JP2007102383A - 非接触タグ、非接触タグの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 回路規模や消費電力の増大、通信距離の減少等を招くことなく、異なる変調方式の変調データを正確に復調する非接触タグを提供する。
【解決手段】 非接触タグの受信回路系において、キャリア４００の変調状態に応じて復調回路８から出力される論理信号（復調信号９）に基づいて、キャリア４００から抽出される抽出クロック５からデコード用のカウンタを駆動する分周クロック７を生成するクロック分周回路６の起動／停止を制御する。ＡＳＫ１００％変調およびＡＳＫ１０％変調でデコード用のカウンタの推移が等しくなり、変調度の異なる複数種のＡＳＫ変調に一つの復調回路系で対応可能となり、異なる変調方式毎の冗長な復調回路を不要にするとともに、消費電力が削減され、リーダ・ライタとの通信距離を大きくすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触タグ、非接触タグの制御方法、非接触ＩＤ識別システムに関し、特に、受信した無線電波の電力にて動作する受動型の非接触タグおよびその制御技術ならびに適用システム等に適用して有効な技術に関する。

たとえば、サプライチェーン・マネジメント（ＳＣＭ）、物流管理（ロジスティックス）、在庫管理等への応用で、近年、非接触型ＩＤ識別システムが注目を集めている。すなわち、人や物などの移動体に取り付けられたトランスポンダ（非接触タグ）の識別情報をコンピュータに接続されたリーダ・ライタが無線電波を介して読み取り対象物を自動的に識別するシステムである。

この非接触ＩＤ識別システムの代表的な規格にはＩＳＯ１４４４３ ｔｙｐｅ−Ａ、ＩＳＯ１５６９３（ともに周波数：１３．５６ＭＨｚ）、ＩＳＯ１８０００−６ ｔｙｐｅ−Ａ（周波数：〜９００ＭＨｚ）等がある。

近接型のＩＳＯ１４４４３や近傍型ＩＳＯ１５６９３は電磁誘導方式でリーダ・ライタとＩＣカードあるいは非接触タグとの間で非接触で通信を行なう。規格の違いはあるが、カードあるいはタグの基本構成は、たとえば特許文献１および特許文献２に開示された構成が知られている。

すなわち、リーダ・ライタからの電波（以下、キャリア）を受信するアンテナ（ループ型）、受信したキャリアから電源を生成するための電源回路、キャリアからＩＣカード内蔵回路（ＬＳＩ）の動作に必要なクロックを抽出するクロック回路、内部ロジック等で使用する周波数までクロックを分周するクロック分周回路、変調されたキャリアを復調するための復調回路、リーダ・ライタへ応答を返すための変調回路、受信情報等を格納するための不揮発メモリ、不揮発メモリの制御及び、送受信データを処理するための制御回路からなる構成とすることが考えられる。

ＩＳＯ１８０００−６で規定されるＵＨＦ帯域（〜９００ＭＨｚ）では通信方式がマイクロ波方式になるため、アンテナ形状がダイポール型となるがＬＳＩ内部の基本構成はほぼ同じである。

ＩＳＯ１４４４３ ｔｙｐｅ−ＡやＩＳＯ１５６９３ではリーダ・ライタからトランスポンダへの送信データの変調方式でＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）１００％変調が使われている。ＡＳＫ１００％変調で送信データが変調される期間はリーダ・ライタからのキャリア（この場合、１３．５６ＭＨｚ）が停止する。

ＬＳＩの動作に必要な内部クロックはリーダ・ライタからのキャリアから抽出するのが一般的なので、ＡＳＫ１００％変調のデータを受信するときは前述の理由からキャリアからクロックが抽出できないためＬＳＩ内部のクロックも止まり、ＡＳＫ１００％変調のデータを受信するたびに動作が不連続となる。

このクロック停止を回避するためにＰＬＬ（Phase Locked Loop）等のクロック生成回路を搭載することが考えられるが、これは好ましくない。なぜなら両規格とも通信距離の差はあるが（ＩＳＯ１４４４３で１０ｃｍ程度、ＩＳＯ１５６９３で７０ｃｍ程度）、いずれもより長い通信距離特性が求められている。その通信距離を長くするにはＬＳＩの消費電力の削減が必要で、前述のＰＬＬ等のクロック生成回路は消費電力が大きいのでＬＳＩへの搭載は好ましくない。

実際、ＩＳＯ１４４４３ ｔｙｐｅ−ＡではＰＬＬ等のクロック生成回路を搭載せず、クロック抽出回路から抽出したクロックのみを使用するＬＳＩも存在する。
一方、ＩＳＯ１５６９３の規格ではＡＳＫ１００％変調とともにＡＳＫ１０％変調のデータ受信も規定されている。ＩＳＯ１５６９３では図８に示す符号化に則ってリーダ・ライタからコマンドが送信される。この符号化は変調度に依存しない。符号化は変調度に依存しないが、コマンド受信側のＬＳＩでは図９Ａおよび図９Ｂに示すように復調時にＡＳＫ１００％変調とＡＳＫ１０％変調で復調信号と抽出クロック及び分周クロック（ロジックで使用するクロック）に差が生じる。このため同一のデコード回路ではクロックの差により同じデータと認識できない。

