JPH11305848A - 励磁装置及び無線タグ給電装置 - Google Patents
励磁装置及び無線タグ給電装置Info
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- JPH11305848A JPH11305848A JP10115671A JP11567198A JPH11305848A JP H11305848 A JPH11305848 A JP H11305848A JP 10115671 A JP10115671 A JP 10115671A JP 11567198 A JP11567198 A JP 11567198A JP H11305848 A JPH11305848 A JP H11305848A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定した交流磁場を発生させて、タグに電力
を給電できる励磁装置を提供し、また、この励磁装置を
備えた無線タグ給電装置を提供するを提供する。 【解決手段】 被励磁コイルを備えたタグ３０と、タグ
３０に電力を供給する励磁コイル１と可変コンデンサ３
とを備えた共振回路１１と、共振回路１１に交流電流を
印加する１次コイル４と、外部磁界により共振回路１１
のインピーダンスの位相が変化したときに、１次コイル
４を介してインピーダンスの位相変化を検出する位相検
出器２０（検出手段）と、検出手段の出力により、イン
ピーダンスの位相変化を打ち消すために必要な可変コン
デンサ３の静電容量を決定するサーボモータドライバ２
１（制御手段）と、制御手段の出力により、可変コンデ
ンサ３の静電容量を可変可能なサーボモータ２２（駆動
手段）とを具備してなる励磁装置６とから構成された無
線タグ給電装置を採用する。
を給電できる励磁装置を提供し、また、この励磁装置を
備えた無線タグ給電装置を提供するを提供する。 【解決手段】 被励磁コイルを備えたタグ３０と、タグ
３０に電力を供給する励磁コイル１と可変コンデンサ３
とを備えた共振回路１１と、共振回路１１に交流電流を
印加する１次コイル４と、外部磁界により共振回路１１
のインピーダンスの位相が変化したときに、１次コイル
４を介してインピーダンスの位相変化を検出する位相検
出器２０（検出手段）と、検出手段の出力により、イン
ピーダンスの位相変化を打ち消すために必要な可変コン
デンサ３の静電容量を決定するサーボモータドライバ２
１（制御手段）と、制御手段の出力により、可変コンデ
ンサ３の静電容量を可変可能なサーボモータ２２（駆動
手段）とを具備してなる励磁装置６とから構成された無
線タグ給電装置を採用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無線ＩＤタグシス
テムにおけるタグへの給電手段に関する。
テムにおけるタグへの給電手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７には、従来の無線ＩＤタグシステム
における無線タグ給電装置を示す。また、図８には、従
来の無線タグ給電装置の回路構成の一例を示す。図７及
び図８において、従来の無線タグ給電装置は、励磁装置
５とタグ３０とから構成されている。励磁装置５には、
励磁コイル１及びコンデンサ２からなる共振回路１０
と、励磁アンプ５０と、励磁コイル１と磁気的に結合さ
れて励磁アンプ５０からの交流電流を共振回路１０に供
給する１次コイル４とが備えられている。また、タグ３
０には、図示しない被励磁コイル及びＩＣチップが備え
られている。また、１次コイル４と励磁コイル１の一部
とは、磁心８に巻かれて磁気的に結合している。
における無線タグ給電装置を示す。また、図８には、従
来の無線タグ給電装置の回路構成の一例を示す。図７及
び図８において、従来の無線タグ給電装置は、励磁装置
５とタグ３０とから構成されている。励磁装置５には、
励磁コイル１及びコンデンサ２からなる共振回路１０
と、励磁アンプ５０と、励磁コイル１と磁気的に結合さ
れて励磁アンプ５０からの交流電流を共振回路１０に供
給する１次コイル４とが備えられている。また、タグ３
０には、図示しない被励磁コイル及びＩＣチップが備え
られている。また、１次コイル４と励磁コイル１の一部
とは、磁心８に巻かれて磁気的に結合している。
【０００３】この励磁装置５においては、励磁アンプ５
０から、共振回路１０の共振周波数ｆ0と同じ周波数の
交流電流を、１次コイル４を介して共振回路１０に印加
することにより、励磁コイル１の誘導インダクタンス及
びコンデンサ２の容量インダクタンスに基づいた交流電
流が励磁コイル１の両端に流れて、励磁コイル１の周囲
の空間に交流磁場１ａが発生する。タグ３０に備えられ
た被励磁コイルにおいては、この交流磁場１ａを受けて
電磁誘導の作用により誘起電圧が発生し、この誘起電圧
がタグ３０に内蔵されたＩＣに印加されてＩＣが駆動す
る。このようにして、タグ３０に電力が給電される。
０から、共振回路１０の共振周波数ｆ0と同じ周波数の
交流電流を、１次コイル４を介して共振回路１０に印加
することにより、励磁コイル１の誘導インダクタンス及
びコンデンサ２の容量インダクタンスに基づいた交流電
