(57)【要約】  この発明は、第２の装置への信号の送信のための持ち運び可能な装置（３１）を有するシステムに関する。持ち運び可能な装置（３１）は、ユーザの体に着用可能である。持ち運び可能な装置（３１）は、少なくとも２つの電極（３，４）と、電極（３、４）の間の信号がユーザの体に結合可能であるとともに、第２の装置の少なくとも１つの電極によって検出可能であるように電極の間に電気信号を加えるための送信機電子機器（７）とを含む。送信機電子機器は、特定用途向け集積回路であり、従って、特定されたデータに依存する電気信号の生成のための手段と、電気信号を電極の間に加えるための手段との両方を含む。特定されたデータに依存する電気信号を生成するための手段は典型的には、送信されることになる特定されたデータのエンコーディングのため、かつエンコーディングされた当該データの変調のためのデジタル回路である。電極の間に信号を生成するための手段は、電極を駆動するのに必要な電力に寄与する電力または増幅回路である。
2010521079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２の装置へのデータ送信のための信号の送信のための持ち運び可能な装置（１，３１）であって、前記持ち運び可能な装置（３１）はユーザが着用可能であり、前記装置は、少なくとも２つの電極（３，４）と、信号が前記電極（３，４）によって前記ユーザの体に結合可能、かつ前記第２の装置の少なくとも１つの電極によって検出可能であるように前記電極（３，４）の間に電気信号を生成するための手段とを含み、前記電極（３，４）の間に電気信号を生成するための前記手段（６７）は送信機電子機器（７）のある部分であり、前記送信機電子機器（７）は、特定されたデータに依存する電気信号の生成のための手段（６３，６４）を含み、前記送信機電子機器（７）は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実現されることを特徴とする、持ち運び可能な装置（１，３１）。
【請求項２】
前記送信機電子機器（７）は、送信されることになるデータをエンコーディングするためであるとともに、エンコーディングされたデータを生成するためのエンコーダ（６３）と、エンコーディングされたデータを変調するためであるとともに、変調された信号を生成するためのモジュレータ（６４）と、前記変調された信号を増幅するため、かつ前記電極（３，４）を駆動するためのドライバ（６７）とを含む、請求項１に記載の持ち運び可能な装置（１，３１）。
【請求項３】
前記送信機電子機器（７）と入力ユニット、特定的にはＩ２Ｃインターフェイス（６１）との間に通信リンクが存在または確立することができ、前記送信機電子機器は、前記電気信号が前記入力ユニットを介して入力されるデータに依存するように設計および／またはプログラムされる、請求項１または２の１つに記載の持ち運び可能な装置（１，３１）。
【請求項４】
前記送信機電子機器は、たとえば不揮発性メモリを含む、先行する請求項の１つに記載の持ち運び可能な装置（１，３１）。
【請求項５】
前記電極の間には、送信機電子機器（７）とは異なる適用例の構成要素が配される、先行する請求項の１つに記載の持ち運び可能な装置（１，３１）。
【請求項６】
前記持ち運び可能な装置（３１）は携帯電話として設計され、前記入力ユニットは前記携帯電話の入力ユニットであることを特徴とする、請求項５に記載の持ち運び可能な装置。
【請求項７】
持ち運び可能な装置（１，３１）において用いられる、第２の装置へのデータ送信のための信号の送信のための特定用途向け集積回路（７）であって、前記持ち運び可能な装置（３１）は、ユーザの体に着用可能であり、少なくとも２つの電極（３，４）を含み、前記電極（３，４）により前記ユーザの体に電気信号が結合可能であり、前記特定用途向け集積回路（７）は、特定されたデータに依存する電気信号を生成するための手段（６３，６４）と、前記電気信号を前記電極（３，４）の間に加えるための手段（６７）とを含む、特定用途向け集積回路（７）。
【請求項８】
送信されることになるデータをエンコーディングするためであるとともに、エンコーディングされたデータを生成するためのエンコーダ（６３）と、前記エンコーディングされたデータを変調するためであるとともに、変調された信号を生成するためのモジュレータ（６４）と、前記変調された信号を増幅するため、かつ前記電極（３，４）を駆動するためのドライバ（６７）とを含む、請求項７に記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項９】
前記持ち運び可能な装置のさらなる電子構成要素部分への通信インターフェイス（６１
）、特定的にはＩ２Ｃインターフェイスを含む、請求項７または８に記載の特定用途向け集積回路（７）。信号が超広帯域信号として送信されるスペクトラム拡散方法をデータ送信のために用いる、請求項５から７の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１０】
前記スペクトラム拡散方法における変調のために用いられる「チップ」の範囲が選択可能である、請求項９に記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１１】
キャリア周波数および／または信号帯域幅が選択可能である、請求項７から１０の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１２】
前記特定されたデータは、前記集積回路（７）の不揮発性メモリ（６２）、特定的にはＥＥＰＲＯＭに格納される、請求項７から１１の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１３】
前記特定されたデータは、
・前記集積回路（７）の不揮発性メモリ（６２）に格納される前記特定されたデータの同じ組の送信を繰返す送信モードと、
・前記集積回路（７）の通信インターフェイス（６１）を介して変更可能である前記特定されたデータの同じ組の送信を繰返す送信モードと、