デコード方法としてＩＳＯ１５６９３での符号化のデコードの一例を以下に記す。以下の説明では、ｍビットのビット列を、ｍ'ｂ００，，，０のように記す。
送信データは４'ｂ０１００（４ビットのビット列）とする。ＩＳＯ１５６９３ではＬＳＢファーストで送信されるので、２'ｂ００を送信後、２'ｂ０１が送信される。２ｂｉｔのデータは７５．５２ｕｓｅｃの時間幅のデータフレームで送信される。

図９Ａおよび図９Ｂに示されるように、キャリアの振幅が変化しない非変調期間と、振幅が変化する変調期間で、アナログ復調波形は、ＡＳＫ１００％変調とＡＳＫ１０％変調で共に変化し、非変調期間はＨレベルに、変調期間はＬレベルになる。

まず、変調期間（Ｌレベル）の位置を検知してデコードする方法について示す。この方法は、例えばパルスポーズ符号化（ＩＳＯ１５６９３の１ ｏｕｔ ｏｆ ４，１ ｏｕｔ ｏｆ ２５６）に該当する。

データのデコードには、Ｌレベルの位置を検知するためのカウンタ、カウンタ値をもとに送信された２ｂｉｔデータを判定するためのデコード回路を使用する。データ処理部はデコード部からの出力データをもとにロジック処理を行なう。

図１０には変調データを復調した後の復調信号、抽出クロック、分周クロック、及びデコード用カウンタ値を示す。図１０の上側がＡＳＫ１００％変調の場合であり、下側がＡＳＫ１０％変調の場合である。

分周クロックの周期はパルス幅と同じ９．４４ｕｓｅｃのクロックを分周回路から生成する。デコード用カウンタは分周クロックで動作する３ｂｉｔのフリップフロップを用いることができる。

図１０の下側のＡＳＫ１０％変調の場合は無変調時（期間）も変調時（期間）もキャリアからクロックを抽出することが可能なので分周クロックを出力することも可能となる。この分周クロックにより２ｂｉｔの期間の７５．５２ｕｓｅｃの間に３ｂｉｔのデコード用カウンタは０〜７までカウントすることができる。デコード用カウンタのカウント値と復調信号のＬレベルの位置との関係から送信データのデコードが可能となる。復調信号がＬレベルになった時（データ受信に相当）のデコード用カウンタが０のとき、受信データが２'ｂ００、デコード用カウンタが２のとき、受信データが２'ｂ０１となるデコード回路を設計すれば良い。

一方、図１０の上側のＡＳＫ１００％変調の場合、データが変調されたときに変調期間ではキャリアの信号レベルが０になるためクロックが抽出できないので、分周クロックも停止する。このため、ＡＳＫ１００％変調時には３ｂｉｔカウンタが６までカウントすると次のデータフレームに移行してしまう。ＡＳＫ１００％変調のみなら３ｂｉｔカウンタは０〜６までカウントアップするように設定すれば、カウント値と復調信号の関係からデコードが可能となる。

しかし、ＡＳＫ１０％とＡＳＫ１００％を同じデコード回路で行なうと３ｂｉｔカウンタのカウント値と復調信号のＬレベルの位置関係が変調度によってズレを生じるという不具合が発生する。

次に、図１１を参照して同じパルスポーズ符号化のデータに対し、復調信号がＨレベルの期間（非変調期間）を検知してデコードを行なう方法について示す。分周クロックの周期は前述と同様に９．４４ｕｓｅｃとする。

この方式の場合、デコード用カウンタは４ｂｉｔ幅とする。デコード用カウンタは復調信号のＬレベルを検知すると４'ｂ００にリセットする。まず１つ目のデータは２'ｂ００と判定されているものとする。これはコマンドの最初のデータからデコードしていけば確定する。

次に２つ目の復調信号のＬレベルまでのＨレベルの期間をデコード用カウンタでカウントする。図１１の下側のＡＳＫ１０％変調の場合、デコード用カウンタのカウンタ値は９になっている。ここで１つ目のデータが２'ｂ００であることと、このカウント値が９であることから２つ目のデータは２'ｂ０１であることがわかる。この組み合わせは図８に示すコーディング波形から判別可能になる。仮に復調信号がＬレベルになったときのデコード用カウンタのカウント値が７、１１、１３の場合は２つ目のデータはそれぞれ２'ｂ００、２'ｂ１０、２'ｂ１１と判定される。ＡＳＫ１０％変調の場合は以上のようにデコード可能となるが、図１１の下側のＡＳＫ１００％変調の場合はＬレベルの位置で検知する上述の図１０の方式と同様に、デコード用カウンタの値が異なってしまう。一つの変調方式ではデコード可能であるが、２つの変調度の信号が混在するとやはり不具合が生じてしまう。

このため、特許文献１のように、いずれのデコード方式の場合も、異なる変調度の各々に対応したデコード回路や復調回路を二重に搭載すればこの不具合は解決できるが、消費電力、ロジックの規模、チップ面積等が増加することになり、コスト増加にもつながるので、この方法も好ましくない。

