(57)【要約】【課題】読み取り機とカードとの間の安全な非接触式データ交換のための装置を提供する。【解決手段】本発明は、−読み取り機（２）との結合を実行するために、少なくとも１つの第１アンテナループ（１１０ａ、２１０ａ）及び少なくとも１つの第２アンテナループ（１１０ｂ、２１０ｂ）が設けられた、データを受信すると共に送信するためのユニットと、−前記第１ループによって受信された第１信号と前記第２ループによって受信された第２信号との間の位相シフト（ΔФ）に従って、データ伝送を認可するかまたは阻止する手段（２１６、２２４ａ、２２４ｂ、１１５、１１６）とを備えるトランスポンダが設けられた非接触式データ交換システムに関連している。【選択図】図１０Ｂ
2011129131.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触式データ交換システムのトランスポンダであって、
−読み取り機（２）との結合を実行するために、少なくとも１つの第１アンテナループ（１１０ａ、２１０ａ）及び少なくとも１つの第２アンテナループ（１１０ｂ、２１０ｂ）が設けられた、データを受信すると共に送信するためのユニットと、
−前記第１ループによって受信された第１搬送波信号と前記第２ループによって受信された第２搬送波信号との間の位相シフト（ΔФ）に従って、データ伝送を認可するかまたは阻止する手段（２１６、２２４ａ、２２４ｂ、１１５、１１６）と
を備えることを特徴とする非接触式データ交換システムのトランスポンダ。
【請求項２】
前記データ伝送を認可するかまたは阻止する手段が、
−前記第２ループから到来する信号に所定の位相シフトを生じさせる位相シフト手段（１１５）と、
−前記第１ループから到来する信号と、前記第２のループから到来して前記位相シフト手段から到来する別の信号とを加える加算手段（１１６）と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の非接触式データ交換システムのトランスポンダ。
【請求項３】
前記トランスポンダが、前記第１ループから到来する信号と、前記第２のループから到来して所定の位相シフトを受けた信号との間の合計から結果として生じる信号を用いて電力を供給される
ことを特徴とする請求項２に記載の非接触式データ交換システムのトランスポンダ。
【請求項４】
前記第１ループ（１１０ａ）によって受信された前記第１信号と、前記第２ループ（１１０ｂ）によって受信された前記第２信号との間の位相シフトが、あらかじめ定められた位相シフトだけ異なる場合、前記トランスポンダは、電力を供給されないか、または不足した電力を供給される
ことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか一項に記載の非接触式データ交換システムのトランスポンダ。
【請求項５】
前記所定の位相シフトが、Ｋ×π（ここでＫは０より大きい奇整数）の位相シフトである
ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の非接触式データ交換システムのトランスポンダ。
【請求項６】
前記データ伝送を認可するかまたは阻止する手段が、
−前記第１ループによって受信された前記第１信号と、前記第２ループによって受信された前記第２信号との間の位相シフトを分析する位相シフト分析手段（２１６）を備え、
前記位相シフト分析手段による、あらかじめ定められた位相シフトと異なる位相シフトの検出に続いて、データの伝送が阻止される
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触式データ交換システムのトランスポンダ。
【請求項７】
前記トランスポンダが、復調手段（２２４ａ、２２４ｂ）を更に備え、
前記位相シフト分析手段が、前記第１信号と前記第２信号との間で検出された位相シフトに従って、前記復調手段（２２４ａ、２２４ｂ）の活性化信号または非活性化信号を送出するために提供される
ことを特徴とする請求項６に記載の非接触式データ交換システムのトランスポンダ。
【請求項８】
前記第１アンテナループと前記第２アンテナループが、それぞれ所定の電荷の第１共振回路と所定の電荷の第２共振回路とを形成すると共に、
前記トランスポンダが、
−第１共振回路（１１０ａ、２１０ａ）の負荷を変調する第１変調手段（１１４ａ、２１４ａ）及び第２共振回路（１１０ｂ、２１０ｂ）の負荷を変調する第２変調手段（１１４ｂ、２１４ｂ）と、
−第１変調手段及び第２変調手段を制御することができる制御手段（２３０）とを備え、
前記トランスポンダが、前記位相シフト分析手段による、あらかじめ定められた位相シフトと異なる位相シフトの検出に続いて、前記第１共振回路の変調と前記第２共振回路の変調の制御が中止されるという点で特色を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の非接触式データ交換システムのトランスポンダ。
【請求項９】
前記第１ループと前記第２ループが、８の字の閉じた輪郭を形成する
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の非接触式データ交換システムのトランスポンダ。
【請求項１０】
前記第１ループと前記第２ループが、それぞれ、第１輪郭と、前記第１輪郭から分離した第２輪郭とを形成する