・前記集積回路（７）の通信インターフェイス（６１）を介して特定可能な特定されたデータの変動可能な組の送信の送信モードとのうちの１つ以上に従って送信可能である、請求項７から１２の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１４】
前記集積回路（７）の給電の少なくとも１つのバッテリー状態、好ましくは２つのバッテリー状態を検出し、かつ前記集積回路の動作状態を前記バッテリー状態に従って調節するための回路（７４）を含む、請求項７から１３の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１５】
前記集積回路（７）の給電のバッテリー状態に関する信号を前記第２の装置に通信する目的のために設計される、請求項７から１４の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１６】
前記送信機電子機器（７）がデフォルトでは非アクティブであり、かつたとえばボタンを押すことにより能動的に活性化される必要がある「低コンフォートモード」を含む、請求項７から１５の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１７】
動作検出器（４４）へのインターフェイスを含み、これにより前記持ち運び可能な装置（３１）が特定の時間の間、動かされないとすぐに信号の送出が停止され得、前記信号の送出は前記持ち運び可能な装置（３１）が動かされると再び再開され得る、請求項７から１６の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１８】
前記電極（３，４）の制御のための電荷回収ロジック（６９）および／または断熱的スイッチングロジックを含む、請求項７から１７の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１９】
前記電極（３，４）にエネルギを与えるための少なくとも２つの異なる出力ドライバ（６８，６９）と、用いられる電極（３，４）のタイプの要件に従って前記出力ドライバの１つを選択するための制御ロジック（７０）とを含む、請求項７から１８の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項２０】
請求項７から１９の１つに記載の集積回路（７）を有する装置の、アクセス制御のための使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、容量結合（容量抵抗結合、「体内」結合（intrabody Kopplung）、またはＰＡＮ結合とも時に呼ばれる）を介する送出機（送信機）と受信機との間の通信に関する。当該容量結合では、送信機と受信機との間での情報の送信のために用いられる小さな電流が人体において作り出され、および／または送信機と受信機とが電場を通じて非常に短距離で互いに相互作用する。
【背景技術】
【０００２】
この結合の方法は、ＵＳ特許明細書第４，５９１，８５４号、第５，９１４，７０１号、および第５，７９６，８２７号に開示される。その実現例は、国際特許出願ＰＣＴ／ＣＨ２００６／０００５１８、およびさまざまな保持者のさらなる公開された明細書に記載される。
【０００３】
人体を介するまたは場合によっては短距離での容量結合の特別な利点は、データ送信の選択性である。構成に依存して、受信機が受取る信号はそのために指定された受信機電極と至近距離または物理的に接触した人間によって送信された信号のみであり得るということを高程度の確実性で決定し得る。
【０００４】
欠点は、特に、貧弱な信号対雑音比（文字通り、信号干渉比）の結果、少量のデータしか送信し得ないということである。送信信号の振幅が大きい場合にのみ、良好な信号対雑音比が可能である。しかしながら、大きな振幅（すなわち高電圧）はユーザには許容されないであろう。国際特許公報ＷＯ２００７／１１２６０９には、これらの問題に対処し得る方策が記載されている。それにもかかわらず、信号送信の帯域幅は制限されたままである。
【０００５】
容量抵抗データ送信について多くの可能な用途が存在するが、公知の実現例は特定の用途に合わせて調整される。新しい用途のためには、新しく適合されるハードウェア、すなわち送信されることになる特定の信号に対応する特定の要件と物理的な要因とに適合されるハードウェア、が開発されなければならない。この状況は満足のいくものではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この背景を念頭において、この発明の目的は、少なくとも部分的に上述した欠点を改善するとともに、当該技術の商業的な応用へのさらなる進歩と消費者によるその受入れとを意味する、容量抵抗データ送信のための解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの目的は、特許請求の範囲において記載される発明によって実現される。
この発明に係る方策に従った持ち運び可能な装置はたとえば、ユーザの体に着用可能である。当該装置は、「スマートカードカバー」のようなカードのような識別媒体、携帯電話、時計、持ち運び可能なコンピュータ（たとえば「ハンドヘルド・コンピュータ（handheld computer)」タイプのもの）などとして設計され得る。当該装置は、少なくとも２つの電極と、信号が電極を通ってユーザの体に結合することができるとともに第２の装置の少なくとも１つの電極により体から検出可能であるように電極同士の間に電気信号を生成するための手段を含む。このような装置はさらに、たとえば持ち運び可能な装置を受信機電極に対して至近距離で保持することにより、（体を介さない）直接的な短距離通信を可能にする。すなわち、この発明の適用例は、人体を通る結合に限定されず、持ち運び可能
な装置をユーザが自分で持ち運び、受信機電極の近傍にそれを保持するか、または別の態様では送信機と受信機との間の通信が、体を通ってのみではなく、直接的に行なわれることを可能にする場合にも及ぶ。
【０００８】
ここで、この発明のある局面に従うと、電極同士の間に電気信号を生成するための上述した手段は送信機電子機器のある部分であり、当該送信機電子機器は特定されたデータに依存する電気信号の生成のための手段を含み、送信機電子機器は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実施される。
