(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振回路（Ｒ１、Ｌ１、３１）により高周波電磁場を発生するためのターミナルであって、少なくとも１つのトランスポンダがこの場に進入する時に前記トランスポンダと協働するように構成され、
基準値に対して発振回路の信号位相を調整する手段（３７）と、
前記発振回路の電流の測定に基づいて、前記場に存在する前記トランスポンダの最低数を評価するための手段を含むターミナル。
【請求項２】
前記発振回路の容量性エレメント（３１）の電圧の測定に基づいて、前記ターミナルの場に存在する前記トランスポンダの最大数を評価する手段をさらに含む請求項１に記載のターミナル。
【請求項３】
前記ターミナルから１つまたは複数のトランスポンダを隔てる距離のいくつかの所定の構成において、前記発振回路の容量性エレメント（３１）の電圧、および前記発振回路の電流に関する特性の情報を決定し、保存する手段、および前記トランスポンダの数の評価において、これらの特性の情報を考慮する手段を含む請求項１に記載のターミナル。
【請求項４】
前記特性の情報が、
前記ターミナル（１）の前記場にトランスポンダ（１０）が存在しない時の、前記容量性エレメント（３１）の電圧と、
前記トランスポンダが、前記ターミナルと最大近接（ｋｍａｘ）の関係にある時の、前記容量性エレメントの電圧と、
前記ターミナルの前記場に前記トランスポンダが存在しない時の前記発振回路の電流と、
前記トランスポンダが、前記ターミナルと最大近接の関係にある時の前記発振回路の電流を含む請求項３に記載のターミナル。
【請求項５】
前記高周波電磁場によって搬送される、考えられるデータメッセージを妨害することなく、トランスポンダの数の評価が行われる請求項１に記載のターミナル。
【請求項６】
高周波電磁場を発生するターミナル（１）と、電磁気トランスポンダ（１０）との間に、少なくとも１つの通信を確立する方法であって、前記場に進入する少なくとも１つのトランスポンダが確認応答を送るまで、要求シークエンス（ＲＥＱ）を周期的に送ることと、前記ターミナルの発振回路の電流の測定に基づいて、前記場に存在する可能性のあるトランスポンダの最低数を評価することを含む方法。
【請求項７】
前記最低数の前記評価、および前記発振回路の容量性エレメント（３１）の現在の電圧の測定に基づいて、前記ターミナルの前記場に存在する可能性が高いトランスポンダの最大数を評価することを、さらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
請求項１から５のいずれかに記載の前記ターミナルに適用される請求項６から７のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁気トランスポンダを使用したシステム、すなわち、読み出しおよび／または書き込みターミナルと呼ばれるユニット（一般に固定されている）により、無接触および無線の方式で問合せが可能なトランシーバ（一般に移動できる）に関する。一般に、トランスポンダは、それに含まれる電子回路に必要な電力供給を、読み出し書き込みターミナルのアンテナにより放射される高周波場から引き出す。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、いくつかのトランスポンダが、同時に、同一の読み出しターミナルにより放射された場を受信する可能性が高いシステムに関する。これは、特に、例えば、前記トランスポンダをスロットまたはそのようなものに導入することによるなどのトランスポンダを隔離する手段を備えないトランスポンダ読み出し機に関する。
【０００３】
【従来の技術】
このようなシステムにおいて、読み出し機は、その場に存在するトランスポンダの数、並びに、用途によっては、これが同時に通信しなければならないトランスポンダの数を徹底的に決定することができなければならない。
【０００４】
図１は、読み出し／書き込みターミナル１と、本発明が関するタイプのトランスポンダ１０との間のデータ交換システムの従来例を非常に図式的に示す。
【０００５】
一般に、ターミナル１は、コンデンサＣ１および抵抗Ｒ１に直列になったインダクタンスＬ１で構成される直列発振回路により基本的に構成される。この直列発振回路は、中でも、増幅器またはアンテナカプラと、変調器／復調器、および制御信号とデータを処理するマイクロプロセッサを特に備えた、受信したデータを制御し利用する回路とを含んでもよいデバイス２により制御される。回路２は、一般に、図示せず異なる入力／出力回路（キーボード、画面、サーバーへの伝送手段、その他）および／または処理回路と通信する。読み出し／書き込みターミナルの回路は、動作に必要な電力を、例えば電気供給システム接続された（図示せず）供給回路から引き出す。
【０００６】
ターミナル１と協働することを意図されたトランスポンダ１０は、制御および処理回路１３の２つの入力端子１１、１２の間のコンデンサＣ２と並列になったインダクタンスＬ２で構成される並列発振回路を基本的に含む。端子１１、１２は、現実には、（図示せず）整流手段の入力に接続され、この手段の出力は、トランスポンダ内部の回路の直流電源端子を構成する。これらの回路は、一般に、マイクロプロセッサ、メモリ、ターミナル１から受信されてもよい信号の復調器、およびターミナルにデータを伝送するための変調器を基本的に含む。
【０００７】
ターミナルとトランスポンダの発振回路は、一般に、ターミナルの発振回路の励起信号の周波数に対応して同じ周波数に同調される。この高周波信号（例えば、１３．５６ＭＨｚ）は、伝送搬送波としてのみならず、ターミナルの場に位置するトランスポンダに対する遠隔供給搬送波としても使用される。トランスポンダ１０がターミナル１の場に位置する時は、トランスポンダの共振回路の端子１１および１２に高周波電圧が発生する。この電圧は、整流されて、恐らくはクリッピングされた後、トランスポンダの電子回路１３の供給電圧を送り出す。
【０００８】