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の非接触式データ交換システムのトランスポンダ。
【請求項１１】
前記第１ループと前記第２ループが、それぞれ、第１輪郭と第２輪郭とを形成し、前記第１輪郭（２５）が、前記第２輪郭（２６）の内側に配置される
ことを特徴とする請求項１０に記載の非接触式データ交換システムのトランスポンダ。
【請求項１２】
非接触式データ交換システムの読み取り機であって、
−トランスポンダとの結合を実行するための、少なくとも１つのアンテナループ（３１０ａ、３５、２５、１５）及び少なくとも１つの別のアンテナループ（３１０ｂ、３６、２６、１６）と、
−前記アンテナループによって送出された少なくとも１つの信号と、前記別のアンテナループによって送出された少なくとも１つの別の信号との間に、あらかじめ定められた位相シフトを生じさせる位相シフト手段（３５５）と
が設けられたデータ送信／受信ユニットを備え、
前記位相シフトがＫ×πに等しく、Ｋが０より大きい奇整数である
ことを特徴とする非接触式データ交換システムの読み取り機。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のトランスポンダと、
読み取り機と
を備えることを特徴とする非接触式データ交換システム。
【請求項１４】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のトランスポンダと、
請求項１２に記載の読み取り機と
を備えることを特徴とする非接触式データ交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、非接触式データ交換の分野、特に、例えばＲＦＩＤ（“無線ＩＣタグ”のためのＲＦＩＤ）に提供されるか、または１４４４３標準によって提供されるような、非接触式カードと読み取り機との間の交換のシステムの分野に関連している。
【０００２】
それは、改良された非接触式カード、及びそのようなカード上のデータを読み取ると共に、安全なデータ交換を実行することを可能にする読み取り機を実施する。
【背景技術】
【０００３】
１４４４３標準は、読み取り機と、例えば読み取り機によって放出された電磁場に配置されたカード、またはチケット、またはラベルのようなトランスポンダとの間の、一種のトランザクション（transaction）を定義する。
【０００４】
それらの通信は、読み取り機とトランスポンダとの間で、トランスポンダが読み取り機の結合エリアに入る場合に、誘導的に行われる。
【０００５】
それらのトランザクションは、短い距離、すなわち約１０センチメートルより小さい距離、または約１０センチメートルの大きさの距離で実行され得る。
【０００６】
ある応用例において、読み取り機とカードとの間の秘密のデータ交換が実施され得る。これらのデータ交換は、読み取り機の主導で実行されると共に、読み取り機によって作成された電磁場にカードを配置することを除いて、特別な動作をカードの持参人に全く要求しない。
【０００７】
カードにおける違法な侵入、もしくは読み取り機とカードとの間のトランザクションの間の傍受（interception）の問題が発生し得る。
【０００８】
“スキミング（Skimming）”は、ＲＦＩＤの分野において、非接触式カードを、その中の秘密のデータ、例えば識別データ、秘密のコード、金額に関連するデータを取得するために、このデータを読み取る権限を与えられた読み取り機をシミュレートする動作によって活性化する動作を意味する。
【０００９】
このタイプの侵入は、その読み取り機が十分な磁界（field）を生成すると共に、カードによって期待された通信プロトコルを採用する場合に可能である。
【００１０】
“盗聴（Eavesdropping）”は、侵入者が認可された読み取り機と非接触式カードとの間の通信を傍受するために受信装置を使用する動作を意味する。
【００１１】
従って、読み取り機とカードとの間の安全な非接触のリンクを確保することが必要である。
【００１２】
非接触式カードは、一般的に、矩形または円形のループ形式の簡単なアンテナが設けられると共に、十分に接近した十分に強い磁界を生成する認可されていない読み取り機によって活性化され得る。
【００１３】
欧州特許第１２５６９０４号明細書（EP1256904B1）は、少なくとも２つのアンテナと、変調回路とを有する非接触式カード読み取り機を備える非接触式データ交換装置を開示する。
【００１４】
その装置は、アンテナの変調が読み取り機から離れることによって強めあう干渉を受ける第１変調モードと、アンテナの変調が読み取り機から離れることによって弱めあう干渉を受ける第２変調モードを実施し得る。この変調は、２つのアンテナの間の変調における差異によって実行されると共に、以下では、これは差分変調と呼ばれることになる。
【００１５】
この装置は、更に、少なくとも２つのアンテナと復調回路を有するカードを備える。
【００１６】
もしスパイ読み取り機の電磁場が、主としてカードのアンテナループの内の１つの上で放射状に広がるならば、前記カードによって実行される差分変調は、２つの異なるレベルの変調に関して行われ、実際には、カードに含まれるデータの安全性の確保は保証されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第４６７９０４６号明細書（US4679046A）
