JP3068745B2 - 高周波タグおよびこれを利用した情報交換システム - Google Patents
高周波タグおよびこれを利用した情報交換システムInfo
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アンテナからの電波に
よって電力を得、通信を行う高周波タグおよびこれを利
用した情報交換システムに関する。
よって電力を得、通信を行う高周波タグおよびこれを利
用した情報交換システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、アンテナから送信されてくる
電波から電力を得て、内部に記憶している情報を送信す
る高周波タグ(RF−TAG)が使用されており、スキ
ー場のリフトや鉄道の改札などに利用されている。
電波から電力を得て、内部に記憶している情報を送信す
る高周波タグ(RF−TAG)が使用されており、スキ
ー場のリフトや鉄道の改札などに利用されている。
【0003】この高周波タグは、内部に不揮発性のメモ
リを有し、また送受信機構を有しているが、バッテリ等
の電源は有していない。そして、電力は、受信した電波
(高周波)から得る。このため、バッテリを内蔵する必
要がなく、長期間に渡って情報の交換が行える。また、
使用したいときのみ電力を供給するので、使用頻度が少
ない場合にも、エネルギーの利用効率がよい。さらに、
情報のやり取りは電波によって行うため、非接触で情報
のやり取りができるというメリットがある。
リを有し、また送受信機構を有しているが、バッテリ等
の電源は有していない。そして、電力は、受信した電波
(高周波)から得る。このため、バッテリを内蔵する必
要がなく、長期間に渡って情報の交換が行える。また、
使用したいときのみ電力を供給するので、使用頻度が少
ない場合にも、エネルギーの利用効率がよい。さらに、
情報のやり取りは電波によって行うため、非接触で情報
のやり取りができるというメリットがある。
【0004】ここで、この高周波タグは、受信電波から
電源電圧を得るため、受信電波の整流部が必要であり、
この整流部において、得られた直流電圧のリップル除去
用のコンデンサを有している。
電源電圧を得るため、受信電波の整流部が必要であり、
この整流部において、得られた直流電圧のリップル除去
用のコンデンサを有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ここで、リップル除去
用のコンデンサの容量を大きくすると、電源電圧のリッ
プル分を小さくすることができるが、このコンデンサの
充電のために時間がながくなる。このため、所望の電源
電圧を得るまでの時間、すなわち高周波タグの立上がり
時間が長くなってしまう。高周波タグは、送信機の前を
通過する際に受信電波から電力を得て、所定の通信を行
うものであり、電源電圧の立上がりが遅いということは
それだけ通信できる時間が短くなり、送信機に十分近づ
かなければ通信が行えないことになる。したがって、コ
ンデンサの容量が大きいと通信が行える距離すなわち到
達距離が短くなるという問題点があった。
用のコンデンサの容量を大きくすると、電源電圧のリッ
プル分を小さくすることができるが、このコンデンサの
充電のために時間がながくなる。このため、所望の電源
電圧を得るまでの時間、すなわち高周波タグの立上がり
時間が長くなってしまう。高周波タグは、送信機の前を
通過する際に受信電波から電力を得て、所定の通信を行
うものであり、電源電圧の立上がりが遅いということは
それだけ通信できる時間が短くなり、送信機に十分近づ
かなければ通信が行えないことになる。したがって、コ
ンデンサの容量が大きいと通信が行える距離すなわち到
達距離が短くなるという問題点があった。
【0006】一方、リップル除去用のコンデンサの容量
を小さくすると、電源電圧のリップル分が大きくなり、
内部回路の動作が不確実になってしまうという問題があ
る。特に、高周波タグを送信機に非常に接近させた場合
には、リップル分が非常に大きくなり、リップルの底の
時の電圧が最低電圧を下回り、回路の動作が停止してい
まうという問題点があった。
を小さくすると、電源電圧のリップル分が大きくなり、
内部回路の動作が不確実になってしまうという問題があ
