(57)【要約】【課題】情報を格納および読み出すためのシステムおよび方法に関する。【解決手段】当該システムおよび方法は、情報を格納するデータ格納媒体と、該データ格納媒体に格納された情報を読み出す読出ユニットとを備え、該データ格納媒体は誘電体を有し、情報は該データ格納媒体の少なくとも１つの格納電極の有無によって形成されており、読出ユニットは少なくとも１つの入力電極と少なくとも１つの読出電極を有し、データ格納媒体および読出ユニットは、情報を読み出すべく、入力電極と格納電極とが第１のコンデンサを形成し、読出電極と格納電極とが第２のコンデンサを形成するように、互いに接合されることが可能である。読出ユニットは、入力電極にデジタル電圧ジャンプを生成する手段と、読出電極に生じる電圧ジャンプを基準電圧と比較する手段とを有する。【選択図】図１
2010506319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を格納および読み出すシステムであって、
情報を格納するデータ格納媒体（１）と、
前記データ格納媒体に格納された前記情報を読み出す読出ユニット（２）と
を備え、
前記データ格納媒体は誘電体（１０、１１）を有し、前記情報は前記データ格納媒体の少なくとも１つの格納電極（１２〜１４）の有無によって形成されており、
前記読出ユニットは少なくとも１つの入力電極と少なくとも１つの読出電極を有し、
前記データ格納媒体（１）および前記読出ユニット（２）は、前記情報を読み出すべく、前記入力電極（２１）と前記格納電極（１２）とが第１のコンデンサを形成し、前記読出電極（２２）と前記格納電極（１２）とが第２のコンデンサを形成するように、互いに接合されることが可能であり、
前記読出ユニットは、
前記入力電極（２１）にデジタル電圧ジャンプを生成する手段（２３）と、
前記読出電極（２２）に生じる前記電圧ジャンプを基準電圧と比較する手段（２４）とを有する
システム。
【請求項２】
前記読出電極（２２）に生じる前記電圧ジャンプを基準電圧と比較する手段（２４）は、コンパレータ回路に演算増幅器（２４ａ）を含む
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記読出ユニット（２）はさらにマイクロプロセッサ（２５）を有し、前記マイクロプロセッサ（２５）は、前記入力電極（２１）に前記デジタル電圧ジャンプを生成する手段と、前記読出電極（２２）に生じる前記電圧ジャンプを基準電圧と比較する手段（２４）とに接続される
請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
複数の格納電極（１２〜１４）と少なくとも対応する数の入力電極（２１）とは複数の第１のコンデンサを形成し、前記複数の格納電極（１２〜１４）と１つの読出電極とは前記第２のコンデンサを形成する
請求項１乃至３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記格納電極（１２〜１４）は、ＰＥＤＯＴまたはＰＡＮＩなどの導電性有機ポリマーから成る、一のコード配列を形成する
請求項１乃至４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
前記格納電極（１２〜１４）は、凸版印刷プロセス、輪転グラビア印刷プロセスまたは平面印刷プロセスなどの大量印刷プロセスによって製造される、導電性の一のコード配列を形成する
請求項１乃至５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
前記格納電極（１２〜１４）は、紙またはフィルムなどの可撓性基板に適用される、導電性の一のコード配列を形成する
請求項１乃至６のいずれかに記載のシステム。
【請求項８】
前記格納電極（１２〜１４）は、２つの基板の間に外からは見えないように配置される、導電性の一のコード配列を形成する
請求項１乃至７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
前記データ格納媒体（１）は、前記読出デバイス（２）を検査するべく利用される参照用格納電極を有する
請求項１乃至８のいずれかに記載のシステム。
【請求項１０】
前記格納電極（１２〜１４）は、一の冗長コード配列を形成する
請求項１乃至９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
前記読出電極に生じる前記電圧ジャンプを基準電圧と比較する手段（２４）は、干渉をフィルタリングするべく上流側に設けられた、ローパスフィルタおよび／またはハイパスフィルタ（２４ｂ）を含む
請求項１乃至１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の読出デバイス（２）を用いて、請求項１乃至１１のいずれかに記載のデータ格納媒体（１）から情報を読み出す方法であって、