流が励磁コイル１の両端に流れて、励磁コイル１の周囲
の空間に交流磁場１ａが発生する。タグ３０に備えられ
た被励磁コイルにおいては、この交流磁場１ａを受けて
電磁誘導の作用により誘起電圧が発生し、この誘起電圧
がタグ３０に内蔵されたＩＣに印加されてＩＣが駆動す
る。このようにして、タグ３０に電力が給電される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、励磁コイル
１の近くに金属体１００が存在すると、金属体１００と
励磁コイル１が磁気的に結合して、共振回路１０の見か
けのインダクタンスが減少し、図９に示すように共振回
路１０の共振周波数がｆ0からｆ1に変動する。その結
果、共振周波数ｆ1に対して、励磁アンプ５０から供給
される交流電流はその周波数がｆ0のままであるので、
共振回路１０において共振状態に至らず、共振回路１０
のインピーダンスの位相が周波数ｆ0からずれて、共振
回路１０に流れる電流量が減少し、励磁コイル１により
生じる交流磁場１ａの強度が減少する。尚、図８に示す
符号１０１は金属体１００の等価回路である。また、金
属体１００には同時に遮蔽電流が流れて、励磁コイル１
から発生する交流磁場１ａの一部が遮蔽されるので、タ
グ３０周辺の磁場強度も減少する。更に、この励磁コイ
ル１と金属体１００との距離が動的に変化する場合に
は、金属体１００の位置毎に共振回路１０の共振周波数
が変化し、また遮蔽される磁場強度も変化するので、安
定した励磁ができない。
１の近くに金属体１００が存在すると、金属体１００と
励磁コイル１が磁気的に結合して、共振回路１０の見か
けのインダクタンスが減少し、図９に示すように共振回
路１０の共振周波数がｆ0からｆ1に変動する。その結
果、共振周波数ｆ1に対して、励磁アンプ５０から供給
される交流電流はその周波数がｆ0のままであるので、
共振回路１０において共振状態に至らず、共振回路１０
のインピーダンスの位相が周波数ｆ0からずれて、共振
回路１０に流れる電流量が減少し、励磁コイル１により
生じる交流磁場１ａの強度が減少する。尚、図８に示す
符号１０１は金属体１００の等価回路である。また、金
属体１００には同時に遮蔽電流が流れて、励磁コイル１
から発生する交流磁場１ａの一部が遮蔽されるので、タ
グ３０周辺の磁場強度も減少する。更に、この励磁コイ
ル１と金属体１００との距離が動的に変化する場合に
は、金属体１００の位置毎に共振回路１０の共振周波数
が変化し、また遮蔽される磁場強度も変化するので、安
定した励磁ができない。
【０００５】このようにして、従来の無線タグ給電装置
においては、外部磁界の影響により、励磁コイルから発
生する交流磁場の強度が低下し、また、安定した交流磁
場を発生させることができないので、タグの被励磁コイ
ルに十分な誘起電圧が発生させることができなくなっ
て、タグに十分な電力を給電できないという課題があっ
た。
においては、外部磁界の影響により、励磁コイルから発
生する交流磁場の強度が低下し、また、安定した交流磁
場を発生させることができないので、タグの被励磁コイ
ルに十分な誘起電圧が発生させることができなくなっ
て、タグに十分な電力を給電できないという課題があっ
た。
【０００６】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、常に安定した交流磁場を発生させ
て、タグに十分な電力を給電できる励磁装置を提供し、
また、このような励磁装置を備えた無線タグ給電装置を
提供することを目的とする。
されたものであって、常に安定した交流磁場を発生させ
て、タグに十分な電力を給電できる励磁装置を提供し、
また、このような励磁装置を備えた無線タグ給電装置を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の励磁装
置は、励磁コイルと該励磁コイルに接続された可変コン
デンサとを少なくとも具備してなる共振回路と、前記励
磁コイルと磁気的に結合して、前記共振回路の共振周波
数と同等の周波数の交流電流を前記共振回路に印加する
１次コイルと、前記可変コンデンサの静電容量を可変可
能な駆動手段とを備えたことを特徴とする。
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明の励磁装
置は、励磁コイルと該励磁コイルに接続された可変コン
デンサとを少なくとも具備してなる共振回路と、前記励
磁コイルと磁気的に結合して、前記共振回路の共振周波
数と同等の周波数の交流電流を前記共振回路に印加する
１次コイルと、前記可変コンデンサの静電容量を可変可
能な駆動手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】また、本発明の励磁装置は、先に記載した
励磁装置であって、外部磁界によって前記共振回路のイ
ンピーダンスの位相が変化したときに、前記１次コイル
を介してインピーダンスの位相変化を検出する検出手段
と、該検出手段からの出力に基づいて、前記インピーダ
ンスの位相変化を打ち消すために必要な前記可変コンデ
ンサの静電容量を決定する制御手段とを備え、前記駆動
手段は、前記制御手段の出力に基づいて、前記可変コン
デンサの静電容量を可変することを特徴とする。
