装置において有効であ
り、その場合、典型的には薄いカード状のプリペイドチ
ケットとして使用されるトランスポンダが料金を支払う
乗客によって持たれ、印刷されたチケットに取って代わ
り、現金の受け渡しを省略する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のトランスポンダ
及びリーダーを有する高周波トランスポンダ装置に関す
る。特に本発明は、各トランスポンダが高周波用回路
と、同定情報及び種々のデータを記憶するシリコン集積
回路（ＩＣ）の制御回路とを有し、自動料金収集（ＡＦ
Ｃ）装置において使用され、各料金を支払う乗客に典型
的にはクレジットカードまたはデビットカードと類似し
た薄いプラスティック製のカードの形態のトランスポン
ダが発行される装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】同定を行うために種々の技術を使用する
市販の多数のトランスポンダ装置がある。しかしなが
ら、このような従来技術のトランスポンダ装置は、ＡＦ
Ｃ装置に使用するには適当でない多数の欠点に悩まされ
た。
【０００３】この適用において発明者が知る限りにおい
て、１つのリーダーによって多数のトランスポンダを同
時に同定する従来技術の受動（フィールドパワー）装置
はなく、従来技術において１つ以上のトランスポンダが
同時に突然にまたは故意にリーダーに提示されたときの
状態を満足のゆくように取り扱うことを不可能にしてい
た。例えば、ＰＣＴ／ＡＵ９０／０００４３（ターナー
等）は、フィールドパワー（受動）または自己パワー
（能動）であるトランスポンダを使用する同定装置を示
しており、この装置において、複数のトランスポンダを
リーダー近傍に提示し、１つのトランスポンダがその影
響下にあるときエラーのない同定を行うことができるだ
けであり、従って、ＡＦＣ装置及び多くのトランスポン
ダが１つのリーダーに同時に関連している他の適用にお
いては不十分である。
【０００４】本出願と同じ譲受人の名称で出願されたＰ
ＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＣＡ９１／００１４７のような能
動（自己パワー）トランスポンダ装置は、従来より知ら
れており、この出願においては、優れた同時同定性能が
達成される新しい機構が説明されている。しかしなが
ら、能動トランスポンダは、次のような多数の要因によ
ってＡＦＣ装置においては不適当である。すなわち、カ
プセル電池の形態の消費電源の使用による作動寿命の制
限、電池の薄さによって制限されるトランスポンダの厚
さ及び電池によるコスト増などである。
【０００５】同時に同定した後に、リーダーが、制御の
下に多数のトランスポンダに情報を選択的に書くことが
できる基本的な推論はない。例えば、ＰＣＴ／ＵＳ８７
／００４６６（フロエリッチ等）は、データ通信用の光
電トランスデューサを使用するトランスポンダを示して
いる。この参考例には多数のトランスポンダの１つを選
択的にプログラムする必要性に対する考慮はない。なぜ
ならば、この従来技術の装置は、リーダーと各トランス
ポンダとの間の視線を必要とする。
【０００６】またラジオリンクを介してデータを再プロ
グラムすることができる特徴を有する従来技術の受動
（フィールドパワー）トランスポンダ装置が知られてい
る。しかしながら、このような装置は、ＡＦＣ装置では
許容できない程遅いプログラム速度で作動する。リーダ
ーからトランスポンダの不揮発性メモリへのデータの高
速転送は、処理時間を最小限にするためにＡＦＣ装置に
おいては肝要であり、「処理」は、この適用において
は、トランスポンダを同定し、トランスポンダのデータ
メモリの領域からある情報を読み取り、そのメモリに記
憶するためにトランスポンダに新しい情報を書き込む順
序として定義され、これは、料金の支払い用のトランス
ポンダを持つ乗客の望ましい高いスループットを実現す
るＡＦＣ装置の能力に関する。
【０００７】例えば、特許ＧＢ２１６３３２４Ａ（エレ
クトロマティック社）は、再プログラマブルメモリを有
するフィールドパワートランスポンダを示す。ここに記
憶する情報は、エレメンタリ通信規約を使用するリーダ
ーによってトランスポンダに順に送られる。トランスポ
ンダは、その中に記憶するデータエレメントを受ける前
に、受けたデータエレメントを不揮発性メモリに送る時
間を必要とする。この従来技術の装置において、不揮発
性メモリは、電気的に消去可能でプログラマブルリード
オンリーメモリ（ＥＰＲＯＭまたはＥ2ＰＲＯＭ）を使
用して製造され、これらのメモリは、消去／書き込みサ
イクルを実行するためにほぼ１０ｍｓを必要とすること
を特徴としており、不揮発性メモリアレーに新しいデー
タを書き込む機構である。この連続プロセスは、時間が
かかる。なぜならば、典型的なＡＦＣ処理において、デ
ータの種々のパケットを書き込むことが必要となり、こ
れは処理時間が許容されない程長くなる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、従来技術の装
置に見られる上述したすべての欠点を克服し、特にＡＦ
