JP2004038391A - 高周波タグシステム、高周波タグシステムの応答器又は質問器、計測方法、環境の計測方法、温度又は湿度の計測方法、及び温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法。 - Google Patents
高周波タグシステム、高周波タグシステムの応答器又は質問器、計測方法、環境の計測方法、温度又は湿度の計測方法、及び温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法。 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】消費電力が小さく、低コストで、信頼性の高い湿度、温度、圧力、照度、濃度の環境情報を測定可能な高周波タグシステム、高周波タグシステムの応答器又は質問器、計測方法、環境の計測方法、温度又は湿度の計測方法、及び温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法を実現する。
【解決手段】応答器２０は、共振回路２１と、ダイオード２６と、ダイオード２６で整流された電流を蓄える電源２７と、当該応答器２０を識別するＩＤを記憶しておりＩＤ信号を発生するＩＤ信号発生回路２８と、共振回路２１で受信された電波にＩＤ信号を重畳して変調波を生成する送信回路２５とから構成され、共振回路２１は、コイル２２とコンデンサ２３とからなる並列接続ＬＣ回路に、バリスタ等の抵抗２４を並列に接続しているので、応答器２０の回りの温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境変化により、周波数を一定に保ってＱ感度を変化させることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】応答器２０は、共振回路２１と、ダイオード２６と、ダイオード２６で整流された電流を蓄える電源２７と、当該応答器２０を識別するＩＤを記憶しておりＩＤ信号を発生するＩＤ信号発生回路２８と、共振回路２１で受信された電波にＩＤ信号を重畳して変調波を生成する送信回路２５とから構成され、共振回路２１は、コイル２２とコンデンサ２３とからなる並列接続ＬＣ回路に、バリスタ等の抵抗２４を並列に接続しているので、応答器２０の回りの温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境変化により、周波数を一定に保ってＱ感度を変化させることができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する高周波タグシステム、高周波タグシステムの応答器又は質問器、計測方法、環境の計測方法、温度又は湿度の計測方法、及び温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高周波タグシステムについて、図１１を参照して説明する。図１１は、従来の高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。図１１に示すように、従来の高周波タグシステムでは、質問器１００から電波を送信して、その電波を受信した応答器１１０では、当該応答器１１０を識別するＩＤ信号を受信した電波に重畳して変調波を生成して反射波として送信し、その反射波（変調波）を質問器１００で受信して応答器１１０を識別するようにしている。この質問器１００は、図１１に示すように、電波発信回路１０１と、受信回路１０２と、電波発信回路１０１及び受信回路１０２を切り替えるリレー１０６と、共振回路１０５とから構成され、共振回路１０５は、コンデンサ１０３とコイル１０４の並列接続ＬＣ回路となっており、共振回路１０５から電波が発信されるようになっている。
【０００３】
また、応答器１１０は、共振回路１１１と、受信した電波を整流するダイオード１１５と、ダイオード１１５で整流された電流を蓄える電源１１６と、当該応答器１１０を識別するＩＤを記憶しておりＩＤ信号を発生するＩＤ信号発生回路１１７と、共振回路１１１で受信された電波にＩＤ信号を重畳して変調波を生成する送信回路１１４とから構成されている。また、共振回路１１１は、コンデンサ１１３とコイル１１２とからなる並列接続ＬＣ回路となっており、共振回路１１１から変調波を質問器１００に返信するようになっている。質問器１００では、応答器１１０から受信した変調波から受信回路１０２がＩＤ情報を検出して、質問器１００に接続された図示外のコンピュータ等に出力するようになっている。この従来の高周波タグシステムでは、ＩＤ情報は、主にバーコードの代替を目的としており、バーコードに比べて、大記録容量、書換による再利用が可能な点を特徴としていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の高周波タグシステムでは、応答器１１０を生鮮食品などの温度、湿度圧力、照度、濃度等の管理が管理が必要な用途に利用するときには、湿度、温度、圧力、照度、濃度の情報を応答器１１０から収集するために、応答器１１０に湿度センサ、温度センサ、圧力センサ、照度センサ等の計測回路を設け、前記計測回路の計測信号をＣＰＵ等による演算装置により応答器１１０のデータ転送回路（図示外）に合致するデータに変換した後、送信回路１１４からの信号に重畳させて共振回路１１１を介して、質問器１００へデータとして送信する必要があり、応答器１１０での消費電力が大きくなり電力が不足するという問題点があった。また、応答器１１０毎に計測回路、データ変換回路、重畳回路、ＣＰＵ等を搭載しなければならず、応答器１１０が軽量化・低価格化できないという問題点があった。一般的に高周波タグシステムは１つの質問器で多数の応答器のデータを収集するため、応答器が軽量化・低価格化できない問題は、高周波タグシステムの環境情報が必要な分野への応用の大きな妨げになっていた。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、消費電力が小さく、低コストで、信頼性の高い湿度、温度、圧力、照度、濃度の環境情報を測定可能な高周波タグシステム、高周波タグシステムの応答器又は質問器、計測方法、環境の計測方法、温度又は湿度の計測方法、及び温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の高周波タグシステムでは、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信する高周波タグシステムであって、前記質問器は、前記主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記応答器が返信した前記反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した前記反射波から前記応答器の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性の変化を検出する環境特性変化検出手段とを備え、前記応答器は、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し、前記反射波を送信する共振回路と、当該共振回路で受信された前記主搬送波を所定の信号で変調する変調回路とを備え、前記共振回路は、前記環境特性の変化により抵抗値、キャパシタンス値又はインダクタンス値などの回路特性が変化する回路素子を備え、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記回路素子の前記回路特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の前記環境を検出することを特徴とする構成となっている。
【０００７】
この構成の高周波タグシステムでは、質問器の主搬送波送信手段は、主搬送波を送信し、反射波受信手段は、応答器が返信した反射波を受信し、環境特性変化検出手段は、反射波受信手段が受信した反射波から応答器の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性の変化を検出する。応答器の共振回路は、主搬送波送信手段から送信された主搬送波を受信し、反射波を送信し、変調回路は、共振回路で受信された主搬送波を所定の信号で変調する。共振回路は、環境特性の変化により抵抗値、キャパシタンス値又はインダクタンス値などの回路特性が変化する回路素子を備え、質問器の環境特性変化検出手段は、回路素子の回路特性の変化に伴う共振回路からの反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、回路素子の環境を検出する。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化により生じることを特徴とする構成となっている。
【０００９】
この構成の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の作用に加えて、反射波の特性の変化は、共振回路の共振周波数の変化により生じる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることを特徴とする構成となっている。
【００１１】
この構成の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の作用に加えて、反射波の特性の変化は、共振回路のＱ感度の変化により生じる。
【００１２】
また、請求項４に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することを特徴とする構成となっている。
【００１３】
この構成の高周波タグシステムでは、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化する。
【００１４】
また、請求項５に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項３に記載の発明の構成に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出することを特徴とする構成となっている。
【００１５】
この構成の高周波タグシステムでは、請求項３に記載の発明の作用に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出する。
【００１６】
また、請求項６に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、質問器から送信された主搬送波を受信して、当該主搬送波に所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信する高周波タグシステムの応答器であって、前記応答器は、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し、反射波を送信する共振回路と、当該共振回路で受信された前記主搬送波を所定の信号で変調する変調回路とを備え、前記共振回路は、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により回路特性の変化する回路素子を備え、当該回路素子の回路特性の変化による前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせることで、前記回路素子の前記環境を前記質問器に伝えることを特徴とする構成となっている。
【００１７】
この構成の高周波タグシステムの応答器では、質問器から送信された主搬送波を受信して、当該主搬送波に所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信する高周波タグシステムの応答器であって、前記応答器は、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し、反射波を送信する共振回路と、当該共振回路で受信された前記主搬送波を所定の信号で変調する変調回路とを備え、前記共振回路は、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により回路特性の変化する回路素子を備え、当該回路素子の回路特性の変化による前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせることで、前記回路素子の前記環境を前記質問器に伝える。
【００１８】
また、請求項７に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化により生じることを特徴とする構成となっている。
【００１９】
この構成の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の作用に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化により生じる。
【００２０】
また、請求項８に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることを特徴とする構成となっている。
【００２１】
この構成の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の作用に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じる。
