CN111954887A - 非接触式通信介质，其驱动方法以及记录介质盒 - Google Patents

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Abstract

根据本技术实施方式的非接触式通信介质具有：存储单元；发电单元；电力监控单元；以及电容控制单元。存储器单元存储预定管理信息。发电单元包括谐振电路和整流电路，并产生提供给存储单元的电力，谐振电路包括天线线圈和具有可变电容值的谐振电容单元，整流电路对电容器的谐振输出进行整流。电力监控单元包括：电流调节元件、基准电压产生源以及运算放大器，电流调节元件相对于谐振电路并联地连接到整流电路，并具有可变电阻值，基准电压产生源产生基准电压，运算放大器控制电流调节元件，使得整流电路的输出电压等于基准电压。电容控制单元配置为基于运算放大器的输出来控制谐振电容单元。

Description

非接触式通信介质，其驱动方法以及记录介质盒
技术领域
本技术例如涉及一种封装在磁带盒中的非接触式通信介质，一种用于该非接触式通信介质的驱动方法以及一种包括该非接触式通信介质的记录介质盒。
背景技术
例如，基于LTO(线性磁带开放协议，Linear Tape Open)标准的磁带盒包括RFID(射频识别)标签，被称为盒式存储器(例如，参见专利文献1)。盒式存储器包括天线和用于通信和记录的IC芯片，并配置为能够读取和写入磁带的生产管理信息，所记录内容的概述等。盒式存储器接收从磁带驱动器(读取器/写入器)发送的信号磁场以产生电力(electricpower)，因此无需电源即可操作。
近年来，盒式存储器的存储大小与磁带的记录数据大小的增加成比例地变大。随着盒式存储器的存储大小增加，盒式存储器消耗的功率也增加。同时，由于这种类型的盒式存储器要求在恒定磁场强度下操作，因此能够从天线提取的电力存在限制。因此，需要一种用电力来驱动盒式存储器的技术，电力能够从天线中提取，而不依赖于存储的大小，并且这种技术能确保同读取器/写入器的稳定通信。
例如，专利文献2公开了一个RFID标签，该RFID标签被配置为监控对天线谐振输出进行整流的整流电路的输出电压，并且能够在预定时间内输出电压未达到预定值的情况下通过调节谐振电容来获得预定值或以上的输出电压。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开No.2009-211743
专利文献2：日本专利申请特开No.2007-228621
发明内容
技术问题
然而，在专利文献2的配置中，即使整流电路的输出电压达到预定值，可获得的电流值也会随着谐振电容值与期望值的偏差增大而急剧下降，因此，在某些情况下不能稳定地确保目标功率。
鉴于上述情况，本技术的目的是提供一种能够稳定地确保目标功率的非接触式通信介质，其驱动方法以及包括非接触式通信介质的记录介质盒。
问题的解决方案
根据本技术的实施例的非接触式通信介质包括：存储单元；发电单元；电力监控单元；以及电容控制单元。
存储单元存储预定的管理信息。
发电单元包括谐振电路和整流电路，并且产生提供给存储单元的电力，谐振电路包括天线线圈和具有可变电容值的谐振电容单元，整流电路对谐振电路的谐振输出进行整流。
所述电力监控单元包括电流调节元件，基准电压产生源和运算放大器，该电流调节元件连接到整流电路的输入端或输出端，并且能够调节整流器的输出电压。基准电压产生源产生基准电压，运算放大器控制电流调节元件，使得整流电路的输出电压等于基准电压。
所述电容控制单元配置为基于运算放大器的输出来控制谐振电容单元。
在非接触式通信介质中，由于在监控发电单元的电力的同时控制谐振电容，所以可以稳定地确保目标功率。
电流调节元件可在整流电路的输入侧与谐振电路并联连接。
电流调节元件可连接在整流电路的输出端与接地端之间。
电容控制单元可配置为将谐振电容单元设置为使整流电路的输出电压最大化的电容值。
电容控制单元可包括比较器，该比较器比较在调节电容值之前和之后运算放大器的输出。
电容控制单元还包括：能够将比较器的输出保持为基准值的存储电容；以及设置在比较器的输出端与存储电容之间的开关，以及比较器可以配置为能够在第一状态和第二状态之间切换，该开关在第一状态下闭合以对存储电容充电，该开关在第二种状态下打开以将运算放大器的输出与基准值进行比较。
电容控制单元可配置为，在运算放大器的变化量在电容值调节输出之前和之后为零的情况下，将谐振电容单元设置为使谐振电路的谐振输出减小预定量或更多电容值。
根据本技术的实施例的一种记录介质盒，包括：信息记录介质；容纳信息记录介质的盒壳；以及非接触式通信介质。
盒壳容纳信息记录介质。
非接触式通信介质包括存储单元、发电单元、电力监控单元和电容控制单元，并且被容纳在磁带盒中。
存储单元存储关于信息记录介质的预定管理信息。
