(57)【要約】【課題】ワイヤレスセンサとインターフェースするように構成されたリーダ装置の機能的性能を判定するための、自己診断装置および方法が開示される。【解決手段】自己診断装置は、リーダ装置から送信される信号の精度またはリーダ装置によって受信される信号の精度を分析するように構成されてもよい。一実施形態では、リーダ装置は、自己診断装置を連動させてリーダにエネルギーの短パルスまたは高周波エネルギーの短いバーストなどの信号を送信させ、自己診断装置に共振信号を出力させるように構成されてもよい。自己診断装置は、リーダからの伝送信号を受信し、それを所定の値に対して評価してもよい。評価された信号を使用して、リーダ装置の伝送信号の精度を判定して潜在的な較正問題を特定し、必要に応じて、自動システムまたは人間の介入によって是正措置を開始することができる。自己診断装置は、使用されていないときにリーダが置かれるドッキングステーションに組み込まれてもよい。
2018533256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔地からパラメータを無線で検知するためのシステムであって、
ワイヤレスセンサと通信するように構成されたワイヤレスリーダと、
前記リーダと通信するように置かれるときに、前記ワイヤレスセンサの少なくとも１つの電気的挙動を既知の方法でエミュレートする自己診断装置とを備え、
前記システムは、前記リーダが前記自己診断装置と無線通信し、前記自己診断装置から少なくとも１つの応答を得るように自己診断を実行するよう構成され、
前記少なくとも１つの応答は、前記リーダの機能的性能を判定するために、前記自己診断装置からの予想される応答と比較される、システム。
【請求項２】
前記ワイヤレスセンサが、少なくとも１つの検知パラメータに合わせて前記ワイヤレスセンサの共振周波数を変化させるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記自己診断装置が前記リーダによって無線で電力供給される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記ワイヤレスセンサがバッテリ駆動である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記自己診断装置がデジタルデータを使用して前記リーダと通信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記自己診断装置が被変調信号を使用して前記リーダと通信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記自己診断装置が連続波信号を使用して前記リーダと通信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記リーダがハンドヘルドデバイスである、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記リーダがバッテリ駆動である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記リーダは、使用されていないときに標準的なドッキングステーションに置かれる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記自己診断装置が前記ドッキングステーションに組み込まれている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ドッキングステーションが前記リーダにバッテリ充電機能を提供する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ドッキングステーションが前記リーダにデータリンク機能を提供する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記自己診断装置が前記ドッキングステーションによって電力供給される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記自己診断装置は、前記センサの複数の動作状態をエミュレートするために、前記リーダに対する前記少なくとも１つの応答を変えるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記自己診断装置は、前記ワイヤレスセンサが複数の環境条件に曝されたときに、前記ワイヤレスセンサからの前記応答をエミュレートするために、前記リーダに対する少なくとも１つの応答を変更するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記自己診断装置が、該自己診断装置のＱ値を調整するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記自己診断装置が、該自己診断装置の共振周波数を調整するように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記自己診断装置は、前記センサが複数の高周波（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）リンク距離で前記リーダに対して位置決めされるときに、前記ワイヤレスセンサの前記応答をエミュレートするために、前記リーダに対する少なくとも１つの応答を変えるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記自己診断装置が、前記センサのアンテナと電気的に類似したアンテナを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記自己診断装置が、前記リーダからのパワー伝送を測定するように構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項２２】
前記自己診断装置が、分析のために前記リーダからの伝送をサンプリングするように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記自己診断装置がＬＣ共振タンク回路を備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ＬＣ共振タンク回路の共振周波数が調整可能である、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記センサが誘導結合によって電力供給される、請求項３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記予想される応答に対する前記少なくとも１つの応答の前記比較が前記リーダによって行われる、請求項１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記予想される応答に対する前記少なくとも１つの応答の前記比較が、前記リーダの外部のシステムによって行われる、請求項１に記載のシステム。
【請求項２８】
前記リーダの機能的性能の前記判定が前記リーダによって行われる、請求項１に記載のシステム。
【請求項２９】
前記リーダの機能的性能の前記判定が前記リーダの外部のシステムによって行われる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３０】
前記判定が前記リーダに返信される、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記システムは、前記少なくとも１つの応答と前記予想される応答との前記比較を、少なくとも１つの所定の閾値に対して評価する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３２】
前記システムは、前記比較の値が前記所定の閾値を超えるときに動作を行う、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記自己診断は、時間間隔を測定する回路、リアルタイムクロック、ユーザ入力、他の装置からの入力、前記リーダがドッキングされたことを示す信号、およびウェイクアップタイマのうちの少なくとも１つによって開始される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３４】
前記判定の少なくとも１つの結果が画面に表示される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３５】
前記判定の少なくとも１つの結果が外部装置に伝えられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３６】
リーダ装置を自己診断する方法であって、
ワイヤレスセンサと通信するように構成されたワイヤレスリーダを提供することと、
前記リーダを、前記ワイヤレスセンサの少なくとも１つの電気的挙動を既知の方法でエミュレートするように構成された自己診断装置と通信するように置くことと、
