(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のキャリア信号周波数を有するキャリア信号を利用して通信局と通信するように構成されたデータキャリアを動作させる方法であって、
当該データキャリアは、通信モード中は当該通信局と通信し、休止モード中は当該通信局と通信せず、
当該データキャリアは、前記キャリア信号を受信する受信手段装置を有し、
前記受信手段装置は、第１伝送コイルと、スイッチング手段と、少なくとも１つの第２伝送コイルと、当該少なくとも１つの第２伝送コイルと並列に配置されたキャパシタ装置とを備えるものであって、当該方法は、
前記データキャリアの前記通信モード中における非導通スイッチング状態と前記データキャリアの前記休止モード中における前記第１伝送コイルを短絡させるための導通スイッチング状態との間で前記スイッチング手段を切り換え、それによって、
前記データキャリアの前記休止モード中に前記第１伝送コイルに第１コイル電流を流し、当該第１コイル電流は当該第１伝送コイルの両端の電圧に対し位相遅れを有し、前記キャパシタ装置が前記第２伝送コイルに第２コイル電流を生じさせ、当該第２コイル電流は当該第２伝送コイルの両端の電圧に対し位相進みを有するステップと、
前記キャパシタ装置の容量を制御して、それによって、前記データキャリアの前記通信モード中においては、前記少なくとも１つの第２伝送コイルと当該キャパシタ装置との並列共振回路による共振周波数が前記通信局の前記キャリア周波数に対応し、前記データキャリアの前記休止モード中においては、前記第１伝送コイルおよび前記第２伝送コイルの磁界が互いに打ち消し合うステップと
を含むことを特徴とするデータキャリアを動作させる方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記キャパシタ装置は、キャパシタと、少なくとも１つの他のキャパシタと少なくとも１つの他のスイッチング手段との直列構成であって当該キャパシタと並列に接続される直列構成とを有し、前記キャパシタ装置の容量を制御するために、当該他のスイッチング手段を導通スイッチング状態と非導通スイッチング状態との間で切り換えるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記他のスイッチング手段は、前記データキャリアの前記通信モード中は前記非導通スイッチング状態にあり、前記少なくとも１つの第２伝送コイルと当該キャパシタ装置との並列共振回路による共振周波数が前記通信局の前記キャリア周波数に対応するように前記キャパシタの容量が選択され、
前記他のスイッチング手段は、前記データキャリアの前記休止モード中は前記導通スイッチング状態にあり、前記第１伝送コイルおよび前記第２伝送コイルの磁界が互いに打ち消し合うように前記他のキャパシタの容量が選択される
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記キャパシタ装置は、前記少なくとも１つの第２伝送コイルとのみ並列に配置され、その結果、前記第１伝送コイルに直列に配置されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャリア信号を利用して通信局と通信するように構成されると共に、スイッチング手段と、短絡され得る第１の伝送コイルと、第２の伝送コイルと、キャパシタ装置とを有する受信手段装置を備えたデータキャリアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなデータキャリアは、市販されており、従って知られている。既知のデータキャリアの関連部分の構造が、図１に示されている。
【０００３】
