JP2013214145A - Magnetic field generator for wireless communication, wireless communication device, and method of generating magnetic field for wireless communication - Google Patents

Magnetic field generator for wireless communication, wireless communication device, and method of generating magnetic field for wireless communication Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress leakage of a signal magnetic field out of a predetermined region when power feeding and transmission/reception of a specific signal are done simultaneously.SOLUTION: When a power feeding magnetic field of a predetermined frequency is supplied, an RF tag 12 obtains induction current induced by the supplied power feeding magnetic field as driving power. When a signal magnetic field of a frequency representing a specific signal is supplied, the RF tag 12 extracts the specific signal from induction current induced by the supplied signal magnetic field. A first coil 28 located in a region A generates the power feeding magnetic field. A second coil 30 located in the region A generates the signal magnetic field in such a way that the signal magnetic field does not leak out of the region A.

Description

開示の技術は無線通信用磁界発生装置、無線通信装置及び無線通信用磁界発生方法に関する。   The disclosed technology relates to a magnetic field generation device for wireless communication, a wireless communication device, and a magnetic field generation method for wireless communication.

ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグ（以下、「ＲＦタグ」という）は、外部に設置されたコイル（外部コイル）によって発生された所定周波数の給電用磁界が供給されると、供給された給電用磁界が作用することで誘導電流を誘起する。そして、誘起された誘導電流を駆動用電力として取得する。外部コイルは、給電用磁界の発生時期とは異なる時期に特定信号を示す周波数の信号用磁界を発生させ、ＲＦタグは、信号用磁界が供給されると、供給された信号用磁界が作用することで、誘起された誘導電流から特定信号を取得する。   An RFID (Radio Frequency IDentification) tag (hereinafter referred to as an “RF tag”) is supplied with a magnetic field for power supply having a predetermined frequency generated by a coil (external coil) installed outside. Induces an induced current. Then, the induced current is acquired as driving power. The external coil generates a signal magnetic field having a frequency indicating a specific signal at a time different from the generation time of the power supply magnetic field. When the signal magnetic field is supplied to the RF tag, the supplied signal magnetic field acts. Thus, the specific signal is acquired from the induced current.

特開２００６−１３５９２８号公報JP 2006-135828 A ＷＯ２００８／１４００３７WO2008 / 140037

しかしながら、外部コイルは単体である上、給電用磁界及び信号用磁界を時分割で発生させるため、ＲＦタグは給電と特定信号の受信とを同時に行うことができない。ＲＦタグに給電と特定信号の受信とを同時に行わせるためには、給電用磁界及び信号用磁界を時分割せずに発生させる方法が考えられる。しかし、この場合、ＲＦタグの給電を十分に行わせるために給電用磁界の強度を大きくすると、信号用磁界が予め定められた領域の外側へ漏出してしまう虞がある。逆に、信号用磁界が予め定められた領域の外側へ漏出しないように給電用磁界を小さくすると、ＲＦタグの給電が十分に行われなくなる虞がある。   However, since the external coil is a single unit and the magnetic field for power supply and the magnetic field for signal are generated in a time division manner, the RF tag cannot perform power supply and reception of a specific signal at the same time. In order to cause the RF tag to perform power feeding and reception of a specific signal at the same time, a method of generating the power feeding magnetic field and the signal magnetic field without time division can be considered. However, in this case, if the strength of the power supply magnetic field is increased to sufficiently supply power to the RF tag, the signal magnetic field may leak to the outside of a predetermined region. Conversely, if the power supply magnetic field is reduced so that the signal magnetic field does not leak outside the predetermined region, there is a possibility that the RF tag will not be sufficiently supplied.

開示の技術は、給電及び特定信号の送受を同時期に行う場合に信号用磁界が予め定められた領域の外側に漏出することを抑制することが目的である。   It is an object of the disclosed technique to prevent a signal magnetic field from leaking outside a predetermined region when power feeding and transmission / reception of a specific signal are performed at the same time.

開示の技術は、無線通信装置により、所定周波数の給電用磁界が供給されると、供給された給電用磁界が作用することで誘起される誘導電流を駆動用電力として取得する。また、開示の技術は、無線通信装置により、特定信号を示す周波数の信号用磁界が供給されると、供給された信号用磁界が作用することで誘起される誘導電流から特定信号を抽出する。また、開示の技術は、給電用磁界発生部により、給電用磁界を、予め定められた領域に設けられた第１のコイルによって発生させる。そして、開示の技術は、予め定められた領域に設けられた第２のコイルにより、信号用磁界を、予め定められた領域の外側に漏出しないように発生させる。   In the disclosed technology, when a power supply magnetic field having a predetermined frequency is supplied by a wireless communication device, an induced current induced by the supplied power supply magnetic field acting is obtained as drive power. Further, according to the disclosed technology, when a signal magnetic field having a frequency indicating a specific signal is supplied by the wireless communication device, the specific signal is extracted from the induced current induced by the action of the supplied signal magnetic field. In the disclosed technique, the magnetic field for power supply is generated by the first coil provided in a predetermined region by the magnetic field generator for power supply. In the disclosed technique, the second magnetic coil provided in the predetermined region causes the signal magnetic field to be generated so as not to leak outside the predetermined region.

開示の技術は、給電及び特定信号の送受を同時期に行う場合に信号用磁界が予め定められた領域の外側に漏出することを抑制することができる、という効果を有する。   The disclosed technology has an effect that the signal magnetic field can be prevented from leaking outside a predetermined region when power feeding and transmission / reception of a specific signal are performed simultaneously.

実施形態に係る無線通信システムの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the radio | wireless communications system which concerns on embodiment. 実施形態に係る無線通信用磁界発生装置の構成の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a structure of the magnetic field generator for radio | wireless communication which concerns on embodiment. 実施形態に係るＲＦタグに含まれるループコイル及びソレノイドコイルの配置例を示す配置図である。It is an arrangement view showing an arrangement example of loop coils and solenoid coils included in the RF tag according to the embodiment. 実施形態に係るＲＦタグの電気系の要部構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the principal part structure of the electric system of RF tag which concerns on embodiment. 実施形態に係るＲＦタグに含まれるマイクロコンピュータの電気系の要部構成の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the principal part structure of the electric system of the microcomputer contained in RF tag which concerns on embodiment. 実施形態に係る容量値設定処理の流れの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the flow of the capacitance value setting process which concerns on embodiment. 実施形態に係る無線通信用磁界発生装置の構成の変形例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the modification of a structure of the magnetic field generator for radio | wireless communication which concerns on embodiment. 比較例に係る無線通信システムの構成の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a structure of the radio | wireless communications system which concerns on a comparative example. 比較例に係るＲＦタグの要部構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the principal part structure of the RF tag which concerns on a comparative example. 比較例に係る無線通信システムにより磁気共鳴を起こすための構成の一例を示す等価回路である。It is an equivalent circuit which shows an example of the structure for raise | generating magnetic resonance by the radio | wireless communications system which concerns on a comparative example. 図１０に示す構成に対して表１に示すパラメータを用いて磁気共鳴を起こした場合のトリガコイルからＲＦタグへ伝送される電力と周波数との対応関係の一例を示すグラフである。11 is a graph showing an example of a correspondence relationship between power and frequency transmitted from a trigger coil to an RF tag when magnetic resonance is caused using the parameters shown in Table 1 for the configuration shown in FIG. 図１０に示す構成に対して表１に示すパラメータを用いて磁気共鳴を起こした場合のトリガコイルからＲＦタグへ伝送される電力の伝送効率と周波数との対応関係の一例を示すグラフである。11 is a graph showing an example of a correspondence relationship between transmission efficiency and frequency of power transmitted from a trigger coil to an RF tag when magnetic resonance is caused using the parameters shown in Table 1 for the configuration shown in FIG. 給電用磁界及び信号用磁界を発生させた場合の給電用磁界の強度と信号用磁界の漏出磁界強度との対応関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the correspondence of the intensity | strength of the magnetic field for electric power feeding at the time of generating the magnetic field for electric power feeding and a signal magnetic field, and the leakage magnetic field intensity | strength of the magnetic field for signal. 給電用磁界及び信号用磁界を発生させた場合の給電用磁界の強度と信号用磁界の漏出磁界強度との対応関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the correspondence of the intensity | strength of the magnetic field for electric power feeding at the time of generating the magnetic field for electric power feeding and a signal magnetic field, and the leakage magnetic field intensity | strength of the magnetic field for signal.

［比較例］
以下、開示の技術の実施形態の説明に先立ち、開示の技術の比較例を説明する。図８には、本比較例に係る無線通信システム２００の概略構成が示されている。図８に示すように、無線通信システム２００は、ＲＦタグ２０２及び無線通信環境提供装置２０４を備えている。ＲＦタグ２０２は、利用者の個々によって所持されており、外部から供給された所定周波数の給電用磁界が供給されると、供給された給電用磁界が作用することで誘起される誘導電流を駆動用電力として取得する。また、ＲＦタグ２０２は、現在位置が領域Ａ内であることを示す識別信号を示す信号用磁界が外部から供給されると、供給された信号用磁界が作用することで誘起される誘導電流から識別信号を抽出する。そして、ＲＦタグ２０２は、識別信号を抽出すると、ＲＦタグ２０２を特定するＩＤを示すＩＤ信号を外部の所定送信先へ無線で送信する。 [Comparative example]
Prior to the description of embodiments of the disclosed technology, a comparative example of the disclosed technology will be described. FIG. 8 shows a schematic configuration of a wireless communication system 200 according to this comparative example. As illustrated in FIG. 8, the wireless communication system 200 includes an RF tag 202 and a wireless communication environment providing device 204. The RF tag 202 is possessed by each individual user, and when an externally supplied power supply magnetic field of a predetermined frequency is supplied, an induced current induced by the supplied power supply magnetic field acts is driven. Obtain as power. In addition, when a signal magnetic field indicating an identification signal indicating that the current position is within the region A is supplied from the outside, the RF tag 202 detects an induced current induced by the action of the supplied signal magnetic field. An identification signal is extracted. Then, when extracting the identification signal, the RF tag 202 wirelessly transmits an ID signal indicating an ID for specifying the RF tag 202 to an external predetermined transmission destination.

