JP2002259921A

JP2002259921A - Ｉｄタグ及びｉｄタグの受信電力制御方法

Info

Publication number: JP2002259921A
Application number: JP2001058292A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Komatsu; 隆幸小松; Nobuyuki Teraura; 信之寺浦
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-13

Abstract

(57)【要約】【課題】複数個の物品が重ねられた状態でリーダによ
りデータの一括読取りが行われる場合でも、夫々の動作
用電源が適切に得ることができるＩＤタグを提供する。【解決手段】ＩＤタグ１１のＣＰＵ１６は、リーダよ
り送信される電波信号に基づいて平滑回路１７が生成出
力する動作用電源の電圧レベルをＡ／Ｄ変換部２０によ
って検出し、その電圧レベルに応じてコンデンサ１４の
接続数を変化させることで、共振回路１５の共振周波数
ｆを変化させるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物品に内蔵された
状態で或いは物品に付帯した状態で使用され、リーダ側
より送信される電波信号より生成された動作用電源が供
給されて動作するＩＤタグ、及びＩＤタグの受信電力制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＤタグを利用したリモートＩＤシステ
ムは、現在様々なシステムに応用されているが、その一
例として、回転寿司店の集計システムがある。このシス
テムは、図７に示すように、図示しない寿司を載置する
ためメラミン樹脂などで形成されている皿１の内部に、
チップ状のＩＤタグ２を予め埋め込んでおく。コイル３
は、ＩＤタグ２が電波信号の送受信を行うためにアンテ
ナとして使用するものである。

【０００３】ＩＤタグ２のメモリには、寿司の種類や握
った時刻，価格などのデータをライタを用いて電波信号
（磁気信号）により記録させ、寿司を載せた状態の皿１
を、店内に設置されたループ状の回転用コンベア（図示
せず）によって搬送させる。そして、客が回転用コンベ
ア上の皿１（寿司）を適宜選択して手元に取り食事した
後会計を行う際には、複数枚の皿１を一か所に集めた状
態で各皿２に内蔵されているＩＤタグ２のメモリデータ
をリーダによって読み取ることで（マルチリード）、客
の支払うべき金額を一括で集計するものである。

【０００４】斯様な集計を行う際の効率的な形態として
は、図８に示すように、複数枚の皿１を重ねておき、手
持ち式のリーダ４をそれらの上方に配置した状態で各皿
１のＩＤタグ２のメモリデータを読み取ることが想定さ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、斯様な読取
り形態の場合には、以下のような問題が存在する。即
ち、各皿１が積み重ねられることで上方に位置する皿１
はリーダ４に接近することになり、下方に位置する皿１
はリーダ４から遠ざかることになる。従って、下方に位
置する皿１のＩＤタグ２から確実にデータを読み取るこ
とができるように保証するためには、上方に位置する皿
１のＩＤタグ２に対しては、リーダ４より電波信号によ
って供給される動作用の電力が過剰気味とならざるを得
ない。

【０００６】また、ＩＤタグ２は、リーダ４より送信さ
れる電波信号を効率的に受信するため、前述のコイル３
を含んで構成され、前記電波信号の周波数で共振するよ
うに調整された共振回路を受信用の回路として備えてい
るが、複数枚の皿１が積み重ねられると、上下の皿１間
において各コイル３同士のインダクタンスが結合して相
互インダクタンス成分が発生する場合がある。その結
果、受信回路の共振点にずれを生じて、ＩＤタグ２が動
作するのに必要な電力を十分に得ることができない場合
があった。

【０００７】前者の電力が過剰に供給されるという問題
に対応するものとしては、ＩＤタグ側の電源回路部にツ
ェナーダイオードを配置して、電圧レベルの適正化を図
るように構成したものがある。しかしながら、この従来
技術では、後者のように相互インダクタンス成分の影響
を受けて共振周波数のずれが発生するという問題を解決
することはできなかった。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、複数個の物品が重ねられた状態でリ
ーダによりデータの一括読取りが行われる場合でも、夫
々の動作用電源を適切に得ることができるＩＤタグ，及
びＩＤタグの受信電力制御方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のＩＤタグ
によれば、制御手段は、電圧検出手段が検出した動作用
電源の電圧レベルに応じて、共振回路の共振周波数を変
化させるように制御する。即ち、動作用電源の電圧レベ
ルに過不足がある場合には、共振回路の共振周波数が適
正な値からずれている場合や、共振周波数自体は適正で
あるにもかかわらず、リーダとの相対的な位置関係によ
って送信される電波信号の電力が過剰となっている場合
が想定される。

