(57)【要約】【課題】本発明は、トランスポンダが端末によって発せられる磁場から取り出す電力に応じて処理を実行するために、トランスポンダの能力を評価できる方法を提供する。【解決手段】本発明に係る磁場を生成する端末の該磁場内の電磁トランスポンダにより、該トランスポンダが前記磁場から取り出し得る電力を評価する方法は、前記トランスポンダと前記端末との結合係数を評価するステップと、前記評価された結合係数に基づき、前記結合係数を評価した位置で利用可能な電力を推定するステップとを備えている。【選択図】図５
2011004402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を生成する端末の該磁場内の電磁トランスポンダにより、該トランスポンダが前記磁場から取り出し得る電力を評価する方法であって、
前記トランスポンダと前記端末との結合係数を評価するステップと、
前記評価された結合係数に基づき、前記結合係数を評価した位置で利用可能な電力を推定するステップと
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記トランスポンダは、直流電圧を与えることが可能な整流器の上流側に設けられている発振回路を備えており、
前記直流電圧を、前記トランスポンダの発振回路と並列に設けられた抵抗性負荷の第１の値及び第２の値の夫々に関して測定し、
前記抵抗性負荷の第１の値及び第２の値の内の一方に関する最適結合係数に基づき、前記結合係数を評価した位置を推定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記利用可能な電力は、最小電圧下で、前記トランスポンダの回路からサンプリングされ得る最大電流であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の値及び第２の値間の抵抗性負荷の変動を、前記トランスポンダに備えられている切替可能な抵抗性逆変調要素を切り替えることによって得ることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
端末の磁場内の電磁トランスポンダの電力を管理する方法であって、
請求項１に記載の方法により、利用可能な電力を推定し、
前記推定された電力を、前記トランスポンダによる機能の実行に必要な電力と比較し、
比較結果に基づき、電力を管理することを特徴とする方法。
【請求項６】
異なる機能に必要な電力を、前記トランスポンダに記憶してあることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記機能の実行を、利用可能な電力が十分であるときのみ、前記トランスポンダによって開始することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記トランスポンダによって実行される機能を、利用可能な電力に応じて選択することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項９】
生成される磁場の電力を前記端末に調整させるために、所要の電力に関するデータを、前記端末に送信することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
電磁トランスポンダが、端末の磁場内にあるとき、直流電圧を与えることが可能な整流器の上流側に設けられた発振回路と、
請求項１に記載の方法を実施することが可能な少なくとも１つのプロセッサと
を備えていることを特徴とする電磁トランスポンダ。
【請求項１１】
前記発振回路と機能的に並列に接続され得る少なくとも１つの切替可能な抵抗性要素を更に備えていることを特徴とする請求項１０に記載のトランスポンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、電子システムに関し、より具体的には、電磁トランスポンダ、すなわち、読出し及び／又は書込み端末によって非接触且つ無線で応答され得るトランシーバを用いたシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの通信システムは、端末によって生成される電磁場の変調に基づいている。前記通信システムは、盗難防止装置として使用される最も簡素な電子タグから、トランスポンダが端末の電磁場内に存在するときに端末と通信するためのトランスポンダが、計算機能（例えば、電子財布）又はデータ処理機能を備えているより複雑なシステムまで多岐にわたっている。
【０００３】
電磁トランスポンダを備えたシステムは、アンテナを形成する巻線を備えた発振回路のトランスポンダ側及び端末側での使用に基づいている。このような発振回路は、トランスポンダが端末の電磁場内に入ったとき、近傍の磁場によって結合される。端末の発振回路及びトランスポンダの発振回路は、一般的には、端末の発振回路の励起周波数に相当する同一の周波数に同調される。
【０００４】