既知のデータキャリアＤＣは、受信手段装置ＲＣと、この受信手段装置ＲＣに接続されたチップＣＨとを有している。受信手段装置ＲＣは、スイッチング手段Ｓと、スイッチング手段Ｓを利用して短絡され得る第１の伝送コイルＬ１と、第１の伝送コイルＬ１と直列に配置された第２の伝送コイルＬ２と、第１の伝送コイルＬ１及び第２の伝送コイルＬ２の直列接続と並列に配置されたキャパシタ装置ＣＣとを有している。キャパシタ装置ＣＣは、ここでは、チップＣＨの外部のキャパシタＣ及びチップＣＨの入力容量により構成されているが、これは、等価図では単にキャパシタＣとして示されている。スイッチング手段Ｓは、制御手段ＣＭを利用して切り換えられ得る。該制御手段ＣＭは、チップＣＨに組み込まれており、制御ラインＣＬを介してスイッチング手段Ｓに接続されている。
【０００４】
データキャリアＤＣと通信局との通信のモードでは、スイッチング手段Ｓは、非導通スイッチング状態にあり、その結果、２つの伝送コイルＬ１，Ｌ２が直列に配置され、この２つの伝送コイルＬ１，Ｌ２の直列接続がキャパシタ装置ＣＣと並列に配置される。このとき、２つの伝送コイルＬ１，Ｌ２は誘導値を持ち、キャパシタ装置ＣＣは容量値を持つ。これら誘導値及び容量値は、２つの伝送コイルＬ１，Ｌ２とキャパシタ装置ＣＣとにより形成される共振回路が、通信処理において用いられるキャリア信号ＣＳのキャリア信号周波数ｆＣに対応する共振周波数を有するように選択される。
【０００５】
記録キャリアＤＣの休止モード（データキャリアＤＣが通信局と通信するモードではない場合）では、スイッチング手段Ｓは導通状態にある。データキャリアＤＣのこの動作モードの場合、すなわち休止モードでは、データキャリアＤＣは、通信局と通信を始め、これが第１の伝送コイルＬ１を通るコイル電流Ｉ１を生じさせる。このコイル電流Ｉ１は、第１の伝送コイルＬ１の両端の電圧に対して位相遅れを持つ誘導的コイル電流である。また、これは、第２の伝送コイルＬ２を通るコイル電流Ｉ２、すなわち第２の伝送コイルＬ２の両端の電圧に対して位相進みを持つ容量的コイル電流を生じさせる。これら２つのコイル電流Ｉ１，Ｉ２のそれぞれは、各コイルＬ１又はＬ２を利用して磁界を生成し、該２つの磁界は互いに打ち消し合うことを目的として、互いに減衰し合う。その結果、２つの磁界の所望の相殺により、データキャリアＤＣは近傍のデータキャリアの伝送コイルに対して悪影響を及ぼし得ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
２つの固定された値の伝送コイルＬ１，Ｌ２及び固定された値のキャパシタ装置を用いると共に、各素子が常に値のばらつきを示す選択設計のため、既知のデータキャリアＤＣでは、互いに打ち消し合う磁界を生じさせる２つの伝送コイルＬ１，Ｌ２を通る電流Ｉ１，Ｉ２を得ることが実質的に不可能である。このように、既知のデータキャリアＤＣでは、データキャリアＤＣが、スイッチング手段Ｓが導通状態にある休止モードにある場合に、２つの伝送コイルＬ１，Ｌ２は常に残留磁界を生成する。その結果、この残留磁界が近傍のデータキャリアに対して望ましくない影響を及ぼし、この望ましくない影響がもはやキャリア信号周波数ｆＣに対応しない共振周波数ｆＲを生じさせ、その結果、上記近傍のデータキャリアの受信手段装置ＲＣはキャリア信号ＣＳの正確な受信を保証しない。従って、受信されるキャリア信号ＣＳからのエネルギーの発生が十分ではなく、これは、近傍のデータキャリアが、該近傍のデータキャリアのスイッチング手段Ｓが非導通状態に設定される通信状態、すなわち通信モードに設定された場合に、当該近傍のデータキャリアＤＣの範囲の明らかな減少をもたらす。
【０００７】
本発明の目的は、前記問題を防ぎ、冒頭の段落において規定したタイプのデータキャリアに、改良されたデータキャリアが得られる、簡単で効果的な手段を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このようなデータキャリアにより上記目的を達成するため、受信手段装置は、少なくとも１つの第２の伝送コイルとキャパシタ装置とを有する素子の少なくとも１つの値に関して制御可能であるように構成されている。