【特許文献２】欧州特許第１２５６９０４号明細書（EP1256904B1）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
カードにおける侵入の可能性を減少させるために、解決策は、カードのアンテナのサイズを減少させることであり得る。
【００１９】
この場合、スパイ読み取り機とカードとの間の相対的な位置は、非常に正確でなければならないであろう。
【００２０】
しかしながら、そのような解決策によって、認可された読み取り機と非接触式カードとの間のトランザクションが更に難しくなる。
【００２１】
読み取り機とカードとの間のトランザクションの安全性に関して、非接触式通信の新しい改良されたシステムを作り出すという問題が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、まず、非接触式データ交換システムのトランスポンダであって、−読み取り機との結合を実行するために、少なくとも１つの第１アンテナループ及び少なくとも１つの第２アンテナループが設けられた、データを受信すると共に送信するためのユニットと、−前記第１ループによって受信された第１信号と前記第２ループによって受信された第２信号との間の位相シフト（ΔФ）に従って、データ伝送を認可するかまたは阻止する手段とを備えることを特徴とする非接触式データ交換システムのトランスポンダに関連している。
【００２３】
前記第１信号及び前記第２信号は、搬送波信号であり得る。
【００２４】
実施の第１の可能性によれば、前記データ伝送を認可するかまたは阻止する手段は、−前記第２ループから到来する信号に所定の位相シフトを生じさせる位相シフト手段と、−前記第１ループから到来する信号と、前記第２のループから到来して前記位相シフト手段から到来する別の信号とを加える加算手段とを備えることができる。
【００２５】
前記トランスポンダは、遠隔給電（remote power feeding）によって電力を供給され得る。
【００２６】
実施の可能性によれば、前記電力は、前記第１ループから到来する信号と、前記第２のループから到来して所定の位相シフトを受けた信号との間の合計から結果として生じる信号を用いて生成され得る。
【００２７】
前記第１ループによって受信された前記第１信号と、前記第２ループによって受信された前記第２信号との間の位相シフトが、あらかじめ定められた位相シフトだけ異なる場合、前記トランスポンダは、電力を供給されないか、または不足した電力を供給されることができる。
【００２８】
“不足した電力を供給される”とは、トランスポンダの１つまたは複数のモジュール、特に、復調手段、及び／または電荷変調手段、及び／またはこれらの電荷変調手段の少なくとも１つの制御論理ユニット、及び／またはメモリモジュールが機能することを可能にするのに不十分な電圧を電力が供給することを意味する。
【００２９】
前記所定の位相シフトは、Ｋ×π（ここでＫは０より大きい奇整数）の位相シフトであり得る。
【００３０】
実施の第２の可能性によれば、前記データ伝送を認可するかまたは阻止する手段は、前記第１ループによって受信された前記第１信号と、前記第２ループによって受信された前記第２信号との間の位相シフトを分析する位相シフト分析手段を備えることができ、前記位相シフト分析手段による、あらかじめ定められた位相シフトと異なる位相シフトの検出に続いて、データの伝送が阻止され得る。
【００３１】
前記トランスポンダは、アンテナループから到来する信号を復調する復調手段を更に備える。
【００３２】
前記位相シフト分析手段は、前記第１信号と前記第２信号との間で検出された位相シフトに従って、前記復調手段の活性化信号または非活性化信号を生成するために提供され得る。
【００３３】
前記第１アンテナループと前記第２アンテナループは、それぞれ所定の電荷（charge）の第１共振回路と所定の電荷（charge）の第２共振回路とを形成する。
【００３４】
前記トランスポンダは、更に、−第１共振回路の電荷を変調する第１変調手段及び第２共振回路の電荷を変調する第２変調手段と、−第１変調手段及び第２変調手段を制御することができる制御手段とを備え得ると共に、前記トランスポンダは、前記位相シフト分析手段による、あらかじめ定められた位相シフトと異なる位相シフトの検出に続いて、前記第１共振回路の変調と前記第２共振回路の変調の制御が中止されるという点で特色を有し得る。
【００３５】
前記トランスポンダのアンテナループの実施の可能性によれば、前記第１ループと前記第２ループは、８の字の閉じた輪郭（closed contour：閉輪郭）を形成し得る。
【００３６】
実施のこの可能性は、アンテナと特に変調手段及び制御手段を備えるチップとの間にボンディングパッド（bonding pad）を加えるのを制限することを可能にする。
【００３７】
前記第１ループと前記第２ループは、それぞれ、第１輪郭と、前記第１輪郭から分離した第２輪郭とを形成し得る。
【００３８】
前記第１ループと前記第２ループは、それぞれ、第１輪郭と第２輪郭とを形成し得ると共に、前記第１輪郭は、前記第２輪郭の内側に配置され得る。
【００３９】
本発明は、更に、非接触式読み取り機であって、−トランスポンダとの結合を実行するための、少なくとも１つの第１アンテナループ及び少なくとも１つの第２アンテナループと、−前記第１アンテナループによって送出された少なくとも１つの信号と、前記第２アンテナループによって送出された少なくとも１つの別の信号との間に、あらかじめ定められた位相シフトを生じさせる位相シフト手段とが設けられたデータ送信／受信ユニットを備えることを特徴とする非接触式読み取り機に関連している。