ターミナルにより伝送される高周波搬送波は、一般に、データおよび／または制御信号を、場の１つ以上のトランスポンダに伝送するために、異なる符号化技術に従って前記ターミナルにより振幅変調される。復路において、トランスポンダからターミナルへのデータ伝送は、一般に、共振回路Ｌ２、Ｃ２により構成される負荷を変調することにより行われる。この負荷の変化は、搬送波の周波数より低い周波数（例えば、８４７．５ｋＨｚ）を有する副搬送波の速度で起きる。次に、この負荷の変化は、例えば、コンデンサＣ１の電圧または発振回路の電流の測定により、振幅変化または位相変化の形で、ターミナルにより検出される。
【０００９】
利用されていない時、すなわち、ターミナル１の場にトランスポンダが存在していない時、ターミナル１は、高周波信号を介して、変調されたデータメッセージを周期的に伝送する。このメッセージは、考えられるトランスポンダを意図した要求メッセージである。この要求または一般呼出しは、トランスポンダとターミナルとの間の通信の初期化に必要な処理の一部である。
【００１０】
１つ以上のトランスポンダに向けた通信を確立する際の困難は、いくつかの電磁気トランスポンダが、ターミナルの場に同時に存在することができるという事実のためである。したがって、ターミナルは、ターミナルの場に存在するトランスポンダの数のみならず、ターミナルが意図され、ターミナルが通信しなければならない用途に対応するトランスポンダの数を決定できなければならない。
【００１１】
この制限は、ターミナルの場に存在する全てのトランスポンダが適切に識別されるまで、ターミナル制御プログラムのループ動作を必要とする。
【００１２】
図２は、本発明が適用されるタイプの読み出し／書き込みターミナルによる１つ以上の通信の初期化フローチャートを非常に図式的に示す。
【００１３】
トランスポンダ読み出し／書き込みターミナル１に電源が入れられ、動作状態になるや否や、これは、開始、設定、および試験段階の後、少なくとも１つのトランスポンダとの通信が確立されるのを待つスタンバイ手続きを開始する（ブロック２０、ＳＴ）。この手続きは、基本的に、ターミナルの場に存在すると考えられるトランスポンダに、要求シークエンス（ＲＥＱ）を周期的に送る（ブロック２１）ことから構成される。問合せ要求２１の各送出の後、読み出し機は、その復調器による、ターミナルの場に進入したトランスポンダから来る確認応答メッセージ（ＡＴＱ）の受信を監視する（ブロック２２）。確認応答がない場合、読み出し機は、要求２１の送出のループを回る。読み出し機が確認応答ＡＴＱを受信すると、次に、これは、そのトランスポンダが本当にこれを意図したトランスポンダであるかどうかを調べるモード、並びに、場のいくつかのトランスポンダを個別化すると考えられる反衝突モード（ブロック２３）に切り替わる。ターミナルによる問合せ要求に対する応答として、いくつかのトランスポンダがターミナルの場に存在する場合、それらは、同時に、または、利用できない読み出し機による復調の結果を出すための十分に小さい時間間隔をもって応答してもよい。次に、前記読み出し機は、通信したいトランスポンダを選択するか、異なったトランスポンダに異なったチャンネルを割り当てるかのいずれかをしなければならない。
【００１４】
通信は、図２に示す初期化および反衝突プロセスが終了（ブロック２５、Ｅ）した時、すなわち、ターミナルがその場に存在する全てのトランスポンダを識別したことを、読み出し機が検出した（ブロック２４）時にのみ開始する。全てのトランスポンダが識別されない限り、ターミナルは、問合せ発振要求の送出を開始する。１つのトランスポンダが適切に識別されると、それは、他の考えられるトランスポンダの検出の妨害を避けるため、それ以上問合せ要求に確認応答を行わない状態におかれる。
【００１５】
図２に関連して上記に簡単に記載したタイプの初期化および反衝突プロセスが知られている。従来の方法の図は、例えば、本明細書に参考として関連するフランス特許出願第２，７６０，２８０号および第２，７７３，６２７号に見出される。
【００１６】
図２に示す方法の実施は、読み出し機の場に存在する可能性の高いカードの最大数を決定することにより、もっとも頻繁に行われる。特に、フランス特許出願第２，７６０，２８０号に述べられるように、この数は、検出確率を高め、初期化処理の継続時間を短縮するために、反衝突プロセスの利用の結果（ブロック２３）に従って、読み出し機により修正されてもよい。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
読み出し／書き込みターミナルと１つ以上のトランスポンダとの間の通信の確立に先立つ時間は、このようなトランスポンダシステムの使用において、重要なパラメータである。トランスポンダは、しばしば、ユーザにより取り扱われるバッジまたは無接触カードにより構成される。前記ユーザが読み出し機とのほとんど瞬時の通信を得ない場合は、ユーザには、ユーザのカードの位置を修正するか、または、システムが動作していないと確信する傾向がある。１００ミリ秒の時間を超えると、トランスポンダとの確実な動作のための通信の確立の継続時間は、長すぎると考えられる。
【００１８】
上記に討論されるように、この継続時間は、ターミナルの場に存在するトランスポンダの数を決定するために通信が確立される前に、読み出し機により行われる認識ループの数による。このループの数は、基本的に、隔離されるトランスポンダの数による。
【００１９】
現在のところ、この数は、トランスポンダ検出に供するループの数を最小化する傾向にある、統計的コンピュータ計算および確率アルゴリズムの実施によって決定のみできる。
【００２０】
本発明は、電磁気トランスポンダの読み出し／書き込みターミナルと、ターミナルの場に進入した１つ以上のトランスポンダとの間の通信を初期化し、確立するために必要な時間を短縮する、すなわち、特定の時刻にターミナルの場に存在する全てのトランスポンダを決定し、識別するために、読み出し／書き込みターミナルが必要とする継続時間を短縮することを目的とする。
【００２１】
本発明は、さらに詳しくは、このターミナルにより行われる要求ループの数を削減できる解決策を提供することを目的とする。
【００２２】
本発明は、同じく、従来の反衝突プロセスに考慮された、検出されるトランスポンダの数の動的な適合を最適化することも目的とする。
【００２３】
本発明は、さらに、ターミナルの復調器の検出結果の使用を必要としない解決策を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
