(57)【要約】      （修正有）【課題】リーダと複数アンテナとを単一の接続ケーブルを使用して制御する、シンプルで廉価な方法を提供する。【解決手段】単一のケーブルは、データ搬送ＤＣ電力信号を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶ。ＲＦ信号および双方向的データ搬送ＤＣ電力信号は周波数選択的ネットワークを使用して分離される。あるいはまた、単一のケーブルは、変調されたＲＦデータ信号を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶ。ＲＦ信号および双方向的変調ＲＦデータ信号は周波数選択的ネットワークを使用して分離される。ＲＦスイッチング要素が一体化されている切り替え可能アンテナのアレイは単一のケーブルに接続され、そのケーブルを通じて電力が供給され、通信が行われる。【選択図】図１３
2014211899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１デバイスと第２デバイスとの間の通信を可能とする通信方法であって、
ＲＦ信号を表す第１信号を提供するステップと、
電力信号を表す第２信号を提供するステップと、
制御および／またはデータ信号を表す第３信号を提供するステップと、
前記第１、第２および第３信号を運ぶ通信経路を提供するステップと、を含み、
前記第３信号は前記第１および／または第２信号上を運ばれる、方法。
【請求項２】
前記第３信号は前記第１信号上を運ばれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第３信号は前記第２信号上を運ばれる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記通信は一方向的である、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記通信は双方向的である、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記第１デバイスはリーダである、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記第２デバイスはＭＵＸおよび／または少なくともひとつのアンテナである、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記第１および／または第２デバイスはＲＦＩＤにおいて使用される、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記第２信号はＤＣ電力信号である、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第１信号は、周波数選択的ネットワークを使用して前記第２および第３信号から電気的に分離される、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記第２デバイスは、前記通信経路と接続されその経路によって電力が供給され通信が行われるメモリデバイスおよび／または論理デバイスおよび／またはマイクロコントローラを含む、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記第２デバイスは、前記通信経路と接続されその経路によって電力が供給され通信が行われるＲＦＭＵＸを含む、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記第２デバイスは、前記通信経路と接続されその経路によって電力が供給され通信が行われるアンテナのアレイを含む、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記第２デバイスは複数のアンテナまたはアンテナのアレイを含み、放射の放出を低減するために各アンテナは前記アレイのサイズの２分の１よりも小さい、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記アレイのアンテナの任意のひとつまたは任意の組み合わせに切り替えるために、RFスイッチング要素が提供される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記スイッチング要素は、１次元、２次元または３次元の質問場の生成を可能とするよう構成される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のアンテナは、接線方向および垂直方向の両方の磁場成分を生成するために、一連の平行に離間された導体を提供するよう構成され、その導体を通じた電流は順番に切り替えられる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記順番に切り替えられる電流の空間的な関係は、同じ場所で異なる時間に接線方向および垂直方向の磁場が生成されるのを確実にするように選択される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２デバイスの導体は平面的に配置され、かつ、前記接線方向および垂直方向の磁場はその平面の上方に生成される、請求項１から１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
平行に離間された導体の単一層が１次元動作または２次元動作を提供する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
直交するよう方向付けられた平行に離間された導体の第２平行層が設けられ、両方の層間で電流が順番に切り替えられ、第２平行層が３次元動作を提供する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
本願で開示される方法。
【請求項２３】
本願で開示される装置および／またはデバイス。
【請求項２４】
請求項１から２３のいずれかにしたがった通信に適合されたＭＵＸ。
【請求項２５】
請求項１から２３のいずれかにしたがった通信に適合されたリーダ。
【請求項２６】
第１デバイスを第２デバイスに接続する方法であって、
前記第１および第２デバイスの間に通信経路を提供するステップと、
前記第１および／または第２デバイスに識別属性を提供するステップと、
前記第１および第２デバイスへ間で前記属性を通信するステップと、
前記通信から前記第１および第２デバイスが正しく接続されているか決定するステップと、を含む方法。
【請求項２７】
前記第１デバイスはリーダである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第２デバイスは通信経路、少なくともひとつのアンテナ、アンテナアレイ、および／またはＭＵＸのうちの任意のひとつまたは任意の組み合わせである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記第２デバイスはＲＦＩＤデバイスである、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記決定にしたがって、少なくとも前記第１および／または第２デバイスにおける少なくともひとつの設定が調節されるステップをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記設定はソフトウエアを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記設定は前記第１および／または第２デバイスの動作を調節する、請求項３０または３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記属性は信号、データ、コーディング、シーケンス、および／または前記第１および／または第２デバイスの識別の形である、請求項２６から３２のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
請求項２６から３３のいずれかに記載の方法を可能とする通信経路。
【請求項３５】
前記通信経路はワイヤやケーブルなどの単一の導電路である、請求項１から２２、２６から３３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波による個体識別（ＲＦＩＤ）の分野に関する。
【０００２】
ある形態では、本発明はＲＦＩＤトランスポンダに質問（interrogating）するインテロゲータアンテナに関する。
【０００３】
本発明は主に複数の受動的トランスポンダに質問するために開発された。これらの複数の受動的トランスポンダは、各トランスポンダによって識別されるべき物体に取り付けられる。以下、本発明はそのようなアプリケーションを参照して説明される。典型的なアプリケーションはＲＦＩＤトランスポンダまたは他のＲＦＩＤデバイスの識別である。そのようなＲＦＩＤトランスポンダまたは他のＲＦＩＤデバイスは、例えば書類や封筒に取り付けられ、互いに積み重ねられるプラスチックトークンやカードの中に埋め込まれる。
【０００４】
以下では本発明をＲＦＩＤトランスポンダの識別に関して説明すると都合がよいであろう。しかしながら、本発明はその利用形態のみに限定されないことは理解されるべきである。
【０００５】
ある形態では、本発明はインテロゲータとＲＦ信号制御デバイスとの間の単一のケーブル上で双方向的にデータが交換されうる方法を提供する。別の形態では、本発明はＲＦ信号を制御しそのＲＦ信号を複数の出力ポートのうちのひとつに向けるための単一のケーブルポートを使用する方法を提供する。別の形態では、本発明はＲＦＩＤ質問（interrogation）信号を制御しその信号を多くのアンテナコイルのうちのひとつに向ける方法を提供する。別の形態では、本発明はインテロゲータとアンテナアレイとの間の単一のケーブル上で双方向的にデータが交換されうる方法を提供する。別の形態では、本発明は単一ケーブル入力ポートを有するアンテナコイルの構成を含むインテロゲータに関する。別の形態では、本発明は単一ケーブル入力ポートを有するアンテナコイルを制御する特定の方法に関する。別の形態では、本発明はアンテナコイルを制御するための単一ケーブル入力ポートを使用する方法に関する。
【０００６】
本発明は多くのアプリケーションを有しており、それらのアプリケーションは、特に遠隔デバイスに質問することを目的として場を放射するためにアンテナが使用される任意のアプリケーションを含む。ある特定のアプリケーションでは、本発明は、ＲＦトランスポンダ、タグ、トークン、ラベル、注入口（inlets）など（これらは例示のみを目的とする）のＲＦＩＤデバイスと併せて使用されうる。そのようなデバイスは広範な種類のアプリケーションにおいて使用されうる。そのようなアプリケーションが非限定的に含むのは、棚および保管システムなどの物品追跡、書類管理または物品識別および／または仕分け、ゲーム装置およびゲームトークン、宝石およびダイヤモンド展示および／または識別および／または追跡、および荷物識別である。
【０００７】
以下では本発明をＲＦＩＤデバイスへの質問に関して説明すると都合がよいであろう。しかしながら、本発明はその利用形態のみに限定されないことは理解されるべきである。
【背景技術】
【０００８】
本明細書を通じて、「発明者（inventor）」の語を単数形で使用する場合、一人の（単数の）本発明の発明者を示すものとされてもよいし、一人より多くの（複数の）本発明の発明者を示すものとされてもよい。本明細書全体を通して、本発明者の気付きおよび／または本発明者によるある先行技術中の課題の認識に基づいて議論がなされている。
【０００９】
書類またはデバイスまたは行為または知識に関する本明細書中のいかなる議論も、本発明の内容を説明するために与えられる。したがってその内のいずれについても、それがオーストラリアまたは他の地域において、本明細書において開示された事項および請求項の優先日以前に、先行技術または関連技術分野における技術常識の一部を形成することを認めると解釈されるべきではない。
【００１０】
ＲＦＩＤおよび遠隔電力供給が使用され、識別されるべきアイテムの向きを保証することができないアプリケーション、例えば例示のみを目的として棚および保管システム、書類追跡、荷物識別、ゲームトークン、宝石およびダイアモンド識別、では、識別されるべきアイテムがミスされるおよび／または正しく識別されないことがあることが認識されている。