【００２２】
また、請求項９に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６又は７に記載の発明の構成に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することを特徴とする構成となっている。
【００２３】
この構成の高周波タグシステムの応答器では、請求項６又は７に記載の発明の作用に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化する。
【００２４】
また、請求項１０に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項８に記載の発明の構成に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を前記質問器に伝えることを特徴とする構成となっている。
【００２５】
この構成の高周波タグシステムの応答器では、請求項８に記載の発明の作用に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を前記質問器に伝える。
【００２６】
また、請求項１１に係る発明の高周波タグシステムの質問器では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する高周波タグシステムの質問器であって、前記主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記応答器が返信した前記反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した前記反射波から前記応答器の電圧又は位相特性の変化を検出する環境特性変化検出手段とを備え、前記環境特性変化検出手段は、前記応答器の共振回路の回路素子の温度、湿度、電圧、照度、濃度等の環境の変化による環境特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の前記環境を検出することを特徴とする構成となっている。
【００２７】
この構成の高周波タグシステムの質問器では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する高周波タグシステムの質問器であって、前記主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記応答器が返信した前記反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した前記反射波から前記応答器の電圧又は位相特性の変化を検出する環境特性変化検出手段とを備え、前記環境特性変化検出手段は、前記応答器の共振回路の回路素子の温度、湿度、電圧、照度、濃度等の環境の変化による環境特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の前記環境を検出する。
【００２８】
また、請求項１２に係る発明の計測方法では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信して前記応答器の周囲温度、周囲湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性を計測する計測方法であって、前記質問器に設けられた主搬送波送信手段から主搬送波を送信し、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し前記反射波を送信する前記応答器の共振回路では、回路素子の環境の変化による抵抗値又はキャパシタンス値、インダスタンス値等の回路特性の変化を補正せず、前記質問器に設けられた環境特性変化検出手段は、前記回路素子の環境の変化による回路特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出することを特徴とする構成となっている。
【００２９】
この構成の計測方法では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信して前記応答器の周囲温度、周囲湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性を計測する計測方法であって、前記質問器に設けられた主搬送波送信手段から主搬送波を送信し、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し前記反射波を送信する前記応答器の共振回路では、回路素子の環境の変化による抵抗値又はキャパシタンス値、インダスタンス値等の回路特性の変化を補正せず、前記質問器に設けられた環境特性変化検出手段は、前記回路素子の環境の変化による回路特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出する。
【００３０】
また、請求項１３に係る発明の計測方法では、請求項１２に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化に基づいて生じる温度又は湿度を測定することにより求められることを特徴とする構成となっている。
【００３１】
この構成の計測方法では、請求項１２に記載の発明の作用に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化に基づいて生じる温度又は湿度を測定することにより求められる。
【００３２】
また、請求項１４に係る発明の環境の計測方法では、請求項１２に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることを特徴とする構成となっている。
【００３３】
この構成の環境の計測方法では、請求項１２に記載の発明の作用に加えて、前記反射波の特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じる。
【００３４】
また、請求項１５に係る発明の温度又は湿度の計測方法では、請求項１２又は１３に記載の発明の構成に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数はリアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することを特徴とする構成となっている。
【００３５】
この構成の環境の計測方法では、請求項１２又は１３に記載の発明の作用に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数はリアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化する。
【００３６】
また、請求項１６に係る発明の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法では、請求項１４に記載の発明の構成に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境を検出することを特徴とする構成となっている。
【００３７】
この構成の環境の計測方法では、請求項１４に記載の発明の作用に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境を検出する。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態について図面を参照して説明する。まず、第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１は、本発明を具体化した第１の実施の形態である高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。図１に示すように、高周波タグシステムでは、質問器１０から電波を送信して、その電波を受信した応答器２０では、当該応答器２０を識別するＩＤ信号を受信した電波に重畳して変調波を生成して反射波として送信し、その反射波（変調波）を質問器１０で受信して応答器２０を識別するようにしている。
【００３９】
この質問器１０は、図１に示すように、電波発信回路１１と、受信回路１２と、電波発信回路１１及び受信回路１２を切り替えるリレー１７と、共振回路１５と、電圧測定器１６とから構成され、共振回路１５は、コンデンサ１３とコイル１４の並列接続ＬＣ回路となっており、共振回路１５から電波が発信されるようになっている。また、共振回路１５の端子間に電圧測定器１６が接続されている。
【００４０】
また、応答器２０は、共振回路２１と、受信した電波を整流するダイオード２６と、ダイオード２６で整流された電流を蓄える電源２７と、当該応答器２０を識別するＩＤを記憶しておりＩＤ信号を発生するＩＤ信号発生回路２８と、共振回路２１で受信された電波にＩＤ信号を重畳して変調波を生成する送信回路２５とから構成され、共振回路２１から変調波を質問器１０に返信するようになっている。共振回路２１は、コイル２２とコンデンサ２３とからなる並列接続ＬＣ回路に、バリスタ等の抵抗２４を並列に接続している。この共振回路２１へのバリスタ等の抵抗２４の並列接続により、応答器２０の回りの温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境変化により、周波数を一定に保ってＱ感度を変化させることができる。この応答器２０は、薄い小型の板状に形成され、食品等に貼付できるようになっており、所謂、高周波タグ又はＲＦタグと呼ばれるものである。質問器１０では、応答器２０から受信した変調波から受信回路１２がＩＤを検出して、質問器１０に接続された図示外のコンピュータ等に情報を出力するようになっている。また、応答器２０側での温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境変化により、共振回路２１の共振周波数、データ伝送を変化させずに、Ｑ感度を変化させることができるので、そのＱ感度の変化を質問器１０側で、共振回路１５の共振周波数の近傍の周波数の端子間電圧を電圧測定器１６で計測することにより、応答器２０側での温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を検出することができる。
【００４１】
次に、応答器２０側での温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を測定する場合の抵抗２４として用いるセンサ素子について説明する。
【００４２】
（照度の強弱変化の検出の場合）照度の強弱の変化の環境条件を検出する場合は抵抗２４として光の強弱で抵抗値が変化するＣｄＳ（ＣｄＳ： 硫化カドミウム， ＣＡＤＭＩＵＭ ＳＵＬＦＩＤＥ）セル型の光センサ素子を使用する。
【００４３】
（ガス濃度変化の検出の場合）ガス濃度の変化を検出する場合は抵抗２４として酸化スズ（ＳｎＯ２）セル素子を使用する。
【００４４】
（温度高低変化の検出の場合）温度の変化を検出する場合は抵抗２４として、温度の高低で抵抗値が変化するサーミスタ素子を使用する。
【００４５】
（湿度変化の検出の場合）湿度の変化を検出する場合は、抵抗２４として第４級アンモニウム塩やスルホン酸基をベースとした乾湿球材料を使用して吸湿することにより抵抗が減少する性質を利用した湿度センサ素子を使用する。
【００４６】
（圧力変化の検出の場合）圧力の変化を検出する場合は抵抗２４として、圧力による内部抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子による圧力センサ素子を使用する。
【００４７】
次に、上記のように構成された第１の実施の形態の高周波タグでの共振回路２１の共振周波数、データ伝送を変化させずに、Ｑ感度を変化させることで、質問器１０側で、応答器２０側での温度、湿度、圧力、照度、濃度の変化を検出することができる。この原理を図２及び図３を参照して、説明する。図２は、応答器２０側の共振回路２１でのＱ感度の変化によって、同調の中心周波数が同じでも、近傍の減衰スロープの傾きが変化した状態を示すグラフであり、図３は、温度とＱとの関係を示すテーブルである。
【００４８】
無線通信でいうＱとは、”Ｑｕａｌｉｔｙ”を表す。つまり共振回路の品質を意味し、共振回路のＱとは、弁別性の鋭さ”Ｓｈａｐｅ Ｆａｃｔｏｒ”であり、エンベロープの微分特性である。まず、図２に示すように、質問器１０で発振周波数をω０から−Δｆ（ω１）及び＋Δｆ（ω２）に変化させたときに、質問器１０の共振回路１５の近傍の電圧の減衰の割合である電圧ｅ００と電圧ｅ０１の比を計測する。即ち、図３に示すように、「Ｑ０＝ｅ０１／ｅ００」を求める。温度がｔ０からｔ１に変化したことによって、Ｑ感度が変化した時、周波数ω０の場合の電圧ｅ１０、周波数ω１の場合の電圧ｅ１１及び周波数ω２の場合の電圧ｅ１１’との比を計測し、新しい比として、図３に示すように、「Ｑ１’＝ｅ１１／ｅ１０」及び「Ｑ２’＝ｅ１１’／ｅ００」を求める。その傾き（微分比）は、ＬＣの並列共振は２次式であるがゆえ、周波数偏移（ω０〜ω１）及び周波数偏移（ω０〜ω２）が同じ偏移量でも比は一定にならない。よって、温度変化ｔ０〜ｔ１によって移動したＱ１点、Ｑ１’点、Ｑ２点、Ｑ２’点の電圧比は、温度ｔ０と温度ｔ１で異なることになる。
【００４９】