なお、特許文献２には、ＡＳＫ１００％変調のデータを復調する復調回路において、変調によって受信電波の振幅が０になり復調クロックが途絶えるポーズ期間に相当するクロック値を、復調回路からカウンタ回路にプリセットすることによって、正常なデータの復調を可能にしようとする技術が開示されているが、カウンタ値のプリセット機能を復調回路に追加する必要があるため、やはり消費電力やロジックの規模が大きくなる、という技術的課題を生じる。
特開２０００−１７２８０６号公報 特開２００３−３３３１１２号公報

本発明の目的は、非接触タグにおいて、キャリアに随伴する変調データの受信時における消費電力を削減することにある。
本発明の他の目的は、非接触タグにおいて、回路規模や消費電力の増大、通信距離の減少等を招くことなく、異なる変調方式の変調データを正確に復調することが可能な技術を提供することにある。

本発明の第１の観点は、受信した搬送波からクロックを抽出するクロック抽出手段と、
前記搬送波の非変調期間と変調期間の各々に対応して論理状態が変化する論理信号からなる復調信号を出力する復調手段と、
前記クロック抽出手段から入力される前記クロックから分周クロックを生成するとともに、前記復調信号の論理状態に応じて、前記分周クロックの出力を抑止する分周手段と、
前記分周クロックにて駆動されるカウンタの値を用いて前記搬送波に含まれる情報をデコードするデコード手段と、
を含む非接触タグを提供する。

本発明の第２の観点は、受信した搬送波からクロックを抽出するステップと、
前記搬送波の非変調期間と変調期間の各々に対応して論理状態が変化する論理信号からなる復調信号を出力するステップと、
前記クロック抽出手段から入力される前記クロックから分周クロックを生成するとき、前記復調信号の論理状態に応じて、前記分周クロックの出力を抑止するステップと、
前記分周クロックのカウント値を用いて前記搬送波に含まれる情報をデコードするステップと、
を含む非接触タグの制御方法を提供する。

本発明の第３の観点は、ＡＳＫ変調された搬送波を介してコマンド情報を発信するアクセス装置と、前記コマンド情報を受信して識別情報を前記アクセス装置に応答する非接触タグと、を含む非接触ＩＤ識別システムであって、
前記非接触タグは、
前記アクセス装置から受信した前記搬送波からクロックを抽出するクロック抽出手段と、
前記搬送波の非変調期間と変調期間の各々に対応して論理状態が変化する論理信号からなる復調信号を出力する復調手段と、
前記クロック抽出手段から入力される前記クロックから分周クロックを生成するとともに、前記復調信号の論理状態に応じて、前記分周クロックの出力を抑止する分周手段と、
前記分周クロックにて駆動されるカウンタの値を用いて前記搬送波に含まれるコマンド情報をデコードするデコード手段と、
を含む非接触ＩＤ識別システムを提供する。

上記した本発明によれば、たとえば、変調期間において、搬送波から抽出されるクロックから生成される分周クロックを停止させることで、受信時の消費電力を削減することができる。

さらに、たとえば、ＡＳＫ１００％変調のように、変調期間に搬送波から抽出されるクロックが途絶える変調方式の場合、およびＡＳＫ１０％変調のように、変調期間に搬送波から抽出されるクロックが途絶えない変調方式の場合、のいずれの変調方式においても、変調された搬送波を正確に復調してデコードすることで、正確な通信情報を得ることができる。

また、特許文献１のように、異なる変調方式毎に多重に復調回路を設ける場合や、特許文献２のように、変調期間に途絶えるクロックを補う目的で、ＰＬＬやカウンタ値のプリセット回路等を追加する場合のように、回路規模や消費電力の増大、通信距離の減少等の不具合が発生することもない。

本発明では、ＡＳＫ１００％変調も、ＡＳＫ１０％変調も、所定期間の間では、Ｌとなる時間（変調がかかる時間）は同じであるから、ＡＳＫ１０％変調でもクロックを止めるようにしたものである。

本発明によれば、非接触タグにおいて、キャリアに随伴する変調データの受信時における消費電力を削減することができる。
また、非接触タグにおいて、回路規模や消費電力の増大、通信距離の減少等を招くことなく、異なる変調方式の変調データを正確に復調することが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１、図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の一実施の形態である非接触タグの作用の一例を示す概念図であり、図３は、本実施の形態の非接触タグの構成の一例を示すブロック図、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、本実施の形態の非接触タグの一部の構成をより詳細に例示したブロック図である。また、図５は、本実施の形態の非接触タグを用いた非接触ＩＤ識別システムの構成の一例を示す概念図である。

本実施の形態の非接触ＩＤ識別システムは、非接触タグ１００、リーダ・ライタ２００、情報処理装置３００を含んでいる。
非接触タグ１００は、たとえば、荷物５００等の動体物に付随し、その内部に固有の識別情報（ＩＤ）を記憶している。

リーダ・ライタ２００は、アンテナ２０１、送受信部２０２、制御部２０３を含んでいる。
アンテナ２０１は、非接触タグ１００との間における無線電波等のキャリア４００（搬送波）の送受信に用いられる。

送受信部２０２は、非接触タグ１００に送信するキャリア４００に必要な情報を乗せるための変調処理、非接触タグ１００から到来するキャリア４００から復調処理によって通信情報を再生する処理、等を行う。