前記リーダが前記自己診断装置と無線通信し、少なくとも１つの応答を得るように自己診断を行うことと、
前記リーダの機能的性能を判定するために、前記少なくとも１つの応答を前記自己診断装置からの少なくとも１つの予想される応答と比較することとを含む、方法。
【請求項３７】
少なくとも１つの検知パラメータに合わせて前記ワイヤレスセンサの共振周波数を変更するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記リーダによって前記自己診断装置に無線で電力を供給するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記ワイヤレスセンサにバッテリで電力を供給するステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
前記自己診断装置がデジタルデータを使用して前記リーダと通信する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４１】
前記自己診断装置が被変調信号を使用して前記リーダと通信する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４２】
前記自己診断装置が連続波信号を使用して前記リーダと通信する、請求項３６に記載の方法。
【請求項４３】
前記ワイヤレスセンサと通信していないときに、前記リーダを標準的なドッキングステーションに置くステップをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４４】
前記リーダを前記自己診断装置と通信するように置く該ステップは、前記自己診断装置がドッキングステーションに組み込まれるように前記リーダを前記ドッキングステーションに置くことを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記リーダを前記ドッキングステーションに置くことによって前記リーダのバッテリを充電することをさらに含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記ドッキングステーションから前記リーダにデータリンク機能を提供することをさらに含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
前記ドッキングステーションから前記自己診断装置に電力を供給することをさらに含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４８】
前記センサの複数の動作状態をエミュレートするために、前記リーダに対する前記自己診断装置の前記少なくとも１つの応答を変えることをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４９】
前記ワイヤレスセンサが複数の環境条件に曝されたときに、前記ワイヤレスセンサからの前記応答をエミュレートするために、前記リーダに対する前記自己診断装置の前記少なくとも１つの応答を変えることをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項５０】
前記自己診断装置のＱ値を調整することをさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記自己診断装置の共振周波数を調整することをさらに含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５２】
前記センサが複数の高周波（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）リンク距離で前記リーダに対して位置決めされる場合、前記ワイヤレスセンサの前記応答をエミュレートするために、前記自己診断装置から前記リーダへの前記少なくとも１つの応答を変えることをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項５３】
前記リーダからのパワー伝送を測定することをさらに含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項５４】
前記リーダからの伝送を分析するために、前記伝送をサンプリングすることをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項５５】
前記自己診断装置のＬＣ共振タンク回路の共振周波数を調整することをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項５６】
前記リーダの機能的性能を判定することと、
前記リーダの前記機能的性能の前記判定を前記リーダに伝えることをさらに含む、請求項３６に記載のシステム。
【請求項５７】
前記少なくとも１つの応答と前記予想される応答との前記比較を、少なくとも１つの所定の閾値に対して評価することをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項５８】
前記比較の値が前記所定の閾値を超えるときに動作を行うことをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記自己診断を、時間間隔を測定する回路、リアルタイムクロック、ユーザ入力、他の装置からの入力、前記リーダがドッキングされたことを示す信号、およびウェイクアップタイマのうちの少なくとも１つによって開始することをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項６０】
前記判定の前記結果を画面に表示することをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項６１】
前記判定の前記結果を外部装置に伝えることをさらに含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項６２】
遠隔地からパラメータを無線で検知するためのシステムであって、
少なくとも１つの検知パラメータに合わせて、自身の共振周波数を変化させるように構成されたワイヤレスセンサと、
固定周波数のみで励起パルスを前記ワイヤレスセンサに送信し、前記励起パルスに応答して前記ワイヤレスセンサからの信号を受信し、受信された前記信号をサンプリングし保持するように構成されたリーダと、
前記リーダと通信するように置かれるときに、前記ワイヤレスセンサの電気的挙動を既知の方法でエミュレートする自己診断装置と、を備え、
前記システムは、前記リーダが前記自己診断装置と無線通信し、少なくとも１つの応答を得るように自己診断を実行するよう構成され、
前記少なくとも１つの応答は、前記リーダの機能的性能を判定するために、前記自己診断装置からの少なくとも１つの予想される応答と比較され、
前記システムは、前記応答と前記予想される応答との前記比較を、少なくとも１つの所定の閾値に対して評価する、システム。
【請求項６３】
遠隔地から測定値を取得するためのシステムであって、
少なくとも１つの検知パラメータに合わせて、自身の共振周波数を変化させるように構成されたワイヤレスセンサと、
固定周波数のみで励起パルスを前記ワイヤレスセンサに送信し、前記励起パルスに応答して前記ワイヤレスセンサからの信号を受信するように構成されたハンドヘルド型のバッテリ駆動リーダと、
前記リーダと通信するように置かれるときに、前記ワイヤレスセンサの少なくとも１つの電気的挙動を既知の方法でエミュレートする自己診断装置とを備え、
前記システムは、前記リーダが前記励起パルスを前記自己診断装置に無線で送信し、少なくとも１つの応答を得るように、自己診断を実行するように構成され、
前記少なくとも１つの応答は、前記リーダの機能的性能を判定するために、前記自己診断装置からの少なくとも１つの予想される応答と比較される、システム。
【請求項６４】
遠隔地から測定値を取得する方法であって、
励起パルスをワイヤレスセンサに送信することと、
前記励起パルスに応答して前記ワイヤレスセンサからの信号を受信することと、
カウント信号を生成することと、
受信された前記信号の周波数と一致するように前記カウント信号の周波数を調整することと、
前記カウント信号の前記周波数を確認するために前記カウント信号の前記周波数を一時的に一定に保持することと、
前記カウント信号の前記周波数を確認することであって、少なくとも１つの所定のパラメータに合わせてその共振周波数を調整するように前記ワイヤレスセンサが構成される、前記カウント信号の前記周波数を確認することと、
前記リーダが前記センサと通信していない間、前記リーダを、前記センサの少なくとも１つの電気的挙動を既知の方法でエミュレートするように構成された自己診断装置と通信するように置くことと、
前記リーダが前記自己診断装置と無線通信し、少なくとも１つの応答を得るように自己診断を行うことと、
前記少なくとも１つの応答を、前記自己診断からの少なくとも１つの予想される応答と比較することとを含む、方法。
【請求項６５】