【００１０】従って、制御手段が、動作用電源の電圧レ
ベルに応じて共振周波数を変化させることで、前者の場
合には共振周波数のずれを補正して動作用電源の電圧レ
ベルを適正な範囲に復帰させることができる。また、後
者の場合には、共振周波数を敢えてずらすように調整す
ることで、過剰に供給されている電力のレベルを緩和し
て適正な範囲に復帰させることが可能となる。そして、
複数のＩＤタグからデータ読取りを一括して行う場合
に、ＩＤタグが破壊されることや、動作用電源の供給不
足によって読取りのエラーが発生することなどを極力防
止することができる。

【００１１】請求項２記載のＩＤタグによれば、共振回
路を、容量が可変のＬＣ共振回路で構成し、制御手段
を、動作用電源の電圧レベルに応じて共振回路の容量を
変化させるようにする。即ち、ＬＣ共振回路の容量成分
を変化させることは、部品配置にスペース上の制約があ
るＩＤタグにおいて比較的実現し易い手段であるので、
共振回路の共振周波数を比較的簡単な構成によって変化
させることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（第１実施例）以下、本発明の第
１実施例について図１乃至図５を参照して説明する。
尚、図７及び図８と同一部分には同一符号を付して説明
を省略する。図１は、ＩＤタグ１１の電気的構成を示す
機能ブロック図である。ＩＤタグ１１は、ＩＤタグ２に
代わって皿（物品）１に内蔵されるものである。コイル
１２と、このコイル１２に対し、スイッチ１３を介して
夫々並列に接続可能に構成された複数（ｎ個）のコンデ
ンサ１４とは、ＬＣ共振回路１５を構成している。各ス
イッチ１３の開閉制御は、ＣＰＵ（制御手段）１６によ
って行われるようになっている。

【００１３】ＬＣ共振回路１５は、平滑回路１７と、送
信回路１８の出力端子側及び受信回路１９の入力端子側
とに接続されている。平滑回路１７は、リーダ４より送
信された電波信号を整流平滑して動作用の直流電源を生
成すると、ＣＰＵ１６等に供給するようになっている。
また、ＣＰＵ１６はＡ／Ｄ変換部（電圧検出手段）２０
を内蔵しており、平滑回路１７より供給される直流電圧
（起電圧）のレベルをモニタするようになっている。

【００１４】受信回路１９は、コイル１２を介して受信
した電波信号に重畳されている通信用コマンド等を復調
すると、その復調信号をＣＰＵ１６に出力するようにな
っている。また、送信回路１８は、ＣＰＵ１６が出力し
たＩＤタグ１１のＩＤデータや寿司の料金データ等を電
波信号に重畳するように変調を行い、被変調信号をコイ
ル１２を介してリーダ４側に送信するようになってい
る。

【００１５】また、ＣＰＵ１６には、ＲＯＭ２１及びＲ
ＡＭ２２が接続されており、ＣＰＵ１６は、ＲＯＭ２１
に記憶されている制御プログラムに基づいて動作すると
共に、記憶されているＩＤデータや寿司の料金データ等
を読み出すようになっている。また、ＲＡＭ２２は、Ｃ
ＰＵ１６がリーダ４との通信処理中にワークエリアとし
て使用するものである。

【００１６】図２は、リーダ４の電気的構成を示すもの
である。リーダ４は、握り部に配置されているキースイ
ッチ群２３、例えば液晶からなる表示部２４などを備え
ており、また、動作用電源として電池２５を内蔵してい
る。そして、ユーザは、キースイッチ群２３によって動
作内容を指示したり、集計に必要な基礎的データ、例え
ば皿１の種類別単価などを入力したりするようになって
いる。