Ｃ装置に使用するのに適した独創的で優れた受動トラン
スポンダを提供するように組み合わされて作用するいく
つかの追加的で独創的な段階を示す。
【０００９】１つのリーダーによる多数のトランスポン
ダの同時的な同定は、ＰＣＴ／ＣＡ９１／００１４７に
開示される内容と同じ技術を使用して達成される。要約
すると、リーダーから励起信号を受けた直後に、トラン
スポンダは、同定メッセージを送る。リーダーからさら
に作用がなくても、トランスポンダは、ランダムに変化
する間隔で時分割された同定メッセージを送り、この間
隔は、１つの同定メッセージを伝達するためにかかる時
間の整数倍である。特定のトランスポンダからの連続的
な同定メッセージの間の間隙は、疑似乱数シーケンス発
生器から引き出され、異なるトランスポンダの発生器
は、同期がとられていない。従って、種々のトランスポ
ンダは異なる時間スロットで同定メッセージを提出す
る。この従来技術に対する改良は、この明細書の詳細な
説明で詳細に説明され、本発明の観点を形成する。
【００１０】「選択的なプログラミング」は、リーダー
が指定したトランスポンダにデータを、個別に他のトラ
ンスポンダからの干渉と目的（すなわち、受動トランス
ポンダの同一性）に関する混乱がなく書き込むことがで
きる機構を説明するために使用される術語である。本発
明において、これは、リーダーによって伝送される特定
のデータメッセージパケットの受領を定義する際に使用
される独特の連続数をトランスポンダ毎に与えることに
よって達成される。この方法において、リーダーは同時
に種々のトランスポンダで制御され、この各々の同一性
は、ここの説明する同時同定機構を介してリーダーに知
られる。リーダーは、リーダーとトランスポンダとの間
で使用される通信規約の基本的なエレメントとして目的
のトランスポンダの連続数を含むことによって特定のト
ランスポンダにデータまたはインストラクションのパケ
ットを転送することができる。
【００１１】リーダーからトランスポンダの不揮発性メ
モリーへのデータの転送速度は、続くエレメント数（例
えば、ビットまたはバイト）ではなく、記憶するデータ
のパケットを送ることによって本発明の装置において最
大限にされ、この結果、前にここで述べたような処理を
実行するために必要な時間を最小限にする。ＧＢ２１６
３３２Ａ（エレクトロマティック社）に示されたような
従来技術の装置は、接触または非接触プログラミング装
置によって達成されるプログラマブルメモリ（例えばＥ
2ＰＲＯＭ）に情報を記憶する可能性を示唆している
が、かなりの量の情報を迅速に記憶する必要性について
の考慮はなされていない。むしろ、従来技術の装置に説
明されたようなプログラミング処理は、ビット毎の処理
である。従来技術のこの欠点を解決するために、本発明
の装置のトランスポンダは、同時に記憶するために特別
に構成された不揮発性メモリアレーにメッセージパケッ
トを並列に送るためにリーダーから受けられたメッセー
ジパケットを直列的に配列する。従って、本発明のトラ
ンスポンダは、従来の「ビット毎」のシーケンシャル装
置が１バイトを送る同じ時間に、不揮発性メモリに複数
のバイト（１バイトは８ビットに等しい）を送り、１つ
の処理を行うためにかかる時間が従来より著しく短縮さ
れる。
【００１２】従来技術について著しい進歩を示す本発明
の他の観点は、好ましい実施例の説明において説明さ
れ、次のように要約される。
【００１３】本発明によれば、トランスポンダとリーダ
ーとの間の双方向のメッセージの転送をサポートする通
信規約はデータ通信時間を最小限にし、装置の処理時間
という重大要素を短くする。
【００１４】本発明のトランスポンダは、リーダーによ
って発生される励起領域からのエネルギー量を自主的に
評価することができる回路を備えており、これはフィー
ルドパワートランスポンダにおいて、トランスポンダの
作動専用の電源であり、これは、不揮発性メモリにデー
タを記憶するために使用されるはずの電力である。その
作動中の種々の時間において、トランスポンダは励起領
域から引き出された利用可能なエネルギーの評価を行
い、プログラミング作業を実行する十分なエネルギーが
あるかどうかを指示するためにリーダーへのメッセージ
に状態標識を戻す。ＧＢ２１６３３２４Ａ（エレクトロ
マティック社）のような従来技術の装置は、第１の同定
モードにおいて正しい作業を行うために励起領域から利
用できる十分なエネルギーがあるときを決定するために
エネルギー水準検出回路の使用を示している。しかしな
がら、従来技術においては、本発明によって実行される
重要なエネルギー評価測定の示唆がなく、これはプログ
ラミング作業を始めることができるかどうかを決定する
特別の目的によって行われる。
【００１５】エネルギー評価技術と組み合わせる場合に
おいて、本発明の他の特徴は、もしプログラミング作業
が開始された後、トランスポンダがプログラミングサイ
クルを始めた後に、電源が突然に除去される場合に作業
が完了することができるかどうかを決定する装置を備え
ていることである。この技術はここで「プログラミング
成果予測」と称され、従来技術の装置において、プログ
ラミングサイクル中に電源のロスによって生じる部分的