发电单元包括谐振电路和整流电路，并产生提供给存储单元的电力，该谐振电路包括天线线圈和具有可变电容值的谐振电容单元，该整流电路对谐振电路的谐振输出进行整流。
电力监控单元包括电流调节元件、基准电压产生源和运算放大器，该电流调节元件并联地连接到整流电路的输入侧或输出侧，并且能够调节整流电路的输出电压，基准电压产生源产生基准电压，运算放大器控制电流调节元件，使得整流电路的输出电压等于基准电压。
电容控制单元配置为基于运算放大器的输出来控制谐振电容单元。
信息记录介质可是磁带。
根据本技术的实施例的驱动非接触式通信介质的方法包括：获得整流电路的输出电压，该整流电路对包括天线线圈和谐振电容的谐振电路的谐振输出进行整流。
控制电流调节元件的电阻值，该电流调节元件连接到谐振电路的输入侧或输出侧，并且能够调节整流电路的输出电压，使得整流电路的输出电压等于预定基准电压；
控制谐振电容的电容值，使得放大电路的输出电压最大化；和
从/向存储单元读取/写入信息。
发明有益效果
如上所述，根据本技术，可以稳定地确保目标电力。
注意，这里描述的效果不一定是限制性的，并且可以提供本公开中描述的任何效果。
附图说明
图1是示出了根据本技术的实施例的磁带盒的分解透视图。
图2是磁带驱动装置的示意性透视图。
图3是示出了安装在上述磁带盒上的非接触式通信介质的示意性平面图。
图4是示出了上述非接触式通信介质中的谐振电容值与所获得的电流值之间的关系的示例的实验结果。
图5是示意性地示出了上述非接触式通信介质的功能框图。
图6是示出了上述非接触式通信介质的配置示例的电路图。
图7是示出了上述非接触式通信介质中的电容控制单元的配置示例的电路图。
图8是示出了上述非接触式通信介质中的电容值的设置过程的概念图。
图9是描述上述非接触式通信介质的操作示例的流程图。
图10是示出了上述电容控制单元的操作示例的时序图。
图11是示出了上述非接触式通信介质的另一配置示例的电路图。
具体实施方式
现在将在下面参考附图描述根据本技术的实施例。
图1是示出了根据本技术的实施例的磁带盒的分解透视图，图2是磁带驱动装置的示意性透视图。在本实施例中，图1所示的LTO标准的磁带盒(以下称磁带盒100)将会描述为记录介质盒。以下，将示意性描述图2所示的磁带盒100和磁带驱动装置200的配置。
[磁带盒]
如图1所示，磁带盒100包括盒壳11，该盒壳11通过利用多个螺钉构件连接上壳体11a和下壳体11b而形成。单个带盘13，其上绕有作为信息记录介质的磁带12，可旋转地容纳在盒壳11中。
与磁带驱动装置200的主轴201(见图2)接合的卡盘齿轮(chucking gear，图示省略)在磁带卷盘13的底部中央形成为环形，该卡盘齿轮通过形成在下壳体11b的中央的开口14暴露于外部。环形金属板15被磁性地吸引到主轴201，该环形金属板15固定在卡盘齿轮的内周侧。
卷盘弹簧16，卷盘锁定构件17和星形件(spider)18布置于上壳体11a的内表面和磁带卷盘13之间。它们构成卷盘锁定机构，当磁带盒100不使用时该机构防止磁带卷盘13旋转。
在盒壳11的一个侧壁部分中设有用于将磁带12的一端引出的磁带出口19。在该侧壁部分的内侧配置有用于打开和关闭磁带出口19的滑动门20。滑动门20配置为通过磁带驱动装置200与磁带装载机构(tape loading mechanism，装带机构，未示出)的接合，沿打开磁带出口19的方向克服扭转弹簧21的偏置力而滑动。
引导销22固定至磁带12的一端。引导销22配置为可相对于设置在磁带出口19的内侧上的引导销保持部分23进行附接/拆卸。引导销保持部分23包括弹性保持器24，用于将引导销22的上端部和下端部分别弹性地保持在盒壳11的上壁内表面(上壳体11a的内表面)与底壁内表面(下壳体11b的内表面)之间。
然后，除了用于防止意外擦除磁带12上记录的信息的安全片(safety tab，防误抹片)25之外，在盒壳21的另一侧壁的内侧设有能够以非接触方式对与磁带12上记录的信息有关的内容进行读写的盒式存储器CM。盒式存储器CM包括非接触式通信介质，在该非接触式通信介质中将天线线圈，IC芯片等安装在基板上。
[磁带驱动装置]
如图2所示，磁带驱动装置200配置为能够装载磁带盒100。该磁带驱动装置200构造为能够装载一个磁带盒100，但是也可以配置为能够同时装载多个磁带盒100。
磁带驱动装置200包括主轴201，卷带盘202，主轴驱动装置203，一个卷盘驱动装置204中，多个导辊205，磁头单元(head unit)206，读取器/写入器207，控制装置208等。
主轴201包括一头部，该头部与通过形成在磁带盒100的下壳体11b中的开口14与磁带卷盘13的卡盘齿轮啮合。主轴201克服卷盘弹簧16的偏置力使带盘13升高预定距离，解除卷盘锁定构件17的卷盘锁定功能。这样，磁带卷盘13由主轴201可旋转地支撑在盒壳11内。