【０００９】
この形態では、上記目的は、上記少なくとも１つの第２の伝送コイル若しくは上記キャパシタ装置、又は上記受信手段のこれら素子の全ての値を切り換えることによる簡単な手段により達成され、本発明に係るデータキャリアの第２の伝送コイルのコイル電流を得ることが可能である。この電流は、第２の伝送コイルの両端の電圧を基準として進み、この電流により、第２の伝送コイルが、大きさは第１の伝送コイルにより生成される磁界と正確に対応するが、この磁界に対して正確に位相反転された磁界を生成する。その結果、上記２つの伝送コイルにより生成される磁界は、互いにほぼ完全に打ち消し合う。これにより、スイッチング手段が導通状態にある本発明に係るデータキャリアの休止モードでは、残留磁界がほとんど存在せず、従って、本発明に係る記録キャリアは、本発明に係るデータキャリアの近くに位置するデータキャリアに対して、マイナスの影響を及ぼし得ない。このように、本発明に係るデータキャリアにより、近隣のデータキャリアが通信モードにある場合に、本発明に係るデータキャリアが当該近隣のデータキャリアの受信手段の共振周波数のシフトを生じさせ得ないことが、簡単な形態において達成され、その結果、本発明に係るデータキャリアの近傍のデータキャリアは、本発明に係るデータキャリアのごく近傍にもかかわらず、その範囲が制限されることなく、正確に通信することが可能である。
【００１０】
キャパシタ装置がその容量値のみに関して制御可能であるように構成されている場合に、本発明に係るデータキャリアにおいて非常に有利であることが分かった。これは、簡単な実現及び制御の可能性の多さという見方において有利であることが分かった。
【００１１】
上記キャパシタ装置は、特に、キャパシタ装置が受信手段装置に接続されたチップを利用して実現される場合に、種々の形態において制御され得る。しかしながら、制御が切り換えにより行われる場合、すなわち、キャパシタ装置がその容量値に関して切り換え可能である場合に、特に有利であることが分かった。これは、集積回路技術による実現に関して特に有利である。
【００１２】
これについては、切り換え可能なキャパシタ装置を更に有するデータキャリアが、請求項４に規定したような固有の特徴を有する場合に非常に有利であることが更に分かった。このような構造は、できるだけ簡単であり、集積回路技術を用いて実現され得る態様という見方において有利であることが分かった。このような態様では、固定された容量を持つ複数のキャパシタが、他のキャパシタと他のスイッチング手段との直列接続と並列に配置され得る。
【００１３】
本発明に係るデータキャリアでは、キャパシタ装置が２つの伝送コイルの直列接続と並列に配置され得る。しかしながら、キャパシタ装置が少なくとも１つの第２の伝送コイルとのみ並列に配置される場合に特に有利であることが分かった。このような態様は、実際の試験（test）において非常に有利であることが分かった。
【００１４】
本発明の上述した観点及びその他の観点は、例として以下に述べる実施態様から明らかになり、それらの例を参照して理解されるであろう。
【００１５】
【発明の実施の形態】
ここでは、図面を参照して、より詳細に本発明を説明する。図面は、例として与えられる２つの実施態様を示すが、本発明を限定するものではない。
【００１６】
図２は、本発明の第１の実施態様に係るデータキャリアを示すものである。このデータキャリアＤＣは、所定のキャリア信号周波数ｆＣを持つキャリア信号ＣＳを利用して、図示しない通信局と通信するように構成されている。データキャリアＤＣは受信手段装置ＲＣを有しており、この受信手段装置ＲＣは、データキャリアＤＣが通信局と通信するデータキャリアＤＣのモードにおいてキャリア信号ＣＳを受信するようになっている。受信手段装置ＲＣは、データキャリアＤＣのチップＣＨに接続されている。受信手段装置ＲＣは、複数の部品を有している。これらの部品については、以下に非常に詳細に述べる。