なデータの記憶という重大な問題を克服する。本発明の
好ましい実施例において、リーダーは、変調信号を、振
幅シフトキー（ＡＳＫ）搬送波包絡線を生成する搬送信
号に加えることによってトランスポンダに情報を送る。
この簡単な技術は、トランスポンダの基本の振幅復調回
路の設計を可能にするように使用される。この簡単な特
徴は、簡単な復調回路のダイナミックな範囲がリーダー
伝送アンテナとトランスポンダとの間の十分な作動距離
の範囲を制限するように作用する。従って本発明の追加
的な新しい観点によれば、フィールド検査回路の品質要
因（Ｑ）を次第に小さくするように作用し、それによっ
てトランスポンダの制御回路内の整流回路に送られる搬
送信号の量を制限する自動利得制御回路（ＡＧＣ）が提
供される。これは、復調回路のダイナミックレンジを大
きくし、トランスポンダが十分に作動することができる
距離の範囲を大きくする。
【００１６】本発明の他の観点は、「伝送ホールドオ
フ」と称される技術の使用である。トランスポンダが固
有に励起領域で他のトランスポンダの存在を検出するこ
とができ、トランスポンダがまずリーダーによって発生
された励起信号を受けたとき、メッセージの伝送を開始
することを異ならせるようにこの情報を利用することが
できることは次の説明において示す。この伝送ホールド
オフ技術は、装置の同時的な同定性能をさらに改良す
る。
【００１７】本発明のさらに新しい観点は、同定に関す
るメモリエレメントの関数（すなわち、トランスポンダ
の連続数）とリード／ライトメモリとの間の論理的な分
離であり、このメモリは、メモリアレーに書き取り及び
読み取りする必要があるときのみ、アクセスされる。こ
れは、トランスポンダの制御回路が同定サイクル中にダ
イナミックな電流消費を最小限にし、トランスポンダを
同定する可能な範囲を最大限に大きくする明瞭な利点を
有する。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
【００１９】まず図１を参照すると、リーダー（図示せ
ず）からのほぼ正弦波励起信号は、入力端子ＣＯＩＬ１
及びＣＯＩＬ２で集積回路（ＩＣ）１の外側の同調回路
（図２及び図３参照）によって検出される。このような
リーダーの構造及び動作は、この技術分野でよく知られ
ており、ここではその詳細な説明は行わない。検出信号
はブリッジ整流回路２に送られ、この整流回路２は、検
出されたＡＣ信号を整流してそれを調整する。エネルギ
ー水準検出回路３は、種々の動作を行う十分なエネルギ
ーがあるかどうかを制御ロジック９に指示する種々のパ
ワーオンリセット及び他の信号を発生する。この検出回
路の動作は、データメモリアレー１５と関連するプログ
ラミング動作に関連して以下に詳細に説明する。
【００２０】クロック回復回路１７は、励起信号からク
ロック信号を抽出し、クロック信号は、タイミング発生
器ブロック８を通して制御回路１の残りの部分のタイミ
ング信号を引き出すように使用される。変調された励起
搬送信号の復調は、復調器及び弁別器４によって実行さ
れ、これは処理のために制御ロジック９に変調情報を送
る。セキュリティロジック５は、トランスポンダデータ
メモリ１５にオーソライズされないアクセスを禁止する
ように作用する。
【００２１】リーダーによってトランスポンダに送信さ
れたすべてのメッセージ及びトランスポンダによってリ
ーダーに送られるすべてのメッセージはエラーチェック
領域を有する。ＣＲＣ（サイクリック冗長検査）アキュ
ムレータ６は、受けたメッセージの完全性を評価するよ
うに作用し、送信されたメッセージに付加されたエラー
チェック領域を動的に構成するように作用する。
【００２２】制御ロジック９は、組み合わせロジックで
あり、これは、以下に詳細に説明するように、予め規定
された作動シーケンスによってトランスポンダの作動を
支配するように作用する。遅延発生器７は、本発明の同
時同定を管理するために制御ロジック９によって使用さ
れる。
【００２３】トランスポンダによって受けられた情報
は、受けた各メッセージに応答してトランスポンダによ
ってどの作動が必要とされるのかを決定するために指示
デコーダ１１によって処理される指示領域を含む。トラ
ンスポンダは、受けたメッセージに応答して応答メッセ
ージを生成し、このメッセージはメッセージタイプの領
域を含み、これは、制御ロジック９の制御の下にメッセ
ージタイプのコード発生器１２によって発生される。
【００２４】トランスポンダによって受けられたメッセ
ージに含まれるデータは、それがアドレスデコーダ及び
ラッチ１４を介してデータメモリアレー１５に書き込ま
れる前にスクラッチパッドメモリ１３に一時的に保持さ
れる。例えば、データメモリアレー１５は、ＣＭＯＳ
Ｅ2ＰＲＯＭセルのアレーであり、これは読み取りより
も書き込みの方が比較的に高い電圧を必要とする。この
電圧はチャージポンプ１６によって発生される。スクラ
ッチパッドメモリ１３は、データ取り出しサイクル中に
アドレスデコーダ及びラッチ１４を介してデータメモリ
アレー１５から取り出されるデータの列をつくるように
作用する。
【００２５】トランスポンダがリーダーからの励起信号
を受けた直後に入る同定サイクル中に、制御ロジック９