制御部２０３は、上位の情報処理装置３００からの指示に基づいて、送受信部２０２における上述の変調処理や復調処理を制御する。
これにより、リーダ・ライタ２００は、情報処理装置３００からの指令に基づいて、非接触タグ１００と無線電波等のキャリア４００を介して情報の授受を行うことで、非接触タグ１００が記憶している固有の識別情報を読み取って、情報処理装置３００に伝達したり、情報処理装置３００から指示された情報を非接触タグ１００に書き込む等の、処理を行う。

情報処理装置３００は、リーダ・ライタ２００を介して非接触タグ１００から読み取られた固有の識別情報に基づいて、当該非接触タグ１００が付随する荷物５００を認識して、所望の処理を行う。

図３に例示されるように、本実施の形態の非接触タグ１００は、アンテナ１、整流器２、電源生成回路３、クロック抽出回路４、クロック分周回路６、復調回路８、変調回路１０、ロジック回路１２、不揮発メモリ１３を含んでいる。

この非接触タグ１００は、たとえば、１チップのＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）で構成することができる。
アンテナ１は、リーダ・ライタ２００との間における電波等のキャリア４００の送受信を行う。図３の例では、アンテナ１は、ループ型が例示されているが、使用されるキャリア４００の周波数によっては、ダイポール型等を用いてもよい。

整流器２は、アンテナ１にて受信したキャリア４００の高周波電流を整流し、直流電流として電源生成回路３に入力する。
電源生成回路３は、整流器２から得られた直流電流を、動作電流として、当該非接触タグ１００内の各構成要素に分配する。

すなわち、本実施の形態の非接触タグ１００は、キャリア４００から動作電流を得て動作する受動型の非接触タグである。
クロック抽出回路４は、キャリア４００から当該非接触タグ１００の動作に必要な抽出クロック５を取り出す。

クロック分周回路６は、抽出クロック５を、実際にロジック回路１２等で使用する周波数まで分周する。
復調回路８は、変調されたキャリア４００を復調する。

変調回路１０は、非接触タグ１００からリーダ・ライタ２００へ応答される応答情報１１をキャリア４００に随伴させるための変調処理を行う。
不揮発メモリ１３は、当該非接触タグ１００に固有な識別情報（ＩＤ）や、リーダ・ライタ２００から受信した情報等を格納するためのＦＲＡＭ等の記憶媒体である。

ロジック回路１２は、不揮発メモリ１３の制御及び、リーダ・ライタ２００との間における送受信データの処理を行う。
ロジック回路１２は、カウンタ部１２ａ、デコード部１２ｂ、データ処理部１２ｃを含んでいる。

カウンタ部１２ａは、クロック分周回路６から入力される分周クロック７にてインクリメントされるカウンタである。
デコード部１２ｂは、復調回路８から入力される復調信号９と、カウンタ部１２ａのカウンタ値１２ａ−１に基づいて、キャリア４００に含まれるデジタル情報を得るデコード処理を行う。

本実施の形態の場合、復調回路８から出力される復調信号９は、クロック分周回路６にも入力されており、この復調信号９によってクロック分周回路６の動作を制御する。
図１は、クロック抽出回路４、クロック分周回路６および復調回路８の動作をキャリア４００の変調波形にあわせて例示したものである。

本実施の形態の場合、復調回路８の出力である復調信号９は論理信号であり、リーダ・ライタ２００からのキャリア４００が無変調時にはＨレベル、変調時にはＬレベルを出力する。

リーダ・ライタ２００からのキャリア４００が無変調時（非変調期間４００ｂ）には復調回路８から出力される復調信号９はＨレベルを出力する。クロック抽出回路４はキャリア４００から１３．５６ＭＨｚのクロック信号を抽出クロック５として抽出する。クロック分周回路６はこの１３．５６ＭＨｚの抽出クロック５を分周し、所望のクロックである分周クロック７を出力する。これはＡＳＫ１００％変調、ＡＳＫ１０％変調とも同じ動作になる。

リーダ・ライタ２００からキャリア４００（変調データ）を受信すると復調回路８でこの変調データを復調し、変調期間４００ａにおいてＬレベルの復調信号９を出力する。
ＡＳＫ１００％変調時にはキャリア４００が停止することになるので、クロック抽出回路４の出力である抽出クロック５も停止する。このとき抽出クロック５の出力値はＨレベルかＬレベルのどちらで停止するか不定だが、その状態はどちらでも構わない。

ＡＳＫ１０％変調時にはクロック抽出回路４は無変調時と同じように抽出した１３．５６ＭＨｚの抽出クロック５を出力し続ける。
クロック分周回路６ではＡＳＫ１００％変調、ＡＳＫ１０％変調に関わらず、復調信号９のＬレベルを受けてクロック分周回路６から出力される分周クロック７のリセットを行なう。リセット中のクロック分周回路６から出力される分周クロック７の出力は非接触タグ１００の動作にあわせてＨレベル、Ｌレベルのどちらでも設定可能である。