主轴驱动装置203响应于来自控制装置208的命令，使主轴201旋转。卷带盘202配置为能够将经由磁带装载机构(未示出)从磁带盒100引出的磁带12的末端固定住。多个导辊205引导磁带12的行进，使得在磁带盒100和磁卷盘202之间形成的磁带路径相对于磁头单元206处于预定的相对位置。卷盘驱动装置204响应于来自控制装置208的命令而使卷带盘202旋转。当在磁带12上记录数据信号/从磁带复制数据信号时，通过主轴驱动装置203和卷盘驱动装置204使主轴201和卷带盘202旋转，从而使磁带12行进。
磁头单元206配置为能够响应于来自控制装置208的命令而在磁带12上记录数据信号或再现写入到磁带12的数据信号。
读取器/写入器207配置为能够响应于来自控制单元208的命令，从安装在磁带盒100上的盒式存储器CM中读取预定的管理信息或在盒式存储器CM上记录预定的管理信息。作为读取器/写入器207和盒式存储器CM之间的通信系统，举例来说，采用ISO14443系统。
控制装置208包括，例如，计算机，该计算机包括CPU(中央处理单元)，存储单元，通信单元等，并且该控制装置整体地控制磁带驱动装置200的各个单元。
[盒式存储器]
接下来，将对盒式存储器CM进行详细描述。
(基本配置)
图3是盒式存储器CM的示意性平面图。盒式存储器CM包括RFID标签，该RFID标签包括支撑基板31，天线线圈32和IC芯片33。
支撑基板31包括相对刚性的布线基板，例如玻璃环氧树脂基板。天线线圈32是形成在支撑基板31上的扁平环形线圈，并且由具有预定厚度的铜箔，铝箔等制成。IC芯片33安装在支撑基板31上，并与线圈32电连接。IC芯片33在其中包括电压生成单元，存储单元，控制单元等，电压生成单元基于通过天线线圈32接收的来自读取器/写入器207的信号磁场来产生激活电压(activation voltage)，存储单元存储涉及磁盒带100的预定管理信息，控制单元从存储单元读取信息。
盒式存储器CM通过天线线圈32接收从读取器/写入器207发送的信号磁场以产生电力，因此操作不需要电源。来自读取器/写入器207的电源/通信频率是13.56MHz，这与NFC(近场通信)的频率相同。结合在IC芯片33中的存储器采用非易失性存储器(NVM)。
这里，LTO标准的盒式存储器的存储大小与记录在磁带上的数据大小的增加成比例地增加。例如，存储大小在LTO-1至LTO-3中为4kB，但在LTO-4和LTO-5中为8kB，在LTO-6和LTO-7中为16kB。预期随着LTO的磁记录数据大小的进一步增加，盒式存储器的存储大小会增加。
然而，随着盒式存储器存储大小的增加，IC耗电量趋于增加。此外，还认为电力消耗增加也与存储大小增加有关，例如，由于有必要增加要提供给存储器的电源电压的稳定性，因而供电模块的空闲电流增加，或者说，数字功率的增加与处理复杂性有关。在该标准中，由于规定要求在恒定磁场强度下操作，因此将来还需要IC的创新(降低的功耗)和天线的创新(增加从读取器/写入器提取的功率)，以便能够应对由于存储大小增加而造成的的电力增加。
同时，在这种类型的盒式存储器中，从成本和可靠性的角度来看，谐振频率由IC中内置的电容来调节。然而，由于生产上的变化，IC的电容元件的电容值对于每种产品都有变化。当谐振频率因这种个体变化而偏移时，可以从天线汲取的电力减小。
图4示出了谐振电容值与所获得的电流值之间的关系的实验结果的示例。横轴表示谐振电容值的变化率，且谐振电容期望值(当获得的电流值最高时的电容值)被设定为1.0。因此，1.1的谐振电容值表示其中谐振电容比预期值大10％的状态，并且所述0.9的谐振电容值表示其中谐振电容比预期值小10％的状态。纵轴表示流过恒定负载的电流的值，其对应于电力。如图所示，当谐振电容值偏离期望值时，可获得的电流(电力)急剧下降。例如，当谐振电容值变化约15％时，所获得的电流下降到期望值时的电流的3/4。
有几种可能的方式来调节IC内部的谐振电容。例如，存在一种使用非易失性存储器的部分区域作为存储用于调节谐振电容的参数的区域的方法。在该方法中，预先测量IC内部的电容值，并将电容值(期望值)，指正确的值或与测量值和正确值之间的差有关的设定值，存储在存储器中。然后，在激活时读取该设定值，并且使用读取的设定值作为校正参数来调整谐振电容值。然而，由于该方法需要利用激活时获得的电力来从存储器中读取设定值，因此，如果激活时的电力不足，则有可能无法从存储器中读取设定值。。
在这一点上，在本实施例的盒式存储器CM中，代替从存储器中读取谐振电容的校正参数的方法，通过以下配置使可以最大化从天线获得的电力。
(根据本实施例的盒式存储器的配置)
图5是示意性示出该实施例中的盒式存储器CM中的电源电路的配置框图，并且图6是示出其配置示例的电路图。
如图5和图6所示，盒式存储器CM包括发电单元40，电力监控单元50和电容控制单元60。
