自動スイッチ装置を備えるポータブル製品

专利摘要:
ポータブルな電子装置１が、電池を用いた電子回路への電源電圧Ｖｃｃをオンまたはオフへと切り替えるためのスイッチング回路１５を介して接続して電子回路１０〜１２と接続した電池１４を備えている。ポータブル装置は、電磁界が検出された場合に電子回路１０〜１２へのパワーの供給を開始させるために、スイッチング回路１５に接続された少なくとも１つの電磁界検出回路１３を備えている。
公开号:JP2011514581A
申请号:JP2010545431
申请日:2009-01-26
公开日:2011-05-06
发明作者:カポマツジオ，グレゴリー；カルアナ，ジヤン−ポール
申请人:ジエマルト・エス・アー；
IPC主号:G06K19-07

专利说明:

[0001] 本発明は、自動スイッチ装置を備えるポータブル製品に関する。さらに詳しくは、自動スイッチ装置が、人間の介在を必要とせずに所与の時点において装置へのパワーをオンにするために使用される。]
背景技術

[0002] この文献に係るポータブル製品は、少なくとも１つの電子回路と、前記回路を動作させるための電池とを備えている。他のあらゆる電池動作の装置と同様に、装置の動作時間は、装置が消費するパワーおよび電池の充電容量に依存する。一般に、電池の充電容量は、電池のサイズに比例する。製品が小型であるが、動作に大量のパワーを必要とする場合、可能な限り速やかにパワーをオフにし、使用のたびにシステムへのパワーを再びオンにすることが必須である。この目的のために、ユーザがポータブル製品の使用を望むたびにユーザによって制御されるスイッチまたは押しボタンを使用することが一般的である。その場合に、パワーを、製品がもはや使用されなくなるたびに自動的にオフにすることができる。]
発明が解決しようとする課題

[0003] いくつかの用途においては、いかなる人間の介在も不要であることが、必要である場合がある。その場合、パワー消費がより少ないスタンバイモードを有する常時動作の装置を使用することができる。しかしながら、スタンバイモードは、場合によっては、電池のパワーを大量に使用する可能性がある。例えば、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＨｉｐｅｒＬＡＮ、または他の種類の無線通信プロトコルを使用して通信を行う企業のアクセスカードを考えると、通信を検出するために必要とされるスタンバイモードにおいて、かなり大きなパワーを必要とする入力増幅器を動作させる必要がある。たとえスタンバイモードが装置が消費するパワーの節約に役立つにせよ、クレジットカードサイズのカードにおいて見られるようなきわめて小容量の電池にとっては、充分でない。このような理由で、このような装置の消費をさらに少なくするための技術的解決策が必要とされている。]
[0004] さらには、磁界によって自らパワーを生成し、この磁界によって通信も可能であるトランスポンダを使用することが知られている。そのような方法を、例えば台車内の製品を特定し、または対象としての動物の数を数えるために、ＲＦＩＤタグとも称される電子タグにおいて使用することも知られている。そのような通信を、支払いまたは電子パスポートなどが挙げられる、比較的複雑な用途にも使用することができる。ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３規格など、そのような通信を使用する製品を定義するための種々の規格が存在する。これらの種々の規格を、ＮＦＣ（近接型通信）という頭文字によって分類することができる。ＮＦＣ方式の装置の主たる欠点は、第１には、データの伝送の速度が低いことであり、第２には、装置の通信および動作の距離が限られていることである。その理由は、使用のあいだずっと、装置が電磁界の範囲内にとどまっている必要があるからである。したがって、カードが磁界を素早く通過すると同時に、特定の量のデータを通信しなければならない可能性がある用途には、適していない。]
課題を解決するための手段

[0005] 本発明は、電池駆動の装置であって、パワーの供給が電磁界を検出することによって開始される装置を提案する。パワーを、電磁界が検出されない限りは、完全に断つことが可能である。]
[0006] より詳しくは、本発明は、電池による電子回路へのパワーをオンまたはオフへと切り替えることを可能にするスイッチング回路を介して電子回路と接続した電池を備えているポータブル電子装置に関する。ポータブル製品が、電磁界が検出された場合に電子回路へのパワーを開始させるために、スイッチング回路に接続された少なくとも１つの電磁界検出回路を備えている。スイッチング回路が、自己選択的に電池または電磁界のいずれかによって駆動される。]
[0007] 好ましくは、電磁界検出回路は、電磁界によって自らのパワーを生成することができる。電磁界検出回路が、少なくともパワーの供給の開始の１つの段階において、スイッチング回路にパワーを供給することができる。電磁界検出回路は、共振回路と、整流および調整回路とを有することができる。共振回路が、ある周波数範囲に関連付けられ、周波数範囲に位置する周波数を有する電磁界の存在において、共振回路の端子に交流電圧をトリガさせる。整流および調整回路が、交流電圧を直流電圧へと変換する。]
[0008] 実施形態の変形例において、スイッチング回路は、電池から電子回路へのパワーの供給を開始させるための押しボタンを有することができる。スイッチング回路が、前記電子回路へのパワーの遮断をトリガさせるために電子回路へと接続された入力を備えることができる。スイッチング回路は、電子リレーであってもよい。スイッチング回路は、トランジスタおよびラッチを備えることができる。トランジスタが、電子回路への電源電圧を確立または遮断するために使用される。ラッチは、トランジスタを制御するための双安定形式のラッチであり、自己選択的に電池および電磁界検出回路によって駆動される。]
[0009] 添付の図面を参照する以下の説明において、本発明がよりよく理解され、他の詳細および利益が、より明らかになる。]
図面の簡単な説明