【００４０】
前記位相シフトは、Ｋ×π（ここでＫは０より大きい奇整数）の位相シフトであり得る。
【００４１】
本発明は、更に、例えば以上に定義されたようなトランスポンダと、例えば以前に定義されたような読み取り機とを備えることを特徴とする非接触式データ交換システムに関連している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】非接触式データ交換システム、読み取り機、及びトランスポンダを示す図である。
【図２Ａ】本発明による非接触式データ交換システムに実装され得る異なるアンテナ構造を示す図である。
【図２Ｂ】本発明による非接触式データ交換システムに実装され得る異なるアンテナ構造を示す図である。
【図２Ｃ】本発明による非接触式データ交換システムに実装され得る異なるアンテナ構造を示す図である。
【図３Ａ】ＲＦＩＤシステムの読み取り機に実装され得る異なるアンテナ構造を示す図である。
【図３Ｂ】ＲＦＩＤシステムの読み取り機に実装され得る異なるアンテナ構造を示す図である。
【図３Ｃ】ＲＦＩＤシステムの読み取り機に実装され得る異なるアンテナ構造を示す図である。
【図４Ａ】ＲＦＩＤシステムに実装され得る異なるアンテナ構造を示す図である。
【図４Ｂ】ＲＦＩＤシステムに実装され得る異なるアンテナ構造を示す図である。
【図４Ｃ】ＲＦＩＤシステムに実装され得る異なるアンテナ構造を示す図である。
【図５Ａ】本発明に従って実施されたトランスポンダのアンテナに関連した、本発明による読み取り機のアンテナの位置決めを示す図である。
【図５Ｂ】本発明に従って実施されたトランスポンダのアンテナと、従来技術による読み取り機のアンテナの位置決めを示す図である。
【図６】本発明に従って実施されたトランスポンダにおける４つのアンテナループを有する受信及び応答ユニットを示す図である。
【図７】本発明による読み取り機とトランスポンダとの間の非接触式データ交換システムの動作モードを示す図である。
【図８】本発明による読み取り機とトランスポンダとの間の非接触式データ交換システムの動作モードを示す図である。
【図９Ａ】本発明によるデータ交換システムの動作例を示す図である。
【図９Ｂ】本発明によるデータ交換システムの動作例を示す図である。
【図１０Ａ】本発明によるトランスポンダの構造の第１の例を示す図である。
【図１０Ｂ】本発明によるトランスポンダの構造の第２の例を示す図である。
【図１１】本発明による位相分析手段の一例の構造を示す図である。
【図１２】本発明による読み取り機の一例の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
この発明は、添付された図面を参照して、純粋に情報目的のために提供され、少しも制限的でない一例の実施例を読むことにより、更によく理解されることになる。
【００４４】
異なる図面における同じ、同様の、もしくは同等の構成要素は、１つの図面から別の図面への切り換えを容易にするために、同じ参照符号を有する。
【００４５】
図面を更に読み易くするために、図面において示された様々な構成要素は、必ずしも等分目盛で示されるとは限らない。
【００４６】
図１において、非接触式データ交換システムは、図式的に読み取り機２を含むことが示されると共に、それは、結合によって、トランスポンダ４と無線周波数の磁気信号を取り交わす。
【００４７】
例えば、そのトランスポンダは、カードの形式であり得る。
【００４８】
これらの信号は、情報またはデータを含むと共に、更に、トランスポンダによって、トランスポンダが、例えばキャリアを構成する正弦波信号を整流してフィルタリングするためのシステムを使用して、その供給電圧を生成することを可能にするために使用され得る。
【００４９】
これらの信号は、データまたは情報が送信される測度をトランスポンダ４が判定することを可能にするために、更に、クロックデータ、または同期化データを含むことができる。
【００５０】
トランスポンダ４は、アンテナループ、例えば少なくとも２つのアンテナループを有する受信及び送信ユニットを備える。
【００５１】
同様に、読み取り機２は、アンテナループ、例えば少なくとも２つのアンテナループを有する送信／受信ユニットが設けられる。
【００５２】
トランスポンダ４のアンテナループは、例えば８の字（図２Ａ）の導電性の輪郭１５の形式であり得るか、または、並置された個別の導電性の輪郭、例えば矩形形状もしくは円形形状３５、３６（図２Ｃ）であり得るか、または、例えば別の導電性の輪郭２６の中に配置された少なくとも１つの導電性の輪郭２５（図２Ｂ）の形式であり得る。
【００５３】
後者の場合において、読み取り機２に関連したトランスポンダ４の位置決め精度は、あまり制限的ではない。
【００５４】
中央ループ及び周囲のループは、巻き上げられた導電路の異なる巻数によって活性表面に同等に生成された、巻き上げられた導電性の導電路の形状をなし得る
【００５５】
このアンテナの構造を通して、ループの内の１つが磁界に入り込む場合に、両方のループが磁界に入り込む。
【００５６】
読み取り機２の送信／受信ユニットのアンテナの数と同様に、形状は可変であり得る。
【００５７】