(发电单元)
发电单元40包括天线单元41，谐振电容单元42和整流电路43。
天线单元41对应于图3所示的天线线圈32。天线单元41接收从读取器/写入器207发送的信号磁场。谐振电容单元42是与天线单元41一起构成谐振电路45的电容元件。谐振电容单元42通常包括多个电容元件和多个开关元件，该开关元件用于切换多个电容元件的连接以使电容值可变。
如下所述，谐振电容单元42的电容值由电容控制单元60控制。如图6所示，谐振电容单元42包括连接到天线单元41的基准电容C1和可连接到天线单元41的多个调节电容Cn。该多个调节电容Cn与基准电容C1并联连接。因此，根据电力监控单元50的输出，通过一个接一个(一次一位)增加或减少连接到天线单元41的调节电容Cn的数量，谐振电容单元42的电容值是任意设置的。
整流电路43包括用于对所述谐振电路45谐振输出进行整流的整流器。整流电路43通常包括全波整流器。然而，本技术不限于此，整流电路43可以包括半波整流器。
发电单元40(整流电路43的输出电压Vz)的输出经由平滑电容器71被提供给恒定电压电路(constant voltage circuit)51和恒定电源电路(constant power supplycircuit)72。恒定电压电路51构成电力监控单元50的一部分，并且恒定电源电路72产生用于驱动存储单元/逻辑单元73的驱动电压。
存储单元/逻辑单元73包括存储单元，控制单元等，该存储单元存储与磁带盒100或磁带12有关的预定的管理信息，控制单元响应于来自读取器/写入器207的请求而从存储单元读取管理信息，或产生控制信号给存储单元修改管理信息。预定的管理信息的示例包括关于安装有盒式存储器CM的磁带盒100的信息，如磁带盒100或盒式存储器CM的识别信息(ID)以及记录在磁带12上的数据的管理信息。存储单元包括非易失性存储器，并且存储大小没有特别限制，例如为4KB(千字节)，8KB，16KB或32KB或更大。
上述控制单元由包括CPU，内部存储器等的计算机构成。上述控制单元执行存储在内部存储器中的各种程序，以整体地控制盒式存储器CM的各个单元。内部存储器包括非易失性存储器和用作工作区域的易失性存储器。在通过电容控制单元60优化谐振电容单元42的电容值之后，上述控制单元执行从/向上述存储单元读取/写入信息的控制。
注意，盒式存储器CM除了上述之外，还包括时钟信号生成电路，检测电路，调制器电路，解调器电路等，但是省略其图示。
(电力监控单元)
电力监控单元50包括恒定电压电路51，运算放大器52和电流调节元件53。在该实施例中，电力监控单元50被配置为能够控制结合到谐振电路45中的电流调节元件53，使得整流电路43的输出电压Vz具有预定值。
恒定电压电路51被配置为用于产生预定基准电压Vref的基准电压产生源。恒定电压电路51的输出电压(Vref)被输入到运算放大器52的一个输入端。如下所述，基准电压Vref被用作基准值，用于当激活盒式存储器CM时使谐振电容单元42的电容值最优化时将整流电路43的输出电压Vz控制为预定值。基准电压Vref的幅值(magnitude)没有特别限制，并且被设置为一个预定电压值，例如，1.25V，该预定电压值能够获得用于驱动所述电力监控单元50和电容控制单元60所需的电力。
运算放大器52包括第一输入端(反相输入端)以及第二输入端(非反相输入端)，整流电路43的输出电压Vz输入到第一输入端，基准电压Vref输入到第二输入端。运算放大器52计算整流电路43的输出电压Vz和基准电压Vref之间的差，并且将该差乘以预定增益而获得的差信号Xs输入到电流调节元件53和电容控制单元60。
电流调节元件53被配置为能够调节从谐振电路45输入到整流电路43的电流值。在该实施例中，电流调节元件53在整流电路43的输入侧与谐振电路45并联连接，并且将要从谐振电路45输入到整流电路43的电流分流，以调节整流电路的输出电压。电流调节元件53由电阻值可变的元件例如可变电阻器或晶体管元件构成。在本实施例中，电流调节元件53被配置为随着整流电路43的输出电压Vz相对于基准电压Vref的增大而电阻值减小，并且随着输出电压Vz的减小而电阻值增大。
电力监控单元50通过运算放大器52施加负反馈回路，使得整流电路43的输出电压Vz等于回路中的基准电压Vref。该回路使得通过电流调节元件53弃除了在谐振电路45中产生的用于保持整流电路43恒定输出电压Vz的额外功率。通过电流调节元件53弃除的电流(流过电流调节元件53的电流)与在谐振电路45中获得的电流成比例，并且用于控制电流调节元件53的差信号Xs对应于与发电单元40中的功率相对应的模拟电压。因此，该电力监控单元50能够通过差信号Xs监控发电单元40。
(电容控制单元)