[0010] 動作環境にある本発明による装置を示している。
本発明による装置の実施形態の例を示している。
装置のうちの本発明におけるスイッチング回路に関する部分の詳細を示している。]
実施例

[0011] 図１が、ポータブル電子装置１を、その使用の環境において示している。ポータブル装置１は、例えば、無線周波数によって基地局２と通信するように設計されたカードである。例えば、カードが、企業の内部を移動する者のために設計され、この者に、実行すべき仕事についての情報が送信される。さらに企業は、この者の通過を記録するためのアクセス制御端末３を有している。チェックの時間はきわめて短く、その者が許可を有しているか否かを確認するための識別子を交換することしかできない。端末３を、カード１とは無関係の他の用途に使用することも可能であり、重要な特徴は、端末３が、検出可能に充分に大きい電磁界であって、例えばＮＦＣ方式の規格、例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３に準拠した電磁界を放射することである。]
[0012] カード１の機能的な実施形態の例が、図２に示されている。例えば、カード１は、マイクロコントローラ１０、ユーザインターフェイス１１、無線周波数インターフェイス１２、近接通信インターフェイス１３、電池１４、およびスイッチング回路１５を備えている。マイクロコントローラ１０は、典型的には、カード１を構成するすべての構成要素１１から１４を制御するための少なくとも１つのプログラムを実行する少なくとも１つのマイクロプロセッサおよび少なくとも１つのメモリで構成されている。]
[0013] ユーザインターフェイス１１は、カードのユーザとのやり取りを可能にする。例えば、ユーザインターフェイスは、クレジットカードサイズのカードへと一体化させることができる小型のＬＣＤ画面、メッセージの到着を知らせるためのビープ音発生装置、指紋読み取り装置、または小型のキーパッドを備えることができる。]
[0014] 無線周波数インターフェイス１２は、数１０（ａ ｆｅｗ ｄｏｚｅｎ）メートルから数１００メートルに位置する範囲との通信インターフェイスである。無線周波数インターフェイス１２は、例えば、以下の規格のうちの１つに準拠し、すなわちＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（ＩＥＥＥ ８０２．１５．３）、Ｚｉｇｂｅｅ（ＩＥＥＥ ８０２．１５．４）、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ ８０２．１１）、または他の規格のうちの１つに準拠する。]
[0015] 近接通信インターフェイス１３は、ＩＳＯ １４４４３規格に従うことができるインターフェイスである。しかしながら、本発明においては、後述されるとおり、インターフェイスをパワーの回復に関する部分に限定することができる。]
[0016] 電池１４は、小型の電池であり、したがって小さな容量を提供する。スイッチング回路１５は、電池をカード１の構成要素へと接続するために使用され、あるいは自身の固有の電源を有するＮＦＣインターフェイス１３を除くカード１の構成要素へと接続するために使用される。]
[0017] 図３が、カード１の電源に関する部分を特に詳しく示している。インターフェイスＮＦＣ１３が、ここではパワーの回復に関する部分へと縮小されている。本発明において、電磁界の変調／復調回路を有する必要はない。ＮＦＣインターフェイス１３は、例えばアクセス制御端末の周波数である１３．５６ＭＨｚという周波数へと同調されたインダクタＬｒおよびコンデンサＣｒで構成される共振回路を有している。共振回路は、信号の整流という役目を有しているダイオードＤ１へと接続されている。次いで、コンデンサＣｆが、ダイオードＤ１によってもたらされる信号をフィルタ処理する。コンデンサＣｆに並列なツェナーダイオードＤｚが、整流およびフィルタ処理された電圧を、集積回路の電源に適合する周波数範囲の内側にあるように調整する。この型式のＮＣＦインターフェイス１３は、当業者にとって知られており、さまざまな変形例が可能である。]
[0018] スイッチング回路１５は、電子リレーである。トランジスタＴが、Ｖｃｃ電源電圧をカード１の他の構成要素へと供給するために、電池１４の正極を自身のチャネルを介してスイッチング回路１５の電源出力へと接続するために使用される。ＳＲ（セット−リセット）型の双安定のラッチＢが、制御トランジスタＴｃを介してトランジスタＴを導通または非導通にするために、トランジスタＴのゲートに接続されている。双安定のラッチは、２つのダイオードＤ２およびＤ３を介してＮＦＣインターフェイスおよびＶｃｃ電源電圧の両者によって駆動される。このように、トランジスタＴのチャネルが開いているとき、ラッチＢは、動作のためにダイオードＤ２およびＮＦＣインターフェイスによって駆動されなければならない。トランジスタＴが閉じられている場合、ラッチＢは、ダイオードＤ３および電池１４によって駆動される。ラッチは、制御トランジスタＴｃおよびトランジスタＴを導通状態にする１の出力状態を維持することができる。ラッチの出力状態が０へと切り換わると、制御トランジスタＴｃが遮断され、トランジスタのゲートからの漏れ電流によって基板と同じ電位になり、結果としてトランジスタＴを遮断する。トランジスタＴが遮断されると、電池１４がカード１の他の構成要素から切り離される。]
[0019] カードへの電源を制御するために、ラッチＢの入力Ｓが、インターフェイスＮＦＣ１３によって供給されるＶｄｄ電位へと接続される。入力Ｓは、ラッチＢを１に設定する入力である。この方法で、電圧ＶｄｄがラッチＢを動作させるために充分なレベルに達すると、ラッチＢの出力が自動的に１に設定される。特にカードの移動によって電磁界のレベルがラッチＢを動作させるための充分なパワーを供給できないほどに低下することで、電圧Ｖｄｄが低下する場合には、トランジスタＴの切り替わりは、１のレベルが維持される。]
[0020] カードへの電源を制御するために、ラッチＢの入力Ｒが、マイクロコントローラ１０の出力に接続される。入力Ｒは、ラッチＢをリセットする入力である。マイクロプロセッサの出力は、カードが駆動されるべき間に限って０に保たれなければならない。１への切り替わりを、カードの休止、すなわち、ＲＦインターフェイス１２によるメッセージの交換がなく、またはユーザインターフェイス１からの作用が存在しない時間が所定の時間にわたった後で、マイクロプロセッサによってトリガさせることができる。入力Ｒが１へと切り換わることで、ラッチＢの出力がゼロに設定され、結果として制御トランジスタＴｃおよびトランジスタＴが遮断され、カード１のすべての構成要素への電源が断たれる。]
[0021] スイッチング回路１５が、スイッチを２つの設定電圧に応じて開放位置または閉鎖位置に設定する双安定の電気機械式リレーのように挙動する。しかしながら、クレジットカードサイズのカードの小さなサイズに鑑み、集積回路上に一体化させることができる上述の回路を有することが好ましい。]
[0022] 随意により、電池の出力をＮＦＣインターフェイスからの電圧の入力へと接続する押しボタンＢＰを追加することが可能である。これにより、電磁界が存在しない場合に、押しボタンＢＰを押すことによってカードへのパワーの供給を開始させることが可能である。この方法で加えられる圧力は、カードによる電磁界への進入を模擬する。]
[0023] スイッチング回路１５について、多数の変形例が可能である。スイッチング回路１５の主たる有用性は、２つの制御信号（その一方が、電磁界の検出から由来する）に依存して電池によって供給される電圧を切り替えることにある。しかしながら、当業者であれば、電池がオフにされたときに提示の回路が駆動されず、このことが、先に提示した実施形態のモードのために追加の利点を有することに気が付く。]