複数の格納電極（１２〜１４）および複数の入力電極（２１）が設けられ、前記複数の入力電極はデジタル電圧ジャンプによって順次作動され、前記読出電極（２２）に生じる前記電圧ジャンプを基準電圧と比較する
方法。
【請求項１３】
前記読出電極（２２）に生じる前記電圧ジャンプを基準電圧と比較する手段は、測定の前および／または後に検査される
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記データ格納媒体（１）から情報を読む前および／または後に、前記データ格納媒体に設けられている少なくとも１つの参照用電極を検査する
請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記格納電極（１２〜１４）は一の冗長コード配列を形成し、前記データ格納媒体（１）から情報が読み出された後に、前記データ格納媒体（１）からの情報の読み出しにおいて生じた干渉を除去するべく、チェックサムを求めるか、または、完全性試験を実行する
請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報を格納および読み出すためのシステムおよび方法に関する。当該シスムムおよび方法は、情報を格納するデータ格納媒体および当該データ格納媒体に格納された情報を読み出す読出ユニットを備える。
【背景技術】
【０００２】
容量成分または誘導成分に基づいて導電材料の有無を認識できるアナログプロセスが知られている。正弦波振動などのアナログ信号特性が、第１の電極を用いて該材料に入力され、第２の電極によって取り出される。この測定された信号について、振幅が分析され、任意で位相角を分析することができる。このようにして該導電材料の有無および導電性を確認する。上述の測定方法によると、例えば、容量、抵抗およびインダクタンスなどを測定することが可能で、異なる点から評価することができるようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし上述した方法には、所望の信号を生成してその影響を分析するために必要なハードウェアが比較的高価であるという問題点がある。また、測定装置は並行して処理を実行することが比較的難しく、処理が比較的遅い場合が多い。
【０００４】
ＤＥ  １０  ２００４  ０２２  ７５２  Ａ１は、重要書類または機密文書の真正性を確認するための装置を開示している。当該装置は誘電特性の測定結果に基づいて動作する。
【０００５】
ＥＰ  ０  ２６０  ２２１  Ａ２は、データキャリアから情報を読むための非接触型情報伝送を提案している。読み出しには、方形波生成器から継続的に印加される交流電圧が利用される。
【０００６】
このため本発明は、低コスト且つ高速な読出ユニットを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、請求項１および１２に記載の特徴によってこの目的を達成する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る、情報を格納および読み出すシステムは、情報を格納するデータ格納媒体と、データ格納媒体に格納された情報を読み出す読出ユニットとを備え、データ格納媒体は誘電体を有し、情報は当該データ格納媒体の少なくとも１つの格納電極の有無によって形成されており、読出ユニットは少なくとも１つの入力電極と少なくとも１つの読出電極を有し、データ格納媒体および読出ユニットは、情報を読み出すべく、入力電極と格納電極とが第１のコンデンサを形成し、読出電極と格納電極とが第２のコンデンサを形成するように、互いに接合されることが可能である。ここで読出ユニットは、入力電極にデジタル電圧ジャンプを生成する手段と、読出電極に生じる電圧ジャンプを基準電圧と比較する手段とを有する。
【０００９】
本発明に係る、上述の読出デバイスを用いて上述のデータ格納媒体から情報を読み出す方法によると、複数の格納電極および複数の入力電極が設けられ、複数の入力電極はデジタル電圧ジャンプによって順次作動され、読出電極に生じる電圧ジャンプを基準電圧と比較する。このような構成とすることによって、非常に高速な測定が可能となる。
【００１０】
本発明では基本的に、デジタル電圧ジャンプ、つまり、単一のパルスを利用し、基準電圧と直接比較する。このような構成とすることによって、信号は即座にデジタル形式（１または０）で表され、その後の処理を低コストで行うことができる。
【００１１】
上記以外の本発明の実施形態は従属請求項の主題として定義する。
【００１２】
好ましい実施形態に係る読出ユニットはさらにマイクロプロセッサを有し、当該マイクロプロセッサは多大なコストをかけることなく多数のデジタル出力を実現することができるので、多数の格納電極を高速で検査することができると共に検査の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