【００１７】また、リーダ４は、主制御部２６およびリ
モート制御部２７を備えている。そして、主制御部２６
には、前記キースイッチ群２３がスイッチ回路２８を介
して接続されていると共に、前記表示部２４および上位
装置（例えばパソコン）との間でデータの授受を行う通
信部２９などが接続されている。また、リモート制御部
２７には、ＩＤタグ１１との間で電波信号を送受信する
アンテナ部３０、およびブザーなどの発音部３１が接続
されている。なお、スイッチ回路２８は、操作されたキ
ースイッチに応じた信号を主制御部２６に送信するもの
である。

【００１８】両制御部２６，２７は、ＣＰＵ等を含むマ
イクロコンピュータとして構成されており、夫々が内蔵
している通信部（図示せず）を通じてデータの授受を行
うようになっている。

【００１９】主制御部２６は、データを処理したり、周
辺機器を制御したりするもので、リモート制御部２７或
いはスイッチ回路２８から送られてくる信号に応じた処
理を実行すると共に、その実行中の処理内容或いは処理
結果などを表示部２４に表示させるように構成されてい
る。

【００２０】一方、リモート制御部２７は、ＩＤタグ１
１との通信を制御すると共に、発音部３１の制御を行う
もので、ＩＤタグ１１との通信を行う際には、まず、キ
ャリア信号を電力用電波信号としてアンテナ部３０から
送信し、その後、送信すべきデータを電力用電波信号に
重畳するように変調してアンテナ部３０から送信するよ
うになっている。

【００２１】ＩＤタグ１１から発信された電波信号につ
いては、アンテナ部３０を介して受信し、復調してデー
タとして弁別する。そして、リモート制御部２７は、復
調されたデータを図示しないＲＡＭ等に一時的に記憶
し、その後、そのデータを主制御部２６側に送信するよ
うになっている。

【００２２】次に、本実施例の作用について図３乃至図
５をも参照して説明する。図３は、リーダ４側より電波
信号が送信され、ＩＤタグ１１のＣＰＵ１６が起動した
場合に行う受信電力制御処理の内容を示すフローチャー
トである。ＣＰＵ１６は、先ず、コンデンサ１４の接続
数を制御するための変数Ｃ（初期設定で、予め定められ
た共振周波数ｆ0 に一致する数に設定されている）をイ
ンクリメントする（ステップＳ１）。

【００２３】それから、ＣＰＵ１６は、Ａ／Ｄ変換部２
０にＡ／Ｄ変換を行わせて平滑回路１７の起電圧Ｅのレ
ベルを読み出し（ステップＳ２）、そのレベルが下限値
以下であるか否かを判断する（ステップＳ３）。起電圧
Ｅのレベルが下限値ＶL を上回っている場合は（「Ｎ
Ｏ」）、次に、起電圧Ｅのレベルが上限値ＶH 以上であ
るか否かを判断する（ステップＳ４）。起電圧Ｅのレベ
ルが上限値ＶH 未満であれば（「ＮＯ」）、起電圧Ｅの
レベルは適正な範囲（ＶL ＜Ｅ＜ＶH ）にあることか
ら、そのまま処理を終了する。

【００２４】一方、ステップＳ３において、起電圧Ｅの
レベルが下限値ＶL 以下であった場合（「ＹＥＳ」）、
ＣＰＵ１６は、コンデンサ１４の接続切り替えを行う
（ステップＳ５）。即ち、ステップＳ１において、デフ
ォルト数に“１”を加えた変数Ｃに基づいて、共振回路
１５にコンデンサ１４が１個多く接続されるようにスイ
ッチ１３を閉じる。

【００２５】それから、ＣＰＵ１６は、平滑回路１７の
起電圧Ｅのレベルを再び読み出し（ステップＳ６）、そ
のレベルがステップＳ２で読み出した時点から増加した
か否かを判断する（ステップＳ７）。