従って、周波数を一定に保ちながら温度の変化にに応じたＱ感度の変化を予め測定して、図３に示す表のようなテーブルデータにしておけば、実測されたＱの値が、Ｑ１’ならＱテーブルＸを用いることによって温度１０度、実測されたＱの値が、Ｑ０ならＱテーブルＹを用いることによって温度２０度、実測されたＱの値が、Ｑ２’ならＱテーブルＺを用いることによって温度３０度と判別することができる。
【００５０】
次に、温度変化によって共振周波数ω０が変化しない点について説明する。温度変化によって共振周波数ω０が変化しないのは、Ｑ感度において、周波数と温度とは互いにコヒレンシを持たないからである。具体的には、図１に示す応答器２０の共振回路２１のアンテナ端子インピーダンスＺは、次に示す式１となる。
【数１】
【００５１】
この式１をｊωをｓとして、有理関数にすると、次に示す式２となる。
【数２】
【００５２】
この式２を因数分解できる形に直すと、次に示す式３となる。
【数３】
【００５３】
この式３を解くと、次に示す式４となる。
【数４】
【００５４】
ここで、Ｚ（ｓ）が極大になるｓの値は（ｊω０）、共振周波数ω０とすると、次に示す式５となる。
【数５】
【００５５】
また、ＱはＺの両端の電圧が次に示す式６になる値だから、
【数６】
従って、
Ｑ＝ω０ＣＲ
となる。
【００５６】
つまり、共振周波数ω０はＬＣによって決定されるのに対し、Ｑは共振周波数ω０を固定しても抵抗２４によって変化することが分かる。また、抵抗２４の値を変化させても共振周波数ω０は変化しない。つまり、抵抗２４の値が温度によって変化した場合でも共振周波数は変化せず、Ｑのみ変化することが分かる。
【００５７】
次に、図４に示すフローチャートを参照して、上記のＱ感度の特徴を利用して、応答器２０の共振回路２１の温度等の算出方法を説明する。図４は、質問器１０に内蔵又は接続された図示外のＣＰＵやコンピュータにより行われる温度等の算出方法のフローチャートである。
【００５８】
図４に示すように、初めに、共振周波数ω０でまず、受信装置側で電界強度Ｅ０を計測する（同時にＩＤデータを収集する）（Ｓ１０）。次に、共振周波数から少しずらした周波数でＥ１を計測する（Ｓ１２）。そして、Ｅ１／Ｅ０を演算し、周波数の変化量に対する電圧の変化量を求め、これをＱｔとする（Ｓ１４）。Ｑｔ＝Ｅ１／Ｅ０である。前記Ｑｔと［００４８］、［００４９］段落に示した周囲温度とＱとの関係を測定した結果（本実施例では摂氏１０度単位）であるＱテーブルとを比較することによって、ＱｔがＸ、Ｙ、Ｚの何れかに相当することが分かる（Ｓ１６）。例えば、Ｑｔ＝Ｘであれば、測定した周囲温度は摂氏１０度である。
【００５９】
事前にＱと温度の関係を示したＱテーブルの測定数、測定範囲を増やしておけば、応答器の抵抗２４が熱的破壊、もしくは飽和されない範囲内で、本実施例の摂氏１０度単位以上の解像度、摂氏１０度−３０度より広範囲で測定することも可能である。また、抵抗２４を温度以外、例えば光で抵抗値が変化するＣｄＳセルに取り替えることにより周囲の照度も同様に測定することも可能である。同様に、他の環境特性（湿度、電圧、圧力、濃度）も同様に測定することができる。
【００６０】
以上説明したように、第１の実施の形態の高周波タグシステムでは、タブ側に、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の検出に必要な各高度なセンサ及び当該センサからのデータを処理するＣＰＵ等は不要となり、応答器２０を微少な電力で動作させることができる。また、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の検出したデータを、応答器２０から質問器１０へ送信する反射波の本来の高周波タグ情報に重乗させる必要がない。また、追加の回路によって共振周波数は変化しないので、従来の高周波タグと混在して利用可能である。また、従来のものに対して、応答器２０の共振回路２１に追加される部品は、抵抗２４のみなので、コストアップを防ぐことができる。
【００６１】
尚、上記の第１の実施の形態では、温度の検出の場合を中心にして説明したが、湿度、圧力、照度、濃度等の検出も同様に行えることは言うまでもない。
【００６２】
次に、第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。図５は、本発明を具体化した第２の実施の形態である高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。図５に示すように、この第２の実施の形態の高周波タグシステムでは、第１の実施の形態の高周波タグシステムと同様に、質問器１０から電波を送信して、その電波を受信した応答器２０では、当該応答器２０を識別するＩＤ信号を受信した電波に重畳して変調波を生成して反射波として送信し、その反射波（変調波）を質問器１０で受信して応答器２０を識別するようにしている。
【００６３】
この質問器１０は、図５に示すように、電波発信回路１１と、受信回路１２と、電波発信回路１１及び受信回路１２を切り替えるリレー１７と、共振回路１５と、電圧測定器１６とから構成され、共振回路１５は、コンデンサ１３とコイル１４の並列接続ＬＣ回路となっており、共振回路１５から電波が発信されるようになっている。また、共振回路１５の端子間に電圧測定器１６が接続されている。
【００６４】
また、応答器２０は、共振回路２１と、受信した電波を整流するダイオード２６と、ダイオード２６で整流された電流を蓄える電源２７と、当該応答器２０を識別するＩＤを記憶しておりＩＤ信号を発生するＩＤ信号発生回路２８と、共振回路２１で受信された電波にＩＤ信号を重畳して変調波を生成する送信回路２５とから構成され、共振回路２１から変調波を質問器１０に返信するようになっている。共振回路２１は、コイル２２とコンデンサ２３とからなる並列接続ＬＣ回路であるが、共振回路２１を構成するリアクタンス素子（インダクタンス素子であるコイル２２、及びキャパシタンス素子であるコンデンサ２３）に、以下の４種類の環境条件によってインダクタンス値又は静電容量値が変化するＬ（インダクタンス素子）、Ｃ（コンデンサ、キャパシタンス素子）を使用して共振回路２１を構成する。
【００６５】
（温度高低変化の場合）温度の変化を検出する場合はＬとして、温度の高低で誘電率が変化するフェライトなどを使用した圧粉心、又は黄銅をコイル内に挿入し、温度の高低でインダクタンス値が変化するコイルを使用する。又はＣとして、温度の高低で静電容量値が変化するセラミック型コンデンサを使用する。
【００６６】
（湿度変化の場合）湿度の変化を検出する場合は、Ｃとしてセルロース系の親水性高分子を乾湿材料が、吸着する水分の量に応じて静電容量値が変化する性質を利用した湿度センサ素子を使用する。
【００６７】
（圧力変化の場合）圧力の変化を検出する場合はシリコンとガラスを陽極接合した対向電極構造を持つ容量型センサなどによる圧力の高低によって静電容量値が変化する容量式圧力センサ素子を使用する。
【００６８】
（加速度変化の場合）加速度の増減を変化を検出する場合は特開平８−３２０２６８に示された容量型センサによる加速度の増減よって静電容量値が変化する容量式圧力センサ素子を使用する。
【００６９】
共振周波数を変化させることができる以上のようなリアクタンス素子により共振回路２１を構成することにより、応答器２０の回りの温度、湿度、圧力、加速度等の環境変化により、Ｑ感度を一定に保って周波数を変化させることができる。この応答器２０は、薄い小型の板状に形成され、食品等に貼付できるようになっており、所謂、高周波タグ又はＲＦタグと呼ばれるものである。質問器１０では、応答器２０から受信した変調波から受信回路１２がＩＤを検出して、質問器１０に接続された図示外のコンピュータ等に情報を出力するようになっている。また、応答器２０側での温度、湿度、圧力、加速度等の環境変化により、共振回路２１の共振周波数、データ伝送を変化させずに、Ｑ感度を一定に保って周波数を変化させることができるので、Ｑ感度のピーク検出を変化させ、ピーク時の共振周波数ω０の近傍の周波数の端子間電圧のピーク値を電圧測定器１６で計測することにより、応答器２０側での温度、湿度、圧力、加速度等の環境の変化を検出することができる。
【００７０】
上記のように構成された第２の実施の形態の高周波タグシステムでの共振回路２１の共振周波数、データ伝送を変化させずに、Ｑ感度を一定に保って周波数を変化させることで、質問器１０側で、応答器２０側での温度、湿度、圧力、加速度等の変化を検出することができる。この原理を図６及び図７を参照して、説明する。図６は、応答器２０側の共振回路２１での温度、湿度、圧力、加速度等の環境の変化によって、質問器１０で検出される周波数を示すグラフであり、図７は、環境条件により受信電圧が最大になる周波数値を示したテーブルである。
【００７１】
第２の実施の形態の高周波タグシステムでは、応答器２０の周囲環境条件の変化によって、共振回路２１のコイル２２のＬ、又はコンデンサ２３のＣの値が変化し同調の中心周波数が変化する。例えば、図６及び図７に示すように、環境条件Ｅａを、有る環境条件０での質問器１０の共振回路１５での電圧が最大になる周波数ｆ０とし、環境条件Ｅｂを、ある環境条件１での質問器１０の共振回路１５での電圧が最大になる周波数ｆ１とすると、質問器１０の共振回路１５で検出される周波数により、質問器１０の共振回路１５での電圧が最大になる周波数がｆ０なら例えば温度がＥａであると検出でき、質問器１０の共振回路１５での電圧が最大になる周波数がｆ１なら例えば温度がＥｂであると検出できる。
【００７２】
以上説明したように、第２の実施の形態の高周波タグシステムでは、温度、湿度、圧力、加速度等の検出に各高度なセンサ及び当該センサからのデータを処理するＣＰＵ等は不要となり、応答器２０を微少な電力で動作させることができる。また、温度、湿度、圧力、加速度等のデータを、応答器２０から質問器１０へ送信する反射波の本来の高周波タグ情報に重乗させる必要がない。また、追加の回路によって共振周波数は変化しないので、従来の高周波タグと混在して利用可能である。また、従来のものに対して、応答器２０の共振回路２１に追加される部品なく、共振回路２１を構成するコイル２２及びコンデンサ２３を温度、湿度、圧力、加速度等の検出特性を持つ部品に変えるだけなので、コストアップを防ぐことができる。
【００７３】
次に、上記の第１の実施の形態の高周波タグシステムを用いて、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に検出する方法を図８を参照して説明する。図８は、Ｑ感度変化と２点の位相差を示すグラフである。図８に示すように、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に行う為には、Ｑ感度変化による電圧比測定以外に２点の位相差を用いることでも可能である。具体的には、Ｑ感度の違いにより、共振周波数ω０の近傍で、位相変化の傾きが異なる事を利用する。まず、共振周波数ω０から−Δｆずらした周波数ω１の位相Ｐｂ（−Δｆ）を計測する。次に、共振周波数ω０から＋Δｆずらした周波数 ω２の位相Ｐｂ（＋Δｆ）を計測する。温度変化によりＱ感度がＱ０からＱ１に変化した時には位相Ｐａは変化しないが、位相Ｐｂは位相Ｐｂ’へと変化する。位相Ｐａと位相Ｐｂとの位相差量を、事前に計測した温度と位相差量のテーブルに照らし合わせ、応答器２０の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を計測することができる。
【００７４】
次に、上記の第１及び第２の実施の形態の高周波タグシステムを用いて、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に検出する方法を図９及び図１０を参照して説明する。図９は、第１の実施の形態において、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により位相特性が変化した状態を示すグラフであり、Ｉｍ軸が「虚軸」であり、紙面に垂直なＲｅ軸が「実軸」である。図１０は、第２の実施の形態において、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により位相特性が変化した状態を示すグラフであり、Ｉｍ軸が「虚軸」であり、紙面に垂直なＲｅ軸が「実軸」である。温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に検出する場合には、質問器１０の電圧測定器１６として、ベクトル電圧計を利用する。そして、図９に示すように、温度や湿度等の環境の変化により第１の実施の形態の応答器２０の抵抗２４の抵抗値がＲ１ からＲ２に変化すると、Ｑが、Ｑ１からＱ２に変化し、その近傍の位相がθ０からθ１ に変化する。この位相特性の変化により、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に検出することができる。
【００７５】
また、図１０に示すように、第２の実施の形態の応答器２０では、温度、湿度、圧力、加速度等の環境の変化によって、共振回路２１のコイル２２のＬ又はコンデンサ２３のＣの変化による中心周波数が０からω１に変化すると、その近傍の位相がθ０からθ２ に変化する。この位相特性の変化により、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に検出することができる。
【００７６】