読出電極に生じる電圧ジャンプを基準電圧と比較する手段は、コンパレータ回路に演算増幅器を含むことが好ましい。
【００１４】
データ格納媒体の格納電極は、導電構造体、特にＰＥＤＯＴまたはＰＡＮＩなどの導電性有機ポリマーから成り、コード配列を形成する。導電性の該コード配列は、凸版印刷プロセス、輪転グラビア印刷プロセスまたは平面印刷プロセスなどの大量印刷プロセスによって製造されるという利点を有する。また当該コード配列は、紙やフィルムなどの可撓性基板にも適用が可能であり、２つの基板の間に目に見えないかたちで配置することができる。
【００１５】
さらに、適切な方策を用いて干渉を最低限に抑える。方策の一例を挙げると、読出デバイスを検査するための参照用格納電極をデータ格納媒体に備える。また、格納電極は冗長コード配列を形成することもできる。また、干渉をフィルタリングすることを目的として、ローパスフィルタおよび／またはハイパスフィルタを、読出電極に生じる電圧ジャンプを基準電圧と比較する手段の上流側に配置することができる。
【００１６】
上記以外の本発明の利点および形態を、明細書および図面を参照しつつ、以下でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】情報を格納および読み出すシステムを示すブロック図である。
【００１８】
【図２】データ格納媒体を示す概略図である。
【００１９】
【図３】図２のラインＡ−Ａに沿って切断した様子を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１に示す、情報を格納および読み出すためのシステムは、情報を格納するデータ格納媒体１と当該データ格納媒体が格納する情報を読み出す読出ユニット２とを備える。
【００２１】
データ格納媒体は、図２および図３でより詳細に示しているが、第１の誘電体１０、複数の格納電極１２、１３および１４、ならびに第２の誘電体１１を少なくとも有する。当該格納電極は２つの誘電体の間に配置されている。このような構成によると、格納電極１２、１３、および１４はコード配列を形成する。３つの格納電極１２、１３、および１４は共通のベース面１５から指のような形状を持つように突出している。
【００２２】
格納電極は、上述したように形成されることによって、特に空間を必要とすることなく、２つの基板の間に埋め込むことができる。
【００２３】
添付図面に図示したコード配列の場合、格納電極は６つまで設けることができる。しかし図示している実施形態では、第１番目、第３番目および第６番目の指状部分だけが格納電極として形成されており、格納電極の間に設けられている電極面１６はベース面１５には接続されていない。電極面１６を設けないとしてもよいのは言うまでもない。最多で６つの格納電極を有するコード配列の場合、２６＝６４通りもの異なるコード配列を形成することができる。格納電極の数は６本以外の所望の数に設定するとしてもよいのは言うまでもない。特に、格納装置をそれぞれ独立して配置して共通のベース面を持たないとしてもよい。
【００２４】
誘電体１０および１１として特に適切なのは、紙またはフィルムから成る基板である。コード配列は、ポリチオフェン、ポリアニリンおよびポリピロール、ＰＥＤＯＴまたはＰＡＮＩといった導電性有機ポリマーから製造することができると言う利点を有する。こういった導電性有機ポリマーは、大量印刷プロセス（凸版印刷プロセス、輪転グラビア印刷プロセスまたは平面印刷プロセス）を用いて基板に印刷される。このため、データ格納媒体は、高速且つ低コストでの大量生産が可能である。コード・ステートメント（ｓｔａｔｅｍｅｎｔ）が２つの基板（誘電体）の間に追加で埋め込まれると、当該コード・ステートメントは外部からは見えず、損傷や細工を防ぐことができる。コード配列を上記以外の伝導性材料、例えば銀粒子、炭素粒子またはＩＴＯナノ粒子で製造することも本発明の範囲内に含まれる。
【００２５】
また、配設が可能な格納電極全てから成るコード配列をまず印刷して、その後で、データ格納媒体に実際に情報を書き込むことも可能である。書き込みは例えば、その後存在しなくなってしまう格納電極に対して、電極とベース面の間を遮断する高電圧パルスを印加することによって行うことができる。
【００２６】
読出ユニット２は基本的に、少なくとも１つの入力電極２１および少なくとも１つの読出電極２２を有する。情報を読み出すべく、入力電極２１と格納電極１２とが第１のコンデンサを形成して、且つ、読出電極２２と格納電極１２とが第２のコンデンサを形成するように、データ格納媒体１および読出ユニット２を互いに接続することが可能である。読出ユニットはさらに、入力電極２１にデジタル電圧ジャンプを生成する手段２３と、読出電極２２に生じる電圧ジャンプを基準電圧と比較する手段２４を有する。特に手段２４は、コンパレータ回路に演算増幅器２４ａを有するとしてもよい。読出ユニット２はさらにマイクロプロセッサ２５を有する。当該マイクロプロセッサ２５は、入力電極２１にデジタル電圧ジャンプを生成する手段２３と、読出電極２２に生じる電圧ジャンプを比較する手段２４とに接続される。マイクロプロセッサ２５は、手段２３および２４の機能を一部または全て引き継ぐとしてもよい。読出ユニット２はまた、ＵＳＢ接続を介してコンピュータ３に接続されている。
