(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波エネルギー及びデータを送出するための無線接続を確立する手段により相互に結合している固定ステーションと携帯型のデータキャリアーとを有するデータ交換システムであって、
前記データキャリアーは少なくとも１個の電気回路を含み、前記電気回路は、前記固定ステーションから又は前記データキャリアーに備えられたエネルギー源から受け取った高周波エネルギーから前記電気回路用の動作電圧を生成するための供給デバイスを有するデータ交換システムにおいて、
前記データキャリアーには発振器が設けられ、前記発振器は、高周波エネルギーを伝送しない固定ステーションとのデータ交換の開始が前記データキャリアーのユーザによって望まれる時、スイッチを介して前記エネルギー源により動作させることができると共に、前記発振器は、動作中、前記データキャリアー内にある前記無線接続用手段にエネルギーを供給し、
前記固定ステーションは、前記データキャリアーから高周波エネルギーを受けて前記固定ステーション内で高周波エネルギーの送出を開始する手段を含み、
前記データキャリアーは、前記データキャリアーが前記固定ステーションから受けた高周波エネルギーから得られた電力を検出し、検出後、前記データキャリアーにおける前記発振器のスイッチオフを開始する検出手段を含み、この前記発振器のスイッチオフの開始時から後、前記データキャリアーは、前記固定ステーションによって伝送された高周波エネルギーによって受動モードにおいて動作することを特徴とするデータ交換システム。
【請求項２】
前記無線接続のための手段が少なくとも１対のコイルを有し、その一方のコイルは前記固定ステーション内に配置され、もう一方のコイルは前記データキャリアー内に配置されて共鳴回路の一部を形成して成る請求項１に記載のデータ交換システムにおいて、
前記共鳴回路は前記発振器の、前記高周波エネルギーの周波数を決定する周波数判定部を構成することを特徴とするデータ交換システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のデータ交換システムにおいて、前記エネルギー源は太陽電池であることを特徴とするデータ交換システム。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のデータ交換システムにおいて、前記エネルギー源は再充電できることを特徴とするデータ交換システム。
【請求項５】
受け取った高周波エネルギーに応答し、この受け取った高周波エネルギーから前記動作電圧を生成するように前記供給デバイスを切り換える手段を前記データキャリアー内に具える請求項１ないし４のうちのいずれか１項に記載のデータ交換システムにおいて、前記検出手段は、電源電圧を超える場合、前記供給装置からの動作電圧を、前記エネルギー源を充電する供給出力に印加することを特徴とするデータ交換システム。
【請求項６】
請求項５に記載のデータ交換システムにおいて、前記エネルギー源は必要があれば、スイッチを介して、前記発振器或いは前記供給出力に接続できることを特徴とするデータ交換システム。
【請求項７】
請求項６に記載のデータ交換システムにおいて、電力を検出する手段により前記スイッチが制御できることを特徴とするデータ交換システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高周波エネルギー及びデータを送出するための無線接続を確立する手段により相互に結合している固定ステーション<fixed station> と携帯型のデータキャリアー<portable data carrier> とを有するデータ交換システム<data exchange system>であって、該データキャリアーは少なくとも１個の電気回路を含み、該電気回路は、受け取った高周波エネルギーから又はエネルギー源から該電気回路用の動作電圧を生成するための供給デバイス<supply device> を伴って成るデータ交換システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のデータ交換システムは国際特許出願公開第ＷＯ92/08148号明細書から既知である。其処に記載のシステムのデータキャリアーは安全保証区域内にいる人物を監視するのに使われる。この目的のためにデータキャリアーは極めて短い符号化された情報ブロックを周期的に送出し、該情報ブロックは該データキャリアーをそれと識別するものであって、アンテナにより捕捉され受信機内で処理される。更に安全保証区域の入口には質疑デバイスが設置され、それは情報の転送も行う高周波電磁界を送出する。データキャリアーがそのような質疑デバイスに接近すると、高周波電磁界から取り上げたエネルギーがデータキャリアーの回路に供給され、それと同時に、換言すればデータキャリアーの取り上げた高周波電磁界が十分高である限りは、データキャリアー内に在る電池はオフに切り換えられる。次いでデータキャリアーはその識別標識を質疑デバイスに返し、それによって安全保証区域に入ることが許容される。