一方、無線通信環境提供装置２０４は、交流磁界を発生させるトリガコイル２０６及びＲＦタグ２０２から無線で送信されたＩＤ信号を受信する上記の所定送信先としてのリーダ２０８を備えている。トリガコイル２０６は、上記の交流磁界として、給電用磁界と信号用磁界とを交互に（時分割で）発生させる。   On the other hand, the wireless communication environment providing apparatus 204 includes a trigger coil 206 that generates an alternating magnetic field and a reader 208 as the predetermined transmission destination that receives an ID signal transmitted wirelessly from the RF tag 202. The trigger coil 206 generates a power feeding magnetic field and a signal magnetic field alternately (in a time division manner) as the AC magnetic field.

図９には、ＲＦタグ２０２の要部構成の一例が示されている。ＲＦタグ２０２は、信号抽出部２１０、ＩＤ送信部２１２及び二次電池２１４を備えている。信号抽出部２１０は、アンテナとして動作するコイル（図示省略）を含み、外部から信号用磁界が供給されると、供給された信号用磁界が作用することでコイルに誘起される誘導電流から識別信号を抽出する。信号抽出部２１０にはＩＤ送信部２１２が接続されており、信号抽出部２１０は、誘導電流から抽出した識別信号をＩＤ送信部２１２へ出力する。ＩＤ送信部２１２は、信号抽出部２１０から識別信号が入力されると、ＩＤ信号をリーダ２０８へ無線で送信する。   FIG. 9 shows an example of a main part configuration of the RF tag 202. The RF tag 202 includes a signal extraction unit 210, an ID transmission unit 212, and a secondary battery 214. The signal extraction unit 210 includes a coil (not shown) that operates as an antenna. When a signal magnetic field is supplied from the outside, the signal extraction unit 210 receives an identification signal from an induced current induced in the coil when the supplied signal magnetic field acts. To extract. An ID transmission unit 212 is connected to the signal extraction unit 210, and the signal extraction unit 210 outputs an identification signal extracted from the induced current to the ID transmission unit 212. When the identification signal is input from the signal extraction unit 210, the ID transmission unit 212 wirelessly transmits the ID signal to the reader 208.

ＲＦタグ２０２は、磁気共鳴給電方式により受電を行っている。ここで言う「磁気共鳴給電方式」とは、磁気共鳴を利用した給電方式のことを指す。すなわち、トリガコイル２０６で発生された給電用磁界がＲＦタグ２０２内のコイル（図示省略）を貫通することで誘起される誘導電流を、給電用磁界に対して共振する共振回路の共振現象を利用して駆動用電力として取得する給電方式のことである。図９に示す例では、信号抽出部２１０が、給電用磁界に対して共振する共振回路（図示省略）を備えている。信号抽出部２１０は、トリガコイル２０６で発生された給電用磁界が供給されることでコイルに誘起される誘導電流を、共振回路の共振現象を利用して駆動用電力として取得する。信号抽出部２１０には二次電池２１４が接続されており、信号抽出部２１０は、取得した駆動用電力を二次電池２１４に蓄電する。この二次電池２１４に蓄えられた駆動用電力はＩＤ送信部２１２やＲＦタグ２０２内のその他の各駆動素子に供給されて消費される。   The RF tag 202 receives power by a magnetic resonance power feeding method. The “magnetic resonance power supply method” referred to here refers to a power supply method using magnetic resonance. That is, the resonance phenomenon of the resonance circuit that resonates the induced current induced by the feeding magnetic field generated by the trigger coil 206 through the coil (not shown) in the RF tag 202 with respect to the feeding magnetic field is used. In this way, the power supply method is acquired as drive power. In the example illustrated in FIG. 9, the signal extraction unit 210 includes a resonance circuit (not shown) that resonates with respect to the power supply magnetic field. The signal extraction unit 210 acquires the induced current induced in the coil by being supplied with the power supply magnetic field generated by the trigger coil 206 as drive power using the resonance phenomenon of the resonance circuit. A secondary battery 214 is connected to the signal extraction unit 210, and the signal extraction unit 210 stores the acquired driving power in the secondary battery 214. The driving power stored in the secondary battery 214 is supplied to and consumed by the ID transmission unit 212 and other driving elements in the RF tag 202.

図１０には、無線通信システム２００により磁気共鳴を起こすための概略構成の一例を示す等価回路が示されている。また、図１１には、図１０に示す構成において、交流電源Ｅの電圧を１Ｖとし、抵抗Ｒｘの抵抗値を１０Ωとし、表１に示すパラメータを用いて磁気共鳴を起こした場合に、周波数の変化に対する電力（伝送電力Ｐ）の推移の一例が示されている。ここで言う「伝送電力Ｐ」とは、例えばトリガコイル２０６からＲＦタグ２０２へ伝送される電力を指す。また、図１２には、図１１に示す伝送電力Ｐに係る伝送効率の推移の一例が示されている。   FIG. 10 shows an equivalent circuit showing an example of a schematic configuration for causing magnetic resonance by the wireless communication system 200. Further, FIG. 11 shows the frequency when the voltage of the AC power source E is 1 V, the resistance value of the resistor Rx is 10 Ω, and magnetic resonance is caused using the parameters shown in Table 1 in the configuration shown in FIG. An example of the transition of power (transmission power P) with respect to the change is shown. Here, “transmission power P” refers to power transmitted from the trigger coil 206 to the RF tag 202, for example. FIG. 12 shows an example of the transition of transmission efficiency related to the transmission power P shown in FIG.

Figure 2013214145
図１１に示す例では、図１０に示す構成に対して表１のＮｏ．３に示すパラメータを適用した場合の共振周波数における伝送電力が、図１０に示す構成に対して表１のＮｏ．１又はＮｏ．２のパラメータを適用した場合よりも大きいことが示されている。図１１に示す例では、共振周波数が１ＭＨｚのときに伝送電力が最大となる。しかし、トリガコイル２０６とＲＦタグ２０４との位置関係の変化、領域Ａ内に存在する物体の特性の変化（例えば導電率）及びその物体の位置の変化などによっては、共振周波数がずれてしまう。図１１及び図１２に示すように、共振周波数が例えば１ＭＨｚから０．９５ＭＨｚへずれると、二次電池２１４に対する供給電力（伝送電力×伝送効率）は１ＭＨｚの場合と比較して約８４％低下する。
Figure 2013214145
 In the example shown in FIG. The transmission power at the resonance frequency when the parameters shown in FIG. 1 or No. It is shown that it is larger than the case where the parameter of 2 is applied. In the example shown in FIG. 11, the transmission power becomes maximum when the resonance frequency is 1 MHz. However, the resonance frequency is shifted due to a change in the positional relationship between the trigger coil 206 and the RF tag 204, a change in the characteristics of an object existing in the region A (for example, conductivity), a change in the position of the object, and the like. As shown in FIGS. 11 and 12, when the resonance frequency shifts from 1 MHz to 0.95 MHz, for example, the power supplied to the secondary battery 214 (transmitted power × transmission efficiency) is reduced by about 84% compared to the case of 1 MHz. .

従って、ＲＦタグ２０４が最大の電力供給を受けるためには、無線通信環境提供装置２０４の共振回路（例えば図１０に示すＬ１，Ｃ１）及びＲＦタグ２０２の共振回路（例えば図１０に示すＬ２，Ｃ２）の少なくとも一方のパラメータの調整が必要になる。この場合、パラメータの調整を何れの共振回路で行うにしても、給電用磁界及び信号用磁界は共に同じトリガコイルによって発生されるため、給電用磁界及び信号用磁界の何れかを対象にして調整しなければならない。このように何れか一方を対象にして共振回路のパラメータの調整を行うと、他方の磁界の伝達効率が悪化するという課題がある。 Therefore, in order for the RF tag 204 to receive the maximum power supply, the resonance circuit (for example, L 1 and C 1 shown in FIG. 10) of the wireless communication environment providing device 204 and the resonance circuit of the RF tag 202 (for example, shown in FIG. 10). Adjustment of at least one parameter of L 2 , C 2 ) is required. In this case, regardless of which resonance circuit is used for parameter adjustment, the power supply magnetic field and the signal magnetic field are both generated by the same trigger coil. Must. Thus, when the parameter of the resonance circuit is adjusted for one of the targets, there is a problem that the transmission efficiency of the other magnetic field deteriorates.

図１３には、トリガコイル２０６によって給電用磁界及び信号用磁界を発生させた場合のＳ／Ｎ比と給電用磁界強度との対応関係の一例が示されている。なお、ここで言う「Ｓ／Ｎ比」とは、給電用磁界の強度に対する信号用磁界の強度の割合を意味する。給電用磁界及び信号用磁界は、トリガコイル２０６に流す交流電流の周波数を時分割で変調することでトリガコイル２０６によって発生される。この場合、単に交流電流の周波数を時分割で変調するだけなので、給電用磁界と信号用磁界との間で強度の違いが殆ど現れない。そのため、図１３に「比較例」として表記して示すように、Ｓ／Ｎ比は給電用磁界の強度の変化に対してほぼ一定に推移する。   FIG. 13 shows an example of a correspondence relationship between the S / N ratio and the power supply magnetic field intensity when the power supply magnetic field and the signal magnetic field are generated by the trigger coil 206. Here, the “S / N ratio” means the ratio of the strength of the signal magnetic field to the strength of the power supply magnetic field. The power supply magnetic field and the signal magnetic field are generated by the trigger coil 206 by modulating the frequency of the alternating current flowing through the trigger coil 206 in a time-sharing manner. In this case, since the frequency of the alternating current is simply modulated in a time division manner, there is almost no difference in strength between the magnetic field for power supply and the magnetic field for signal. For this reason, as shown as “comparative example” in FIG. 13, the S / N ratio changes substantially constant with respect to the change in the strength of the power feeding magnetic field.