前記励起パルスが固定周波数パルスである、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
ワイヤレスセンサリーダであって、
励起パルスを生成してワイヤレスセンサにリング信号を放射させるように構成された送信回路と、
前記励起パルスを送信し、前記リング信号を受信するように構成されたアンテナと、
前記リング信号を受信するように構成され、前記リング信号の周波数に関連する周波数でカウント信号を生成するように構成された電圧制御発振器を備えた位相同期ループ回路と、
前記リーダと通信するように置かれるときに、前記ワイヤレスセンサの少なくとも１つの電気的挙動を既知の方法でエミュレートする自己診断装置と、を備え、
前記位相同期ループ回路は、サンプルモードにセットされて前記リング信号を受信し、前記リング信号の該周波数に基づいて前記カウント信号の該周波数を調整することができ、
前記位相同期ループ回路は、ホールドモードにセットされて、前記カウント信号の該周波数を決定するのに十分な時間、前記カウント信号の該周波数を一定に保つことができ、
前記システムは、前記リーダが前記自己診断装置と無線通信し、少なくとも１つの応答を得るように自己診断を実行するよう構成され、
前記少なくとも１つの応答は、前記リーダの機能的性能を判定するために、前記自己診断装置からの予想される応答と比較される、ワイヤレスセンサリーダ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１５年９月２日に出願された米国特許出願第１４／８４２，９７３号「ＳＥＬＦ  ＴＥＳＴ  ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＳＥＮＳＯＲ  ＲＥＡＤＥＲ」に優先権を主張するものであり、その内容全体が引用することにより本明細書に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般にワイヤレスセンサを読み取るように構成された装置を診断するためのシステムに関し、より詳細には、機能性および精度について装置を診断するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
既知のワイヤレスセンサシステムは遠隔地にセンサを配置するが、センサが設置された環境のため、配置されたセンサの精度チェックを実行することは実際的ではない。多くの環境では、遠隔地の環境的または空間的な制約のために、検知されているパラメータの個別の基準読み取りができない。一例では、遠隔地は身体である。ワイヤレスセンサシステムは、一般に、センサからの読み取りを行う使用状態と、センサと通信していない休止状態とに置かれる構成を有し得る、リーダユニットまたはリーダ装置を備えることがある。例えばリーダユニットは、ハンドヘルド型でも電池駆動式でもよく、毎日数分使用するように適合されてもよい。このリーダユニットは、未使用時に再充電（「ドッキング」）ステーションに置かれるように構成することもできる。しかしながら、これらのリーダシステムおよびセンサシステムは現場に配置されることがあり、システムの精度を決定または修正するために工場試験および較正を行うことは実際的ではない場合がある。また、システムの精度を確認するためにサービス技術者を現場に送ることも、実際的でないか、または費用がかかりすぎることがある。したがって、ワイヤレスセンサ／リーダシステムは、自身の性能および精度を判定するために自己診断が可能であることが望ましい。また自己診断では、必要となる余分な装置を最小限とし、装置の使用者による手間を最小限とすることも望ましい。さらに、自己診断がリーダのセンサ照合機能を中断させたり、減速させたり、遅延させたり、または妨害したりしないことも望ましい。
【０００４】
リーダユニットは、センサと積極的に通信していないときは、充電ステーションまたはドッキングステーションなどの標準的な場所に置くことができる。簡単で費用対効果が高く、手間のかからない現場での自己診断は、アクティブセンサおよびパッシブセンサ、連続波（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ：ＣＷ）および変調データ伝送、ならびにアナログタイプおよびデジタルタイプのシステムなど、多種類の無線技術を組み込んだセンサ／リーダシステムにおいて共通に必要とされている。
【０００５】
１つの用途では、パッシブワイヤレスセンサシステムが、共振回路技術を採用することができる。このようなシステムは、励磁回路およびリーダ回路との遠隔通信においてパッシブワイヤレスセンサを利用する。ワイヤレスセンサは、検知パラメータを検出し報告するために、人体内などの特定の場所に配置されることが多い。検知パラメータによって、ワイヤレスセンサの共振回路周波数が変化する。リーダ装置は、ワイヤレスセンサの共振周波数のサンプリングおよび分析を行うことによって検知パラメータを決定する。
【０００６】
パッシブワイヤレスセンサシステムは、それ自体で使用するための圧力監視装置であってよく、またはペースメーカおよび除細動器などの他の医療機器に組み込むことができるが、これに限定されない。一実施形態では、医療機器が、人体内の所望の位置に配置されるように構成された１つまたは複数の圧力センサを含む。圧力センサは、微小電気機械システム（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：ＭＥＭＳ）技術を使用して製造することができ、外部のレシーバ／リーダに無線データを送信して、治療を行う医師または患者による観察のために外部のレシーバ／リーダへのパラメータ測定のデータ送信を容易にするように構成されてもよい。
【０００７】
ＭＥＭＳ技術を使用して構成されたこのような圧力センサの１つは、誘導性および容量性の性質を有する。センサは並列に接合されたインダクタ（Ｌ）およびコンデンサ（Ｃ）として作用し、通常ＬＣタンク回路と呼ばれる。このセンサの形状のため、圧力の増加に伴う容量プレートの変形が可能になる。この変形が、プレートのたわみ、ひいてはシステムの容量値の変化につながる。また、ＬＣタンク回路は、電子共振周波数を生成する。この共振周波数は、回路の誘導値および容量値に関係し、変化する圧力下でコンデンサプレートのたわみによって変化する。この共振周波数の信号が放射されると、外部のワイヤレスレシーバ／リーダによって受信され、相関する圧力読取値に復号化される。
【０００８】
そのようなセンサはまた、無線データ送信能力を備えることもある。装置は、バッテリまたは内部電源を必要としない場合もある。むしろ、センサは、インダクタコイルに向けられた誘導結合電磁（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ：ＥＭ）場によって電力供給されてもよく、レシーバ／リーダ装置は、高周波（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）バーストまたは他の信号を生成することによって電磁場を提供してもよい。インダクタは、電磁場からエネルギーを受けてコンデンサを充電し、キャパシタンスの値は環境圧力によって変化する。電磁場が除去されると、インダクタンスおよびキャパシタンスは並列共振回路を形成して、アンテナとして作用するインダクタを介してエネルギーを放射する。そしてこの発振回路は固有のＲＦ信号を生成し、その周波数はセンサの容量値に比例する。インダクタコイルは、特定の圧力でのセンサのキャパシタンスに比例する周波数を有する発振ＲＦ信号を生成するインダクタと、ＬＣタンク回路によって生成されたＲＦ信号を放射するアンテナコイルとの両方として機能することができる。
【０００９】
一実施形態では、圧力センサは、並列構成で組み立てられたインダクタ／コンデンサ回路を備えもよく、または圧電型、ピエゾ抵抗型、もしくは容量型の圧力センサを備えてもよい。インダクタ／コンデンサ回路では、通電回路の共振周波数は心臓の内圧によって変化する。センサは、内部電源システムを要することなく、ＲＦ信号を介して外部のシステムレシーバに無線で検知または検出された圧力読取値を送信する。特定の実施形態では、センサは、センサの回路に向けられた電磁場によって通電されてもよい。
【００１０】
圧力センサは、心臓または脈管系の内部で血液に曝される作業面を設けるように構成されてもよい。この内部の血液環境への曝露は、圧力センサの構成要素を血液の圧力に曝すものであり、これによって圧力センサは、対応する圧力測定値を測定および記録し、圧力測定値をユーザに送信することができる。
【００１１】
心内圧監視装置は慢性心疾患患者の長期療養用監視装置として使用することができるが、短期療養用監視装置として心内圧監視装置を使用することもできる。センサ／リーダシステムによって得られた圧力データにより、他のシステムおよび方法と比較して低コストで、介護者および臨床医が患者の追加診断データを取得することが可能になり得る。
【００１２】