【００１７】
受信手段装置ＲＣは、スイッチング手段Ｓを有している。このスイッチング手段Ｓは電子スイッチにより形成されており、導通スイッチング状態と非導通スイッチング状態との間で切り換えられ得る。スイッチング手段Ｓを制御又は切り換えるために、チップＣＨは、制御ラインＣＬを介してスイッチング手段Ｓに接続された制御手段ＣＭを有している。
【００１８】
受信手段装置ＲＣは、また、スイッチング手段Ｓを利用して短絡され得る第１の伝送コイルＬ１を有している。
【００１９】
受信手段装置ＲＣは、更に、第１の伝送コイルＬ１と直列に配置された第２の伝送コイルＬ２を有している。２以上の伝送コイルを提供することも可能である。その場合、これらの伝送コイルの少なくとも１つがその値に関して制御可能又はスイッチング可能でなければならない。本実施態様では、２つの伝送コイルＬ１，Ｌ２が、受信手段装置ＲＣ内に逆の巻線方向を伴って配置されている。しかしながら、これは必要ではなく、代替として、２つの伝送コイルＬ１，Ｌ２は受信手段装置ＲＣ内に同じ巻線方向を伴って含まれていてもよい。
【００２０】
受信手段装置ＲＣは、更に、キャパシタ装置ＣＣを有している。キャパシタ装置ＣＣは、本実施態様の場合、第２の伝送コイルとのみ並列に配置されている。この場合には、キャパシタ装置ＣＣは、その容量値に関して有利に制御可能であり、本実施態様の場合の上記制御容量は、スイッチング容量である。キャパシタ装置ＣＣは、キャパシタＣと、このキャパシタＣと並列に接続された他のキャパシタＣ１及び他のスイッチング手段Ｓ１の直列接続とを有している。他のスイッチング手段Ｓ１もまた、電子スイッチにより形成されており、導通スイッチング状態と非導通スイッチング状態とをスイッチング可能である。他のスイッチング手段Ｓ１が切り換え可能となるように、該他のスイッチング手段Ｓ１は、スイッチング手段Ｓと同様の形態で、他の制御ラインＣＬ１を介して他の制御手段ＣＭに接続されている。本実施態様の場合、キャパシタ装置ＣＣが、第２の伝送コイルＬ２とのみ並列に配置されており、従って第２の伝送コイルＬ２と直列に接続された第１の伝送コイルＬ１とは直列に配置されていることに注意されたい。
【００２１】
データキャリアＤＣが、図２に示したような通信モードに設定される又は切り換えられると、スイッチング手段Ｓ及び他のスイッチング手段Ｓ１は非導通スイッチング状態に設定され、図２に示したデータキャリアＤＣに関して図３に示した等価図をもたらす。図３から明らかであるように、通信モードがアクティブである場合、第２の伝送コイルＬ２及びキャパシタ装置ＣＣのみがアクティブである。図２に示したデータキャリアＤＣにおける第２の伝送コイルＬ２の誘導値及びキャパシタ装置ＣＣの容量値は、第２の伝送コイルＬ２とキャパシタ装置ＣＣとにより形成される並列共振回路に関して、通信局により伝送され、データキャリアＤＣにより受信されるキャリア信号ＣＳのキャリア信号周波数ｆＣに対応する共振周波数ｆＲを得るように選択される。これは、受信されたキャリア信号ＣＳを利用したデータキャリアＤＣにおける最適な電力の生成と、通信局とデータキャリアＤＣとの間の正確なデータ転送とを保証する。
【００２２】
図２に示したデータキャリアＤＣは、通信モード（図３参照）のみならず、休止モードにも設定され又は切り換えられ得る。これについて、図４を参照して説明する。上記休止モードでは、スイッチング手段Ｓ及び他のスイッチング手段Ｓ１が、それぞれ、導通スイッチング状態に設定され又は切り換えられ、すなわち制御手段ＣＭを利用して設定され又は切り換えられる。これが、休止モードに関して図４の等価図を生じさせる。この休止モードでは、データキャリアＤＣと通信局との間に通信が必要とされないが、当該データキャリアＤＣが通信局との通信の範囲内にあるという状況が生じる可能性がある。これは、例えば、本発明に係る複数のデータキャリアが互いにすぐ隣りに位置し又は配置され、該複数のデータキャリアの常に１つのデータキャリアＤＣのみが通信局と通信状態にあることが許可されるべき又は許可される場合である。この動作状態は、例えば、本発明に係るデータキャリアが１枚の紙に取り付けられ、該取り付けられた本発明に係るデータキャリアＤＣをそれぞれ有する（複数の）上記シートが相互に積層された場合に生じる。