【０００９】
送信機電子機器、厳密に言えば、ＡＳＩＣは、このように、特定されたデータに依存する電気信号の生成のための手段と、電極同士の間に電気信号を生成するための手段とを含む。特定されたデータに依存する電気信号の生成のための手段は、典型的には、送信されることになる特定されたデータをエンコーディングし、かつエンコーディングされたデータを変調するためのデジタル回路網である。電極同士の間に電気信号を生成するための手段は、電極を駆動するのに必要な電力に寄与する電力または増幅回路である。デジタル処理要素およびドライバの両方が単一の集積回路上に存在するので、柔軟性があるとともに効率的に適用可能な構成要素部分が得られる。
【００１０】
ＡＳＩＣを有する送信機電子機器の例は、さらに、電力消費の低減について利点を有することが証明されている。詳細には、特定用途向けではない市販のマイクロプロセッサとは対照的に、ここで記載される方法による容量抵抗結合のためのＡＳＩＣは、高周波数の発振を含む必要がない。なぜならば、すべての信号が低周波数であるからである。さらに、マイクロプロセッサのバックグラウンドの電力消費にさらに寄与する用いられない入力のクエリー（query）が適用するのを止める。この発明に従った方策によると、特に、低周波数送信（２ＭＨｚより低い中心周波数）および超広帯域信号送信と組合せると、バックグラウンドの電力消費は、当該技術水準と比較すると、１００から１０００倍、低減され得る。
【００１１】
この発明のさらに好ましい実施例では、特定されるとともに送信されることになるデータは、送信機電子機器に格納されるか、または場合によっては格納可能である。このために、持ち運び可能な装置はたとえば、揮発性または好ましくはＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリにおいてデータメモリを含む。これにより、送信機電子機器は、（バッテリおよび電極を伴う）さらなる構成要素部分なしで識別信号の送出のために用いられ得る。したがって、送信機電子機器は、アクセス制御システムのキー、スマートカード、カードホルダなどに統合され得る。したがって、送信されることになるデータはコードまたはキーに対応する。当該コードが変更される必要がない適用例の場合には、上書きされ得ないメモリにも格納され得る。
【００１２】
この発明の別の好ましい実施例では、送信機電子機器は、持ち運び可能な装置の中に組込まれるか、またはインターフェイスを通じて持ち運び可能な装置と通信するさらなるユニット（または適用例）との通信のためのインターフェイスを含む。対応する通信インターフェイス、特にＩ2Ｃバスを通じて、送信されることになるデータは他の適用例から送信機電子機器に搬送されることができる。そこで、送信機電子機器は、これらのデータか、またはこれらのデータから抽出される送信データを変調、エンコード、および送出するために設計される。持ち運び可能な装置は、好ましくは特に、送信機電子機器のための入力ユニットとして機能する。
【００１３】
持ち運び可能な装置はたとえば、カード形状に設計される識別媒体、「スマートカードカバー」のような識別媒体、または他の形態、たとえばキーフォブの形態にある識別媒体であり得る。その代替例としては、携帯電話、ＰＤＡ（personal digital assistant；携
帯情報端末）のような別の「ハンドヘルド」の装置、または時計などといった、他の機能を有するさらに「インテリジェント」な装置であり得る。現在の電子装置はしばしば大きなディスプレイを有する。２つの送信機（および／または受信機）電極の第１の電極は、ディスプレイの中または上に配され得る。これは、透明または透明ではない第２の電極がたとえば装置の背面側の領域に配されるならば、キャパシタンスが低減されるという利点を有する。
【００１４】
２つの好ましい実施例の他の組合せが想像可能である。すなわち、たとえば、不揮発性メモリと、たとえば持ち運び可能な装置との通信のためのインターフェイスとの両方が存在するということである。
【００１５】
通信のセキュリティおよびスピードの要件に対応するエンコーディングのパラメータは、好ましくはカスタマイズ可能である。さらに、送信機電子機器の駆動回路も、パラメータ化されることが可能であり、これにより異なるカテゴリの電極に対してカスタマイズ可能となる。信号の帯域幅および中心周波数（キャリア周波数）は、潜在的に、パラメータ化されることが可能であり、これにより非常にノイズがある環境においても堅牢なデータ送信が最適となり得る。
【００１６】
上述したようにパラメータ化される機能および能力を有する集積回路として送信機電子機器を利用可能にすることにより、広く適用可能な要素が作り出される。これは、一方では、バッテリ、電極、および対応する使用に対してカスタマイズされる多かれ少なかれ複雑な回路を有する「スタンドアロン」型として用いられるように与えられ得る。送信されることになるデータは、送信機電子機器に（不揮発で）格納される。他方、送信機電子機器は、少なくとも１つの別の適用例を有する持ち運び可能な装置のある部分として存在し得るか、または送出されることになるデータが、通信インターフェイスを介してこの持ち運び可能な装置によって供給され、かつそれによって好ましくは制御される別の適用例と少なくとも間欠的に接続し得る。
【００１７】
この発明の好ましい実施例に従うと、持ち運び可能な装置（送信機）の２つの電極は、送信機電子機器とは異なる別の適用例の構成要素部分または空隙のいずれかが電極の間に配されるように配される。そこには、このような構成要素部分、たとえば当該部分のキャリアとして「スマートカード」を有するもの、が挿入され得る。
【００１８】
もちろん、送信機電子機器と、送信機電子機器とは異なる適用例のための電子構成要素部分とは、少なくとも１つの一体化された構成要素、たとえば集積回路に互いにともに統合されてもよい。この発明に従うと、「送信機電子機器とは異なる適用例の構成要素部分」に特有の特徴は単に、たとえば、それらが携帯電話のディスプレイを制御または構成する場合、それらが情報を格納および／または容量抵抗情報送信で通信されない格納された情報を有する場合などでは、容量抵抗情報送信および好ましくは他の非接触情報送信方法と全体的に異なる機能を処理し得る電子要素が電極の間に配されるということである。