図１４には、トリガコイル２０６によって給電用磁界及び信号用磁界を発生させた場合の給電用磁界の強度と信号用磁界の漏出磁界強度との対応関係の一例が「比較例」として表記して示されている。ここで言う「漏出磁界強度」とは、図８に示す領域Ａに隣接する領域、すなわち、図８に示す領域Ｂの所定位置で測定された信号用磁界の磁界強度のことを指す。無線通信環境提供装置２０４では、ＲＦタグ２０２の給電効率を高めようとして給電用磁界の強度を大きくすると、それに伴って信号用磁界の強度も大きくなる。そのため、トリガコイル２０６によって磁気共鳴給電で最低限必要とされる磁界強度（必要給電用磁界強度）で給電用磁界が発生されると、領域Ｂの所定位置へ漏出限界磁界強度を上回る磁界強度で信号用磁界が漏出してしまう場合がある。なお、ここで言う「漏洩限界磁界強度」とは、領域Ａから漏れ出ても問題ない磁界強度の上限値を意味する。   In FIG. 14, an example of a correspondence relationship between the strength of the power supply magnetic field and the leakage magnetic field strength of the signal magnetic field when the trigger coil 206 generates the power supply magnetic field and the signal magnetic field is denoted as “comparative example”. It is shown. The “leakage magnetic field strength” here refers to the magnetic field strength of the signal magnetic field measured at a predetermined position in the region A adjacent to the region A shown in FIG. 8, that is, the region B shown in FIG. In the wireless communication environment providing apparatus 204, when the power supply magnetic field strength is increased in order to increase the power supply efficiency of the RF tag 202, the signal magnetic field strength is increased accordingly. For this reason, when a magnetic field for power supply is generated by the trigger coil 206 at the minimum magnetic field strength required for magnetic resonance power supply (necessary power supply magnetic field strength), the magnetic field strength exceeding the leakage limit magnetic field strength to a predetermined position in the region B is obtained. The signal magnetic field may leak out. The “leakage limit magnetic field strength” referred to here means an upper limit value of the magnetic field strength that does not cause a problem even if it leaks from the region A.

信号用磁界が領域Ａの外側へ漏出することを防止する方法としては、例えば信号用磁界を発生させるために供する交流電流（以下、「信号用交流電流」という）の振幅を小さくすることで、信号用磁界の強度を弱める方法が考えられる。しかし、この場合、給電用磁界を発生させるのに供する交流電流（以下、「給電用交流電流」という）と信号用交流電流との振幅の異なる２種類の交流電流をトリガコリル２０６に供給することとなり、複雑な制御が要求される。磁界強度が微弱な信号用磁界を発生させるための信号用交流電流を給電用交流電流に重畳する方法も考えられるが、この場合は、図１４に「比較例」として表記して示すように必要給電用磁界強度を超えると信号用磁界が給電用磁界と共に領域Ｂへ漏出してしまう。   As a method for preventing the signal magnetic field from leaking outside the region A, for example, by reducing the amplitude of an alternating current (hereinafter referred to as “signal alternating current”) used to generate the signal magnetic field, A method of reducing the strength of the signal magnetic field is conceivable. However, in this case, two types of alternating currents having different amplitudes of an alternating current (hereinafter referred to as “feeding alternating current”) and a signal alternating current used to generate a magnetic field for feeding are supplied to the trigger collyl 206. Complicated control is required. A method of superimposing a signal alternating current for generating a signal magnetic field with a weak magnetic field strength on a power supply alternating current is also conceivable, but in this case, it is necessary as shown as “Comparative Example” in FIG. If the power supply magnetic field strength is exceeded, the signal magnetic field leaks into the region B together with the power supply magnetic field.

［実施形態］
次に開示の技術の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、以下の説明では、開示の技術に係る無線通信装置の一例としてＲＦタグを挙げて説明する。また、以下では、磁気共鳴給電方式で誘起された誘導電流をＲＦタグの駆動用電力として蓄電するアクティブ方式のＲＦタグを例に挙げて説明するが、開示の技術はこれに限定されるものではない。開示の技術は、例えば、二次電池を有しないＲＦタグ（磁気共鳴現象を利用して得られた駆動用電力を蓄電せずに即座に消費するパッシブ方式のＲＦタグ）に対しても適用可能である。 [Embodiment]
Next, an example of an embodiment of the disclosed technology will be described in detail. In the following description, an RF tag will be described as an example of a wireless communication apparatus according to the disclosed technology. In the following, an active RF tag that stores an induced current induced by the magnetic resonance power feeding method as driving power for the RF tag will be described as an example. However, the disclosed technology is not limited to this. Absent. The disclosed technology can be applied to, for example, an RF tag that does not have a secondary battery (a passive RF tag that consumes driving power obtained by using a magnetic resonance phenomenon immediately without storing it). It is.

図１には、本実施形態に係る無線通信システム１０の構成の一例を示すブロック図が示されている。図１に示すように、無線通信システム１０は、ＲＦタグ１２及び無線通信環境提供装置１４を備えている。なお、無線通信環境提供装置１４は、屋内に設置され、ＲＦタグ１２は、無線通信環境提供装置１４が設置された屋内を移動する利用者に各々所持される。ＲＦタグ１２は、電力取得部１６及び信号取得部１８を備えている。電力取得部１６は、給電用磁界が貫通する第１貫通面３５Ａ（後述）を有するループコイル３５（後述）を備え、コイル３５に給電用磁界が貫通することでループコイル３５に誘導電流を誘起し、誘起した誘導電流を駆動用電力として取得する。   FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a wireless communication system 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the wireless communication system 10 includes an RF tag 12 and a wireless communication environment providing device 14. Note that the wireless communication environment providing apparatus 14 is installed indoors, and the RF tag 12 is carried by each user who moves in the room where the wireless communication environment providing apparatus 14 is installed. The RF tag 12 includes a power acquisition unit 16 and a signal acquisition unit 18. The power acquisition unit 16 includes a loop coil 35 (described later) having a first through surface 35 </ b> A (described later) through which a power feeding magnetic field passes, and induces an induced current in the loop coil 35 when the power feeding magnetic field penetrates the coil 35. Then, the induced induced current is acquired as driving power.

信号取得部１８は、信号用磁界が貫通すると共に第１貫通面３５Ａと交差するように配置された第２貫通面３９Ａ（後述）を有するソレノイドコイル３９（後述）を備えている。そして、ソレノイドコイル３９に信号用磁界が貫通することでソレノイドコイル３９に誘導電流を誘起し、誘起した誘導電流から開示の技術における特定信号の一例である上記の識別信号を取得する。そして、識別信号を抽出すると、ＲＦタグ１２を特定するＩＤを示すＩＤ信号を外部の所定送信先へ無線で送信する。   The signal acquisition unit 18 includes a solenoid coil 39 (described later) having a second through surface 39A (described later) disposed so as to penetrate the signal magnetic field and intersect the first through surface 35A. Then, an induction current is induced in the solenoid coil 39 by the signal magnetic field penetrating the solenoid coil 39, and the identification signal, which is an example of the specific signal in the disclosed technology, is acquired from the induced current. When the identification signal is extracted, an ID signal indicating an ID for specifying the RF tag 12 is wirelessly transmitted to a predetermined external transmission destination.

一方、無線通信環境提供装置１４は、無線通信用磁界発生装置２０、リーダ２２、データ管理サーバ２４及び位置管理サーバ２６を備えている。無線通信用磁界発生装置２０は、第１のコイル２８、第２のコイル３０、及び開示の技術における給電用磁界発生部及び信号用磁界発生部の一例である交流電流供給部３２を備えている。図２に示すように、第１のコイル２８は、開示の技術における予め定められた領域の一例である領域Ａに設けられており、給電用磁界を発生させる。第２のコイル３０は、領域Ａに設けられており、信号用磁界を領域Ａの外側に漏出しないように発生させる。   On the other hand, the wireless communication environment providing device 14 includes a wireless communication magnetic field generator 20, a reader 22, a data management server 24, and a location management server 26. The radio communication magnetic field generation device 20 includes a first coil 28, a second coil 30, and an alternating current supply unit 32 which is an example of a power supply magnetic field generation unit and a signal magnetic field generation unit in the disclosed technology. . As shown in FIG. 2, the first coil 28 is provided in a region A that is an example of a predetermined region in the disclosed technology, and generates a power supply magnetic field. The second coil 30 is provided in the region A and generates a signal magnetic field so as not to leak out of the region A.

交流電流供給部３２には、第１のコイル２８及び第２のコイル３０が個別に接続されており、交流電流供給部３２は、給電用交流電流を第１のコイル２８に供給すると共に、信号用交流電流を第２のコイル３０に供給する。従って、第１のコイル２８は、交流電流供給部３２から給電用交流電流が供給されることで給電用磁界を発生させ、第２のコイル３０は、交流電流供給部３２から信号用交流電流が供給されることで、信号用磁界を発生させる。   The first coil 28 and the second coil 30 are individually connected to the alternating current supply unit 32, and the alternating current supply unit 32 supplies a feeding alternating current to the first coil 28, and a signal AC current is supplied to the second coil 30. Therefore, the first coil 28 generates a magnetic field for power supply when the AC current supply unit 32 supplies the AC current for power supply, and the second coil 30 receives the signal AC current from the AC current supply unit 32. By being supplied, a signal magnetic field is generated.

リーダ２２は、ＲＦタグ１２から無線で送信されたＩＤ信号を受信する。無線通信環境提供装置１４は、複数の管理対象領域に各々設けられる一方、データ管理サーバ２４は、複数の管理対象領域に対して共通に設けられており、全ての管理対象領域を対象にして、個々のＲＦタグ１２が管理対象領域に入った時間や回数などを管理する。位置管理サーバ２６は、個々の管理対象領域毎に設けられており、ＲＦタグ１２が管理対象領域に入った時間や回数などを管理する。リーダ２２には、データ管理サーバ２４及び位置管理サーバ２６が個別に接続されている。従って、データ管理サーバ２４及び位置管理サーバ２６の各々は、リーダ２２で受信されたＩＤ信号を取得することができる。   The reader 22 receives the ID signal transmitted from the RF tag 12 by radio. While the wireless communication environment providing device 14 is provided in each of the plurality of management target areas, the data management server 24 is provided in common for the plurality of management target areas, and targets all the management target areas. The time and the number of times each RF tag 12 enters the management target area are managed. The position management server 26 is provided for each individual management target area, and manages the time and number of times the RF tag 12 has entered the management target area. A data management server 24 and a position management server 26 are individually connected to the reader 22. Therefore, each of the data management server 24 and the location management server 26 can acquire the ID signal received by the reader 22.