励磁装置であって、外部磁界によって前記共振回路のイ
ンピーダンスの位相が変化したときに、前記１次コイル
を介してインピーダンスの位相変化を検出する検出手段
と、該検出手段からの出力に基づいて、前記インピーダ
ンスの位相変化を打ち消すために必要な前記可変コンデ
ンサの静電容量を決定する制御手段とを備え、前記駆動
手段は、前記制御手段の出力に基づいて、前記可変コン
デンサの静電容量を可変することを特徴とする。
【０００９】本発明の励磁装置は、励磁コイルと、外部
磁界によって該励磁コイルから放出される磁場の強度が
変化したときに、この磁場変化量を検出するために前記
励磁コイルと離間して配置された磁場検出手段と、該励
磁コイルに、前記磁場の変化に応じた所定の交流電流を
供給する電源とを備えたことを特徴とする。
磁界によって該励磁コイルから放出される磁場の強度が
変化したときに、この磁場変化量を検出するために前記
励磁コイルと離間して配置された磁場検出手段と、該励
磁コイルに、前記磁場の変化に応じた所定の交流電流を
供給する電源とを備えたことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の励磁装置は、先に記載した
励磁装置であって、前記磁場検出手段の出力に基づい
て、前記磁場の変化を打ち消すために必要な前記励磁コ
イルに供給する電流量を決定する電流制御手段を備え、
該電流制御手段の出力に基づいて、前記電源が、所定の
交流電流を前駆励磁コイルに供給することを特徴とす
る。
励磁装置であって、前記磁場検出手段の出力に基づい
て、前記磁場の変化を打ち消すために必要な前記励磁コ
イルに供給する電流量を決定する電流制御手段を備え、
該電流制御手段の出力に基づいて、前記電源が、所定の
交流電流を前駆励磁コイルに供給することを特徴とす
る。
【００１１】本発明の無線タグ給電装置は、被励磁コイ
ルを備えたタグと、該タグに電力を供給するために前記
被励磁コイルを励磁する励磁コイルと該励磁コイルに接
続された可変コンデンサとを少なくとも備えた共振回路
と、前記励磁コイルと磁気的に結合して、前記共振回路
の共振周波数と同等の周波数の交流電流を前記共振回路
に印加する１次コイルと、外部磁界によって前記共振回
路のインピーダンスの位相が変化したときに、前記１次
コイルを介してインピーダンスの位相変化を検出する検
出手段と、該検出手段からの出力に基づいて、前記イン
ピーダンスの位相変化を打ち消すために必要な前記可変
コンデンサの静電容量を決定する制御手段と、該制御手
段の出力に基づいて、前記可変コンデンサの静電容量を
可変可能な駆動手段とを具備してなる励磁装置とから構
成されたことを特徴とする。
ルを備えたタグと、該タグに電力を供給するために前記
被励磁コイルを励磁する励磁コイルと該励磁コイルに接
続された可変コンデンサとを少なくとも備えた共振回路
と、前記励磁コイルと磁気的に結合して、前記共振回路
の共振周波数と同等の周波数の交流電流を前記共振回路
に印加する１次コイルと、外部磁界によって前記共振回
路のインピーダンスの位相が変化したときに、前記１次
コイルを介してインピーダンスの位相変化を検出する検
出手段と、該検出手段からの出力に基づいて、前記イン
ピーダンスの位相変化を打ち消すために必要な前記可変
コンデンサの静電容量を決定する制御手段と、該制御手
段の出力に基づいて、前記可変コンデンサの静電容量を
可変可能な駆動手段とを具備してなる励磁装置とから構
成されたことを特徴とする。
【００１２】また、本発明の無線タグ給電装置は、被励
磁コイルを備えたタグと、該タグに電力を供給するため
に前記被励磁コイルを励磁する励磁コイルと、外部磁界
によって該励磁コイルから放出される磁場の強度が変化
したときに、この磁場変化量を検出するために前記励磁
コイルと離間して配置された磁場検出手段と、該磁場検
出手段の出力に基づいて、前記磁場の変化を打ち消すた
めに必要な励磁コイルに供給する電流量を決定する電流
制御手段と、該電流制御手段の出力に基づいて、該励磁
コイルに所定の交流電流を供給する電源とを具備してな
る励磁装置とから構成されたことを特徴とする。
磁コイルを備えたタグと、該タグに電力を供給するため
に前記被励磁コイルを励磁する励磁コイルと、外部磁界
によって該励磁コイルから放出される磁場の強度が変化
したときに、この磁場変化量を検出するために前記励磁
コイルと離間して配置された磁場検出手段と、該磁場検
出手段の出力に基づいて、前記磁場の変化を打ち消すた
めに必要な励磁コイルに供給する電流量を決定する電流
制御手段と、該電流制御手段の出力に基づいて、該励磁
コイルに所定の交流電流を供給する電源とを具備してな
る励磁装置とから構成されたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態を図１及
び図２を参照して説明する。尚、これらの図において、
図７及び図８に示す構成要素と同一の構成要素には同一
符号を付す。図１及び図２において、本発明の無線タグ
給電装置は、励磁装置６とタグ３０とから構成されてい
る。励磁装置６には、励磁コイル１、コンデンサ２及び
可変コンデンサ３からなる共振回路１１と、励磁アンプ
５０と、励磁コイル１と磁気的に結合されて励磁アンプ