【００１１】
出願人は１次元、２次元、限定的に３次元、または完全な３次元能力を提供する多くのトランスポンダシステムを知っている。これらのシステムは、２または３次元動作を達成するために、異なる座標軸で動作する多数のインテロゲータコイルを使用する。
【００１２】
ある特に有利なインテロゲータ設計によると３次元で一様な場が生成される。この形態のインテロゲータはトンネルリーダプログラマ（Tunnel Reader Programmer、ＴＲＰ）として知られている。オーストラリアにおいて全てのＯＨ＆ＳおよびＥＭ規格を満たすＴＲＰであってパレットやコンベヤ上のトランスポンダに質問するためのＴＲＰの例は、米国特許第５２５８７６６号および国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ９５／００４３６号に開示されている。
【００１３】
ＴＲＰは優秀な３次元質問特性を有しているが、主たる欠点は、ＲＦＩＤトランスポンダがＴＲＰに入ってＴＲＰから出ていくように通常はコンベアや同様のものの上をＲＦＩＤトランスポンダが動かされるようなアプリケーションにのみ適している点である。質問がテーブルや壁のような平坦な表面において生じる必要があるアプリケーションにはＴＲＰは生来的に適さない。これらのアプリケーションには平坦な平面状アンテナコイルが必要であるが、これらのコイルはコイルに対して任意の位置で一方向にのみ場を生成するという難点を有しており、これらのコイルは２または３次元質問能力を有しない。
【００１４】
図１は従来の平面状アンテナコイル構成を示す。図１では、コイル１０はやや円形の巻線１１を有する。
【００１５】
図２は図１のＸ断面図であり、図１のコイルの巻線の断面を示す。巻線に電力を導くことによって生成される磁場は１２で示される。トランスポンダ１３はコイル（不図示）を有しそのコイルは例えばトランスポンダ１３の外側上面に配置される場合、かつ、トランスポンダ１３が図２に示されるように巻線間に実質的に水平に配置される場合、巻線１１によって生成される場１２はトランスポンダに電力を供給するための正しい配向を有する。同じくトランスポンダ１４が図２に示されるように実質的に垂直に配置される場合も、トランスポンダ１４は場１２によって電力が供給される。しかしながら、トランスポンダ１５が巻線１１の近くまたは外側で実質的に水平に配置される場合、巻線によって生成される場１２は正しく配向されず、トランスポンダ１５に電力は供給されないであろう。同様に、１６で示されるようにトランスポンダが巻線１１および１２の内側で実質的に垂直に配置される場合、巻線によって生成される場１２は正しく配向されず、トランスポンダ１５に電力は供給されないであろう。
【００１６】
２次元または３次元質問を提供できるアンテナコイルの平坦平面状構成は国際出願第ＷＯ２００７／０３０８６１号に示されている。ＷＯ２００７／０３０８６１は本明細書において参照により組み入れられる。
【００１７】
平面状コイルを重ね合わせ順番に切り替えることによって、拡張されたエリアに亘って１次元場を生成できる。ＷＯ２００７／０３０８６１は、２次元質問場を生成するために、重ね合わせられ順番に切り替えられる平面状コイルを示す。ＷＯ２００７／０３０８６１はさらに、第１層と直交して平面状コイルの第２層を配置することで３次元質問場を生成できることを示す。２次元動作および３次元動作の両方においてコイルアンテナアレイは、それぞれ対応する２次元質問場および３次元質問場を提供するために順番に操作される。
【００１８】
図３（ａ）はＷＯ２００７／０３０８６１の従来技術のコイル構成３３３および３３４を示す。そこでは、いくつかのコイルからのコイル巻線３３１および３３２は、一連の平行に離間された導体を形成するために重ね合わせられる。接線方向および垂直方向の両方における磁場成分を生成するために、一連の平行に離間された導体に流れる電流は順番に切り替えられる。順番に切り替えられる電流の空間的な関係は、同じ場所で異なる時間に接線方向および垂直方向の磁場が生成されるのを確実にするように選択される。導体は平面的に配置され、接線方向および垂直方向の磁場がその平面の上方に生成されることが好ましい。平行に離間された導体の単一層は２次元動作を提供する。
【００１９】
図３（ｂ）は、ＷＯ２００７／０３０８６１の従来技術のコイル構成３３３を示す。そこでは、直交するよう方向付けられた平行に離間された導体３３２の第２平行層３３４を追加することにより、両方の層３３１および３３２間で電流が順番に切り替えられる状況において３次元動作が提供される。
【００２０】
平面状コイルと直交コイルとの間の重ね合わせの度合いはコイル間の相互カップリングを最小化するよう調整されうる。これは、コイル間の寄生相互作用を低減する点で有利である。ＷＯ８９／１００３０は、このようにアンテナコイル間の相互カップリングを最小化する方法を示す。これは、多くのアンテナからなる大きなアレイを生成するのに有利である。
【００２１】
２または３次元質問場を生成することと相互カップリングを最小化することとは二律背反の関係にある可能性があり、コイル間の有効カップリングを低減する他の方法が必要であるかもしれない。アンテナ間の寄生カップリングは、ひとつのスイッチデバイスまたは複数のスイッチデバイスを使用して非アクティブなアンテナコイルをオープンにすることによって低減されうる。スイッチデバイスはリレー、ＭＥＭｓ、またはＰＩＮダイオードまたはＲＦ信号を遮断しうる他の任意のデバイスであってもよい。ＰＩＮダイオードは特に制御可能なＲＦスイッチを提供する目的で設計された回路素子である。ＲＦ信号を回路開放するためにＰＩＮダイオードを使用する方法は、例えばＷＯ２００７／０３０８６１、ＷＯ２００５／０８３８９３、ＷＯ２００５／０６２４２１およびＷＯ２０００／０６７３９５に説明されている。非アクティブなアンテナコイルを回路開放するとコイル間の寄生カップリングを低減できる。非アクティブコイルの開放状態にあるスイッチを通じては電流は流れないか、流れても僅かであるからである。
【００２２】
ＷＯ２００７／０３０８６１に記載されるアンテナアレイを順番に動作させるために、質問信号はアンテナアレイの各アンテナコイルへ順番に切り替えられる。複数の出力であってその複数の出力間で質問信号を順番に切り替えることができる複数の出力を有するインテロゲータまたはリーダは、ＷＯ２００７／０３０８６１に記載されるアンテナアレイを動作させるのに特に有利である。
【００２３】
そのようなリーダの一例が米国特許第６９０３６５６号に示される。米国特許第６９０３６５６号は、アンテナスイッチがリーダの出力に配置されるリーダを示す。アンテナスイッチはリーダと一体であり、リーダのデジタルコントローラによって直接制御される。複数のアンテナは接続ケーブルによってアンテナスイッチに動作可能なように接続される。ＵＳ６９０３６５６はアンテナ調整方法を指向しており、２または３次元質問場を生成するための切り替えられる質問信号のアプリケーションは扱っていない。
【００２４】
アンテナスイッチをリーダから離してリーダおよびスイッチに接続されるアンテナとの間に遠隔的に配置するのが有利であるようなアプリケーションが存在する。遠隔的に配置される場合、ＲＦスイッチはＲＦマルチプレクサまたはＲＦＭＵＸと呼ばれる。ＲＦＭＵＸとアンテナとの間のケーブル接続はかなりより短い。遠隔的に配置すると、設置においてケーブル長をかなり省くことができる。アンテナスイッチがリーダ内に設けられていた場合にはアンテナのそれぞれにリーダから複数のケーブルを引く必要があったのであるが、そのような複数のケーブルの代わりに単一のケーブルのみがリーダとＲＦＭＵＸとを接続するからである。
【００２５】
ＷＯ２００７／０９４７８７は、リーダから遠隔的に配置され、リーダと単一のアンテナケーブルによって接続されるＲＦＭＵＸを示す。質問信号、ＭＵＸに電力を供給するためのＤＣ電力、ＭＵＸの動作を制御するための質問信号の変調、および質問信号のＲＦ後方散乱によってＭＵＸからリーダへ送り返される情報、を運ぶために単一のアンテナケーブルは使用される。ＭＵＸの出力ポートはアンテナまたは他のＭＵＸにさらなるケーブルによって接続される。ＭＵＸを制御するためおよびＭＵＸからリーダへ情報を後方散乱信号として送り返すためにＲＦ質問信号を使用する方法は、質問信号と結合し質問信号を復調し後方散乱させることができる複雑なＲＦ回路を必要とする。ＷＯ２００７／０９４７８７に記載されるデータシグナリングの方法の重大な欠点は、回路の複雑さおよびコストである。
【００２６】
ＲＦＩＤシステムおよびアンテナを設置する人がリーダと関わり合うという別の課題も存在する。しかしながら、アンテナのタイプのそれぞれはある特性を有し、各リーダもまた通常あるタイプのアンテナと動作するよう設定される。アンテナがリーダと関わり合う場合、リーダはそのアンテナのタイプと動作するように設定されるべきである。しかしながら、そのような設定はされるとしても通常は人手でなされるものであり、したがってそのような設定は正しく行われないことが多い。
【００２７】
書類またはデバイスまたは行為または知識に関する本明細書中のいかなる議論も、本発明の内容を説明するために与えられる。したがってその内のいずれについても、それがオーストラリアまたは他の地域において、本明細書において開示された事項および請求項の優先日以前に、先行技術または関連技術分野における技術常識の一部を形成することを認めると解釈されるべきではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本明細書で説明される実施の形態のひとつの目的は、ＲＦ信号および制御信号の両方のための単一の接続ケーブルを使用して遠隔ＲＦＭＵＸを制御する、よりシンプルで廉価な方法を提供することである。
【００２９】
本明細書で説明される実施の形態の別の目的は、ＲＦ信号および制御信号の両方のための単一の接続ケーブルを使用してアンテナアレイを制御する、よりシンプルで廉価な方法を提供することである。
【００３０】
本明細書で説明される実施の形態のさらに別の目的は、ＲＦＩＤデバイスに電力を供給することおよび／またはＲＦＩＤデバイスと通信することをより可能としうるアンテナ設計および／またはインテロゲータを提供することである。
【００３１】
本発明のさらなる目的は、従来技術に伴う少なくともひとつの不利な点を軽減することである。
【００３２】
本明細書で説明される実施の形態のさらなる目的は、関連技術のシステムの上述の欠点のうちの少なくともひとつを克服するまたは軽減すること、または少なくとも関連技術のシステムに対する役に立つ代替物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明は、本発明のある態様によると、通信方法および／またはデバイスを提供する。この通信方法および／またはデバイスは、第１デバイスと第２デバイスとの間の通信を可能とするものであって、ＲＦ信号を表す第１信号を提供することと、電力信号を表す第２信号を提供することと、制御および／またはデータ信号を表す第３信号を提供することと、第１、第２および第３信号を運ぶ通信経路を提供することと、を含み、第３信号は第１および／または第２信号上を運ばれる。
【００３４】
ある実施の形態では、第３信号は第１信号上を運ばれる。
【００３５】
別の実施の形態では、第３信号は第２信号上を運ばれる。
【００３６】
本発明は、本発明の別の態様によると、第１デバイスを第２デバイスに接続する方法および／または第１デバイスを第２デバイスに接続するためのデバイスを提供する。この方法および／またはデバイスは、第１および第２デバイスの間に通信経路を提供することと、第１および／または第２デバイスに識別属性を提供することと、第１および第２デバイスへ間で属性を通信することと、通信から第１および第２デバイスが正しく接続されているか決定することと、を含む。
【００３７】
ある形態では、本発明は識別システムおよびそのシステムで使用されるデバイスに関する。デバイスの例は、棚におけるおよび／または保管システムにおける保管のためにアイテムに組み入れられるトランスポンダおよび／または装置を含む。デバイスの別の例は、安全な場所にある法的な証拠サンプルなどの物品に組み入れられるトランスポンダおよび／または装置を含む。そこでは、サンプルに取り付けられたトランスポンダおよび／または他の識別デバイスをそのサンプルの移動の監視および／または記録のために使用する。デバイスのさらに別の例は、ゲームテーブルおよび／またはゲームデバイスに組み入れられるトークンおよび／または装置を含む。