リーダ・ライタ２００からのキャリア４００が無変調状態（非変調期間４００ｂ）に戻ると復調回路８からの復調信号９もＨレベルとなる。
クロック抽出回路４は無変調状態なので、１３．５６ＭＨｚの抽出クロック５を抽出し、クロック分周回路６へ出力する。クロック分周回路６は復調回路８からの復調信号９がＨレベルに遷移するので再び抽出クロック５を分周して所望の分周クロック７をロジック回路１２へ出力する。分周クロック７は復調信号９がＨレベルへ遷移するたびにクロック５に対する同期設定が行われることとなる。

これはＡＳＫ１００％変調、ＡＳＫ１０％変調とも同じ動作となる。データを受信する変調時（変調期間４００ａ）のクロック分周回路６の復調信号９によるリセットによりロジック回路１２のデコード部１２ｂへは変調度に依存しない同じ分周クロック７と復調信号９が入力されることとなり、一つのデコード部１２ｂで両方の変調度のデータ処理が可能となる。

以上の操作によりリーダ・ライタ２００からのキャリア４００の停止時（変調期間４００ａ）にＰＬＬ等によって抽出クロック５を補完する必要もなく、変調度に依存せず復調信号９と分周クロック７の関係を同一にした受信信号をロジック回路１２に供給し、デコード処理が可能となる。

キャリア４００におけるＡＳＫ１００％変調と、ＡＳＫ１０％変調の両方をサポートするＩＳＯ１５６９３の場合の非接触タグ１００の復調動作を以下に示す。非接触タグ１００の構成は、上述の図３のとおりである。

非接触タグ１００の動作に必要なクロックはクロック抽出回路４でキャリア４００（１３．５６ＭＨｚ）から抽出する。
ロジック回路１２で使用するクロック（メインクロック）はクロック抽出回路４から出力される抽出クロック５をさらにクロック分周回路６で分周した分周クロック７を使用する。

復調回路８から出力される復調信号９は無変調時にＨレベル、変調時（データ受信時）にＬレベルに遷移するものとする。
ここで、クロック分周回路６の具体的な構成例を以下にいくつか例示する。

図４Ａに例示されるように、本実施の形態のクロック分周回路６は、フリップフロップ６１（ＦＦ）と論理ゲート６２を含んでいる。
フリップフロップ６１は、クロック入力端子ＣＫ、Ｄ入力端子Ｄ、Ｑ出力端子Ｑ、ＸＱ出力端子ＸＱ、イネーブル入力端子ＥＮ、リセット入力端子ＣＬを備えている。

ＸＱ出力端子ＸＱは、Ｑ出力端子Ｑの論理が反転した論理信号が出力される。
クロック入力端子ＣＫには抽出クロック５が入力される。ＸＱ出力端子ＸＱの出力はＤ入力端子Ｄにフィードバックされ、クロック入力端子ＣＫに入力される抽出クロック５に同期して、分周クロック７がＱ出力端子Ｑから出力される。

イネーブル入力端子ＥＮは、当該イネーブル入力端子ＥＮに入力される論理信号（イネーブル信号２１）によってフリップフロップ６１の分周動作の可否を制御する。
リセット入力端子ＣＬは、当該リセット入力端子ＣＬに外部から入力される論理信号（リセット信号２２）によって、フリップフロップ６１の内部状態を初期化する。

この図４Ａの場合、論理ゲート６２において、クロック分周回路６内のフリップフロップ６１のイネーブル入力端子ＥＮに入力されているイネーブル信号２１と復調信号９の論理演算を行い、その演算結果の論理信号であるイネーブル信号２１ａをイネーブル入力端子ＥＮに入力している。

イネーブル信号２１と復調信号９の論理演算を行う論理ゲート６２の演算機能は、復調信号９がＬレベルのときにフリップフロップ６１の分周動作が停止するように、かつフリップフロップ６１のＱ出力端子Ｑからの出力である分周クロック７をＬレベル（もしくはＨレベル）にセットするように、イネーブル信号２１ａの論理状態を制御して、イネーブル入力端子ＥＮに出力する。

このような構成により変調データ（キャリア４００）を受信し復調信号９がＬレベル（変調期間４００ａ）になったら、クロック分周回路６は分周を停止し、分周クロック７をＬレベル（もしくはＨレベル）にリセットする。

また、復調信号９がＨレベル（非変調期間４００ｂ）になったら、再びクロック抽出回路４からの出力である抽出クロック５を分周し、ロジック回路１２へ分周クロック７を出力する。つまり復調信号９がＨレベルに遷移するたびに分周クロック７の同期設定が行われることとなる。

ここで、本実施の形態の場合、復調信号９のＬレベルのタイミングでは、クロック抽出回路４までリセットはしない。最低限、ロジック回路１２で使用するクロック（この例の場合、クロック分周回路６の出力である分周クロック７）をリセットすれば良い。非接触タグ１００内の他のアナログ回路等で抽出クロック５を使用することがないようであればクロック抽出回路４もリセットしても構わない。クロック抽出回路４までリセットを行なう場合は変調データ（キャリア４００）の受信中の消費電力をさらに削減することが可能と予想される。

クロック分周回路６の構成の別の例を図４Ｂに示す。この図４Ｂの例では、復調信号９および論理ゲート６２にて、リセット信号２２を制御することで、復調信号９の論理状態に応じた分周クロック７の起動／停止を制御している。