これら、および他の目的を達成するために、本発明は、基準値に対して発振回路の信号位相を制御する手段、および発振回路の電流の測定に基づいて、場に存在するトランスポンダの最低数を評価するための手段を含む、少なくとも１つのトランスポンダがターミナルの場に進入する時に前記トランスポンダと協働するように適合された、発振回路により高周波電磁場を発生するターミナルを提供する。
【００２５】
本発明の一実施形態によれば、このターミナルは、発振回路の容量性エレメントの電圧の測定に基づいて、ターミナルの場に存在するトランスポンダの最大数を評価する手段をさらに含む。
【００２６】
本発明の一実施形態によれば、このターミナルは、ターミナルから１つ以上のトランスポンダを隔てる距離のいくつかの所定の構成において、発振回路の容量性エレメントの電圧、およびこの発振回路の電流に関する特性の情報を決定し、保存する手段、およびこれらの特性の情報をトランスポンダの数の評価に考慮する手段を含む。
【００２７】
本発明の一実施形態によれば、前記特性の情報は、トランスポンダがターミナルの場に存在しない時の容量性エレメントの電圧と、トランスポンダがターミナルと最大近接の関係にある時の容量性エレメントの電圧と、トランスポンダがターミナルの場に存在しない時の発振回路の電流と、トランスポンダがターミナルと最大近接の関係にある時の発振回路の電流を含む。
【００２８】
本発明の一実施形態によれば、トランスポンダの数の評価は、高周波電磁場により搬送される考えられるデータメッセージを妨害することなく、行われる。
【００２９】
本発明は、同じく、場に進入する少なくとも１つのトランスポンダが確認応答を送るまで、要求シークエンスを周期的に送ることを含めた、高周波磁場発生ターミナルと電磁気トランスポンダとの間に少なくとも１つの通信を確立する方法、およびターミナルの発振回路の電流の測定に基づいて、場に存在する可能性の高いトランスポンダの最低数を評価する方法を提供する。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、前記評価は、測定された電流を、トランスポンダのいくつかの最低数に対する最大電流の評価に対応する、既に計算され、保存された値と比較することを含む。
【００３１】
本発明の一実施形態によれば、この方法は、さらに、最低数の評価、および発振回路の容量性エレメントの現在の電圧の測定に基づいて、ターミナルの場に存在する可能性が高いトランスポンダの最大数を評価することをさらに含む。
【００３２】
本発明の前述の目的、特徴、および利点は、添付の図面と関連して、以下の特定の実施形態の制限を設けない説明にて詳細に討論される。
【００３３】
【発明の実施の形態】
同じエレメントは、異なる図面においても同じ参照番号が付けられている。明確さのために、図４および８の特性は、縮尺を無視して描き、図面には、ターミナルまたはトランスポンダのエレメント、および本発明の理解に必要な処理のステップのみを示し、以下に説明する。本発明の方法の計算を行うために使用される手段は従来のものであるため、特に詳述しない。これは、例えば、読み出し／書き込みターミナルに通常供給されるマイクロプロセッサとなる。さらに、トランスポンダを指すために「カード」がしばしば引用されるが、本発明が、マイクロプロセッサ（クレジットカード型のカード、電子ラベルなど）を備えているにせよ、いないにせよ、どのようなタイプのトランスポンダにも適用されることに留意されたい。
【００３４】
本発明の特徴は、ターミナルの発振回路で行われる物理的な測定に基づいて、読み出し／書き込みターミナルの場に存在するカードの数を評価することを提供することである。さらに詳しくは、本発明によれば、ターミナルの場にあるカードの数は、ターミナルの発振回路の電流の値、およびこの発振回路のコンデンサの電圧と、ターミナルを動作状態に置くことに先だつ学習段階で測定されおよび／または保存される値とを、比較することによって評価される。
【００３５】
このトランスポンダの数の評価は、通信の初期化または反衝突プロセスのループの数を大幅に削減する（図２）。測定に基づいて、この数を動的に適合する方法が使用されるとしても、考慮される最初の数は、従来の実施に比較され、取り除かれる。本発明によれば、カードの数の評価は、受信されるデータ信号を利用することなく（すなわち、ターミナルの復調器の下流）、行われる（復調器の上流）。本発明は、唯一の電流および電圧の電気的決定、およびこれらの変数の計算に基づいて、この数の評価を提供する。
【００３６】
トランスポンダまたはカードの数に関する情報を得るためには、ターミナルの場にあるトランスポンダの数の増加によって、トランスポンダの発振回路に形成される負荷の変化を測定することで十分であると考えるであろう。しかし、そのような変化は、場に存在するカードの数に従って線形ではないため、そのような測定は現実には利用できない。さらに、トランスポンダによって発振回路に形成される負荷は、このトランスポンダをターミナルから隔てる距離に依存する。ここで、ターミナルの発振回路のコンデンサ（コンデンサＣ１、図１）で評価される変化の範囲は、この発振回路の同調、並びに、遠隔供給搬送波周波数へのトランスポンダの発振回路の同調に依存する。従来の回路では、この同調が完璧ではない。
【００３７】
特にほとんどの従来のターミナルでは、共振周波数の搬送波周波数への同調は、ひとたびターミナルが作成されれば、可変コンデンサの手段により手動で行われる。特に容量性および誘導性のエレメントの製造上の公差のために、この同調には、ターミナルの発振器により供給される基準信号と、例えば、コンデンサＣ１からサンプリングされた受信信号との間で選ばれた位相動作点を保証するための調整が必要である。ターミナルの発振回路の離調はいくつかのシークエンスを有し、特に、この発振回路の信号振幅を修正するシークエンスと、したがって、考えられる評価のための信号の利用可能な振幅を有する。
【００３８】