【００２６】ここで、図４は、共振回路１５の共振周波
数ｆと起電圧Ｅとの関係を示すものである。共振周波数
ｆは、ｆ＝１／｛２π（ＬＣ）^１／２｝で表される。但
し、Ｌはコイル１２のインダクタンス，Ｃは共振回路１
５に接続されているコンデンサ１４のキャパシタンスで
ある。上記のケースでステップＳ７において起電圧Ｅが
増加した場合は（「ＹＥＳ」）、ＩＤタグ１１側の共振
周波数ｆが本来の共振周波数ｆ0 に対して高い方にずれ
ているので（図４，ｆH 側）、コンデンサ１４を更に多
く接続する（共振回路１５の共振周波数を低下させる）
ことが望ましいと判断できる。従って、ＣＰＵ１６は変
数Ｃをインクリメントしてから（ステップＳ９）ステッ
プＳ１０に移行する。

【００２７】また、上記のケースでステップＳ７におい
て、起電圧Ｅが減少した場合は（「ＮＯ」）、ＩＤタグ
１１側の共振周波数が共振周波数ｆ0 に対して低い方に
ずれているので（図４，ｆL 側）、コンデンサ１４の接
続数をより少なくする（共振回路１５の共振周波数を上
昇させる）ことが望ましいと判断できる。従って、ＣＰ
Ｕ１６は変数Ｃをデクリメントしてから（ステップＳ
８）ステップＳ１０に移行する。

【００２８】ステップＳ１０において、ＣＰＵ１６は、
変数Ｃがコンデンサ１４の接続数の調整可能範囲にある
か（最大又は最小に達したか）否かを判断し、調整可能
範囲内にあれば（「ＹＥＳ」）、ステップＳ２に戻る。
従って、ステップＳ１，Ｓ８またはＳ９により変数Ｃを
変化させ、ステップＳ５でコンデンサ１４の接続数を切
り換えた結果、起電圧Ｅのレベルが下限値ＶL を上回り
ステップＳ３で「ＮＯ」と判断するまで、ステップＳ５
〜Ｓ１０のループを繰り返し実行する。

【００２９】また、ステップＳ１０において変数Ｃが調
整可能範囲を超えていれば（「ＮＯ」）、ＣＰＵ１６は
ステップＳ４に移行する。そして、この時点で起電圧Ｅ
が上限値ＶH 未満であれば（ステップＳ４，「Ｎ
Ｏ」）、電圧調整の目的は達成されるので処理を終了す
る。

【００３０】一方、起電圧Ｅのレベルが上限値ＶH 以上
であり、ＣＰＵ１６がステップＳ４において「ＹＥＳ」
と判断した場合は、ＩＤタグ１１側の共振周波数ｆが本
来の共振周波数ｆ0 に対してずれている，いないかにか
かわらず、リーダ４との通信距離が近すぎる状態にあ
る。この場合の共振回路１５の共振周波数ｆと起電圧Ｅ
との関係を図５に示す。

【００３１】この場合も、ＣＰＵ１６は、コンデンサ１
４の接続切り替えを行うと（ステップＳ１１）平滑回路
１７の起電圧Ｅのレベルを再び読み出し（ステップＳ１
２）、そのレベルがステップＳ２で読み出した時点から
減少したか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここ
で、起電圧Ｅが減少した場合は（「ＹＥＳ」）、ＩＤタ
グ１１側の共振周波数ｆは図５に示すｆL 側にあり、共
振周波数ｆ0 に対して遠ざかる方向に変化しているので
（図５における左方向）、コンデンサ１４を更に多く接
続することが望ましいと判断できる。従って、ＣＰＵ１
６は変数Ｃをインクリメントしてから（ステップＳ１
５）ステップＳ１６に移行する。

【００３２】また、ステップＳ１３において、起電圧Ｅ
が増加した場合は（「ＹＥＳ」）、ＩＤタグ１１側の共
振周波数ｆは図５に示すｆH 側にあり、共振周波数ｆ0
に近付く方向に変化しているので、コンデンサ１４の接
続数を減らす方向に変化させることが望ましい（図５に
おける右方向）。従って、ＣＰＵ１６は変数Ｃをデクリ
メントしてから（ステップＳ１４）ステップＳ１６に移
行する。