読み取り機２は、例えば図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃで与えられたそれらのようなアンテナループを備えることができる。
【００５８】
読み取り機２の送信／受信ユニットは、読み取り機の送信／受信ユニットのアンテナループの中の所定のアンテナループによって送出された信号と、前記所定のアンテナループに関連している別のアンテナループによって送出された別の信号、特に搬送波信号との間にあらかじめ定められた位相シフトΔφを適用するために提供された位相シフタ（phase shifter）３８を形成する手段を備え得る（図３Ａ〜３Ｃ）。
【００５９】
位相シフタ３８は、例えば、受動素子または遅延線を用いて形成され得るフィルタを用いて実施され得る。
【００６０】
この位相シフトは、そのような信号を受信するトランスポンダ４が読み取り機２を認証し得るように、符号化を構成する。
【００６１】
この位相シフトは、例えば、Ｋ×π（ここでＫは０より大きい奇整数）の位相シフトであり得る。
【００６２】
読み取り機２は、その２つの関連するアンテナループの間で逆位相の信号を送出するためのものとして提供され得る。
【００６３】
送信／受信ユニットは、更に、例えば１３．５６［ＭＨｚ］の周波数で搬送波を送出する発生器ブロック３９を備え得る。
【００６４】
読み取り機２は、発振器、及び例えば増幅の機能、論理回路によって制御され得る変調の機能を実行する異なるモジュールの他に、トランスポンダによって返信された情報の復調に関するモジュール、特に整流、フィルタリング、増幅の機能を実行するモジュールを備える。
【００６５】
トランスポンダ４は、実施の第１の可能性によれば、トランスポンダの所定のアンテナループによって受信された搬送波信号と、前記所定のアンテナループに関連している別のアンテナループによって受信された別の搬送波信号との間の、所定のあらかじめ定められた位相シフトを測定するか、または検出するために提供された位相分析手段を備える。
【００６６】
位相分析手段は、例えば、信号をサンプリングするための手段、各信号の間で最大値を判定するための手段、及びこれらの最大値の間のシフトまたは時間を計算するための手段を使用して実施され得る。
【００６７】
トランスポンダのアンテナループによって受信された搬送波信号の間の所定のあらかじめ定められた位相シフトのこの測定または検出は、トランスポンダ４によって、トランスポンダ４が読み取り機２を認証することを可能にするために使用される。
【００６８】
トランスポンダ４は、例えば、その関連するアンテナループ上で受信された逆位相における信号によって、すなわち読み取り機の２つの関連するアンテナループによって逆位相で送出された信号によって、読み取り機を認証し得る。
【００６９】
位相シフト分析モジュールは、トランスポンダに含まれるデータの送出を認可するか、もしくは阻止するためにトランスポンダによって提供された手段に関連付けられ得る。
【００７０】
このために、位相シフト分析モジュールによって実行された測定または検出の結果に従って、読み取り機に対して要求されたデータを返信するか、または返信しないために、搬送波信号の逆変調（retro-modulation）が認可され得るか、もしくは阻止され得る。
【００７１】
実装の別の可能性によれば、トランスポンダ４は、トランスポンダの所定のアンテナループによって受信された信号と、前記所定のアンテナループに関連する別のアンテナループによって受信された別の信号との間に位相シフトを生じさせる位相シフト手段４８の他に、位相シフト手段から到来する信号であって、アンテナループの内の１つから到来する信号を、別のアンテナループから到来する信号に加える加算手段４９を備え得る。
【００７２】
この加算の結果は、読み取り機２を認可するのを可能にし得る。
【００７３】
この場合、読み取り機に対するデータ伝送は、トランスポンダから電力を奪うことによって、もしくはトランスポンダの電力を不足させることによって阻止され得る。
【００７４】
“電力を不足させる”とは、トランスポンダがデータを送信することができないように、トランスポンダが動作することを可能にするのに不十分な電圧を電力が供給することを意味する。
【００７５】
図５Ａにおいて、本発明による読み取り機のそれぞれのアンテナループ、及び例えば本発明に従って実装されたトランスポンダのアンテナループが示される。
【００７６】
読み取り機のアンテナによって放出された磁界Ｂ１、Ｂ２は、トランスポンダが、そのアンテナループ上で受信された信号の位相差を分析することによって、トランスポンダが読み取り機をトランスポンダが含むデータを読み取る権限を与えられていると識別することを可能にし得るように、逆位相の状態にある。
【００７７】
図５Ｂにおいて、従来技術による読み取り機のアンテナループ、及び例えば本発明に従って実装されたトランスポンダのアンテナループが示される。
【００７８】
その読み取り機は、この例において同質の磁界Ｂを放出する。
【００７９】
そのトランスポンダは、そのアンテナループ上で受信された信号の位相差を分析することによって、トランスポンダが含むデータを読み取ることを認可されていない読み取り機、またはトランスポンダが含む全てのデータを読み取る権限を与えられていない読み取り機、特にトランスポンダの秘密のデータを読み取る権限を与えられていない読み取り機を識別し得る。
【００８０】
読み取り機及びトランスポンダは、２つを超える関連する導電性のループを、それぞれ備えることができる。