したがって、本発明の他の特徴は、基準値に対してターミナルの発振回路の位相の調整を与えることである。本発明によれば、この位相調整は、ループが、トランスポンダから来る、考えられる復帰変調（ｂａｃｋ−ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）への妨害を避けるために十分ゆっくりで、トランスポンダがターミナルの場を通過する速度に比較して十分速くなるように選択された応答時間を有するループにより行われる。これは、変調周波数に関して静的調整と呼ぶこともできる（例えば、トランスポンダからターミナルへのデータ伝送に使用される１３．５６ＭＨｚの遠隔供給搬送波周波数および８４７．５ｋＨｚの復帰変調周波数）。
【００３９】
図３は、発振回路の位相調整ループを備えた、本発明によるターミナル３０の一実施形態のブロック構成を示す。
【００４０】
従来、ターミナル３０は、増幅器またはアンテナカプラ３３の出力端子３２と基準電位にある端子３４（一般に、アース）との間に、容量性エレメント３１と抵抗性エレメントＲ１とともに直列になったインダクタンスまたはアンテナＬ１で形成される発振回路を含む。この発振回路の電流を測定するためのエレメント３５は、例えば、容量性エレメント３１とアース３４との間に挿入される。測定エレメント３５は、以下に述べる位相調整ループに含まれる。増幅器３３は、例えば、（図示せず）水晶発振器から、基準周波数（信号ＯＳＣ）を受信する変調器３６（ＭＯＤ）から来る高周波伝送信号Ｅを受信する。変調器３６は、必要であれば、伝送されるデータの信号Ｔｘを受信し、ターミナルからのデータ伝送がなければ、トランスポンダに遠隔で供給するよう適合された高周波搬送波（例えば、１３．５６ＭＨｚ）を送り出す。容量性エレメント３１は、信号ＣＴＲＬにより制御できる可変容量エレメントである。
【００４１】
ターミナル３０においては、アンテナＬ１の電流の位相調整が、基準信号に関して行われる。この調整は、高周波信号、すなわち、伝送されるデータがない場合の信号Ｅに対応する搬送波信号の調整である。この調整は、アンテナの電流を、例えば、変調器の発振器により供給される信号ＯＳＣに、対応する基準信号と一定の位相関係に維持するために、ターミナル３０の発振回路の容量を変化させることにより行われる。信号ＣＴＲＬは、基準信号に関して位相間隔を検出し、それに従って、エレメント３１の容量を修正する機能を有する回路３７（ＣＯＭＰ）から発せられる。この位相測定は、エレメント３１に直列に接続された電流変換器３５により、回路の電流Ｉの測定から行われる。この変換器は、一般に、エレメント３１とアース端子３４との間の一次側コイル３５’、および二次側コイル３５”から形成され、二次側コイルの第１端子はアース３４に直接接続され、その第２端子は、測定の結果を提供する信号ＭＥＳを送り出し、電流電圧変換抵抗Ｒ３５が二次側コイル３５”に並列に接続される。測定結果ＭＥＳは比較器３７に送られ、これは、信号ＣＴＲＬの手段により容量性エレメント３１を測定結果に従って制御する。
【００４２】
図３に示すような好ましい実施形態によれば、比較器３７は、トランスポンダから来て、発振回路により受信することができる信号を復調するために使用されるものと同じ（図示せず）位相復調器を使用する。したがって、図３に示すように、比較器３７は、信号Ｒｘを送り出して、トランスポンダから受信したデータの可能性のある復帰変調を、ターミナルの電子回路の残りの部分を示すブロック３８に送り返す。
【００４３】
位相調整ループの現実的な実施は、当業者の能力の範囲内であり、従来の手段を使用し、上述した機能上の指示に基づく。図３の電流変換器の代替として、他の従来の手段が使用されてもよい。位相調整ターミナルの例は、参照により本明細書に組み込まれる文書ＥＰ−Ａ０８５７９８１に説明される。
【００４４】
ターミナルの発振回路の位相を、基準値に沿って調整することにより、発振回路構成部分の寸法公差、および動作中のこれらの構成部分のドリフトの、考えられる問題が克服されるのみならず、ターミナルの発振回路と１つ以上のトランスポンダの発振回路との間の磁気結合に関する確実な測定を行うことも可能となる。
【００４５】
位相調整ループの使用により、ターミナルの発振回路の電流、および電圧の測定は、本発明により、場に存在するトランスポンダまたはカードの数に関する情報を、それらから推論するために利用することができる。この情報は、各カードとターミナルとの間の結合、すなわち、２つの相互作用する発振回路の間の結合係数を特に考慮する。この結合係数は、基本的に、トランスポンダをターミナルから隔てる距離に依存する。トランスポンダの発振回路とターミナルの発振回路との間の結合係数は、常に０と１の間にあり、発振回路のアンテナ間を隔てる距離が、第１近似として、１−ｋに比例することに注意すべきである。したがって、以下の説明では、この距離または結合係数が参照される。
【００４６】
本発明は、１つ以上のトランスポンダとの異なった動作構成にあるターミナルにより測定される電子的変数間の異なった関係の解釈から発している。
【００４７】
特に、（例えば、変換器２３により測定される）ターミナルの直列発振回路の電流Ｉは、以下の関係により、発振回路を励起する（Ｖｇと呼ばれる）いわゆる発電機電圧、および発振回路の見かけのインピーダンスＺ１ａｐｐに関係付けられる。
【００４８】
【数１】
0004691825.tif 000002
【００４９】
さらに、発振回路の位相を基準値に沿って調整することは、ターミナルの場に進入するトランスポンダの距離の変化が、この発振回路のインピーダンスの実数部分の修正としてのみ変換されることになる。１つのトランスポンダ（または、複数のトランスポンダ）で形成される負荷により、虚数部分を、変調周波数に比較して静的に修正する傾向を持つであろう全ての変化は、位相調整ループにより補償される。したがって、静的な動作では、インピーダンスＺ１ａｐｐの虚数部分はゼロである。したがって、インピーダンスＺ１ａｐｐは、見かけの抵抗Ｒ１ａｐｐに等しく、以下のように表される。
【００５０】
【数２】
0004691825.tif 000003
【００５１】