図２には、第１のコイル２８及び第２のコイル３０の配置例が示されている。図２に示すように、第１のコイル２８はループ状に形成されており、給電用磁界が貫通する給電用磁界貫通面３４を有している。給電用磁界貫通面３４の一例としては、第１のコイル２８の開口面が挙げられる。第２のコイル３０もループ状に形成されており、信号用磁界が貫通する信号用磁界貫通面３６を有している。信号用磁界貫通面３６の一例としては、第２のコイル３０の開口面が挙げられる。第１のコイル２８及び第２のコイル３０は共に領域Ａに設けられている。第１のコイル２８は領域Ａの側面に設けられ、第２のコイル３０は領域Ａの上面に設けられており、給電用磁界貫通面３４と信号用磁界貫通面３６とが略直交している。   FIG. 2 shows an arrangement example of the first coil 28 and the second coil 30. As shown in FIG. 2, the first coil 28 is formed in a loop shape and has a feeding magnetic field penetrating surface 34 through which the feeding magnetic field penetrates. An example of the power supply magnetic field penetrating surface 34 is the opening surface of the first coil 28. The second coil 30 is also formed in a loop shape and has a signal magnetic field penetration surface 36 through which the signal magnetic field penetrates. An example of the signal magnetic field penetrating surface 36 is an opening surface of the second coil 30. Both the first coil 28 and the second coil 30 are provided in the region A. The first coil 28 is provided on the side surface of the region A, and the second coil 30 is provided on the upper surface of the region A. The power supply magnetic field through surface 34 and the signal magnetic field through surface 36 are substantially orthogonal to each other. .

図３には、ＲＦタグ１２に含まれるループコイル３５及びソレノイドコイル３９の配置例が示されている。図３に示すように、ループコイル３５は、第１のコイル２８によって発生された給電用磁界が貫通する第１貫通面３５Ａを有している。第１貫通面３５Ａの一例としてはループコイル３５の開口面が挙げられる。ソレノイドコイル３９は、第２のコイル３０によって発生された信号用磁界が貫通する第２貫通面３９Ａを有している。第２貫通面３９Ａの一例としてはソレノイドコイル３９の開口面が挙げられる。   FIG. 3 shows an arrangement example of the loop coil 35 and the solenoid coil 39 included in the RF tag 12. As shown in FIG. 3, the loop coil 35 has a first through surface 35 </ b> A through which the power supply magnetic field generated by the first coil 28 passes. An example of the first through surface 35A is an opening surface of the loop coil 35. The solenoid coil 39 has a second through surface 39A through which the signal magnetic field generated by the second coil 30 passes. An example of the second through surface 39A is an opening surface of the solenoid coil 39.

ところで、ループコイル３５には様々な方向から給電用磁界が入ってくる。ループコイル３５を給電用磁界が貫通すると、貫通した給電用磁界を打ち消す方向にも磁界（反磁界）が発生する。この反磁界が作用することで、第１貫通面３５Ａ上において、第１貫通面３５Ａを貫通する給電用磁界の磁力線の方向が最も揃う領域が現れる。そこで、ループコイル３５及びソレノイドコイル３９は、一例として図３に示すように第１貫通面３５Ａ上おける第１貫通面３５Ａを貫通する給電用磁界の磁力線の方向が最も揃う領域で第２貫通面３９Ａが第１貫通面３５Ａと略直交するように配置されている。なお、第１貫通面３５Ａ上において、第１貫通面３５Ａを貫通する磁界の磁力線の方向が最も揃う領域は、実機による実験やシミュレーションなどによって特定することができる。   By the way, the magnetic field for electric power feeding enters the loop coil 35 from various directions. When the feeding magnetic field penetrates the loop coil 35, a magnetic field (demagnetizing field) is also generated in the direction to cancel the penetrating feeding magnetic field. When this demagnetizing field acts, a region where the direction of the magnetic force lines of the magnetic field for power supply penetrating through the first through surface 35A is most aligned appears on the first through surface 35A. Therefore, as an example, the loop coil 35 and the solenoid coil 39 have a second penetrating surface in a region where the direction of the magnetic force lines of the magnetic field for feeding passing through the first penetrating surface 35A on the first penetrating surface 35A is most aligned as shown in FIG. 39A is arranged so as to be substantially orthogonal to the first through surface 35A. In addition, on the first through surface 35A, the region where the direction of the magnetic field lines of the magnetic field penetrating the first through surface 35A is the most uniform can be specified by an experiment or simulation with an actual machine.

図４には、ＲＦタグ１２の電気系の要部構成の一例を示す構成図が示されている。図４に示すように、電力取得部１６は、直列共振回路４０、充電制御部４２及び蓄電部４４を備えている。共振回路４０は、ループコイル３５及び可変コンデンサ４６を有し、所定周波数の給電用磁界に対して共振する直列共振回路である。また、共振回路４０は、トランス５０の一部を含んで構成されている。トランス５０は、一次巻線５２及び二次巻線５４を備えており、共振回路４０では、ループコイル３５、可変コンデンサ４６及びトランス５０の一次巻線５２が直列に接続されている。従って、共振回路４０は、ループコイル３５の第１貫通面３５Ａに給電用磁界が貫通することで誘起される誘導電流を、共振現象を利用してＲＦタグ１２の駆動用電力としてトランス５０の一次巻線５２から取得することができる。   FIG. 4 is a configuration diagram illustrating an example of a configuration of a main part of the electrical system of the RF tag 12. As shown in FIG. 4, the power acquisition unit 16 includes a series resonance circuit 40, a charge control unit 42, and a power storage unit 44. The resonance circuit 40 includes a loop coil 35 and a variable capacitor 46, and is a series resonance circuit that resonates with respect to a power feeding magnetic field having a predetermined frequency. The resonance circuit 40 is configured to include a part of the transformer 50. The transformer 50 includes a primary winding 52 and a secondary winding 54. In the resonance circuit 40, the loop coil 35, the variable capacitor 46, and the primary winding 52 of the transformer 50 are connected in series. Accordingly, the resonant circuit 40 uses the induced current induced by the feeding magnetic field penetrating through the first through surface 35A of the loop coil 35 as the driving power for the RF tag 12 using the resonance phenomenon, and the primary of the transformer 50. It can be obtained from the winding 52.

充電制御部４２は、トランス５０の二次巻線５４、ダイオード５６，５８，６０，６２、コンデンサ６４、抵抗７０，７２、昇圧器７４及び開示の技術における測定部の一例である電圧測定部７６を備えている。トランス５０の二次巻線５４の一端はダイオード５６のカソードに接続されており、二次巻線５４の他端はダイオード５８のカソードに接続されている。ダイオード５６，５８のアノードは接地されている。ダイオード５６のカソードはダイオード６０のアノードに、ダイオード５８のカソードはダイオード６２のアノードに各々接続されている。   The charge control unit 42 includes a secondary winding 54 of the transformer 50, diodes 56, 58, 60, and 62, a capacitor 64, resistors 70 and 72, a booster 74, and a voltage measurement unit 76 that is an example of a measurement unit in the disclosed technology. It has. One end of the secondary winding 54 of the transformer 50 is connected to the cathode of the diode 56, and the other end of the secondary winding 54 is connected to the cathode of the diode 58. The anodes of the diodes 56 and 58 are grounded. The cathode of the diode 56 is connected to the anode of the diode 60, and the cathode of the diode 58 is connected to the anode of the diode 62.

ダイオード６０，６２のカソードは、一端が接地された電圧測定部７６の他端に接続されている。従って、電圧測定部７６は、共振回路４０で取得され、トランス５０及びダイオード５６，５８，６０，６２で形成された全波整流回路を経由して供給された駆動用電力の電圧値を測定することができる。   The cathodes of the diodes 60 and 62 are connected to the other end of the voltage measuring unit 76 whose one end is grounded. Therefore, the voltage measuring unit 76 measures the voltage value of the driving power acquired by the resonant circuit 40 and supplied via the full-wave rectifier circuit formed by the transformer 50 and the diodes 56, 58, 60, 62. be able to.

ダイオード６０，６２のカソードは、コンデンサ６４を介して接地された昇圧器７４の入力端にも接続されている。昇圧器７４の出力端は、直列に接続された抵抗７０，７２を介して接地されている。抵抗７０，７２の接続点はコンデンサ６４の非接地側の電極に接続されている。従って、昇圧器７４は、共振回路４０で取得された駆動用電力を昇圧して出力端から出力することができる。   The cathodes of the diodes 60 and 62 are also connected to the input terminal of a booster 74 that is grounded via a capacitor 64. The output terminal of the booster 74 is grounded via resistors 70 and 72 connected in series. The connection point of the resistors 70 and 72 is connected to the electrode on the non-ground side of the capacitor 64. Therefore, the booster 74 can boost the driving power acquired by the resonance circuit 40 and output the boosted power from the output terminal.

蓄電部４４は、供給された電力を蓄えると共に、ＲＦタグ１２に含まれる複数の駆動素子の各々に対して駆動用電力を供給する。蓄電部４４は、コンデンサ６６を備えている。コンデンサ６６の一方の電極は昇圧器７４の出力端に接続されており、他方の電極は接地されている。従って、蓄電部４４は、昇圧器７４から供給された駆動用電力をコンデンサ６６に蓄電することができる。そして、蓄電部４４は、コンデンサ６６に蓄えられた駆動用電力を電圧測定部７６、ＩＤ送信部１００（後述）及びマイクロコンピュータ１０２，１０６（後述）などの各部に供給し、これらの各部は蓄電部４４から供給された駆動用電力を消費しながら作動する。   The power storage unit 44 stores the supplied power and supplies driving power to each of the plurality of driving elements included in the RF tag 12. The power storage unit 44 includes a capacitor 66. One electrode of the capacitor 66 is connected to the output terminal of the booster 74, and the other electrode is grounded. Therefore, the power storage unit 44 can store the driving power supplied from the booster 74 in the capacitor 66. The power storage unit 44 supplies the driving power stored in the capacitor 66 to each unit such as the voltage measurement unit 76, the ID transmission unit 100 (described later), and the microcomputers 102 and 106 (described later). It operates while consuming driving power supplied from the unit 44.

信号取得部１８は、誘導電流誘起部１８Ａ及びＩＤ送信部１００を含んで構成されている。誘導電流誘起部１８Ａは、並列共振回路７８、抵抗８０，８２，８４，８６，８８，９０、コンデンサ９２、ダイオード９４、ＮＰＮトランジスタ９６及びＰチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ（以下、「ＰＭＯＳトランジスタ」という）９９を備えている。   The signal acquisition unit 18 includes an induced current induction unit 18A and an ID transmission unit 100. The induced current induction unit 18A includes a parallel resonant circuit 78, resistors 80, 82, 84, 86, 88, 90, a capacitor 92, a diode 94, an NPN transistor 96, and a P-channel MOS field effect transistor (hereinafter referred to as “PMOS transistor”). ) 99.