５０からの交流電流を共振回路１１に供給する１次コイ
ル４とが備えられている。励磁コイル１は、タグ３０に
備えられた被励磁コイルを励磁するための交流磁場を発
生させるものである。コンデンサ２及び可変コンデンサ
３は、励磁コイル１と並列に接続されている。共振回路
１１は、基本的にはｆ0の共振周波数で動作するもので
あるが、可変コンデンサ３の静電容量を変更することに
よって、共振周波数を任意に変更可能とされている。励
磁アンプ５０は、１次コイル４を介して共振回路１１に
周波数ｆ0の交流電流を供給するものである。また、１
次コイル４と励磁コイル１の一部とは、それぞれ磁心８
に巻かれて磁気的に結合している。
び図２を参照して説明する。尚、これらの図において、
図７及び図８に示す構成要素と同一の構成要素には同一
符号を付す。図１及び図２において、本発明の無線タグ
給電装置は、励磁装置６とタグ３０とから構成されてい
る。励磁装置６には、励磁コイル１、コンデンサ２及び
可変コンデンサ３からなる共振回路１１と、励磁アンプ
５０と、励磁コイル１と磁気的に結合されて励磁アンプ
５０からの交流電流を共振回路１１に供給する１次コイ
ル４とが備えられている。励磁コイル１は、タグ３０に
備えられた被励磁コイルを励磁するための交流磁場を発
生させるものである。コンデンサ２及び可変コンデンサ
３は、励磁コイル１と並列に接続されている。共振回路
１１は、基本的にはｆ0の共振周波数で動作するもので
あるが、可変コンデンサ３の静電容量を変更することに
よって、共振周波数を任意に変更可能とされている。励
磁アンプ５０は、１次コイル４を介して共振回路１１に
周波数ｆ0の交流電流を供給するものである。また、１
次コイル４と励磁コイル１の一部とは、それぞれ磁心８
に巻かれて磁気的に結合している。
【００１４】また、励磁装置６には、共振回路１１のイ
ンピーダンスの位相変化を１次コイル４を介して検出す
る位相検出器２０（検出手段）と、位相検出器２０の出
力に基づいて、インピーダンスの位相変化を打ち消すた
めに必要な可変コンデンサ３の静電容量を決定するサー
ボモータドライバ２１（制御手段）と、サーボモータド
ライバ２１の出力に基づいて、可変コンデンサ３の静電
容量を変更するために可変コンデンサ３に接続されたサ
ーボモータ２２（駆動手段）とが備えられている。ま
た、タグ３０には、図示しない被励磁コイル及びＩＣチ
ップが備えられている。
ンピーダンスの位相変化を１次コイル４を介して検出す
る位相検出器２０（検出手段）と、位相検出器２０の出
力に基づいて、インピーダンスの位相変化を打ち消すた
めに必要な可変コンデンサ３の静電容量を決定するサー
ボモータドライバ２１（制御手段）と、サーボモータド
ライバ２１の出力に基づいて、可変コンデンサ３の静電
容量を変更するために可変コンデンサ３に接続されたサ
ーボモータ２２（駆動手段）とが備えられている。ま
た、タグ３０には、図示しない被励磁コイル及びＩＣチ
ップが備えられている。
【００１５】この励磁装置６においては、前述と同様に
して、共振回路１１の共振周波数ｆ 0と同じ周波数の交
流電流を共振回路１１に印加することにより、励磁コイ
ル１の誘導インダクタンス及びコンデンサ２と可変コン
デンサ３の容量インダクタンスに基づいた交流電流が励
磁コイル１の両端に流れて、励磁コイル１の周囲の空間
に交流磁場１ａが発生する。タグ３０に備えられた被励
磁コイルには、前述と同様にして誘起電圧が発生し、タ
グ３０に電力が給電される。このとき、共振回路１１に
おいては、１次コイル４側からの入力周波数ｆ0（共振
周波数と同じ）においてインピーダンスＺの位相が０度
（共振状態）となっている。
して、共振回路１１の共振周波数ｆ 0と同じ周波数の交
流電流を共振回路１１に印加することにより、励磁コイ
ル１の誘導インダクタンス及びコンデンサ２と可変コン
デンサ３の容量インダクタンスに基づいた交流電流が励
磁コイル１の両端に流れて、励磁コイル１の周囲の空間
に交流磁場１ａが発生する。タグ３０に備えられた被励
磁コイルには、前述と同様にして誘起電圧が発生し、タ
グ３０に電力が給電される。このとき、共振回路１１に
おいては、１次コイル４側からの入力周波数ｆ0（共振
周波数と同じ）においてインピーダンスＺの位相が０度
（共振状態）となっている。
【００１６】このとき、例えば、励磁コイル１の近くに
金属体１００が存在した場合には、金属体１００と励磁
コイル１が磁気的に結合して、共振回路１１の見かけの
インダクタンスが減少し、共振回路１１の共振周波数が
ｆ0からｆ1に変動する。共振回路１１の共振周波数ｆ1
に対して、励磁アンプ５０から供給される交流電流はそ
の周波数がｆ0のままであるので、共振回路１１のイン
ピーダンスにリアクタンス成分が生じて位相が０度から
ずれる。この場合には、共振回路１１は共振状態に至ら
ず、共振回路１１に流れる電流量が減少して、励磁コイ
ル１により生じる交流磁場１ａの強度が減少する。共振
回路１１のインピーダンスの位相の変化は、磁気的に結
合している１次コイル４を介して、位相検出器２０によ
って検出される。
金属体１００が存在した場合には、金属体１００と励磁
コイル１が磁気的に結合して、共振回路１１の見かけの