る。特に、高周波タグを送信機に非常に接近させた場合
には、リップル分が非常に大きくなり、リップルの底の
時の電圧が最低電圧を下回り、回路の動作が停止してい
まうという問題点があった。
【0007】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、使用条件に応じて、リッ
プル除去用のコンデンサの容量を変更し、常に好適な通
信が行える高周波タグを提供することを目的とする。
題としてなされたものであり、使用条件に応じて、リッ
プル除去用のコンデンサの容量を変更し、常に好適な通
信が行える高周波タグを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る高周波タグ
は、外部からの高周波を受信し、受信した高周波から電
力を得て外部との通信を行う高周波タグであって、外部
からの高周波から同調周波数の高周波を受信する同調回
路と、コンデンサを含み、上記同調回路の出力を整流し
て電源電圧を出力する電源部と、この電源部から出力さ
れる電源電圧を検出する電圧検出回路と、この電圧検出
回路で検出値に応じて、上記電源部のコンデンサの容量
を、電源電圧が高いときに大きく、低いときに小さく変
更する容量変更手段と、を有することを特徴とする。
は、外部からの高周波を受信し、受信した高周波から電
力を得て外部との通信を行う高周波タグであって、外部
からの高周波から同調周波数の高周波を受信する同調回
路と、コンデンサを含み、上記同調回路の出力を整流し
て電源電圧を出力する電源部と、この電源部から出力さ
れる電源電圧を検出する電圧検出回路と、この電圧検出
回路で検出値に応じて、上記電源部のコンデンサの容量
を、電源電圧が高いときに大きく、低いときに小さく変
更する容量変更手段と、を有することを特徴とする。
【0009】また、請求項1記載の高周波タグにおい
て、上記電源部は、複数のコンデンサを含み、上記容量
変更手段は、上記電源の複数のコンデンサの接続関係を
変更して、容量を変更することを特徴とする。
て、上記電源部は、複数のコンデンサを含み、上記容量
変更手段は、上記電源の複数のコンデンサの接続関係を
変更して、容量を変更することを特徴とする。
【0010】また、所定の箇所に設置したアンテナから
の高周波から電力を得ると共に、このアンテナとの間で
送受信を行う高周波タグを複数用意し、所定の情報交換
を行うシステムであって、上記高周波タグに、上述のよ
うな高周波タグを使用することを特徴とする。
の高周波から電力を得ると共に、このアンテナとの間で
送受信を行う高周波タグを複数用意し、所定の情報交換
を行うシステムであって、上記高周波タグに、上述のよ
うな高周波タグを使用することを特徴とする。
【0011】
【作用】このように、本発明によれば、リップル除去用
のコンデンサの容量が変更可能である。このため、電源
電圧が低い(受信電波が弱い、距離が遠い)時には、コ
ンデンサの容量を小さくし、電源電圧の立上がりを速く
する。これによって、所定時間に通信が完了し、到達距
離が伸びる。一方、電源電圧が所定値より高い(受信電
波が強い、距離が近い)時には、コンデンサの容量を大
きくし、リップルを十分除去する。これによって、リッ
プルに基づく誤動作を防止して通信が可能になる。
のコンデンサの容量が変更可能である。このため、電源
電圧が低い(受信電波が弱い、距離が遠い)時には、コ
ンデンサの容量を小さくし、電源電圧の立上がりを速く
する。これによって、所定時間に通信が完了し、到達距
離が伸びる。一方、電源電圧が所定値より高い(受信電
波が強い、距離が近い)時には、コンデンサの容量を大
きくし、リップルを十分除去する。これによって、リッ
プルに基づく誤動作を防止して通信が可能になる。
【0012】また、コンデンサの容量調整は複数のコン
デンサの接続関係の変更、例えば、スイッチのオンオフ
によるコンデンサの接続、切り離しによって行う。この
ような構成により、簡単な制御でコンデンサの容量変更
が行える。
デンサの接続関係の変更、例えば、スイッチのオンオフ
によるコンデンサの接続、切り離しによって行う。この
ような構成により、簡単な制御でコンデンサの容量変更
が行える。
【0013】また、このような高周波タグを利用して、
電波の利用効率がよい好適な情報交換システムが得られ
る。