は、特定の固定コード領域１０にアクセスし、この領域
１０は、制御ロジック９を必要とせずに、トランスポン
ダの直列数及び他のキー情報を保持するデータメモリア
レー１５にアクセスし、動的な電力を節減する。
【００２６】トランスポンダによって送信されるデータ
及び他の情報は、制御ロジック９を介して変調スイッチ
１８に送られ、このスイッチ１８は、外部の同調回路
（図示せず）の電流を変化させ、それによって情報及び
データをリーダーに搬送する。図２は、制御回路１をフ
ィールドパワートランスポンダで使用する本発明の実施
例の１つの簡単な図面である。この構成において作動の
ための電力のみがリーダー（図示せず）によって発生さ
れる励起領域から引き出される。検出コイル１９及びコ
ンデンサ２０は、並列同調回路を形成し、この共振周波
数は、リーダーによって発生される励起信号の周波数と
等しい。
【００２７】同調コイル１９及びコンデンサ２０をＩＣ
１の部品としてでなく別の部品として示すが、このよう
な部品は、１つのチップに製造することができることは
知られているが、本発明の作動にはなんら影響を与える
ものではない。
【００２８】リーダーによって送信され、検出コイル１
９及びコンデンサ２０を有する同調回路によって検出さ
れる正弦波信号は、端子ＣＯＩＬ１及びＣＯＩＬ２でＩ
Ｃ１に正弦波信号を送る。このフィールドパワー動作に
おいて、コイル１９、コンデンサ２０及び制御回路１か
ら成るトランスポンダ回路１は、追加的な部品または電
源を必要とすることなく以下に詳細に説明するような方
法で作動する。
【００２９】図３は、検出コイル１９、同調コンデンサ
２０を有する自己パワートランスポンダを示し、これは
リーダー（図示せず）によって発生された信号を検出し
てそれを制御回路１に送る。制御回路１は、１次電池２
１を電源とし、それは例えば、３ｖの正規の端子電圧を
送ることができるリチウム二酸化マンガン化学電池であ
る。 送信器２２は、アンテナ２３を介してリーダーに
応答信号を送るために制御回路１によって使用される。
送信回路２２は、ＴｘＯＮ及びＭＯＤというラベルの付
いた出力ピンで発生した２つの信号を介して制御回路１
によって制御され、この回路１は送信回路がパワーアッ
プ及びパワーダウン状態に入るように促進し、搬送変調
用の変調信号を提供する。制御回路１のこの構成におけ
る送信器は、図２の実施例によって示したように、送信
器によって必要とされる電源がリーダーによって発生さ
れる励起領域からではなく、電池２１から引かれるよう
にＩＣ１の制御の下に電池２１を電源とすることに留意
しなければならない。送信器２２の設計はよく知られて
おり、従来のものであり、本発明の動作の原理に影響を
与えることなく適用の要求に応じて同定装置を提供する
ことができる。
【００３０】図４はデータメモリ１５及び制御回路１の
ロジック９の一部を示し、これは多数のデータのバイト
の並列記憶を行う。本発明の好ましい実施例において、
データメモリ１５は１６バイトの幅の「ページ」の構造
を有し、このような数「ｎ」のページがデータメモリア
レーに記憶される。リーダーから直列ビットでトランス
ポンダによってデータが受けられ、スクラッチパッドメ
モリ１３にシフトされる。データメモリアレーへのデー
タ書き込みが始まる前に、（図１に示す）制御ロジック
９及びＣＲＣアキュムレータ６によってエラーが評価さ
れたとき、１６バイトのデータがスクラッチパッドメモ
リ１３に蓄積され、データにエラーがないならば、デー
タはアクセスデコーダ及びラッチ１４を介してデータメ
モリアレー１５に送られる。
【００３１】蓄積された１６バイトのデータをデータア
レー１５に記憶するのにかかる時間は、従来技術のシー
ケンシャル記憶装置に丁度１バイトを記憶するのにかか
る時間に等しいが、実際にはここに示した方法は、従来
技術で１バイト記憶するのに必要な時間の１／１６の時
間で１バイトを記憶する。
【００３２】本発明のリーダーとトランスポンダとの間
の通信規約は、データのブロック伝達に適応し、データ
の１６バイトのページがトランスポンダに送られ、その
受領に続いてエラーがないことが決定されると、データ
パケットの個々のデータバイトを受領した後にトランス
ポンダからリーダーへ１つの肯定応答を行う従来技術の
シーケンシャル装置と対比して１６バイトのブロックに
必要な肯定応答はただ１つのみになる。
【００３３】図５は、本発明のＡＧＣ作用を実施して、
リーダーによって発生され作業について制御回路１の残
りの部分に送られる領域から引き出される信号の量を制
限する、制御回路１の一部を示す（図１に完全に示
す）。ＡＧＣエレメント２４は、検出コイル１９とコン
デンサ２０の負荷Ｑを次第に小さくするように作用する
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のような電圧制御抵抗
器である。
【００３４】本発明の通信規約は、リーダーとトランス
ポンダとの間で双方向のインストラクション及び情報の
交換に対応するようになっており、特別の注意が処理プ
ロセスに払われる。再び言うならば、「処理」は、トラ
ンスポンダのデータメモリーアレー１５からのデータの