インダクタンスが減少し、共振回路１１の共振周波数が
ｆ0からｆ1に変動する。共振回路１１の共振周波数ｆ1
に対して、励磁アンプ５０から供給される交流電流はそ
の周波数がｆ0のままであるので、共振回路１１のイン
ピーダンスにリアクタンス成分が生じて位相が０度から
ずれる。この場合には、共振回路１１は共振状態に至ら
ず、共振回路１１に流れる電流量が減少して、励磁コイ
ル１により生じる交流磁場１ａの強度が減少する。共振
回路１１のインピーダンスの位相の変化は、磁気的に結
合している１次コイル４を介して、位相検出器２０によ
って検出される。
【００１７】位相検出器２０は、この位相変化に応じた
出力信号（図３に例示）をサ−ボモ一タドライバ２１に
送る。サーボモータドライバ２１は、金属体１００によ
るインピーダンスの位相変化が打ち消されるまで、即
ち、共振回路１１の共振周波数をｆ1からｆ0にするまで
に必要な可変コンデンサ３の静電容量を決定し、この結
果に基づいて、サーボモータ２２を駆動させて可変コン
デンサ３の静電容量を変更する。これにより、図４に示
すように、共振回路１１の共振周波数がｆ1からｆ0にな
り、入力周波数ｆ0に対して共振状態が回復する。すな
わち、金属体１００が励磁コイル１に接近しても共振回
路１１は常に周波数ｆ0において共振状態となる。この
一連の動作は、電気的に自動で行われるので、金属体１
００が動いた場合でも、金属体１００の位置に応じた共
振周波数のずれを自動的に回復させることが可能とな
る。
出力信号（図３に例示）をサ−ボモ一タドライバ２１に
送る。サーボモータドライバ２１は、金属体１００によ
るインピーダンスの位相変化が打ち消されるまで、即
ち、共振回路１１の共振周波数をｆ1からｆ0にするまで
に必要な可変コンデンサ３の静電容量を決定し、この結
果に基づいて、サーボモータ２２を駆動させて可変コン
デンサ３の静電容量を変更する。これにより、図４に示
すように、共振回路１１の共振周波数がｆ1からｆ0にな
り、入力周波数ｆ0に対して共振状態が回復する。すな
わち、金属体１００が励磁コイル１に接近しても共振回
路１１は常に周波数ｆ0において共振状態となる。この
一連の動作は、電気的に自動で行われるので、金属体１
００が動いた場合でも、金属体１００の位置に応じた共
振周波数のずれを自動的に回復させることが可能とな
る。
【００１８】このようにして、上述の無線タグ給電装置
の励磁装置６は、金属体１００の接近等による外部磁界
の変化によって共振回路１１のインピーダンスの位相が
変化した場合においても、可変コンデンサ３の静電容量
を、位相検出器２０、サーボモータドライバ２１及びサ
ーボモータ２２により調整して、共振回路１１を常に共
振状態にするので、励磁コイル１から発生する交流磁場
の強度を維持して、安定した交流磁場を発生させること
が可能となり、タグ３０に十分な電力を給電することが
できる。
の励磁装置６は、金属体１００の接近等による外部磁界
の変化によって共振回路１１のインピーダンスの位相が
変化した場合においても、可変コンデンサ３の静電容量
を、位相検出器２０、サーボモータドライバ２１及びサ
ーボモータ２２により調整して、共振回路１１を常に共
振状態にするので、励磁コイル１から発生する交流磁場
の強度を維持して、安定した交流磁場を発生させること
が可能となり、タグ３０に十分な電力を給電することが
できる。
【００１９】次に、本発明の第２の実施形態を図５を参
照して説明する。図５には、本発明の無線タグ給電装置
の励磁装置７を示す。励磁装置７には、励磁コイル３１
と、励磁コイル３１に所定の交流電流を供給する電源で
ある励磁アンプ５１とが備えられている。励磁コイル３
１は、外部にあるタグに備えられた被励磁コイルを励磁
するための交流磁場を発生させるものである。励磁アン
プ５１は、電流制御手段の出力に基づいて、出力する交
流電流の電流量が可変可能とされている。
照して説明する。図５には、本発明の無線タグ給電装置
の励磁装置７を示す。励磁装置７には、励磁コイル３１
と、励磁コイル３１に所定の交流電流を供給する電源で
ある励磁アンプ５１とが備えられている。励磁コイル３
１は、外部にあるタグに備えられた被励磁コイルを励磁
するための交流磁場を発生させるものである。励磁アン
プ５１は、電流制御手段の出力に基づいて、出力する交
流電流の電流量が可変可能とされている。
【００２０】また、励磁装置７には、外部磁界によって
励磁コイル３１から放出される磁場の強度が変化したと
きに、この磁場強度の変化を検出するために励磁コイル
３１と離間して配置された磁場検出手段であるセンサー
コイル６０と、センサーコイル６０の出力に基づいて、
磁場強度の変化を打ち消すために必要な励磁コイル３１
に供給する電流量を決定する電流制御手段である電流制
御装置７０とが備えられている。電流制御装置７０に
は、図６に示すような、センサーコイル６０の出力と、
電流補償量との関係を定義する補償関数が予め組み込ま
れている。
励磁コイル３１から放出される磁場の強度が変化したと
きに、この磁場強度の変化を検出するために励磁コイル
３１と離間して配置された磁場検出手段であるセンサー
コイル６０と、センサーコイル６０の出力に基づいて、
磁場強度の変化を打ち消すために必要な励磁コイル３１
