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 |