电容控制单元60被配置为基于差信号Xs来控制谐振电容单元42。在本实施例中，电容控制单元60被配置为将谐振电容单元42设置为使整流电路43的输出电压Vz最大时的电容值。
所述的电容控制单元60包括一个相对比较电路(relative comparison circuit)61和控制电路62。
相对比较电路61对在谐振电容单元42的电容值调节前和调节后运算放大器52的输出进行比较。即，相对比较电路61比较上一次调整电容值时(当前输出值)差信号Xs的值和前两次调整电容值时差信号Xs的值，并且根据比较结果将输出信号输入到控制电路62。
图7是相对比较电路61的配置示例的电路图。
相对比较电路61包括比较器610，存储电容611和开关612。比较器610包括第一输入端以及第二输入端，运算放大器52的输出(差信号Xs)被输入到第一输入端，存储电容611的充电电压被输入到第二输入端。存储电容611由能够保持比较器610的输出的电容元件构成。开关612设置在比较器610的输出端与存储电容611之间，通常由诸如晶体管的开关元件构成。
相对比较电路61被配置为能够在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态下开关612被闭合以对存储电容611充电，在第二状态下开关612被断开以将运算放大器的输出(差信号Xs)与基准值(存储电容611的充电电压)进行比较。换句话说，比较器610在第一状态下用作电压跟随器，在第二状态下用作比较器。开关612以预定周期断开和闭合，以交替地执行第一状态和第二状态。
比较器610的输出被输入到与门613的一个输入端。与开关612断开和闭合周期相同周期的时钟信号被输入到与门的613另一输入端。与门613仅将第二状态下的比较器610的输出输出到控制电路62。
控制电路62基于相对比较电路61的输出来控制谐振电容单元42。在此实施例中，控制电路62，基于相对比较电路61的输出，即在谐振电容单元42的电容值调节前后的差信号Xs的值，产生控制命令Sc，用于逐步增大或减小电容值，并将控制命令Sc输出到谐振电容单元42。控制电路62继续设置对谐振电容单元42的控制，直到整流电路43的输出电压Vz最大为止。
图8是示出了在控制电路62中执行的电容值的设置过程的概念图。在图中，(a)部分示出了从电容值偏移到一个较低水平的状态进行的优化过程。(b)部分示出了从电容值偏移到一个较高水平的状态进行的优化过程，以及(c)部分示出了电容值刚刚好时进行的优化过程。
图8中绘制的各个状态下的曲线各自与示出了电容值(横轴)和电流值(纵轴)之间的关系的CV曲线(参见图4)相对应。在该图中，“0”表示控制起点，并且对应于谐振电容单元42的初始值。电容的初始值不受特别限制，但通常是基准电容C1和任意数量的调节电容Cn的组合电容。因此，通过增加或减少调节电容Cn的数量，能够在正方向和负方向上改变谐振电容。
在控制开始时，尚不清楚电容值是高于还是低于最佳值偏移。出于这个原因，首先，将电容值被设置为“+1”和电容值被设置为“-1”时的差信号X的输出值相互比较，以确定电容值是否已偏移到+侧或-侧。在知道了电容值的偏移的极性(polar)之后，控制电路62检测其中差信号Xs的值从增大变为减小时的代码(电容值)，并将前面的代码确定为最佳值，如图8中的箭头所示。
控制电路62可以配置为，当谐振电容单元42的电容值的调整前后运算放大器52的输出(差信号Xs)的变化量为零时，将该谐振电容单元42的电容值设置为在该电容值处能使得谐振电路45的谐振输出减小预定量或更多。
例如，当强磁场作用于谐振电路45时，差信号Xs饱和(saturate)达到整流电路43的输出电压Vz的电压电平，这样，即使谐振电容单元42的电容值改变，差信号Xs的幅值也不变。因此，相对比较电路62的输出也不变。在这种情况下，控制电路62将谐振电容单元42的电容值极大地改变，达到使谐振电路45偏离谐振点的值。在某些情况下，这可能导致功率下降到使盒式存储器CM的操作系统关闭的程度，但是导致损坏(destruction)的发热可以被提前抑制。
“谐振电路45的谐振输出减小预定量或更多时的电容值”不受特别限制，并且可以设置为适当值，该适当值能够防止由于大电流造成的谐振电路45的发热而引起的损坏。在该实施例中，将电容值设置为比初始电容高50％的电容值(在下文中，也称为过功率电容)。
控制电路62由包括CPU和内部存储器的计算机构成。控制电路62通过执行存储在内部存储器中的各种程序，以上述过程控制谐振电容单元42。
(磁带存储器的操作)
接下来，将详细描述控制电路62以及盒式存储器CM的操作。
图9是示出了盒式存储器CM的操作和控制电路62的处理过程的流程图。图10是示出了电容控制单元60的操作的示例的时序图。在图10中，步骤103至107和步骤109至116分别是在控制电路62中执行的处理。