蓄電部４４のコンデンサ６６の一方の電極は、アノードが接地されたダイオード９４のカソードに抵抗８０を介して接続されている。また、蓄電部４４のコンデンサ６６の一方の電極は、直列に接続された抵抗８４，８６を介してＮＰＮトランジスタ９６のコレクタに接続されている。ＮＰＮトランジスタ９６のベースはダイオード９４のカソードに接続されており、ＮＰＮトランジスタ９６のエミッタは接地されている。また、蓄電部４４のコンデンサ６６の一方の電極は、ＰＭＯＳトランジスタ９９のソースに接続されている。ＰＭＯＳトランジスタ９９のドレインは、抵抗８８の一端に接続されている。抵抗８８の他端は、抵抗９０の一端に接続されており、抵抗９０の他端は接地されている。また、ＰＭＯＳトランジスタ９９のゲートは抵抗８４，８６の接続点（分圧点）に接続されている。   One electrode of the capacitor 66 of the power storage unit 44 is connected through a resistor 80 to the cathode of a diode 94 whose anode is grounded. Further, one electrode of the capacitor 66 of the power storage unit 44 is connected to the collector of the NPN transistor 96 via resistors 84 and 86 connected in series. The base of the NPN transistor 96 is connected to the cathode of the diode 94, and the emitter of the NPN transistor 96 is grounded. In addition, one electrode of the capacitor 66 of the power storage unit 44 is connected to the source of the PMOS transistor 99. The drain of the PMOS transistor 99 is connected to one end of the resistor 88. The other end of the resistor 88 is connected to one end of the resistor 90, and the other end of the resistor 90 is grounded. The gate of the PMOS transistor 99 is connected to the connection point (voltage dividing point) between the resistors 84 and 86.

並列共振回路７８は、ソレノイドコイル３９及びコンデンサ９８が並列に接続されて構成されている。ソレノイドコイル３９及びコンデンサ９８の一方の接続点は接地されており、他方の接続点は、直列に接続された抵抗８２及びコンデンサ９２を介してダイオード９４のカソードに接続されている。   The parallel resonance circuit 78 is configured by connecting a solenoid coil 39 and a capacitor 98 in parallel. One connection point of the solenoid coil 39 and the capacitor 98 is grounded, and the other connection point is connected to the cathode of the diode 94 through a resistor 82 and a capacitor 92 connected in series.

抵抗８８，９０の接続点（分圧点）は、ＩＤ送信部１００の入力端に接続されている。従って、誘導電流誘起部１８Ａは、ソレノイドコイル３９に信号用磁界が貫通されることで誘導電流を誘起し、誘起した誘導電流を復調してＩＤ送信部１００へ供給することができる。   A connection point (voltage dividing point) between the resistors 88 and 90 is connected to an input terminal of the ID transmission unit 100. Therefore, the induced current inducing unit 18A can induce the induced current when the signal magnetic field penetrates through the solenoid coil 39, demodulate the induced current, and supply it to the ID transmitting unit 100.

ＩＤ送信部１００は、入力された識別信号が予め定められた信号の場合にＩＤ信号をリーダ２２へ無線送信する。ＩＤ送信部１００は、ＩＤ送信部１００全体の動作を制御するマイクロコンピュータ１０２及び信号を無線送信するアンテナ１０４を備えている。ＩＤ送信部１００の入力端はＡ／Ｄ変換器（図示省略）などを介してマイクロコンピュータ１０２に接続されており、マイクロコンピュータ１０２はＤ／Ａ変換器（図示省略）などを介してアンテナ１０４に接続されている。従って、マイクロコンピュータ１０２は、誘導電流誘起部１８Ａから誘導電流が供給されると、供給された誘導電流から識別信号を抽出することができる。そして、抽出した識別信号が予め定められた信号の場合、ＲＦタグ１２を特定するＩＤ信号をアンテナ１０４を介してリーダ２２へ送信することができる。   The ID transmission unit 100 wirelessly transmits an ID signal to the reader 22 when the input identification signal is a predetermined signal. The ID transmission unit 100 includes a microcomputer 102 that controls the operation of the entire ID transmission unit 100 and an antenna 104 that wirelessly transmits a signal. The input end of the ID transmission unit 100 is connected to the microcomputer 102 via an A / D converter (not shown) or the like, and the microcomputer 102 is connected to the antenna 104 via a D / A converter (not shown) or the like. It is connected. Therefore, when the induced current is supplied from the induced current inducing unit 18A, the microcomputer 102 can extract the identification signal from the supplied induced current. If the extracted identification signal is a predetermined signal, an ID signal for specifying the RF tag 12 can be transmitted to the reader 22 via the antenna 104.

また、ＲＦタグ１２は、マイクロコンピュータ１０６を備えている。マイクロコンピュータ１０６には、可変コンデンサ４６及び電圧測定部７６が個別に接続されている。マイクロコンピュータ１０６は、取得部１０８、制御部１１０、設定部１１２及び記憶部１１４を備えている。取得部１０８は、電力取得部１６によって電力が取得されている状態で、可変コンデンサ４６の容量を変化させ、電圧測定部７６によって測定された電圧値が最大値となったときの可変コンデンサ４６の容量値を取得する。   In addition, the RF tag 12 includes a microcomputer 106. A variable capacitor 46 and a voltage measuring unit 76 are individually connected to the microcomputer 106. The microcomputer 106 includes an acquisition unit 108, a control unit 110, a setting unit 112, and a storage unit 114. The acquisition unit 108 changes the capacity of the variable capacitor 46 while the power is acquired by the power acquisition unit 16, and the variable capacitor 46 has a maximum voltage value measured by the voltage measurement unit 76. Get the capacity value.

制御部１１０は、取得部１０８によって取得された可変コンデンサ４６の容量値を記憶部１１４に記憶させる。また、制御部１１０は、記憶部１１４に記憶されている容量値と異なる容量値が取得部１０８によって取得された場合、記憶部１１４に記憶されている容量値に代えて、最新の容量値を記憶部１１４に記憶させる。   The control unit 110 causes the storage unit 114 to store the capacitance value of the variable capacitor 46 acquired by the acquisition unit 108. In addition, when a capacity value different from the capacity value stored in the storage unit 114 is acquired by the acquisition unit 108, the control unit 110 replaces the capacity value stored in the storage unit 114 with the latest capacity value. The data is stored in the storage unit 114.

設定部１１２は、記憶部１１４に容量値が記憶されている場合、電力取得部１６によって電力が取得されていない状態で、可変コンデンサ４６の容量値を、記憶部１１４に記憶されている容量値に設定する。   When the storage unit 114 stores a capacitance value, the setting unit 112 sets the capacitance value of the variable capacitor 46 to the capacitance value stored in the storage unit 114 in a state where the power acquisition unit 16 does not acquire power. Set to.

図５には、マイクロコンピュータ１０６の電気系の要部構成の一例が示されている。図５に示すように、マイクロコンピュータ１０６は、ＣＰＵ１１６、メモリ１１８及び不揮発性の記憶部１２０を備え、これらはアドレスバスやシステムバス等を含んで構成されたバス１２２を介して互いに接続されている。なお、記憶部１２０は、フラッシュメモリなどによって実現できる。記憶媒体としての記憶部１２０には、容量値設定処理プログラム１２４が記憶されている。   FIG. 5 shows an example of the main configuration of the electric system of the microcomputer 106. As shown in FIG. 5, the microcomputer 106 includes a CPU 116, a memory 118, and a nonvolatile storage unit 120, which are connected to each other via a bus 122 configured to include an address bus, a system bus, and the like. . The storage unit 120 can be realized by a flash memory or the like. A capacity value setting processing program 124 is stored in the storage unit 120 as a storage medium.

ＣＰＵ１１６は、記憶部１２０から容量値設定処理プログラム１２４を読み出してメモリ１１８に展開し、容量値設定処理プログラム１２４が有するプロセスを順次実行する。容量値設定処理プログラム１２４は、取得プロセス１２６、制御プロセス１２８及び設定プロセス１３０を有する。ＣＰＵ１１６は、取得プロセス１２６を実行することで、図４に示す取得部１０８として動作する。   The CPU 116 reads the capacity value setting processing program 124 from the storage unit 120 and expands the capacity value setting processing program 124 in the memory 118. The capacity value setting processing program 124 includes an acquisition process 126, a control process 128, and a setting process 130. The CPU 116 operates as the acquisition unit 108 illustrated in FIG. 4 by executing the acquisition process 126.

図４に示す制御部１１０及び設定部１１２がマイクロコンピュータ１０６で実現される場合、記憶部１２０は図４に示す記憶部１１４として用いられる。これにより、容量値設定処理プログラム１２４に含まれる制御プロセス１２８を実行したマイクロコンピュータ１０６が、制御部１１０として機能し、設定プロセス１３０を実行したマイクロコンピュータ１０６が、設定部１１２として機能することになる。   When the control unit 110 and the setting unit 112 illustrated in FIG. 4 are realized by the microcomputer 106, the storage unit 120 is used as the storage unit 114 illustrated in FIG. Thereby, the microcomputer 106 that has executed the control process 128 included in the capacity value setting processing program 124 functions as the control unit 110, and the microcomputer 106 that has executed the setting process 130 functions as the setting unit 112. .

なお、ここでは容量値設定処理プログラム１２４を記憶部１２０から読み出す場合を例示したが、必ずしも最初から記憶部１２０に記憶させておく必要はない。例えば、マイクロコンピュータ１２０に接続されて使用されるＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの任意の「可搬型の物理媒体」に先ずは容量値設定処理プログラム１２４を記憶させておいてもよい。そして、マイクロコンピュータ１２０がこれらの可搬型の物理媒体から容量値設定処理プログラム１２４を取得して実行するようにしてもよい。また、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）などを介してマイクロコンピュータ１２０に接続される他のコンピュータまたはサーバ装置などに容量値設定処理プログラム１２４を記憶させておいてもよい。この場合、マイクロコンピュータ１２０がこれらから容量値設定処理プログラム１２４を取得して実行すればよい。   Although the case where the capacity value setting processing program 124 is read from the storage unit 120 is illustrated here, it is not always necessary to store it in the storage unit 120 from the beginning. For example, the capacity value setting processing program 124 is first stored in an arbitrary “portable physical medium” such as a CD-ROM, a DVD disk, a magneto-optical disk, and an IC card that is connected to the microcomputer 120. May be. Then, the microcomputer 120 may acquire and execute the capacity value setting processing program 124 from these portable physical media. The capacity value setting processing program 124 may be stored in another computer or server device connected to the microcomputer 120 via the Internet, a LAN (Local Area Network), or the like. In this case, the microcomputer 120 may acquire and execute the capacity value setting processing program 124 from these.