電波の利用効率がよい好適な情報交換システムが得られ
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。図1は、実施例の全体構成を示すブロッ
ク図であり、高周波タグ100は、アンテナを有する質
問器200との間で電波のやり取りをする。また、高周
波タグ100は、全体として樹脂モールドされており、
主要動作を行う集積回路(IC)110が内蔵されてい
る。
いて説明する。図1は、実施例の全体構成を示すブロッ
ク図であり、高周波タグ100は、アンテナを有する質
問器200との間で電波のやり取りをする。また、高周
波タグ100は、全体として樹脂モールドされており、
主要動作を行う集積回路(IC)110が内蔵されてい
る。
【0015】そして、送受信アンテナとして機能する同
調コイル1の両端は、同調コンデンサ2で接続されてい
る。そこで、この同調コイル1及び同調コンデンサ2に
よって決定される同調周波数の信号が同調コイル1の両
端から出力される。同調コイル1には整流器3が接続さ
れており、ここで同調出力が整流される。そして、この
整流器3の整流出力が電源4に接続されている。この電
源4は、高周波タグ100に各回路に動作用の電力を供
給するものであり、整流器3から供給される直流電圧を
所定の定電圧として出力する。なお、減電検出器6は、
電源4の出力電圧の低下を検出し、電源電圧が各回路の
動作が保証できない電圧にまで下がった場合に、動作を
停止させるものである。
調コイル1の両端は、同調コンデンサ2で接続されてい
る。そこで、この同調コイル1及び同調コンデンサ2に
よって決定される同調周波数の信号が同調コイル1の両
端から出力される。同調コイル1には整流器3が接続さ
れており、ここで同調出力が整流される。そして、この
整流器3の整流出力が電源4に接続されている。この電
源4は、高周波タグ100に各回路に動作用の電力を供
給するものであり、整流器3から供給される直流電圧を
所定の定電圧として出力する。なお、減電検出器6は、
電源4の出力電圧の低下を検出し、電源電圧が各回路の
動作が保証できない電圧にまで下がった場合に、動作を
停止させるものである。
【0016】同調コイル1には検波器7が接続されてお
り、同調コイル1において取り出された所定周波数の信
号を検波し、信号を取り出す。この検波器7には、波形
整形器8が接続されており、検波出力を波形整形する。
すなわち、高周波タグ100で取り扱うデータは基本的
なデジタルデータであり、波形整形によって矩形のパル
ス信号に整形する。
り、同調コイル1において取り出された所定周波数の信
号を検波し、信号を取り出す。この検波器7には、波形
整形器8が接続されており、検波出力を波形整形する。
すなわち、高周波タグ100で取り扱うデータは基本的
なデジタルデータであり、波形整形によって矩形のパル
ス信号に整形する。
【0017】波形整形器8にはデコーダ11が接続され
ており、供給されるパルスを所定のプロトコルにしたが
ってデコード(復号)して、所望のデジタルデータを得
る。通常、ここでシリアル・パラレル変換も行われる。
デコーダ11には、メモリ13が接続されており、デコ
ーダ11からの出力によって、メモリ13がアクセスさ
れる。すなわち、デコーダ11からメモリのアドレスが
出力され、メモリ13からは、特定されたアドレスに記
憶されているデータが読み出される。
ており、供給されるパルスを所定のプロトコルにしたが
ってデコード(復号)して、所望のデジタルデータを得
る。通常、ここでシリアル・パラレル変換も行われる。
デコーダ11には、メモリ13が接続されており、デコ
ーダ11からの出力によって、メモリ13がアクセスさ
れる。すなわち、デコーダ11からメモリのアドレスが
出力され、メモリ13からは、特定されたアドレスに記
憶されているデータが読み出される。
【0018】メモリ13から読み出されたデータは、エ
ンコーダ9によって、所定の通信プロトコルにしたがっ
て符号化処理される。通常の場合、このエンコーダ9に
おいて、パラレルシリアル変換も行われる。エンコーダ
9には、送信変調器5が接続されており、符号化された
データは、ここで同調周波数の搬送波に重畳され、変調
処理が行われる。送信変調器5には同調コイル1が接続
されており、送信変調器5からの信号が送信される。こ