【０００３】
この既知のシステムの質疑デバイスは連続的に高周波電磁界を送出する。そればかりか、質疑デバイス及び受信機付のアンテナは完全に関連のないデバイスである。質疑デバイスが連続的に高周波電磁界を送出しなければならないという事実は、環境にある種の重荷を負わせるばかりでなく、エネルギー源が例えば車両内にある場合のように容量が限定されているときに問題が生ずることは、極めて顕著である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記のようなデータ交換システムであって、固定ステーション内の電力消費が更に少なく、また種々の応用に対し柔軟に使用可能なものを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの目的は、前記データキャリアーには発振器が設けられ、前記発振器は、高周波エネルギーを伝送しない固定ステーションとのデータ交換の開始が前記データキャリアーのユーザによって望まれる時、スイッチを介して前記エネルギー源により動作させることができると共に、前記発振器は、動作中、前記データキャリアー内にある前記無線接続用手段にエネルギーを供給し、前記固定ステーションは、前記データキャリアーから高周波エネルギーを受けて前記固定ステーション内で高周波エネルギーの送出を開始する手段を含み、前記データキャリアーは、前記データキャリアーが前記固定ステーションから受けた高周波エネルギーから得られた電力を検出し、検出後、前記データキャリアーにおける前記発振器のスイッチオフを開始する検出手段を含み、この前記発振器のスイッチオフの開始時から後、前記データキャリアーは、前記固定ステーションによって伝送された高周波エネルギーによって受動モードにおいて動作することによって達成される。
【０００６】
こうして、本発明によればデータキャリアーも固定ステーションもどちらも連続的に動作することはなく、その代わりにデータキャリアーは能動モードで動作することができ、それは手動でスイッチを操作するのが好適であり、それにより今度は固定ステーションが起動し、高周波電磁界を送出してデータキャリアーにもエネルギーを供給するので、データキャリアーは能動動作モードを速やかに終了することができる。その結果、データキャリアー内のエネルギー源には短時間だけ、そして必要な時だけしか負荷が掛からず、また固定ステーション内ではデータキャリアーとのデータ交換が実際に必要とする時だけしかエネルギーを消費しない。更にまた、データキャリアーの能動動作モードでは、無線接続用の手段が発振器により供給され、データキャリアーの回路のその他の部分は受動モードでのみ動作するデータキャリアーと全く同じ構造を持つことができ、従って回路が更に経済的に使用できる。
【０００７】
発振器は常に１つの能動エレメントと１つ又はそれ以上の周波数決定エレメントとから成る。ドイツ国特許第 De 32 42 551 C2号明細書に開示されたようなデータ交換システムの本発明による実施例では、無線接続のための手段が少なくとも１対のコイルを有し、その一方のコイルは固定ステーション内に配置され、もう一方のコイルはデータキャリアー内に配置されて共鳴回路の一部を形成し、共鳴回路は発振器の周波数判定部を構成する。従って発振器は１つの能動エレメントのみを追加する必要があるだけだから、その構造は極度に簡単なものになるか、或いは既知の受動的なデータキャリアーの極めて限定された拡張のみを必要とするだけである。
【０００８】
エネルギー源は様々なやり方で実現できる、例えば太陽電池とか、又は上述の既知のデータ交換システムにおける電池等がそれである。しかし携帯型のデータキャリアーはできるだけ小さくするのが好適だから、体積の小さいエネルギー源だけを考慮に入れれば、該エネルギー源に蓄えられるエネルギー又はそれにより供給されるエネルギーは限定される。それにも拘わらず、できるだけ長時間にわたり信頼性の高いデータキャリアーの使用を可能にするために、本発明の実施例ではエネルギー源は再充電可能である。データキャリアーが使用中にはエネルギー源は毎回短い負荷しか掛からないのだから、極めて容量の小さいエネルギー源でも、もし頻繁な再充電がたやすく可能ならばそれで十分である。