以下の開示は、心臓血管系内の内部流体圧力を測定および／または監視して治療の指針となるデータを取得するように構成されたセンサおよびリーダシステムについて説明するが、本明細書に記載のシステムが、例えば、温度分析、血液化学分析、血液浸透圧分析、および細胞数分析のためのデータの取得を容易にするために、１つまたは複数の物理的、化学的、および／または生理学的なパラメータまたは変数を測定するように構成されてもよいことは、当業者には明らかであろう。また、非医療用途のパラメータを測定するように構成されてもよい。圧力監視装置は、圧力センサ、光学センサ、生化学センサ、タンパク質センサ、運動センサ（例えば、加速度計またはジャイロスコープ）、温度センサ、化学センサ（例えば、ｐＨセンサ）、および／または遺伝子センサを備えてもよい。
【００１３】
共同所有される、２００８年４月７日に出願された米国特許第８，１５４，３８９号明細書、２０１２年３月１９日に出願された米国特許第８，４３２，２６５号明細書、２０１０年３月１９日に出願された米国特許第８，４９３，１８７号明細書、および２０１２年４月２５日に出願された米国特許第８，５７０，１８６号明細書に開示されているようなパッシブ・センサ・リーダの現在の設計は、参照により本明細書に組み込まれる。これらの特許は、遠隔地のセンサと無線で通信し、読取値を取得するように構成されたシステムを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
リーダは使用環境に配置され、その定格寿命を通して、リーダに対するメンテナンス作業がほとんどまたはまったく行われることなく、ある期間にわたって機能および精度を維持することが求められる場合がある。しかし、機能性と精度を確保するために、現場においてリーダの信頼性を診断するための簡単で安価なシステムおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
ワイヤレスセンサと通信するように構成されたリーダ装置の精度を診断するための自己診断装置、システム、および方法が開示される。自己診断装置は、リーダ装置によって得られる読取値の精度を判定するように構成することができる。一実施形態では、リーダ装置は、自己診断装置に共振信号を出力させるためのエネルギーの短パルスまたは高周波エネルギーの短いバーストなどの信号を送信することで、自己診断装置を連動させるように構成されてもよい。自己診断装置は、リーダからの伝送信号を受信し、それを所定の値に対して評価してもよい。評価された信号を使用して、リーダ装置の伝送信号の精度を判定することでリーダシステムの健全性を判定し、起こり得るドリフトの問題（元の精度からの段階的な逸脱）を特定し、必要に応じて自動システムまたは人間の介入によって是正措置を開始してもよい。
【００１６】
一実施形態では、自己診断装置が所定の信号をリーダ装置に放射するように構成されてもよい。自己診断装置は、センサ・エミュレータ・システムであってもよい。センサエミュレータは、配置されたセンサのように動作する電子システムであってもよいが、通信される値は予め定められている。これらの値は、システムの精度の判定を支援するために、厳密で、制御され、プログラムされていてもよい。自己診断装置はドッキングステーション内に置かれてもよい。ドッキングステーションは、配置されたセンサと通信していないときにリーダ装置を置くことができる任意の構造または装置とすることができる。ドッキングステーションはホルダであってもよく、リーダ装置のバッテリを充電するため、または外部プロセッサまたはネットワークにデータリンクを提供するためなどの追加機能を提供してもよい。ドッキングステーションは、さらに、入力を受信し、ディスプレイパネルに出力を表示するように構成することもできる。リーダ装置は自己診断装置から所定の信号を受信することができ、信号を処理して出力信号を供給することができる。出力信号は、較正の問題を特定し、必要に応じて自動システムまたは人間の介入によって是正措置を開始するために、読み取られた値を所定のエミュレータ出力と比較することによってリーダ装置の精度を判定するために評価されてもよい。
【００１７】
別の実施形態では、自己診断装置は、リーダ装置の精度および機能性を診断するように構成されてもよい。自己診断装置はリーダ装置からの入力を受信し、センサのような出力を供給するように構成されてもよい。自己診断装置のセンサのような出力は、予め定められてよく、リーダ装置からの入力に基づいてもよい。リーダ装置は、自己診断装置に入力を送信し、自己診断装置からの出力を受信し、それらの出力を所定の値に対して評価することによって自己診断を行うように構成されてもよい。リーダ装置は、この評価をそれ自身のプロセッサ上で実行してもよく、または分析のためにその読取値を別のプロセッサに中継してもよい。リーダ装置は、評価結果を用いてリーダ装置の健全性を判定し、潜在的な問題にフラグを立て、是正措置を開始することができる。自己診断装置は、リーダ装置のアンテナまたはレシーバに関連する既知の位置から既知の信号が供給されるようにリーダ装置を連動させ、空間的配置のランダムな変化による自己診断の結果のばらつきを排除するように構成される。診断装置は、ディスプレイを有するドッキングステーションに組み込まれてもよく、ドッキングステーションはリーダ装置を充電するように構成されてもよい。
【００１８】
さらに、遠隔地からパラメータを無線で検知するためのシステムが開示される。このシステムは、ワイヤレスセンサと通信するように構成されたワイヤレスリーダと、前記リーダと通信するように置かれるときに、前記ワイヤレスセンサの少なくとも１つの電気的挙動を既知の方法でエミュレートする自己診断装置とを備える。システムは、前記リーダが前記自己診断装置と無線通信し、前記自己診断装置から少なくとも１つの応答を得るように自己診断を実行するよう構成されてもよく、前記少なくとも１つの応答は、前記リーダの機能的性能を判定するために、前記自己診断装置からの予想される応答と比較されてもよい。ワイヤレスセンサは、少なくとも１つの検知パラメータに合わせて（比例して）その共振周波数を変化させるように構成されてもよい。
【００１９】
自己診断装置は前記リーダによって無線で電力供給されてもよいし、バッテリ駆動であってもよい。自己診断装置は、デジタルデータ、被変調信号、または連続波信号を用いて前記リーダと通信することができる。
【００２０】
リーダはハンドヘルドデバイスであってもよく、このハンドヘルドデバイスはバッテリで駆動でき、使用されていないときに標準的なドッキングステーションに置かれるように構成できる。自己診断装置はドッキングステーションに組み込まれてもよい。ドッキングステーションは、バッテリ充電機能またはデータリンク機能を前記リーダに提供することができる。自己診断装置は前記ドッキングステーションによって電力供給されてもよい。
【００２１】
自己診断装置は、前記センサの複数の動作状態をエミュレートするために、前記リーダに対する前記少なくとも１つの応答を変えるように構成されてもよい。自己診断装置は、前記ワイヤレスセンサが複数の環境条件に曝されたときに、前記ワイヤレスセンサからの前記応答をエミュレートするために、前記リーダに対する少なくとも１つの応答を変えるように構成されてもよい。自己診断装置は、そのＱ値および共振周波数を調整するように構成されてもよい。さらに、前記自己診断装置は、前記センサが複数の高周波（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）リンク距離で前記リーダに対して位置決めされるときに、前記ワイヤレスセンサの前記応答をエミュレートするために、前記リーダに対する少なくとも１つの応答を変えるように構成されてもよい。自己診断装置は、前記センサのアンテナと電気的に類似したアンテナを備えてもよい。自己診断装置は、前記リーダからのパワー伝送を測定するように構成されてもよい。自己診断装置は、分析のために前記リーダからの伝送をサンプリングするように構成されてもよい。自己診断装置はＬＣ共振タンク回路を備えてもよく、前記ＬＣ共振タンク回路の共振周波数は調整可能であってもよい。ワイヤレスセンサは、誘導結合によって電力供給されてもよい。
【００２２】
前記予想される応答に対する前記少なくとも１つの応答の比較は前記リーダによって行われてもよいし、または前記リーダの外部のシステムによって行われてもよい。前記リーダの機能的性能の判定は、前記リーダによって行われてもよいし、または前記リーダの外部のシステムによって行われてもよく、判定を前記リーダに返信してもよい。システムは、前記少なくとも１つの応答と前記予想される応答との比較を少なくとも１つの所定の閾値に対して評価してもよく、システムは、前記比較の値が前記所定の閾値を超えたときに動作を行うようにしてもよい。
【００２３】
自己診断は、時間間隔を測定する回路、リアルタイムクロック、ユーザ入力、別の装置からの入力、前記リーダがドッキングされたことを示す信号、またはウェイクアップタイマによって開始することができる。前記判定の少なくとも１つの結果を画面に表示してもよい。前記判定の少なくとも１つの結果は、外部装置に伝えられてもよい。
【００２４】
