(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの問合せ機と複数のトランスポンダを有する電子識別システムであって、前記トランスポンダの各々が、
(a) データを含む複数のレジスタと、
(b) 前記レジスタの１つを選択する選択手段とを具備し、前記選択手段は、トランスポンダがパワーダウンしたときであっても、前記レジスタのいずれが現在選択されているかを記憶しており、さらに、
(c) 問合せ機からの問合せ信号に応答して問合せ機に応答を送り返す手段を具備し、前記応答信号は前記レジスタの現在選択された１つからのデータを含んでおり、そして、
(d) 前記選択手段に前記レジスタの他の１つを選択させるようにする制御手段を具備することを特徴とする電子識別システム。
【請求項２】
前記制御手段が、問合せ機からのスイッチング信号に応答して前記選択手段に前記レジスタの他の１つを選択させるようにする手段を有することを特徴とする請求項１記載の電子識別システム
【請求項３】
前記問合せ機が、前記トランスポンダからの応答信号を受信した後にスイッチング信号を選択的に送信する手段を有することを特徴とする請求項２記載の電子識別システム。
【請求項４】
前記選択手段が、予め決定されたシーケンスで前記レジスタを選択する手段を有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の電子識別システム。
【請求項５】
選択手段がカウンタを有することを特徴とする請求項４記載の電子識別システム。
【請求項６】
前記カウンタが周期的なカウントシーケンスを有することを特徴とする請求項５記載の電子識別システム。
【請求項７】
前記応答信号が第１の予め決定されたパワーレベルを有する第１のモードと、前記応答信号が第２の、より低い予め決定されたパワーレベルを有する第２のモードとの間でトランスポンダを切り替えるために前記レジスタの現在選択された１つの予め決定されたビットを使用する手段を有していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の電子識別システム。
【請求項８】
複数の問合せ機を含み、前記問合せ機の少なくとも１つが前記第１のパワーレベルでの前記応答信号を検出することができるが前記第２のパワーレベルではできず、前記問合せ機の他の少なくとも１つが前記第１及び第２のパワーレベルの両方での前記応答信号を検出することができることを特徴とする請求項７記載のシステム。
【請求項９】
電子識別システムにおいて使用されるトランスポンダであって、前記トランスポンダが、
(a) データを含む複数のレジスタと、
(b) 前記レジスタの１つを選択する選択手段とを具備し、前記選択手段は、トランスポンダがパワーダウンしたときであっても、前記レジスタのいずれが現在選択されているかを記憶しており、さらに、
(c) 問合せ信号の受信に応答して問合せ機に応答を送信する手段を具備し、前記応答信号は前記レジスタの現在選択された１つからのデータを含んでおり、そして、
(d) 前記選択手段に前記レジスタの他を選択させるようにする制御手段を具備することを特徴とするトランスポンダ。
【請求項１０】
前記制御手段が、スイッチング信号の受信に応答して前記選択手段に前記レジスタの他を選択するようにさせる手段を有することを特徴とする請求項９記載のトランスポンダ。
【請求項１１】
前記選択手段が予め決定されたシーケンスで前記レジスタを選択する手段を有することを特徴とする請求項９又は１０記載のトランスポンダ。
【請求項１２】
選択手段がカウンタを有することを特徴とする請求項１１記載のトランスポンダ。
【請求項１３】
前記カウンタが周期的なカウントシーケンスを有することを特徴とする請求項１２記載のトランスポンダ。
【請求項１４】
前記応答信号が第１の予め決定されたパワーレベルを有する第１のモードと、前記応答信号が第２の、より低い予め決定されたパワーレベルを有する第２のモードとの間でトランスポンダを切り替えるために前記レジスタの現在選択された１つの予め決定されたビットを使用する手段を有していることを特徴とする請求項９、１０、１１、１２又は１３記載のトランスポンダ。
【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(transponder)及びトランスポンダ内に記憶された情報を得るためトランスポンダに対し問合せを行う問合せ機(interrogator)から構成される電子識別システムに関する。本発明はまた、このような識別システムにおいて使用されるトランスポンダに関する。本発明は特に、それに限定されるものではないが、問合せ機とトランスポンダとの間の通信のために無線周波数（ＲＦ）技術を使用する電子識別システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電子識別システムは、例えば欧州特許条約に基づく出願ＥＰ  ０４９４１１４号、ＥＰ  ０５８５１３２号及びＥＰ  ０５９８６２４号、並びに特許協力条約（ＰＣＴ）に基づく国際出願ＷＯ  ９３／１７４０４号等に開示されている。