すなわち、図４Ｂのように、論理ゲート６２によって、リセット入力端子ＣＬに入力されていたリセット信号２２と復調信号９の論理演算を行って、その出力（リセット信号２２ａ）をリセット入力端子ＣＬへ入力する。

上述の図４Ａの場合と同様に、復調信号９がＬレベル（変調期間４００ａ）になったらクロック分周回路６は分周を停止し、分周クロック７をＬレベル（もしくはＨレベル）にリセットする。復調信号９がＨレベル（非変調期間４００ｂ）になったら、再び分周クロック７を出力する。

図４Ｃにクロック分周回路６のさらに別の構成例を示す。この図４Ｃの場合には、ＸＱ出力端子ＸＱからＤ入力端子Ｄへのフィードバック経路に論理ゲート６２を介在させ、復調信号９の論理状態によって、ＸＱ出力端子ＸＱからＤ入力端子Ｄへのフィードバック信号を制御する。

すなわち、この図４Ｃの例では、ＸＱ出力端子ＸＱから出力されるＸＱと復調信号９の論理演算を論理ゲート６２で行ってＤ入力端子Ｄへ入力する。論理ゲート６２において、復調信号９がＬレベルになったらＤ入力端子Ｄへの入力を停止する論理構成をとることによって、上述の図４Ａ、図４Ｂと同様に、復調信号９がＬレベル（変調期間４００ａ）の間は分周クロック７をＬレベルもしくはＨレベルの固定値として出力することが可能となる。

上述の図４Ａ〜図４Ｃのクロック分周回路６の構成により、図２Ａおよび図２Ｂのような分周クロック７の波形が得られる。図２ＡがＡＳＫ１００％変調時で、図２ＢがＡＳＫ１０％変調時の波形となる。

それぞれの波形は上述の図９Ａ、図９Ｂと同様に、上から順に、リーダ・ライタ２００からの変調キャリア波形（キャリア４００）、変調されたキャリア波形を復調したアナログ復調波形４０１（復調信号９）、抽出クロック５から分周された分周クロック７である。

復調信号９のＬレベル（変調期間４００ａ）を検知することによって分周クロック７をリセットするので、変調期間４００ａにおいて抽出クロック５が途絶しないＡＳＫ１０％変調の場合でも、変調データ受信時（キャリア４００における変調期間４００ａ）に、ＡＳＫ１００％変調と同様に、分周クロック７が停止することになる。

これにより、ＡＳＫ１００％変調、ＡＳＫ１０％変調とも復調データ（復調信号９）、カウンタ部１２ａを駆動する分周クロック７の関係が同じとなり、変調度の区別なく、ロジック回路１２において、カウンタ部１２ａのカウンタ値１２ａ−１に基づいた共通なデコード処理を行なうことが可能となる。

ＡＳＫ１００％変調時にデータを受信するとキャリア４００が止まることになるので、抽出クロック５の抽出ができなくなり、分周クロック７も停止する。よって必然的に図２Ａのような波形が得られる。しかし、図２ＢのＡＳＫ１０％変調時と同様に、ＡＳＫ１００％変調のデータ受信時にも復調信号９がＬレベルに遷移したら分周クロック７をリセットし、復調信号９がＨレベルに遷移したらクロック分周回路６の動作を開始することが好ましい。これは変調データ受信ごとに分周クロック７の同期取りを行なうためで、変調度に依存せずに同じ動作をさせるほうが良いからである。

このような操作を行なう本実施の形態の非接触タグ１００で、ＡＳＫ１００％変調およびＡＳＫ１０％変調の双方をサポートする前述したＩＳＯ１５６９３に準拠したキャリア４００のデコードを行うと上述の従来技術の図１０の波形は図６（本実施の形態）のようになり、また従来技術の図１１の波形は、図７（本実施の形態）のようになる。

すなわち、図６は、キャリア４００における７５．５２ｕｓｅｃ（９．４４×８）のデータフレーム内での変調期間４００ａ（復調信号９がＬレベル）の位置に基づいてデコード（エンコード）する場合を示している。この方式としては、例えばパルスポーズ符号化（ＩＳＯ１５６９３の１ ｏｕｔ ｏｆ ４，１ ｏｕｔ ｏｆ ２５６）が知られている。

この場合、各データフレームには２ビットのデータ割り当てられ、個々のエンコード方法は、上述の図８に示した通りである。２'ｂ００〜２'ｂ１１の４種類のビットパターンが、３ビット幅のカウンタ値１２ａ−１の０、２、４、６の各々に対応しており、デコード部１２ｂは、この対応関係に基づいて、データフレーム内の復調信号９のＬレベルの位置に基づくデコードを行う。

図６のように、本実施の形態の場合、変調期間４００ａでキャリア４００（抽出クロック５）が途絶するＡＳＫ１００％変調の場合と、変調期間４００ａでキャリア４００（抽出クロック５）が途絶しないＡＳＫ１０％変調の場合とで、分周クロック７、すなわちカウンタ値１２ａ−１の動作状態が同一になる。

これにより、７５．５２ｕｓｅｃ（９．４４×８）のデータフレーム内における復調信号９がＬレベル（変調期間４００ａ）の位置に基づくデコード結果が、ＡＳＫ１００％変調の場合と、ＡＳＫ１０％変調の場合とで同一になる。