別の実施形態ではリーダ装置を自己診断する方法が提供され、この方法は、ワイヤレスセンサと通信するように構成されたワイヤレスリーダを提供することを含む。リーダは自己診断装置と通信するように置くことができ、前記自己診断装置は、前記ワイヤレスセンサの少なくとも１つの電気的挙動を既知の方法でエミュレートするように構成される。自己診断は、前記リーダが前記自己診断装置と無線通信し、少なくとも１つの応答を得るように行うことができる。その少なくとも１つの応答は、前記リーダの機能的性能を判定するために、前記自己診断装置からの少なくとも１つの予想される応答と比較されてもよい。
【００２５】
前記ワイヤレスセンサの共振周波数は、少なくとも１つの検知パラメータに合わせて（比例して）変更してもよい。自己診断装置は前記リーダによって無線で電力供給されてもよいし、バッテリを有してもよい。自己診断装置は、デジタルデータ、被変調信号、または連続波信号を用いて前記リーダと通信することができる。
【００２６】
リーダは、前記ワイヤレスセンサと通信していないときには標準的なドッキングステーションに置かれてもよく、自己診断装置が前記ドッキングステーションに組み込まれてもよい。前記リーダを前記ドッキングステーションに置くことによって、前記リーダのバッテリを充電することができる。前記ドッキングステーションから前記リーダに、データリンク機能が提供されてもよい。ドッキングステーションは、前記自己診断装置に電力を供給することができる。
【００２７】
前記センサの複数の動作状態をエミュレートするために、前記リーダに対する前記自己診断装置の少なくとも１つの応答を変えることができる。前記ワイヤレスセンサが複数の環境条件に曝されたときに、前記ワイヤレスセンサからの前記応答をエミュレートするために、前記リーダに対する前記自己診断装置の少なくとも１つの応答を変えることができる。前記自己診断装置のＱ値および共振周波数は、調整されてもよい。前記センサが複数の高周波（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）リンク距離で前記リーダに対して位置決めされる場合、前記ワイヤレスセンサの前記応答をエミュレートするために、前記自己診断装置から前記リーダへの少なくとも１つの応答を変えることができる。
【００２８】
前記リーダからのパワー伝送は、測定されてもよい。前記リーダからの伝送を分析するために、前記伝送をサンプリングしてもよい。前記自己診断装置のＬＣ共振タンク回路の共振周波数は、調整されてもよい。
【００２９】
前記リーダの機能的性能を判定し、前記リーダに伝えてもよい。前記少なくとも１つの応答と前記予想される応答との比較を、少なくとも１つの所定の閾値に対して評価してもよい。前記比較の値が前記所定の閾値を超えるときに、動作を行うようにしてもよい。
【００３０】
自己診断は、時間間隔を測定する回路、リアルタイムクロック、ユーザ入力、別の装置からの入力、前記リーダがドッキングされたことを示す信号、またはウェイクアップタイマによって開始することができる。前記判定の結果を画面に表示してもよい。判定の結果は、外部装置に伝えられてもよい。
【００３１】
別の実施形態では、遠隔地からパラメータを無線で検知するためのシステムが提供される。システムは、少なくとも１つの検知パラメータに合わせて（比例して）その共振周波数を変化させるように構成されたワイヤレスセンサを備えてもよい。固定周波数のみで励起パルスを前記ワイヤレスセンサに送信し、前記励起パルスに応答して前記ワイヤレスセンサからの信号を受信し、受信された前記信号をサンプリングし保持するように構成されたリーダ。前記リーダと通信するように置かれるときに、前記ワイヤレスセンサの電気的挙動を既知の方法でエミュレートする自己診断装置。システムは、前記リーダが前記自己診断装置と無線通信し、少なくとも１つの応答を得るように、自己診断を実行するように構成されてもよい。その少なくとも１つの応答は、前記リーダの機能的性能を判定するために、前記自己診断装置からの少なくとも１つの予想される応答と比較されてもよい。システムは、前記応答と前記予想される応答との前記比較を、少なくとも１つの所定の閾値に対して評価してもよい。
【００３２】
一実施形態では、遠隔地から測定値を取得するためのシステムが提供される。システムは、少なくとも１つの検知パラメータに合わせて（比例して）その共振周波数を変化させるように構成されたワイヤレスセンサを備えてもよい。固定周波数のみで励起パルスを前記ワイヤレスセンサに送信し、前記励起パルスに応答して前記ワイヤレスセンサからの信号を受信するように構成されたハンドヘルド型のバッテリ駆動リーダ。前記リーダと通信するように置かれるときに、前記ワイヤレスセンサの少なくとも１つの電気的挙動を既知の方法でエミュレートする自己診断装置。システムは、前記リーダが前記励起パルスを前記自己診断装置に無線で送信し、少なくとも１つの応答を得るように自己診断を実行するよう構成されてもよい。その少なくとも１つの応答は、前記リーダの機能的性能を判定するために、前記自己診断装置からの少なくとも１つの予想される応答と比較されてもよい。
【００３３】
別の実施形態では、遠隔地から測定値を取得する方法が提供される。この方法は、励起パルスをワイヤレスセンサに送信することを含むことができる。前記励起パルスに応答して、前記ワイヤレスセンサからの信号を受信することができる。カウント信号を生成し、前記カウント信号の周波数を受信された前記信号の周波数と一致させるように調整してもよい。カウント信号の周波数は、確認のために一時的に一定に保持されてもよく、前記ワイヤレスセンサは、少なくとも１つの所定のパラメータに合わせて（比例して）その共振周波数を調整するように構成されてもよい。前記リーダは、前記リーダが前記センサと通信していない間、自己診断装置と通信するように置かれてもよい。自己診断装置は、前記センサの少なくとも１つの電気的挙動を既知の方法でエミュレートするように構成されてもよい。自己診断は、前記リーダが前記自己診断装置と無線通信し、少なくとも１つの応答を得るように行うことができる。少なくとも１つの応答は、前記自己診断からの少なくとも１つの予想される応答と比較されてもよい。励起パルスは固定周波数パルスであってもよい。
【００３４】
別の実施形態では、励起パルスを生成してワイヤレスセンサにリング信号を放射させるように構成された送信回路を備え得る、ワイヤレスセンサリーダが提供される。前記励起パルスを送信し前記リング信号を受信するように、アンテナを構成されてもよい。前記リング信号を受信するように位相同期ループ回路を構成してもよく、前記位相同期ループ回路は、前記リング信号周波数に関連する周波数でのカウント信号を生成するように構成された電圧制御発振器を備えてもよい。位相同期ループ回路は、サンプルモードにセットされて前記リング信号を受信し、前記リング信号の周波数に基づいて前記カウント信号の周波数を調整することが可能であり得る。位相同期ループ回路は、ホールドモードにセットされて、前記カウント信号の周波数を決定するのに十分な時間、前記カウント信号の周波数を一定に保つことが可能であり得る。自己診断装置は、前記リーダと通信するように置かれるときに、前記ワイヤレスセンサの少なくとも１つの電気的挙動を既知の方法でエミュレートすることができる。システムは、前記リーダが前記自己診断装置と無線通信し、少なくとも１つの応答を得るように、自己診断を実行するように構成されてもよい。少なくとも１つの応答は、前記リーダの機能的性能を判定するために前記自己診断装置からの予想される応答と比較されてもよい。
【００３５】
このシステムの利点は、リーダ装置がドッキングステーションに係合しているときに既知の状態にあり得ることである。リーダ装置のアンテナは、自己診断センサ装置のアンテナに対して標準的な均等位置に配置することができる。これにより、リーダアンテナの位置の変化（例えば、ｘ、ｙ、ｚ軸、角度オフセット、またはリーダ／センサアンテナの相対位置に関する動き）による読取誤差を排除することができる。自己診断装置は、センサ／リーダシステムの通常の使用環境よりも制御された環境で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本発明の動作に加え、目的および利点は、以下の図に関連して以下の詳細な説明を参照することによって、より良く理解され得る。
【００３７】
【図１】パッシブワイヤレスセンサおよびリーダシステムのブロック図を示す。
【００３８】
【図２】リーダ装置の精度を診断するための自己診断装置のブロック図を示す。
【００３９】
【図３】自己診断装置の一実施形態を示す。
【００４０】
【図４】自己診断装置の一実施形態を示す。
【００４１】
【図５】可変キャパシタンスを有する自己診断装置の一実施形態を示す。
【００４２】
【図６】可変インダクタンスを有する自己診断装置の一実施形態を示す。
【００４３】
【図７】リーダ装置の一実施形態を示す。
【００４４】
【図８】リーダ装置用のドッキングステーションの一実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