ここで、ωはパルスを表し、Ｘ２はトランスポンダの発振回路のインピーダンスの虚数部分を表し（Ｘ２＝ωＬ２−１／ωＣ２）、Ｒ２は、インダクタンスＬ２とコンデンサＣ２に並列の、点線で示す抵抗Ｒ２により図１にモデル化される、トランスポンダの構成部分によりそれ自身の発振回路に形成される負荷を表す。言い換えれば、抵抗Ｒ２は、コンデンサＣ２とインダクタンスＬ２に並列に加えられる、トランスポンダの全ての回路（マイクロプロセッサ、復帰変調手段、その他）に同等な抵抗を表す。上記の式２において、他の２項に加えるインダクタンスＬ１の直列抵抗は無視されている。この直列抵抗の値は、簡単のために、抵抗Ｒ１の値に含まれる。
【００５２】
上述した式２および３は、１つのトランスポンダがターミナルの場に存在する場合に成立する。しかし、この場にいくつかのトランスポンダが存在する場合は、ターミナル側の見かけのインピーダンスへの（より詳しくは、見かけの抵抗への）それらの各々の寄与を加えなければならない。したがって、ターミナルの場に存在するｎ個のトランスポンダについては、以下のように書ける。
【００５３】
【数３】
0004691825.tif 000004
【００５４】
これらのトランスポンダが同じタイプのものである、すなわち、実質的に同様の特性を有することを考えると、これは現実的な近似であり、上記の式４は、以下のようになる。
【００５５】
【数４】
0004691825.tif 000005
【００５６】
ここで、可変となる唯一の項は、発振回路間の結合に、したがって、各トランスポンダとターミナルとの距離に依存する項である。
【００５７】
異なった結合係数ｋｉを有するｎ個のカードについては、以下のように書ける。
【００５８】
【数５】
0004691825.tif 000006
【００５９】
第１近似として、ターミナルから見たとして、平均の結合係数に対応する、同じ結合係数を有するｎ個のトランスポンダを、ターミナルが見たように全てが起こると考えてもよい。したがって、カード当たりの平均結合係数は、以下の関係によって与えられるように定義してもよい。
【００６０】
【数６】
0004691825.tif 000007
【００６１】
これは、以下の関係により係数ａａｖを定義することになる。
【００６２】
【数７】
0004691825.tif 000008
【００６３】
ターミナルの場に存在するｎ個のカードまたはトランスポンダについて、その強度変換器により測定される電流Ｉが、カードの数、および以下に示す、平均結合係数の関数として表される、それらのそれぞれの結合係数とに依存すると考えることもできる。
【００６４】
【数８】
0004691825.tif 000009
【００６５】
直感的には、全てのトランスポンダが、ターミナルについて同じ結合係数を有する場合、すなわち、トランスポンダが全て同じ距離にある場合、電流Ｉは、場に存在するトランスポンダの数の増加とともに減少する。同様に、ターミナルの発振回路で測定される同じ電流について、各トランスポンダの結合係数の減少は、場のトランスポンダの数の増加を示唆する。言い換えれば、トランスポンダの数と、トランスポンダ当たりの平均結合係数の二乗との積は、一定と考えられる。
【００６６】
読み出し／書き込みターミナル側で容易に行える電気的変数の測定において、本発明は、以下の場合に対応するオフロードおよび最大結合値の使用を提供する。
【００６７】
このオフロード値は、ターミナルの場にトランスポンダが存在しない時の電流と電圧を表す。このオフロード動作において、ターミナルの発振回路の見かけのインピーダンスＺ１ｏｆｆ−ｌｏａｄは、この時点で、ターミナルの構成部分Ｒ１、Ｌ１、およびＣ１にのみ依存する。さらに、位相調整のために、このインピーダンスの虚数部分が常にゼロであるので、以下のように書ける。
【００６８】
【数９】
0004691825.tif 000010
【００６９】
容易に決定することができる別の動作状態は、最大結合ｋｍａｘに対応する。この状態、すなわち、１個のトランスポンダとターミナルの間の最小限の距離の関係（例えば、トランスポンダがターミナル上に、アンテナＬ１にできる限り近く置かれている）において、関係する一群またはタイプのトランスポンダがターミナル上に置かれている間に、ターミナルの発振回路の電流Ｉｍａｘの測定を行うことができる。
【００７０】
上記の式１０において、値Ｖｇ、ｎ、およびｋａｖのみが、該当するターミナルおよび該当する一群のトランスポンダについて変化する可能性が高いと仮定して、最大結合として、１個のカードおよびｎ個のカードについてのこの関係を書くと、以下が推論される。
【００７１】
【数１０】
0004691825.tif 000011
【００７２】
【数１１】
0004691825.tif 000012
は、それぞれ１個およびｎ個のカードに対する最大結合における電流を表す。
【００７３】
式１１と１２を組み合わせることにより、以下の関係が得られる。
【００７４】
【数１２】
0004691825.tif 000013
【００７５】
この時点で、１個のカードに対するオフロードおよび最大結合電流は、読み出し機の学習段階において、最大結合
【００７６】
【数１３】
0004691825.tif 000014
における電流に対するサンプルカードを使用することにより測定できる。したがって、読み出し機は、２個、３個、４個、などのカードに対する最大結合における電流の異なった値を計算することができ、計算された値の最大数は、アプリケーションおよび読み出し機の場に見出される可能性が高いと推定されるカードの最大数に連結されている。
【００７７】
図４は、距離ｄに、または、さらに詳しくは、読み出し機の場のカード当たりの平均結合係数に対する、ターミナルの発振回路の電流Ｉの一群の曲線の例を示す。平均カプリングの目盛りは右側に進むと小さくなり、距離の目盛りは右に進むと大きくなる。
【００７８】
図４の一群の曲線により示されるように、最大結合ｋｍａｘにおける、すなわち、距離ゼロにおける最大電流は、ターミナルの場のカードの数が増加するにつれて減少する。さらに、全ての曲線は実質的に同じ形状を有し、距離の増加につれ（または、カード当たりの平均結合係数の減少につれ）、オフロード電流の水平な形状に重なる。この各曲線は互いに交わらないことに留意されたい。
【００７９】
したがって、読み出し機の動作中、読み出し機の発振回路の電流を測定することで、場にあるカードの最低数は、この測定された電流を、学習段階の間に計算される異なった値に比較することにより決定できる。図４の曲線に関して、学習段階の計算は、一群の曲線を直接描くには至らないが、単に、異なった、可能性のある最大電流を計算することになる。