一部を読み取り、データメモリアレーに新しい情報を書
き込み、規定のデータ記憶作用が完了したコンファメー
ションをトランスポンダから得る、リーダーと指定され
たトランスポンダとの間の一連のメッセージ交換であ
る。本発明によって使用される新しい方法は、３つの簡
単なルールい従う。
【００３５】１．リーダーは、記憶するために、トラン
スポンダにエラーチェック領域を含むデータのパケット
を送り、トランスポンダは記憶するためにメモリアレー
１５にこのデータを送る前に、制御ロジック９の制御の
下にＣＲＣアキュムレータ及びコンパレータ６を使用し
て受信したデータパケットの完全性の自己評価を行う。
【００３６】２．もし受けたメッセージにエラーがなけ
れば、トランポンダはリーダーにすぐに応答せず、それ
によって処理時間を短縮する。その代わり、データをデ
ータメモリアレー１５にすぐに転送し、図１の制御ロジ
ック９によって記憶が完了したと決定されるとき、規定
のプログラミング作業の完了を報告するために確認肯定
応答メッセージをリーダーに送り、目的のページの新し
い内容がデータメモリアレー１５から取り出され確認メ
ッセージのエレメントとして送信される。
【００３７】３．しかしながら、もし、受けたデータメ
ッセージが検出可能なエラーを含むならば、トランスポ
ンダは、誤ったメッセージを受けたことを指示するため
に元のリーダーに特別のメッセージをすぐに送信し、そ
れによってリーダーにメッセージパックを再び送るよう
に絶対的に要求する。
【００３８】このような方法によって、エラーのない交
換についての全体の処理時間が短縮される。なぜなら
ば、エラーがなかった場合の肯定応答に費やす時間がな
いからである。むしろ、トランスポンダは規定のデータ
記憶の仕事を実行し、次にこの作業の完了を報告し、エ
ラーを含むことが決定されたメッセージを例外として処
理する。
【００３９】「選択的なプログラミング」として上述し
た本発明の観点は、それが本発明のトランスポンダ装置
をＡＦＣ装置のトランスポンダ装置の適用の要求に合致
させることができ、また特別の時間で１つ以上のトラン
スポンダがリーダーの制御の下にあり、リーダーがある
送信されたメーセージパケットを受けなければならない
かどうかを決定することが望ましい他の状態における適
用の要求に合致させることができることは重要である。
制御ユニット１を製造するとき、すべてのトランスポン
ダが（固定コード領域１０に記憶された）独特のナンバ
ーが与えられていることは既に述べた。セキュリティ及
びここに述べた他の作業上の便宜によって、この連続ナ
ンバーはレーザー溶融技術を使用してＩＣ１に書き込ま
れる。それは制御の下に、特別のメッセージを送信する
トランスポンダを指示するためにリーダーによって使用
される連続数である。
【００４０】さらに、制御回路１は、特別のセキュリテ
ィロジック回路５を備えており（図１参照）、この回路
は、トランスポンダによって送信され受信されたメッセ
ージの連続数の部分を記号化して解読する。セキュリテ
ィロジック５によって実行される特有の機構によって、
トランスポンダが同定または他のメッセージを送るとき
に、その独特の連続数が記号化されたフォーマットで送
信される。このようなメッセージを受けたリーダーは、
元のトランスポンダに特定の独特の同定及びメモリアク
セスコードを演繹して得ることができるようにするため
にセキュリティロジック５によって実行される記号化ア
ルゴリズムの知識を有しなければならない。さもなけれ
ば、メッセージパケットは拒絶され、トランスポンダデ
ータメモリアレー１５への読み取りまたは書き込みは拒
否される。このように、データの読み取り及びプログラ
ミング用に特定のトランスポンダを個々にアドレスし、
記述機構を提供する２つの作用が行われ、この記述機構
は、各トランスポンダに独特の書き込みアクセスコード
を生じ、これはさらに、通信メッセージの長さを最小限
にし、処理時間を短くする。
【００４１】図２に示すように、フィールドパワートラ
ンスポンダにおいて、制御回路１がリーダーによって生
じる励起領域から利用できるエネルギーの量の評価を行
うことができることに留意すべきである。これは、制御
ロジック９に信号を送るエネルギー水準検出器３によっ
て決定され、エネルギー水準検出器３は異なる内部作業
に利用可能なエネルギーの量を定期的に評価することが
できる。例えば、これがＣＭＯＳ Ｅ2ＰＲＯＭ電池を
使用して製造されるとき、データメモリアレー１５にデ
ータを記憶することは、そこからデータを読み出すとき
よりも非常に大きな電力を必要とする。
【００４２】従って、制御回路１がリーダーから指示及
び関連データ括りを受けた後、データプログラミング作
業を実行することを要求されたとき、それは、励起領域
から利用可能なエネルギーの量でこの作業が実行できる
かどうかの評価を行う。これは、データメモリアレー１
５に実際に書き込む間に提示される負荷を表す動的負荷
で、調整器２によって大部分の制御回路１に送られる供
給電圧を負荷するエネルギー水準検出器３によって達成
される。メモリアレー１５に情報を記憶するためにかか
る時間は知られており、データ記憶作業を実行するため
に必要な電力も知られている（すなわち、ＣＭＯＳ Ｅ