ここで、本発明の例示的な実施形態を詳細に参照し、その例を添付図面に示す。本発明のそれぞれの範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、構造的および機能的変更を行うことができることを理解すべきである。
【００４６】
ワイヤレスリーダ装置を自己診断するための装置および方法が開示される。図２に示すように、センサエミュレータ１００を備える自己診断装置は、基準データ１０２を、図１に示すセンサ１２と遠隔で無線通信するように構成されたリーダ装置１０と無線通信するように構成することができる。自己診断装置１００は、ワイヤレスセンサ１２の挙動に電気的に類似した態様で挙動するように構成されてもよく、ワイヤレスセンサ１２の無線信号に電気的に類似した無線信号を生成すること、またはワイヤレスセンサ１２と同様の方法でリーダからの電力またはデータの伝送を受信することを含む。ワイヤレスセンサ１２はパッシブタイプのセンサであってもよい。図１に示すように、リーダ装置１０は、センサ１２の共振周波数またはその近傍の周波数の高周波（「Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ」）パルスなどの信号１４（励起パルス）を送信することによって、センサ１２を励起することが可能であり得る。センサ１２は、リーダ１０からの信号／励起パルス１４に応答して、リング周波数信号１６を短い期間放射することができる。具体的には、センサ１２は、人間の心臓血管系内に配置されて、識別されることが望ましい検知パラメータ（血圧など）の関数となり得る信号を供給するように設計することができる。リーダ装置１０は、センサ１２との無線通信を介してリング周波数信号１６の受信および確認を行い、検知パラメータを外挿するように構成されてもよい。
【００４７】
センサ１２は、センサ１２の共振周波数またはそれに近い周波数の励起信号１４に応答してリング周波数信号１６を放射することができる、パッシブデバイスであってもよい。センサ１２は、特定のパラメータを検知するように構成されてもよい。対応するリーダ１０は、対応する信号を用いてセンサ１２を起動することができる。センサ１２は、コンデンサ１５およびインダクタ１３を備えてもよい。リーダ装置１０は、励起パルス１４をセンサ１２の近傍に送信することによってセンサ１２を励起することができる。例えばリーダは、センサ１２の共振周波数またはそれに近い周波数の高周波（「Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ」）励起パルス１４を照射することができる。センサ１２は、励起パルス１４に応答してリング周波数信号１６を放射することができる。リーダ１０は、データを外挿して検出パラメータ値を決定するために、リング周波数信号１６を受信し、信号１６の周波数を決定することができる。（図１を参照）。
【００４８】
センサ１２はまた、リーダ１０から送信される電力パルスを必要としない、バッテリによって電力供給されるアクティブセンサであってもよい。センサ１２はまた、当技術分野で良く知られている多くの変調方式のうちの任意のものを使用して、デジタルまたはアナログの無線信号を介して通信することができる。
【００４９】
リーダ１０はまた、データインターフェース１７と通信することもできる。リーダ１０とデータインターフェース１７とは直接的または間接的に接続してもよく、またはリモート接続を介して通信してもよい。リーダ１０は、センサ１２に関連するデータなどの情報をデータインターフェース１７に送信することができる。リーダ１０はさらに、リーダ１０のステータスに関する情報をデータインターフェース１７に送信することができる。データインターフェース１７は、構成情報をリーダ１０に提供してもよい。例えばデータインターフェース１７は、センサ１２をサンプリングするためのスケジュールおよび間隔に関する情報を提供してもよい。
【００５０】
データインターフェース１７は、リモートデータ収集システム１８と通信してステータス信号および制御信号を交換し、センサデータを提供することができる。遠隔データシステム１８は、データインターフェース１７からデータを受信するデータ収集モジュール１９と、受信データを格納するデータ・ロギング・モジュール２０と、センサデータを表示するデータディスプレイ２１とを備えてもよい。
【００５１】
この開示は、エミュレートされるように構成されたワイヤレスセンサシステムの任意の実施形態に適用することができ、すなわち、その関連リーダ装置との電気的相互作用が、電気回路によって、反復可能に制御された方法で再現され得る。したがって、本開示によって説明されるシステムでは、種々のリーダおよびセンサタイプのシステム（例えば、アクティブセンサ、パッシブセンサ、連続波センサ、変調センサ、アナログセンサ、およびデジタルタイプシステム）を利用することができる。以下の説明は、例として、参照することにより組み込まれるものとして特定される上述の先行技術により説明されたセンサタイプに焦点を当てる。
【００５２】
しかしながら、リーダ装置１０の精度が経時的に不整合となることがあり、あるいは正確なパルス周波数および正確な読み取りを保証するために、較正またはさらなるメンテナンスが必要となることがある。図２〜図８に示すように、自己診断センサ装置１００は、リーダ１０が使用されていない間はセンサ１２と電気的に類似した挙動となるように設けられてもよい。具体的には、自己診断センサ装置１００は、リーダ１０が「自己診断」を行い、リーダ１０の精度判定および予想される較正を支援できるように設けられてもよい。自己診断センサ装置１００は、コンデンサ１１５およびインダクタ１１３をハウジング１１４内に備えてもよい。インダクタ１１３はコイル状に構成することができ、自己診断センサ装置１００のアンテナと呼ぶことができる。
【００５３】
一実施形態では、リーダ１０は、自己診断センサ装置１００によって受信される励起パルス１４を照射することができる。自己診断センサ装置１００は送信された励起パルス１４を受信し、それを所定の値に対して評価することができる。この評価は、励起パルス１４が較正され許容可能な作動状態であるものとして、または励起パルス１４が不正確であり追加の善後策がとられるべきであるものとして結論づけることができる。ある実施形態では、リーダ装置１０が近接ＲＦ通信または誘導結合を使用して自己診断センサ装置１００と対話することができる。自己診断センサ装置１００は初期励起パルス１４の較正を判定するように構成されてもよい。自己診断センサ装置１００は、自身の内部回路で判定を行ってもよいし、または判定を行う外部装置に結果を通信してもよい。判定を行うために、結果を人間のオペレータに通信することもできる。自己診断センサ装置１００はリーダ装置１０から直接伝送された電力またはデータを測定し、信号強度、持続時間、周波数、データ、ＳＮＲなどのパラメータ、または他の重要なパラメータを報告または評価することができる。
【００５４】
別の実施形態では、自己診断センサ装置１００は、リーダ装置１０用のドッキングステーション１１０の形態に構成されてもよい。図３および図８に示すように、リーダ１０は選択的にドッキングステーション１１０と係合することができ、信号表示を行うことでリーダ装置１０の存在を自己診断センサ装置１００に通知することができる。リーダ装置１０は、励起パルス１４を照射するように促されてもよい。励起パルス１４または他の信号指示に応答して、自己診断センサ装置１００は、リーダ装置１０によって受信される診断リング信号１０２を放射してもよい。リーダ装置１０は、診断パラメータ値を決定するために診断リング信号１０２の周波数を受信し評価することができる。しかしこの点に関して、診断リング信号１０２は、評価の主体（自動または人間）によって既に知られている基準値などの、予めプログラムされた、または予め定められた値であってもよい。一実施形態では、基準値は、基準較正されたリーダ装置によって、例えば工場で前もって評価された後に所定の検知パラメータ値を生成することが知られている。さらに、診断リング信号の所定の値は、ｉ）予め定められた、またはプログラムされたスケジュール、ｉｉ）ユーザからドッキングステーションに直接入力される指示、またはｉｉｉ）外部ソースからの信号、に基づいてもよい。
【００５５】
より詳細には、リーダ１０が診断リング信号１０２を受信し、そして診断リング信号１０２を評価して検知パラメータ値を決定することができる。次いで、検知パラメータ値が所定の検知パラメータ値と比較されてもよい。検知パラメータ値と所定の検知パラメータ値との間の差は識別されてもよく、リーダ装置１０または自己診断センサ装置１００は、リーダ装置１０がメンテナンスもしくは較正を必要とする可能性があるか、または正確な作動状態であるかを示す信号を外部データインターフェース１７に供給することができる。
【００５６】