トランスポンダは、ほとんどの場合、自己電源を有しておらず、端末のアンテナによって発せられる高周波磁場から自身の回路に必要な電源を取り出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８５７９８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、より具体的には、例えば、トランスポンダをその磁場内に有する端末の要求に対して、計算を実行することが可能な処理部を備えたトランスポンダに適用される。このタイプのトランスポンダは、特に、送信を認証又は暗号化するために暗号計算が即座に実施されなければならない場合に用いられる。トランスポンダは、端末に対する所与の位置では、トランスポンダの回路が消費し得る最大電流を評価することができない。
【０００７】
トランスポンダが計算を実行する必要があるとき、トランスポンダが端末から発せられる磁場から回収する電圧に基づき、トランスポンダが計算を実行可能であるか否かに関して予め分かっていることが望ましい。特に、トランスポンダが暗号計算を完了できない場合、トランスポンダは、暗号計算を開始しないことが望ましい。これは、利用可能な電力に応じて処理の優先順位を管理するためにも利用することができる。
【０００８】
端末とトランスポンダとの電力伝送は、端末とトランスポンダとの結合によって決まる。端末とトランスポンダとの距離に（非線形に）反比例するこの結合は、トランスポンダによって回収される電圧の振幅を調整する。
【０００９】
トランスポンダが、あるタイプの端末の専用であるとき、結合を最適化するために、トランスポンダの回路の寸法を調整することが考えられ得る。また、所与の計算に関して、トランスポンダに必要な電力量、ひいてはこの電力を得るためにトランスポンダが回収しなければならない電圧を判断することが考えられ得る。しかし、トランスポンダを備えたシステムでは、一般的には、所与のトランスポンダが、様々な特徴を有する多数の端末と協働して使用可能である必要がある。
【００１０】
トランスポンダが、端末によって発せられる磁場から取り出す電力に応じて処理を実行するために、トランスポンダの能力を評価できることが好ましい。
【００１１】
また、通信中に利用可能な電力の変動を評価できることが好ましい。
【００１２】
また、端末がトランスポンダに送信可能な実行されるべき要求の種類を端末に知らせることが好ましい。
【００１３】
また、端末とトランスポンダとの間でデータ交換を行う必要なく、利用可能な電力を評価できることが好ましい。
【００１４】
更に、その磁場内にトランスポンダを有する端末のタイプとは無関係に解決法を提供することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これらの目的及び他の目的の全て又は一部を達成するために、本発明は、磁場を生成する端末の該磁場内の電磁トランスポンダにより、該トランスポンダが前記磁場から取り出し得る電力を評価する方法であって、前記トランスポンダと前記端末との結合係数を評価するステップと、前記評価された結合係数に基づき、前記結合係数を評価した位置で利用可能な電力を推定するステップとを備えていることを特徴とする方法を提供する。
【００１６】
本発明によれば、前記トランスポンダは、直流電圧を与えることが可能な整流器の上流側に設けられている発振回路を備えており、前記直流電圧を、前記トランスポンダの発振回路と並列に設けられた抵抗性負荷の第１の値及び第２の値の夫々に関して測定し、前記抵抗性負荷の第１の値及び第２の値の内の一方に関する最適結合係数に基づき、前記結合係数を評価した位置を推定する。
【００１７】
本発明によれば、前記利用可能な電力は、最小電圧下で、前記トランスポンダの回路からサンプリングされ得る最大電流である。
【００１８】
本発明によれば、前記第１の値及び第２の値間の抵抗性負荷の変動を、前記トランスポンダに備えられている切替可能な抵抗性逆変調要素を切り替えることによって得る。
【００１９】
本発明は、更に、端末の磁場内の電磁トランスポンダの電力を管理する方法であって、
前記方法により、利用可能な電力を推定し、前記推定された電力を、前記トランスポンダによる機能の実行に必要な電力と比較し、比較結果に基づき、電力を管理することを特徴とする方法を提供する。
【００２０】
本発明によれば、異なる機能に必要な電力を、前記トランスポンダに記憶してある。
【００２１】
本発明によれば、前記機能の実行を、利用可能な電力が十分であるときのみ、前記トランスポンダによって開始する。
【００２２】
本発明によれば、前記トランスポンダによって実行される機能を、利用可能な電力に応じて選択する。
【００２３】
本発明によれば、生成される磁場の電力を前記端末に調整させるために、所要の電力に関するデータを、前記端末に送信する。
【００２４】
本発明は、更に、電磁トランスポンダが、端末の磁場内にあるとき、直流電圧を与えることが可能な整流器の上流側に設けられた発振回路と、前記方法を実施することが可能な少なくとも１つのプロセッサとを備えていることを特徴とする電磁トランスポンダを提供する。
【００２５】
本発明によれば、前記発振回路と機能的に並列に接続され得る少なくとも１つの切替可能な抵抗性要素を更に備えている。
【００２６】
本発明の前述及び他の目的、特徴及び利点を、添付図面を参照して本発明を限定するものではない特定の実施形態について以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明が一例として適用されるタイプの電磁トランスポンダ通信システムを非常に簡略化して示す図である。
【図２】電磁トランスポンダ通信システムの端末及びトランスポンダを示すブロック略図である。
