JP4171582B2 - 電子ラベルのアンテナへもたらされたインピーダンスの制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、読取りまたは読取り／書込み装置の電磁場に製品を置くことによって製品を識別するために使用される非接触式電子ラベルの分野に関するものであり、電磁場の磁気成分は同調回路式アンテナによって検出される。それは、より具体的には、作動条件がいかなるものであろうと最適インピーダンスを得るために、アンテナにもたらされるインピーダンスを電子ラベル内で制御するための装置に関するものである。
【０００２】
電子ラベル１０（図１）は、概略的にいうと、誘導性巻線１４を含むアンテナを有する。コンデンサ１６は、誘導性巻線１４に並列に接続され、誘導性巻線とともに、周波数Ｆ₀で同調する発振回路１２を実現する。同調回路の端子は、整流およびフィルタ回路１８に接続されており、該整流およびフィルタ回路は、参照番号２０で表されるラベルの全ての電子回路に印加される電源電圧Ｖ_ddを、出力端子に供給する。
【０００３】
これらの回路２０は、搬送周波数Ｆ₀で変調された信号の検出、復調および解釈、並びに、変調器２２によってアンテナの負荷を変調しながらアンテナを介して読取り装置（図示されていない）に伝送するバイナリ・メッセージの作成を実現する。この変調器２２は、概略的には、メッセージ信号、および変調Ｒ_modと呼ばれる抵抗２６によって作動するスイッチ２４を含む。
【０００４】
過電圧から電子回路を保護するために、電源電圧Ｖ_ddは、可変抵抗Ｒ_limが示されているリミッター回路２８によって、制限されている。
【０００５】
バイナリ・メッセージは、スイッチ２４の開閉リズムで、電子ラベルによって送信され、該スイッチは、アンテナ１２によって消費電流を変調する。ラベルのアンテナと、読取り装置のアンテナ（図示されていない）との結合により、読取り装置によって発せられる出力は、伝送される論理状態に応じて変動し、その結果、復調器によって検出される振幅変調が起こる。
【０００６】
電子ラベル／読取り装置の一体の作動条件により、アンテナにもたらされる平均インピーダンスが変動し、通信の最大距離および通信の質についての性能に関しても変動する。
【０００７】
最適作動を得るために、変調抵抗の値Ｒ_modは、電子ラベルの製造において、パーセント程度の精度で調整されるが、調整作業のコストは、原価において軽視できないものである。
【０００８】
従って、本発明の目的の１つは、作動条件がいかなるものであろうと、最適インピーダンスを得るために、電子ラベルのアンテナにもたらされるインピーダンスの制御装置を実現することである。
【０００９】
この目的は、変調抵抗および／またはアンテナ同調コンデンサを用いることによって達成され、該変調抵抗および／またはアンテナ同調コンデンサの抵抗および容量のそれぞれの値が、電源電圧の値、読取り装置から生じるメッセージ、また更に前もってプログラムされたメッセージような幾つかのパラメータに応じて変わる。
【００１０】
従って、本発明は、電子ラベルの、周波数Ｆ₀での同調回路式アンテナにもたらされるインピーダンスの制御装置に関するものであり、この電子ラベルは、電子ラベルの全ての回路に電源電圧を供給する整流およびフィルタ回路と、電源電圧の制限回路と、読取り／書込み装置から生じてアンテナで受信した信号の検出、復調および解釈並びにこの読取り／書込み装置に伝送するバイナリ・メッセージの作成を実現する回路（２０）と、作成されたメッセージの二進の数字によって制御される変調器とを有し、少なくとも以下のものを含むことを特徴とする。
‐第一の電気信号によって値を修正することが可能な変調抵抗、および、
‐少なくとも、あるパラメータに応じて変調抵抗（２６’）の値を修正する第一の前記電気信号を発生させるための電気信号の発生回路。
【００１１】
本発明の第一の変型において、アンテナの電流の制限抵抗は変調抵抗に並列に接続され、その値は、発生回路によって供給される第二の電気信号によって修正される。この制限抵抗は、変調抵抗と連合した周波数である。
【００１２】
本発明の第二の変型において、アンテナ同調回路の同調コンデンサは、発生回路によって供給される第三の電気信号によって値が決定される可変容量タイプである。
【００１３】
電気信号を作成するためのパラメータは、例えば、電源電圧、作動条件、および読取り装置に伝送するメッセージの二進の数字である。後者の場合、変調は、変調抵抗の値および／または同調コンデンサの容量の値の修正によって、つまりスイッチを使用しないで得られる。
【００１４】
本発明の他の特徴および利点は、１つの特殊な実施例の次の説明を読むことによって明らかになるであろうが、前記説明は、以下の添付の図面との関連において作成されたものであり、
−図１は、従来技術による電子ラベルの簡略化された図であり、
−図２は、本発明による装置を含む電子ラベルの簡略化された機能図であり、
−図３および４は、幾つかのパラメータの変動曲線を示すグラフである。
【００１５】