リーダ１０は、使用状態に置かれる前または後に、自己診断センサ装置１００に隣接する位置に置かれたときに自己診断を実行することができる。一実施形態では、リーダ装置１０がハウジング１１２を備えてよく、自己診断センサ装置１００がハウジング１１４を備えてよく、ハウジング１１２および１１４が互いに整列し係合してパルス１４および診断リング信号１０２を送受信するように構成されてもよい。図４に示すように、リーダ１０のアンテナ２６は、自己診断センサ装置１００のアンテナ１１３から既知の距離Ｄ1にあってよく、共通の軸５０に沿って位置決めされていてもよい。ハウジング１１２および１１４は、位置決め、およびリーダ装置１００のアンテナ２６と自己診断センサ装置１００のアンテナ１１３とからの既知の距離を容易にするように構成してもよい。一実施形態では、自己診断センサ装置１００のアンテナ１１３が実際のセンサ装置１２のアンテナコイル１３と同等のアンテナコイルとして構成される。ただし、本開示は、アンテナ１３および１１３の構成に限定されない。
【００５７】
一実施形態では、自己診断装置１００は、特定の使用環境においてセンサ１２が電気的に現れるので、実際のセンサ１２をエミュレートするように構成されてもよい。例えば、自己診断装置の品質係数Ｑは、リーダ１０と自己診断装置１００との間の実際のリンク距離Ｄ１よりも大きなリンク距離をエミュレートするために、共振回路に抵抗Ｒを加えることによって意図的に低下させることができる。さらなる例として、自己診断装置１００はその出力を変化させて、異なるレベルの検知パラメータ、異なる動作温度、またはより高いノイズレベルをエミュレートすることができる。
【００５８】
自己診断センサ装置１００はＬＣ共振タンク回路であってもよい。自己診断センサ装置１００は、図５に示すような可変コンデンサ１１５、または図６に示す可変インダクタ１１３を備えてもよい。ただし本開示はそのように限定されるものではなく、様々な種類および量のコンデンサおよびインダクタが本開示に含まれ得る。自己診断センサ装置は、既知の固定周波数でパッシブセンサの電気的性能を模倣するＬＣ共振タンクを備えてもよい。自己診断センサ装置１００は、予め設定されたルーチンに従って、またはコマンドに応答してその共振周波数を変化させるように調整可能としてもよく、そうすることでシステムの動作範囲の一部または全てにわたって自己診断が可能となる。さらに、自己診断センサ装置１００は、その品質係数（Ｑ）を変更して、リーダ装置１０のアンテナ２６と自己診断センサ装置１００との間のリンク距離をエミュレートするように調整可能としてもよい。自己診断センサ装置１００の回路または構成によって、Ｑ値を確実に既知の所定の値とすることができる。
【００５９】
自己診断センサ装置１００は、１つの周波数での自己診断のための簡単で安価な装置を提供するように構成された、固定のコンデンサおよびインダクタを備えたＬＣ共振タンク回路であってもよい。さらに、自己診断センサ装置１００は、ユーザによって手動または自動で変更可能ないくつかのモジュラ固定周波数ＬＣ共振回路を備えてもよく、それによっていくつかの動作周波数での自己診断が可能となる。
【００６０】
自己診断センサ装置１００は、デジタル入力および出力を有するセンサをエミュレートするデジタルシステムであってよく、入力および出力は固定とすることができ、またはコマンドまたは現在のルーチンに応答して可変とすることもできる。自己診断センサ装置１００は誘導結合によって電力供給されてもよく、あるいはバッテリによって、または電源コンセントもしくは関連装置に差し込まれることによって電力供給されてもよい。
【００６１】
リーダ装置のハウジング１１２は、図７に示すようにハンドヘルドリーダ１０を収容することができる。自己診断センサ装置のハウジング１１４は、その上にリーダのハウジング１１２を受け入れるように構成されたドッキングステーション１１０であってもよい。（図８を参照）。ハウジング１１２および１１４は、自己診断センサ装置ハウジング１１４がリーダ装置ハウジング１１２に係合するような相補形状を有する構造を備えてもよく、電気部品の相対的な位置合わせおよび空間は一定で既知であってもよい。リーダ装置１０がドッキングステーション１１０に係合するとき、リーダ装置１０の物理的配置によって、自己診断センサ装置１００のアンテナコイル１１３に対するリーダアンテナ２６の位置が常に既知の所定の状態にあることを保証することができる。
【００６２】
一実施形態ではリーダ装置１０が回路を備え、この回路が励起パルス１４を送信し、センサリング信号１６または診断リング信号１０２のいずれかを受信し、リング信号１６または診断リング信号１０２を処理してもよい。例えばリーダ１０は、リーダ１０内の他の回路を構成し起動させる、タイミングおよび制御回路を備えてもよい。タイミングおよび制御回路は、デジタル信号または低周波信号によって操作される制御インターフェースを備えてもよい。タイミングおよび制御回路は、送信回路に送信されるＲＦ信号を生成することができる。送信回路は、ＲＦ信号を受信し、励起パルス１４を送出することでセンサ１２または自己診断センサ装置１００を励起することができる。
【００６３】
リーダ１０は、送信回路と受信回路とに接続されたアンテナ２６をさらに備えてもよい。送信回路は、励起パルス１４を送信するためにアンテナ２６を利用することができ、受信回路は、リング信号１６および診断リング信号１０２を受信するためにアンテナ２６を利用することができる。ある実施形態では、アンテナ２６は、送信と受信との間で切り替えられる代わりに送信回路と受信回路との両方に常時接続されてもよい。この共用アンテナ２６の設計は、受信回路への損傷を防止するよう配慮した設計としてもよい。具体的には、アンテナ２６の電圧は、励起パルス１４の送信中にピーク・ツー・ピークで２００ボルトを超えることがあり、さらにセンサ１２または自己診断センサ装置１００からのリング信号１６の直後の受信中には一桁のミリボルトとなり、マイクロボルトまで急速に減衰することがある。送信回路および受信回路は、リーダ装置１０内に配置されてもよい。
【００６４】
リーダ１０は共用アンテナ２６を有するものとして説明されているが、リーダ１０は、複数のアンテナを組み込んで励起パルス１４を送信する機能と、リング信号１６または診断リング信号１０２を受信する機能とを別々に実行できることが理解されよう。
【００６５】
リーダ１０は、リング信号１６または診断リング信号１０２を受信しロックするＰＬＬをさらに備えてもよい。受信回路は、ＰＬＬに送る前に、リング信号１６または診断リング信号１０２を増幅および調整することができる。ＰＬＬは、リング信号１６または診断リング信号１０２の周波数よりも高い周波数で動作する電圧制御発振器（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ：「ＶＣＯ」）を備えてもよい。ＶＣＯは、ＶＣＯ周波数をカウントする周波数カウンタとインターフェースし、データインターフェース１７への転送のために外部インターフェース回路にカウントを供給する。
【００６６】
リーダ１０の各構成要素は、効率的に動作し消費電力を低減するように設計されている。リーダ１０の送信回路は、アンテナ２６を介して励起パルス１４をセンサ１２に送信するように構成されてもよい。励起パルス１４は、センサ１２の共振周波数またはそれに近い周波数の、固定または急速に変化する周波数バーストであってもよい。例えば励起パルス１４は、センサ１２の共振周波数のいくつかの帯域幅内の固定周波数バーストであってもよい。あるいは、励起パルス１４は、センサ１２の共振周波数に調和的に関連する周波数またはそれに近い周波数の固定もしくは急速に変化する周波数バースト、または非常に短い持続時間の掃引であってもよい。励起パルス１４は超広帯域パルスであってもよい。励起パルス１４のこのような複数の手法は、励起パルス１４の送信が終了したときにリング信号１６を受信することができるため、有効であり得る。したがって、励起パルス１４の送信は、規制行政機関によって容認され得る周波数帯域、振幅、および変調方式に限定され得る。センサ１２は純粋なパッシブデバイスとすることができるため、高周波規制は一般にセンサ１２には適用されない可能性がある。
【００６７】
励起パルス１４は、エネルギーの単一の短い送信によってリング信号１６または診断リング信号１０２の単一の完全なサンプルが得られるため、大幅な送信時間を必要としなくてもよい。より低い送信デューティサイクルを使用することによって消費電力を低減することができ、それによって送信回路、受信回路、計数回路、およびデジタル処理回路のデューティサイクルが低減される。消費電力を削減することで、バッテリ電源が、システムに電力を供給するためのはるかに実行可能な選択肢となる。励起パルス１４は、いくつかのシステムパラメータを最大化するように構成されてもよい。例えば固定周波数励起パルス１４が使用される場合、バーストの周波数を、最大許容送信ピーク電力、ＰＬＬがリング信号１６にロックされている間の「受信」間隔中の帯域内または帯域近傍の干渉からの最大開放度、所望のセンサを目的とするリーダ送信のための特定の周波数の世界規模での最大の承認、または他のそのような基準などのパラメータを最大化するように構成してもよい。このように固定周波数を利用するために、励起パルス１４の周波数は、センサ１２または自己診断センサ装置１００がサンプリングされる前に予め定められてもよい。これにより励起パルス１４は、励起パルス１４を掃引周波数ではないセンサ１２の共振周波数に向けて集束することが可能になる。固定周波数を使用することにより、電力消費を低減することができる。反対に、掃引周波数励起パルス１４はセンサをサンプリングして、リング信号１６の正確な送信および分析を可能にする所望の大きさまたはパワーの共振周波数を識別しようとする。しかし、掃引周波数にはかなりの追加の回路が必要となり、したがってリーダ装置のためにより大きなハウジングが必要となるため、望ましくない可能性がある。
