(57)【要約】【課題】ラベルが汚染されたり、溶媒で変化を受けるような工業的悪環境下で使用できる非接触形トランスポンダ・システムを提供することを目的とする。【解決手段】トランスポンダ（１０）のアンテナ（１）および電子制御回路（２）を、全体が密閉されている金属囲い（３，４）の内部に設置する。読み取り装置（２０）のアンテナ（９）を電子回路（６）を含む囲い（７，１３）と一体型となっている金属前面板（８）で悪環境から保護し、工業的悪環境下で動作可能な構成とする。【選択図】図１
2004173283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンテナおよび電子回路を具備し金属製の囲いを含むトランスポンダであって、アンテナ（１）と電子制御回路（２）が密閉金属囲い（３，４）の中に含まれていることを特徴とする、前記トランスポンダ。
【請求項２】
アンテナを具備し囲いの中に含まれている読み取り装置であって、電子制御回路（６）を内部に含む囲い（７，１３）と一体となっている金属製前面板（８）によって、アンテナが環境から保護されていることを特徴とする、前記読み取り装置。
【請求項３】
前記囲いが密閉閉鎖されていることを特徴とする、請求項２記載の読み取り装置。
【請求項４】
前記囲いが０．２から０．５ミリメートルの厚さのステンレス鋼の壁で構成され、搬送波の周波数が２０から５０ｋＨｚの間で構成されていることを特徴とする、請求項１乃至３の内の１つの項に記載のトランスポンダまたは読み取り装置。
【請求項５】
アンテナ・コイル（１，９）が、囲いの金属壁に近接して結合される、広い側面を有する長方形の断面を有することを特徴とする、請求項１乃至４の内の１つの項に記載のトランスポンダまたは読み取り装置。
【請求項６】
空気間隙がコイルの後方で、囲い（４）の反対側またはフェライト素子（１１）の反対側に具備されていることを特徴とする、請求項５記載のトランスポンダまたは読み取り装置。
【請求項７】
アンテナの共振周波数が搬送波周波数よりも５から２０％高いことを特徴とする、請求項１から６の内の１つの項に記載のトランスポンダおよび読み取り装置。
【請求項８】
共振アンテナのＱ値が抵抗値を制御することにより減衰されることを特徴とする、請求項１から７の内の１つの項に記載のトランスポンダおよび読み取り装置。
【請求項９】
差分フィルタが受信回路に先行されることを特徴とする、請求項２記載の読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
オートメーションの発展に伴い、製品、道具、および製造、梱包および貯蔵と言うような操作を識別することが求められている。非常に良く知られているバーコード・システムには多くの欠点がある。ラベルの物理的または化学的劣化に言及することも可能であろうし、同様に識別対象の一部にバーコードを印刷または彫り刻むことが、材質の品質および色の為にしばしば不可能である。一方でバーコードを可視的に分析するため、バーコード上に液体または油膜が存在することは許されないが、これらのことは工業的環境では非常にしばしば発生することである。
【背景技術】
【０００２】
非接触トランスポンダ識別システム（RFID）は、種々の特長を提供する新たな解決方法を構成する。トランスポンダとは、読み取り装置（リーダー）から放出された磁場のエネルギーを捕捉する受動（パッシブ）タグである。従ってトランスポンダはそのメモリ内に含まれている情報を読み取り装置に通信することが可能である。場合によっては、この情報を読み取り装置の要求に応じて修正変更することが可能である。この新たな能力はその他の識別システムに比較して重要な特長である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
トランスポンダは、磁気誘導の妨げとならないように一般的に絶縁物で囲われている。ひとつの問題は識別対象である製品に対してまたはその中に、トランスポンダを取り付けたりまたは組み入れることである。金属対象物に適用される場合、トランスポンダの動作は外乱を受け、その感度は減ぜられるであろう。
【０００４】
製造者はこれらの問題を解決し、金属素子の近くで動作可能で、工業的汚染や攻撃に対して抵抗力のあるトランスポンダを実現することを試み続けている。知られているのは、完全には密閉されていない金属製外囲器内に梱包された素子であって、完全に密閉しないことにより磁場がトランスポンダの方へ伝搬できるようにしている。従って開口部は狭い隙間または皺が十分に有る２枚の表面の接合部として与えられている。残念ながら、これらの場所は過酷な環境下で動作しなければならないトランスポンダに対して漏れる可能性のある点となる。また、食品や薬品の製造または梱包を行う機器の場合、十分に清掃出来るか保証できない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
アンテナ・コイルの金属性保護を含む読み取り装置は現在知られていない。従って、プラスティック製の蓋は過酷な傷害要因に対して不十分な保護しか提供できないであろう。この蓋の接合隙間にはひびが入って汚染される可能性がある；従って十分な清掃を保証することは不可能である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の第１の目的は密閉型金属性容器内に格納されたトランスポンダを実現することであり、本発明の第２の目的はアンテナ蓋と格納容器が金属性の読み取り装置を実現することであり、単一金属体で構成された好適な実施例によれば、最適な保護を提供する一方、現在市場で入手可能な製品と同等の動作性能が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