【００８０】
図５は、本発明による、学習および準備段階の実施形態のフローチャートを示す。
【００８１】
最初（ブロック５０、ＳＴ）に、読み出し機は、学習段階のための内蔵コンピュータにより、同調され、環境設定される。カードについての最大結合における電圧ＶＣ１および電流Ｉが測定される（ブロック５１）。この測定は、ターミナルから最低の距離、理想的には距離ゼロに置かれたサンプルカードの使用により行われる。電流
【００８２】
【数１４】
0004691825.tif 000015
は、例えば、強度変換器（３５、図３）により測定され、一方、電圧ＶＣ１（ｋｍａｘ，１）は、例えば、コンデンサ３１において測定される。図５に示す現実の学習段階のためには、電流の測定のみが必要である。しかし、以下に述べる本発明の好ましい実施形態を実施するためには、電圧ＶＣ１が測定される。
【００８３】
第２のステップ（ブロック５２）において、オフロード電圧と電流ＶＣ１ｏｆｆ−ｌｏａｄとＩｏｆｆ−ｌｏａｄが測定され、保存される。これらの測定は、ターミナルの場にカードが存在しない時に行われる。もちろん、オフロード動作と最大カプリングとの間の測定の順序は任意である。（ターミナルとともに動作しようとするカードの一群またはタイプから独立した）オフロード測定は、（例えば、ターミナルとともに動作することを意図されたカードのタイプを変更するために、更新できる）最大結合の測定から、独立して行うことさえできる。
【００８４】
ブロック５１および５２で測定される電流値に基づいて、読み出し機のコンピュータ手段は、いくつかのカードに対する最大結合に対応する１組の電流値を計算する（ブロック５３）。これらのＩｍａｘ（ｎ＞１）の値は、図４に示す値に対応し、計算される値の最大数は、用途に対応する。
【００８５】
学習段階が終了し（ブロック５４、Ｅ）、読み出し機は、１つ以上のトランスポンダが読み出し機の場に現れるたびに、トランスポンダの最低数を決定することが可能になる。この数は、要求手続きを適合すること、さらに詳しくは、伝送が初期化されるや反衝突ステップの数を適合することを可能にする。
【００８６】
図６は、本発明によるカードの数を決定する方法の第１の実施形態の簡略化したフローチャートを示す。
【００８７】
この簡略化した実施形態によれば、学習段階の終了（ブロック５４、図５）の後、読み出し機は、その場におけるトランスポンダの出現を監視するために、要求を周期的に伝送する、従来のスタンバイ動作モードに切り替える。
【００８８】
読み出し機は、トランスポンダの可能性のある存在を検出するや否や、図６に示すような決定段階を開始する。プログラム初期化のステップ（ブロック６０、ＳＴ）の後、読み出し機の発振回路の電流の電流値Ｉが測定される（ブロック６１）。次に、学習段階で既に計算された値に基づいて、ターミナルの場に存在するトランスポンダの最低数ｎｍｉｎが決定される（ブロック６２）。
【００８９】
例えば、測定された電流Ｉが、オフロード電流Ｉｏｆｆ−ｌｏａｄと１個のカードのための最大電流
【００９０】
【数１５】
0004691825.tif 000016
との間に含まれる場合、２つの場合が可能となる。単独のカードが読み出し機の場に存在し、このカードが（ｋｍａｘより小さい）結合ｋを与えた場合。または、読み出し機の場にｎ個のカードがあり、これら全てが個別に、第１の場合の結合ｋより小さい結合ｋを持つ場合のいずれかである。
【００９１】
測定された電流が、ｎ個およびｎ＋１個のカードに対する２つの最大電流の間に含まれる場合は、読み出し機の場に少なくともｎ個のカードを有することが確実である。しかし、カード当たりの平均結合が、ｎ個のカードのみ存在する場合より小さい場合は、ｎ＋１個を超えるカードが存在する恐れがある。
【００９２】
この時、この最低数の関数である反衝突処理における要求サイクルの数ｎＲを選択する（ブロック６３）ことが可能である。
【００９３】
この数に基づいて、従来の反衝突処理（伝送の初期化ＩＮＩＴを示すブロック６４）が適応される。
【００９４】
上記に説明されたような本発明の簡略化された実施形態がもたらす第１の長所は、カードの最低数を知ることにより、反衝突要求の数が既に調節され、従来の処理は省かれることである。
【００９５】
図７は、伝送の初期化処理の要求段階の数の決定が、図６の簡略化された実施形態に関して改善された、本発明による好ましい実施形態の簡略化されたフローチャートを示す。
【００９６】
本発明の好ましい実施形態によれば、ブロック７０（ＳＴ）の開始の後、発振回路の電流Ｉだけでなく、この回路のコンデンサの電圧ＶＣ１も、測定される（ブロック７１）。
【００９７】
次に、簡略化された処理（ブロック６２、図６）にあるように、最低数ｎｍｉｎが決定される（ブロック７２）。
【００９８】
図７の好ましい実施形態によれば、次に、コンデンサＣ１（エレメント３１、図３）の電圧の理論的な一組の値に対応する一組の値ＶＣ１（ｔｈ，ｎｍｉｎ）が、ターミナルの場に存在する可能性の高いカードの最低数のそれぞれについて、計算される（ブロック７３）。
【００９９】
これらの理論的な値の計算は、以下のように行われる。
【０１００】
読み出し機の容量性エレメントの理論的な電圧は、読み出し機側に供給される位相調整ループのために、カードの各最低数について計算することができ、場に存在するカードの最大数が、それから推論できる。
【０１０１】
見かけのインピーダンスＺ１ａｐｐの虚数部分Ｘ１ａｐｐが以下のように表せることは知られている。
【０１０２】
Ｘ１ａｐｐ＝Ｘ１−ａ２・Ｘ２                            （式１４）
【０１０３】
【数１６】
0004691825.tif 000017
【０１０４】
ここで、静的位相調整のために、この虚数部分Ｘ１ａｐｐはゼロである。したがって、
Ｘ１＝ａ２・Ｘ２                                      （式１６）
【０１０５】
これらの関係に基づいて、電流とオフロード値との差は、以下のように表せる。
【０１０６】
Ｘ１−Ｘ１ｏｆｆ−ｌｏａｄ＝ａ２・Ｘ２−ａｏｆｆ−ｌｏａｄ２・Ｘ２    （式１７）
【０１０７】