【図３】結合係数に応じたトランスポンダの発振回路の電圧の変動の一例を示す図である。
【図４】結合係数に応じたトランスポンダの発振回路の電圧の変動の例を示す図である。
【図５】評価及び電力管理方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図６】図５に示された方法の変形例を示すフローチャートである。
【図７】図５に示された方法の別の変形例を示すフローチャートである。
【図８】利用可能な電力を評価することが可能なトランスポンダの実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
同一の構成要素は、異なる図面において同一の参照番号で示されている。明瞭化のために、本発明の理解に有用なステップ及び構成要素のみが示され、説明されている。具体的には、トランスポンダと端末との通信については詳述されておらず、本発明は、あらゆる通常の通信に適合する。更に、トランスポンダによる利用可能な電力の判断以外のトランスポンダによって実行され得るタスクも詳述されておらず、本発明は、ここでもまた、端末又はトランスポンダのあらゆる通常の機能に適合する。
【００２９】
図１は、電磁トランスポンダ通信システムのブロック図である。端末１は、（例えば、近距離無線通信（ＮＦＣ：near field communication）プロトコルに応じて、離れた構成要素、すなわち、トランスポンダと近距離で通信することが可能である。
【００３０】
端末１は、様々な形態、例えば、輸送チケット確認端末、電子パスポートリーダ、ラップトップ型コンピュータ、移動通信機器（ＧＳＭ電話、ＰＤＡ等）、自動車を始動させる電子制御ユニット等の形態から構成され得る。
【００３１】
同様に、トランスポンダ２は、様々な形態、例えば、チップカード、電子輸送チケット、電子パスポート、通信端末（ＧＳＭ電話、ＰＤＡ等）、電子タグ等の形態から構成され得る。
【００３２】
図２は、端末１及びトランスポンダ２の実施例を非常に概略的に示す。
【００３３】
端末１は、コンデンサ（容量性素子）Ｃ１及び抵抗器Ｒ１と直列のインダクタンス（誘導性素子）Ｌ１から構成された一般的には直列の発振回路Ｌ１−Ｃ１を備えている。図２に示された実施例では、この直列発振回路は、増幅器すなわちアンテナカプラ１４の出力端子１２と、基準電圧を有する端子１３（一般的には、アース）との間に接続されている。発振回路内の電流を測定する測定素子１５が、例えば、容量性素子Ｃ１とアース１３との間に設けられている。測定素子１５は、後述する位相調整ループに属している。増幅器１４は変調器（ＭＯＤ）１６から与えられる高周波伝送信号を受取り、変調器１６は、例えば、水晶発振器（図示せず）から基準周波数信号（ＯＳＣ）を受取る。変調器１６は、必要に応じて、伝送を制御して利用するための回路１１から与えられる信号Ｔｘを受取る。回路１１は、一般的には、制御及びデータ処理マイクロプロセッサを備えており、図示しない様々な入力／出力回路（キーボード、ディスプレイ、サーバと通信する要素等）及び／又は処理回路と通信する。端末１の構成要素は、ほとんどの場合、その動作に必要な電力を電源回路（図示せず）から取り出しており、電源回路は、例えば、電源供給ライン配電システム（コンセント）又はバッテリ（例えば、自動車、携帯電話又はコンピュータのバッテリ）に接続されている。変調器１６は、（例えば、１３．５６ＭＨｚの）高周波搬送波（信号）Ｔｘを、直列発振回路Ｌ１−Ｃ１に供給し、該発振回路は磁場を生成する。
【００３４】
容量性素子Ｃ１は、例えば、信号ＣＴＲＬにより制御可能な可変容量性素子である。この容量性素子Ｃ１は、基準信号に関するアンテナ（インダクタンス）Ｌ１の電流Ｉ１の位相調整に関与する。この調整は、高周波信号の調整、すなわち、送信されるべきデータＴｘがないとき増幅器１４に与えられる信号に相当する搬送波の信号の調整である。該調整は、基準信号と一定の位相関係でアンテナＬ１の電流Ｉ１を維持するように、端末１の発振回路のキャパシタンスを変化させることによって行われる。この基準信号は、例えば、変調器１６に供給される基準周波数信号ＯＳＣに相当する。信号ＣＴＲＬは、比較器１７から与えられる。比較器１７は、前記基準信号に関する位相間隔を検出する機能と、検出に応じて、容量性素子Ｃ１のキャパシタンスを変更する機能とを有する。この比較器１７は、測定素子１５（例えば、強度変圧器又は抵抗器）によって検出される発振回路の電流Ｉ１に関するデータＭＥＳを受取る。
【００３５】
端末１と協働可能なトランスポンダ２は、発振回路を備えており、該発振回路は、例えば、２つの端子２１及び端子２２間のコンデンサ（容量性素子）Ｃ２と並列なインダクタンス（誘導性素子）Ｌ２から並列に構成されている。（受信共振回路と呼ばれる）並列発振回路Ｌ２−Ｃ２は、端末１の発振回路Ｌ１−Ｃ１によって生成される磁場を取り込むように設けられている。発振回路Ｌ２−Ｃ２及び発振回路Ｌ１−Ｃ１は、同一の共振周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）に同調される。端子２１及び端子２２は、（ほとんどの場合、全波の）整流ブリッジ２３の２つの交流入力端子に接続されている。整流ブリッジ２３の整流出力端子が、正端子２４及び基準端子２５を夫々画定する。コンデンサＣａが、整流電圧を平滑化するために、端子２４及び端子２５間に接続されている。