図７に示すような、キャリア４００の復調信号９がＨレベルの期間（非変調期間４００ｂ）、すなわち、前後する二つの変調期間４００ａの間隔に基づくデコード（エンコード）方法でも同様である。

この場合も、前後する二つの変調期間４００ａの間隔を計数する分周クロック７（カウンタ値１２ａ−１）の値が、ＡＳＫ１００％変調の場合と、ＡＳＫ１０％変調の場合とで同一になり、復調信号９がＨレベルの期間に基づくデコード結果が、ＡＳＫ１００％変調の場合と、ＡＳＫ１０％変調の場合とで同一になる。

このように、本実施の形態によれば、ＡＳＫ１００％変調およびＡＳＫ１０％変調のいずれの変調度のデータでも復調信号９とデコード用のカウンタ部１２ａ（すなわち分周クロック７）の動作が同じになる。

よって、キャリア４００におけるエンコード（デコード）方法や変調度に依存せず同一のデコード部１２ｂでの復調およびデコード処理が可能となる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、キャリア４００から抽出される抽出クロック５の途絶を補完するためにＰＬＬ等のクロック生成回路を設ける必要がなく、非接触タグ１００を構成するＬＳＩチップのチップ面積、消費電力等の削減を実現できる。

また、ＡＳＫ１００％変調、ＡＳＫ１０％変調のデータのデコード処理を完全に同一化することが可能となり、異なる変調方式毎に多重に復調回路８を設ける必要がなく、非接触タグ１００を構成するＬＳＩチップのロジック規模やチップ面積、消費電力等の削減を実現できる。

この結果、非接触タグ１００の製造コストを低減できる。
また、非接触タグ１００の普及の歴史や関係法規等の規制の関係で、同一規格の中に異なる変調方式が混在し、リーダ・ライタ２００の製造時期や使用地域（国別）に応じて変調方式を使い分ける必要がある場合でも、本実施の形態の非接触タグ１００によれば、従来のように内部回路を複雑にして、製造コストや消費電力（通信距離）等の性能を犠牲にすることなく、そのままで複数の変調方式に対応できる。

この結果、リーダ・ライタ２００の製造時期を意識することなく、国際的な非接触ＩＤ識別システムの市場に普及させることが可能となる。
また、リーダ・ライタ２００からのコマンド受信時はキャリア４００に変調がかかっているので、キャリア４００が途絶したり、振幅が減少する変調期間４００ａが長くなり、電源生成回路３で得られる受信パワーは低下することとなる。このとき、本実施の形態の場合には、変調期間４００ａ（復調信号９がＬレベル）の間は分周クロック７を停止するので、非接触タグ１００における受信時の低消費電力化を実現することができる。

換言すれば、本実施の形態の場合には、上述のような非接触タグ１００の低消費電力化により、非接触タグ１００とリーダ・ライタ２００の通信可能距離を大きくすることができ、本実施の形態の非接触タグ１００および非接触タグ１００を用いる非接触ＩＤ識別システムの応用範囲が広がる。

なお、本発明は、上述の実施の形態に例示した構成に限らず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
たとえば、ＲＦＩＤタグ等の非接触タグのかわりに、非接触ＩＣカード等のトランスポンダに適用できる。