ここで、オフロード結合がゼロであるので、係数ａｏｆｆ−ｌｏａｄはゼロである。さらに、エレメント３１の電圧ＶＣ１は、（電流変換器３５の影響を無視して）Ｉ／ωＣ１と書くことができ、電流Ｉは、例えば、変換器３５により測定される。この結果、上記の式１７は、以下のように書ける。
【０１０８】
【数１７】
0004691825.tif 000018
【０１０９】
式１７を、電流値および最大結合に適用すること、およびこの適用を式１８に転用することにより、１個のカードについて、以下のように書ける。
【０１１０】
【数１８】
0004691825.tif 000019
【０１１１】
式３を、上記の式に適用すると、以下が得られる。
【０１１２】
【数１９】
0004691825.tif 000020
【０１１３】
したがって、現在と最大の結合係数の比ｋ／ｋｍａｘは、単独のトランスポンダがターミナルの場に存在する場合、以下のように書ける。
【０１１４】
【数２０】
0004691825.tif 000021
【０１１５】
式１８を最大結合ｋｍａｘに適用すること、および式１および２に基づいて、最大結合とオフロードにおける見かけのインピーダンスの差を表すことにより、係数ａｍａｘ２について得られる式を組み合わせて、以下のように書ける。
【０１１６】
【数２１】
0004691825.tif 000022
【０１１７】
ここで、比
【０１１８】
【数２２】
0004691825.tif 000023
は一定であり、上記の式２２は、（最大結合における値に代わり）電流Ｉおよび電圧ＶＣ１のいかなる値にも適用できる。
【０１１９】
したがって、電流電圧ＶＣ１は、以下のように書ける。
【０１２０】
【数２３】
0004691825.tif 000024
ここで、定数Ｋ２は以下に等しい。
【０１２１】
【数２４】
0004691825.tif 000025
【０１２２】
この定数は、測定された値に基づいて、学習段階の間に計算され、保存することもできる（ブロック５１および５２、図５）。
【０１２３】
上記の式２３は、ターミナルの場に存在するいくつかのカードについて有効のままである。したがって、電流の現在の測定（ブロック７１、図７）、およびカードの最低数ｎｍｉｎの決定（ブロック７２）に基づいて、容量性エレメント３１の電圧ＶＣ１の理論値ＶＣ１（ｔｈ，ｎｍｉｎ）が、式２３から推論される以下の関係を適用することにより、ｎｍｉｎ個のカードについて推論できる。
【０１２４】
【数２５】
0004691825.tif 000026
【０１２５】
これで、エレメント３１で測定された電圧の現在の値を、所定の最低区域について計算した理論値に比較すること（ブロック７４、図７）が可能となった。
【０１２６】
測定された電圧が数ｎｍｉｎについて計算された理論値以下である場合、これは、場に存在するカードの数が、最低数に等しいことを意味する。この場合、反衝突処理の要求シークエンスの数ｎＲは、トランスポンダの正確な数に現在対応することが知られる、この数ｎｍｉｎに基づいて、選択される（ブロック７５）。
【０１２７】
測定された値が理論値より大きい場合、これは、ターミナルの場にｎｍｉｎ個を超えるカードが存在することを意味する。
【０１２８】
次に、電圧の測定に基づいて、場に存在するカードの最大数の決定を含む別の計算段階に進む。この目的のために、増加する数ｎｍｉｎ＋ｉについて測定された電流Ｉに対応するために得なければならない電圧ＶＣ１の計算が、繰り返し行われる。カードの最低数が、電流測定に基づいて決定されているため、およびカードの実際の数がこの最低数に対応しないことが知られているため、ターミナルの場にあるカードの数は、最大結合係数より小さい。逆の場合では、この測定された電流が、より大きいカードの最低数を提供するであろう。
【０１２９】
図７の実施形態の例によって示すように、カードの数ｎｍｉｎに関する追加の増加分を表す計算子ｉが初期化される（ブロック７６）。変数ｉを１に設定したことにより、第１電圧値ＶＣ１が、測定された電流Ｉとカードの最低数＋１とについて計算される。この値の計算（ブロック７７）は、図８との関連でより深く理解される、以下の方法で得られる。
【０１３０】
図８は、容量性エレメント３１の電圧ＶＣ１の値の目盛りに関連して距離（または、結合係数ｋ）に依存する発振回路の電流Ｉの形状の例を示す。
【０１３１】
この図面に示すように、学習段階の間に行われる計算（ブロック５３、図５）は、最大結合係数ｋｍａｘに全て位置する、曲線８１、８２、８３、および８４の起点の決定を可能にする。各曲線は、低下する電流に対して増加するカードの数に対応する。オフロード電流の測定（ブロック５２）は、異なった曲線の漸近線を定める。図８の電流の軌跡は、図４の軌跡と比較される。最大結合係数または距離ゼロにおける、電流軸上の異なった点の決定は、カードの最低数が区域ごとに異なる（図面の表現において水平な）区域の決定を可能にする。この電圧ＶＣ１の測定は、結局、カードの最大数の決定を可能にする。
【０１３２】
測定された電流の値Ｉにおいて得られたカードの最低数に対する、理論的な電圧値の計算（ブロック７３）は、図８に示す例において、２個のカードの形状を表す曲線８２上の交点を決定する。
【０１３３】
図７のブロック７７で行われる計算は、カードのさらに大きい数に対応する曲線８３および８４との、測定された電流Ｉの線の交点の決定に対応する。
【０１３４】
単位増加分ｉに対する第１の値ＶＣ１（Ｉ，３）を計算した後、得られた値は、測定値ＶＣ１に比較される（ブロック７８）。測定値ＶＣ１が計算値を超えない限り、増加分ｉは増加し（ブロック７９）、より大きいカードの数（値ＶＣ１（Ｉ，４））について計算が再開される。図８の例において、測定値ＶＣ１は、３個および４個のカードに対する値の間に含まれることが仮定される。測定された電流を考慮すると、これは、トランスポンダの数が多くとも４であり、したがって、２と４の間に含まれるということを意味する。そこで、この最大数（または、決定の安全の理由で、最大数＋１）に、反衝突処理の要求の数を設定する（ブロック８０）ことが可能になる。
【０１３５】
その後、要求の数がブロック７５、または、ブロック８０のいずれにより決定されていても、この数を考慮して、従来の要求処理が行われる（ブロック９０）。