【００３６】
トランスポンダ２が端末１の磁場内にあるとき、高周波電圧が、共振回路Ｌ２−Ｃ２に生成される。整流ブリッジ２３によって整流されてコンデンサＣａによって平滑化されるこの電圧は、電圧調整器（ＲＥＧ）２６を介してトランスポンダ２の電子回路に供給電圧として与えられる。このような電子回路は、一般的には、記憶装置（図示せず）と関連付けられた処理部（例えば、マイクロコントローラμＣ、プロセッサ）２７と、端末１から受信される信号を復調する復調器（ＤＥＭ）２８と、データを端末１に送信するための変調器（ＭＯＤ）２９とを含んでいる。トランスポンダ２は、一般的には、整流前に端子２１及び端子２２の一方から回収される高周波信号から回路２０によって取り出されるクロック（ＣＬＫ）を用いて同期される。ほとんどの場合、トランスポンダ２の全ての電子回路は、同一のチップにまとめられている。
【００３７】
端末１からトランスポンダ２にデータを送信するために、変調器１６は、信号Ｔｘに応じて搬送波の信号（ＯＳＣ）を変調（一般に、振幅変調）する。トランスポンダ２側では、これらのデータは、電圧ＶCaに基づいて復調器２８によって復調される。復調器２８は、復調されるべき信号を整流ブリッジ２３の上流側でサンプリングする。
【００３８】
トランスポンダ２から端末１へデータを送信するために、変調器２９は、端末１により生成される磁場内でトランスポンダの回路によって形成される負荷の変調（逆変調）段３０を制御する。この変調（逆変調）段３０は、一般的には、端子２４及び端子２５間で直列な電子スイッチＫ３０（例えば、トランジスタ）及び抵抗器Ｒ３０（又は、コンデンサ）から構成されている。スイッチＫ３０は、端末１の発振回路の励起信号の周波数より十分低い（一般的には、少なくとも１０分の１の）いわゆる副搬送波周波数（例えば、８４７．５ｋＨｚ）で制御される。スイッチＫ３０がオンのとき、トランスポンダ２が高周波磁場から大量の電力をサンプリングするように、トランスポンダ２の発振回路は、回路２０、調整器２６、処理部２７、復調器２８及び変調器２９によって形成される負荷に対して追加的な減衰を受ける。端末１側では、増幅器１４は高周波励起信号の振幅を一定に維持する。その結果、トランスポンダ２の電力変動が、アンテナＬ１の電流Ｉ１の振幅及び位相変動として変換される。この変動は、端末１の振幅又は位相復調器によって検出される。図２に示された実施形態では、比較器１７は、トランスポンダ２から与えられる信号を復調するためにも用いられる位相復調器と一体化されている。従って、比較器１７は、回路１１に返す信号Ｒｘに、トランスポンダ１から受信したデータの起こり得る逆変調をもたらす。他の復調回路、例えば、コンデンサＣ１の電圧の測定を利用する回路を設けてもよい。
【００３９】
トランスポンダと端末との通信を符号化／復号して変調／復調するための多くの変形例が存在する。
【００４０】
位相調整ループの応答時間が、トランスポンダからの起こり得る逆変調の妨害を避けるために十分長く、且つトランスポンダが端末の磁場内を通過する速度と比較して十分短い。これは、変調周波数（例えば、遠隔電力供給搬送波の１３．５６ＭＨｚの周波数、及びトランスポンダから端末へデータを送信するために用いられる８４７．５ｋＨｚの逆変調周波数）に対する静的調整ということもできる。
【００４１】
位相調整端末の一例が、欧州特許出願公開第０８５７９８１号明細書に記載されている。
【００４２】
端末側で位相が調整されることにより、トランスポンダが端末の磁場内にあるとき、トランスポンダの発振回路における電流及び電圧を測定して、測定結果から、トランスポンダの結合に関する情報を導き出すことが可能になる。端末の発振回路とトランスポンダの発振回路との結合係数は、実質的には、トランスポンダと端末との距離によって決まる。ｋで示される結合係数は、常に０と１との間にある。結合係数は、次の式で定義され得る。
【００４３】
【数１】
2011004402.tif 000003
【００４４】
最適結合が、トランスポンダの発振回路の電圧ＶC2が最大である位置にあるとして定義される。ｋopt で示されるこの最適結合係数は、以下に示すように表現されてもよい。
【００４５】
【数２】
2011004402.tif 000004
【００４６】
換言すれば、抵抗Ｒ２は、コンデンサＣ２及びインダクタンスＬ２と（整流ブリッジ２３の前又は後ろで）並列に配置されたトランスポンダ２の全ての回路の抵抗と等価な抵抗を表わす。トランスポンダ２の回路によるコンダクタンス、ひいてはトランスポンダ２の回路の消費が、「抵抗性負荷」と呼ばれる。この負荷のレベルが、発振回路に並列な抵抗Ｒ２によって表される。式２では、インダクタンスＬ１（端末のアンテナ）の直列抵抗の値は無視されている。また、この直列抵抗の値が、簡素化のために、抵抗器Ｒ１の値に含まれているとみなされ得る。
【００４７】
図３は、最適結合係数に関して標準化された結合係数ｋ／ｋopt に応じてトランスポンダ側で回収される電圧ＶC2の変動の一例を示す。この曲線は、ゼロ結合に相当する座標軸の原点（ゼロ電圧）から開始する。これは、トランスポンダによって信号が検出されないようなトランスポンダから端末までの距離に相当する。電圧ＶC2は、最適結合係数ｋopt のとき（ｋ／ｋopt ＝１であるとき）最大値ＶC2opt に達し、その後、結合係数ｋが１に等しいとき中間値ＶC2(1) に減少する。