2ＰＲＯＭのチャージトンネリング）。従って、エネル
ギー水準検出回路３は、データ記憶処理を行うために必
要なエネルギー量の決定を行うことができる。
【００４３】もし、十分なエネルギーが利用できれば、
制御ロジック９は、所定の方法でデータ書き込み作業を
管理する。もしエネルギーが不十分であれば、エネルギ
ー制御回路１は、前述した通信規約を使用して元のリー
ダーにメッセージを送る。
【００４４】さらに、前述したエネルギー評価技術は、
時間エネルギー評価作用が実行された直後にトランスポ
ンダ電源（リーダーによって発生された励起信号）が突
然除去された場合にもデータ書き込み作業を成功させる
ことを予測する性能をトランスポンダに与える。なぜな
らば、評価処理はトランスポンダのエネルギー貯蔵装置
（図示せず）に蓄積されたエネルギーを基礎として実行
されるからであり、エネルギー貯蔵装置は、例えば、コ
ンデンサであり、整流器及び調整回路２の統合部分であ
り、信号入力ピンまたは端子を介して制御回路１に接続
された部分である。
【００４５】ＡＦＣ装置において本発明の好ましい適用
において、「成果予測」性能は、特に有利な性能であ
る。なぜならば、電子チケットとしてトランポンダを持
ちそれを使用する乗客は、複数のページのデータをトラ
ンスポンダに書き込む場合において、リーダーが処理を
行うには不十分な時間で迅速にトランスポンダをリーダ
ーによって発生される励起領域を通過させる場合がある
からである。ここで述べた技術がない場合には、もしト
ランスポンダがデータ書き込み作業中に励起領域から突
然に除去されるならば、１ページのデータが適切に記憶
されず、その結果、データが早まって消去される。ここ
に説明した成果予測の技術は、この可能性のある問題を
無くし、このような極端な条件の下で信頼性のおけるデ
ータ記憶を行うことを特徴とする装置を提供する。
【００４６】トランスポンダ同定装置の実際の実施にお
いて、トランスポンダと電磁励起信号を発生するための
リーダーのアンテナとの間の距離は固定されない。トラ
ンスポンダによって検出され引き出される信号の水準
は、駆動アンテナに対するトランスポンダの位置及び向
きが変化する場合に大きく変化する。トランスポンダに
最も大きい可能性を有する動的な作業範囲を与えるため
に図５のＡＧＣ回路２４が本発明に導入された。
【００４７】詳細には示さないが、ＡＧＣ回路２４は、
トランスポンダによって検出された信号の水準が所定の
しきい値以下であるとき抵抗器が、無限大に達し、従っ
て、検出回路コイル１９及び同調するコンデンサ２０に
ほとんど負荷を与えず、その結果、検出回路に最も高い
負荷Ｑ、従って最も高い性能が生じるように設計された
電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のような電圧制御可変
抵抗器である。信号の水準が所定のしきい値以上である
とき、可変制御信号がＡＧＣエレメント２４に適用さ
れ、このＡＧＣエレメントは、その抵抗を次第に小さく
し、それによって、増大した負荷を同調検出回路に与
え、この回路は、負荷Ｑ及び検出器としての性能を小さ
くするように作用する。
【００４８】これは、トランスポンダを励起してそれに
電力を与える電磁界を発生するリーダーのアンテナにト
ランスポンダがどれだけ接近しているかどうかに無関係
にトランスポンダに利用可能な信号の量を制限する望ま
しい効果を有する。この結果、トランスポンダのダイナ
ミックな範囲、特にクロック抽出回路１７は、このよう
なＡＧＣ回路を組み込んでいないトランスポンダに比較
して著しく大きくなる。 図２に示す制御回路のフィー
ルドパワー適用において、制御回路１は、検出コイル１
９及びコンデンサ２０を介して電力及びクロック信号を
受けるだけではなく、トランスポンダからリーダーに信
号を送るように作用するように説明された。しかしなが
ら、トランスポンダ回路は、リーダーの近傍にある他の
トランスポンダから出る信号の検出回路としても有効に
作用する。制御回路１は、トランスポンダのリーダーへ
の送信に関連した変調フォーマットを識別する回路を組
み込んでおり、弁別器４及び制御ロジック９は、このよ
うな変調パターンを検出するように配置されている。こ
のように、特定のトランスポンダは、他のトランスポン
ダがリーダーに送信しているとき他のトランスポンダが
近くに存在することを検出することができる。
【００４９】まず、トランスポンダがリーダーにより発
生された励起領域に入るとき、トランスポンダがリーダ
ーに送信しているときに見られるものと同じ領域の変調
パターンがあるかどうかを決定する。制御回路１は、そ
れが励起領域に入った直後に、他のトランスポンダから
発生したものと決定されたパターンを検出した場合に
は、検出された送信が終了するまで、同定メッセージを
待機させるように作動するようになっている。これは、
装置の同時同定性能を向上し、リーダーとトランスポン
ダとの間及びトランスポンダとリーダーとの間の通信を
改良するように作用する。
【００５０】上述したように、各トランスポンダには制
御ユニット１を製造すると同時に独特の連続数がつけら
れている。この数はレーザー溶融技術を使用してチップ