【０１３６】
図８の表現が完全な理論的曲線を示すとしても、本発明の実施に必要な計算は、現実には、精密に決定される必要のないこれらの曲線の点に関係することに留意すべきである。
【０１３７】
値ＶＣ１（Ｉ，ｎｍｉｎ＋ｉ）の計算は、以下の式に基づいて行われる。
【０１３８】
【数２６】
0004691825.tif 000027
これは、式２１の、最低数の区域にあるカード当たりの平均結合係数への適用から推論され、測定された特定の電流について、平均結合係数が以下の関係により得られることを考慮している。
【０１３９】
【数２７】
0004691825.tif 000028
ここで、ｋ（Ｉ，ｔｈ，ｎｍｉｎ）は、値ｎｍｉｎに対応する、カード当たりの平均結合係数を指す。
【０１４０】
本発明の長所は、場に存在するトランスポンダの少なくとも最低数を決定できることである。
【０１４１】
上記に示された好ましい実施形態において、場に存在するトランスポンダの正確な数さえ、または、少なくとも最大数が決定される。これらの数を知ることは、少なくとも１つのトランスポンダが、ターミナルにより伝送される問合せの要求に確認応答する時に、通信の初期化アルゴリズムの適合を可能にする。
【０１４２】
読み出し機の場にあるカードの数を演繹的に知るという事実は、最適な要求段階の数の評価を可能にする。読み出し機の前に同時に存在するいくつかのカードの中から１個のカードを選択すること、または、読み出し機の場にあるカードを識別すること、または、読み出し機が通信しなければならない異なったカードの選択シークエンスを可能にすることの、いずれかを可能にしなければならない、反衝突プロトコルのために割かれた交換時間は、したがって、最適に削減される。
【０１４３】
トランスポンダがターミナルからの要求に確認応答するや否や、本発明により、読み出し機の場にあるカードの予測できる数の適合が行われる。所定の数が問合せ処理を実施するために必要である場合、初めは、これは、任意または従来の方法でこの数を設定するために提供することもできる。
【０１４４】
読み出し機がトランスポンダの存在を検出するや否や、これは、学習の間に計算したデータを使用することにより、トランスポンダの数の決定の手続きを行う。本発明の実施により、最低数の、および本発明の方法により決定される最小数および最大数の部類の外の要求のこの数の動的な適合を提供することは、もはや必要ない。残りについては、従来の問合せ要求の送信、反衝突、および初期化の処理を使用できる。
【０１４５】
要求の数ｎＲは、本発明により決定される最大または正確な数に、必ずしも対応しないが、この数の関数であることに留意すべきである（例えば、所定の係数による積または商、または、所定の数との和または差）。
【０１４６】
本発明は、当業者にとってすぐに思い付く様々な改変、修正、および改良を有する可能性が高い。特に、上記に述べられた機能に関する指定に基づく本発明の現実的な実施は、当業者の能力の範囲内である。それらが、一般に、トランスポンダ読み出し／書き込みターミナルに存在するデジタル処理回路のプログラミングの通常の技術に依存することにのみ、注意すべきである。したがって、本発明は基本的に計算処理を実施するため、ターミナルの発振回路の電流および電圧の情報の準備をほとんど含めた、従来のターミナルの小さな改変とともに使用してもよい。
【０１４７】
本発明の使用の中には、無接触チップカード（例えば、アクセス管理用身分証明カード、電子サイフカード、カード所有者情報保存用カード、消費者信用カード、有料テレビ用カード、その他）、およびこれらのカードのための読み出し／書き込みシステム（例えば、アクセス管理ターミナルまたはポーチコ、自動現金支払機、コンピュータ用ターミナル、電話用ターミナル、テレビまたは衛星用復号器、その他）がある。
【０１４８】
このような改変、修正、および改良は、本開示の一部をなすと考え、本発明の精神および範囲の中であると考える。したがって、前述の説明は例としてのみのものであり、これに制限することは考えない。本発明は、冒頭の特許請求の範囲、およびこれに同等の部分に定められるもののみに制限する。
【図面の簡単な説明】
【図１】既に述べたように、最新技術と解決すべき問題を示すことを意図した図である。
【図２】既に述べたように、最新技術と解決すべき問題を示すことを意図した図である。
【図３】本発明による電磁気トランスポンダ読み出し／書き込みターミナルの一実施形態を、ブロック図の形で示す図である。
【図４】本発明によるトランスポンダの数の評価の方法の学習段階を図示するために、１つ以上のトランスポンダが位置する距離の関数としての本発明によるターミナルの発振回路の電流の変化の特徴を示す図である。
【図５】本発明によるトランスポンダの数の評価の方法の学習段階の一実施形態を示す簡略化したフローチャートである。
【図６】本発明によるターミナルの場にあるトランスポンダの数を決定する方法の第１の実施形態を簡略化した形で示すフローチャートである。
【図７】本発明によるターミナルの場にあるトランスポンダの数を決定する方法の第２の実施形態の簡略化したフローチャートである。
【図８】本発明の方法の第２の実施形態を示すために、結合係数によるターミナルの発振回路の電流の特性、およびこの発振回路のコンデンサの電圧の特性を示す図である。
【符号の説明】
１  ターミナル
２  デバイス
１０  トランスポンダ
１１、１２  入力端子
１３  処理回路
２１  問合せ要求
２３  変換器
３０  ターミナル
３１  容量性エレメント
３２  出力端子
３３  増幅器またはアンテナカプラ
３４  ターミナル
３５  測定エレメント
３６  変調器
３７  回路
Ｌ１、Ｌ２  インダクタンス
Ｃ１、Ｃ２  コンデンサ
Ｒ１  抵抗
Ｒ３５  電流電圧変換抵抗
【図１】
0004691825.tif 000029
【図２】
0004691825.tif 000030
【図３】
0004691825.tif 000031
【図４】
0004691825.tif 000032
【図５】
0004691825.tif 000033
【図６】
0004691825.tif 000034
【図７】
0004691825.tif 000035
【図８】
0004691825.tif 000036