に供給する電流量を決定する電流制御手段である電流制
御装置７０とが備えられている。電流制御装置７０に
は、図６に示すような、センサーコイル６０の出力と、
電流補償量との関係を定義する補償関数が予め組み込ま
れている。
【００２１】この励磁装置７においては、励磁アンプ５
１より交流電流を励磁コイル３１に印加することによ
り、励磁コイル３１の周囲の空間に交流磁場を発生させ
る。前述と同様にして、この交流磁場によってタグに備
えられた被励磁コイルに誘起電圧が発生し、タグに電力
が給電される。
１より交流電流を励磁コイル３１に印加することによ
り、励磁コイル３１の周囲の空間に交流磁場を発生させ
る。前述と同様にして、この交流磁場によってタグに備
えられた被励磁コイルに誘起電圧が発生し、タグに電力
が給電される。
【００２２】このとき、例えば、励磁コイル３１の近く
に金属体が存在した場合には、金属体と励磁コイル５１
が磁気的に結合するか、または励磁コイル３１から放出
される交流磁場が金属体に遮蔽されて、交流磁場の強度
が低下する。センサーコイル６０においては、この磁場
の変化量に応じた起電力が発生し、この起電力に基づい
た電流の変化がセンサーコイル６０の出力信号として電
流制御装置７０に送られる。
に金属体が存在した場合には、金属体と励磁コイル５１
が磁気的に結合するか、または励磁コイル３１から放出
される交流磁場が金属体に遮蔽されて、交流磁場の強度
が低下する。センサーコイル６０においては、この磁場
の変化量に応じた起電力が発生し、この起電力に基づい
た電流の変化がセンサーコイル６０の出力信号として電
流制御装置７０に送られる。
【００２３】電流制御装置７０においては、センサーコ
イル６０の出力信号から、上述の補償関数に基づいて、
交流磁場の強度の変化量を求め、この変化を打ち消すた
めに必要な励磁コイル３１に供給する電流量を決定し、
この結果を励磁アンプ５１に出力する。補償関数は、金
属体の種類や大きさ、励磁コイル３１との距離等に関係
せず、所定の磁場強度に対する磁場強度の低下量で決ま
る関数である。すなわち、例えば励磁コイル３１によっ
て生じる磁場強度Ｂ0が、金属体の影響によりＢ0／２に
なったとすると、それをＢ0に戻すには、励磁コイル３
１の出力を２倍にする必要があり、それを励磁アンプ５
１に伝達するのである。
イル６０の出力信号から、上述の補償関数に基づいて、
交流磁場の強度の変化量を求め、この変化を打ち消すた
めに必要な励磁コイル３１に供給する電流量を決定し、
この結果を励磁アンプ５１に出力する。補償関数は、金
属体の種類や大きさ、励磁コイル３１との距離等に関係
せず、所定の磁場強度に対する磁場強度の低下量で決ま
る関数である。すなわち、例えば励磁コイル３１によっ
て生じる磁場強度Ｂ0が、金属体の影響によりＢ0／２に
なったとすると、それをＢ0に戻すには、励磁コイル３
１の出力を２倍にする必要があり、それを励磁アンプ５
１に伝達するのである。
【００２４】励磁アンプ５１は、電流制御装置７０の出
力に基づいた交流電流を励磁コイル３１に印加する。即
ち、励磁アンプ５０は、電流制御装置７０からの出力に
応じて交流電流の電流量を増加させ、減少した交流磁場
の強度を金属体がない状態の時の交流磁場の強度にもど
す。このようにして、タグ付近では、励磁コイル３１近
傍に金属体が近づいても、金属体がないときと同様な強
度の磁場が存在し、タグに安定した電力が給電される。
この一連の動作は、電気的に自動で行われるので、金属
体が動いた場合でも、金属体の位置に応じて、交流磁場
の強度を自動的に回復させることが可能となる。
力に基づいた交流電流を励磁コイル３１に印加する。即
ち、励磁アンプ５０は、電流制御装置７０からの出力に
応じて交流電流の電流量を増加させ、減少した交流磁場
の強度を金属体がない状態の時の交流磁場の強度にもど
す。このようにして、タグ付近では、励磁コイル３１近
傍に金属体が近づいても、金属体がないときと同様な強
度の磁場が存在し、タグに安定した電力が給電される。
この一連の動作は、電気的に自動で行われるので、金属
体が動いた場合でも、金属体の位置に応じて、交流磁場
の強度を自動的に回復させることが可能となる。
【００２５】このようにして、上述の無線タグ給電装置
の励磁装置７は、金属体の接近等による外部磁界の影響
により励磁コイル３１から発生する交流磁場の強度が変
化した場合においても、励磁アンプ５１からの出力電流
量を、センサーコイル６０及び電流制御装置７０により
調整して、磁場強度の変化量を打ち消すので、励磁コイ
ル３１から発生する交流磁場の強度を維持して、安定し
た交流磁場を発生させることが可能となり、タグに十分
な電力を給電することができる。
の励磁装置７は、金属体の接近等による外部磁界の影響
により励磁コイル３１から発生する交流磁場の強度が変
化した場合においても、励磁アンプ５１からの出力電流
量を、センサーコイル６０及び電流制御装置７０により
調整して、磁場強度の変化量を打ち消すので、励磁コイ
ル３１から発生する交流磁場の強度を維持して、安定し
た交流磁場を発生させることが可能となり、タグに十分
な電力を給電することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