【００３８】
他の形態では、本発明は、カジノにおいてゲームトランザクションを監視および／または記録するためのシステムに関する。ゲームトランザクションは例えば自身にトランスポンダおよび／または他の識別デバイスを有するゲームトークンを使用するものである。
【００３９】
他の形態では、本発明は、例えば交換所、問屋または小売店において宝石またはダイヤモンドの移動またはトランザクションを監視および／または記録するためのシステムに関する。トランザクションは例えば自身の中にトランスポンダおよび／または他の識別デバイスを使用するものである。
【００４０】
読み出す方法は実質的にＰＣＴ／ＡＵ２００３／００１０７２にしたがうものであると好ましい。
【００４１】
読み出す方法は実質的にＵＳ５３０２９５４にしたがうものであると好ましい。
【００４２】
ＲＦＩＤデバイスに電力を供給し、ＲＦＩＤデバイスに質問し、および／またはＲＦＩＤデバイスと通信する方法は、実質的にＷＯ９９３４５２６にしたがうものであると好ましい。
【００４３】
他の態様および好適な態様が本明細書において開示されおよび／または添付の請求項において規定され、本発明の説明の一部を形成する。
【００４４】
要するに、本発明のある態様は、第１および第２デバイス、例えば好ましくは単一のケーブルによってリーダに接続されたスイッチアンテナアレイ、の間の通信に関する。その単一のケーブルはＲＦ信号および／またはデータ（双方向的であるほうが好ましいが、一方向のみまたは双方向の通信もまた本発明の範囲内で想定される）を運ぶ。そのデータはデータ搬送ＤＣ電力信号を使用して運ばれる。また、ＲＦ信号およびデータ搬送ＤＣ電力信号は分離される。分離の態様はアプリケーションに依存してもよい。分離のある好適な形態は、周波数選択的ネットワークを使用することである。本発明のある実施の形態では、ＲＦＭＵＸは単一のケーブルに接続され、そのケーブルを通じて電力が供給されかつ通信が行われる。アンテナのアレイはＲＦＭＵＸに接続される。アンテナおよびＭＵＸ回路は単一のスイッチアンテナアレイとして統合される。そこではＲＦスイッチング要素はアンテナと一体である。スイッチ可能なアンテナのアレイは１、２または３次元の質問場を生成するよう構成される。これは、アンテナが一連の平行に離間された導体を提供するよう構成されることによる。接線方向および垂直方向の両方における磁場成分を生成するために、一連の平行に離間された導体に流れる電流は順番に切り替えられる。順番に切り替えられる電流の空間的な関係は、同じ場所で異なる時間に接線方向および垂直方向の磁場が生成されるのを確実にするように選択される。導体は平面的に配置され、かつ、接線方向および垂直方向の磁場はその平面の上方に生成されるのが好ましい。平行に離間された導体の単一層が１次元動作または２次元動作を提供する。直交するよう方向付けられた平行に離間された導体の第２平行層を追加すると、両方の層間で電流が順番に切り替えられる状況において３次元動作が提供される。
【００４５】
あるいはまた、第１および第２デバイスの間である通信方法が使用されてもよい。この通信方法では、第１デバイスが第２デバイスに、変調されたおよび／またはスイッチされたＲＦ信号を使用して制御信号またはデータ信号を伝送する。そして制御信号またはデータ信号を受信するために、第２デバイスのなかに対応する受信回路および／または復調回路が設けられる。ある態様では、ＲＦ信号は短い期間スイッチオフされ、ＲＦ信号の包絡線がダイオードピーク検出回路によって検出される。別の態様では、制御またはデータＲＦ信号の周波数はＲＦ信号の周波数と同じではない。周波数選択的回路はＲＦ信号から制御またはデータＲＦ信号を分離する。要するに、本発明の別の態様は第１および第２デバイスのカップリングに関する。本発明のこの態様では、それらのデバイスのカップリングの度合いを証明するおよび／または決定するために、任意の適切な形式の属性が使用される。例えば、属性は信号、コーディング、シーケンス、データおよび／または識別の形であってもよい。
【００４６】
本発明は多くの利点を生み出すことが分かった。それらの利点は例えば、
・ＲＦ信号を、およびデータ搬送ＤＣ電力信号を使用してデータを、運ぶための単一のケーブルを使用することを提供する、
・双方向的ＲＦ信号を、およびデータ搬送ＤＣ電力信号を使用して双方向的データを、運ぶための単一のケーブルを使用することを提供する、
・双方向的ＲＦ信号を、およびデータ搬送ＤＣ電力信号を使用して双方向的データを、運ぶための単一のケーブルのみを使用して遠隔ＲＦＭＵＸを動作させるシンプルな方法を提供する、
・双方向的ＲＦ信号を、およびデータ搬送ＤＣ電力信号を使用して双方向的データを、運ぶための単一のケーブルを使用して、１、２、または３次元の強い質問場を生成するシンプルな平面状アンテナ設計を提供する、
・単一のケーブルのみが平面状アンテナをリーダに接続する状況において、１、２、または３次元の強い質問場を生成するシンプルな平面状アンテナ設計を提供する、
・単一のケーブルのみが平面状アンテナをリーダに接続する状況において、１、２、または３次元の強い質問場を低減された放射放出とともに生成するシンプルな平面状アンテナ設計を提供する、
・テーブル取り付けに理想的であるまたはトランスポンダが質問されるために置かれる平坦面にまたはとして取り付けられるのに理想的であるシンプルな平面状アンテナを提供する、
・アンテナ設計によっては、トランスポンダは１、２、または３次元におけるその配向によらずに質問されうる。
【００４７】
本発明のさらなる適用範囲が以下の詳細な説明によって明らかになる。しかしながら本発明の範囲を逸脱しない範囲における種々の変形例が可能であることは以下の詳細な説明の内容から当業者にとっては明らかであるので、その詳細な説明および具体例は、それは本発明の好適な実施の形態を示してはいるが、単に例示として示されているに過ぎないことは理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
本願のさらなる開示、目的、利点および態様は、以下の好適な実施の形態の説明を参照することで当業者に良く理解されるであろう。その実施の形態は添付の図と関連して説明されるが、その添付の図は単に例示として示されているに過ぎずしたがって本発明を限定するものではない。
【００４９】
【図１】従来のアンテナコイル構成を示す図である。
【図２】図１のコイルに伴う磁場および複数のトランスポンダ配向を示す図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、２および３次元の質問場を生成するためのＷＯ２００７／０３０８６１の従来技術のアンテナコイル構成を示す図である。
【図４】ＷＯ２００７／０９４７８７の従来技術のＲＦＭＵＸ回路を示す図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は、ＲＦ信号およびＤＣ電力を運ぶために単一のケーブルを使用する実施の形態を示す図である。
【図６】図６（ａ）、６（ｂ）および６（ｃ）は、ＤＣ電力信号またはＲＦ信号を使用してＲＦ信号および双方向的データを運ぶために、図５（ａ）および５（ｂ）に示される実施の形態がどのように単一のケーブルを使用できるかを示す図である。
【図７】ＲＦ信号を運ぶためおよびＤＣ電力信号を使用して双方向的データを運ぶために単一のケーブルを使用することの別の実施の形態を示す図である。
【図８】ＲＦ信号を運ぶためおよびＤＣ電力信号を使用して双方向的データを運ぶために単一のケーブルを使用することのさらに別の実施の形態を示す図である。
【図９】図９（ａ）、９（ｂ）および９（ｃ）は、ＲＦ信号を運ぶためおよびＤＣ電力信号を使用してデータを運ぶために単一のケーブルを使用することのさらに別の実施の形態を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）および１０（ｂ）は、ＲＦ信号を運ぶためおよびＤＣ電力信号を使用してデータを運ぶために単一のケーブルを使用するＲＦＭＵＸ回路の実施の形態を示す図である。
【図１１】ＲＦ信号を運ぶためおよびＤＣ電力信号を使用してデータを運ぶために単一のケーブルを使用するＲＦＭＵＸ回路の別の実施の形態を示す図である。
【図１２】ＲＦ信号を運ぶためおよびＤＣ電力信号を使用して双方向的データを運ぶために単一のケーブルを使用するＲＦＭＵＸ回路のさらに別の実施の形態を示す図である。
【図１３】アンテナがＭＵＸ回路の一部である状況において、ＲＦ信号を運ぶためおよびＤＣ電力信号を使用して双方向的データを運ぶために単一のケーブルを使用するＲＦＭＵＸ回路のさらに別の実施の形態を示す図である。
【図１４】ひとつのＲＦスイッチを組み入れたアンテナの例示的な回路を示す図である。
【図１５】いくつかのＲＦスイッチを組み入れたアンテナの例示的な回路を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）および１６（ｂ）は、いくつかのＲＦスイッチを組み入れたアンテナの例示的な回路を示す図である。
【図１７】図１７（ａ）および１７（ｂ）は、少なくとも１次元の順番に切り替えられる質問場を生成するのに適するアンテナアレイを示す図である。
【図１８】図１８（ａ）および１８（ｂ）は、少なくとも２次元の順番に切り替えられる質問場を生成するのに適するアンテナアレイを示す図である。
【図１９】図１９（ａ）、１９（ｂ）、１９（ｃ）および１９（ｄ）は、順番に切り替えられる導体の２枚の平行パネルが互いに導体は直交するよう配向された状態で平行に配置された場合に３次元場をどのように生成するかを示す図である。
【図２０】図２０（ａ）および２０（ｂ）は、アレイが単一のケーブルによってリーダに接続される状況において、順番に切り替えられる質問場を生成するのに適したアンテナのアレイを示す図である。
【図２１】本発明が棚システムに含まれる場合の、本発明のアプリケーションを示す図である。
【図２２】本発明が密に積み重ねられた宝石や宝飾品トランスポンダを読み取るのに使用される場合の、本発明の別のアプリケーションを示す図である。
【図２３】本発明が密に積み重ねられたゲームトークンを読み取るために使用される場合の、本発明のさらなるアプリケーションを示す図である。
【図２４】本発明が密に積み重ねられたゲームトークンを読み取るために使用される場合の、本発明のさらなるアプリケーションを示す図である。
【図２５】本発明が密に積み重ねられた書類を読み取るために使用される場合の、本発明のさらなるアプリケーションを示す図である。
【図２６】本発明が陳列されたアイテムを読み取るために使用される場合の、本発明のさらなるアプリケーションを示す図である。
【図２７】代替的な通信方法を示す図である。
【図２８】別の代替的な通信方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図４は、ＷＯ２００７／０９４７８７の従来技術のＲＦＭＵＸ回路を示す。ＷＯ２００７／０９４７８７の従来技術のＲＦＭＵＸ回路は、質問信号、ＭＵＸに電力を供給するためのＤＣ電力１２４、ＭＵＸの動作を制御するための質問信号の変調、および質問信号のＲＦ後方散乱によってＭＵＸからリーダに送り返される情報、を運ぶために単一のアンテナケーブル２０を使用する。ＲＦ信号およびＤＣ電力は周波数選択的キャパシタおよびインダクタネットワーク１２０およびＣ１を使用して分離される。双方向的データはＲＦ信号を使用して運ばれる。ＲＦ信号はＭＵＸのためのデータで変調され、ＲＦカプラ１３０およびＲＦ検出器１３２はＭＵＸのためのデータを抽出し復調する。ＭＵＸからのデータはＲＦ信号への後方散乱的な変調２５０とされ、ＲＦカプラ１３０を通じてケーブル２０に注入される。ＲＦカプラ１３０、検出器１３２および後方散乱回路２５０は複雑であり、ＲＦＭＵＸに不必要なコストを加える。
【００５１】
図５（ａ）は、ＲＦ信号５２およびＤＣ電力５３を運ぶための単一のケーブル５１を使用する構成を示す。ＲＦ信号およびＤＣ電力は、ケーブルの各端部において周波数選択的キャパシタおよびインダクタネットワーク５４および５５を使用して結合され、分離される。インダクタ５６および５７はＤＣおよび低周波数を通過させ、一方でキャパシタ５８および５９はＤＣおよび低周波数を遮断し高周波数ＲＦ信号を通過させる。より良い周波数特性が望まれる場合は、より複雑な周波数選択的回路が使用されてもよい。
【００５２】