当磁带盒100被装载到磁带驱动装置200中时，经由天线单元41从读取器/写入器207发送的信号磁场被输入到盒式存储器CM中(步骤101)。当输入信号磁场时，盒式存储器CM在发电单元40中产生电力，并且在电力监控单元50中将整流电路43的输出电压Vz静态地设定为恒定电压(基准电压Vref)(步骤102)。
电力监控单元50通过运算放大器52计算恒定电压电路51的输出电压(Vref)与整流电路43的输出电压Vz之间的差，并且基于差信号Xs对电流调节元件53的电阻值进行变动控制，以使输出电压Vz与基准电压Vref一致。在稍后描述的在电容控制单元60中对谐振电容单元42的电容值进行优化控制期间以及甚至在电容值优化控制完成之后，连续地执行该电流调节元件53中的电阻值控制。
接下来，将描述电容控制单元60中的电容值优化控制。
在电容值优化控制中，首先，执行确定电容值的初始值(控制起始点)是高于还是低于最佳值的处理。具体来说，对当电容值被设置为“+1”以及电容值被设定为“-1”时差信号Xs的输出进行互相比较，以确定电容值是否已经偏移到+侧或-侧(步骤103)。由于差信号Xs是与在发电单元40中产生的电力相对应的值，因此可以通过针对每个电容值比较差信号Xs的幅值来确定电力的增加方向或减少方向。
在该示例中，如果当电容值被设置为“+1”时差信号Xs增大，则确定电容值已被偏移至较低的水平(步骤104)，并且如果当电容值被设置为“-1”时差信号Xs增加，则电容值已经被移到较高的水平(步骤110)。此外，如果当电容值被设置为“+1”或“-1”时差信号Xs减小，则确定电容值的初始值为最佳值(步骤115)。
在电容值已经偏移到较高水平的情况下，控制电路62执行控制以将电容值逐步改变为正侧。在下文中，还参考图10，将描述电容控制单元60的操作。
图10是用于描述电容控制单元60的操作的时序图，并且部分(a)、部分(b)、部分(c)、部分(d)、部分(e)和部分(f)分别表示开关612的状态，电容值，差信号Xs，比较器610的输出，时钟信号和停止标志。
首先，在时间Tl，相对比较电路61中的开关612接通，并且比较器610设置为第一状态(电压跟随器状态)。结果，当电容值为初始值“n”(CBANK_0)时的差信号Xs被充电到存储电容611作为基准值。
接下来，在时间T2处，开关612断开，并且比较器610设置为第二状态(比较器状态)。此后，控制电路62将电容值“n”设置为电容值“n+1”(CBANK_+1)，该电容值“n+1”为通过在正方向上将电容值改变一级而获得的(步骤107)。因此，在比较器610中，将电容值为“n”时的差信号Xs(n)和电容值为“n+1”时的差信号Xs(n+1)进行相互比较(步骤105)。结果，在差信号Xs(n+1)高的情况下，将电容值“n+1”设置为通过沿正方向对电容值再增加一级(步骤106和105)所获得的电容值“n+2”(CBANK_+2)。
在该实施例中，电容控制单元60被配置为具有±15％的电容值的可变范围，并且以1％的增量可变地改变电容值。然而，本技术不限于此。根据规定(specification)，可以将可变范围设置为任意可变范围，并且可以以任意增量设置电容值。
之后，以类似的方式，在复位之后的电容值“n+2”(CBANK_+2)与先前电容值“n+1”(CBANK_+1)之间对差信号Xs的幅值进行比较处理，并且，在复位之后的电容值中的差信号高于另一差信号的情况下，重复执行增量使该电容值再递增一级。每当开关612断开和闭合时，与此时的差信号Xs的对应的电压被充电到存储电容611作为基准值。然后，当复位之后的电容值的差信号变得低于先前的电容值中的差信号时停止增量处理，并将电容值返回到先前的值(增量之前)，并用作最佳电容值。在图10所示的示例中，停止标志在时间T3上升，并且先前的电容值(CBANK_+3)被确定为最佳电容值(步骤107)。停止标志可以从相对比较电路61输出，或者可以作为控制电路62的内部处理的一部分而产生。或者，可以省略该停止标志。
当将谐振电容单元42设置为最佳电容值时，发电单元40中的发电量被最大化。在这种情况下，盒式存储器CM开始与读取器/写入器207通信(步骤108)，并且响应来自读取器/写入器的请求，执行来自读取器写入器207的从/向存储单元/逻辑单元73读取/写入信息的处理。
注意，如果由于某种原因强磁场被输入到盒式存储器CM，则在某些情况下，增量电容值的处理超过15％的可变范围。在这种情况下，将谐振电容单元42的电容值设置为过功率电容(电容值比初始电容高50％(步骤109)。如果与读取器/写入器207的通信在这种状态下开始，则当驱动存储单元/逻辑单元73时，电力可能不足，并且盒式存储器CM的操作停止。同时，可以避免由于电力增加导致发电单元40、电力监控单元50等的发热而引起的损坏。