【００４８】
【数３】
2011004402.tif 000005
【００４９】
トランスポンダ２側で回収される電圧ＶC2は、トランスポンダ２の処理回路で利用可能な電力を調節する。従って、この情報が利用される。
【００５０】
トランスポンダ２側で、（例えば、テスト段階で得られる）電圧ＶC2と処理との相関テーブルを記憶することが考えられえる。前記処理は、処理により生じる消費に応じて実行されてもよい。しかし、このようなテーブルは、端末側の抵抗器Ｒ１及びインダクタンスＬ１の一組の値についてのみ有効であり、従って、ある端末群の専用となる。テスト段階で、あらゆる端末に関するテーブルを記憶することは、実際には、メモリ領域の理由から実現不可能である。
【００５１】
トランスポンダ２側で、トランスポンダと端末との結合を評価するために、トランスポンダの発振回路の容量性素子Ｃ２の電圧ＶC2の情報が用いられる。この電圧ＶC2は、以下の関係式により与えられる。
【００５２】
【数４】
2011004402.tif 000006
【００５３】
電流Ｉ２は、以下の関係式により与えられる。
【００５４】
【数５】
2011004402.tif 000007
【００５５】
トランスポンダのインピーダンスＺ２は、以下の関係式により与えられる。
【００５６】
【数６】
2011004402.tif 000008
【００５７】
更に、端末の発振回路の電流Ｉ１は、以下の関係式により与えられる。
【００５８】
【数７】
2011004402.tif 000009
【００５９】
端末の発振回路の位相を調整することにより、トランスポンダに形成される負荷の虚数部を変調周波数に関して静的に変更する傾向がある全ての変動が、この位相調整ループによって補償され得る。従って、静的動作では、見掛けインピーダンスＺ１app の虚数部は確実にゼロである。従って、見掛けインピーダンスＺ１app は、見掛け抵抗Ｒ１app （インピーダンスの実数部）に等しくなり、以下に示すように表現されてもよい。
【００６０】
【数８】
2011004402.tif 000010
【００６１】
発振回路は同調されるので、インピーダンスＺ２の虚数部Ｘ２は、第一近似としてゼロに近いとみなされ得る。その結果、インピーダンスＺ２の値は、以下の関係式により与えられる。
【００６２】
【数９】
2011004402.tif 000011
【００６３】
この単純化した式８を式４及び式７に挿入し、式４を式３に挿入することにより、トランスポンダの発振回路で回収される電圧ＶC2について、以下の式が得られる。
【００６４】
【数１０】
2011004402.tif 000012
【００６５】
【数１１】
2011004402.tif 000013
【００６６】
従って、最適結合係数ｋopt に関する位置では、最大電圧ＶC2opt は、（式２及び式９を組み合わせた）以下の式により与えられる。
【００６７】
【数１２】
2011004402.tif 000014
【００６８】
式９は、所与の端末（抵抗器Ｒ１及びインダクタンスＬ１の一定値）及びインダクタンスＬ２の一定値（従って、コンデンサＣ２の一定値）では、電圧ＶC2は、結合係数ｋと、トランスポンダの回路によって形成されて発振回路と並列に設けられる抵抗性負荷とによってのみ決まることを示している。
【００６９】
図４は、抵抗Ｒ２の複数の値に関する結合係数ｋに応じた電圧ＶC2の変動の例を示す。抵抗Ｒ２の抵抗値Ｒ２２、抵抗値Ｒ２０及び抵抗値Ｒ２１を増加させると仮定する。所与の同一の結合係数ｋでは、抵抗Ｒ２の抵抗値Ｒ２２、抵抗値Ｒ２０及び抵抗値Ｒ２１と大きくなればなるほど、電圧ＶC2の値ＶC2]R22、値ＶC2]R20及び値ＶC2]R21も大きくなる。更に、抵抗Ｒ２の抵抗値が大きくなればなるほど、最適結合係数ｋopt]R22 、最適結合係数ｋopt]R20 、最適結合係数ｋopt]R21 を得るために必要な結合係数ｋの値は小さくなる。
【００７０】
電圧ＶC2の最小値ＶC2min 以下では、電力供給が不十分である。この電圧ＶC2の最小値ＶC2min は、所与の結合位置に関して想定され得る最大消費レベル（抵抗性負荷値）としてみなされ得る。抵抗Ｒ２の抵抗値を増加して最小値ＶC2min を間接的に得ることにより、トランスポンダの回路が消費し得る最大電流が、端末に対するトランスポンダの所与の位置（結合係数ｋ）に関して得られる。
【００７１】
トランスポンダの回路（特に、マイクロコントローラ）に供給される調節された供給電圧ＶCCに注目すると、この電圧ＶCCは、以下に示すように表現され得る。
ＶCC＝Ｒ２ｍｉｎ・Ｉｃmax＝Ｒ２０・Ｉｃ]R20              （式１１）
尚、Ｉｃmax 及びＩｃ]R20は、等価な抵抗Ｒ２の最小値Ｒ２ｍｉｎ及び値Ｒ２０に関して調整器２６によって夫々与えられる電流Ｉｃの値を示す。
【００７２】
調整器２６の上流側の電圧降下ΔＶに注目すると、電圧ＶC2の最小値ＶC2min は、以下に示すように表現され得る。
ＶC2min＝ＶCC＋ΔＶ                    （式１２）
【００７３】
電圧ＶC2の単一の値は、結合を評価するには不十分である。実際には、図３は、電圧ＶC2の同一の値が、２つの結合係数に相当することを示している。従って、最適結合に対する電流結合が評価される。