【００１９】
この発明の特別な実施例に従うと、空隙を有する持ち運び可能な装置は、空洞部分に挿入することができる適用例とデータを交換することが可能である通信インターフェイスを含み得る。このようなインターフェイスはたとえば、従来のスマートカードリーダのように形成され得る。
【００２０】
さらなる特別な実施例に従うと、送信機電子機器と入力ユニットとの間に通信リンクが存在し得る。送信機電子機器によって送信される信号は、入力されるデータに依存し得る。たとえば、送信される信号は、入力ユニットにユーザが以前入力したＰＩＮを含み得る。この実施例では、持ち運び可能な装置はたとえば、携帯電話として設計され得、入力ユ
ニットは当該携帯電話の入力ユニットに対応し得る（キーパッド、タッチスクリーン、音声認識装置など）。
【００２１】
持ち運び可能な装置が携帯電話の場合、送信機電子機器のための電源は単純な手段で得られ得る。すなわち、たとえば、３Ｖ  ＤＣ電源を超える、携帯電話の非常に強いバッテリによって送信機電子機器にエネルギが与えられるということである。送信機電子機器と携帯電話の残りの電子構成要素部分との間の通信は、これらが互いに統合されていない場合は、たとえばＩ2Ｃデータバスといった任意の公知のインターフェイスまたはまだ開発されていないインターフェイスを介して達成され得る。
【００２２】
この発明のさらなる局面に従うと、送信機の少なくとも２つの電極が制御される送信機電子機器は、電荷回収ロジックおよび／または断熱的スイッチングロジックを含む。電荷回収ロジックはたとえば、「同期整流」に基づき得る。
【００２３】
電荷回収ロジックは、集積回路、たとえば、遅いＣＭＯＳまたは他の集積回路における静電容量の使用について周知である。
【００２４】
ここで、このような電荷回収ロジックが、この発明に従った持ち運び可能な装置の電極の制御部（制御電子機器に一般的に統合されない）のために特に有利であるということが認識される。この新しい方策は、体内通信に必要とされる相対的に低い周波数を用いて、電荷回収システムによって電極を制御することを可能かつ有利なものとすることを実現することを目的とする。これにより、電力消費においてかなりの節減を可能とし、その結果（自律的、すなわち外部の電源に接続されていない）持ち運び可能な装置のバッテリ寿命の明らかな増加を実現する。
【００２５】
次いでさらなる局面を参照して、第２の装置に信号を送信するための持ち運び可能な装置の電力消費をより詳細に論じる。当該持ち運び可能な装置は、ユーザの体に着用可能であり、少なくとも２つの電極と、電気信号が電極を通じてユーザの体の中に結合されることができるとともに第２の装置の少なくとも１つの電極によって当該体から検出可能であるように電極の間に電気信号を生成するための送信機電子機器とを含む。各々の場合、送信機電子機器はバッテリ（再充電可能または再充電可能ではない）によって電力が与えられると想定する。
【００２６】
この発明の以下の局面はさらに、電力消費の低減に寄与し得る。当該局面の各々は、単一で用いられ得るか、他の局面の任意のものとの組合せて用いられ得るか、または上述した局面の任意のものうちの任意のものとの組合せて用いられ得る。
−長い期間、持ち運び可能な装置が動かされないとすぐに信号の放出をオフにする、すなわち放出を止めるとともに、装置が動かされると信号を再活性化する動作検出器（運動検出器）の使用。このような動作検出器は公知であり、低価格で市場にて入手可能である。−機械的な運動エネルギが電気的なエネルギに変換される太陽電池および／もしくは発電機によって送信機電子機器に少なくとも部分的にエネルギを与えること、ならびに／またはバッテリを充電すること。
−少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも１．５または少なくとも２ｍｍのより大きな間隔を電極の間に設けること。
−たとえばＲＦＩＤまたはＵＦＨ起動パルスのような外部の信号によって送信機電子機器を再活性するための構成。この起動パルスはさらに、認定された送信機のみを活性化するようにエンコードされ得る。
【００２７】
さらに、上述した局面と任意に組合せて、ユーザに対するバッテリ状態の通信のための装置が以下のように想像され得る。
−たとえば、バッテリがほとんど空である場合、特定のビットのようなバッテリ状態に関する信号を容量抵抗通信リンクを介して受信機に送信すること。たとえば、これはバッテリ状態に対応するようセットされる、送信されることになるデータのビットまたはビットのシーケンスとして行なわれる。これにより、たとえばディスプレイのような出力装置または音響信号により、情報がユーザおよび／または別のエンティティ（制御センターなど）に伝えられることが達成され得る。
−たとえば少なくともＬＥＤといった、持ち運び可能な装置の適切な表示機能部を介するバッテリ状態の表示。このようなＬＥＤは、バッテリが切れそうな場合に点滅し得る。
−送信機電子機器がデフォルトでは非アクティブであり、たとえばボタンを押すことによって能動的に活性化されなければならない「低コンフォートモード（Low Comfort Mode）」を与えること。活性化の後、特定の時間が過ぎると送信機電子機器は自動的に非アクティブな状態に戻るということが想像され得る。「低コンフォートモード」は、第２のより低い電圧しきい値を過ぎた後に行われ、その一方第１のより高い電圧しきい値を過ぎると、適切な通知の活性化のみが行なわれる（たとえば、上述した局面の少なくとも１つに従って）。
【００２８】
この発明の局面の各々に従うと、スペクトラム拡散方法に依る情報送信方法が用いられる。スペクトラム拡散方法では、好ましくは国際特許出願ＷＯ２００７／１１２６０９の教示に従って、信号が超広帯域信号として送信される。これにより、一方では、エネルギ要件が低いままで保たれるとともに、他方では発生する限られた電圧および電流がよりよく受入れられる。超広帯域とは、中心周波数、または場合によっては、キャリア周波数の少なくとも２０％の帯域幅の周波数範囲の使用として規定される。この明細書の教示に従うと、特に、直接的なシーケンススペクトラム拡散が用いられる。データは好ましくはまずはデジタルデータ変調方法で変調され、次いでスペクトラム拡散される。ＷＯ２００７／１１２６０９では、容量抵抗信号の分析のための方法も記載される。