図５（ｂ）は、より複雑な周波数選択的回路５４および５５を示す。周波数選択的回路５４および５５では、インダクタ５６および５７はＤＣ信号５３を分離し、バンドパス回路５１０および５１１はＲＦ信号５２を通過させ、ハイパスおよび／またはバンドパス回路５１２および５１３は制御またはデータＲＦ信号５１４を通過させる。
【００５３】
図６（ａ）は、双方向的ＲＦ信号を運ぶために、かつ、ＤＣ電力信号を使用して双方向的データを運ぶために、図５（ａ）に示される構成がどのように単一のケーブルを使用できるかを示す図である。ＲＦ信号はケーブルの各端部においてキャパシタ６８および６９を通過するが、インダクタ６２および６４を通過することはできない。ＤＣ電圧および電流はケーブルの各端部においてインダクタ６２および６４を通過するが、キャパシタ６８および６９を通過することはできない。電力は電圧源６１からインダクタ６２へ、そこからケーブル６３を通過してケーブルの他端のインダクタ６４へと運ばれ、そこで電力６１０を提供するのに使用される。ある向きでは電圧モード伝送を使用し、逆の向きでは電流モード伝送を使用することにより、双方向的データ通信が達成される。電圧源６１によって印加された電圧はインダクタ６２、ケーブル６３を通してケーブルの他端のインダクタ６４に伝わり、そこで電圧センサ６５によって検出される。電圧源６１の振幅変調によって、データ６１１は電圧源６１から電圧センサ６５に運ばれる。電流源６６によって与えられる電流はインダクタ６４、ケーブル６３、インダクタ６２を通して電流を注入し、電流センサ６７に至る。電流源６６の振幅変調によって、データ６１２は電流源６６から電流センサ６７に運ばれる。
【００５４】
図６（ｂ）に示される等価なデュアル回路もまた双方向的通信のために使用されうる。そのデュアル回路では、電圧源６１は電流源６１３に、電流源６６はで電圧源６１４に、電圧センサ６５は電流センサ６１５に、電流センサ６７は電圧センサ６１６に、それぞれ置き換えられる。電流源６１３はインダクタ６２、ケーブル６３およびインダクタ６４を通して電流を注入し、電力６１０を提供するために使用される。電流源６１３の振幅変調によってデータ６１１は電流源６１３から電流センサ６１５に運ばれる。電圧源６１４によってインダクタ６４に印加される電圧は、インダクタ６４、ケーブル６３およびインダクタ６２を通過して電圧センサ６１６に至る。電圧源６１４の振幅変調によってデータ６１２は電圧源６１４から電圧センサ６１６に運ばれる。図６（ｂ）に示される等価なデュアル回路は、図６（ａ）に示される回路よりも電気的により効率が悪い。本発明の以下の説明では図６（ａ）で使用される回路が使用されるが、本発明はデュアルの場合にも等しく適用可能である。
【００５５】
図６（ｃ）は、ＲＦ信号を使用してＤＣ電力信号、双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶために、図５（ｂ）の構成がどのように単一のケーブルを使用できるかを示す図である。ＤＣ電力６１０は電圧源６２３からインダクタ６２へ、そしてケーブル６３を通過しケーブルの他端のインダクタ６４へと運ばれ、そこで電力６１０を提供するために使用される。ＲＦ信号はケーブルの各端部においてバンドパスフィルタ６１７および６１８を通過する。双方向的データはケーブルの各端部においてハイパスフィルタ６１９および６２０を通過する。双方向的データＲＦ信号はＲＦモデム６２１および６２２によって符号化および復号される。双方向的ＲＦ信号および双方向的データＲＦ信号によって使用される周波数によっては、双方向的ＲＦ信号および双方向的データ信号を分離するために要素６１７、６１８、６１９および６２０についてローパス、バンドパスまたはハイパスフィルタのより有利な異なる組み合わせが使用されてもよい。より有利には、ＲＦモデム６２１および６２２は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４「ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）」などの市販の安いショートレンジＲＦモデムを使用してもよい。
【００５６】
図７は、ＤＣ電力信号７１３を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データ７１４および７１７を運ぶために単一のケーブル７３を使用する例示的な実施の形態を示す。双方向的通信のために要求される回路は非常にシンプルであり、非常に安い。電圧サプライ７１３はパストランジスタ７１を使用してデータ７１４によってスイッチされる。トランジスタ７１がオンのとき、サプライ電圧７１３はインダクタ７２、ケーブル７３、インダクタ７４およびダイオード７５を通過し、電力蓄積キャパシタ７６に至る。電力蓄積キャパシタ７６の電圧７１５は電力を提供するために使用される。トランジスタ７１がオフされると、インダクタ７２、ケーブル７３およびインダクタ７４の電圧はゼロボルトへと放電される。放電抵抗７１２は必要であれば放電を早めるのを助けることができる。トランジスタ７１がオンされると、インダクタ７２、ケーブル７３およびインダクタ７４の電圧はそのフルの値まで充電される。電圧の変化はインダクタ７４の出力においてトランジスタ７７によって検出される。抵抗７１６はトランジスタ７７のためのベース電流リミッタの役割を果たす。トランジスタ７８および抵抗７９はデータ７１７によって制御される切り替え可能な電流源である。トランジスタ７８がオンのとき、サプライ電圧７１３を抵抗値７９で割った値に等しい電流がインダクタ７４、ケーブル７３、インダクタ７２および電流検出抵抗７１０を通して流れる。電流検出抵抗７１０の両端電圧は電流に検出抵抗値を乗じた値に等しい。検出抵抗に流れる電流の変化はトランジスタ７１１によって検出される。
【００５７】
図８は、ＤＣ電力信号８１４を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データ８１５および８１６を運ぶために単一のケーブル８３を使用するさらに別の実施の形態を示す。電圧サプライ８１４はパストランジスタ８１を使用してデータ８１５によってスイッチされる。トランジスタ８１がオンのとき、サプライ電圧はインダクタ８２、ケーブル８３、インダクタ８４およびダイオード８５を通過して電力蓄積キャパシタ８６に至る。電力蓄積キャパシタ８６の電圧はレギュレータ８１２によって固定のＤＣ電圧に調整され、電力を提供するために使用される。トランジスタ８１がオフされると、インダクタ８２、ケーブル８３およびインダクタ８４の電圧はゼロボルトへと放電される。放電抵抗８１３は必要であれば放電を早めるのを助けることができる。トランジスタ８１がオンされると、インダクタ８２、ケーブル８３およびインダクタ８４の電圧はそのフルの値まで充電される。電圧の変化はインダクタ８４の出力においてコンパレータ８７によって検出される。トランジスタ８８および抵抗８９はデータ８１６によって制御される切り替え可能な電流源である。トランジスタ８８がオンのとき、サプライ電圧８１４を抵抗値８９で割った値に等しい電流がインダクタ８４、ケーブル８３、インダクタ８２および電流検出抵抗８１０を通して流れる。電流検出抵抗８１０の両端電圧は電流に検出抵抗値を乗じた値に等しい。検出抵抗に流れる電流の変化はコンパレータ８１１によって検出される。
【００５８】
図９（ａ）、９（ｂ）および９（ｃ）は、双方向的ＲＦ信号を運ぶためおよびＤＣ電力信号を使用して双方向的データを運ぶために単一のケーブル９０を使用することのさらに別の実施の形態を示す図である。
【００５９】
図９（ａ）は、回路に接続された２線式メモリチップ９１を示す。２線式メモリチップはデータ読み出しおよびデータ書き込みのために２本のワイヤを使用する。一方のワイヤ９２はデータを入力するためのものであり、他方のワイヤ９３はデータを出力するためのものである。データはシリアルに渡される。メモリへのサプライ電圧９４は、ダイオード９５、電力蓄積キャパシタ９６および電圧レギュレータ９７の作用によって維持される。メモリチップは一意に特定するデータでプログラムされうる。その結果、メモリチップはケーブルの他端にある回路／リーダ９１０へケーブルを通じてデバイスの身元（identity）および／または「タイプ」を知らせることができる。この場合、新しい回路９８がケーブル９０に接続されてもその回路９８は自分自身で自動的にまたは要求に応じてケーブルの他端にある回路９１０に対して身元を明かすことができるので、とても有用である。ケーブルへの新しい回路９８の設置において自動的な設定が可能となり、システムの手動設定を必要としないこれらの回路の真の「プラグアンドプレイ」が可能となる。
【００６０】
図９（ｂ）は、回路に接続された論理回路９１１を示す。論理回路はカウンタ回路であり、ＤＣ電力信号９１２がローレベルにパルスされるたびにクロックされる。トランジスタ９１３がオフされると、ケーブルに供給される電力サプライ電圧９１２は切り離され、ケーブルの電圧およびカウンタ回路のカウンタ回路クロック入力９１４の電圧は放電される。放電抵抗９１８は必要であれば放電を早めるのを助けることができる。カウンタ回路９１１へのサプライ電圧９１５はダイオード９１６および電力蓄積キャパシタ９１７の作用によって維持される。トランジスタ９１３がオンされると、クロッキング入力はハイレベルになり、カウンタ回路はそのカウント値を進める（increment）。カウンタ回路は任意の時にひとつのみの出力ライン９１８を順番に活性化させるよう構成される。図９（ｂ）に示される回路はカウンタ回路９１１に接続される他の回路を順番に活性化させるために使用されうる。適切なカウンタ回路の例はＣＤ４０１７デケードカウンタである。カウント長さはチップリセットを適切なデコード出力に接続することによって設定される。
【００６１】
図９（ｃ）は、回路に接続されたマイクロコントローラ９１９を示す。データ９２８は、ＤＣサプライ電圧９３０の印加を制御するスイッチングトランジスタ９２９を制御する。トランジスタ９２０はマイクロコントローラにデータ９２８をクロックするために使用される。マイクロコントローラへのサプライ電圧９２１は、ダイオード９２２、電力蓄積キャパシタ９２３および電圧レギュレータ９２４の作用によって維持される。マイクロコントローラは、チューニング制御回路、メモリ回路、ディスプレイ、光および音などの他の回路を制御するために使用されうる。マイクロコントローラは回路機能を監視し、トランジスタ９２５および抵抗９２６からなるスイッチ電流源を使用してこの機能の情報と他の任意の返信データ９３１とを信号で送り返すことができる。返信データ９１３は電流検出抵抗９３２およびコンパレータ９２７によって検出される。返信データ９１３は、例えば予めプログラムされた識別子、予めプログラムされたデータ、電圧や電流や位相や温度や周波数などの回路パラメータ、およびチューニングパラメータを含みうる。
【００６２】
図１０（ａ）は、ＤＣ電力信号１０３を使用してＲＦ信号およびデータを運ぶために単一のケーブル１０３を使用するＲＦＭＵＸ回路を示す。ＲＦＭＵＸはＰＩＮダイオード１０１を使用して、キャパシタ１０２、ケーブル１０３およびキャパシタ１０４を通過してきたＲＦ信号を切り替える。ＤＣサプライ電圧１０３は、スイッチ１０５、インダクタ１０６、ケーブル１０３、インダクタ１０７を通過し、制御回路１０９へ電力１０８を供給する。ダイオード１０１０および電力蓄積キャパシタ１０１１は、制御回路サプライ電圧１０８を、スイッチ１０５によって引き起こされるシグナリング電圧１０１２上のパルスから分離する。ＰＩＮダイオード１０１は、電流制限抵抗１０１３およびインダクタ１０１４を通じて順方向バイアスされる。ＰＩＮダイオード１０１は、対応するプルダウンスイッチ１０１５を閉じることによって順方向バイアスされる。インダクタ１０１６はＤＣ電流を通過させ、スイッチ１０１５をＲＦ信号から分離する。典型的にはいつでもＰＩＮダイオードひとつだけがオンされる。残りのＰＩＮダイオード１０１はプルアップ抵抗１０１７を通じて逆方向バイアスされる。出力キャパシタ１０１８はＲＦ信号を出力ポート１０１９へと通し、ＰＩＮダイオードのカソードにおけるＤＣ電圧を出力ポートから分離する。制御回路１０９はプルダウンスイッチ１０１５を制御し、ダイオードスイッチを順番に切り替える。スイッチ１０５からのシグナリングパルスはデータを制御回路に伝送し、その動作を指示してもよい。放電抵抗１０２０はシグナリング電圧１０１２の放電を早めるのを助けることができ、デカップリングキャパシタ１０２１はインダクタ１０７を通じて結合されるＲＦ電圧を低減できる。
【００６３】