【００３３】ステップＳ１６において、ＣＰＵ１６は、
ステップＳ１０と同様に変数Ｃがコンデンサ１４の接続
数の調整可能範囲にあるか否かを判断し、調整可能範囲
内にあれば（「ＹＥＳ」）ステップＳ２に戻る。従っ
て、ステップＳ１，Ｓ１４またはＳ１５により変数Ｃを
変化させ、ステップＳ１１でコンデンサ１４の接続数を
切り換えた結果、起電圧Ｅのレベルが上限値ＶH 未満と
なりステップＳ４で「ＮＯ」と判断するまで、ステップ
Ｓ１１〜Ｓ１６のループを繰り返し実行する。また、ス
テップＳ１６において、変数Ｃが調整可能範囲を超えて
いれば（「ＮＯ」）、それ以上の調整は不能であるから
その時点で処理を終了する。尚、図３のフローチャート
において、ステップＳ２〜Ｓ４は検出ステップに対応
し、ステップＳ５〜Ｓ１０，Ｓ１１〜Ｓ１６は制御ステ
ップに対応する。

【００３４】斯様にして、リーダ４がＩＤタグ１１との
実質的な通信を行う前の段階で、ＩＤタグ１１側におい
て起電圧Ｅのレベル調整が自動的に行われ、リーダ４
は、その調整動作を全く意識することなく各ＩＤタグ１
１からデータの読取りをマルチリードモードで一括して
行うことができる。

【００３５】以上のように本実施例によれば、ＩＤタグ
１１のＣＰＵ１６は、リーダ４より送信される電波信号
に基づいて平滑回路１７が生成出力する動作用電源の電
圧レベルをＡ／Ｄ変換部２０によって検出し、その起電
圧Ｅに応じて、共振回路１５の共振周波数ｆを変化させ
るように制御する。

【００３６】従って、共振周波数ｆが適正な値ｆ0 から
ずれている場合や、共振周波数ｆ自体は適正であるにも
かかわらず、リーダ４との相対的な位置関係によって送
信される電波信号の電力が過剰となっている場合など
に、共振周波数ｆのずれを補正して起電圧Ｅを適正な範
囲に復帰させたり、共振周波数ｆをｆ0 に対して敢えて
ずらすように調整することで、過剰に供給されている電
力のレベルを緩和して適正な範囲に復帰させることが可
能となる。そして、複数のＩＤタグ１１からデータ読取
りを一括して行う場合に、ＩＤタグ１１が破壊されるこ
とや、動作用電源の供給不足によって読取りのエラーが
発生することなどを極力防止することができる。

【００３７】また、本実施例によれば、共振回路１５
を、コンデンサ１４の接続数を変化させることで容量Ｃ
が可変であるＬＣ共振回路１５で構成し、ＣＰＵ１６
は、起電圧Ｅに応じて共振回路１５の容量を変化させる
ようにしたので、部品配置にスペース上の制約があるＩ
Ｄタグ１１において、共振回路１５の共振周波数ｆを比
較的簡単な構成によって変化させることができる。

【００３８】（第２実施例）図６は本発明の第２実施例
を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号
を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説
明する。第２実施例のＩＤタグ３２では、平滑回路１７
からの出力電圧は、電源電圧検出回路（電圧検出手段）
３３にも与えられている。電源電圧検出回路３３は、例
えばウインドウコンパレータで構成されており、平滑回
路１７が生成して出力する起電圧Ｅが適正な範囲（上限
値ＶH ，下限値ＶL ）内にあるか比較を行い、その比較
結果を信号ＳH ，ＳL としてＣＰＵ１６Ａに出力するよ
うになっている。

【００３９】従って、ＣＰＵ１６Ａは、図３に示すフロ
ーチャートにおいて、ステップＳ２を省略し、ステップ
Ｓ３，Ｓ４における判断は、電源電圧検出回路３３の出
力信号ＳH ，ＳL を参照することで行うことができる。
即ち、ステップＳ３において、信号ＳL がロウレベルで
あれば、ＣＰＵ１６Ａは起電圧Ｅのレベルが下限値ＶL
を上回っており（「ＮＯ」）、信号ＳL がハイレベルで
あれば、起電圧Ｅのレベルが下限値ＶL 以下である
（「ＹＥＳ」）と判断できる。