【００２９】
以下、この発明の実施例を概略図を用いて例示する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明に従った送信機の図である。
【図２】さらなる適用例のスマートカードが挿入されたこの発明に従った送信機の図である。
【図３】スマートカードを有する送信機の断面図である。
【図４】この発明に従った形態にある携帯電話である。
【図５】図４からの携帯電話の概略図である。
【図６】可能な入力および出力ユニットを有する送信機の概略図である。
【図７】送信機電子機器の内部構造の図である。
【図８】送信機における可能な「バッテリ寿命」管理の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１に従った持ち運び可能な装置１は、示される例において、実質的にカード形状に設計され、第１の電極３および第２の電極４を含む。第１および第２の電極の間には、さらなる要素、たとえば、統合および／または適用される電子構成要素部分を有するプラスチックキャリア５とバッテリコンパートメント（図示せず）とが配される。統合および／または適用される電子構成要素部分は、たとえば、電極の制御のためのＡＳＩＣ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、導電通路、および／またはさらなる要素を含み得る。当該キャリアは、プラスチックではなく、セラミックまたは異なる材料からなり得る。ここでの重要な点は、単に２つの電極が互いに対して電気的に絶縁されるということである。
【００３２】
電極の少なくとも１つ、示される例では第１の電極３は、少なくとも部分的に透明であ
り得る。プラスチックキャリア５の上側には、透明電極を通じて字、写真などが見えるように公知の手段によって字、写真などが適用される。
【００３３】
図２は、さらに例示的な例を示す。送信機１は、いわゆる「スマートカードカバー」として設計される。スマートカードカバーは公知である。これらは、たとえば硬く透明な外面（huelle）として設計される。当該外面はたとえば、衣類に取付けられ得るとともに、スマートカード（すなわちメモリおよび通信機能を有するカード形状の媒体）が挿入され得る。
【００３４】
送信機は、バッテリ６のためのコンパートメントと、少なくとも部分的に透明な電極３，４のための、チップ７で概略的に示される制御電子機器とを含む。スマートカード１１は、空隙の中に挿入することができる。スマートカードの可能な書込領域１２は、透明な第１の電極３の後ろで見えるままである。
【００３５】
図３は、スマートカード（場合によっては、送信機電子機器とは異なる適用例の他の構成要素部分）が同時にＲＦＩＤ識別媒体として動作する、図２の実施例の変形例を示す。既に述べた要素に加えて、電極の１つ、示された例では透明電極３によって、完全にはここではカバーされないＲＦＩＤアンテナ１５が概略的に示される。しかしながら、図に示されるのとは異なるが、電極が両方とも、たとえばＩＴＯからなる電極のような透明電極であって、当該透明電極が完全にＲＦＩＤアンテナ１５をカバーする、すなわち図に示される上表面すべてを透明電極３がカバーする場合にも、ＲＦＩＤ通信は機能することが示されている。
【００３６】
図４および図５は、携帯電話３１として設計されるこの発明に従った持ち運び可能な装置に関する。第１の電極３はディスプレイに統合され、少なくともディスプレイの透明な領域に存在し、その一方、第２の電極４は、前述の例の送信機電極でのように、必ずしも透明ではない。第２の電極は、携帯電話の裏面（または、示される例でのようにむしろ、携帯電話の二つ折りの蓋または異なる部分）に位置し、場合によっては、ハウジングの導電部分によっても形成され得る。第２の電極は、可能な限り第１の電極から離れた一定の距離にあるように配される。図５では、送信機電子機器７がどのように残りの携帯電話の電子機器と接続し得るかということを非常に概略的に示す。すなわち、携帯電話は送信機電子機器にエネルギを与え（３Ｖ）、Ｉ2Ｃインターフェイスを介して通信リンクが存在する。
【００３７】
携帯電話における送信機電子機器７の統合と、この発明の好ましい実施例でのようなインターフェイスの許容とにより、いくつかの機能が１つの持ち運び可能な装置において互いにともに統合され得る。たとえば以下のことが可能である。
−容量抵抗送信データ信号の動的な変更。たとえば、アクティブなデータ信号を、しばしば任意に変更され得るＰＩＮコードとして用い得る。
−たとえば、いわゆる「ローリングコード」または安全なデータ通信の他の公知の手段を通じて、セキュリティの向上が可能になり得る。
−携帯電話のＵＨＦ送信手段（ブルートゥース（Bluetooth），３Ｇなど）が、たとえばダウンリンクとして情報送信プロシージャに含まれる場合には、セキュリティのレベルのさらなる向上が達成され得る。これは、たとえば、公知の「チャレンジ・レスポンス」システムの利用を可能にする。中央ユニットも、通信の中に含まれ得、たとえば証明を発行することができる（ケルベルス（Cerberus）など）。
−送信機電子機器を有する携帯電話は、プログラミング装置として用いられ得る。送信機電子機器の補助により、連続データストリームが受信機に送られ得る。
−将来の携帯電話にはおそらく、ＮＦＣ、ＲＦＩＤもしくは低電力無線（たとえば、ブランド名wibree（商標）（www.wibree.com）の下で流通される）、超低電力ブルートゥース
（Ultra Low Power Bluetooth）、または他の識別規格が備えられるであろう。容量抵抗情報送信の使用を通じて、このような識別技術は単一の装置の中に統合され得、ユーザはどの技術が実際に用いられているのか必ずしも知ることがなくなるに違いない。特に興味深いのは、この発明による進歩と他のこととの組合せである。なぜならば、たとえば、選択的な容量抵抗情報送信は短距離（＜１０ｍ）の非接触非選択的情報送信に追随し、これともに動作し得るからである。