同时，在初始电容值已经被偏移到较低水平的情况下，控制电路62执行控制以逐步地在负方向上改变电容值(步骤110至114和107))。该控制与上述控制示例的不同之处在于，电容值在负方向上依次增量。由于其他处理与上述类似，因此这里省略其描述。在将初始电容值确定为最佳的情况下，将初始电容值确定为最佳电容值(步骤115、116和107)。
如上所述的，根据本实施例，由于谐振电路45的谐振电容可以被自动调节，因此能够使发电单元40的电力最大化，而不激活消耗相对大量的电力的存储单元/逻辑单元73。因此，与从存储单元读取谐振电容的最佳参数并设置电容值的方法相比，可以将由于存储单元的激活而导致的电力下降抑制到最小。因此，可以与读取器/写入器207执行稳定的通信操作。
另外，有可能充分应对将来由于磁带12的数据轨道数的增加而带来的盒式存储器的存储容量的增加，无论存储器大小，都能从有限的信号磁场强度稳定地获得操作磁带存储器CM所需的电力。
此外，根据本实施方式，由于对发电单元40的谐振输出进行反馈控制，使得整流电路43的输出电压Vz与基准电压Vref一致，因此能够将谐振电容单元42稳定地控制在使得电力最大化的电容值。因此，与仅使用电压作为基准的现有电容控制系统相比，可以使伴随存储单元的激活而引起的电流值的减小最小化。
<其他实施方式>
图11是示出根据本技术的另一实施例的盒式存储器CM1中的电源电路的另一配置示例的电路图。在下文中，主要对与图6不同的结构进行说明，对于与图6相同的结构标注相同的附图标记，并省略或简化其说明。
根据本实施例的盒存储器CM1具有不同配置的电力监控单元50。在本实施例中，电流调节元件53连接在整流电路43的输出端和接地端GND之间。即使使用这样的结构，整流电路43的输出电压Vz的幅值也可以基于差信号Xs通过可变地控制电流调节元件53的电阻值来调节。
尽管以上已经描述了本技术的实施例，但是不言而喻，本技术不限于上述实施例，并且可以进行各种修改。
例如，在上述实施例中，安装在LTO标准的磁带盒上的盒式存储器已经作为示例进行了描述，但本发明的技术并不局限于此，并可以应用于LTO以外的其他标准磁带盒的盒式存储器上。
此外，本技术还可以应用于除磁带以外的信息记录介质，例如，光盘，磁光盘(magneto-optical disc)，半导体存储器或用于便携式硬盘驱动器的盒式存储器。
此外，本技术不限于安装在信息记录盒上的盒存储器，并且本技术还可应用于计算机通行证，高速公路或建筑物的入口/出口控制卡以及附在电子设备，车辆，机器人，物流产品，藏书等上的ID标签。根据本技术，由于如上所述可以自动优化谐振电容，所以无论与读取器/写入器的通信范围如何，都可以确保稳定的通信操作。
应当注意，本技术可以采用以下配置。
(1)一种非接触式通信媒体，包括：
存储单元，其存储预定管理信息；
发电单元，包括谐振电路和整流电路，并产生提供给存储单元的电力，该谐振电路包括天线线圈和具有可变电容值的谐振电容单元，该整流电路对谐振电路的谐振输出进行整流；
电力监控单元，其包括电流调节元件，基准电压产生源和运算放大器，该电流调节元件连接到整流电路的输入侧或输出侧，并且能够调节在整流电路中的输出电压，基准电压产生源产生基准电压，运算放大器控制电流调节元件，使得整流电路的输出电压等于参考电压；以及
电容控制单元，配置为基于运算放大器的输出来控制谐振电容单元。
(2)根据上述(1)所述的非接触式通信介质，其中
电流调节元件在整流电路的输入侧与谐振电路并联连接。
(3)根据上述(1)所述的非接触式通信介质，其中
电流调节元件连接在整流电路的输出端与接地端之间。
(4)根据上述(1)至(3)中任一项所述的非接触式通信介质，其中
电容控制单元配置为将谐振电容单元设置为使整流电路的输出电压最大化的电容值。
(5)根据上述(4)所述的非接触式通信介质，其中
电容控制单元包括比较器，该比较器比较在调节电容值之前和之后运算放大器的输出。
(6)根据上述(5)所述的非接触式通信介质，其中
电容控制单元还包括：能够将比较器的输出保持为基准值的存储电容，以及设置在比较器的输出端与存储电容之间的开关，以及
比较器可以被配置为能够在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态下该开关闭合以对存储电容充电，在第二状态下该开关打开以将运算放大器的输出与基准值进行比较。
(7)根据上述(4)至(6)中任一项的非接触式通信介质，其中
电容控制单元配置为，在运算放大器的变化量在电容值调节之前和之后为零的情况下，将谐振电容单元设置为使谐振电路的谐振输出减小预定量或更大的电容值。
(8)记录介质盒，包括：
信息记录介质；
盒壳，容纳信息记录介质；和
非接触式通信介质，包括
存储单元，存储关于信息记录介质的预定管理信息，
发电单元，包括谐振电路和整流电路，并产生提供给存储单元的电力，该谐振电路包括天线线圈和具有可变电容值的谐振电容单元，该整流电路对谐振电路的谐振输出进行整流，以及