示される全ての回路の実施の形態では、ダイオードおよびＤＣ蓄積キャパシタによって分離されるサプライ電圧は、後に電圧レギュレータ回路によってより低い電圧に調整されてもよく、または後に昇圧回路によってより高い値に昇圧されてもよい。より低い電圧は、例えば低電圧論理回路またはマイクロコントローラ回路によって必要とされうる。また、より高い電圧はＰＩＮダイオードスイッチによってより高い逆方向バイアスのために必要とされうる。レギュレータまたは昇圧回路を分離ダイオードおよびＤＣ蓄積キャパシタ無しで直接接続することも可能である。
【００６４】
図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＲＦＭＵＸ回路を示す。そこでは、サプライ電圧は論理回路またはマイクロコントローラ回路のために後に電圧レギュレータ１０２２によってより低い値ＬＶへと調整され、かつ、ＰＩＮダイオードスイッチにより高い逆方向バイアスを提供するために後に昇圧回路１０２３によってより高い値ＨＴへと昇圧される。電流制限抵抗１０１３は電流制限回路１０２４によって置き換えられる。この電流制限回路１０２４は、線形またはスイッチング電流制限回路でありうる。
【００６５】
実施の形態はＲＦスイッチとして使用されるＰＩＮダイオードを示すが、リレーや微小電気機械スイッチ（ＭＥＭＳ）などの他の形態のＲＦスイッチが使用されてもよい。
【００６６】
図１１は、ＤＣ電力信号１１１を使用して双方向的ＲＦ信号およびデータを運ぶために単一のケーブル１１０を使用するＲＦＭＵＸ回路の別の実施の形態を示す。カウンタ回路１１２は、トランジスタ１１３によって引き起こされるシグナリング電圧上のパルスによってクロックされる。適切なカウンタ回路の例はＣＤ４０１７デケードカウンタである。カウント長さはチップリセットを適切なデコード出力に接続することによって設定される。カウンタサプライ電圧１１８はダイオード１１９およびＤＣ蓄積キャパシタ１１２０によってシグナリングパルスから分離される。カウンタ出力１１４は順番にクロックされる。いつでもカウンタの出力のひとつだけがアクティブとされる。カウンタ１１２の出力はプルダウントランジスタ１１４と接続される。ＰＩＮダイオード１１６のコモンノード１１５における電圧は１．０Ｖにだいたい等しい。この値は、ＰＩＮダイオード１１６の順方向電圧降下（０．８Ｖ）にプルダウントランジスタ１１４の飽和電圧（０．２Ｖ）を加えた値である。全てのＰＩＮダイオードはそれぞれ対応するプルアップ抵抗１１７によって逆方向バイアスされる。ＰＩＮダイオード逆方向電圧はＤＣサプライ電圧１１１から１．０Ｖを差し引いた値である。デカップリングキャパシタ１１２１および１１２２は、インダクタ１１２３および１１２４を通じて結合されるＲＦ信号を低減する。ＰＩＮダイオード１１６の順方向バイアス電流は電流制限抵抗１１２５によって制限される。インダクタ１１２６はＤＣバイアス電流を通過させ、回路をＲＦ信号から分離する。
ＲＦ信号はケーブルの各端部においてキャパシタ１１２７および１１２８を通過し、インダクタ１１２３、１１２４および１１２６を通過できない。
【００６７】
図１２は、ＤＣ電力信号１２１を使用してＲＦ信号および双方向的データを運ぶために単一のケーブル１２０を使用するＲＦＭＵＸ回路のさらに別の実施の形態を示す。ＤＣ電力信号はレギュレータ１２２によって、マイクロコントローラにより適するより低い電圧に調整されうる。マイクロコントローラ１２３はトランジスタ１２４からデータ１２７を受け取った。マイクロコントローラ１２５の出力はプルダウントランジスタ１２６と接続される。マイクロコントローラは、スイッチングトランジスタ１２８によって引き起こされる電力信号のパルスとして送られたデータ１２７の指示の下、その出力を制御する。ある実施の形態では、マイクロコントローラは順番にその出力を通じてカウントする。ＰＩＮダイオード１２９のコモンノード１２１０における電圧は１．０Ｖにだいたい等しい。この値は、ＰＩＮダイオード１２９の順方向電圧降下（０．８Ｖ）にプルダウントランジスタ１２６の飽和電圧（０．２Ｖ）を加えた値である。全てのＰＩＮダイオードはそれぞれ対応するプルアップ抵抗１２１１によって逆方向バイアスされる。ＰＩＮダイオード逆方向電圧はＤＣサプライ電圧から１．０Ｖを差し引いた値である。逆方向バイアスが十分に大きくない場合、昇圧回路１２１２を含めてＰＩＮダイオード逆方向バイアス電圧ＨＴを増大させることができる。マイクロコントローラは切り替え可能な電流源トランジスタ１２１４および抵抗１２１５によって返信データ１２１３を送ることもできる。トランジスタ１２１４がオンであるとき、サプライ電圧１２１を抵抗値１２１５で割った値に等しい電流が流れる。電流の変化はケーブルの他端において電流検出抵抗１２１６およびコンパレータ１２１７によって検出される。返信データ１２１３は、識別番号、予めプログラムされたデータ、電圧や電流や位相や温度や調整状態などの回路パラメータ値、を含みうる。例えば、ＲＦ信号電圧と電流との位相関係に比例する電圧を提供するチューニング検出器回路１２１８はマイクロコントローラによって監視されてもよく、また、調整状態情報は返信データ１２１３の一部として返されてもよい。ダイオード１２１９およびＤＣ蓄積キャパシタ１２２０は、電力シグナリングパルスからＬＶおよびＨＴ回路を分離する。他のセンサ１２２１はマイクロコントローラによって監視されてもよく、また、その状態は返信データ１２１３の一部として返されてもよい。温度、電流または電圧は監視されうるパラメータの例である。
【００６８】
図１３は、ＤＣ電力信号１３１を使用してＲＦ信号および双方向的データを運ぶために単一のケーブル１３０を使用するＲＦＭＵＸの実施の形態を示す。そこでは、切り替え可能なアンテナ１３２はＭＵＸ回路と一体となっている。ＭＵＸの出力ポートは切り替え可能なアンテナ１３２によって置き換えられた。各アンテナは、制御ポート１３３によって制御可能な組み込まれたＲＦスイッチを含む。回路ブロック１３１０は、論理回路または制御回路１３４と、データ伝送および受信回路１３５と、ＬＶサプライのための電力サプライ電圧レギュレータ１３６と、逆方向バイアスＨＴサプライのための昇圧回路１３７と、分離ダイオード１３８と、ＤＣ蓄積キャパシタ１３９と、を含む。論理回路または制御回路１３４からの制御バス１３１１の個々の制御ラインは、切り替え可能なアンテナ１３２がアクティブ状態にあるか、アクティブでない状態にあるかを制御する。アンテナ１３２は論理回路または制御回路１３４によって個々に切り替えられる。組み込まれたＰＩＮダイオードスイッチをバイアスするために、逆方向バイアスＨＴが切り替え可能なアンテナ１３２に供給される。リレーやＭＥＭｓなどの他のＲＦスイッチがＰＩＮダイオードの代わりに使用されてもよい。アンテナ１３２は、ケーブル１３０の他端の回路１３１３から送られたデータ１３１２の指示の下、制御回路１３４によって順番に切り替えられる。データ１３１２はデータ受信回路１３５によって受信される。制御回路１３４は、データ伝送回路１３５を使用して、ケーブルの他端の回路１３１３に返信データ１３１４を伝送できる。インダクタ１３１５、１３１６および１３１７はＤＣ電流を通過させ、ＲＦ信号から回路を分離する。ＲＦスイッチの順方向バイアス電流は電流制限抵抗１３１８によって制限される。デカップリングキャパシタ１３１９および１３２０は、インダクタ１３１５および１３１６を通じて結合されるＲＦ信号を低減する。ＲＦ信号はケーブルの各端部においてキャパシタ１３２１および１３２２を通過し、インダクタ１３１５、１３１６および１３１７を通過できない。
【００６９】
図１４は、ひとつのＲＦスイッチを組み入れたアンテナの例示的な回路を示す。ＰＩＮダイオードＲＦスイッチ１４１は、インダクタ１４２、電流制限抵抗１４３、プルダウントランジスタ１４５およびインダクタ１４４によって順方向バイアスされる。トランジスタ１４３がオフのとき、ダイオードはプルアップ抵抗１４６によって逆方向バイアスされる。インダクタ１４７およびキャパシタ１４８は、ＰＩＮダイオードスイッチ１４１に接続される同調アンテナ１４９を形成する。
【００７０】
図１５は、いくつかのＲＦスイッチを組み入れたアンテナの例示的な回路を示す。ＰＩＮダイオードＲＦスイッチ１５１および１５２は、インダクタ１５３、１５４および１５５、電流制限抵抗１５６およびプルダウントランジスタ１５７によって順方向バイアスされる。トランジスタ１５７がオフのとき、ダイオードはプルアップ抵抗１５８および電圧均衡抵抗１５９および１５１０によって逆方向バイアスされる。同調アンテナは、同調回路素子１５１１および１５１２からなる。
【００７１】
図１６（ａ）は、いくつかのＲＦスイッチを組み入れたアンテナのさらに別の例示的な回路を示す。図１６に示される回路では、プルアップ抵抗１６３を通じてアンテナの中央に逆方向バイアスを印加することによって、各ＰＩＮダイオードスイッチ１６１および１６２の逆方向バイアスは２倍になる。これによると、逆方向バイアスはより少ない数の直列に接続されたダイオードの間で分割される。ＰＩＮダイオードの順方向バイアス電流は、インダクタ１６４および１６５、電流制限または均衡抵抗１６６および１６７、インダクタ１６８および１６９、およびプルダウントランジスタ１６１０を通して、アンテナの両端から入力される。同調アンテナは、同調回路素子１６１１、１６１２および１６１３からなる。
【００７２】
図１６（ｂ）は、いくつかのＲＦスイッチ１６１を組み入れたアンテナのさらに別の例を示す。各ＰＩＮダイオードスイッチは、分離インダクタ１６３および抵抗１６４を通して別個に逆方向バイアスと接続される。トランジスタ１６５がオフのとき、プルアップ抵抗１６６によって各ダイオードに逆方向バイアス電圧が印加される。トランジスタ１６５がオンのとき、ダイオードは順方向バイアスされる。電流制限または均衡抵抗１６６は、各ダイオードに等しい電流が流れることを確かなものとする。
【００７３】
当業者には理解されるように、アンテナの特性によって、示されたバイアス方法およびダイオードの数の組み合わせが使用されうる。隣接するまたは重ね合わせられるアンテナからの誘導的カップリングが高い場合、誘導電圧に対抗するために、ＰＩＮダイオードごとのより高い逆方向バイアス電圧が要求されるであろう。隣接するまたは重ね合わせられるアンテナコイル間の浮遊容量が高い場合、より多くの場所でコイルを開状態にするためにより多くのＰＩＮダイオードが要求されるであろう。開状態のコイルの長さが短いほど、各長さの浮遊容量はより低くなる。
【００７４】
実施の形態への変形例および／または実施の形態の種々の組み合わせによって、本明細書で開示される実施の形態の変形が可能であり、また要求されるかもしれないことは理解されうる。
【００７５】
図１７（ａ）、１７（ｂ）、１８（ａ）、１８（ｂ）、１９（ａ）、１９（ｂ）および１９（ｃ）は、種々のアンテナアレイを示す。明確にするために各アンテナは一巻きのみのものとして示されるが、それらのアンテナは複数回巻かれたものから構成されてもよい。複数回巻かれたコイルは、導体が直列に接続されるにつれてより強い場を生成し、かつ、より強いトランスポンダ返信信号を受け取るという利点を有する。導体は相互に接続されるのが好ましいが、電力源および／または通信源への任意の適切な態様での接続が実現されればよいので、接続は図示されない。
【００７６】
導体および／またはアンテナは、互いに対して重ね合わせられる位置に置かれてもよい。重ね合わせの量は、０パーセントよりも大きく１００パーセントよりも小さい任意の値であってもよい。
【００７７】
図１７（ａ）は、少なくとも１次元の順番に切り替えられる質問場を生成するのに適するアンテナアレイ１７１、１７２、１７３、１７４を示す。アンテナは、Ｚ方向において信頼できる場の強さを確保するのに十分な程度で重ね合わせられる。ここでＺ方向はアンテナ面に垂直である。ａ１−ａ２線断面図は、２つのアンテナ１７１および１７２のそれぞれについて、磁場の方向１７８および１７９を示す。Ｚ方向において電力を供給されるよう方向付けられたタグは、アンテナ１７１および１７２の中心に近い位置１７５および１７６に示され、また重なり合う領域における位置１７７に示される。３つの位置１７５、１７６および１７７の全てにおいて、Ｚ方向に信頼できる場の強さが存在する。重ね合わせることによって、アンテナアレイの上方（または下方）のタグの位置に依らずに、Ｚ方向に信頼できる場が存在することを確かなものとすることができる。
【００７８】