【００８１】
図６における装置の例において、トランスポンダのアンテナの４つのループ１５１、１５２、１６１、１６２が示される。
【００８２】
ループ１５１によって送出された信号とループ１６１によって送出された信号との間の位相差が比較され、そしてループ１５２によって送出された信号とループ１６２によって送出された信号との間の位相差が比較されるように、ループ１５１及びループ１６１は、共に結合しており、一方ループ１５２及びループ１６２は、同様に共に結合している。
【００８３】
このアンテナ上で実行されたシミュレーションは、アンテナ上の平均された磁界の分布が２５［ｍｍ］×１５［ｍｍ］の面積であることを示す。
【００８４】
図７における曲線Ｃ１０は、アンテナを有するカードの起動が２［ｃｍ］の位置決め精度によって、そして同じ読み取り機のアンテナによって可能であることを示す。
【００８５】
認可されない読み取り機のアンテナの磁界に配置された同じカードに関して、アンテナカードの表面上の磁界のレベルは、はるかに弱い（図８における曲線Ｃ５０）。
【００８６】
２つの動作モードが、例えば本発明に従って実施された非接触式データ交換システムにおいて実行され得る。
【００８７】
第１のモードは、トランスポンダがその関連するアンテナループ上で検出した読み取り機から到来する信号の特定の位相シフトを通して認可された読み取り機としてトランスポンダが認識する読み取り機の存在下でのみ、そのトランスポンダが、含まれているデータを送信することができる“永久的な安全モード”と呼ばれる。
【００８８】
この第１のモードにおいて、そのトランスポンダは、認可されない読み取り機を検出する場合、データを全く送信しない。
【００８９】
認可されない読み取り機は、トランスポンダ４によって実行される位相シフトの分析がトランスポンダの期待する位相シフトと異なる位相シフトを示すような同質の磁界を放出する従来技術による読み取り機２であり得る。
【００９０】
第２のモードは、トランスポンダ４が、読み取り機２から到来する信号の位相シフトを通して、それを認可された読み取り機として識別しない場合、トランスポンダ４が、秘密の性質を持たないデータを送信するために、特定の構成を全く持たない従来技術による読み取り機２と一緒に動作することを可能にする“拡張された安全モード”と呼ばれる（図９Ａ）。
【００９１】
この第２のモードにおいて、トランスポンダ４がその関連するアンテナループ上で検出した読み取り機２から到来する信号の位相シフトの分析を通して、それを認可された読み取り機として識別する場合、そのトランスポンダは、同様に、秘密の性質を有するデータを送信することができる（図９Ｂ）。
【００９２】
本発明に基づいたトランスポンダ装置の実施の第１の詳細な例は、図１０Ａで提供される。
【００９３】
そのトランスポンダは、第１の誘導的アンテナループに接続された第１のキャパシタンス１１１ａを有する第１の共振回路１１０ａと、第２の誘導的アンテナループに接続された第２のキャパシタンス１１１ｂを有する第２の共振回路１１０ｂとを備え、そのアンテナループ１１０ａ、１１０ｂは、例えば、図２Ａから図２Ｃと連係して前述した構造の内の１つまたは別の構造を形成する。
【００９４】
変調手段１１４ａが、第１の共振回路１１０ａの負荷（load）を変調するために提供され、一方、変調手段１１４ｂは、第２の共振回路１１０ｂの電荷（charge）を変調することを可能にする。
【００９５】
変調手段１１４ａ、１１４ｂは、制御論理ユニット１３０によって制御される。
【００９６】
第２の共振回路１１０ｂの出力には、第２の共振回路１１０ｂから到来する信号に所定の位相シフトを適用するために、例えば位相シフトπを適用するために、位相シフトステージ１１５が提供され得る。位相シフトステージ１１５は、例えば、遅延線を使用して実施され得る。
【００９７】
第１のアンテナループから到来する信号と、第２のアンテナループから到来し、ステージ１１５によってπの位相シフトを受けた信号との間の加算を実行するために、第１の共振回路１１０ａの出力及び位相シフトステージ１１５の出力に加算ステージ１１６が提供される。
【００９８】
加算ステージ１１６の出力に、電圧整流器１１８が提供され、電圧整流器１１８は、交流電流から直流電流への変換を行う。
【００９９】
電圧整流器１１８の出力に、電圧調整器１１９が更に提供され得る。
【０１００】
トランスポンダの電力は、読み取り機２から到来する信号を用いて発生される。本発明に基づいたこの例において、加算器１１６から到来する信号がゼロであるか、または所定のしきい値より小さい場合に、そのトランスポンダが電力を供給されないか、または不十分に電力を供給されるように、トランスポンダの電力は、それ自体は加算器１１６から到来する信号を用いて作成される。
【０１０１】
“不十分に電力を供給される”とは、加算器１１６から到来する信号を用いて作成した電力が、特に制御論理ユニットが動作すること、従って、変調手段１１４ａ、１１４ｂが、共振回路の負荷を変調することの他、トランスポンダのメモリブロックにアクセスすることができることを可能にするのに不十分である電圧を提供することを意味する。
【０１０２】
復調器ステージ１２４が、加算器１１６の出力に更に提供される。復調器ステージ１２４が不十分に電力を供給されるとき、読み取り機からの制御の復調が、同様に阻止される。
【０１０３】