−携帯電話のための送信機電子機器は、標準の寸法に従って設計され得、さらなる面倒なしに既存の携帯電話アーキテクチャに統合され得る。
【００３８】
この発明のさらなる局面に従うと、送信機の電極の制御部には、電荷回収および／または断熱的スイッチングロジックが与えられる。さらに、前述したように、電極は、互いに対して可能な限り広く間隔を置くとともに、電極同士の間の媒体の誘電率が可能な限り小さい。
【００３９】
図５によると、送信機電子機器７が持ち運び可能な装置に統合されるかまたはそのような装置と少なくとも間欠的に通信し得る場合、同じ送信機電子機器は、図６によるように、付加的な入力／出力要素とともに「スタンドアロン」動作のために構成される。図６に示されるＩ2Ｃインターフェイスは、たとえば送信機電子機器７を構成するよう、「スタンドアロン」動作中であり、ホストシステム４６にただ間欠的に接続される。
【００４０】
可能な限り小さい電力消費および／またはバッテリの電荷の監視に関連付けられるさらなる局面を図６を参照して記載する。この図における点線のボックスに示される構成要素は随意であり、単一または組合せで与えられ得る。
【００４１】
図６に従った送信機電子機器７は、出力ユニット４１に接続され、これによりバッテリ電荷の状態メッセージを可能にする。このようなユニットは、１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）または多くの発光ダイオード４１を含み得る。さらに、持ち運び可能な装置３１またはトランスポンダチップ７のキャリア、たとえばキーもしくはカードが動かされないときに電極制御をオフにする動作検出器４４が与えられ得る。
【００４２】
代替例またはおそらくはその置換例として、たとえばＬＦ（低周波数）起動信号のような起動信号が検出されたときにのみ送信機電子機器が活性化するということが想像され得る。対応する検出ユニットが参照番号４５で示される。回路の起動についてのＬＦ検出器を有する構成は既に公知である。
【００４３】
図において、オンスイッチ４２が示される。このようなスイッチは、たとえば、ほとんどバッテリがないために電子機器が自動的に「低コンフォートモード」にて自動的に停止された場合に用いられ得る。スイッチ４２の作動により、当該電子機器は、再び限られた時間の間、活性化される。さらに示されるのはオン・オフスイッチであり、これを通じて、必要とされない場合に持ち運び可能な装置全体がオフにされ得る。「ホストシステム」４６（たとえば携帯電話３１）への接続の場合、電力消費の管理は、多くの場合、あまり重要ではない。
【００４４】
「電子機器のオフ」は、たとえば内部クロックのような個々の構成要素がアクティブのままでいるということを除外しない。「オフにする」ということは、このような部分的にアクティブな「スリープ」モードへの遷移を明確に意味する。特に、このようなスリープモードでは、電極を介する信号の送出が遮断される。
【００４５】
図７は、この発明の好ましい実施例におけるＡＳＩＣに関する送信機電子機器７の内部構造を示す。ＡＳＩＣは、主な要素として、コンダクタＳＤＡおよびＳＣＬを有するＩ2
Ｃバスへの通信インターフェイス６１と、不揮発性メモリ６２と、エンコーダ６３と、モジュレータ６４と、出力ドライバ６７とを含む。好ましくは、ＡＳＩＣは付加的に、タイミング回路６５と、出力ドライバ６７のための制御ロジック７０と、電力節約ロジック７１とを含む。出力ドライバ６７は好ましくは、異なる出力ドライバ６８，６９を含む。これらの出力ドライバから、特定のドライバが、用いられる電極の特性に対応するよう選ばれ得る。モジュレータ６４は、典型的には「リニアフィードバックシフトレジスタ（linear feedback shift register；ＬＦＳＲ）」であるチップジェネレータ６６を含む。
【００４６】
個々の要素の機能は以下のとおりである。送信機電子機器７における送信されることになるデータは、通信インターフェイス６１を介して読取り可能であり、送信機電子機器７の制御および動作パラメータは調節可能である（たとえば、ＬＦＳＲの長さおよびパラメータ）。送信されることになるデータは、送信機電子機器７が次いでインターフェイスから分離され、自律的に動作し得るように、不揮発性メモリ６２の中に格納され得る。しかしながら、送信されることになるデータは、ペイロードレジスタ７３にも書込まれ得、次いで、通信インターフェイス６１からのさらなるデータによって上書きされ得る。ペイロードレジスタにおける当該データは、送信機電子機器７の送出動作がアクティブである限り、エンコードされ、変調され、かつ送出される。
【００４７】
エンコーダ６３は、エンコーディングのために公知の態様で冗長補正ビットを加えるためのユニットを含み、たとえばデファレンシャルエンコーダである。このようにして作り出されるコードは、好ましくは、モジュレータ６４によって超広帯域に変調される。これは、公知の方法で、たとえば、擬似ランダムチップシーケンスにより行なわれる。送信されることになるコードの各ビットはさらに、ある時間期間の間、対応するチップの多くのビットの１つと多重化またはＸＯＲ連結される。これにより、広帯域変調信号が得られる。
【００４８】
モジュレータ６４において、またはそれに隣接して、帯域幅を変動させ得るさらなる要素が与えられ得る。これはたとえば、設定に依存して、信号送信が完全な帯域幅またはたとえば半分の帯域幅といった低減した帯域幅で行なわれる場合、周波数スプリッタ（たとえばフリップフロップ）として設計され得る。
【００４９】
この発明の好ましい実施例では、送信機電子機器７は、チップシーケンスの長さが、たとえばインターフェイス６１を介する対応するパラメータの伝送により、特定または選択可能であるように設計される。これにより、用途に対応する、通信セキュリティおよびスピードについての相反する要件を調節することが可能になる。
【００５０】