【０００９】
しかしこれをすべての応用分野で保証することはできない、例えば車両の扉を空けて始動を可能とさせる場合等である。本発明によるデータ交換システムのもう１つの実施例では、上記既知のシステムのように、受け取った高周波エネルギーから動作電圧を生成するようにエネルギー源を切り換えることにより、受け取った高周波エネルギーに応答する手段をデータキャリアー内に有し、また、エネルギー源に充電するための供給デバイスから供給出力<supply output> への動作電圧を、電力値が超過するときに、供給すべき高周波エネルギーの電力を定めるための手段が設けられる。この実施例はエネルギー源がアキュムレータ又はキャパシタであるときに特に有効である。データキャリアーの使用中にデータキャリアーと固定ステーションとの距離が十分頻繁に十分小さくなることが保証されているときには、エネルギー源が頻繁に再充電されて、データキャリアーが能動モードで動作できる回数が実際上は無制限となる。
【００１０】
エネルギー源の再充電の特に簡単な可能性は、本発明の更にもう１つの実施例により達成され、それは必要があればエネルギー源がスイッチを介して発振器或いは供給出力に接続できるものである。スイッチは電力を定めるための手段により制御できることが好適である。そうすると自動切り換えは、データキャリアーの動作が能動モードから受動モードへ切り換えられるばかりでなく、データ交換システムのユーザーの介入を要することなく同時に充電モードへも切り換えられる。第１の電力値と第２の電力値とが異なるときには、スイッチは中央の位置を持つことができ、その位置ではエネルギー源は発振器にも供給出力にも接続されない。しかし最も簡単な場合には、この実施例においては第１の電力値と第２の電力値とは等しいので、起動しているデータキャリアーに対しては２つの可能な状態、すなわち発振器に供給するか又はエネルギー供給を介して充電するかの２つしかない。
【００１１】
【実施例】
以下、図面により本発明の実施例のいくつかを詳細に説明する。
【００１２】
図１はデータキャリアー１と固定ステーション２との概略図である。データキャリアー１はコイル20とキャパシタ22とを含み、それらが一緒になって共鳴回路を構成する。この共鳴回路は導線21及び23を経由して整流回路12に接続され、該整流回路は、コイル20が高周波磁界を受けたとき共鳴回路内に立ち上がる電圧から、少なくとも１つの直流電圧を導線13上に生成し、この直流電圧はデータ処理回路16に供給される。この回路は少なくとも１つのメモリを有し、実際にはしばしば複数のメモリと１つのマイクロプロセッサを有するのであるが、簡単のためにそれらは個々には図示されていない。回路16は更に、導線21及び23を経由して共鳴回路20及び22にも接続されて送出すべきデータを転送し、それはデータの２進数値の関数として共鳴回路がダンプされるのを好適とする。
【００１３】
固定ステーション２も、コイル30とキャパシタ32とから成る共鳴回路を有し、それは導線31及び33を経由して発振器34に接続されている。この発振器34は高性能<high performance>用として設計され、それは導線41を経由してエネルギー供給を受け、また導線39を経由して処理デバイス38から送出すべきデータを受け取る；処理デバイスは普通はコンピュータであって、これも導線41を経由してエネルギー供給を受ける。導線39を経由して受けたデータは、例えば発振器内での周波数変調又は位相変調により、共鳴回路30，32へ供給される。
【００１４】
共鳴回路からの導線31及び33は更に受信デバイス36にも接続され、該受信デバイスはデータキャリアーにより変調されたデータを検出し、再生して、それらをコンピュータ38に供給する。
【００１５】