図１７（ａ）のアンテナアレイは、少なくとも１次元の質問場を生成するために順番に切り替えられる。アンテナの近接性のため、誘導的および容量的寄生カップリングが高レベルで存在するであろう。容量的な寄生カップリングによって、浮遊容量を通してアクティブ状態のアンテナから非アクティブ状態のアンテナへ寄生電流が流れる。誘導的な寄生カップリングによって、非アクティブ状態のアンテナに電圧が誘起され、この電圧によって非アクティブ状態のアンテナに寄生電流が流れる。寄生電流および電圧は、アクティブ状態のアンテナの損失を増大させ、アクティブ状態のアンテナを離調する可能性があり、非アクティブ状態のアンテナに接続される回路において高調波を生成する可能性があり、かつ、場の方向を歪める可能性がある。これらの寄生カップリング効果は望ましくない。図１４、１５、１６（ａ）および１６（ｂ）に示されるように各アンテナが個々にＲＦスイッチを組み込んでいるまたはＲＦスイッチの組み合わせを組み込んでいる場合、アンテナアレイを順番に切り替えることができ、アンテナ間の寄生相互カップリング（容量的および誘導的の両方）の影響を除去するか最小化することができる。
【００７９】
図１７（ａ）のアンテナアレイは４つのアンテナ１７１、１７２、１７３、１７４を有しており、リーダへの４本の接続ケーブルを必要とするであろう。アレイのサイズを増やすためにアレイ中のアンテナの数を増やすと、追加するアンテナごとに接続ケーブルを追加する必要があるだろう。大きくなっていくケーブルの束は、追加的なコストおよび設置の困難さを示す。
【００８０】
図１０（ａ）、１０（ｂ）、１１、１２および１３は、ＤＣ電力信号を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶための単一のケーブルを使用して制御される、ＲＦスイッチ制御に適した例示的な回路を示す。図１７（ａ）に示されるアンテナアレイのアンテナにＲＦスイッチを直接組み込むことによって、かつ、ＤＣ電力信号を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶための単一のケーブルと共にアンテナアレイを制御することによって、接続ケーブルの束は単一のケーブルに置き換えられる。
【００８１】
図１７（ｂ）は、少なくとも１次元の順番に切り替えられる質問場を生成するのに適するアンテナアレイを示す。そこでは、例えば図１０（ａ）、１０（ｂ）、１１、１２および１３に示されるＲＦスイッチ制御回路１７１４が含まれる。スイッチ制御回路１７１４は、ＤＣ電力信号を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶための単一のケーブル１７１５を使用して制御される。また、各アンテナ１７１０、１７１１、１７１２、１７１３は、例えば図１４、１５、１６（ａ）および１６（ｂ）に示されるように、個々にＲＦスイッチを組み込んでいるまたはＲＦスイッチの組み合わせを組み込んでいる。アンテナアレイは図１７（ａ）に示されるアンテナパターンと同じアンテナパターンを有しており、これによってＺ方向において信頼できる場の強さが確保される。ここでＺ方向はアンテナ面に垂直である。アンテナアレイにはケーブルを１本だけ接続すればよく、これによってコストおよび設置時の複雑さが大いに低減される。さらに、マルチポートリーダの各ポートは一つのアレイを制御でき、各アレイは多くのアンテナ素子を含むことができる。これによって、単一のリーダに接続されるアンテナの数を大いに増やすことができ、設置において必要とされるリーダの総数を低減できる。
【００８２】
図１７（ｂ）の順番に切り替えられるアンテナアレイのアンテナは、アレイの全サイズよりもかなり小さい。電気的に小さなループからの放射の放出は、アンテナコイルの磁気モーメントに比例する。電気的に小さなループは、動作周波数における自由空間波長の１０分の１よりも小さな寸法を有するループであり、コイルの磁気モーメントはコイル面積に巻き数を乗じたものとコイル電流との積である。アレイ面積に等しいひとつの大きなアンテナに代えてアレイの総面積に等しい累積面積を有する多くの小さなアンテナを使用することによって、放射の放出をかなり低減できる。
【００８３】
図１８（ａ）は、少なくとも２次元の順番に切り替えられる質問場を生成するのに適するアンテナアレイ１８１、１８２、１８３を示す。アンテナは、ＸおよびＺ方向において信頼できる場の強さを確保するのに十分な程度で重ね合わせられる。ここでＸ方向はアンテナアレイの面内にあり、Ｚ方向はアンテナ面に垂直である。一様なアンテナ導体間隔を達成する重ね合わせ方が好ましい。ａ３−ａ４線断面図は、２つのアンテナ１８１および１８２のそれぞれについて、磁場の方向１８４および１８５を示す。ＸおよびＺ方向において電力を供給されるよう方向付けられたタグは、それぞれ位置１８６および１８７に示される。アンテナアレイが順番に切り替えられるにつれて、アンテナアレイの上方（または下方）のタグの位置に依らずに、アンテナアレイの上方でＸおよびＺ方向に信頼できる場の強さが存在する。
【００８４】
図１８（ａ）のアンテナアレイは３つのアンテナ１８１、１８２、１８３を有しており、リーダへの３本の接続ケーブルを必要とするであろう。アレイのサイズを増やすためにアレイ中のアンテナの数を増やすと、追加するアンテナごとに接続ケーブルを追加する必要があるだろう。大きくなっていくケーブルの束は、追加的なコストおよび設置の困難さを示す。
【００８５】
図１０（ａ）、１０（ｂ）、１１、１２および１３は、ＤＣ電力信号を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶための単一のケーブルを使用して制御される、ＲＦスイッチ制御に適した例示的な回路を示す。アンテナにＲＦスイッチを直接組み込むことによって、かつ、アンテナアレイにＤＣ電力信号を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶために単一のケーブルを使用するＲＦスイッチ制御回路を直接組み込むことによって、接続ケーブルの束は単一のケーブルに置き換えられる。
【００８６】
図１８（ｂ）は、少なくとも２次元の順番に切り替えられる質問場を生成するのに適するアンテナアレイを示す。そこでは、例えば図１０（ａ）、１０（ｂ）、１１、１２および１３に示されるＲＦスイッチ制御回路１８８が含まれる。スイッチ制御回路１８８は、ＤＣ電力信号を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶための単一のケーブル１８１２を使用して制御される。また、各アンテナ１８９、１８１０および１８１１は、例えば図１４、１５、１６（ａ）および１６（ｂ）に示されるように、個々にＲＦスイッチを組み込んでいるまたはＲＦスイッチの組み合わせを組み込んでいる。アンテナアレイは図１８（ａ）に示されるアンテナパターンと同じアンテナパターンを有しており、これによってＸおよびＺ方向において信頼できる場の強さが確保される。ここでＸ方向はアンテナアレイの面内にあり、Ｚ方向はアンテナ面に垂直である。アンテナアレイにはケーブルを１本だけ接続すればよく、これによってコストおよび設置時の複雑さが大いに低減される。さらに、マルチポートリーダの各ポートは一つのアレイを制御でき、各アレイは多くのアンテナ素子を含むことができる。これによって、単一のリーダに接続されるアンテナの総数を大いに増やすことができ、設置において必要とされるリーダの数を低減できる。
【００８７】
図１９（ａ）、１９（ｂ）および１９（ｃ）は、順番に切り替えられる導体の２枚の平行パネルが互いに導体は直交するよう配向された状態で平行に配置された場合に３次元場をどのように生成するかを示す図である。これらのパネルは、図１８（ａ）および１８（ｂ）に示され上述された順番に切り替えられる平行導体を構成または操作する原理にしたがって構成される。図１９（ａ）、１９（ｂ）および１９（ｃ）において、Ｘ、ＹおよびＺ方向は以下の通りである。Ｘ方向は紙面上で左から右への水平方向であり、Ｙ方向は紙面上で上下の垂直方向であり、Ｚ方向は紙面表面から直接出てくる第３の次元である。
【００８８】
図１９（ａ）に示されるアンテナパネル１９１は水平方向に配置された平行導体１９２を有し、この平行導体１９２はＹ方向およびＺ方向の場を生成する。導体は相互に接続されるのが好ましいが、電力源および／または通信源への任意の適切な態様での接続が実現されればよいので、接続は図示されない。
【００８９】
図１９（ｂ）に示されるアンテナパネル１９３は垂直方向に配置された平行導体１９４を有し、この平行導体１９４はＸ方向およびＺ方向の場を生成する。導体は相互に接続されるのが好ましいが、電力源および／または通信源への任意の適切な態様での接続が実現されればよいので、接続は図示されない。
【００９０】
その平面的な構成により、パネル１９１および１９３は図１９（ｃ）に示されるように互いの上に配置されうる。明確性のためにパネルはオフセットを有するよう示されるが、これは動作のためには必要とされず、パネルは互いの上に直接積み重ねられてもよい。この混合パネル内の導体は、一度にひとつだけのコイルまたは導体組がアクティブとされるように順番に切り替えられる。混合パネルは、それが順番に切り替えられるにつれて、Ｘ、ＹおよびＺ方向に場を生成する。
【００９１】
図１９（ｃ）のアンテナアレイは各アンテナについてリーダとそのアンテナとの間の接続ケーブルを必要とするであろう。アレイのサイズを増やすためにアレイ中のアンテナの数を増やすと、追加するアンテナごとに接続ケーブルを追加する必要があるだろう。
大きくなっていくケーブルの束は、追加的なコストおよび設置の困難さを示す。
【００９２】
図１０（ａ）、１０（ｂ）、１１、１２および１３は、ＤＣ電力信号を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶための単一のケーブルを使用して制御される、ＲＦスイッチ制御に適した例示的な回路を示す。アンテナにＲＦスイッチを直接組み込むことによって、かつ、アンテナアレイにＤＣ電力信号を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶために単一のケーブルを使用するＲＦスイッチ制御回路を直接組み込むことによって、接続ケーブルの束は単一のケーブルに置き換えられる。
【００９３】
図１９（ｄ）は、３次元の順番に切り替えられる質問場を生成するのに適するアンテナアレイ１９５を示す。そこでは、例えば図１０（ａ）、１０（ｂ）、１１、１２および１３に示されるＲＦスイッチ制御回路１９６が含まれる。アレイは、図１９（ｃ）に示されるような直交するよう配置された導体の混合パネルである。明確性のために図１９（ｃ）ではパネルはオフセットを有するよう示されるが、これは動作のためには必要とされず、パネルは図１９（ｄ）に示されるように互いの上に直接積み重ねられてもよい。スイッチ制御回路１９６は、ＤＣ電力信号を使用して双方向的ＲＦ信号および双方向的データを運ぶための単一のケーブル１９７を使用して制御される。また、アレイ１９５内の各アンテナは、図１４、１５、１６（ａ）および１６（ｂ）に示されるように、個々にＲＦスイッチを組み込んでいるまたはＲＦスイッチの組み合わせを組み込んでいる。アンテナアレイ１９５は図１９（ｃ）に示されるアンテナパターンと同じアンテナパターンを有しており、これによってＸ、ＹおよびＺ方向において信頼できる場の強さが確保される。アンテナアレイにはケーブルを１本だけ接続すればよく、これによってコストおよび設置時の複雑さが大いに低減される。さらに、マルチポートリーダの各ポートは一つのアレイを制御でき、各アレイは多くのアンテナ素子を含むことができる。これによって、単一のリーダに接続されるアンテナの総数を大いに増やすことができ、設置において必要とされるリーダの数を低減できる。
【００９４】
図２０（ａ）および２０（ｂ）は、アレイが単一のケーブル２０２によってリーダ２０１に接続される状況において、順番に切り替えられる質問場を生成するのに適したアンテナのアレイを示す。
【００９５】
図２０（ａ）は、ケーブル入口２０４がアレイの側方からであるアレイ２０３を示す。アンテナアレイは、防護スリーブ２０５の中に封入される。この防護スリーブ２０５は、例えば「Ｆｉｒｍｅｘ」、発泡塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）などの軽くて丈夫なプラスチックから製造される。Ｆｉｒｍｅｘは軽く、正確に機械加工されることでアンテナアレイおよびアレイの部材を収納することができる。側方入口アンテナアレイは、アレイおよび接続ケーブルの両方が平坦な面上に置かれるべきアプリケーションに適している。