の送信電波は、質問器200によって受信される。
ンコーダ9によって、所定の通信プロトコルにしたがっ
て符号化処理される。通常の場合、このエンコーダ9に
おいて、パラレルシリアル変換も行われる。エンコーダ
9には、送信変調器5が接続されており、符号化された
データは、ここで同調周波数の搬送波に重畳され、変調
処理が行われる。送信変調器5には同調コイル1が接続
されており、送信変調器5からの信号が送信される。こ
の送信電波は、質問器200によって受信される。
【0019】なお、プロトコルコントローラ10は、エ
ンコーダ9、デコーダ11の動作を制御するためのもの
である。
ンコーダ9、デコーダ11の動作を制御するためのもの
である。
【0020】ここで、質問器200は、所定の同調周波
数の搬送波に信号を重畳して質問を発している。高周波
タグ100がこの質問器200の十分近くに位置する
と、高周波タグ100は、質問器200からの電波を電
源として、その電源4から所定の電力を出力し、内部の
各回路が動作を開始する。これによって、質問器200
からの質問に応じた内容がメモリ13から読み出され、
質問器200に伝達される。例えば、スキー場のリフト
の改札であれば、リフト券の種類、有効期限等のデータ
が質問器200に返され、質問器200は得られた返答
に応じてゲート開閉等を制御する。
数の搬送波に信号を重畳して質問を発している。高周波
タグ100がこの質問器200の十分近くに位置する
と、高周波タグ100は、質問器200からの電波を電
源として、その電源4から所定の電力を出力し、内部の
各回路が動作を開始する。これによって、質問器200
からの質問に応じた内容がメモリ13から読み出され、
質問器200に伝達される。例えば、スキー場のリフト
の改札であれば、リフト券の種類、有効期限等のデータ
が質問器200に返され、質問器200は得られた返答
に応じてゲート開閉等を制御する。
【0021】ここで、本実施例の高周波タグ100は、
整流器3の出力のリップル分を除去するリップル除去用
コンデンサとして、並列接続された2つのコンデンサ1
4、15を有している。そして、このコンデンサ14と
15の間にはスイッチ16が設けられている。このた
め、スイッチ16がオンの場合には、コンデンサ14、
15の両方が整流器3の出力に接続され、スイッチ16
がオフの時には、コンデンサ14のみが整流器3の出力
に接続される。
整流器3の出力のリップル分を除去するリップル除去用
コンデンサとして、並列接続された2つのコンデンサ1
4、15を有している。そして、このコンデンサ14と
15の間にはスイッチ16が設けられている。このた
め、スイッチ16がオンの場合には、コンデンサ14、
15の両方が整流器3の出力に接続され、スイッチ16
がオフの時には、コンデンサ14のみが整流器3の出力
に接続される。
【0022】このため、コンデンサ14の容量をC1、
コンデンサ15の容量をC2とすれば、スイッチ16が
オンの場合リップル除去用コンデンサの容量はC1+C
2、スイッチ16がオフの場合リップル除去用コンデン
サの容量はC1になる。
コンデンサ15の容量をC2とすれば、スイッチ16が
オンの場合リップル除去用コンデンサの容量はC1+C
2、スイッチ16がオフの場合リップル除去用コンデン
サの容量はC1になる。
【0023】また、整流器3の出力には、電圧検出回路
17が接続されており、この電圧検出回路17が整流器
3の出力の電圧を検出する。そして、電圧検出回路17
には、コントローラ20が接続されており、このコント
ローラ20が電圧検出回路17において検出した電圧値
を所定のしきい値と比較して、所定値以上の場合に、ス
イッチ16をオンし、所定値以下の場合にスイッチ16
をオフするように制御する。
17が接続されており、この電圧検出回路17が整流器
3の出力の電圧を検出する。そして、電圧検出回路17
には、コントローラ20が接続されており、このコント
ローラ20が電圧検出回路17において検出した電圧値
を所定のしきい値と比較して、所定値以上の場合に、ス
イッチ16をオンし、所定値以下の場合にスイッチ16
をオフするように制御する。
【0024】ここで、コントローラ20におけるしきい
値をV1とすると、質問器200が遠く受信電波が弱い