さらに、クロック乗算器の設定の変動により、すなわち、すべての周波数のスケーリングを擬似的に行なうことにより、送信の中心周波数（キャリア周波数）を構成することが可能である。したがって、妨害するものが存在する状態でもデータ送信の堅牢さがさらに最適化される。たとえば、１つのスイッチまたは複数のスイッチを通じて、中心周波数が離散値の間をスイッチングするか、もしくは擬似的に連続してスイッチングし得ることが想像され得、または場合によっては通信周波数についての特定が数字で値付けされるパラメータとしてインターフェイスを介してなされ得るとともに対応するメモリに格納され得るということが想像され得る。スイッチのスイッチ状態は、場合によっては、インターフェイスを介してさらに規定され得るか、たとえばＤＩＰスイッチの態様でのように、特にインターフェイスが与えられない場合には、ユーザに対して外部からアクセス可能であり得るか、または持ち運び可能な装置の製造の間に既に規定され得るかである。
【００５１】
特に費用効果がよいのは、中心周波数を少なくとも２つの値の間で変動させるかまたは連続的に変動させる可能性と、さらに帯域幅を２つの値の間で変動させるかまたは連続的
に変動させる可能性との組合せである。これにより、可能性のある干渉信号が特に効果的に応答され得る。
【００５２】
出力ドライバ６７のための制御ロジック７０は、出力ドライバ６８，６９をたとえば以下の態様で用いられるように決定する。すなわち、制御信号ＣＬにより、電極３，４の容量負荷の大きさを選択可能である。制御信号ＤＲ＿ＭＤにより、電極がディファレンシャルかまたはシングルエンドで制御されるかどうか選択可能である。制御信号ＰＳＯにより、電極が「同期整流」により制御されるかどうか選択可能である（同期整流では、１つまたは２つのインダクタによる外部配線が必要である）。これらの制御信号を用いて、出力ドライバ６７とそれらの動作方法とが、用いられる電極３，４のエネルギが可能な限り小さいままであるように、当該電極３，４に適合される。
【００５３】
電力節約ロジック７１は、特に、バッテリ状態７４の検出を含み、好ましくは以下の入力を含む。
【００５４】
・電力節約動作のさまざまなステージのオンおよびオフ切換のためのＰＷＲ＿ＢＴおよびＢＴ＿ＰＲＥ。
【００５５】
・送信機電子機器７自体が「低コンフォートモード」の場合に、電極３，４を介する信号の送出を活性化するためのＬＣＭ＿ＢＴ（たとえば特定の時間の間）。
【００５６】
・少なくとも１つの運動検出器または動作検出器（４４）のためのＭＯＴ＿ＤＥＴ１／２。
【００５７】
・たとえば１２５ｋＨｚ受信機によって、特に無線で受取られる外部の起動信号（「起動せよ」）のためのＷＵ＿ＥＸＴ。これにより、送信機電子機器７が受信機の近傍にある際にのみ活性化されることが達成される。この目的のために、たとえば据え置き型であるかまたは自動車に組込まれる受信機は、起動信号の送出のために対応する１２５ｋＨｚの送出機を備える。
【００５８】
出力信号ＬＥＤ１，ＬＥＤ２は、バッテリ状態の通知のためにＬＥＤを制御する。出力信号ＥＯＬ＿ＨＩ，ＥＯＬ＿ＬＯはさらに、バッテリレベルを示し、たとえば、持ち運び可能な装置３１によって、問合せおよび処理され得る。
【００５９】
最後に、図８において、「バッテリ寿命」特性のさらなる可能な実施例が示される。この図において、リチウムイオンバッテリの典型的な放電カーブ５１と、それに関連して以下の領域とが観察され得る。
・レベルが第１の電圧しきい値ＥＯＬ１を下回るまで低下するまで第１の寿命信号ＥＯＬ＿ＨＩ（線Ｎｏ．５２）がローである、通常の電荷レベルを示すとともに通常の動作のための領域。
・レベルが第２の電圧しきい値ＥＯＬ２を下回るまで低下するまで第２の「寿命」信号ＥＯＬ＿ＬＯ（Ｎｏ．５３）がローである、通常の動作のための同じ領域。
【００６０】
線５５および５６に示されるのは、光のモードの対応する表現である。すなわち、ＥＯＬ＿ＨＩがローの間は、第１のＬＥＤは光るかまたは特定のパターンで点滅し、レベルがＥＯＬ２を下回ると、第２のＬＥＤが特定のパターンで点滅する。
【００６１】
線５４は、持ち運び可能な装置が、あるキーが押し下げられるときにのみ（すなわち人がバッグ／ポケットからそれを取出さなければならない）、送出のためのアクティブな動作に入る「低コンフォートモード範囲」５４の活性化を示す。
【００６２】
さらに、電極がアクティブな時間期間であり、したがって送出が行なわれることが示される（線５８）。これは、動作センサが持ち運び可能な装置の動きを記録するかまたは起動信号が受取られる（Ｎｏ．５７）ならば、通常の動作での場合である。動きが止まっても、好ましくは電極はそれにもかかわらず、ｔ＿ｄｅｌ＿ｓｌｅｅｐの期間の間アクティブなままである。「低コンフォートモード」では、電極は対応するキーが押し下げられる（Ｎｏ．５９）場合にのみアクティブとなる。線５８上において、右側に対する最も高いピークでは、ユーザによる能動的な作動が行なわれると考えられる。これは線５９に対応する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年10月16日(2009.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２の装置へのデータ送信のための信号の送信のための持ち運び可能な装置（１，３１）であって、前記持ち運び可能な装置（３１）はユーザが着用可能であり、前記装置は、少なくとも２つの電極（３，４）と、信号が前記電極（３，４）によって前記ユーザの体に結合可能、かつ前記第２の装置の少なくとも１つの電極によって検出可能であるように前記電極（３，４）の間に電気信号を加えるための手段とを含み、前記電極（３，４）の間に電気信号を加えるための前記手段（６７）は送信機電子機器（７）のある部分であり、前記送信機電子機器（７）は、特定されたデータに依存する電気信号を生成するための手段（６３，６４）を含み、前記送信機電子機器（７）は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実現されることを特徴とする、持ち運び可能な装置（１，３１）。
【請求項２】
前記送信機電子機器（７）は、送信されることになるデータをエンコーディングするためであるとともに、エンコーディングされたデータを生成するためのエンコーダ（６３）と、エンコーディングされたデータを変調するためであるとともに、変調された信号を生成するためのモジュレータ（６４）と、前記変調された信号を増幅するため、かつ前記電極（３，４）を駆動するためのドライバ（６７）とを含む、請求項１に記載の持ち運び可能な装置（１，３１）。