【００４０】また、ステップＳ４において、信号ＳH が
ロウレベルであれば、ＣＰＵ１６Ａは起電圧Ｅのレベル
が上限値ＶH 未満であり（「ＮＯ」）、信号ＳH がハイ
レベルであれば、起電圧Ｅのレベルが上限値ＶH 以下で
ある（「ＹＥＳ」）、と判断できる。

【００４１】以上のように第２実施例によれば、起電圧
Ｅが適正な範囲内にあるか否かの比較を電源電圧検出回
路３３によって行うようにしたので、ＣＰＵ１６Ａにお
けるソフトウエアの処理負担をその分だけ軽減すること
ができる。また、ＣＰＵ１６Ａは、起電圧Ｅのレベル
が、ＶL ＜Ｅ＜ＶH の範囲内にあるかどうかの判断をよ
り迅速に行うことができる。

【００４２】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。共振回路のインダクタンス成分を変
化させて共振周波数を調整しても良い。回転寿司の皿に
埋め込まれるものに限ることなく、物品に内蔵された
り、付着，取り付けられた状態で使用されるＩＤタグで
あり、その物品が複数一か所に集められた状態でリーダ
によって一括で読取りされるものであれば、適用が可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例であり、ＩＤタグの電気的
構成を示す機能ブロック図

【図２】リーダの電気的構成を示す機能ブロック図

【図３】ＩＤタグのＣＰＵによる電圧調整処理の制御内
容を示すフローチャート

【図４】ＩＤタグの共振回路の共振周波数ｆと起電圧Ｅ
との関係を示す図（その１）

【図５】図４相当図（その２）

【図６】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図７】従来のＩＤタグが、回転寿司用の皿に内蔵され
た状態を示す図

【図８】図７に示す皿が積み重ねられた状態で、リーダ
によってデータの一括読取りが行われる状態を示す図

【符号の説明】

１は皿（物品）、４はリーダ、１１はＩＤタグ、１４は
コンデンサ、１５はＬＣ共振回路、１６，１６ＡはＣＰ
Ｕ（制御手段）、２０はＡ／Ｄ変換部（電圧検出手
段）、３２はＩＤタグ、３３は電源電圧検出回路（電圧
検出手段）を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物品に内蔵された状態で、或いは物品に
付帯した状態で使用され、リーダ側より送信される電波
信号より生成される動作用電源が供給されて動作するＩ
Ｄタグにおいて、前記電波信号を受信するものであり、共振周波数が可変
に構成される共振回路と、前記リーダ側より供給される動作用電源の電圧レベルを
検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段が検出した前記動作用電源の電圧レベ
ルに応じて、前記共振回路の共振周波数を変化させるよ
うに制御する制御手段とを備えて構成されることを特徴
とするＩＤタグ。
【請求項２】前記共振回路は、容量が可変のＬＣ共振
回路で構成されており、前記制御手段は、前記動作用電源の電圧レベルに応じ
て、前記共振回路の容量を変化させることを特徴とする
請求項１記載のＩＤタグ。
【請求項３】物品に内蔵された状態で、或いは物品に
付帯した状態で使用され、リーダ側より送信される電波
信号より生成される動作用電源が供給されて動作するＩ
Ｄタグの受信電力制御方法において、前記リーダ側より供給される動作用電源の電圧レベルを
検出する検出ステップと、前記動作用電源の電圧レベルに応じて、前記電波信号を
受信するための共振回路の共振周波数を変化させるよう
に制御する制御ステップとを有することを特徴とするＩ
Ｄタグの受信電力制御方法。
【請求項４】前記共振回路は、容量が可変のＬＣ共振
回路で構成されており、前記制御ステップにおいて、前記動作用電源の電圧レベ
ルに応じて、前記共振回路の容量を変化させることを特
徴とする請求項３記載のＩＤタグの受信電力制御方法。