場合には、図2に示すように、整流器3の出力電圧は、
低く、またリップル分も小さい。そこで、この場合に
は、スイッチ16をオフし、コンデンサ14のみを整流
器3の出力に接続する。これによって、コンデンサの容
量を小さくして、整流器3の出力電圧の立上がりを速く
できる。そこで、所定の時間内に通信を行うことができ
る。また、リップル分は、小さいため、リップル除去用
のコンデンサの容量が小さくても問題はない。
値をV1とすると、質問器200が遠く受信電波が弱い
場合には、図2に示すように、整流器3の出力電圧は、
低く、またリップル分も小さい。そこで、この場合に
は、スイッチ16をオフし、コンデンサ14のみを整流
器3の出力に接続する。これによって、コンデンサの容
量を小さくして、整流器3の出力電圧の立上がりを速く
できる。そこで、所定の時間内に通信を行うことができ
る。また、リップル分は、小さいため、リップル除去用
のコンデンサの容量が小さくても問題はない。
【0025】一方、質問器200が近く受信電波が強い
場合には、図3に示すように、コンデンサ14のみで
は、リップル分が大きくなる。そこで、スイッチ16を
オンし、コンデンサ14、15の両方を和C1+C2の
容量によって、リップル分を除去する。これによって、
図3に示すように、リップル分を十分除去することがで
き、装置が十分動作可能になる。特に、リップル分が非
常に大きいと、減電検出器6が電源電圧の低電圧を検出
し、装置の動作を禁止してしまう場合もあり、このよう
な場合にはまったく通信が不能になってしまう。本実施
例によれば、このような不具合は生じない。
場合には、図3に示すように、コンデンサ14のみで
は、リップル分が大きくなる。そこで、スイッチ16を
オンし、コンデンサ14、15の両方を和C1+C2の
容量によって、リップル分を除去する。これによって、
図3に示すように、リップル分を十分除去することがで
き、装置が十分動作可能になる。特に、リップル分が非
常に大きいと、減電検出器6が電源電圧の低電圧を検出
し、装置の動作を禁止してしまう場合もあり、このよう
な場合にはまったく通信が不能になってしまう。本実施
例によれば、このような不具合は生じない。
【0026】なお、電圧検出回路17は、整流器3の出
力のピークを検出することで、コンデンサ16が切り離
されている状況においても強い電波を受信していること
を検出することができる。また、整流器3の出力に代え
て、電源4の出力を検出しても良い。なお、リップル除
去用コンデンサは、上述のような複数のコンデンサでな
く、その容量が調整可能であれば、バリキャップ等でも
よい。また、コンデンサの容量を1C、2C、4C等に
設定し、それぞれにスイッチを設ければ、幾つのコンデ
ンサを接続するかで0〜7Cの容量に設定することがで
きる。
力のピークを検出することで、コンデンサ16が切り離
されている状況においても強い電波を受信していること
を検出することができる。また、整流器3の出力に代え
て、電源4の出力を検出しても良い。なお、リップル除
去用コンデンサは、上述のような複数のコンデンサでな
く、その容量が調整可能であれば、バリキャップ等でも
よい。また、コンデンサの容量を1C、2C、4C等に
設定し、それぞれにスイッチを設ければ、幾つのコンデ
ンサを接続するかで0〜7Cの容量に設定することがで
きる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リップル除去用のコンデンサの容量が変更可能である。
このため、電源電圧が低い(受信電波が弱い、距離が遠
い)時には、コンデンサの容量を小さくし、電源電圧の
立上がりを速くする。これによって、所定時間に通信が
完了し、到達距離が伸びる。一方、電源電圧が所定値よ
り高い(受信電波が強い、距離が近い)時には、コンデ
ンサの容量を大きくし、リップルを十分除去する。これ
によって、リップルに基づく誤動作を防止して通信が可
能になる。
リップル除去用のコンデンサの容量が変更可能である。
このため、電源電圧が低い(受信電波が弱い、距離が遠
い)時には、コンデンサの容量を小さくし、電源電圧の
立上がりを速くする。これによって、所定時間に通信が
完了し、到達距離が伸びる。一方、電源電圧が所定値よ
り高い(受信電波が強い、距離が近い)時には、コンデ