【請求項３】
前記送信機電子機器（７）と入力ユニット、特定的にはＩ２Ｃインターフェイス（６１）との間に通信リンクが存在または確立することができ、前記送信機電子機器は、前記電気信号が前記入力ユニットを介して入力されるデータに依存するように設計および／またはプログラムされる、請求項１または２の１つに記載の持ち運び可能な装置（１，３１）。
【請求項４】
前記送信機電子機器は、たとえば不揮発性メモリを含む、先行する請求項の１つに記載の持ち運び可能な装置（１，３１）。
【請求項５】
前記電極の間には、送信機電子機器（７）とは異なる適用例の構成要素が配される、先行する請求項の１つに記載の持ち運び可能な装置（１，３１）。
【請求項６】
前記持ち運び可能な装置（３１）は携帯電話として設計され、前記入力ユニットは前記携帯電話の入力ユニットであることを特徴とする、請求項５に記載の持ち運び可能な装置。
【請求項７】
持ち運び可能な装置（１，３１）において用いられる、第２の装置へのデータ送信のための信号の送信のための特定用途向け集積回路（７）であって、前記持ち運び可能な装置（３１）は、ユーザの体に着用可能であり、少なくとも２つの電極（３，４）を含み、前記電極（３，４）により前記ユーザの体に電気信号が結合可能であり、前記特定用途向け集積回路（７）は、特定されたデータに依存する電気信号を生成するための手段（６３，６４）と、前記電気信号を前記電極（３，４）の間に加えるための手段（６７）とを含む、特定用途向け集積回路（７）。
【請求項８】
送信されることになるデータをエンコーディングするためであるとともに、エンコーディングされたデータを生成するためのエンコーダ（６３）と、前記エンコーディングされたデータを変調するためであるとともに、変調された信号を生成するためのモジュレータ（６４）と、前記変調された信号を増幅するため、かつ前記電極（３，４）を駆動するためのドライバ（６７）とを含む、請求項７に記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項９】
前記持ち運び可能な装置のさらなる電子構成要素部分への通信インターフェイス（６１）、特定的にはＩ２Ｃインターフェイスを含む、請求項７または８に記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１０】
信号が超広帯域信号として送信されるスペクトラム拡散方法をデータ送信のために用いる、請求項７から９の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１１】
前記スペクトラム拡散方法における変調のために用いられる「チップ」の範囲が選択可能である、請求項１０に記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１２】
キャリア周波数および／または信号帯域幅が選択可能である、請求項７から１１の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１３】
前記特定されたデータは、前記集積回路（７）の不揮発性メモリ（６２）、特定的にはＥＥＰＲＯＭに格納される、請求項７から１２の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１４】
前記特定されたデータは、
・前記集積回路（７）の不揮発性メモリ（６２）に格納される前記特定されたデータの同じ組の送信を繰返す送信モードと、
・前記集積回路（７）の通信インターフェイス（６１）を介して変更可能である前記特定されたデータの同じ組の送信を繰返す送信モードと、
・前記集積回路（７）の通信インターフェイス（６１）を介して特定可能な特定されたデータの変動可能な組の送信の送信モードとのうちの１つ以上に従って送信可能である、請求項７から１３の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１５】
前記集積回路（７）の給電の少なくとも１つのバッテリー状態、好ましくは２つのバッテリー状態を検出し、かつ前記集積回路の動作状態を前記バッテリー状態に従って調節するための回路（７４）を含む、請求項７から１４の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１６】
前記集積回路（７）の給電のバッテリー状態に関する信号を前記第２の装置に通信する
目的のために設計される、請求項７から１５の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１７】
前記送信機電子機器（７）がデフォルトでは非アクティブであり、かつたとえばボタンを押すことにより能動的に活性化される必要がある「低コンフォートモード」を含む、請求項７から１６の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１８】
動作検出器（４４）へのインターフェイスを含み、これにより前記持ち運び可能な装置（３１）が特定の時間の間、動かされないとすぐに信号の送出が停止され得、前記信号の送出は前記持ち運び可能な装置（３１）が動かされると再び再開され得る、請求項７から１７の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項１９】
前記電極（３，４）の制御のための電荷回収ロジックおよび／または断熱的スイッチングロジックを含む、請求項７から１８の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項２０】
前記電極（３，４）にエネルギを与えるための少なくとも２つの異なる出力ドライバ（６８，６９）と、用いられる電極（３，４）のタイプの要件に従って前記出力ドライバの１つを選択するための制御ロジック（７０）とを含む、請求項７から１９の１つに記載の特定用途向け集積回路（７）。
【請求項２１】
請求項７から２０の１つに記載の集積回路（７）を有する装置の、アクセス制御のための使用。
【国際調査報告】
2010521079.tif 000011
2010521079.tif 000012
2010521079.tif 000013
2010521079.tif 000014