励磁装置は、金属体の接近等による外部磁界の変化によ
って共振回路のインピーダンスの位相が変化した場合に
おいても、可変コンデンサの静電容量を、位相検出器
（検出手段）、サーボモータドライバ（制御手段）及び
サーボモータ（駆動手段）により調整して、共振回路を
常に共振状態にするので、励磁コイルから発生する交流
磁場の強度を維持して、安定した交流磁場を発生させる
ことが可能となり、タグに十分な電力を給電することが
できる。
励磁装置は、金属体の接近等による外部磁界の変化によ
って共振回路のインピーダンスの位相が変化した場合に
おいても、可変コンデンサの静電容量を、位相検出器
（検出手段）、サーボモータドライバ（制御手段）及び
サーボモータ（駆動手段）により調整して、共振回路を
常に共振状態にするので、励磁コイルから発生する交流
磁場の強度を維持して、安定した交流磁場を発生させる
ことが可能となり、タグに十分な電力を給電することが
できる。
【００２７】また、本発明の励磁装置は、金属体の接近
等による外部磁界の影響により励磁コイルから発生する
交流磁場の強度が変化した場合においても、励磁アンプ
（電源）からの出力電流量を、センサーコイル（磁場検
出手段）及び電流制御装置（電流制御手段）により調整
して、磁場強度の変化量を打ち消すので、励磁コイルか
ら発生する交流磁場の強度を維持して、安定した交流磁
場を発生させることが可能となり、タグに十分な電力を
給電することができる。
等による外部磁界の影響により励磁コイルから発生する
交流磁場の強度が変化した場合においても、励磁アンプ
（電源）からの出力電流量を、センサーコイル（磁場検
出手段）及び電流制御装置（電流制御手段）により調整
して、磁場強度の変化量を打ち消すので、励磁コイルか
ら発生する交流磁場の強度を維持して、安定した交流磁
場を発生させることが可能となり、タグに十分な電力を
給電することができる。
【００２８】本発明の無線タグ給電装置は、上述のよう
な励磁装置を具備してなり、常に安定した電力をタグに
給電することが可能であるので、無線タグシステムを安
定して動作させることができる。
な励磁装置を具備してなり、常に安定した電力をタグに
給電することが可能であるので、無線タグシステムを安
定して動作させることができる。
【図１】 本発明の第１の実施の形態である無線タグ給
電装置の構成図である。
電装置の構成図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態である無線タグ給
電装置の回路図である。
電装置の回路図である。
【図３】 図２における位相検出器の出力を説明するた
めのベクトル図である。
めのベクトル図である。
【図４】 励磁装置の共振回路における周波数と電流量
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図５】 本発明の第２の実施の形態である無線タグ給
電装置の回路図である。
電装置の回路図である。
【図６】 本発明の第２の実施の形態である無線タグ給
電装置の電流制御装置に用いられる補償関数の一例を示
す図である。
電装置の電流制御装置に用いられる補償関数の一例を示
す図である。
【図７】 従来の無線タグ給電装置の構成図である。
【図８】 従来の無線タグ給電装置の回路図である。
【図９】 励磁装置の共振回路における周波数と電流量
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
１ 励磁コイル ２ コンデンサ ３ 可変コンデンサ ４ １次コイル ６ 励磁装置 ７ 励磁装置 １１ 共振回路 ２０ 位相検出器（検出手段） ２１ サーボモータドライバ（制御手段） ２２ サーボモータ（駆動手段） ３０ タグ ３１ 励磁コイル ５０ 励磁アンプ ５１ 励磁アンプ（電源） ６０ センサーコイル（磁場検出手段） ７０ 電流制御装置（電流制御手段）
Claims (6)
- 【請求項１】 励磁コイルと該励磁コイルに接続された
可変コンデンサとを少なくとも具備してなる共振回路
と、 前記励磁コイルと磁気的に結合して、前記共振回路の共
振周波数と同等の周波数の交流電流を前記共振回路に印
加する１次コイルと、 前記可変コンデンサの静電容量を可変可能な駆動手段と
を備えたことを特徴とする励磁装置。 - 【請求項２】 外部磁界によって前記共振回路のインピ
ーダンスの位相が変化したときに、前記１次コイルを介
してインピーダンスの位相変化を検出する検出手段と、 該検出手段からの出力に基づいて、前記インピーダンス
の位相変化を打ち消すために必要な前記可変コンデンサ
の静電容量を決定する制御手段とを備え、 前記駆動手段は、前記制御手段の出力に基づいて、前記
可変コンデンサの静電容量を可変することを特徴とする
請求項１記載の励磁装置。 - 【請求項３】 励磁コイルと、 外部磁界によって該励磁コイルから放出される磁場の強
度が変化したときに、この磁場変化量を検出するために
前記励磁コイルと離間して配置された磁場検出手段と、 該励磁コイルに、前記磁場の変化に応じた所定の交流電
流を供給する電源とを備えたことを特徴とする励磁装
置。 - 【請求項４】 前記磁場検出手段の出力に基づいて、前