【００９６】
図２０（ｂ）は、ケーブル入口２０７がアレイの面からであるアレイ２０６を示す。アンテナアレイは、防護スリーブ２０８の中に封入される。この防護スリーブ２０８は、例えば「Ｆｉｒｍｅｘ」、発泡塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）などの軽くて丈夫なプラスチックから製造される。Ｆｉｒｍｅｘは軽く、正確に機械加工されることでアンテナアレイおよびアレイの部材を収納することができる。表面入口アンテナアレイは、平坦な面上に置かれるべきであり、かつ、接続ケーブルは取り付け面を貫通する必要があるアプリケーションに適している。これは例えば壁固定のテーブルに適用でき、そこではリーダはテーブルの下または壁の後ろに配置される。
【００９７】
図２１は、本発明が棚システム２１１に含まれる場合の、本発明のアプリケーションを示す。本発明は、棚用キャビネットの棚２１２および／または側壁２１３および／または背面壁２１４および／または前面ドア２１５に含まれうる。本発明は、導体使用の配置および方向によって２または３次元読み取りを提供できる。本発明は、図１７（ａ）、１７（ｂ）、１８（ａ）、１８（ｂ）、１９（ａ）、１９（ｂ）、１９（ｃ）および１９（ｄ）のいずれかまたは任意のひとつにしたがって作成されうる。
【００９８】
図２２は、本発明が密に積み重ねられた宝石や宝飾品トランスポンダ２２１を読み取るのに使用される場合の、本発明の別のアプリケーションを示す。宝石や宝飾品のそれぞれは小さな封筒２２２に入れられ、その封筒２２２は輸送および保管箱２２３の中で密に積み重ねられる。トランスポンダ２２１もまた各封筒の中に入れられ、宝石や宝飾品を特定する。トランスポンダは、宝石／宝飾品についての情報でプログラムされてもよく、および／または輸送情報でプログラムされてもよい。図１７（ａ）、１７（ｂ）、１８（ａ）、１８（ｂ）、１９（ａ）、１９（ｂ）、１９（ｃ）および１９（ｄ）のいずれかまたは任意のひとつにしたがって作成されたパネル２２４の上に置くことによって、棚卸しや安全性の目的で箱の中身を素早く読み取ることができる。
【００９９】
図２３は、本発明が密に積み重ねられたゲームトークン２３１であって埋め込まれたトランスポンダ２３２を含むゲームトークン２３１を読み取るために使用される場合の、本発明のさらなるアプリケーションを示す。各トークンは、ゲーム、輸送および保管用のクルーピエトレイ２３３の中に密に積み重ねられて置かれる。トランスポンダ２３２はトークンを特定し、トークンおよび／またはトークンの所持者および／または輸送情報についての情報でプログラムされてもよい。図１７（ａ）、１７（ｂ）、１８（ａ）、１８（ｂ）、１９（ａ）、１９（ｂ）、１９（ｃ）および１９（ｄ）のいずれかまたは任意のひとつにしたがって作成されたパネル２３４の上に置くことによって、運営、棚卸しまたは安全性の目的でクルーピエ箱２３３の中身を素早く読み取ることができる。
【０１００】
図２４は、本発明が密に積み重ねられたゲームトークン２４１であって埋め込まれたトランスポンダ２４２を含むゲームトークン２４１を読み取るために使用される場合の、本発明のさらなるアプリケーションを示す。各トークンは、ゲーム、輸送または保管用のテーブルまたはトレイ２４３上に垂直カラム２４１の形で密に積み重ねられて置かれる。トランスポンダ２４２はトークンを特定し、トークンおよび／またはトークンの所持者および／または輸送情報についての情報でプログラムされてもよい。アンテナ２４４上に置かれた全てのトークンは、運営、棚卸しまたは安全性の目的で素早く読み取られうる。パネル２４４は、図１７（ａ）、１７（ｂ）、１８（ａ）、１８（ｂ）、１９（ａ）、１９（ｂ）、１９（ｃ）および１９（ｄ）のいずれかまたは任意のひとつにしたがって作成される。これは、ルーレットテーブルおよびゲームトークン用の大量保管システムにとって特に有益なインテロゲータアンテナである。
【０１０１】
図２５は、本発明が密に積み重ねられた書類頁２５１であって取り付けられたまたは埋め込まれたトランスポンダ２５２を含む書類頁２５１を読み取るために使用される場合の、本発明のさらなるアプリケーションを示す。各頁は処理、輸送または保管用のトレイ２５３上に垂直カラム２５１の形で密に積み重ねられて置かれる。トランスポンダ２５２は書類頁を特定し、その頁および／またはその頁の所持者および／または輸送情報についての情報でプログラムされてもよい。アンテナ２４４上に置かれた全ての頁は、運営、棚卸しまたは安全性の目的で素早く読み取られうる。パネル２４４は、図１７（ａ）、１７（ｂ）、１８（ａ）、１８（ｂ）、１９（ａ）、１９（ｂ）、１９（ｃ）および１９（ｄ）のいずれかまたは任意のひとつにしたがって作成される。これは、オフィスおよび書類用のアーカイブ保管システムにとって特に有益なインテロゲータアンテナである。
【０１０２】
図２６は、本発明が宝石、宝飾品またはサングラス２６１などのかなりの価値がある陳列アイテムであって埋め込まれたまたは取り付けられたトランスポンダ２６２を含む陳列アイテムを読み取るために使用される場合の、本発明のさらなるアプリケーションを示す。各陳列アイテムは陳列、販売、輸送、棚卸しまたは保管用の陳列トレイ２６３上に置かれる。トランスポンダ２６２は陳列アイテム２６１を特定し、そのアイテムおよび／またはそのアイテムの所持者および／またはそのアイテムの価値および／または輸送情報についての情報でプログラムされてもよい。アンテナ２６４上に置かれた全ての陳列アイテムは、運営、棚卸しまたは安全性の目的で素早く読み取られうる。パネル２６４は、図１７（ａ）、１７（ｂ）、１８（ａ）、１８（ｂ）、１９（ａ）、１９（ｂ）、１９（ｃ）および１９（ｄ）のいずれかまたは任意のひとつにしたがって作成される。これは、宝石、宝飾品またはサングラスなどの価値あるアイテムが販売のために陳列される小売店にとって特に有益なインテロゲータアンテナである。
【０１０３】
図２７に関して、第１および第２デバイスの間で通信方法が使用されてもよい。この通信方法では、第１デバイスは、変調されたおよび／またはスイッチされたＲＦ信号を使用して第２デバイスに制御またはデータ信号を伝送する。そしてその制御またはデータ信号を受信するために、対応する受信および／または復調回路が第２デバイスに設けられる。ある態様では、ＲＦ信号は短い期間スイッチオフされ、ＲＦ信号の包絡線がダイオードピーク検出回路によって検出される。図２７は２つの代替的な通信方法を示しており、そのいずれが使用されてもよい。第１の方法では、ＤＣ電力２７０３上にデータ信号２７０１が重畳され、この場合、ＤＣピーク検出器２７０２を介して信号２７０１が（例えばカウンタをクロックするために）使用される。第２の方法では、ＡＣ信号２７０４上にデータ信号２７０１が重畳されてもよく、この場合、ＡＣピーク検出器２７０５を介して信号２７０１が検出される。
【０１０４】
図２８に関して、第１デバイス２８１３は単一のケーブル２８１１を使用して第２デバイス２８１４と接続される。第１および第２デバイスの間で通信方法が使用されてもよい。その通信方法では、第１デバイスは、双方向的ＲＦ信号２８１２の周波数と同じではない制御またはデータ信号用周波数を使用して、第２デバイスへ制御またはデータ信号２８１０を伝送する。制御またはデータ信号は、第１デバイスのなかでＲＦモデム２８８を使用して変調される。そしてその制御またはデータ信号２８１０を受信して出力するために、対応するＲＦモデム２８９が第２デバイスのなかに設けられる。ある形態では、ＲＦモデムは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４「ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）」に則った低コストショートレンジモデムである。モデム２８８および２８９間で双方向的データが交換されうる。第２デバイスのための電力２８３はＤＣ電圧源２８０によって提供され、インダクタ２８１および２８２によって形成されるローパスフィルタを通過する。ＲＦ信号２８１２はバンドパスフィルタ２８４および２８５を通過する。ＲＦ変調された制御またはデータ信号２８１５はハイパスフィルタ２８６および２８７を通過する。
【０１０５】
本発明は特定の実施の形態とのつながりにおいて説明されてきたが、別の実施の形態も可能であることは理解されるであろう。本願は、主に本発明の原理にしたがう様々な使用例や改変を包含するように意図されている。そのような使用例や改変には、例えば本発明の属する技術分野においては既知または慣用である逸脱、および上述の主要な特徴を応用するものであると認められる逸脱などの本開示からの逸脱も含まれる。
【０１０６】
本発明には、本発明の主要な特徴の本質から逸脱しない範囲内で複数の形での実施の形態が可能である。つまりこれまで説明した実施の形態は、限定すると特記された場合を除き、本発明を限定せず、むしろ添付の請求項で定義された発明の本質および趣旨を逸脱しない範囲で広く解釈されるべきであると理解されたい。説明されている実施の形態は全ての点において例示のみを目的としており、かつ非限定的であるとみなされるべきである。
【０１０７】
本発明および添付の請求項の本質および趣旨の範囲に様々な変形例や等価な構成が含まれることが意図されている。したがって特定の実施の形態は、本発明の原理を実施する多くの方法を説明していると理解されるべきである。以下の請求項においては、ミーンズプラスファンクション節は、定義された機能をもつ構成および構成的な等価物、そして等価な構成をも含むよう意図されている。例えば釘は円柱状の表面を有し木材を互いに固定するが、ねじは螺旋状の表面を有し木材を互いに固定する。この点で釘とねじは構成的な等価物ではないかもしれない。しかしながら木材を固定する観点からは、釘もねじも等価な構成である。
【０１０８】
「サーバ」、「セキュアサーバ」という用語または同様の用語が本明細書において使用されている場合、文脈がそうでないことを要求していない限り通信システムで使用されうる通信デバイスが説明されており、本発明を特定の通信デバイスのタイプに限定するためのものと見なされるべきではないことに留意されたい。よって、通信デバイスは、セキュアかもしれないしセキュアでないかもしれない、ブリッジ、ルータ、ブリッジ−ルータ（ルータ）、スイッチ、ノード、または他の通信デバイスを含むがこれらに限定されない。
【０１０９】
フローチャートは本明細書において本発明の様々な側面を説明するのに使用されたのであて、本発明を特定のロジックフローチャートまたはロジック実施方法に限定するものであると解釈すべきではないことは注意されるべきである。説明されたロジックは、全体的な結果を変化させることなく、さもなければ、本発明の真の範囲から逸脱することなく、様々なロジックブロック（例えば、プログラム、モジュール、機能、または、サブルーチン）に分割されてもよい。多くの場合、ロジック構成要素は、全体的な結果を変化させることなく、さもなければ、本発明の真の範囲から逸脱することなく、追加され、変更され、省略され、異なる順序で実行され、あるいは、異なるロジック構成体（例えば、ロジックゲート、ループプリミティブ、条件付きロジック、および、その他のロジック構成体）を用いて実施されてもよい。
【０１１０】
本発明は多くの異なる形態で実施されてもよく、多くの異なる形態は、プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ディジタル信号プロセッサ、または、汎用コンピュータ）とともに使用するためのコンピュータプログラムロジック、プログラマブルロジックデバイス（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のＰＬＤ）とともに使用するためのプログラマブルロジック、個別部品、集積回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））、または、それらの組み合わせを含む何らかのその他の手段を含む。本発明の例示的な実施の形態においては、ユーザとサーバとの間の通信のおよそ全てが、コンピュータで実行可能な形式に変換され、そのようなものとしてコンピュータ読み取り可能な媒体内に保存され、オペレーティング・システムの制御のもとでマイクロプロセッサによって実行されるコンピュータ・プログラム・インストラクションの組として実装される。
【０１１１】