次に本実施形態の作用を説明する。図２に示す領域Ａでは、第２のコイル３０によって信号用磁界が領域Ａの上面から下面に向けて発生される。また、第２のコイル３０によって発生される信号用磁界とは別に、第２のコイル３０とは別体の第１のコイル２８によって給電用磁界が発生されるので、信号用磁界をＲＦタグ１２の給電に寄与させる必要はない。そのため、交流電流供給部３２は、第２のコイル３０により、信号用磁界を、領域Ａの外側へ漏出しない程度の強度で発生させることができる。よって、領域Ａの側周面を取り囲む領域（例えば領域Ｂ）へ信号用磁界が漏出することを抑制することができる。また、第１のコイル２８と第２のコイル３０とが別々に設けられているので、無線通信用磁界発生装置２０に含まれる共振回路とＲＦタグ１２内の共振回路４０のパラメータの調整を独立して行うことができる。なお、無線通信用磁界発生装置２０のパラメータの調整は設置時行われる。   Next, the operation of this embodiment will be described. In the region A shown in FIG. 2, a signal magnetic field is generated from the upper surface to the lower surface of the region A by the second coil 30. In addition to the signal magnetic field generated by the second coil 30, the power supply magnetic field is generated by the first coil 28, which is separate from the second coil 30. It is not necessary to contribute to the power supply. Therefore, the alternating current supply unit 32 can generate the magnetic field for signal with the second coil 30 with a strength that does not leak to the outside of the region A. Therefore, it is possible to suppress the leakage of the signal magnetic field to a region (for example, the region B) surrounding the side peripheral surface of the region A. Further, since the first coil 28 and the second coil 30 are provided separately, adjustment of parameters of the resonance circuit included in the wireless communication magnetic field generator 20 and the resonance circuit 40 in the RF tag 12 is independent. Can be done. The parameters of the radio communication magnetic field generator 20 are adjusted at the time of installation.

ＲＦタグ１２を所持している利用者が領域Ａ内に存在する場合、信号用磁界がソレノイドコイル３９の第２貫通面３９Ａを貫通する。第２貫通面３９Ａは、第１貫通面３５Ａ上おける第１貫通面３５Ａを貫通する給電用磁界の磁力線の方向が最も揃う領域で第１貫通面３５Ａと略直交するように配置されている。そのため、ループコイル３５及びソレノイドコイル３９の相互インダクタンスの影響が軽減される。よって、信号用磁界がソレノイドコイル３９を貫通し易くなり、信号用磁界の強度が領域Ａの外側へ漏出しない程度の微弱な強度であったとしてもソレノイドコイル３９で信号用磁界に応じた誘導電流が誘起される。   When a user carrying the RF tag 12 exists in the region A, the signal magnetic field penetrates the second through surface 39 </ b> A of the solenoid coil 39. The second through surface 39A is arranged so as to be substantially orthogonal to the first through surface 35A in a region where the direction of the magnetic force lines of the magnetic field for power supply passing through the first through surface 35A on the first through surface 35A is the most uniform. Therefore, the influence of the mutual inductance of the loop coil 35 and the solenoid coil 39 is reduced. Therefore, even if the signal magnetic field easily penetrates through the solenoid coil 39 and the strength of the signal magnetic field is weak enough not to leak out of the area A, the induced current corresponding to the signal magnetic field in the solenoid coil 39 is obtained. Is induced.

このように信号用磁界がソレノイドコイル３９を貫通すると、ソレノイドコイル３９に誘導電流が流れる。誘導電流誘起部１８Ａは、ソレノイドコイル３９に流れる誘導電流を復調して、復調した誘導電流をＩＤ送信部１００に供給する。ＩＤ送信部１００は、誘導電流が供給され、供給された誘導電流から特定される識別信号が予め定められた信号の場合、ＩＤ信号をリーダ２２へ無線送信する。   When the signal magnetic field penetrates the solenoid coil 39 in this way, an induced current flows through the solenoid coil 39. The induced current induction unit 18 </ b> A demodulates the induced current flowing through the solenoid coil 39 and supplies the demodulated induced current to the ID transmission unit 100. When the induced current is supplied and the identification signal specified from the supplied induced current is a predetermined signal, the ID transmitting unit 100 wirelessly transmits the ID signal to the reader 22.

領域Ａでは、信号用磁界と交差するように第１のコイル２８によって給電用磁界が発生される。ＲＦタグ１２を所持している利用者が領域Ａ内に存在する場合、給電用磁界がループコイル３５の第１貫通面３５Ａを貫通し、これによってループコイル３５に誘導電流が流れる。電力取得部１６は、ループコイル３５に流れる誘導電流を駆動用電力として取得し、取得した駆動用電力を蓄電部４４に蓄える。ここで、ループコイル３５を貫通する給電用磁界の周波数と共振回路４０の共振周波数とが一致すると、共振回路４０が共振し、駆動用電力の取得効率が最大となり、蓄電部４４への蓄電効率が最大となる。   In the region A, a power feeding magnetic field is generated by the first coil 28 so as to intersect the signal magnetic field. When the user who owns the RF tag 12 exists in the region A, the magnetic field for power feeding penetrates the first through surface 35A of the loop coil 35, and thereby an induced current flows through the loop coil 35. The power acquisition unit 16 acquires the induced current flowing through the loop coil 35 as drive power, and stores the acquired drive power in the power storage unit 44. Here, when the frequency of the magnetic field for feeding passing through the loop coil 35 and the resonance frequency of the resonance circuit 40 match, the resonance circuit 40 resonates, and the drive power acquisition efficiency is maximized. Is the maximum.

図１３には、本実施形態に係る無線通信システム１０を用いた場合の給電用磁界の強度とＳ／Ｎ比との対応関係の一例がパターンＡとして示されている。図１３に示すように、比較例の場合は給電用磁界の強度が変化してもＳ／Ｎ比がほぼ一定に推移しているのに対し、本実施形態に係る無線通信システム１０を用いた場合は給電用磁界の強度が増大するに従ってＳ／Ｎ比が低下している。これは、本実施形態に係る無線通信システム１０を用いた場合、給電用磁界の強度が大きくなるに従って信号用磁界の強度と給電用磁界の強度との差が大きくなっていることを意味している。つまり、信号用磁界が給電用磁界に依存していないということである。従って、本実施形態に係る無線通信システム１０では、給電用磁界の強度を大きくすることで、信号用磁界を領域Ａの外側へ漏出させることなく、ＲＦタグ１２へ供給する電力を増大させることができる。   In FIG. 13, an example of a correspondence relationship between the strength of the magnetic field for power supply and the S / N ratio when the wireless communication system 10 according to the present embodiment is used is shown as a pattern A. As shown in FIG. 13, in the case of the comparative example, the S / N ratio remains almost constant even when the strength of the magnetic field for power supply changes, whereas the wireless communication system 10 according to the present embodiment is used. In this case, the S / N ratio decreases as the strength of the power supply magnetic field increases. This means that when the wireless communication system 10 according to the present embodiment is used, the difference between the strength of the signal magnetic field and the strength of the power supply magnetic field increases as the strength of the power supply magnetic field increases. Yes. That is, the signal magnetic field does not depend on the power supply magnetic field. Therefore, in the wireless communication system 10 according to the present embodiment, the power supplied to the RF tag 12 can be increased without increasing the strength of the power supply magnetic field without causing the signal magnetic field to leak outside the region A. it can.

図１４には、本実施形態に係る無線通信システム１０を用いた場合の給電用磁界の強度と信号用磁界の強度との対応関係の一例がパターンＡとして示されている。図１４に示すように、比較例の場合は信号用磁界の強度が漏洩限界磁界強度を超えなければ要求される給電用磁界の強度を得ることができなかった。これに対し、本実施形態に係る無線通信システム１０を用いた場合は、信号用磁界の強度が漏洩限界磁界強度を超えることなく、要求される給電用磁界の強度を得ることができる。つまり、給電用磁界の強度を大きくしても信号用磁界の強度に影響を及ぼさないので、単一のコイルで給電用磁界と信号用磁界とを発生させる場合（比較例の場合）と比較して、信号用磁界が領域Ａの外側へ漏出することを抑制することができる。   In FIG. 14, an example of a correspondence relationship between the strength of the power supply magnetic field and the strength of the signal magnetic field when the wireless communication system 10 according to the present embodiment is used is shown as a pattern A. As shown in FIG. 14, in the case of the comparative example, the required power supply magnetic field strength could not be obtained unless the signal magnetic field strength exceeded the leakage limit magnetic field strength. On the other hand, when the wireless communication system 10 according to the present embodiment is used, the required strength of the magnetic field for power supply can be obtained without the strength of the magnetic field for signal exceeding the leakage limit magnetic field strength. In other words, increasing the strength of the magnetic field for power supply does not affect the strength of the magnetic field for signal. Compared with the case where the magnetic field for power supply and the magnetic field for signal are generated with a single coil (in the comparative example). Thus, leakage of the signal magnetic field to the outside of the region A can be suppressed.

次に、ＣＰＵ１１６が容量値設定処理プログラム１２４を実行することで、ＲＦタグ１２のマイクロコンピュータ１０６によって行われる供給処理について、図６を参照して説明する。図６に示す容量値設定処理は、電力取得部１６により電力の取得が開始されたときに行なわれる。ステップ１５４では、取得部１０８により、電圧測定部７６で測定された電圧値が取得される。次のステップ１５６では、取得部１０８により、上記のステップ１５４で取得された電圧値が、本容量値設定処理が行われてから最大の電圧値であるか否かが判定される。本ステップ１５６において、上記のステップ１５４で取得された電圧値が、本容量値設定処理が行われてから最大の電圧値でない場合は判定が否定されてステップ１６２へ移行する。本ステップ１５６において、上記のステップ１５４で取得された電圧値が、本容量値設定処理が行われてから最大の電圧値である場合は判定が肯定されてステップ１５８へ移行する。   Next, a supply process performed by the microcomputer 106 of the RF tag 12 when the CPU 116 executes the capacitance value setting process program 124 will be described with reference to FIG. The capacity value setting process shown in FIG. 6 is performed when the power acquisition unit 16 starts acquiring power. In step 154, the voltage value measured by the voltage measurement unit 76 is acquired by the acquisition unit 108. In the next step 156, the acquisition unit 108 determines whether or not the voltage value acquired in step 154 is the maximum voltage value after the main capacitance value setting process is performed. In step 156, if the voltage value acquired in step 154 is not the maximum voltage value after the capacitance value setting process is performed, the determination is negative and the process proceeds to step 162. In step 156, if the voltage value acquired in step 154 is the maximum voltage value after the capacitance value setting process is performed, the determination is affirmed and the process proceeds to step 158.