【０００３】
このようなシステムは、商品、郵便、乗り物又は動物のタグ付けのような潜在的な多くの用途がある。例えば、このようなシステムは、精算時に消費者から提示された商品を識別するために小売店で使用できるものである。この場合、トランスポンダが商品又はそれらの包装に取り付けられたタグ内に組み込まれる。他の用途としては、運搬ルートを通るパッケージの制御におけるものが挙げられる。この場合、トランスポンダはパッケージに取り付けられ、また経路決定情報を得るために問合せされる。
【０００４】
従来のこの種のトランスポンダでは、問合せされた際にトランスポンダから出力されるデータはレジスタ内に記憶されている。いくつかの用途においては、記憶されたデータ量は非常に多くなる。例えば、パッケージ経路決定システムでは、網(chain)内の多数のポイントに対する経路決定情報を保持する必要がある。しかし、データが多く記憶される程、トランスポンダが問合せされた際にそれらを全て送信するためには時間が長くかかってしまう。更に、問合せ機はデータの長いストリングから適当な情報を選択できるようにしなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の１つの目的は、これらの欠点を解消できる新規な電子識別システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、電子識別システムであって、少なくとも１つの問合せ機と複数のトランスポンダを有し、各トランスポンダが、
(a)データを含む複数のレジスタ、
(b)それらレジスタの１つを選択する選択手段、
(c)問合せ機からの問合せ信号に応答して問合せ機に応答を送り返す手段であって、その応答信号はそれらレジスタの現在選択された１つからのデータを含んでいるもの、及び
(d)その選択手段にそれらレジスタの他の１つを選択させるようにする制御手段、
を具備するものが提供される。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の一実施について添付図面を参照しつつ説明する。
【０００８】
図１は電子識別システムを開示する図である。電子識別システムは、問合せ機１０と複数のトランスポンダ１１から構成される。問合せ機はホストコンピュータ１２に接続されている。
【０００９】
図２は問合せ機をより詳細に示す図である。問合せ機は、ＲＦアンテナ２０、送信機回路２１、受信機回路２２及び制御用プロセッサ２３から構成される。アンテナ２０は送信機回路と受信機回路の両方に接続されており、送信と受信の両方で機能する。送信機回路はマイクロプロセッサにより制御され、また動作したときには、連続するＲＦキャリア信号から構成される問合せ信号を発生する。
【００１０】
以下に説明するように、問合せ信号を検出したいずれかのトランスポンダは、コード化されたデータで変調されたＲＦキャリア信号から構成される応答信号を送り返す。応答信号はアンテナ２０により受信されて、受信機回路２２を通過する。受信機回路は送信機回路から得られたＲＦ基準信号と混合することにより応答信号を復調し、また復調された信号を復号化のためにマイクロプロセッサに送る。復号化されたデータは次いでホストコンピュータを通過する。（例えば、タイムアウト期間が更なる応答なしに経過したことによって）ホストコンピュータが全てのトランスポンダが応答したことを検出したときには、ホストコンピュータはＥＮＤ信号をマイクロプロセッサに送る。
【００１１】
図３はマイクロプロセッサ２３の動作を示したフローチャートである。最初に、マイクロプロセッサは送信機を作動させ（ステップ３０）、これにより問合せ信号の送信が開始される。マイクロプロセッサは、次いで、ＥＮＤ信号が存在するか否か及び応答信号がトランスポンダから受信されたか否かをチェックするループに入る（ステップ３２）。応答が受信されたときには、マイクロプロセッサはそれを復号化し、また応答が有効かどうかをチェックする冗長検査を行う（ステップ３３）。（例えば、２つのトランスポンダが応答を同時に送り返して、これらの応答が相互に干渉することが原因で）応答が有効でない場合には、応答は無視されてマイクロプロセッサは他の応答を待機する状態に戻る。有効な応答が検出された時には、マイクロプロセッサは復号化されたデータをホストコンピュータに出力し、また送信機にＡＣＫ信号を送るように指示する（ステップ３４）。ＡＣＫ信号は１クロック期間だけ問合せ信号を中断させ、またその応答が正しく受信されたことをトランスポンダへ応答するために機能するものである。マイクロプロセッサは、次いで、次の応答を待機するためにステップ３１にループバックする（動作を戻す）。
【００１２】
マイクロプロセッサは、全てのトランスポンダから応答が受信されたことを示すＥＮＤ信号がステップ３１においてホストコンピュータから受信されるまでこのプロセスを繰り返す。次いで、問合せ機においてスイッチングが可能かどうかのチェックがなされる（ステップ３５）。可能であれば、ＳＷＩＴＣＨ信号が送信される（ステップ３６）。このＳＷＩＴＣＨ信号はＲＦキャリアの２クロック期間分の中断から構成され、そしてそれによりＡＣＫ信号から識別される。以下に説明するように、ＳＷＩＴＣＨ信号はこれを受信する各トランスポンダ内のカウンタを進める。スイッチングが可能でない場合には、ＳＷＩＴＣＨ信号は送信されない。最後に、送信機は不動作となる（ステップ３７）。