上述した機能のすべてまたは一部を実施するコンピュータプログラムロジックは、様々な形態で実施されてもよく、ソースコードの形態、コンピュータが実行可能な形態、および、様々な中間の形態（例えば、アセンブラ、コンパイラ、リンカ、または、ロケータによって生成された形態）を含む。ソースコードは、様々なオペレーティングシステムまたはオペレーティング環境とともに使用するための様々なプログラミング言語（例えば、オブジェクトコード、アセンブリ言語、または、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｃ、Ｃ＋＋、ＪＡＶＡ（登録商標）、または、ＨＴＭＬのような高級言語）のいずれかによって実施された一連のコンピュータプログラムインストラクションを含んでもよい。ソースコードは、様々なデータ構造および通信メッセージを定義し、そして、それらを使用してもよい。ソースコードは、コンピュータが実行可能な形態であってもよく（例えば、インタープリタを介して）、あるいは、ソースコードは、コンピュータが実行可能な形態に変換されてもよい（例えば、トランスレータ、アセンブラ、または、コンパイラを介して）。
【０１１２】
コンピュータプログラムは、半導体メモリデバイス（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、または、フラッシュプログラマブルＲＡＭ）、磁気メモリデバイス（例えば、ディスケットまたは固定ディスク）、光メモリデバイス（例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ）、ＰＣカード（例えば、ＰＣＭＣＩＡカード）、または、その他のメモリデバイスのような有形のストレージ媒体として、永久的にかまたは一時的に、どのような形態（例えば、ソースコードの形態、コンピュータが実行可能な形態、または、中間の形態）ででも記録されてよい。コンピュータプログラムは、アナログ技術、デジタル技術、光技術、無線技術（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ネットワーク技術、および、インターネットワーク技術を含むが決してそれらに限定されない様々な通信技術のいずれかを用いて、コンピュータに送信可能な信号として、どのような形態ででも記録されてよい。コンピュータプログラムは、印刷文書または電子文書を添付された着脱可能なストレージ媒体（収縮包装された市販のソフトウェア）のような何らかの形態で頒布されてもよく、コンピュータシステムによって予めロードされてもよく（例えば、システムＲＯＭまたは固定ディスク上に）、あるいは、通信システム（例えば、インターネットまたはワールドワイドウェブ）を介してサーバまたは電子掲示板から頒布されてもよい。
【０１１３】
上述した機能のすべてまたは一部を実施するハードウェアロジック（プログラマブルロジックデバイスとともに使用するためのプログラマブルロジックを含む）は、伝統的な人手による方法を用いて設計されてもよく、あるいは、コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）、ハードウェア記述言語（例えば、ＶＨＤＬまたはＡＨＤＬ）、または、ＰＬＤプログラミング言語（例えば、ＰＡＬＡＳＭ、ＡＢＥＬ、または、ＣＵＰＬ）のような様々なツールを用いて、設計され、入手され、シミュレーションされ、あるいは、電子文書化されてもよい。
【０１１４】
プログラマブルロジックは、半導体メモリデバイス（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、または、フラッシュプログラマブルＲＡＭ）、磁気メモリデバイス（例えば、ディスケットまたは固定ディスク）、光メモリデバイス（例えば、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ）、または、その他のメモリデバイスのような有形のストレージ媒体に永久的にかまたは一時的に記録されてもよい。プログラマブルロジックは、アナログ技術、デジタル技術、光技術、無線技術（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ネットワーク技術、および、インターネットワーク技術を含むが決してそれらに限定されない様々な通信技術のいずれかを用いて、コンピュータに送信可能な信号として記録されてよい。プログラマブルロジックは、印刷文書または電子文書を添付された着脱可能なストレージ媒体（収縮包装された市販のソフトウェア）として頒布されてもよく、コンピュータシステムによって予めロードされてもよく（例えば、システムＲＯＭまたは固定ディスク上に）、あるいは、通信システム（例えば、インターネットまたはワールドワイドウェブ）を介してサーバまたは電子掲示板から頒布されてもよい。
【０１１５】
「Ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ／Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」という言葉は、本明細書中で使用された場合、記述された特徴、実体、ステップまたは部品が存在することを規定するとともに、一またはそれ以上の他の特徴、実体、ステップ、部品またはそれらのグループが存在することおよび付加されることを除外しない。したがって、文脈が明らかにそうでないことを要求する場合を除き、ここでの説明および請求項を通して、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」およびそれらの類似語はインクルーシブ（ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ）であると解釈されるべきである。このインクルーシブ（ｉｎｃｌｕｓｉｖｅ）とは、例えば「含むがそれに限られない」という意味であり、排他的な意味または言い尽くしたという意味とは反対の意味を持つ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2014211899.tif 000023
【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図１９ｃ】
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【図１９ｄ】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年8月1日(2014.8.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１デバイスと第２デバイスとの間の通信を可能とする通信方法であって、
ＲＦ信号を表す第１信号を提供するステップと、
電力信号を表す第２信号を提供するステップと、
制御および／またはデータ信号を表す第３信号を提供するステップと、
前記第１、第２および第３信号を運ぶ単一のケーブルを提供するステップであって、前記第３信号は前記第２信号上を運ばれるステップと、
一連の平行に離間された導体の第１レイヤを提供するステップであって、各導体はＸ軸に対して並行に配置されるステップと、
一連の平行に離間された導体の第２レイヤを提供するステップであって、各導体はＸ軸と垂直なＹ軸に対して並行に配置されるステップと、
前記第１レイヤおよび前記第２レイヤの両方において電流を順にスイッチングすることにより、前記第１レイヤの前記導体がなす前記Ｘ軸と垂直な方向の磁場成分と、前記第２レイヤの前記導体がなす前記Ｙ軸と垂直な磁場成分とを発生させるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記通信は一方向的である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記通信は双方向的である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第３信号は双方向に運ばれる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１デバイスであるリーダと前記第２デバイスであるマルチプレクサおよび／または少なくともひとつのアンテナの間の通信に適合する請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記第１および／または第２デバイスはＲＦＩＤにおいて使用される、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記第２信号はＤＣ電力信号を含む、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記第１信号は、周波数選択的ネットワークを使用して前記第２および第３信号から電気的に分離される、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記第２デバイスは、前記単一のケーブルと接続され、前記単一のケーブルによって電力が供給され通信が行われるメモリデバイスおよび／または論理デバイスおよび／またはマイクロコントローラを含む、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第２デバイスは、前記単一のケーブルと接続され、前記単一のケーブルによって電力が供給され通信が行われる高周波マルチプレクサを含む、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記第２デバイスは、前記単一のケーブルと接続され、前記単一のケーブルによって電力が供給され通信が行われるアンテナのアレイを含み、放射の放出を低減するために各アンテナは前記アレイのサイズの２分の１よりも小さい、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記アレイのアンテナの任意のひとつまたは任意の組み合わせに切り替えるために、RFスイッチング要素が提供される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記スイッチング要素は、１次元、２次元または３次元の質問場の生成を可能とするよう構成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第１デバイスと第２デバイスとの間の通信のための装置であって、
ＲＦ信号を表す第１信号、電力信号を表す第２信号、制御および／またはデータ信号を表す第３信号を生成し、前記第３信号は前記第２信号上を運ばれる、マルチプレクサと、
前記第１、第２および第３信号を運ぶ単一のケーブルと、
一連の平行に離間された導体の第１レイヤであって、各導体はＸ軸に対して並行に配置される第１レイヤと、
一連の平行に離間された導体の第２レイヤであって、各導体はＸ軸と垂直なＹ軸に対して並行に配置される第２レイヤと、
を備え、
前記第１レイヤは前記第２レイヤと並行に配置され、前記第１レイヤの導体がなす前記Ｘ軸は、前記第２レイヤの前記導体がなす前記Ｙ軸と直角である、装置。
【請求項１５】
前記電力信号は、ＤＣ電力信号を含む、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１デバイス側の前記ＤＣ電力信号から前記単一のケーブルの間の経路上に設けられたトランジスタまたはスイッチを備え、
前記制御および／またはデータ信号に応じて前記トランジスタまたはスイッチをスイッチングすることにより、前記第３信号が、前記第２信号である前記ＤＣ電力信号上を運ばれる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２デバイス側に設けられ、前記第１信号を、前記第２および第３信号から電気的に分離する周波数選択的ネットワークをさらに備える、請求項１４から１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記第１デバイス側の前記ＤＣ電力信号から前記単一のケーブルの間の経路上に設けられたトランジスタまたはスイッチを提供するステップをさらに備え、
前記制御および／またはデータ信号に応じて前記トランジスタまたはスイッチをスイッチングすることにより、前記第３信号が前記第２信号である前記ＤＣ電力信号上を運ばれる、請求項７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第３信号は双方向に運ばれる、請求項１４に記載の装置。