さらに、本発明では、上記の実施の形態に限られず、各種の応用が可能である。例えば、応答器２０は、生鮮食品だけでなく、温度や湿度等の環境の管理がいる各種の工業製品にも用いることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１に記載の発明の高周波タグシステムでは、質問器の主搬送波送信手段は、主搬送波を送信し、反射波受信手段は、応答器が返信した反射波を受信し、環境特性変化検出手段は、反射波受信手段が受信した反射波から応答器の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性の変化を検出することができる。応答器の共振回路は、主搬送波送信手段から送信された主搬送波を受信し、反射波を送信し、変調回路は、共振回路で受信された主搬送波を所定の信号で変調することができる。共振回路は、環境特性の変化により抵抗値、キャパシタンス値又はインダクタンス値などの回路特性が変化する回路素子を備え、質問器の環境特性変化検出手段は、回路素子の回路特性の変化に伴う共振回路からの反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、回路素子の環境を検出することができる。従って、応答器が簡単な構造となり、省電力化及び低コスト化を図ることができる。
【００７８】
また、請求項２に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、反射波の特性の変化は、共振回路の共振周波数の変化により生じることができる。
【００７９】
また、請求項３に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、反射波の特性の変化は、共振回路のＱ感度の変化により生じることができる。
【００８０】
また、請求項４に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することができる。
【００８１】
また、請求項５に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項３に記載の発明の効果に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出することができる。
【００８２】
また、請求項６に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、質問器から送信された主搬送波を受信して、当該主搬送波に所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信する高周波タグシステムの応答器であって、前記応答器は、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し、反射波を送信する共振回路と、当該共振回路で受信された前記主搬送波を所定の信号で変調する変調回路とを備え、前記共振回路は、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により回路特性の変化する回路素子を備え、当該回路素子の回路特性の変化による前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせることで、前記回路素子の前記環境を前記質問器に伝えることができる。従って、応答器が簡単な構造となり、省電力化及び低コスト化を図ることができる。
【００８３】
また、請求項７に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の効果に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化により生じることができる。
【００８４】
また、請求項８に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の効果に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることができる。
【００８５】
また、請求項９に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６又は７に記載の発明の効果に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することができる。
【００８６】
また、請求項１０に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項８に記載の発明の効果に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を前記質問器に伝えることができる。
【００８７】
また、請求項１１に係る発明の高周波タグシステムの質問器では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する高周波タグシステムの質問器であって、前記主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記応答器が返信した前記反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した前記反射波から前記応答器の電圧又は位相特性の変化を検出する環境特性変化検出手段とを備え、前記環境特性変化検出手段は、前記応答器の共振回路の回路素子の温度、湿度、電圧、照度、濃度等の環境の変化による環境特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の前記環境を検出することができる。
【００８８】
また、請求項１２に係る発明の計測方法では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信して前記応答器の周囲温度、周囲湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性を計測する計測方法であって、前記質問器に設けられた主搬送波送信手段から主搬送波を送信し、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し前記反射波を送信する前記応答器の共振回路では、回路素子の環境の変化による抵抗値又はキャパシタンス値、インダスタンス値等の回路特性の変化を補正せず、前記質問器に設けられた環境特性変化検出手段は、前記回路素子の環境の変化による回路特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出することができる。
【００８９】
また、請求項１３に係る発明の計測方法では、請求項１２に記載の発明の効果に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化に基づいて生じる温度又は湿度を測定することにより求めることができる。
【００９０】
また、請求項１４に係る発明の環境の計測方法では、請求項１２に記載の発明の効果に加えて、前記反射波の特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることができる。
【００９１】
また、請求項１５に係る発明の温度又は湿度の計測方法では、請求項１２又は１３に記載の発明の効果に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数はリアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することができる。
【００９２】
また、請求項１６に係る発明の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法では、請求項１４に記載の発明の効果に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を具体化した第１の実施の形態である高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。
【図２】図２は、応答器２０側の共振回路２１でのＱ感度の変化によって、同調の中心周波数が同じでも、近傍の減衰スロープの傾きが変化した状態を示すグラフである。
【図３】図３は、温度とＱとの関係を示すテーブルである。
【図４】図４は、質問器１０に内蔵又は接続された図示外のコンピュータにより行われる温度等の算出方法のフローチャートである。
【図５】図５は、本発明を具体化した第２の実施の形態である高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。
【図６】図６は、応答器２０側の共振回路２１での温度、湿度、圧力、加速度等の環境の変化によって、質問器１０で検出される周波数を示すグラフである。
【図７】図７は、環境条件により受信電圧が最大になる周波数値を示したテーブルである。
【図８】図８は、Ｑ感度変化と２点の位相差を示すグラフである。
【図９】図９は、第１の実施例について、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により位相特性が変化した状態を示すグラフである。
【図１０】図１０は、第２の実施例について、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により位相特性が変化した状態を示すグラフである。
【図１１】図１１は、従来の高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。
【符号の説明】
１０ 質問器
１１ 電波発信回路
１２ 受信回路
１３ コンデンサ
１４ コイル
１５ 共振回路
１６ 電圧測定器
１７ リレー
２０ 応答器
２１ 共振回路
２２ コイル
２３ コンデンサ
２４ 抵抗
２５ 送信回路
２６ ダイオード
２７ 電源
２８ ＩＤ信号発生回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する高周波タグシステム、高周波タグシステムの応答器又は質問器、計測方法、環境の計測方法、温度又は湿度の計測方法、及び温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高周波タグシステムについて、図１１を参照して説明する。図１１は、従来の高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。図１１に示すように、従来の高周波タグシステムでは、質問器１００から電波を送信して、その電波を受信した応答器１１０では、当該応答器１１０を識別するＩＤ信号を受信した電波に重畳して変調波を生成して反射波として送信し、その反射波（変調波）を質問器１００で受信して応答器１１０を識別するようにしている。この質問器１００は、図１１に示すように、電波発信回路１０１と、受信回路１０２と、電波発信回路１０１及び受信回路１０２を切り替えるリレー１０６と、共振回路１０５とから構成され、共振回路１０５は、コンデンサ１０３とコイル１０４の並列接続ＬＣ回路となっており、共振回路１０５から電波が発信されるようになっている。
【０００３】
また、応答器１１０は、共振回路１１１と、受信した電波を整流するダイオード１１５と、ダイオード１１５で整流された電流を蓄える電源１１６と、当該応答器１１０を識別するＩＤを記憶しておりＩＤ信号を発生するＩＤ信号発生回路１１７と、共振回路１１１で受信された電波にＩＤ信号を重畳して変調波を生成する送信回路１１４とから構成されている。また、共振回路１１１は、コンデンサ１１３とコイル１１２とからなる並列接続ＬＣ回路となっており、共振回路１１１から変調波を質問器１００に返信するようになっている。質問器１００では、応答器１１０から受信した変調波から受信回路１０２がＩＤ情報を検出して、質問器１００に接続された図示外のコンピュータ等に出力するようになっている。この従来の高周波タグシステムでは、ＩＤ情報は、主にバーコードの代替を目的としており、バーコードに比べて、大記録容量、書換による再利用が可能な点を特徴としていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の高周波タグシステムでは、応答器１１０を生鮮食品などの温度、湿度圧力、照度、濃度等の管理が管理が必要な用途に利用するときには、湿度、温度、圧力、照度、濃度の情報を応答器１１０から収集するために、応答器１１０に湿度センサ、温度センサ、圧力センサ、照度センサ等の計測回路を設け、前記計測回路の計測信号をＣＰＵ等による演算装置により応答器１１０のデータ転送回路（図示外）に合致するデータに変換した後、送信回路１１４からの信号に重畳させて共振回路１１１を介して、質問器１００へデータとして送信する必要があり、応答器１１０での消費電力が大きくなり電力が不足するという問題点があった。また、応答器１１０毎に計測回路、データ変換回路、重畳回路、ＣＰＵ等を搭載しなければならず、応答器１１０が軽量化・低価格化できないという問題点があった。一般的に高周波タグシステムは１つの質問器で多数の応答器のデータを収集するため、応答器が軽量化・低価格化できない問題は、高周波タグシステムの環境情報が必要な分野への応用の大きな妨げになっていた。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、消費電力が小さく、低コストで、信頼性の高い湿度、温度、圧力、照度、濃度の環境情報を測定可能な高周波タグシステム、高周波タグシステムの応答器又は質問器、計測方法、環境の計測方法、温度又は湿度の計測方法、及び温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明の高周波タグシステムでは、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信する高周波タグシステムであって、前記質問器は、前記主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記応答器が返信した前記反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した前記反射波から前記応答器の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性の変化を検出する環境特性変化検出手段とを備え、前記応答器は、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し、前記反射波を送信する共振回路と、当該共振回路で受信された前記主搬送波を所定の信号で変調する変調回路とを備え、前記共振回路は、前記環境特性の変化により抵抗値、キャパシタンス値又はインダクタンス値などの回路特性が変化する回路素子を備え、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記回路素子の前記回路特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の前記環境を検出することを特徴とする構成となっている。