次に本発明を実施例の添付図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１の部分断面図に示されるトランスポンダ１０は共振アンテナを形成するための非明示(non-represented)キャパシタと抵抗とを具備したコイル１と、強力な通信制御装置と再プログラム可能メモリとを含む電子チップ２とを含む。これらの構成要素が金属性格納容器３の中に集合されており、この格納容器は蓋４で密閉されていて、これは例えば溶接されておりその溶接継ぎ目５が見られる。
【０００９】
図２の断面図に示されている読み取り装置２０は、比較的薄い金属壁８を有する円筒形金属スリーブ７内に、アンテナ回路を形成するための非明示キャパシタと抵抗とに関連するコイル９を含む。高透磁性フェライト素子１１は磁場の形状に影響を与え、読み取り装置の前面から格納容器の前面板８を通して放射させるようにする。格納容器のプラグ１３を通してしっかりと保持されている電気ケーブル１２に接続された電子回路６は、読み取り装置の異なる機能を実現している、例えば：
−  搬送波を生成し、トランスポンダ用制御情報による変調。
−  トランスポンダで生成された信号のフィルタリングと処理。
−  トランスポンダとの対話およびシリアル・インタフェースを通したユーザとの通信の管理。
【００１０】
本発明の種々の目的を実現するために、トランスポンダ並びに読み取り装置の主要パラメータおよび構成要素また同様に電子回路が最適化されなければならない。周波数の選択は２つの金属壁内部への磁気放射の浸透深さを考慮しなければならないが、それはこれらの金属壁がエネルギーの一部を吸収し、第２アンテナとして挙動するからである。周波数に応じて、この第２アンテナの放射は一次放射と干渉し、検出される信号に歪みや重要な変化をもたらす。
【００１１】
これらの金属壁材質の機械的ならびに電気的特性は非常に重要である。壁は良好な機械的保護、溶媒に対する高い耐性を具備し酸化してはならない。十分な浸透深さを与えるために、この材質の電気抵抗は低すぎてはならず、また後者は磁性を有してもいけない。
【００１２】
工業的環境の制約を受けるＲＦＩＤに応用する場合、ステンレス鋼が最も興味ある性能を提供することが分かるが、本発明はこの材質に限定されるものではない。貴金属または防食の様な異なる材質が望まれる場合、本発明のこの方法を適用することが可能である。この実施例において、DIN 1.4305 またはAISI 303に準拠するステンレス鋼が詮索されており、最適化はこの材質の特性に基づいている。
【００１３】
従って、例えば０．２から０．５ミリメートルのステンレス鋼の壁を通して干渉を最少とした効率的な信号伝送を得るために、搬送波の周波数は２０から５０ｋＨｚの範囲に選択されている。異なる材質また壁の厚さが異なる場合、異なる周波数の搬送波が必要なことは理解されよう。
【００１４】
アンテナ・コイルの形状もまた金属壁を通る放射の強度に影響を与える。この放射は巻線の壁に対する表面接触が最大の時に、最大となる。従って、巻線の断面が長方形となるようにして、その側面(flank)と壁との結合が最大と出来るようにしている。放射の最適化はまた、図示されていないが空気間隙がコイルの後方に具備されなければならないことを示している。
【００１５】
キャパシタと共にこのコイルは共振アンテナを形成する。この回路の共振周波数およびＱ値もまた、周囲を囲む金属構成要素に対するアンテナの感度減衰度を決定する。Ｑ値を制御するためにこの共振アンテナ回路のコイルに対して好適な抵抗値が選択されている。例えば、トランスポンダの場合、この抵抗値は約５０ｍＨのコイルに対して１０００から３０００オームの範囲で構成されており、一方読み取り装置の場合は、最適値は約３ｍＨのコイルに対して１００から３００オームの範囲で構成されている。
【００１６】
このアンテナの共振周波数は搬送波の周波数に同調されていない。変調された信号を最も良く抽出するのは、この共振周波数が搬送波より５から２０％高い場合である。
【００１７】
フィルタ回路は、トランスポンダで発生される変調信号の整形を行う。この信号は２枚の金属壁を通過するために強く減衰されている。この振中はトランスポンダと読み取り装置との距離の関数として大きく変動する。差分又はディファレンシエーションによる信号整形により、大きな変動を伴う信号の信頼性ある検出動作が行われるため、搬送波上で干渉および飽和歪みが有ったとしても変調信号の復元が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は溶接蓋で密閉された金属性容器内に梱包されたトランスポンダを表す。
【図２】図２はアンテナと通信回路とが金属性スリーブで保護されている読み取り装置を示す。
【符号の説明】
【００１９】
１  アンテナ
２  電子制御回路
３，４  金属製囲い
６  電子制御回路
７，１３  金属製囲い
８  金属前面板
９  アンテナ
１０  トランスポンダ
１１  フェライト素子
１２  電気ケーブル
２０  読み取り装置
【図１】
2004173283.tif 000003
【図２】
2004173283.tif 000004