【００２３】
スイッチング手段Ｓ及び他のスイッチング手段Ｓ１が導通スイッチング状態にある休止モードにおいて、データキャリアＤＣが通信局と通信の範囲内にある場合は、これが、伝送コイルＬ１を通る、第１の伝送コイルＬ１の両端の電圧Ｕ１に対して位相遅れを有するコイル電流Ｉ１を生じさせると共に、伝送コイルＬ２を通る、第２の伝送コイルＬ２の両端の電圧Ｕ２に対して位相進みを有するコイル電流Ｉ２を生じさせる。伝送コイルＬ１を通る、位相遅れのあるコイル電流Ｉ１及び伝送コイルＬ２を通るコイル電流Ｉ２は、２つの磁界を生成する。これら２つの磁界は、２つの伝送コイルＬ１，Ｌ２の誘導値及びキャパシタＣ，Ｃ１の容量値により、互いに打ち消し合う。その結果、データキャリアＤＣの上記休止モード（図４参照）では、データキャリアＤＣにより残留磁界が生成されず、これは、データキャリアＤＣが、スプリアス的に発せられる残留磁界によりすぐ隣りのデータキャリアに対して望ましくない影響を及ぼすことができないことを確実にする。
【００２４】
図５は、本発明の第２の実施態様に係るデータキャリアを表すものである。図５に示したデータキャリアは、キャパシタ構造ＣＣが第２の伝送コイルＬ２と並列に配置されているだけではなく、第１の伝送コイルＬ１及び第２の伝送コイルＬ２の直列接続とも並列に配置されている点で図２に示したデータキャリアＤＣと異なる。
【００２５】
図２に示したデータキャリアＤＣ及び図５に示したデータキャリアＤＣの両方によって、これらデータキャリアＤＣのそれぞれの休止モードにおいて、これらデータキャリアＤＣの伝送コイルＬ１，Ｌ２により、望ましくない残留磁界が生成され得ない又は生じないことが、簡単であり、非常に信頼性の高い形態において、簡単な手段によって達成される。その結果、本発明に係るデータキャリアＤＣは、本発明に係るすぐ隣りのデータキャリアＤＣに位置するデータキャリアに対して、本発明に係るデータキャリアＤＣにより生じる望ましくない影響を全く及ぼさない。
【００２６】
スイッチング手段Ｓ，Ｓ１及びキャパシタＣ，Ｃ１は、チップＣＨによっても、すなわちチップ内においても実現され得ることに注意されたい。
【００２７】
本発明に係るデータキャリアの実現可能な変形例においては、キャパシタＣが、２つの伝送コイルＬ１，Ｌ２とキャパシタＣ１との直列接続の第２の伝送コイルＬ２とのみ並列に配置されていてもよい。また、２つの伝送コイルＬ１，Ｌ２とキャパシタＣとの直列接続の第２の伝送コイルＬ２とのみ並列な他のキャパシタＣ１を配置することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術のデータキャリアを示すブロック図である。
【図２】  本発明の第１の実施態様に係るデータキャリアを図１と同様の形態で示す図である。
【図３】  図２に示したデータキャリアの等価図であり、すなわちデータキャリアが通信局と通信のモードにある動作のモードに関して示す図である。
【図４】  図２に示したデータキャリアの、図３と同様の形態で示す等価図であり、すなわちデータキャリアが休止モードにある動作のモードに関して示す図である。
【図５】  本発明の第２の実施態様に係るデータキャリアを図１と同様の形態で示す図である。
【図１】
0004739630.tif 000002
【図２】
0004739630.tif 000003
【図３】
0004739630.tif 000004
【図４】
0004739630.tif 000005
【図５】
0004739630.tif 000006