そのトランスポンダは、更に、送信されるべきデータを含む少なくとも１つのメモリブロック（図１０Ａには図示せず）を備える。
【０１０４】
トランスポンダ装置の第２の例は、図１０Ｂで提供されると共に、第１の誘導的アンテナループと並列に接続された第１のキャパシタンス２１１ａを有する第１の共振回路２１０ａと、第１の誘導的アンテナループから分離した第２の誘導的アンテナループと並列に接続された第２のキャパシタンス２１１ｂを有する第２の共振回路２１０ｂとを備え、アンテナループは、例えば図２Ｂにおける構造、もしくは図２Ｃにおける構造のような形状を有する。
【０１０５】
第１の共振回路２１０ａ、及び第２の共振回路２１０ｂは、それぞれ変調手段２１４ａ、及び変調手段２１４ｂに結合されている。
【０１０６】
変調手段２１４ａは、論理制御回路２３０により供給された信号によって第１の共振回路２１０ａの負荷（load）を変調するために提供される。
【０１０７】
変調手段２１４ｂは、論理制御回路２３０により供給された信号によって第２の共振回路２１０ｂの負荷（load）を変調するために提供される。
【０１０８】
電圧整流器２１８ａが、アンテナ２１０ａの端子に提供され、一方、別の電圧整流器２１８ｂが、もう一方のアンテナ２１０ｂの端子に提供される。電圧調整器２１９が、電圧整流器２１８ａ、２１８ｂの出力に提供される。
【０１０９】
この例において、そのトランスポンダは、第１の共振回路２１０ａから到来する信号と、第２の共振回路２１０ｂから到来する信号との間の位相シフトを分析するために、共振回路２１１ａ、２１１ｂの出力に提供される位相分析ステージ２１６を備える。
【０１１０】
位相アナライザ２１６によって検出された位相シフトに従って、位相アナライザ２１６は、Ｓｅｎａｂｌｅ活性化信号を復調器２２４ａ、２２４ｂに対して、供給することができるか、あるいは供給しないことができる。このＳｅｎａｂｌｅ活性化信号は、更に、制御ユニット２３０のためのものであり得る。
【０１１１】
第１の復調器２２４ａが、第１の共振回路２１０ａに接続され、一方、別の復調器２２４ｂが、第２の共振回路２１０ｂに接続される。
【０１１２】
位相シフト分析手段があらかじめ定められた位相シフトと異なる位相シフトを検出する場合、復調器２２４ａ、２２４ｂは、非活性化されるか、もしくは活性化されない。
【０１１３】
この場合、制御論理ユニット２３０は、復調器２２４ａ、２２４ｂから到来する信号を受信せず、そして、変調手段２１４ａ、２１４ｂに対して制御信号を全く送信しない。
【０１１４】
位相シフト分析手段があらかじめ定められた位相シフトに等しい位相シフト、例えばＫ×π（ここでＫは０より大きい奇整数）の位相シフトを検出する場合、共振回路２１０ａ、２１０ｂから到来する信号が、復調され得ると共に、変調手段２１４ａ、２１４ｂを制御する論理制御回路２３０に送信され得るように、復調器２２４ａ、２２４ｂが、Ｓｅｎａｂｌｅ信号を用いて活性化される。
【０１１５】
位相シフト分析モジュールの実施の例は、図１１において提供されると共に、ブロック３１１、例えば、振幅と位相がその入力Ｅ１と入力Ｅ２との間の位相差（φ２−φ１）に依存する“Ｖｄｅｍｏｕｔ”出力信号を供給するために提供されたＰＬＬコンポーネント（ＰＬＬは“phase locked loop”のこと）を備える。
【０１１６】
“Ｖｄｅｍｏｕｔ”出力信号は、その場合に、比較手段３１３を用いて、それに関して位相シフト分析手段が肯定応答信号を送出することが望まれる、あらかじめ定められた位相シフトに従って決定された基準信号Ｖｒｅｆと比較され得る。
【０１１７】
実施の可能性によれば、例えば、比較手段３１３は、例えばインバータ及び非インバータと共に２つのヒステリシス比較器を備えることによって、そして、これらの比較器の２つの出力の論理ＡＮＤ結合（logic AND combination）を実行することによって、概略的にヒステリシスで“Ｖｄｅｍｏｕｔ”が“Ｖｒｅｆ”に等しい場合に、Ｓｅｎａｂｌｅ信号を生成することを可能にする手段と交換され得る。
【０１１８】
トランスポンダは、更に、送信されるべきデータを含む少なくとも１つのメモリブロック（図１０Ｂには図示せず）を備える。
【０１１９】
この一例の実施例において、そのトランスポンダは、受信された信号の位相分析手段２１６を用いた位相分析を通して、認可された読み取り機からスパイ読み取り機を区別することが可能である。
【０１２０】
読み取り機の一例の実施は、図１２において提供される。
【０１２１】
この例において、その読み取り機は、この読み取り機を認証するのを可能にすることを意図しているあらかじめ定められた位相シフトに従って、位相不一致（out-of-phase）信号を送出するために提供された、第１のアンテナ回路３１０ａ及び第２のアンテナ回路３１０ｂを備える。
【０１２２】
その読み取り機は、その場合に、あらかじめ定められた位相シフトを読み取り機の送信ユニット３５０から到来する信号に生じさせるために、位相シフト手段３５５が設けられ得る。
【０１２３】
読み取り機の送信ユニット３５０は、更に、増幅手段３１５ａ、３１５ｂ、そして変調手段３１４ａ、３１４ｂが設けられ得る。
【０１２４】
読み取り機の受信ユニット３３０は、整流ステージ３３１ａ、３３１ｂ、フィルタリングステージ３３２ａ、３３２ｂ、そして増幅ステージ３３３ａ、３３３ｂが設けられ得る。
【０１２５】