【０００７】
この構成の高周波タグシステムでは、質問器の主搬送波送信手段は、主搬送波を送信し、反射波受信手段は、応答器が返信した反射波を受信し、環境特性変化検出手段は、反射波受信手段が受信した反射波から応答器の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性の変化を検出する。応答器の共振回路は、主搬送波送信手段から送信された主搬送波を受信し、反射波を送信し、変調回路は、共振回路で受信された主搬送波を所定の信号で変調する。共振回路は、環境特性の変化により抵抗値、キャパシタンス値又はインダクタンス値などの回路特性が変化する回路素子を備え、質問器の環境特性変化検出手段は、回路素子の回路特性の変化に伴う共振回路からの反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、回路素子の環境を検出する。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化により生じることを特徴とする構成となっている。
【０００９】
この構成の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の作用に加えて、反射波の特性の変化は、共振回路の共振周波数の変化により生じる。
【００１０】
また、請求項３に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることを特徴とする構成となっている。
【００１１】
この構成の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の作用に加えて、反射波の特性の変化は、共振回路のＱ感度の変化により生じる。
【００１２】
また、請求項４に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１又は２に記載の発明の構成に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することを特徴とする構成となっている。
【００１３】
この構成の高周波タグシステムでは、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化する。
【００１４】
また、請求項５に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項３に記載の発明の構成に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出することを特徴とする構成となっている。
【００１５】
この構成の高周波タグシステムでは、請求項３に記載の発明の作用に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出する。
【００１６】
また、請求項６に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、質問器から送信された主搬送波を受信して、当該主搬送波に所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信する高周波タグシステムの応答器であって、前記応答器は、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し、反射波を送信する共振回路と、当該共振回路で受信された前記主搬送波を所定の信号で変調する変調回路とを備え、前記共振回路は、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により回路特性の変化する回路素子を備え、当該回路素子の回路特性の変化による前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせることで、前記回路素子の前記環境を前記質問器に伝えることを特徴とする構成となっている。
【００１７】
この構成の高周波タグシステムの応答器では、質問器から送信された主搬送波を受信して、当該主搬送波に所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信する高周波タグシステムの応答器であって、前記応答器は、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し、反射波を送信する共振回路と、当該共振回路で受信された前記主搬送波を所定の信号で変調する変調回路とを備え、前記共振回路は、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により回路特性の変化する回路素子を備え、当該回路素子の回路特性の変化による前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせることで、前記回路素子の前記環境を前記質問器に伝える。
【００１８】
また、請求項７に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化により生じることを特徴とする構成となっている。
【００１９】
この構成の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の作用に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化により生じる。
【００２０】
また、請求項８に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることを特徴とする構成となっている。
【００２１】
この構成の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の作用に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じる。
【００２２】
また、請求項９に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６又は７に記載の発明の構成に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することを特徴とする構成となっている。
【００２３】
この構成の高周波タグシステムの応答器では、請求項６又は７に記載の発明の作用に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化する。
【００２４】
また、請求項１０に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項８に記載の発明の構成に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を前記質問器に伝えることを特徴とする構成となっている。
【００２５】
この構成の高周波タグシステムの応答器では、請求項８に記載の発明の作用に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を前記質問器に伝える。
【００２６】
また、請求項１１に係る発明の高周波タグシステムの質問器では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する高周波タグシステムの質問器であって、前記主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記応答器が返信した前記反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した前記反射波から前記応答器の電圧又は位相特性の変化を検出する環境特性変化検出手段とを備え、前記環境特性変化検出手段は、前記応答器の共振回路の回路素子の温度、湿度、電圧、照度、濃度等の環境の変化による環境特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の前記環境を検出することを特徴とする構成となっている。
【００２７】
この構成の高周波タグシステムの質問器では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する高周波タグシステムの質問器であって、前記主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記応答器が返信した前記反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した前記反射波から前記応答器の電圧又は位相特性の変化を検出する環境特性変化検出手段とを備え、前記環境特性変化検出手段は、前記応答器の共振回路の回路素子の温度、湿度、電圧、照度、濃度等の環境の変化による環境特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の前記環境を検出する。
【００２８】
また、請求項１２に係る発明の計測方法では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信して前記応答器の周囲温度、周囲湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性を計測する計測方法であって、前記質問器に設けられた主搬送波送信手段から主搬送波を送信し、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し前記反射波を送信する前記応答器の共振回路では、回路素子の環境の変化による抵抗値又はキャパシタンス値、インダスタンス値等の回路特性の変化を補正せず、前記質問器に設けられた環境特性変化検出手段は、前記回路素子の環境の変化による回路特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出することを特徴とする構成となっている。
【００２９】
この構成の計測方法では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信して前記応答器の周囲温度、周囲湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性を計測する計測方法であって、前記質問器に設けられた主搬送波送信手段から主搬送波を送信し、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し前記反射波を送信する前記応答器の共振回路では、回路素子の環境の変化による抵抗値又はキャパシタンス値、インダスタンス値等の回路特性の変化を補正せず、前記質問器に設けられた環境特性変化検出手段は、前記回路素子の環境の変化による回路特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出する。
【００３０】
また、請求項１３に係る発明の計測方法では、請求項１２に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化に基づいて生じる温度又は湿度を測定することにより求められることを特徴とする構成となっている。
【００３１】
この構成の計測方法では、請求項１２に記載の発明の作用に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化に基づいて生じる温度又は湿度を測定することにより求められる。
【００３２】
また、請求項１４に係る発明の環境の計測方法では、請求項１２に記載の発明の構成に加えて、前記反射波の特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることを特徴とする構成となっている。
【００３３】
この構成の環境の計測方法では、請求項１２に記載の発明の作用に加えて、前記反射波の特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じる。