の特別の領域１０（図１参照）にエッチング加工され、
固定コードを示す。この永久的に記憶された同定データ
は、概念的に論理的に読み／書きデータメモリ１５から
分離される。連続数の領域は、トランスポンダとリーダ
ーとの間で通信規約に規定されたメッセージの送信及び
受信を完了するために所定の方法で制御ロジック９によ
ってアクセスされる。制御ロジック９は、機能的なブロ
ックであるスクラッチパッドメモリ１３及びアドレスコ
ーダ及びデータクラッチ１４を介してデータメモリアレ
ー１５にアクセスすることなく連続数コード領域１０に
アクセスすることができ、これは、読み／書きデータメ
モリアレー１５に関連する機能的ブロックである電力消
費回路１３及び１４が、連続数、エラーチェック及びフ
レーミング領域を有する「同定のみ」のメッセージを装
置が簡単に送信するために可能にされる必要はないこと
を意味する。この結果、動的な電力消費を最小化し、同
定モードのレンジを大きくすることになる。
【００５１】本発明の好ましい実施例の説明及び添付図
面を参照することによって、ここに説明し請求範囲に示
した機能を果たすために図１に示した種々のブロック図
に必要な詳細なロジック及びアナログ回路部品の改定
は、集積回路の当業者には容易になるであろう。
【００５２】ここに示した好ましい実施例は一例として
挙げたものであり、当業者は本発明の範囲を逸脱せずに
変形または変更を行うことができることは明らかであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波トランスポンダの一実施例の制
御回路のブロック図である。
【図２】図１に示す制御回路がフィールドパワーのトラ
ンスポンダにどのように組み込まれるかを示す回路図で
ある。
【図３】図１に示す制御回路が自己パワートランスポン
ダにどのように組み込まれるかを示す回路図である。
【図４】データメモリの一部と、処理時間を最小限にす
るためにいくつかのデータバイトを並列に記憶する関連
ロジックと、を示す回路図である。
【図５】自動利得制御（ＡＧＣ）に関する図１に示す制
御回路の一部を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 制御回路（集積回路） ２ ブリッジ整流回路 ３ エネルギー水準検出回路（検出器） ４ 復調器及び弁別器 ５ セキュリティロジック、（回路） ６ アキュムレータ、コンパレータ ７ 遅延発生器 ８ タイミング発生器ブロック ９ 制御ロジック １０ 特定固定コード領域 １１ デコーダ １２ コード発生器 １３ スクラッチパッドメモリ １４ アドレスコーダ及びデータラッチ １５ データメモリアレー １６ チャージポンプ １７ クロック回復回路、（抽出回路） １８ 変調スイッチ １９ 検出コイル ２０ コンデンサ ２１ 電池 ２２ 送信器、（送信回路） ２３ アンテナ ２４ ＡＧＣ回路、（エレメント）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キース ジャスン イギリス国 エスエヌ16 オーイー２ ウ ィルトシェア、マルメズバーグ、ロッドボ ーン、ハニーストーンズ（番地なし) (72)発明者 クリストファー ホール イギリス国 ダブリュー４ ５エヌエヌ ロンドン、チズウィック、コペンハーゲン ガーデンズ 14 (72)発明者 ドナルド ハロルド ファーガスン カナダ国 エル６エー １ジェイ１ オン タリオ州 メイプル、オークデイル ロー ド 23 (72)発明者 ディミトリー オクテイヴィアン ポーン カナダ国 エル４ダブリュー ２エム８ オンタリオ州 ミシソーガ、イースト ナ ンバー49、ラスバーン ロード 1755 (72)発明者 アーレクサーンドルー オプレア カナダ国 エム２ジェイ １エル９ オン タリオ州 ウィローデイル、アパートメン ト 907、パークウエイ フォレスト ド ライヴ 125

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エラーチェック領域を有するデータで変
    調された高周波信号を受ける入力端と、前記信号を直列
    フォーマットに回復するために前記信号を復調する回路
    と、前記データを記憶するデータメモリとを有する高周
    波トランスポンダ装置であって、直列フォーマットで前
    記データを受け、前記データを並列フォーマットに変換
    する第１の回路と、前記エラーチェック領域に関して前
    記データのエラーを評価し、前記データにエラーがない
    場合に、連続したページの各々が前記データの１バイト
    またはそれ以上のバイトを有するように前記データを前
    記メモリ内に並列フォーマットで記憶する第２の回路
    と、を有する高周波トランスポンダ装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の回路は、前記データメモリに
    並列記憶するために１ページのデータを形成するように
    前記データのビットを直列に受けそれを蓄積するスクラ
    ッチパッドメモリを有する、請求項１記載の高周波トラ
    ンスポンダ装置。