冒頭に書かれている図１は、図２の説明にでてくる本発明の特徴を示すための参照になるものであり、２つの図面において、同じ参照番号は同一の要素を指す。
【００１６】
本発明の特徴的要素は以下を含む。
‐容量Ｃが可変である同調コンデンサ１６’、
‐値Ｒ_modが可変である変調抵抗２６’、
‐変調抵抗２６’または制限抵抗４０を接続するために、スイッチ２４’およびスイッチ２４と協働する、値Ｒ_Lが可変の制限抵抗４０、
‐Ｃ、Ｒ_mod、およびＲ_Lの値の、変動の制御装置３０。
【００１７】
コンデンサ１６’ の容量Ｃ、抵抗２６’、および抵抗４０の値の変動は、電気信号によって得られ、該電気信号は、好ましくは以下の幾つかのパラメータの値から装置３０によって供給される。
‐接続３４上の整流およびフィルタ回路１８によって供給される電源電圧Ｖ_dd、‐接続３８上の従来の回路２０を経由して読取り装置によって送信されるメッセージ、
‐装置３０のメモリ３２内に含まれ、かつラベルのテストまたはカスタマイズの際に、直接、または接続３６上の回路２０を経由して記録されたメッセージ。
【００１８】
変型として、装置３０のパラメータとなるために読取り装置によって送信されるメッセージは、メモリ３２内に記録されることも可能である。
【００１９】
変調抵抗および同調コンデンサの容量の値は、バリスタタイプの抵抗またはバラクタタイプのコンデンサの場合には、連続して変動することが可能であり、それらは、例えば一連の抵抗またはコンデンサを用いることによって、離散的に変動することも可能であり、それぞれの抵抗またはコンデンサは、つながれている要素の接続を実現するかまたは実現しないスイッチにつながれている。
【００２０】
変調抵抗２６’が接続されていないとき、つまり伝送する二進の数字がゼロであるとき、超過エネルギーの吸収が全体的または部分的にこの抵抗４０によって保証されるように、制限抵抗４０は接続されている。この抵抗４０は、二進の数字１の伝送の際には接続されていないが、その一方で、抵抗２６’は変調を得るために接続されている。
【００２１】
好ましい変型としては、可変抵抗４０は、可変抵抗２６’と連合することが可能であり、従って抵抗４０並びにスイッチ２４’は取り除かれる。
【００２２】
図３のグラフは、電源電圧Ｖ_ddの関数である抵抗２６’の値Ｒ_modの変動曲線を示す。例えば、Ｒ_modは、Ｖ_ddが閾値Ｖ₁未満であるときの最大値Ｒ_maxから、Ｖ_ddがこの閾を超えて値Ｖ₂に達するときの最小値Ｒ_minまで変動する。
【００２３】
Ｖ_ddの関数であるこのＲ_modの変動の他に、本発明の装置は、読取り装置の感度の限界、同調周波数、アンテナ要素などのような他の要素を考慮に入れて、Ｒ_modを調節することを可能にする。例えば、ラベルと読取り装置との間の距離が小さくなくてはならない適用の場合、変調抵抗はその最小値となり、読取り装置によるラベルの給電の距離を短くする。
【００２４】
図４のグラフは、アンテナ間の距離Ｄの関数として、ラベルの電源電圧Ｖ_ddの変遷、並びに読取り装置によって受信したメッセージのレベルの変遷を示すが、それは、変調抵抗の２つの極値Ｒ_minおよびＲ_maxについてのものである。
【００２５】
点ａとｂとの水平距離は、読取り装置の感度のある限界についての通信距離上の可能なダイナミックを示す。同じように、点ｃとｄとの距離は、ラベルの給電の限界を考慮にいれた範囲の差を示す。このようにして点ｂとｃの間に位置する最適作動ゾーンＺが現れるが、該ゾーンは、ラベルへの十分な給電と読取り装置によるメッセージの受信とを同時に可能にする、ゾーンの共通部分である。最良の範囲を保つためには、変調抵抗は、読取り装置の感度の限界が変化するときに、変動しなければならない。この変動は、値Ｒ_modを示す、ラベルへのメッセージの送信によって得られるか、またはラベルのカスタマイズの際に記録される。
【００２６】
同調コンデンサ１６’の容量の変動は、適用に従う複数のパラメータに応じて実施することが可能である。
【００２７】
まず、ラベルのカスタマイズおよびテストの際、同調コンデンサの容量を修正するようにメッセージをラベルに伝送することによって、同調周波数を調整することが可能である。これにより、組み立て方法によって入り込んだ余計な容量、製造方法に由来するばらつきを考慮することが可能になる。
【００２８】
この調節は、あるラベルに対して、自己インダクタンスの値が異なるアンテナの複数のモデルを適合するために実施することが可能である。
【００２９】
この調節によって、ラベルの有効な作動状態を考慮に入れるために、参照の読取り装置によって発せられる公称出力のレベルに同調周波数を調節することも可能になる。
【００３０】
電源電圧を測定することによって、そして、その結果、同調コンデンサの容量の値を変動させることによって、電源電圧に応じてアンテナの同調を修正することもまた可能である。例えば、電源電圧に応じた余計な容量の変動、読取り装置のアンテナとラベルのアンテナとの間における結合係数の変動のような、電磁的観点からみたラベルの環境の様々な原因による同調周波数の変動を補うことができる。
【００３１】