【００１３】
図４は、トランスポンダの１つを詳細に示す図である。トランスポンダはアンテナ４０、電力供給部４１、符号発生器４２、変調器４３、可変減衰器４４、ギャップ検出論理４５、クロック回路４６、カウンタ４７、複数のデータレジスタ４８、並びにデータセレクタ４９から構成される。
【００１４】
アンテナ４０は送信及び受信の両方で機能し、また、例えば印刷された導電パターンをもって構成される。電力供給部４１は、受信したＲＦ信号を整流してキャパシタを充電するダイオードから構成される。よって、トランスポンダは全てのその電力を入来するＲＦ信号から得るので、内部の電力源を必要としない。電力供給部は符号発生器、クロック回路及びギャップ検出論理に電力を供給する。
【００１５】
データレジスタ４８の各々はトランスポンダが問合せされたときに問合せ機に返すべきデータ事項を保持する。データレジスタ４８は不揮発性メモリ内に記憶されており、よってトランスポンダがパワーダウンしたときでもそれらの内容が保存される。不揮発性メモリは、再書き込みできるタイプのもの又は一度書き込まれたら再書き込みができないタイプのものがある。
【００１６】
データ選択回路４９は、カウンタ４７の値に従ってこれらのデータレジスタの１つを選択する。選択されたデータレジスタの出力は、このデータレジスタの内容を例えばマンチェスタ符号(Manchester code)を使用して符号化する符号発生器４２に供給される。変調器４３はこの符号化された信号をアンテナから受信したキャリア波上で変調し、また応答信号として送信するために、この変調されたキャリアを減衰器４４によりアンテナ４０に供給する。
【００１７】
選択されたデータレジスタのビットの１つ（例えば、最上位ビット）は減衰器４４の制御ビットとして使用される。このビットが真(true)である場合、減衰器は応答信号のパワーレベルをその通常のレベルからより低いレベルに減じる。換言すれば、トランスポンダは２つのモード、つまり通常のパワーモード及び減じられたパワーモードを有している。通常のパワーモードでは、信号レベルはそれが問合せ器により通常は２メートルのレンジから検出することができるものである。一方、減じられたパワーモードでは、信号レベルはそれが１０センチ又はそれ以下のレンジからのみ検出できるものである。
【００１８】
ギャップ検出論理４５はＡＣＫ信号とＳＷＩＴＣＨ信号の両方を検出する。ＳＷＩＴＣＨ信号はカウンタ４７を増分させて、それがシーケンス内の次のデータレジスタを選択するようにさせる。カウンタ４７は周期的であり、その最大のカウント値を通過したときには、ゼロに戻る。カウンタ４７は再書き込み可能な不揮発性のメモリ内に記憶されており、トランスポンダがパワーダウンしたときでもその内容が保存される。
【００１９】
図５はトランスポンダの動作を示したフローチャートである。符号発生器は問合せ信号が問合せ機から受信されたときはいつでもパワーアップされる（ステップ５０）。パワーアップされたときには、符号発生器は内部カウンタを開始し、予め設定された遅延期間を発生させる（ステップ５１）。この遅延期間は各トランスポンダに対してランダムに選択され、一般的には、各トランスポンダは異なる遅延を有している。次いで、トランスポンダはこの遅延期間が満了するための待機をするループに入る（ステップ５２）。遅延期間が満了したときには、符号発生器は現在選択されたデータレジスタからのデータを問合せ信号に対する応答として送信のための変調器に送信する（ステップ５３）。
【００２０】
その後、トランスポンダは所定数のクロック期間だけ待機し、また次いでＡＣＫが検出されたか否かをチェックする（ステップ５４）。適当な時間においてＡＣＫが検出されない場合とは、例えば、他のトランスポンダの干渉のために、応答が問合せ機に正しく受信されなかったことを意味するものである。この場合には、トランスポンダはステップ５１に戻り、遅延期間を再開始し、また応答は遅延が満了した後に再送信される。ここで、２つの干渉するトランスポンダの遅延期間が異なる場合には、これらは異なる時間に再送信を行うことから、干渉が防止される。
【００２１】
ＡＣＫが検出されたときには、送信はディスエイブル(disable)され（ステップ５５）、この結果、追加の応答が送信されなくなる。その後、トランスポンダは、ＳＷＩＴＣＨ信号を待機するループに入る（ステップ５６）。ＳＷＩＴＣＨが受信されたときには、トランスポンダはカウンタ４７を増分し（ステップ５７）、次いで、パワーがなくなるまでそのままでいるアイドルループに入る（ステップ５８）。しかし、トランスポンダがＳＷＩＴＣＨ信号が受信される前にパワーダウンしたときには、カウンタはその現在の状態のままとなる。
【００２２】