【００７４】
式９及び式１０を組み合わせて、最適結合係数に関して標準化された結合係数（ｋ／ｋopt ）を表現することにより、電圧ＶC2に関して、以下の式が得られる。
【００７５】
【数１３】
2011004402.tif 000015
【００７６】
所与の結合係数ｋでは、端末の発振回路のインピーダンスが変動せず、発振回路は同調されたままであるとすると、結合係数ｋと、抵抗Ｒ２の値Ｒ２０及び値Ｒ２２に関する夫々の最適結合係数ｋopt]R20 及び最適結合係数ｋopt]R22 との比率が、式２に従って、以下の式により与えられる。
【００７７】
【数１４】
2011004402.tif 000016
【００７８】
また同一の条件では、抵抗Ｒ２の値Ｒ２２及び値Ｒ２０に関する電圧ＶC2の夫々の値ＶC2]R22及び値ＶC2]R20の比率が、以下の式により与えられる。
【００７９】
【数１５】
2011004402.tif 000017
【００８０】
式１５は、抵抗値Ｒ２２が抵抗値Ｒ２０より小さい場合、以下に示すように表現され得る。
【００８１】
【数１６】
2011004402.tif 000018
【００８２】
抵抗値Ｒ２１が抵抗値Ｒ２０より大きい場合、式１６は、以下に示すように表現され得る。
【００８３】
【数１７】
2011004402.tif 000019
【００８４】
更に、抵抗値Ｒ２０及び抵抗値Ｒ２ｍｉｎが与えられる場合、式１５は、次の式１７のように表現され得る。
【００８５】
【数１８】
2011004402.tif 000020
【００８６】
式１１、式１２及び式１７を組み合わせることにより、最大電流Ｉｃmax は次の式１８により表現され得る。
【００８７】
【数１９】
2011004402.tif 000021
【００８８】
（抵抗Ｒ２の抵抗値Ｒ２０に関する）所与の結合では、式１８に基づき与えられる最大消費（電流Ｉｃmax ）が評価される。
【００８９】
式１６′は、抵抗Ｒ２の値を、第１の値Ｒ２０から、より大きな第２の値Ｒ２１に増加させることにより（これは、トランスポンダの回路によりサンプリングされる発振回路Ｌ２−Ｃ２からの電流を減少させることを意味する）、比率ｋ／ｋopt]R20 が判断され得ること（この比率の二乗の判断が、式１８の適用に十分であること）を示している。
【００９０】
実際には、発振回路の電圧ではなく、整流ブリッジ２３の出力におけるコンデンサＣａの平滑化された電圧ＶCaが測定される。電圧ＶCaは、電圧ＶC2に比例する。電圧比が評価されるので、電圧ＶC2と電圧ＶCaとの比例定数を知る必要がない。特定の実施形態では、測定はマイクロプロセッサによって行われる。測定された電圧値が、アナログ手段により、又は、選択的な数ビット以上のディジタル処理により記憶され、該ビット数は、所望の分析精度により決まる。
【００９１】
図５は、トランスポンダが、端末と所与の結合関係にあるときの利用可能な電力量を判断する実施形態を示す。図５に示された実施形態では、この判断は、端末によって送信される要求に応答することを前提としている。図５に関する以下の説明を簡略化するために、実際には、電圧ＶCaの値を測定する方が容易であり、このことは、結果に対して何も変更がないことが分かっているので、電圧ＶC2の値について説明する。
【００９２】
抵抗Ｒ２の値Ｒ２０に関する電流Ｉｃ]R20の値及び電圧ＶC2]R20の値を測定して記憶することにより開始する（ステップ４１）。この測定は、例えば、現在の状態に関する測定に相当しており、すなわち、抵抗値Ｒ２０は、トランスポンダが端末から要求を受信したときのトランスポンダの負荷に相当する。しかし、後で結合を評価するために用いられるので、抵抗値Ｒ２０は、知っておく必要がある。抵抗値Ｒ２０は、調整器２６によって与えられる電圧ＶCCの値（一定値又は又は既知の値）と測定された電流Ｉｃ]R20との比率を計算することにより判断される。変形例として、抵抗値Ｒ２０は、図８に関連して後述されるように、トランスポンダが切り替えられる所定の抵抗性負荷の値に相当する。
【００９３】
次に、抵抗Ｒ２の抵抗値が、例えば、より大きな値に変更される（ステップ４２）。
【００９４】
次いで、抵抗値Ｒ２１に関する電圧ＶC2が測定されて記憶される（ステップ４３）。
【００９５】
その後、比率ｋ／ｋopt]R20 が計算される（ステップ４４）。実際、最大可能電流を推定するために、比率の二乗（ｋ／ｋopt]R20 ）2 を計算するだけで十分である（従って、平方根の計算が回避される）。この計算は、式１６に値ＶC2]R20、値ＶC2]R21、値Ｒ２０及び値Ｒ２１を代入することにより行われる。
【００９６】
この比率ｋ／ｋopt]R20 を用いて、トランスポンダが、電流結合において消費し得る電流の最大値Ｉｃmax が計算される（ステップ４５）。この計算は、得られた値を式１８に代入することにより行われる。セキュリティマージンを構成する任意の量ΔＶは、例えば、（調整器が設定されている）公称値ＶCCの５％乃至３０％である。実際には、この計算に用いられる値ＶCCは、マイクロコントローラ２７に記憶されている値に相当するので、この記憶された値は、セキュリティマージンΔＶを含むことが可能である。セキュリティマージンΔＶは、例えば、調整器が電圧ＶCCを与える際の許容誤差に基づいて推定される。行われるべき様々な動作（要求）に関してトランスポンダの消費が推定される際の許容誤差が考慮されてもよい。