本発明の装置によって示される利点と同じように、特に、ラベルのアンテナが、非常に近い読取り装置とともに作動するように想定されている際に、受け取られる出力を制限するために、アンテナを離調することが可能であることも挙げることができる。このため、電源電圧が高すぎるとき、離調を起こす。
【００３２】
本発明の装置は、ラベルのアンテナと読取り装置のアンテナとの間の結合の変動、およびそれらの同調周波数のずれに由来する、通信の穴を取り除くことも可能にする。電源電圧がこの結合を反映するものであるので、容量Ｃの変動を媒介としての同調周波数の修正は、通信の穴を避けることを可能にするのである。
【００３３】
最後に、容量Ｃを修正することができるので、この修正は、変調抵抗の変動のかわりに、あるいはそれと組み合わせて、アンテナの負荷を変調するのに使用されることができる。この容量の変調は、抵抗の変調よりも少ないエネルギーを消費し、このような変調は読取り装置とラベルとの間の距離が長い場合に用いられることができ、その一方で、抵抗の変調は読取り装置とラベルとの距離が短い場合により適している。この抵抗の修正は、スイッチ２４を取り除くことを可能にし、スイッチの変調は、変調抵抗の値によってそのとき得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、従来技術による電子ラベルの簡略化された図である。
【図２】 図２は、本発明による装置を含む電子ラベルの簡略化された機能図である。
【図３】 図３は、幾つかのパラメータの変動曲線を示すグラフである。
【図４】 図４は、幾つかのパラメータの変動曲線を示すグラフである。

Claims (9)

1. 電子ラベル（１０）の、周波数Ｆ₀での同調回路（１２）式アンテナにもたらされるインピーダンスの制御装置であって、この電子ラベルは、電子ラベルの全ての回路に電源電圧（Ｖ_dd）を供給する整流およびフィルタ回路（１８）と、電源電圧の制限回路（２８）と、読取りまたは読取り／書込み装置から生じてアンテナによって受信された信号の検出、復調および解釈並びに読取りまたは読取り／書込み装置に伝送するバイナリ・メッセージの作成を実現する回路（２０）と、変調抵抗を接続するまたは接続しないために、作成されたメッセージの二進の数字によってスイッチ（２４）が制御される変調器（２６）とを含み、少なくとも以下のものを含むことを特徴とする装置。
   ‐第一の電気信号によって値（Ｒ_mod）を修正することが可能な変調抵抗（２６’）、および、
   ‐少なくとも、あるパラメータに応じて変調抵抗（２６’）を修正する第一の前記電気信号を発生させるための電気信号の発生回路（３０）。
2. 更に、アンテナの電流の制限抵抗（４０）を含み、該抵抗が、スイッチ（２４）と同期であるが逆位相で作動するスイッチ（２４’）を介して変調抵抗（２６’）に並列に接続されており、前記制限抵抗（４０）は値（Ｒ_L）を有し、該値が、電気信号の発生回路（３０）によって発生される第二の電気信号によって修正されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 制限抵抗（４０）が、変調抵抗（２６’）と連合していることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 更に、アンテナの同調回路の同調を実現するために、変調抵抗（２６’）に並列して接続されているコンデンサ（１６’）を含み、前記コンデンサ（１６’）が電気信号の発生回路（３０）によって発生される第三の電気信号によって修正される容量（Ｃ）を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１つに記載の装置。
5. 発生回路（３０）が、電源電圧（Ｖ_dd）を測定して前記電源電圧の値に応じて前記電気信号を作成するための手段を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１つに記載の装置。
6. 更に、前記電気信号の修正メッセージを記録するための手段（３２）を含み、前記手段が電子ラベルの使用条件に依存することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１つに記載の装置。
7. 電気信号の修正メッセージが、ラベルの作動の初期条件を考慮に入れるために、ラベルのカスタマイズの際に記録されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 電気信号の修正メッセージが、読取りまたは読取り／書込み装置の命令に応じたラベルの使用の際に記録されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
9. 前記電気信号の１つが、読取りまたは読取り／書込み装置へ伝送されるバイナリ・メッセージに対応することを特徴とする、請求項１から８のいずれか１つに記載の装置。

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