【００２７】
測定方法に関して説明すると、デジタル電圧ジャンプ、つまり単一のパルスが入力電極２１に印加される。コンデンサ特性に基づき、続いて読出電極２２に電圧ジャンプが生じる。その後電圧は指数関数的に低減する。電圧ジャンプが印加された後すぐに読出電極２２の出力信号を評価することで、格納電極の有無を判定できる。
【００２８】
入力電極２１は、比較的多数を提供できるという利点を持つので、入力電極と配設可能な格納電極を１対１で対応付けることができる。図示している実施形態のように、格納電極がすべて共通のベース面を介して互いに接続されている場合、必要な読出電極２２の数は１つに過ぎない。当該読出電極はベース面１５の領域内に配置されている一方、入力電極は指状領域内に設けられている。入力電極は、デジタル電圧ジャンプによって順次作動され、読出電極でそれぞれの結果を観測する。このように計測を行うので、配設可能な格納電極のうちいずれが実際に存在するのか簡単に確認することができる。
【００２９】
小さい（ピコファラド単位の）容量が存在すると考えられるので、読出電極２２は超高抵抗（数メガオーム）でコンパレータ回路に接続しなければならない。しかしこの結果、外部からの干渉（例えば５０Ｈｚのハミング（ｈｕｍｍｉｎｇ））もまた大部分が入力されてしまう。この結果生じる損失は非常に大きなものになってしまう可能性がある（プリント配線基板および筐体の形状によって変わる）。このため、干渉を最低限に抑える方法を幾つか以下で説明する。これらの方法は個別に用いても、組み合わせて用いても目的を達成することができる。
【００３０】
コンパレータ回路が用いられる場合、コンパレータの出力は電圧ジャンプが生じる前に確認しておくと良い。コンパレータの出力は非作動状態でなければならない。これは、作動状態にあると、干渉が瞬時に生じてしまうからである。この測定は、干渉が生じなくなるまで、または最長測定期間が終了するまで繰り返し行われる。
【００３１】
コンパレータの出力は、一定の待機期間が経過した後（コンデンサ装置の放電期間に応じて決まる）、つまり、電圧ジャンプを生じさせて電圧ジャンプに対する応答を測定した後にも同様に確認される。この場合もコンパレータの出力は非作動状態になければならない。作動状態にある場合には、測定は破棄されて再度行われる。このような測定方法を利用することによって、正側レベルとの干渉によって生じる測定誤差（つまり、「１」よりも「０」の方が真正と認識されるビットの数が少ない）を低減することができる。しかしこの方法では高周波干渉を良好に抑制することができない。
【００３２】
別の例を挙げると、データ格納媒体が有する電極のうち１つを、読出デバイスを試験するための参照用格納電極として利用するとしてもよい。格納電極のうち１つまたはすべてを測定する直前および／または直後に、参照用格納電極を測定する。参照用格納電極があるレベルを提示しない場合には、データビットの測定結果は破棄されなければならない。この方法によれば、負側レベルとの干渉によって生じる測定誤差（つまり、「０」よりも「１」の方が真正と認識されるビットの数は少ない）を低減することができる。しかしこの方法でも高周波干渉を抑制することは難しい。
【００３３】
高周波干渉を減衰させることを目的として、読出電極２２に生じる電圧ジャンプを基準電圧と比較する手段２４に対して、上流側に（高抵抗）ローパスフィルタ２４ｂ（ＲＣ部材）を設けるとしてもよい。当該ローパスフィルタは、測定装置のジャンプ応答の鮮明さの損失がわずかに留まるように、限界を定義する周波数が十分に高く設定されるよう設計すべきである。ハイパスフィルタを追加することによって、低周波干渉を低減することができ、特に５０Ｈｚのネットワーク周波数干渉を低減するのに有効である。
【００３４】
さらに、非常に効率の良い方法として、格納電極が冗長コード配列を形成して、データ格納媒体から情報を読み出した後に、データビットの読み出しにおける干渉を除去するべく、チェックサムを求めるとしてもよいし、または完全性試験を実行するとしてもよい。干渉を最低限に抑えるべく、上述した方法はそのうち１つだけを利用するのではなく、複数またはすべてを利用する。
【図１】
2010506319.tif 000003
【図２】
2010506319.tif 000004
【図３】
2010506319.tif 000005
【国際調査報告】
2010506319.tif 000006
2010506319.tif 000007
2010506319.tif 000008
2010506319.tif 000009