ンサの容量を大きくし、リップルを十分除去する。これ
によって、リップルに基づく誤動作を防止して通信が可
能になる。
【0028】また、コンデンサの容量調整は複数のコン
デンサの接続関係の変更、例えば、スイッチのオンオフ
によるコンデンサの接続、切り離しによって行う。この
ような構成により、簡単な制御でコンデンサの容量変更
が行える。
デンサの接続関係の変更、例えば、スイッチのオンオフ
によるコンデンサの接続、切り離しによって行う。この
ような構成により、簡単な制御でコンデンサの容量変更
が行える。
【0029】また、このような高周波タグを利用して、
電波の利用効率がよい好適な情報交換システムが得られ
る。
電波の利用効率がよい好適な情報交換システムが得られ
る。
【図1】実施例の全体構成を示すブロック図である。
【図2】質問器200が遠い場合の電源電圧の状態を示
す説明図である。
す説明図である。
【図3】質問器200が近い場合の電源電圧の状態を示
す説明図である。
す説明図である。
1 同調コイル 2 同調コンデンサ 14、15 コンデンサ 16 スイッチ 17 電圧検出回路 20 コントローラ
Claims (3)
- 【請求項1】 外部からの高周波を受信し、受信した高
周波から電力を得て外部との通信を行う高周波タグであ
って、 外部からの高周波から 同調周波数の高周波を受信する同
調回路と、 コンデンサを含み、上記同調回路の出力を整流して電源
電圧を出力する電源部と、 この電源部から出力される電源電圧を検出する電圧検出
回路と、 この電圧検出回路で検出値に応じて、上記電源部のコン
デンサの容量を、電源電圧が高いときに大きく、低いと
きに小さく変更する容量変更手段と、 を有することを特徴とする高周波タグ。 - 【請求項2】 請求項1記載の高周波タグにおいて、 上記電源部は、複数のコンデンサを含み、 上記容量変更手段は、上記電源の複数のコンデンサの接
続関係を変更して、容量を変更することを特徴とする高
周波タグ。 - 【請求項3】 所定の箇所に設置したアンテナからの高
周波から電力を得ると共に、このアンテナとの間で送受
信を行う高周波タグを複数用意し、所定の情報交換を行
うシステムであって、 上記高周波タグに、上記請求項1または2の高周波タグ
を使用することを特徴とする情報交換システム。
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---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP6114830A JP3068745B2 (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 高周波タグおよびこれを利用した情報交換システム |
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RU2011132942A (ru) * | 2009-01-06 | 2013-02-20 | Эксесс Бизнес Груп Интернешнл Ллс | Передача данных через индуктивную линию связи с динамической нагрузкой |
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-
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- 1995-05-17 KR KR1019950012176A patent/KR100349502B1/ko not_active IP Right Cessation
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- 1995-05-30 US US08/452,512 patent/US5721535A/en not_active Expired - Lifetime
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JPH07321696A (ja) | 1995-12-08 |
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