【００９７】
図５に示された実施形態では、（供給電圧の降下の前の）可能な最大消費が判断されると、端末からの要求を実行可能か否かが確認される。このために、最大電流Ｉｃmax が、要求の実行に必要な電流ＩREQ と比較される（ステップ４６）。
【００９８】
従って、様々な要求、動作又は計算の実行に必要な電流を、マイクロコントローラは知っておく必要がある。例えば、マイクロコントローラ（又はトランスポンダの別のメモリ）の記憶領域に、動作と該動作の消費との相関テーブルが記憶されている。記憶される値は、適用例に応じて、トランスポンダが受信する要求、複数の機能の実行（例えば、暗号化アルゴリズムの実行）、又はより基本的なレベルの動作（例えば、ＥＥＰＲＯＭへの書込み）に相当してもよい。しかし、より基本的なレベルであればあるほど、マイクロコントローラは、より多くの計算を実行して（異なる消費を追加して）与えられた要求に必要な電流を判断しなければならない。
【００９９】
異なるタスク又は機能に関する消費は、トランスポンダの設計の際に推定されてもよく、又は、任意の端末とのテスト段階で得られてもよい。
【０１００】
結合状態が、要求を実行可能な状態であるとき（ステップ４６の出力Ｙ）、マイクロコントローラは、要求を実行する（ステップ４７）。実行結果が、逆変調で端末に送信されてもよい。
【０１０１】
結合状態が、要求を実行可能ではない状態であるとき（ステップ４６の出力Ｎ）、この要求の処理は、開始されない（ステップ４８）。
【０１０２】
利用可能な電流が十分でない場合、他の動作が行われてもよい。
【０１０３】
図６は、トランスポンダが、所与の位置におけるより良い動作条件を求める場合の変形例を部分的に示す。
【０１０４】
このために、マイクロコントローラは、要求が実行される前に、抵抗Ｒ２の値を増加させる。これは、負荷を減少させて、従って、等価な抵抗Ｒ２の値を増加させることを意味する（ステップ５１）。その後、マイクロコントローラは、図５に示された最大電流Ｉｃmax と要求の実行に必要な電流ＩREQ との比較処理（ステップ４６）を再度実行することにより、最大電流Ｉｃmax が、新たな結合状態で十分であることを確認する。このような処理は、一回又は数回実行されてもよい。
【０１０５】
抵抗Ｒ２の抵抗値の増加は、抵抗を切り替えることにより行われてもよいが、トランスポンダの消費を低下させることが好ましい。例えば、複数の補助的機能が待機状態に設定されてもよく、又は、至急ではない動作の実行が後回しにされてもよく、又は、クロック周波数が遅らせられてもよい。
【０１０６】
図７は、発せられる磁場の電力を端末が調整するように、トランスポンダが前記端末と通信する場合の別の変形例を部分的に示す。
【０１０７】
結合状態が、要求を実行可能ではない状態であるとき（ステップ４６の出力Ｎ）、トランスポンダは、電力が、トランスポンダが要求を実行するのに不十分であることを端末に通知する（ステップ５３）。
【０１０８】
端末がこのような情報を受信したとき、端末は、発振回路を離調させることなく、磁場の電力を調整する。このために、端末は、直列抵抗器Ｒ１の抵抗値を変化させる。端末は、直列抵抗器Ｒ１の抵抗値を、公称値Ｒ１０から、より低い値Ｒ１１に変更する（ステップ５４）。従って、トランスポンダが必要とする消費に達するために必要な負荷の補足分が、端末によって補償される。実際には、抵抗器Ｒ１の抵抗値の減少は、抵抗Ｒ２の抵抗値を、同一比で減少させることを意味する。
【０１０９】
図７に示された実施形態によれば、端末に情報を送信する前に、トランスポンダが要求を実行するために必要な電流をトランスポンダが評価する。抵抗Ｒ２の所要の値Ｒ２REQ を推定するために、値Ｒ２REQ 及び電流ＩREQ に関する電圧ＶC2]R2REQが、電圧ＶC2]R20と同一である必要がある（現在の電圧が、電圧ＶCCを得るために十分である）。このため、値Ｒ２REQ と値Ｒ２０との比率が、以下に示すように表現され得る。
【０１１０】
【数２０】
2011004402.tif 000022
【０１１１】
従って、トランスポンダは、比率ＩREQ ／Ｉｃ]R20（又は、値ＩREQ 及び値Ｉｃ]R20）を端末に送信してもよく、このため、端末が、比率又は値に応じて抵抗器Ｒ１の値を変化させることが可能になる。
【０１１２】
変形例として、電圧ＶC2の最小値ＶC2min が入力される。このため、端末によって供給される電力を必要最低限に最適化することが可能になる。式１９は、以下に示すように表現され得る。
【０１１３】
【数２１】
2011004402.tif 000023
【０１１４】
要求又は動作の一部のみが、確認されてもよい（例えば、操作された秘密鍵等を保護するために、暗号化動作が妨害されることは好ましくない）。
【０１１５】
変形例として、要求に関連して説明されている構成が、端末から受信した要求によって生じる一又は複数の機能の実行に相当してもよく、これは、端末から受信した外部要求を、トランスポンダ内における複数の内部要求に分割することに相当する。この場合、あらゆる「重大な」内部要求、すなわち、トランスポンダが完全に実行可能であることを確認することが望ましい要求に関して、マイクロコントローラは、要求を実行する前に、利用可能な最大電流を確認する。
【０１１６】