权利要求:

請求項1
電池を用いた電子回路への電源電圧（Ｖｃｃ）をオンまたはオフへと切り替えることを可能にするスイッチング回路（１５）を介して電子回路（１０〜１２）と接続された電池（１４）を備えているポータブル電子装置（１）であって、電磁界が検出された場合に電子回路（１０〜１２）へのパワーの供給を開始させるために、スイッチング回路（１５）に接続された少なくとも１つの電磁界検出回路（１３）を備えており、スイッチング回路が、自己選択的に電池または電磁界のいずれかによって駆動されることを特徴とする、装置。
請求項2
電磁界検出回路（１３）が、電磁界によって自らのパワーを生成する、請求項１に記載の装置。
請求項3
磁界検出回路（１３）が、少なくともパワーの供給の開始段階においてスイッチング回路（１５）にパワーを供給する、請求項２に記載の装置。
請求項4
磁界検出回路が、ある周波数範囲に関連付けられ、この周波数範囲の範囲内の周波数を有する電磁界の存在において自身の端子に交流電圧をトリガさせる共振回路（Ｌｒ、Ｃｒ）と、交流を直流（Ｖｄｄ）へと変換するための整流（Ｄ１）および調整回路（Ｃｆ、Ｄｚ）とを備える、請求項２に記載の装置。
請求項5
スイッチング回路（１５）が、電池（１４）から電子回路（１０〜１２）へのパワーの供給を開始させるための押しボタン（ＢＰ）を有している、請求項１に記載の装置。
請求項6
スイッチング回路（１５）が、前記電子回路（Ｒ）へのパワーの遮断をトリガさせるために電子回路へと接続された入力（Ｒ）を備えている、請求項１に記載の装置。
請求項7
スイッチング回路（１５）が、電子リレーである、請求項１に記載の装置。
請求項8
スイッチング回路が、電子回路（１０〜１２）への電源電圧（Ｖｃｃ）を確立または遮断するためのトランジスタ（Ｔ）と、トランジスタ（Ｔ）を制御するための双安定形式のラッチ（Ｂ）とを備えており、前記ラッチが、自己選択的に電池（１４）および電磁界検出回路（１３）によって駆動される、請求項１に記載の装置。