上記した識別システムの１つの応用例としては、自動的にパッケージを経路決定するためのシステムがある。この場合、トランスポンダは、例えば、経路決定されるパッケージに取り付けられたタグ又はレベルに組み込まれる。各トランスポンダ内のレジスタは経路に沿った逐次の分類ポイントのアドレスがプログラムされる。
【００２３】
経路に沿った各分類ポイントには、パッケージの束に取り付けられたトランスポンダを読み取る問合せ機があり、その情報をその自局のホストコンピュータに送って、コンピュータはそのパッケージが次の経路決定ポイントにどのように経路決定されるかを決定する。パッケージ内の全ての束が問合せされたときには、問合せ機はＳＷＩＴＣＨ信号を発生させ、これにより全てのトランスポンダ内のカウンタが増分されて、次のレジスタが選択される。
【００２４】
上述した識別システムの他の用途としては小売店が挙げられる。ここで、店内の各品目にはトランスポンダを含むラベルが付けられている。各品目内の最初のレジスタは品目を識別するための識別コードを含んでいる。この最初のレジスタの制御ビットは「１」に設定されており、このレジスタが選択されたときには、トランスポンダは高いパワーモードにされる。各品目内の第２のレジスタは、品目の購買後に必要とされる他の情報を含んでいる。この第２のレジスタの制御ビットは「０」に設定されていて、このレジスタが選択されたときには、トランスポンダはその低いパワーモードにされる。まず最初に、各トランスポンダ内のカウンタは最初のレジスタを選択するように設定される。
【００２５】
購買者が１つ又はそれより多くの品目を購買したい場合には、購買者はその品目を上述の問合せ機を含んでいるチェックアウトステーションを通過させる。すると問合せ機がトランスポンダに問合せし、それらの識別コードを獲得し、またこれらのコードを価格の販売時点情報管理(Point-of-sale)コンピュータに送る。全てのトランスポンダが問合せされた後は、問合せ機はＳＷＩＴＣＨ信号を送る。これにより全てのトランスポンダ内の全てのカウンタはステップし、次に第２のレジスタが選択される。この結果、全てのトランスポンダが減じられたパワーモードになる。
【００２６】
店舗は、その店の出口に位置する１つ又はそれより多くの盗難防止ゲートを有している。これらのゲートのそれぞれは問合せ機を含んでおり、これらを通過するいずれかのトランスポンダに問合せする。盗難防止ゲートは、それが問合せ機のアンテナに約１５センチよりも近くトランスポンダが持ち込まれることが不可能となるように設計される。これは、減じられたパワーモードにあるいずれかのトランスポンダは、その信号のパワーレベルが１０センチより大きなレンジで検出されるのには不十分なレベルであることから、盗難防止ゲートにより検出されることがないことを意味する。しかしながら、通常のパワーモードにあるいずれかのトランスポンダは検出され、この結果、音響又は視覚的なアラームが発生される。
【００２７】
上述のように、チェックアウトを通って品物が持ち出されたときには、トランスポンダはそれらの信号のパワーレベルが減じられるように変調される。これにより、これらが店から持ち出される際、又はこれらが店内に持ち込まれた時（例えば、購買者により着用された衣類品目）には盗難防止ゲートが誤って動作することがない。しかし、必要なら減じられた信号のパワーレベルを受領する装置を使用することで、トランスポンダに問合せすることが可能である。例えば、店内の購買者サービスデスクに、トランスポンダが問合せ機のアンテナに非常に接近して持ち込まれるように、カウンタのすぐ下に問合せ機を設けておく。このような問合せ機を設けることにより、物品のトランスポンダを読み込んで購買して交換又は取換えのために戻すことができる。
【００２８】
尚、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく請求の範囲を逸脱しない範囲で多くの変更実施形態を採ることが可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、問合せ機とトランスポンダとの間の通信のために無線周波数技術を使用する新規な電子識別システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子識別システムを示した図式的なダイヤグラムである。
【図２】問合せ機のブロックダイヤグラムである。
【図３】問合せ機の動作を示したフローチャートである。
【図４】トランスポンダのブロックダイヤグラムである。
【図５】トランスポンダの動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０  問合せ機
１１  トランスポンダ
１２  ホストコンピュータ
２０  ＲＦアンテナ
２１  送信機回路
２２  受信機回路
２３  制御用プロセッサ
【図１】
0003677112.tif 000002
【図２】
0003677112.tif 000003
【図３】
0003677112.tif 000004
【図４】
0003677112.tif 000005
【図５】
0003677112.tif 000006