ステップ１５８では、取得部１０８により、現時点で設定されている可変コンデンサ４６の容量値が取得される。次のステップ１６０では、制御部１１０により、上記のステップ１５８で取得された容量値が記憶部１１４に記憶される。ここでは、記憶部１１４に既に容量値が記憶されている場合には現時点で記憶されている容量値に代えて上記のステップ１５８で取得された最新の容量値が記憶される。次のステップ１６２では、取得部１０８により、後述のステップ１６４で可変コンデンサの容量値が所定回数変更されたか否かが判定される。例えば、「所定回数」をＮ回とした場合、初期容量値を中心にして容量値を加算する方向にＮ／２回変更され、初期容量値を中心にして容量値を減算する方向にＮ／２回変更されたか否かが判定される。ここで言う「初期容量値」とは、例えば本容量値設定処理が開始された時点で可変コンデンサ４６に対して設定されていた容量値のことである。本ステップ１６２において、容量値が所定回数変更されていない場合は判定が否定されてステップ１６４へ移行する。   In step 158, the acquisition unit 108 acquires the capacitance value of the variable capacitor 46 that is currently set. In the next step 160, the control unit 110 stores the capacitance value acquired in step 158 in the storage unit 114. Here, when a capacity value is already stored in the storage unit 114, the latest capacity value acquired in step 158 is stored instead of the capacity value stored at the current time. In the next step 162, the acquisition unit 108 determines whether or not the capacitance value of the variable capacitor has been changed a predetermined number of times in step 164 described later. For example, when the “predetermined number of times” is N times, the value is changed N / 2 times in the direction of adding the capacity value around the initial capacity value, and N / in the direction of subtracting the capacity value around the initial capacity value. It is determined whether it has been changed twice. The “initial capacitance value” referred to here is a capacitance value set for the variable capacitor 46 at the time when the capacitance value setting process is started, for example. If the capacitance value has not been changed a predetermined number of times in this step 162, the determination is negative and the routine proceeds to step 164.

ステップ１６４では、取得部１０８により、可変コンデンサ４６に対して現時点で設定されている容量値が所定の大きさだけ変更される。ここで言う「現時点で設定されている容量値」とは、例えば本容量値設定処理が初めて行われた場合にはデフォルトで設定されている容量値のことであり、本容量値設定処理が２回目以降に行われた場合には後述するステップ１７２で設定された容量値のことである。   In step 164, the acquisition unit 108 changes the capacitance value currently set for the variable capacitor 46 by a predetermined magnitude. The “capacitance value set at this time” mentioned here is, for example, a capacity value set by default when the main capacity value setting process is performed for the first time. When it is performed after the first time, it is a capacitance value set in step 172 described later.

一方、ステップ１６２において、容量値が所定回数変更されている場合は判定が肯定されてステップ１６８へ移行する。ステップ１６８では、設定部１１２により、可変コンデンサ４６の容量値が記憶部１１４に記憶されている容量値（上記のステップ１６０で記憶部１１４に記憶された容量値）となるように制御される。次のステップ１７０では、設定部１１２により、電力取得部１６が駆動用電力の取得中であるか否かが判定される。本ステップ１７０において、駆動用電力の取得中である場合は判定が肯定されてステップ１６８へ戻る。本ステップ１７０において、駆動用電力の取得中でない場合は判定が否定されてステップ１７２へ移行する。ステップ１７２では、設定部１１２により、可変コンデンサ４６の容量値が記憶部１１４に記憶されている容量値（上記のステップ１６０で記憶部１１４に記憶された容量値）に設定され、その後、本容量値設定処理を終了する。   On the other hand, if the capacitance value has been changed a predetermined number of times in step 162, the determination is affirmed and the routine proceeds to step 168. In step 168, the setting unit 112 controls the capacitance value of the variable capacitor 46 to be the capacitance value stored in the storage unit 114 (the capacitance value stored in the storage unit 114 in step 160 above). In the next step 170, the setting unit 112 determines whether or not the power acquisition unit 16 is acquiring drive power. If it is determined in step 170 that drive power is being acquired, the determination is affirmed and the process returns to step 168. If it is determined in step 170 that driving power is not being acquired, the determination is negative and the routine proceeds to step 172. In step 172, the setting unit 112 sets the capacitance value of the variable capacitor 46 to the capacitance value stored in the storage unit 114 (the capacitance value stored in the storage unit 114 in step 160 above), and then the main capacitance. The value setting process ends.

このように本実施形態では、駆動用電力を取得する毎に駆動用電力が最大となる容量値、すなわち、共振回路４０で共振が生じる容量値を探索し、探索して得られた容量値を、次に駆動用電力を取得する際の可変コンデンサ４６の容量値の初期設定値とする。これにより、最大の給電効率が得られる容量値を迅速に得ることができる。   As described above, in this embodiment, every time the driving power is acquired, the capacitance value at which the driving power is maximized, that is, the capacitance value at which resonance occurs in the resonance circuit 40 is searched, and the capacitance value obtained by the search is calculated. Next, an initial set value of the capacitance value of the variable capacitor 46 when the driving power is acquired is used. Thereby, it is possible to quickly obtain a capacity value that provides the maximum power supply efficiency.

上記では、第１のコイル２８及び第２のコイル３０を、給電用磁界貫通面３４と信号用磁界貫通面３６とが略直交するように配置した場合を例示したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば図７に示す無線通信用磁界発生装置１４０を用いてもよい。図７に示す無線通信用磁界発生装置１４０は、図２に示す無線通信環境提供装置２０と比較して、第１のコイル２８及び第２のコイル３０を、給電用磁界貫通面３４と信号用磁界貫通面３６とが対向するように配置した点が異なっている。   In the above, the case where the first coil 28 and the second coil 30 are arranged so that the power supply magnetic field penetration surface 34 and the signal magnetic field penetration surface 36 are substantially orthogonal to each other is illustrated. It is not limited. For example, a magnetic field generator for wireless communication 140 shown in FIG. 7 may be used. Compared with the wireless communication environment providing device 20 shown in FIG. 2, the wireless communication magnetic field generator 140 shown in FIG. 7 includes the first coil 28 and the second coil 30, the power supply magnetic field penetrating surface 34 and the signal use. The difference is that the magnetic field penetrating surface 36 is disposed to face the magnetic field penetrating surface 36.

図１３には、本実施形態に係る図７に示す無線通信用磁界発生装置１４０を用いた場合の給電用磁界の強度とＳ／Ｎ比との対応関係の一例がパターンＢとして示されている。図１３に示すように、図７に示す無線通信用磁界発生装置１４０を用いた場合にも、図２に示す無線通信用磁界発生装置２０を用いた場合と同様に、給電用磁界の強度が増大するに従ってＳ／Ｎ比が低下している。従って、無線通信用磁界発生装置１４０を用いても、給電用磁界の強度を大きくすることで、信号用磁界を領域Ａの外側へ漏出させることなく、蓄電部４４への蓄電効率を最大にすることができる。   FIG. 13 shows an example of a correspondence relationship between the strength of the magnetic field for power supply and the S / N ratio when the wireless communication magnetic field generator 140 shown in FIG. 7 according to the present embodiment is used. . As shown in FIG. 13, even when the radio communication magnetic field generator 140 shown in FIG. 7 is used, the strength of the power supply magnetic field is the same as when the radio communication magnetic field generator 20 shown in FIG. 2 is used. As the ratio increases, the S / N ratio decreases. Therefore, even when the wireless communication magnetic field generator 140 is used, by increasing the strength of the power supply magnetic field, the power storage efficiency in the power storage unit 44 is maximized without causing the signal magnetic field to leak out of the region A. be able to.

図１４には、本実施形態に係る図７に示す無線通信用磁界発生装置１４０を用いた場合の給電用磁界の強度と信号用磁界の強度との対応関係の一例がパターンＢとして示されている。図１４に示すように、図７に示す無線通信用磁界発生装置１４０を用いた場合にも、図２に示す無線通信用磁界発生装置２０を用いた場合と同様に、信号用磁界の強度が漏洩限界磁界強度を超えることなく、要求される給電用磁界の強度を得ることができる。つまり、給電用磁界の強度を大きくしても信号用磁界の強度に影響を及ぼさないので、単一のコイルで給電用磁界と信号用磁界とを発生させる場合（比較例の場合）と比較して、信号用磁界が領域Ａの外側へ漏出することを抑制することができる。   FIG. 14 shows, as a pattern B, an example of a correspondence relationship between the strength of the power feeding magnetic field and the strength of the signal magnetic field when the wireless communication magnetic field generator 140 shown in FIG. 7 according to the present embodiment is used. Yes. As shown in FIG. 14, even when the wireless communication magnetic field generator 140 shown in FIG. 7 is used, the signal magnetic field strength is the same as when the wireless communication magnetic field generator 20 shown in FIG. 2 is used. The required power supply magnetic field strength can be obtained without exceeding the leakage limit magnetic field strength. In other words, increasing the strength of the magnetic field for power supply does not affect the strength of the magnetic field for signal. Compared with the case where the magnetic field for power supply and the magnetic field for signal are generated with a single coil (in the comparative example). Thus, leakage of the signal magnetic field to the outside of the region A can be suppressed.

また、上記では、ループコイル３５で誘起された誘導電流を駆動用電力として取得し、ソレノイドコイル３９に誘起された誘導電流から識別信号を取得する場合を例示したが、開示の技術はこれに限定されるものではない。例えば、ループコイル３５に代えてソレノイドコイルを用いて誘導電流を誘起し、誘起された誘導電流を駆動用電力として取得すると共に、ソレノイドコイル３９に代えてループコイルを用いて誘導電流を誘起し、誘起された誘導電流から識別信号を取得してもよい。また、ループコイル３５に誘起された誘導電流を駆動用電力として取得すると共に、ソレノイドコイル３９に代えてループコイルに誘導電流を誘起させ、誘起された誘導電流から識別信号を取得してもよい。   In the above, the case where the induced current induced in the loop coil 35 is acquired as the driving power and the identification signal is acquired from the induced current induced in the solenoid coil 39 has been exemplified, but the disclosed technique is limited to this. Is not to be done. For example, inductive current is induced using a solenoid coil instead of the loop coil 35, the induced induced current is acquired as driving power, and the induced current is induced using a loop coil instead of the solenoid coil 39, An identification signal may be obtained from the induced current. In addition, the induced current induced in the loop coil 35 may be acquired as drive power, the induced current may be induced in the loop coil instead of the solenoid coil 39, and the identification signal may be acquired from the induced current.