以上記述したエレメントは、受動モードで動作するデータキャリアー１、換言すれば、もし固定ステーション２が高周波電磁界を送出し、また該電磁界がデータキャリアー１のコイル20により十分な強度で受信されるなら、そのときに限り固定ステーション２にデータを送出することのできるデータキャリアー１、を持つ在来型のデータ交換システムに対応する。図１に示すシステムでは、以上に加えて更にエネルギー源10及び発振器18が設けられ、該発振器18もまた導線21及び23を経由して共鳴回路20, 22にも接続する。データキャリアー１のユーザーが、休止状態に在り高周波磁界を送出していない固定ステーション２とデータ交換を始めたいと思うときには、データキャリアー１内のスイッチ28が閉じて、導線11及びスイッチ24を経由してエネルギー源10により発振器18にエネルギーが供給されて、発振器18の周波数判定部を構成する共鳴回路20, 22を起動させる。こうして共鳴回路20, 22内に立ち上がった電圧は、固定ステーションからの高周波磁界により生成された共鳴回路20, 22内の電圧と同じやり方で、整流回路12内で処理される。従って導線13上には直流電圧が形成されてそれが回路16を起動させて電圧を供給し、それがそこに生成された発振について在来のやり方で、例えば共鳴回路20, 22をダンプすることにより変調される。
【００１６】
固定ステーション２内のコイル30は、データキャリアー１の送出した信号を受信し、対応する電圧を導線31及び33上に生成する。該電圧は、受信回路36が導線35を経由するエネルギー源40で連続的に動作状態に在るので、この受信回路36により評価される。このような受信回路は通常ごく僅かの電気的エネルギーにみを必要とする。受信回路36が導線31及び33上に信号電圧を検出するや否や、それはスイッチ42を動作させてそれにより導線41はエネルギー源40にも接続され、またコンピュータ38及び発振器34がオンに切り換えられる。次いで固定ステーション２は、データキャリアー１が立ち上げて整流回路12に与えた高周波磁界を積極的に生成する。データキャリアー１の立ち上げた高周波電力が発振器18により共鳴回路20, 22内に生成されたものを十分に超過するときには、例えば導線13上の電圧は増大させられる。次に、やはりこの電圧で制御され、この電力増大を検出する検出回路14が、或いは整流回路12に与えられたこの高電力が、スイッチ24を開にして発振器18はオフに切り換えられる。そうするとデータキャリアー１は、固定ステーション２の送出する高周波エネルギーに基づく受動モードでのみ動作する。
【００１７】
整流回路12は安定化回路すなわち導線13上の電圧に対する電圧制御回路を更に有することもあり、検出回路14は整流回路12からの安定化信号又は制御信号により制御されることもある。
【００１８】
データキャリアー１内のコイル20の受け取るエネルギーが十分高いときは、検出回路14は、導線13上に生成された電圧又はそれから導かれた電圧を、導線17経由で供給出力15に与え、該供給出力15は導線11経由でエネルギー源10に接続されており、従ってこのエネルギー源に充電する。その結果、データキャリアー１の動作の初期能動モードの間にエネルギー源10に起きるエネルギーの損失はたやすく再び補償することができる。
【００１９】
図１に示す回路では、検出回路14は高周波電力の２つの異なる値に応答することができ、その１つは第１の電力値に対しスイッチ24を開とし、もう１つは第２の更に高い電力値が存在するときに供給出力15に電圧が与えられる。しかしその代わりに２つの電力値を等しくするという選択も可能であり、それによりスイッチ24を開とすることと供給出力15に電圧を与えこととが同時になされる。
【００２０】
図２に示すのは、発振器18に供給することから充電へとエネルギー源10を切り換えるための、些か異なる実施例であり、特に導線13上の電圧がエネルギー源10の電圧に対応する場合である。この目的のためにエネルギー源10は検出回路14の制御するスイッチ50に導線11経由で接続される。データキャリアーが十分大きい高周波電力を受け取ると、検出回路14はスイッチ50を制御して、導線13ではなくエネルギー源10の導線11が接続され、それにより自動的にデータキャリアー中の発振器はオフに切り換えられ、エネルギー源10は充電される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による、データキャリアーと固定ステーションとを含むデータ交換システムの概略図である。
【図２】図２は、データキャリアーの一部分の変形を示す図である。
【符号の説明】
１  データキャリアー
２  固定ステーション
10, 40  エネルギー源
11, 13, 17, 21, 23, 31, 33, 35, 39, 41  導線
12  整流回路（供給デバイス）
14  検出回路
15  供給出力
16  データ処理回路
18, 34  発振器
20, 30  コイル
22, 32  キャパシタ
24, 28, 42, 50  スイッチ
36  受信デバイス
38  処理デバイス
【図１】
0003746309.tif 000002
【図２】
0003746309.tif 000003