【００３４】
また、請求項１５に係る発明の温度又は湿度の計測方法では、請求項１２又は１３に記載の発明の構成に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数はリアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することを特徴とする構成となっている。
【００３５】
この構成の環境の計測方法では、請求項１２又は１３に記載の発明の作用に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数はリアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化する。
【００３６】
また、請求項１６に係る発明の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法では、請求項１４に記載の発明の構成に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境を検出することを特徴とする構成となっている。
【００３７】
この構成の環境の計測方法では、請求項１４に記載の発明の作用に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境を検出する。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態について図面を参照して説明する。まず、第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。図１は、本発明を具体化した第１の実施の形態である高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。図１に示すように、高周波タグシステムでは、質問器１０から電波を送信して、その電波を受信した応答器２０では、当該応答器２０を識別するＩＤ信号を受信した電波に重畳して変調波を生成して反射波として送信し、その反射波（変調波）を質問器１０で受信して応答器２０を識別するようにしている。
【００３９】
この質問器１０は、図１に示すように、電波発信回路１１と、受信回路１２と、電波発信回路１１及び受信回路１２を切り替えるリレー１７と、共振回路１５と、電圧測定器１６とから構成され、共振回路１５は、コンデンサ１３とコイル１４の並列接続ＬＣ回路となっており、共振回路１５から電波が発信されるようになっている。また、共振回路１５の端子間に電圧測定器１６が接続されている。
【００４０】
また、応答器２０は、共振回路２１と、受信した電波を整流するダイオード２６と、ダイオード２６で整流された電流を蓄える電源２７と、当該応答器２０を識別するＩＤを記憶しておりＩＤ信号を発生するＩＤ信号発生回路２８と、共振回路２１で受信された電波にＩＤ信号を重畳して変調波を生成する送信回路２５とから構成され、共振回路２１から変調波を質問器１０に返信するようになっている。共振回路２１は、コイル２２とコンデンサ２３とからなる並列接続ＬＣ回路に、バリスタ等の抵抗２４を並列に接続している。この共振回路２１へのバリスタ等の抵抗２４の並列接続により、応答器２０の回りの温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境変化により、周波数を一定に保ってＱ感度を変化させることができる。この応答器２０は、薄い小型の板状に形成され、食品等に貼付できるようになっており、所謂、高周波タグ又はＲＦタグと呼ばれるものである。質問器１０では、応答器２０から受信した変調波から受信回路１２がＩＤを検出して、質問器１０に接続された図示外のコンピュータ等に情報を出力するようになっている。また、応答器２０側での温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境変化により、共振回路２１の共振周波数、データ伝送を変化させずに、Ｑ感度を変化させることができるので、そのＱ感度の変化を質問器１０側で、共振回路１５の共振周波数の近傍の周波数の端子間電圧を電圧測定器１６で計測することにより、応答器２０側での温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を検出することができる。
【００４１】
次に、応答器２０側での温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を測定する場合の抵抗２４として用いるセンサ素子について説明する。
【００４２】
（照度の強弱変化の検出の場合）照度の強弱の変化の環境条件を検出する場合は抵抗２４として光の強弱で抵抗値が変化するＣｄＳ（ＣｄＳ： 硫化カドミウム， ＣＡＤＭＩＵＭ ＳＵＬＦＩＤＥ）セル型の光センサ素子を使用する。
【００４３】
（ガス濃度変化の検出の場合）ガス濃度の変化を検出する場合は抵抗２４として酸化スズ（ＳｎＯ２）セル素子を使用する。
【００４４】
（温度高低変化の検出の場合）温度の変化を検出する場合は抵抗２４として、温度の高低で抵抗値が変化するサーミスタ素子を使用する。
【００４５】
（湿度変化の検出の場合）湿度の変化を検出する場合は、抵抗２４として第４級アンモニウム塩やスルホン酸基をベースとした乾湿球材料を使用して吸湿することにより抵抗が減少する性質を利用した湿度センサ素子を使用する。
【００４６】
（圧力変化の検出の場合）圧力の変化を検出する場合は抵抗２４として、圧力による内部抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子による圧力センサ素子を使用する。
【００４７】
次に、上記のように構成された第１の実施の形態の高周波タグでの共振回路２１の共振周波数、データ伝送を変化させずに、Ｑ感度を変化させることで、質問器１０側で、応答器２０側での温度、湿度、圧力、照度、濃度の変化を検出することができる。この原理を図２及び図３を参照して、説明する。図２は、応答器２０側の共振回路２１でのＱ感度の変化によって、同調の中心周波数が同じでも、近傍の減衰スロープの傾きが変化した状態を示すグラフであり、図３は、温度とＱとの関係を示すテーブルである。
【００４８】
無線通信でいうＱとは、”Ｑｕａｌｉｔｙ”を表す。つまり共振回路の品質を意味し、共振回路のＱとは、弁別性の鋭さ”Ｓｈａｐｅ Ｆａｃｔｏｒ”であり、エンベロープの微分特性である。まず、図２に示すように、質問器１０で発振周波数をω０から−Δｆ（ω１）及び＋Δｆ（ω２）に変化させたときに、質問器１０の共振回路１５の近傍の電圧の減衰の割合である電圧ｅ００と電圧ｅ０１の比を計測する。即ち、図３に示すように、「Ｑ０＝ｅ０１／ｅ００」を求める。温度がｔ０からｔ１に変化したことによって、Ｑ感度が変化した時、周波数ω０の場合の電圧ｅ１０、周波数ω１の場合の電圧ｅ１１及び周波数ω２の場合の電圧ｅ１１’との比を計測し、新しい比として、図３に示すように、「Ｑ１’＝ｅ１１／ｅ１０」及び「Ｑ２’＝ｅ１１’／ｅ００」を求める。その傾き（微分比）は、ＬＣの並列共振は２次式であるがゆえ、周波数偏移（ω０〜ω１）及び周波数偏移（ω０〜ω２）が同じ偏移量でも比は一定にならない。よって、温度変化ｔ０〜ｔ１によって移動したＱ１点、Ｑ１’点、Ｑ２点、Ｑ２’点の電圧比は、温度ｔ０と温度ｔ１で異なることになる。
【００４９】
従って、周波数を一定に保ちながら温度の変化にに応じたＱ感度の変化を予め測定して、図３に示す表のようなテーブルデータにしておけば、実測されたＱの値が、Ｑ１’ならＱテーブルＸを用いることによって温度１０度、実測されたＱの値が、Ｑ０ならＱテーブルＹを用いることによって温度２０度、実測されたＱの値が、Ｑ２’ならＱテーブルＺを用いることによって温度３０度と判別することができる。
【００５０】
次に、温度変化によって共振周波数ω０が変化しない点について説明する。温度変化によって共振周波数ω０が変化しないのは、Ｑ感度において、周波数と温度とは互いにコヒレンシを持たないからである。具体的には、図１に示す応答器２０の共振回路２１のアンテナ端子インピーダンスＺは、次に示す式１となる。
【数１】
この式１をｊωをｓとして、有理関数にすると、次に示す式２となる。
【数２】
この式２を因数分解できる形に直すと、次に示す式３となる。
【数３】
この式３を解くと、次に示す式４となる。
【数４】
ここで、Ｚ（ｓ）が極大になるｓの値は（ｊω０）、共振周波数ω０とすると、次に示す式５となる。
【数５】
また、ＱはＺの両端の電圧が次に示す式６になる値だから、
【数６】
Ｑ＝ω０ＣＲ
となる。
【００５６】
つまり、共振周波数ω０はＬＣによって決定されるのに対し、Ｑは共振周波数ω０を固定しても抵抗２４によって変化することが分かる。また、抵抗２４の値を変化させても共振周波数ω０は変化しない。つまり、抵抗２４の値が温度によって変化した場合でも共振周波数は変化せず、Ｑのみ変化することが分かる。
【００５７】
次に、図４に示すフローチャートを参照して、上記のＱ感度の特徴を利用して、応答器２０の共振回路２１の温度等の算出方法を説明する。図４は、質問器１０に内蔵又は接続された図示外のＣＰＵやコンピュータにより行われる温度等の算出方法のフローチャートである。
【００５８】
図４に示すように、初めに、共振周波数ω０でまず、受信装置側で電界強度Ｅ０を計測する（同時にＩＤデータを収集する）（Ｓ１０）。次に、共振周波数から少しずらした周波数でＥ１を計測する（Ｓ１２）。そして、Ｅ１／Ｅ０を演算し、周波数の変化量に対する電圧の変化量を求め、これをＱｔとする（Ｓ１４）。Ｑｔ＝Ｅ１／Ｅ０である。前記Ｑｔと［００４８］、［００４９］段落に示した周囲温度とＱとの関係を測定した結果（本実施例では摂氏１０度単位）であるＱテーブルとを比較することによって、ＱｔがＸ、Ｙ、Ｚの何れかに相当することが分かる（Ｓ１６）。例えば、Ｑｔ＝Ｘであれば、測定した周囲温度は摂氏１０度である。
【００５９】
事前にＱと温度の関係を示したＱテーブルの測定数、測定範囲を増やしておけば、応答器の抵抗２４が熱的破壊、もしくは飽和されない範囲内で、本実施例の摂氏１０度単位以上の解像度、摂氏１０度−３０度より広範囲で測定することも可能である。また、抵抗２４を温度以外、例えば光で抵抗値が変化するＣｄＳセルに取り替えることにより周囲の照度も同様に測定することも可能である。同様に、他の環境特性（湿度、電圧、圧力、濃度）も同様に測定することができる。
【００６０】
以上説明したように、第１の実施の形態の高周波タグシステムでは、タブ側に、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の検出に必要な各高度なセンサ及び当該センサからのデータを処理するＣＰＵ等は不要となり、応答器２０を微少な電力で動作させることができる。また、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の検出したデータを、応答器２０から質問器１０へ送信する反射波の本来の高周波タグ情報に重乗させる必要がない。また、追加の回路によって共振周波数は変化しないので、従来の高周波タグと混在して利用可能である。また、従来のものに対して、応答器２０の共振回路２１に追加される部品は、抵抗２４のみなので、コストアップを防ぐことができる。
【００６１】
尚、上記の第１の実施の形態では、温度の検出の場合を中心にして説明したが、湿度、圧力、照度、濃度等の検出も同様に行えることは言うまでもない。
【００６２】
次に、第２の実施の形態について、図５を参照して説明する。図５は、本発明を具体化した第２の実施の形態である高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。図５に示すように、この第２の実施の形態の高周波タグシステムでは、第１の実施の形態の高周波タグシステムと同様に、質問器１０から電波を送信して、その電波を受信した応答器２０では、当該応答器２０を識別するＩＤ信号を受信した電波に重畳して変調波を生成して反射波として送信し、その反射波（変調波）を質問器１０で受信して応答器２０を識別するようにしている。
【００６３】
この質問器１０は、図５に示すように、電波発信回路１１と、受信回路１２と、電波発信回路１１及び受信回路１２を切り替えるリレー１７と、共振回路１５と、電圧測定器１６とから構成され、共振回路１５は、コンデンサ１３とコイル１４の並列接続ＬＣ回路となっており、共振回路１５から電波が発信されるようになっている。また、共振回路１５の端子間に電圧測定器１６が接続されている。
【００６４】
また、応答器２０は、共振回路２１と、受信した電波を整流するダイオード２６と、ダイオード２６で整流された電流を蓄える電源２７と、当該応答器２０を識別するＩＤを記憶しておりＩＤ信号を発生するＩＤ信号発生回路２８と、共振回路２１で受信された電波にＩＤ信号を重畳して変調波を生成する送信回路２５とから構成され、共振回路２１から変調波を質問器１０に返信するようになっている。共振回路２１は、コイル２２とコンデンサ２３とからなる並列接続ＬＣ回路であるが、共振回路２１を構成するリアクタンス素子（インダクタンス素子であるコイル２２、及びキャパシタンス素子であるコンデンサ２３）に、以下の４種類の環境条件によってインダクタンス値又は静電容量値が変化するＬ（インダクタンス素子）、Ｃ（コンデンサ、キャパシタンス素子）を使用して共振回路２１を構成する。
【００６５】