可能性によれば、本発明に基づいたトランスポンダは、それが非安全モードに配置され得るように、実施され得る。この場合、そのトランスポンダは、全ての読み取り機に非安全の（秘密でない）情報を読み取る権限を与える。
【０１２６】
非安全モードから安全モードへの切り換えは、特定の命令によってカードに要求されることになる。
【０１２７】
この命令の受信の後で、そのトランスポンダは、その様々なアンテナループ上の信号を分析する。
【０１２８】
認可された読み取り機は、その読み取り機が必要とする安全なデータを、そのトランスポンダがその読み取り機に返信することを要求する。
【０１２９】
トランスポンダによって検出され得るあらかじめ定められた位相シフトに従って、位相不一致（out-of-phase）信号を送出する読み取り機のみが、安全なデータを読むことができることになる。
【符号の説明】
【０１３０】
２    読み取り機
４    トランスポンダ
１５、２５、２６    導電性の輪郭
３５    矩形形状
３６    円形形状
３８    位相シフタ
３９    発生器ブロック
４８    位相シフト手段
４９    加算手段
１１０ａ    第１の共振回路
１１０ｂ    第２の共振回路
１１１ａ    第１のキャパシタンス
１１１ｂ    第２のキャパシタンス
１１４ａ、１１４ｂ    変調手段
１１５    位相シフトステージ
１１６    加算ステージ
１１８    電圧整流器
１１９    電圧調整器
１２４    復調器ステージ
１３０    制御論理ユニット
１５１、１５２、１６１、１６２    アンテナループ
２１０ａ    第１の共振回路
２１０ｂ    第２の共振回路
２１１ａ    第１のキャパシタンス
２１１ｂ    第２のキャパシタンス
２１４ａ、２１４ｂ    変調手段
２１６    位相分析ステージ
２１８ａ、２１８ｂ    電圧整流器
２１９    電圧調整器
２２４ａ、２２４ｂ    復調器
２３０    制御論理回路
３１０ａ    第１のアンテナ回路
３１０ｂ    第２のアンテナ回路
３１１    ＰＬＬコンポーネント
３１３    比較手段
３１４ａ、３１４ｂ    変調手段
３１５ａ、３１５ｂ    増幅手段
３３０    読み取り機の受信ユニット
３３１ａ、３３１ｂ    整流ステージ
３３２ａ、３３２ｂ    フィルタリングステージ
３３３ａ、３３３ｂ    増幅ステージ
３５０    読み取り機の送信ユニット
３５５    位相シフト手段
【図１】
2011129131.tif 000003
【図２Ａ】
2011129131.tif 000004
【図２Ｂ】
2011129131.tif 000005
【図２Ｃ】
2011129131.tif 000006
【図３Ａ】
2011129131.tif 000007
【図３Ｂ】
2011129131.tif 000008
【図３Ｃ】
2011129131.tif 000009
【図４Ａ】
2011129131.tif 000010
【図４Ｂ】
2011129131.tif 000011
【図４Ｃ】
2011129131.tif 000012
【図５Ａ】
2011129131.tif 000013
【図５Ｂ】
2011129131.tif 000014
【図６】
2011129131.tif 000015
【図７】
2011129131.tif 000016
【図８】
2011129131.tif 000017
【図９Ａ】
2011129131.tif 000018
【図９Ｂ】
2011129131.tif 000019
【図１０Ａ】
2011129131.tif 000020
【図１０Ｂ】
2011129131.tif 000021
【図１１】
2011129131.tif 000022
【図１２】
2011129131.tif 000023
【外国語明細書】
2011129131.tif 000024
2011129131.tif 000025
2011129131.tif 000026
2011129131.tif 000027
2011129131.tif 000028
2011129131.tif 000029
2011129131.tif 000030
2011129131.tif 000031
2011129131.tif 000032
2011129131.tif 000033
2011129131.tif 000034
2011129131.tif 000035
2011129131.tif 000036
2011129131.tif 000037
2011129131.tif 000038
2011129131.tif 000039
2011129131.tif 000040
2011129131.tif 000041
2011129131.tif 000042
2011129131.tif 000043
2011129131.tif 000044
2011129131.tif 000045
2011129131.tif 000046
2011129131.tif 000047
2011129131.tif 000048
2011129131.tif 000049
2011129131.tif 000050
2011129131.tif 000051
2011129131.tif 000052
2011129131.tif 000053
2011129131.tif 000054
2011129131.tif 000055