本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。   All documents, patent applications and technical standards mentioned in this specification are to the same extent as if each individual document, patent application and technical standard were specifically and individually stated to be incorporated by reference. Incorporated by reference in the book.

１６ 電力取得部
１８ 信号取得部
２０，１４０ 無線通信用磁界発生装置
２８ 第１のコイル
３０ 第２のコイル
３２ 交流電流供給部
３４ 給電用磁界貫通面
３５ ループコイル
３５Ａ 第１貫通面
３６ 信号用磁界貫通面
３９ ソレノイドコイル
３９Ａ 第２貫通面
４０ 共振回路
４６ 可変コンデンサ
７６ 電圧測定部
１０８ 取得部
１１０ 制御部
１１２ 設定部
１１４ 記憶部 16 Electric power acquisition unit 18 Signal acquisition unit 20, 140 Magnetic communication magnetic field generator 28 First coil 30 Second coil 32 AC current supply unit 34 Feed magnetic field through surface 35 Loop coil 35A First through surface 36 Signal magnetic field Through surface 39 Solenoid coil 39A Second through surface 40 Resonant circuit 46 Variable capacitor 76 Voltage measurement unit 108 Acquisition unit 110 Control unit 112 Setting unit 114 Storage unit

Claims (11)

所定周波数の給電用磁界が供給されると、供給された前記給電用磁界が作用することで誘起される誘導電流を駆動用電力として取得し、特定信号を示す周波数の信号用磁界が供給されると、供給された前記信号用磁界が作用することで誘起される誘導電流から前記特定信号を抽出する無線通信装置に供給する前記給電用磁界を、予め定められた領域に設けられた第１のコイルによって発生させる給電用磁界発生部と、
前記信号用磁界を、前記予め定められた領域に設けられた第２のコイルにより、前記予め定められた領域の外側に漏出しないように発生させる信号用磁界発生部と、
を含む無線通信用磁界発生装置。 When a power supply magnetic field having a predetermined frequency is supplied, an induction current induced by the action of the supplied power supply magnetic field is obtained as drive power, and a signal magnetic field having a frequency indicating a specific signal is supplied. And the power supply magnetic field supplied to the wireless communication device that extracts the specific signal from the induced current induced by the action of the supplied signal magnetic field is provided in a predetermined region. A magnetic field generator for feeding generated by a coil;
A signal magnetic field generating section for generating the signal magnetic field by a second coil provided in the predetermined area so as not to leak outside the predetermined area;
A magnetic field generator for wireless communication. 前記信号用磁界発生部は、前記予め定められた領域の外側に前記信号用磁界が漏出しない磁界強度で前記信号用磁界を発生させる請求項１に記載の無線通信用磁界発生装置。   2. The radio communication magnetic field generating device according to claim 1, wherein the signal magnetic field generating unit generates the signal magnetic field with a magnetic field intensity at which the signal magnetic field does not leak outside the predetermined region. 前記第１のコイル及び前記第２のコイルは、前記第１のコイルにおける前記給電用磁界が貫通する給電用磁界貫通面と前記第２のコイルにおける前記信号用磁界が貫通する信号用磁界貫通面とが対向するように配置された請求項１又は請求項２に記載の無線通信用磁界発生装置。   The first coil and the second coil include a power supply magnetic field penetration surface through which the power supply magnetic field penetrates in the first coil and a signal magnetic field penetration surface through which the signal magnetic field penetrates in the second coil. The magnetic field generator for wireless communication according to claim 1, which is disposed so as to face each other. 前記第１のコイル及び前記第２のコイルは、前記第１のコイルにおける前記給電用磁界が貫通する給電用磁界貫通面と前記第２のコイルにおける前記信号用磁界が貫通する信号用磁界貫通面とが略直交するように配置された請求項１又は請求項２に記載の無線通信用磁界発生装置。   The first coil and the second coil include a power supply magnetic field penetration surface through which the power supply magnetic field penetrates in the first coil and a signal magnetic field penetration surface through which the signal magnetic field penetrates in the second coil. The magnetic field generator for wireless communication according to claim 1, wherein the magnetic field generator for wireless communication is arranged so as to be substantially orthogonal to each other. 請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の無線通信用磁界発生装置の前記給電用磁界発生部によって発生された前記給電用磁界が貫通する給電用コイルを有し、該給電用コイルに前記給電用磁界が貫通することで誘導電流を誘起し、誘起した誘導電流を駆動用電力として取得する電力取得部と、
前記信号用磁界発生部によって発生された前記信号用磁界が貫通すると共に前記給電用コイルの磁界貫通面と磁界貫通面が交差するように配置された信号用コイルを有し、該第２信号用コイルに前記信号用磁界が貫通することで誘導電流を誘起し、誘起した誘導電流から前記特定信号を取得する信号取得部と、
を含む無線通信装置。 5. A power supply coil that includes the power supply magnetic field generated by the power supply magnetic field generation unit of the wireless communication magnetic field generation device according to claim 1, and the power supply coil A power acquisition unit for inducing an induced current through the feeding magnetic field and acquiring the induced current as driving power;
A signal coil disposed so that the signal magnetic field generated by the signal magnetic field generation unit penetrates and the magnetic field penetration surface of the power supply coil intersects the magnetic field penetration surface; A signal acquisition unit for inducing an induced current by passing the magnetic field for signal through a coil, and acquiring the specific signal from the induced current;
A wireless communication device. 前記給電用コイルは、ループコイルであり、
前記信号用コイルは、ソレノイドコイルである請求項５に記載の無線通信装置。 The power feeding coil is a loop coil,
The wireless communication apparatus according to claim 5, wherein the signal coil is a solenoid coil. 前記ループコイル及び前記ソレノイドコイルは、前記ループコイルの磁界貫通面上における該ループコイルを貫通する前記給電用磁界の磁力線の方向が最も揃う領域で前記ソレノイドコイルの磁界貫通面が前記ループコイルの磁界貫通面に略直交するように配置された請求項６に記載の無線通信装置。   In the loop coil and the solenoid coil, the magnetic field penetration surface of the solenoid coil is a magnetic field of the loop coil in the region where the direction of the magnetic field lines of the magnetic field for power supply penetrating the loop coil is most aligned on the magnetic field penetration surface of the loop coil. The wireless communication apparatus according to claim 6, wherein the wireless communication apparatus is disposed so as to be substantially orthogonal to the through surface. 前記電力取得部は、前記給電用磁界発生部によって発生された前記所定周波数の前記給電用磁界に対して共振する共振回路を更に含み、前記給電用コイルの磁界貫通面に前記給電用磁界が貫通することで誘起される誘導電流を、前記共振回路の共振現象を利用して前記駆動用電力として取得する請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の無線通信装置。   The power acquisition unit further includes a resonance circuit that resonates with the power supply magnetic field having the predetermined frequency generated by the power supply magnetic field generation unit, and the power supply magnetic field penetrates the magnetic field penetration surface of the power supply coil. The radio communication apparatus according to claim 5, wherein the induced current induced by the acquisition is acquired as the driving power by using a resonance phenomenon of the resonance circuit. 前記共振回路は、可変コンデンサを有する直列共振回路であり、
前記駆動用電力に相当する物理量を測定する測定部と、
前記電力取得部によって電力が取得されている状態で、前記可変コンデンサの容量を変化させ、前記測定部によって測定された前記物理量が最大値となったときの前記可変コンデンサの容量値を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記可変コンデンサの容量値を記憶部に記憶させる制御部と、
前記記憶部に前記容量値が記憶されている場合、前記電力取得部によって電力が取得されていない状態で、前記可変コンデンサの前記容量値を、前記記憶部に記憶されている前記容量値に設定する設定部と、
を含む請求項８に記載の無線通信装置。 The resonant circuit is a series resonant circuit having a variable capacitor,
A measurement unit for measuring a physical quantity corresponding to the driving power;
Acquisition of acquiring the capacitance value of the variable capacitor when the physical quantity measured by the measurement unit reaches a maximum value while changing the capacitance of the variable capacitor in a state where the power is acquired by the power acquisition unit. And
A control unit that causes the storage unit to store the capacitance value of the variable capacitor acquired by the acquisition unit;
When the capacitance value is stored in the storage unit, the capacitance value of the variable capacitor is set to the capacitance value stored in the storage unit in a state where power is not acquired by the power acquisition unit. A setting section to
The wireless communication device according to claim 8, comprising: 前記制御部は、前記取得部によって前記容量値が新たに取得される度に、前記記憶部に記憶されている前記容量値に代えて、前記新たな容量値を前記記憶部に記憶させる請求項９に記載の無線通信装置。   The said control part makes the said memory | storage part memorize | store the said new capacity value instead of the said capacity | capacitance value memorize | stored in the said memory | storage part, whenever the said capacity | capacitance value is newly acquired by the said acquisition part. 9. The wireless communication device according to 9. 予め定められた領域に第１のコイル及び第２のコイルを設け、
所定周波数の給電用磁界が供給されると、供給された前記給電用磁界が作用することで誘起される誘導電流を駆動用電力として取得し、特定信号を示す周波数の信号用磁界が供給されると、供給された前記信号用磁界が作用することで誘起される誘導電流から前記特定信号を抽出する無線通信装置に供給する前記給電用磁界を、前記第１のコイルにより発生させ、
前記信号用磁界を、前記第２のコイルにより、前記予め定められた領域の外側に漏出しないように発生させる無線通信用磁界発生方法。 Providing a first coil and a second coil in a predetermined region;
When a power supply magnetic field having a predetermined frequency is supplied, an induction current induced by the action of the supplied power supply magnetic field is obtained as drive power, and a signal magnetic field having a frequency indicating a specific signal is supplied. And the first coil generates the power feeding magnetic field to be supplied to the wireless communication device that extracts the specific signal from the induced current induced by the action of the supplied signal magnetic field,
A method for generating a magnetic field for wireless communication, wherein the magnetic field for signal is generated by the second coil so as not to leak outside the predetermined region.
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