【００６８】
励起パルス１４が送信回路によって固定周波数で送信されると、受信回路は、リング信号１６または診断リング信号１０２をリッスンするように構成されてもよい。アンテナ２６の電圧は、励起パルスの送信中に２００ボルトを上回るピーク・ツー・ピークに達することがあり、アンテナ２６を同調させるために約６０ピコファラドのキャパシタンスしか必要としない。ある実施形態では、１３．５メガヘルツの送信回路上で、１ピコファラドのコンデンサを高インピーダンス入力電流制限デバイスとして使用することができる。
【００６９】
動作にあたっては、リーダ１０の送信回路および受信回路の両方が未較正になることがあり、励起パルス１４の特定の周波数範囲が望ましくない周波数で送信され、またはリング信号１６を受信および分析するように構成された回路の精度または精密さが損なわれる可能性がある。
【００７０】
一実施形態では、ドッキングステーション１１０が、基準データをリーダ１０と無線で通信するように構成された自己診断センサ装置１００を有するハウジング１１４を備える。リーダ装置１０がドッキングステーション１１０に取り付けられると、リーダ１０は、励起パルス１４を生成するように促されてもよい。あるいは、リーダ１０は、例えばドッキング状態で一定の時間間隔が経過した後、リアルタイムクロックによって決定された特定の時間、または自己診断センサ装置１００が検知されたときに直ちに、プロンプトなしで診断を開始することができる。自己診断センサ装置１００は励起パルスを受信し、それを既知のデータと比較してもよい。励起パルス１４の比較または評価によって、リーダ装置の送信回路が十分に較正されているかどうかを識別することができる。さらに自己診断センサ装置１００は、リーダ装置１０が受信した診断リング信号１０２をエミュレートしてもよい。診断リング信号１０２は受信回路によって受信され、ＰＬＬまたはリーダ装置１０内の追加の電子素子に通信されてもよい。リーダ装置１０は診断リング信号１０２を処理し、診断リング信号１０２を表す出力信号を生成してもよい。出力信号は、外部データインターフェース１７またはリモートデータ収集モジュール１９に供給されてもよい。リーダ装置１０の内部のプロセッサ、または外部データインターフェース１７に接続された外部プロセッサは、リーダの出力を自己診断からの予想される出力と比較することができる。この比較によって、リーダ装置の回路が十分に較正されているかどうか、または是正措置を講じるべきかどうかを識別することができる。
【００７１】
一実施形態では、外部データインターフェース１７が自己診断装置１００と通信することができる。また、外部データインターフェース１７をドッキングステーション１１０内に設けてもよい。ドッキングステーション１１０は、自己診断装置１００によって実行される自己診断を表す表示を示すように構成され得るディスプレイ１２０を備えてもよい。リーダ装置１０が継続的に使用するのに十分正確であるかどうかを、ユーザまたは遠隔に位置するサービス員に知らせることができる。さらにドッキングステーション１１０は、リーダ装置１０がドッキングステーション１１０に係合すると、リーダ装置１０の電力を充電するように構成されてもよい。ドッキングステーション１１０は電源コンセントに差し込むこともでき、またはバッテリによって電力供給することもできるため、有線であっても無線であってもよい。ドッキングステーション１１０はまた、リモートデータ収集モジュール１９、リモート・データ・ロギング・モジュール２０、およびリモート・データ・ディスプレイ２１と通信することができる。ドッキングステーション１１０は、ユーザからの入力を受信し、ディスプレイ１２０上に情報を表示し、インターネットまたは他のデータリポジトリから情報を通信することができる。
【００７２】
一実施形態では、自己診断センサ装置１００は、リーダ装置ではない外部ソースによって電力供給されてもよい。または、自己診断センサ装置１００は、リーダ装置１０によって無線で電力供給されるようにパッシブであってもよい。
【００７３】
自己診断センサ装置１００は、リーダ装置１０の自己診断を実行するために様々な実施形態に構成されてもよい。一実施形態では、自己診断センサ装置１００は、診断リング信号１１２を生成するように構成されたパッシブＬＣ共振タンク回路であってもよく、診断リング信号は、リーダ装置１０によって受信され測定される連続波（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ：ＣＷ）共振周波数であってもよい。さらに、自己診断センサ装置１００は、ＡＳＫ、ＰＳＫ、ＦＳＫ、ＯＯＫ、または当技術分野でよく知られている他の変調方式のいずれかを使用してデジタル形式で情報を提供するように構成された、変調デジタル回路であってもよい。別の実施形態では、自己診断センサ装置１００は、ＡＭ、ＦＭ、ＰＭ、ＰＷＭ、デルタシグマ、ＰＡＭ、ＱＡＭ、または当技術分野でよく知られている他の変調方式のいずれかを使用してアナログ形式で情報を提供するように構成された、変調アナログ回路または他のタイプの回路であってもよい。さらに、自己診断センサ装置１００は、当技術分野で知られているようなスペクトル拡散通信技術または超広帯域ＲＦ通信技術を使用することができる。
【００７４】
さらなる実施形態では、自己診断センサ装置１００は固定値を通信するように構成されてもよく、すなわち、シミュレートされた１つの所定の検知値のみがリーダ装置１０に供給されてもよい。または、自己診断センサ装置１００は可変値を通信するように構成されてもよく、すなわち、シミュレートされた所定の検知値の範囲がリーダに提供されてもよい。自己診断センサ装置１００は、シミュレートされたその値の範囲を１回の自己診断サイクルで掃引することができる。
【００７５】
一実施形態では、リーダ装置１０が回路を備え、その回路が出力信号または基準読み取りの精度を評価し、それ自体の精度または健全性を判定するように構成されてもよい。あるいは、リーダ装置１０は、リーダの精度または健全性を判定するために有線または無線のデータインターフェース（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ）を介して、外部プロセッサ（ローカルまたはインターネット経由）に出力信号または基準読み取りの評価の結果を通信するように構成されてもよい。リーダ装置１０の健全性判定によって、適切な人員に警告するための信号、ユーザに警告するための信号、もしくは今後の読み取りに関する指示を提供する信号を提供すること、リーダ装置１０によって自動的に行われる内部回路またはソフトウェアの変更を識別すること、スケジュール内に予めプログラムされたか、そうでない場合はリーダ装置１０もしくは遠隔サーバデータベースに記憶された較正係数への変更を識別すること、および／または結果をロギングすることなどの動作をトリガしてもよい。
【００７６】
自己診断サイクルは、自己診断センサ装置１００の多数の読取値を組み込むことができ、これらは上流のプロセッサによって平均化されるか、そうでなければ後処理される。信号強度、ビット誤り率（デジタルシステムの場合）、読取エラー、信号対雑音比、信号継続時間、信号振幅、外部干渉、ノイズフロア、および読取中のリーダ消費電力などの測定項目を判定することができる。リーダ１０または上流のプロセッサは、自己診断読取値を他の診断情報と組み合わせてリーダ１０の性能に関する結論を引き出してもよい。他の診断情報には、温度（リーダ１０の内部および外部）、周囲条件、リーダ１０による電力消費、バッテリレベルなどが含まれ得る。
【００７７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、他の人が本明細書を読んで理解することにより、修正および変更が行われるであろうことは明らかである。以下の特許請求の範囲は、特許請求の範囲またはその等価物の範囲内にある限り、全ての修正および変更を含むことを意図している。
【図１】
2018533256.tif 000003
【図２】
2018533256.tif 000004
【図３】
2018533256.tif 000005
【図４】
2018533256.tif 000006
【図５】
2018533256.tif 000007
【図６】
2018533256.tif 000008
【図７】
2018533256.tif 000009
【図８】
2018533256.tif 000010
【国際調査報告】
2018533256.tif 000011
2018533256.tif 000012