図８は、上述された方法に応じて電力を管理すべく設けられたトランスポンダ２の実施形態を示すブロック図である。図８の表示は、図２の表示と比べて簡略化されている。具体的には、復調及び逆変調の構成要素、並びにクロック周波数を得るための構成要素が図示されていない。
【０１１７】
前述したように、トランスポンダ２は、その端子２１及び２２が、整流ブリッジ２３の入力端子に接続されている並列発振回路Ｌ２−Ｃ２に基づいている。処理部２７のために電流Ｉｃを測定するセンサ４９が調整器２６の出力側に設けられている。更に、整流ブリッジ２３の端子２４及び端子２５間に、切替可能な抵抗性回路４０が設けられている。例えば、２つの抵抗器Ｒ４３及び抵抗器Ｒ４５が並列に接続されており、夫々の抵抗器４３、４５は、夫々のスイッチＫ４３、Ｋ４５と直列に接続されている。スイッチＫ４３及びスイッチＫ４５（例えば、ＭＯＳトランジスタ）は、結合位置を判断する方法を実施するために切り替えられる。処理部（ＰＵ、プロセッサ）２７は、入力ＭＥＳで電圧ＶCaに関する情報を受取り、上述した方法を実施する。処理部２７は更に、電流Iｃに関する情報を（例えば、センサ４９から）を受け取る。図８に示された実施形態では、両方の抵抗器Ｒ４３及び抵抗器Ｒ４５が機能的に接続されているとき、抵抗Ｒ２（トランスポンダの回路の負荷）は抵抗値Ｒ２０を示す。抵抗器Ｒ４３及び抵抗器Ｒ４５の内の一方（例えば、抵抗器Ｒ４３）の接続が切られると、抵抗Ｒ２の抵抗値が抵抗値Ｒ２１に増加する。前記方法の変形例に応じて他の接続及び切替が設定されてもよい。例えば、図５に関連して説明されているように、抵抗Ｒ２の２つの抵抗値の内の一方が、他のトランスポンダの回路の抵抗性負荷に相当するとみなすと、単一の切替可能な抵抗器が用いられてもよい。
【０１１８】
好適な実施形態によれば、切替可能な抵抗器は、抵抗性逆変調に用いられる抵抗器に相当する。例えば、逆変調抵抗器が回路で機能するように、逆変調抵抗器を切り替えること（図２に示された実施例におけるスイッチＫ３０がオンの状態）により、電圧値ＶC2]R20が測定される。次に、スイッチＫ３０がオフされて、電圧値ＶC2]R21が測定される。
【０１１９】
変形例として、等価な抵抗Ｒ２の抵抗値の増加又は減少が、トランスポンダの回路、一般的には処理部２７の消費の変動によって引き起こされる。例えば、抵抗Ｒ２の抵抗値を減少させるために（消費を増加させるために）、処理部２７による計算又は処理の実行が開始される。等価な抵抗Ｒ２の抵抗値の増加は、ある計算の割込みによる処理部２７の消費の減少によって引き起こされてもよい。変形例として、クロックにより調整される実行速度が回路２０を用いて低減されてもよい。処理部２７によって実行されるべき様々なタスクに関する消費が分かる時点から、抵抗Ｒ２における変動も分かる。
【０１２０】
利用可能な電力を評価するために必要な計算は、計算の実行時間が、端末の前方でのトランスポンダの変位速度（ひいては結合係数の変動速度）に対して無視し得る程十分に簡単である。特に、マイクロコントローラを備えたトランスポンダが暗号機能を実行する場合であり、この場合、このような計算を駆使する機能自体は、結合が変化しないとみなされ得る期間中に実行される。他の場合では、トランスポンダが端末の受信面に載置されている場合、トランスポンダと端末との結合が更に長い期間変動しない。
【０１２１】
利用可能な電力の評価は、端末との通信を確立する必要なしに行われることに留意すべきである。
【０１２２】
更に、上述したような最適結合に対する電流結合の評価により、所与の端末の特性に依存しないことが可能になり、端末とは無関係に評価が行われる。従って、本発明に係る結合評価手段を備えたトランスポンダは、既存のあらゆる端末とも作動することが可能である。
【０１２３】
異なる変形例を有する様々な実施形態について説明している。当業者は、あらゆる進歩性を示すことなく、様々な実施形態及び変形例の様々な構成要素を組み合わせることができることに留意すべきである。具体的には、上述された実施形態では、利用可能な最大電流の評価について説明されているが、利用可能な電力に関する情報が、トランスポンダの回路に必要な電圧ＶC2の最小値ＶC2min を様々な関係で含むことによって、直接用いられ得る。
【０１２４】
このような変更、調整及び改良は、本開示の一部であると意図されており、本発明の趣旨及び範囲内であると意図される。従って、上述した説明は単なる一例であり、本発明を制限することを意図していない。本発明は、以下の請求項及びその均等物に定義されているようにのみ制限されている。
【符号の説明】
【０１２５】
１  端末
２  トランスポンダ
２３  整流器、整流ブリッジ
２７  プロセッサ、処理部
３０  抵抗性逆変調要素、変調（逆変調）段
４０  抵抗性要素、抵抗性回路
Ｃ２  発振回路、コンデンサ、容量性素子
Ｌ２  発振回路、インダクタンス、誘導性素子
【図１】
2011004402.tif 000024
【図２】
2011004402.tif 000025
【図３】
2011004402.tif 000026
【図４】
2011004402.tif 000027
【図５】
2011004402.tif 000028
【図６】
2011004402.tif 000029
【図７】
2011004402.tif 000030
【図８】
2011004402.tif 000031