（温度高低変化の場合）温度の変化を検出する場合はＬとして、温度の高低で誘電率が変化するフェライトなどを使用した圧粉心、又は黄銅をコイル内に挿入し、温度の高低でインダクタンス値が変化するコイルを使用する。又はＣとして、温度の高低で静電容量値が変化するセラミック型コンデンサを使用する。
【００６６】
（湿度変化の場合）湿度の変化を検出する場合は、Ｃとしてセルロース系の親水性高分子を乾湿材料が、吸着する水分の量に応じて静電容量値が変化する性質を利用した湿度センサ素子を使用する。
【００６７】
（圧力変化の場合）圧力の変化を検出する場合はシリコンとガラスを陽極接合した対向電極構造を持つ容量型センサなどによる圧力の高低によって静電容量値が変化する容量式圧力センサ素子を使用する。
【００６８】
（加速度変化の場合）加速度の増減を変化を検出する場合は特開平８−３２０２６８に示された容量型センサによる加速度の増減よって静電容量値が変化する容量式圧力センサ素子を使用する。
【００６９】
共振周波数を変化させることができる以上のようなリアクタンス素子により共振回路２１を構成することにより、応答器２０の回りの温度、湿度、圧力、加速度等の環境変化により、Ｑ感度を一定に保って周波数を変化させることができる。この応答器２０は、薄い小型の板状に形成され、食品等に貼付できるようになっており、所謂、高周波タグ又はＲＦタグと呼ばれるものである。質問器１０では、応答器２０から受信した変調波から受信回路１２がＩＤを検出して、質問器１０に接続された図示外のコンピュータ等に情報を出力するようになっている。また、応答器２０側での温度、湿度、圧力、加速度等の環境変化により、共振回路２１の共振周波数、データ伝送を変化させずに、Ｑ感度を一定に保って周波数を変化させることができるので、Ｑ感度のピーク検出を変化させ、ピーク時の共振周波数ω０の近傍の周波数の端子間電圧のピーク値を電圧測定器１６で計測することにより、応答器２０側での温度、湿度、圧力、加速度等の環境の変化を検出することができる。
【００７０】
上記のように構成された第２の実施の形態の高周波タグシステムでの共振回路２１の共振周波数、データ伝送を変化させずに、Ｑ感度を一定に保って周波数を変化させることで、質問器１０側で、応答器２０側での温度、湿度、圧力、加速度等の変化を検出することができる。この原理を図６及び図７を参照して、説明する。図６は、応答器２０側の共振回路２１での温度、湿度、圧力、加速度等の環境の変化によって、質問器１０で検出される周波数を示すグラフであり、図７は、環境条件により受信電圧が最大になる周波数値を示したテーブルである。
【００７１】
第２の実施の形態の高周波タグシステムでは、応答器２０の周囲環境条件の変化によって、共振回路２１のコイル２２のＬ、又はコンデンサ２３のＣの値が変化し同調の中心周波数が変化する。例えば、図６及び図７に示すように、環境条件Ｅａを、有る環境条件０での質問器１０の共振回路１５での電圧が最大になる周波数ｆ０とし、環境条件Ｅｂを、ある環境条件１での質問器１０の共振回路１５での電圧が最大になる周波数ｆ１とすると、質問器１０の共振回路１５で検出される周波数により、質問器１０の共振回路１５での電圧が最大になる周波数がｆ０なら例えば温度がＥａであると検出でき、質問器１０の共振回路１５での電圧が最大になる周波数がｆ１なら例えば温度がＥｂであると検出できる。
【００７２】
以上説明したように、第２の実施の形態の高周波タグシステムでは、温度、湿度、圧力、加速度等の検出に各高度なセンサ及び当該センサからのデータを処理するＣＰＵ等は不要となり、応答器２０を微少な電力で動作させることができる。また、温度、湿度、圧力、加速度等のデータを、応答器２０から質問器１０へ送信する反射波の本来の高周波タグ情報に重乗させる必要がない。また、追加の回路によって共振周波数は変化しないので、従来の高周波タグと混在して利用可能である。また、従来のものに対して、応答器２０の共振回路２１に追加される部品なく、共振回路２１を構成するコイル２２及びコンデンサ２３を温度、湿度、圧力、加速度等の検出特性を持つ部品に変えるだけなので、コストアップを防ぐことができる。
【００７３】
次に、上記の第１の実施の形態の高周波タグシステムを用いて、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に検出する方法を図８を参照して説明する。図８は、Ｑ感度変化と２点の位相差を示すグラフである。図８に示すように、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に行う為には、Ｑ感度変化による電圧比測定以外に２点の位相差を用いることでも可能である。具体的には、Ｑ感度の違いにより、共振周波数ω０の近傍で、位相変化の傾きが異なる事を利用する。まず、共振周波数ω０から−Δｆずらした周波数ω１の位相Ｐｂ（−Δｆ）を計測する。次に、共振周波数ω０から＋Δｆずらした周波数 ω２の位相Ｐｂ（＋Δｆ）を計測する。温度変化によりＱ感度がＱ０からＱ１に変化した時には位相Ｐａは変化しないが、位相Ｐｂは位相Ｐｂ’へと変化する。位相Ｐａと位相Ｐｂとの位相差量を、事前に計測した温度と位相差量のテーブルに照らし合わせ、応答器２０の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を計測することができる。
【００７４】
次に、上記の第１及び第２の実施の形態の高周波タグシステムを用いて、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に検出する方法を図９及び図１０を参照して説明する。図９は、第１の実施の形態において、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により位相特性が変化した状態を示すグラフであり、Ｉｍ軸が「虚軸」であり、紙面に垂直なＲｅ軸が「実軸」である。図１０は、第２の実施の形態において、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により位相特性が変化した状態を示すグラフであり、Ｉｍ軸が「虚軸」であり、紙面に垂直なＲｅ軸が「実軸」である。温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に検出する場合には、質問器１０の電圧測定器１６として、ベクトル電圧計を利用する。そして、図９に示すように、温度や湿度等の環境の変化により第１の実施の形態の応答器２０の抵抗２４の抵抗値がＲ１ からＲ２に変化すると、Ｑが、Ｑ１からＱ２に変化し、その近傍の位相がθ０からθ１ に変化する。この位相特性の変化により、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に検出することができる。
【００７５】
また、図１０に示すように、第２の実施の形態の応答器２０では、温度、湿度、圧力、加速度等の環境の変化によって、共振回路２１のコイル２２のＬ又はコンデンサ２３のＣの変化による中心周波数が０からω１に変化すると、その近傍の位相がθ０からθ２ に変化する。この位相特性の変化により、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化を高精度に検出することができる。
【００７６】
さらに、本発明では、上記の実施の形態に限られず、各種の応用が可能である。例えば、応答器２０は、生鮮食品だけでなく、温度や湿度等の環境の管理がいる各種の工業製品にも用いることができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１に記載の発明の高周波タグシステムでは、質問器の主搬送波送信手段は、主搬送波を送信し、反射波受信手段は、応答器が返信した反射波を受信し、環境特性変化検出手段は、反射波受信手段が受信した反射波から応答器の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性の変化を検出することができる。応答器の共振回路は、主搬送波送信手段から送信された主搬送波を受信し、反射波を送信し、変調回路は、共振回路で受信された主搬送波を所定の信号で変調することができる。共振回路は、環境特性の変化により抵抗値、キャパシタンス値又はインダクタンス値などの回路特性が変化する回路素子を備え、質問器の環境特性変化検出手段は、回路素子の回路特性の変化に伴う共振回路からの反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、回路素子の環境を検出することができる。従って、応答器が簡単な構造となり、省電力化及び低コスト化を図ることができる。
【００７８】
また、請求項２に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、反射波の特性の変化は、共振回路の共振周波数の変化により生じることができる。
【００７９】
また、請求項３に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、反射波の特性の変化は、共振回路のＱ感度の変化により生じることができる。
【００８０】
また、請求項４に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することができる。
【００８１】
また、請求項５に係る発明の高周波タグシステムでは、請求項３に記載の発明の効果に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出することができる。
【００８２】
また、請求項６に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、質問器から送信された主搬送波を受信して、当該主搬送波に所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信する高周波タグシステムの応答器であって、前記応答器は、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し、反射波を送信する共振回路と、当該共振回路で受信された前記主搬送波を所定の信号で変調する変調回路とを備え、前記共振回路は、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により回路特性の変化する回路素子を備え、当該回路素子の回路特性の変化による前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせることで、前記回路素子の前記環境を前記質問器に伝えることができる。従って、応答器が簡単な構造となり、省電力化及び低コスト化を図ることができる。
【００８３】
また、請求項７に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の効果に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化により生じることができる。
【００８４】
また、請求項８に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６に記載の発明の効果に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることができる。
【００８５】
また、請求項９に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項６又は７に記載の発明の効果に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することができる。
【００８６】
また、請求項１０に係る発明の高周波タグシステムの応答器では、請求項８に記載の発明の効果に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を前記質問器に伝えることができる。
【００８７】
また、請求項１１に係る発明の高周波タグシステムの質問器では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する高周波タグシステムの質問器であって、前記主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、前記応答器が返信した前記反射波を受信する反射波受信手段と、当該反射波受信手段が受信した前記反射波から前記応答器の電圧又は位相特性の変化を検出する環境特性変化検出手段とを備え、前記環境特性変化検出手段は、前記応答器の共振回路の回路素子の温度、湿度、電圧、照度、濃度等の環境の変化による環境特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の前記環境を検出することができる。
【００８８】
また、請求項１２に係る発明の計測方法では、質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信して前記応答器の周囲温度、周囲湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性を計測する計測方法であって、前記質問器に設けられた主搬送波送信手段から主搬送波を送信し、前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し前記反射波を送信する前記応答器の共振回路では、回路素子の環境の変化による抵抗値又はキャパシタンス値、インダスタンス値等の回路特性の変化を補正せず、前記質問器に設けられた環境特性変化検出手段は、前記回路素子の環境の変化による回路特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出することができる。