記磁場の変化を打ち消すために必要な前記励磁コイルに
供給する電流量を決定する電流制御手段を備え、 該電流制御手段の出力に基づいて、前記電源が、所定の
交流電流を前駆励磁コイルに供給する請求項３記載の励
磁装置。 - 【請求項５】 被励磁コイルを備えたタグと、 該タグに電力を供給するために前記被励磁コイルを励磁
する励磁コイルと該励磁コイルに接続された可変コンデ
ンサとを少なくとも備えた共振回路と、前記励磁コイル
と磁気的に結合して、前記共振回路の共振周波数と同等
の周波数の交流電流を前記共振回路に印加する１次コイ
ルと、外部磁界によって前記共振回路のインピーダンス
の位相が変化したときに、前記１次コイルを介してイン
ピーダンスの位相変化を検出する検出手段と、該検出手
段からの出力に基づいて、前記インピーダンスの位相変
化を打ち消すために必要な前記可変コンデンサの静電容
量を決定する制御手段と、該制御手段の出力に基づい
て、前記可変コンデンサの静電容量を可変可能な駆動手
段とを具備してなる励磁装置とから構成されたことを特
徴とする無線タグ給電装置。 - 【請求項６】 被励磁コイルを備えたタグと、 該タグに電力を供給するために前記被励磁コイルを励磁
する励磁コイルと、外部磁界によって該励磁コイルから
放出される磁場の強度が変化したときに、この磁場変化
量を検出するために前記励磁コイルと離間して配置され
た磁場検出手段と、該磁場検出手段の出力に基づいて、
前記磁場の変化を打ち消すために必要な励磁コイルに供
給する電流量を決定する電流制御手段と、該電流制御手
段の出力に基づいて、該励磁コイルに所定の交流電流を
供給する電源とを具備してなる励磁装置とから構成され
たことを特徴とする無線タグ給電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10115671A JPH11305848A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 励磁装置及び無線タグ給電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10115671A JPH11305848A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 励磁装置及び無線タグ給電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11305848A true JPH11305848A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14668419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10115671A Pending JPH11305848A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 励磁装置及び無線タグ給電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11305848A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011135754A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Toyota Motor Corp | 非接触受電装置およびその製造方法 |
| WO2015125263A1 (ja) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 株式会社日立製作所 | 送電装置、無線電力伝送システム |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP10115671A patent/JPH11305848A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011135754A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Toyota Motor Corp | 非接触受電装置およびその製造方法 |
| CN102668304A (zh) * | 2009-12-25 | 2012-09-12 | 丰田自动车株式会社 | 非接触电力接收/发送装置及其制造方法 |
| US9130408B2 (en) | 2009-12-25 | 2015-09-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Non contact-power receiving/transmitting device and manufacturing method therefor |
| WO2015125263A1 (ja) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 株式会社日立製作所 | 送電装置、無線電力伝送システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040511 |