  3. 【請求項３】 前記第２の回路は、前記データの前記エ
    ラーを評価するために前記エラーチェック領域にサイク
    リック冗長検査を行う制御エラーチェックロジックと、
    前記データを前記データメモリに記憶するアドレスデコ
    ーダ及びラッチとを有する、請求項１記載の高周波トラ
    ンスポンダ装置。
  4. 【請求項４】 ａ）エラーチェック領域を有するデータ
    のパケットをリーダーからトランスポンダに送信する段
    階と、 ｂ）前記データが前記エラーチェック領域に関してエラ
    ーを有するかどうかを前記トランスポンダで評価する段
    階と、 ｃ）データにエラーがない場合に前記データを前記トラ
    ンスポンダに記憶し、前記データの前記記憶の完了した
    ことを報告するために前記トランスポンダから前記リー
    ダーに肯定応答メッセージを送信する段階と、 ｄ）前記データがエラーを有する場合に、前記データが
    正しくないことを指示するために前記トランスポンダか
    ら前記リーダーに所定のメッセージを送信し、それによ
    って前記リーダーから前記トランスポンダにデータの前
    記パケットの再送信を始める段階と、 を有する通信システムにおいてリーダーから少なくとも
    １つのトランスポンダへのデータ送信方法。
  5. 【請求項５】 複数のトランスポンダの間で前記トラン
    スポンダを同定するアドレスを有するデータをリーダー
    から受ける高周波トランスポンダであって、前記トラン
    スポンダに関する独特の認識数字を記憶するトランスポ
    ンダの固定コード領域と、前記リーダーから受けたデー
    タに含まれる前記アドレスと前記認識数字とを比較して
    前記複数のトランスポンダから前記トランスポンダにに
    対するデータであるかどうかを確認するロジック回路
    と、を有する高周波トランスポンダ。
  6. 【請求項６】 前記独特の認識数字は、レーザー溶融に
    よって前記トランスポンダの前記固定コードに記憶され
    る、請求項５記載の高周波トランスポンダ。
  7. 【請求項７】 前記アドレスは記号化され、前記トラン
    スポンダは、前記アドレスを記号化し、前記認識数字を
    解読するセキュリティロジック回路を有する請求項６記
    載の高周波トランスポンダ。
  8. 【請求項８】 リーダーからプログラミング指示データ
    で変調された高周波信号を受け、前記高周波信号から作
    動電力を引き出し、前記高周波信号から前記プログラミ
    ング・指示データを復調し、応答して内部の再プログラ
    ミングを行なう受動トランスポンダ装置であって、 ａ）前記高周波信号で利用可能なエネルギーを検出する
    エネルギー水準検出器と、 ｂ）前記プログラミング指示データによって前記再プロ
    グラミングを行うために、十分なエネルギーが前記高周
    波信号に利用可能なとき、前記再プログラミングを行
    い、利用するには不十分な場合に、リーダーに再プログ
    ラミングが不可能であることを知らせるために前記リー
    ダーにメッセージを送信するために前記高周波信号で十
    分なエネルギーを利用できるかどうかを決定する前記エ
    ネルギー水準検出器に接続された制御ロジックと、 を有する受動トランスポンダ装置。
  9. 【請求項９】 リーダーからのデータで変調された高周
    波信号を受けるアンテナと、前記高周波信号から作動電
    力を引き出す回路と、前記高周波信号から前記データを
    復調する回路とを有する受動トランスポンダ装置であっ
    て、 ａ）前記高周波信号で利用可能なエネルギーを検出する
    エネルギー水準検出器と、 ｂ）前記利用可能なエネルギーが所定の量未満であると
    き、前記抵抗を大きくし、前記利用可能なエネルギーが
    前記所定の値以上であるとき、前記抵抗を小さくしする
    ことによって前記アンテナに対する負荷抵抗を変化させ
    て、それにより、前記リーダーと前記トランスポンダと
    の間の距離に関して前記トランスポンダの負荷クオリテ
    ィファクタ（Ｑ）を動的に変化させ、前記トランスポン
    ダのダイナミックな作動範囲を広くするために前記エネ
    ルギー水準検出器及び前記アンテナに接続された自動利
    得回路と、 を有する受動トランスポンダ装置。
  10. 【請求項１０】 ａ）高周波励起領域を発生するリーダ
    ーと、 ｂ）各々が前記励起領域を検出した直後に前記リーダー
    にメッセージを送信することができる、複数の高周波ト
    ランスポンダと、 ｃ）他のトランスポンダが前記リーダーにメッセージを
    送信していることを検出し、遅延応答において所定の時
    間で前記リーダーに前記メッセージを送信し、それによ
    り、前記複数のトランスポンダの間の干渉を避けるため
    に前記トランスポンダの各々に設けられた回路と、を有
    する通信装置。
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