【００８９】
また、請求項１３に係る発明の計測方法では、請求項１２に記載の発明の効果に加えて、前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化に基づいて生じる温度又は湿度を測定することにより求めることができる。
【００９０】
また、請求項１４に係る発明の環境の計測方法では、請求項１２に記載の発明の効果に加えて、前記反射波の特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることができる。
【００９１】
また、請求項１５に係る発明の温度又は湿度の計測方法では、請求項１２又は１３に記載の発明の効果に加えて、前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数はリアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することができる。
【００９２】
また、請求項１６に係る発明の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法では、請求項１４に記載の発明の効果に加えて、前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明を具体化した第１の実施の形態である高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。
【図２】図２は、応答器２０側の共振回路２１でのＱ感度の変化によって、同調の中心周波数が同じでも、近傍の減衰スロープの傾きが変化した状態を示すグラフである。
【図３】図３は、温度とＱとの関係を示すテーブルである。
【図４】図４は、質問器１０に内蔵又は接続された図示外のコンピュータにより行われる温度等の算出方法のフローチャートである。
【図５】図５は、本発明を具体化した第２の実施の形態である高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。
【図６】図６は、応答器２０側の共振回路２１での温度、湿度、圧力、加速度等の環境の変化によって、質問器１０で検出される周波数を示すグラフである。
【図７】図７は、環境条件により受信電圧が最大になる周波数値を示したテーブルである。
【図８】図８は、Ｑ感度変化と２点の位相差を示すグラフである。
【図９】図９は、第１の実施例について、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により位相特性が変化した状態を示すグラフである。
【図１０】図１０は、第２の実施例について、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により位相特性が変化した状態を示すグラフである。
【図１１】図１１は、従来の高周波タグシステムの質問器及び応答器のブロック図である。
【符号の説明】
１０ 質問器
１１ 電波発信回路
１２ 受信回路
１３ コンデンサ
１４ コイル
１５ 共振回路
１６ 電圧測定器
１７ リレー
２０ 応答器
２１ 共振回路
２２ コイル
２３ コンデンサ
２４ 抵抗
２５ 送信回路
２６ ダイオード
２７ 電源
２８ ＩＤ信号発生回路
Claims (16)
- 質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信する高周波タグシステムであって、
前記質問器は、
前記主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、
前記応答器が返信した前記反射波を受信する反射波受信手段と、
当該反射波受信手段が受信した前記反射波から前記応答器の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性の変化を検出する環境特性変化検出手段とを備え、
前記応答器は、
前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し、前記反射波を送信する共振回路と、
当該共振回路で受信された前記主搬送波を所定の信号で変調する変調回路とを備え、
前記共振回路は、前記環境特性の変化により抵抗値、キャパシタンス値又はインダクタンス値などの回路特性が変化する回路素子を備え、
前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記回路素子の前記回路特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の前記環境を検出することを特徴とする高周波タグシステム。 - 前記反射波の特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化により生じることを特徴とする請求項１に記載の高周波タグシステム。
- 前記反射波の特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることを特徴とする請求項１に記載の高周波タグシステム。
- 前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波タグシステム。
- 前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出することを特徴とする請求項３に記載の高周波タグシステム。
- 質問器から送信された主搬送波を受信して、当該主搬送波に所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信する高周波タグシステムの応答器であって、
前記応答器は、
前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し、反射波を送信する共振回路と、
当該共振回路で受信された前記主搬送波を所定の信号で変調する変調回路とを備え、
前記共振回路は、温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の変化により回路特性の変化する回路素子を備え、
当該回路素子の回路特性の変化による前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせることで、前記回路素子の前記環境を前記質問器に伝えることを特徴とする高周波タグシステムの応答器。 - 前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化により生じることを特徴とする請求項６に記載の高周波タグシステムの応答器。
- 前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることを特徴とする請求項６に記載の高周波タグシステムの応答器。
- 前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数変化は、リアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することを特徴とする請求項６又は７に記載の高周波タグシステムの応答器。
- 前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を前記質問器に伝えることを特徴とする請求項８に記載の高周波タグシステムの応答器。
- 質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を質問器に返信する高周波タグシステムの質問器であって、
前記主搬送波を送信する主搬送波送信手段と、
前記応答器が返信した前記反射波を受信する反射波受信手段と、
当該反射波受信手段が受信した前記反射波から前記応答器の電圧又は位相特性の変化を検出する環境特性変化検出手段とを備え、
前記環境特性変化検出手段は、前記応答器の共振回路の回路素子の温度、湿度、電圧、照度、濃度等の環境の変化による環境特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の前記環境を検出することを特徴とする高周波タグシステムの質問器。 - 質問器から主搬送波を送信して、当該主搬送波を受信した応答器が当該主搬送波に対して所定の変調を行った反射波を前記質問器に返信して前記応答器の周囲温度、周囲湿度、圧力、照度、濃度等の環境の特性を計測する計測方法であって、
前記質問器に設けられた主搬送波送信手段から主搬送波を送信し、
前記主搬送波送信手段から送信された前記主搬送波を受信し前記反射波を送信する前記応答器の共振回路では、回路素子の環境の変化による抵抗値又はキャパシタンス値、インダスタンス値等の回路特性の変化を補正せず、
前記質問器に設けられた環境特性変化検出手段は、前記回路素子の環境の変化による回路特性の変化に伴う前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の環境を検出することを特徴とする計測方法。 - 前記反射波の電圧又は位相特性の変化は、前記共振回路の共振周波数の変化に基づいて生じる温度又は湿度を測定することにより求められることを特徴とする請求項１２に記載の計測方法。
- 前記反射波の特性の変化は、前記共振回路のＱ感度の変化により生じることを特徴とする請求項１２に記載の環境の計測方法。
- 前記回路素子において、Ｑ感度は抵抗素子により変化する一方、共振周波数はリアクタンス素子であるインダクタ又はキャパシタンスにより変化することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の温度又は湿度の計測方法。
- 前記共振回路のノード間に、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子又は湿度によって抵抗値が変化する抵抗可変型湿度センサ又は圧力によって抵抗値が変化する圧力センサ又は、照度により抵抗値が変化する照度センサ、濃度により抵抗値が変化する濃度センサを並列に接続し、これらの素子の抵抗値の変化に伴う前記共振回路のＱ感度の変化により前記反射波の電圧又は位相特性の変化を生じさせ、前記質問器の環境特性変化検出手段は、前記共振回路からの前記反射波の電圧又は位相特性の変化を検出することで、前記回路素子の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境を検出することを特徴とする請求項１４に記載の温度、湿度、圧力、照度、濃度等の環境の計測方法。
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|---|---|---|---|---|
| KR100821518B1 (ko) | 2006-12-05 | 2008-04-14 | (주)케이피씨 | 온도 및 습도센서가 구비된 ｒｆｉｄ 태그 및 그의운영방법 |
| JP2011108239A (ja) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Millipore Corp | 装置の殺菌を決定するためのシステムおよび方法 |
| JP2012513068A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | ジーイー・インフラストラクチャー・センシング・インコーポレイテッド | 共振センサの遠隔読取りのためのシステム及び方法 |
-
2002
- 2002-07-01 JP JP2002192380A patent/JP4019821B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100821518B1 (ko) | 2006-12-05 | 2008-04-14 | (주)케이피씨 | 온도 및 습도센서가 구비된 ｒｆｉｄ 태그 및 그의운영방법 |
| JP2012513068A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | ジーイー・インフラストラクチャー・センシング・インコーポレイテッド | 共振センサの遠隔読取りのためのシステム及び方法 |
| JP2011108239A (ja) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Millipore Corp | 装置の殺菌を決定するためのシステムおよび方法 |
| US8830034B2 (en) | 2009-11-16 | 2014-09-09 | Emd Millipore Corporation | System and method to determine sterilization of a device |
| US9342721B2 (en) | 2009-11-16 | 2016-05-17 | Emd Millipore Corporation | System and method to determine sterilization of a device |
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