电力监控单元，其包括电流调节元件，基准电压产生源和运算放大器，该电流调节元件并联地连接到整流电路的输入侧或输出侧，并且能够调节整流电路的输出电压，基准电压产生源产生基准电压，运算放大器控制电流调节元件，以使整流电路的输出电压等于基准电压，以及
电容控制单元，配置为基于运算放大器的输出来控制谐振电容单元，以及
非接触式通信介质设置在盒壳中。
(9)根据上述(8)所述的记录介质盒，其中，
信息记录介质是磁带。
(10)一种非接触式通信介质的驱动方法，包括：
获得整流电路的输出电压，该整流电路对包括天线线圈和谐振电容的谐振电路的谐振输出进行整流；
控制电流调节元件的电阻值，该电流调节元件连接到谐振电路的输入侧或输出侧，并且能够调节整流电路的输出电压，使得整流电路的输出电压等于预定基准电压；
控制谐振电容的电容值，使得放大电路的输出电压最大化；和
读取或写入信息到存储单元。
附图标记说明：
11 盒壳
12 磁带
32 天线线圈
40 发电单元
42 谐振电容单元
43 整流电路
45 谐振电路
50 电力监控单元
52 运算放大器
53 电流调节元件
60 电容控制单元
61 相对比较电路
62 控制电路
73 存储单元/逻辑单元
100 磁带盒
610 比较器
611 存储电容
612 开关
CM，CM1 盒式存储器

Claims (10)

1.一种非接触式通信介质，包括：
存储单元，存储预定管理信息；
发电单元，包括谐振电路和整流电路，并产生提供给所述存储单元的电力，所述谐振电路包括天线线圈和具有可变电容值的谐振电容单元，所述整流电路对所述谐振电路的谐振输出进行整流；
电力监控单元，包括电流调节元件、基准电压产生源和运算放大器，所述电流调节元件连接到所述整流电路的输入侧或输出侧，并且能够调节所述整流电路的输出电压，所述基准电压产生源产生基准电压，所述运算放大器控制所述电流调节元件，使得所述整流电路的输出电压等于所述基准电压；以及
电容控制单元，配置为基于所述运算放大器的输出来控制所述谐振电容单元。
2.根据权利要求1所述的非接触式通信介质，其中
所述电流调节元件在所述整流电路的输入侧与所述谐振电路并联连接。
3.根据权利要求1所述的非接触式通信介质，其中
所述电流调节元件连接在所述整流电路的输出端与接地端之间。
4.根据权利要求1所述的非接触式通信介质，其中
所述电容控制单元配置为将所述谐振电容单元设置为使所述整流电路的输出电压最大化的电容值。
5.根据权利要求4所述的非接触式通信介质，其中
所述电容控制单元包括比较器，所述比较器比较在调节所述电容值之前和之后所述运算放大器的输出。
6.根据权利要求5所述的非接触式通信介质，其中
所述电容控制单元还包括：能够将比较器的输出保持为基准值的存储电容，以及设置在所述比较器的输出端与所述存储电容之间的开关，以及
所述比较器配置为能够在第一状态和第二状态之间切换，在所述第一状态下闭合所述开关以对存储电容充电，在所述第二状态下打开所述开关以将所述运算放大器的输出与所述基准值进行比较。
7.根据权利要求4所述的非接触式通信介质，其中
所述电容控制单元配置为，在所述电容值调节前后的所述运算放大器的输出的变化量为零的情况下，将所述谐振电容单元设置为使所述谐振电路的谐振输出减小预定量或更大的电容值。
8.一种记录介质盒，包括：
信息记录介质；
盒壳，容纳所述信息记录介质；以及
非接触式通信介质，包括
存储单元，存储关于信息记录介质的预定管理信息，
发电单元，包括谐振电路和整流电路，并产生提供给所述存储单元的电力，所述谐振电路包括天线线圈和具有可变电容值的谐振电容单元，所述整流电路对所述谐振电路的谐振输出进行整流，以及
电力监控单元，包括电流调节元件、基准电压产生源和运算放大器，所述电流调节元件并联地连接到所述整流电路的输入侧或输出侧，并且能够调节所述整流电路的输出电压，所述基准电压产生源产生基准电压，所述运算放大器控制所述电流调节元件，使得所述整流电路的输出电压等于所述基准电压，以及
电容控制单元，配置为基于所述运算放大器的输出来控制所述谐振电容单元，以及
所述非接触式通信介质设置在所述盒壳中。
9.根据前述权利要求8所述的记录介质盒，其中
所述信息记录介质是磁带。
10.一种驱动非接触式通信介质的方法，包括：
获得整流电路的输出电压，所述整流电路对包括天线线圈和谐振电容的谐振电路的谐振输出进行整流；
控制电流调节元件的电阻值，所述电流调节元件连接到谐振电路的输入侧或输出侧，并且能够调节所述整流电路的输出电压，使得所述整流电路的输出电压等于预定基准电压；
控制所述谐振电容的电容值，使得放大电路的输出电压最大化；和
读取或写入信息到存储单元。
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