（付記１）
受信した搬送波からクロックを抽出するクロック抽出手段と、
前記搬送波の非変調期間と変調期間の各々に対応して論理状態が変化する論理信号からなる復調信号を出力する復調手段と、
前記クロック抽出手段から入力される前記クロックから分周クロックを生成するとともに、前記復調信号の論理状態に応じて、前記分周クロックの出力を抑止する分周手段と、
前記分周クロックにて駆動されるカウンタの値を用いて前記搬送波に含まれる情報をデコードするデコード手段と、
を含むことを特徴とする非接触タグ。
（付記２）
付記１記載の非接触タグにおいて、
前記デコード手段は、前記カウンタの値によって、所定の時間幅のデータフレーム内における前記変調期間の位置を検出することで、前記情報をデコードすることを特徴とする非接触タグ。
（付記３）
付記１記載の非接触タグにおいて、
前記デコード手段は、前記カウンタの値によって、前記非変調期間の長さを検出することで、前記情報をデコードすることを特徴とする非接触タグ。
（付記４）
付記１記載の非接触タグにおいて、
前記搬送波は、前記変調率１００％または前記変調率１０％のいずれかによって前記情報を搬送し、同一の前記情報については、前記変調率１００％および前記変調率１０％のいずれにおいても前記カウンタの値の推移が一致することを特徴とする非接触タグ。
（付記５）
付記１記載のタグにおいて、
前記搬送波は、１００％振幅変調または１０％振幅変調のいずれかによって前記情報を搬送し、前記１００％の振幅変調にて振幅が変調される期間および、前記１０％振幅変調にて振幅が変調される期間については前記分周クロックの出力を抑止することを特徴とするタグ。
（付記６）
付記１記載の非接触タグにおいて、
前記分周手段は、前記クロックを入力としＸＱ端子からの出力をＤ端子に帰還入力することでＱ端子から前記分周クロックを出力するフリップフロップと、前記復調信号と前記イネーブル信号とを論理演算して前記フリップフロップのイネーブル（ＥＮ）端子に入力論理ゲートとを含み、前記復調信号の論理状態に応じて前記分周クロックを停止させることを特徴とする非接触タグ。
（付記７）
付記１記載の非接触タグにおいて、
前記分周手段は、前記クロックを入力とし、ＸＱ端子からの出力をＤ端子に帰還することでＱ端子から前記分周クロックを出力するフリップフロップと、前記フリップフロップのクリア信号と前記復調信号とを論理演算して前記フリップフロップのクリア（ＣＬ）端子に入力する論理ゲートとを含み、前記復調信号の論理状態に応じて前記分周クロックを停止させることを特徴とする非接触タグ。
（付記８）
付記１記載の非接触タグにおいて、
前記分周手段は、前記クロックを入力とし、ＸＱ端子からの出力をＤ端子に帰還することでＱ端子から前記分周クロックを出力するフリップフロップと、前記ＸＱ端子の出力と前記復調信号とを論理演算して前記フリップフロップのＤ端子に入力する論理ゲートを含み、前記復調信号の論理状態に応じて前記分周クロックを停止させることを特徴とする非接触タグ。
（付記９）
付記１記載の非接触タグにおいて、
前記搬送波から直流電力を取り出すための整流手段をさらに含む受動型非接触タグであることを特徴とする非接触タグ。
（付記１０）
受信した搬送波からクロックを抽出するステップと、
前記搬送波の非変調期間と変調期間の各々に対応して論理状態が変化する論理信号からなる復調信号を出力するステップと、
前記クロック抽出手段から入力される前記クロックから分周クロックを生成するとき、前記復調信号の論理状態に応じて、前記分周クロックの出力を抑止するステップと、
前記分周クロックのカウント値を用いて前記搬送波に含まれる情報をデコードするステップと、
を含むことを特徴とする非接触タグの制御方法。
（付記１１）
付記１０記載の非接触タグの制御方法において、
前記情報をデコードする前記ステップでは、
前記カウント値によって、所定の時間幅のデータフレーム内における前記変調期間の位置を検出することで、前記情報をデコードすることを特徴とする非接触タグの制御方法。
（付記１２）
付記１０記載の非接触タグの制御方法において、
前記情報をデコードする前記ステップでは、
前記カウント値によって、前記変調期間の長さを検出することで、前記情報をデコードすることを特徴とする非接触タグの制御方法。
（付記１３）
付記１０記載の非接触タグの制御方法において、
前記搬送波は、前記変調率１００％または前記変調率１０％のいずれかによって前記情報を搬送し、
前記情報をデコードする前記ステップでは、同一の前記情報については、前記変調率１００％および前記変調率１０％のいずれにおいても前記カウンタの値の推移が一致することを特徴とする非接触タグの制御方法。
（付記１４）
ＡＳＫ変調された搬送波を介してコマンド情報を発信するアクセス装置と、前記コマンド情報を受信して識別情報を前記アクセス装置に応答する非接触タグと、を含む非接触ＩＤ識別システムであって、
前記非接触タグは、
前記アクセス装置から受信した前記搬送波からクロックを抽出するクロック抽出手段と、
前記搬送波の非変調期間と変調期間の各々に対応して論理状態が変化する論理信号からなる復調信号を出力する復調手段と、
前記クロック抽出手段から入力される前記クロックから分周クロックを生成するとともに、前記復調信号の論理状態に応じて、前記分周クロックの出力を抑止する分周手段と、
前記分周クロックにて駆動されるカウンタの値を用いて前記搬送波に含まれるコマンド情報をデコードするデコード手段と、
を含むことを特徴とする非接触ＩＤ識別システム。
（付記１５）
付記１４記載の非接触ＩＤ識別システムにおいて、
前記アクセス装置は、変調率１００％または変調率１０％にて前記搬送波を変調することにより、前記コマンド情報を発信することを特徴とする非接触ＩＤ識別システム。
（付記１６）
付記１４記載の非接触ＩＤ識別システムにおいて、
前記デコード手段は、前記カウンタの値によって、所定の時間幅のデータフレーム内における前記変調期間の位置を検出することで、前記情報をデコードすることを特徴とする非接触ＩＤ識別システム。
（付記１７）
付記１４記載の非接触ＩＤ識別システムにおいて、
前記デコード手段は、前記カウンタの値によって、前記非変調期間の長さを検出することで、前記情報をデコードすることを特徴とする非接触ＩＤ識別システム。

本発明の一実施の形態である非接触タグの作用の一例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態である非接触タグのＡＳＫ１００％変調の場合の作用の一例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態である非接触タグのＡＳＫ１０％変調の場合の作用の一例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態である非接触タグの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態である非接触タグの一部の構成をより詳細に例示したブロック図である。 本発明の一実施の形態である非接触タグの一部の構成をより詳細に例示したブロック図である。 本発明の一実施の形態である非接触タグの一部の構成をより詳細に例示したブロック図である。 本発明の一実施の形態である非接触タグを用いた非接触ＩＤ識別システムの構成の一例を示す概念図である。 本発明の一実施の形態である非接触タグのパルスポーズ符号化における作用の一例を示すタイミングチヤートである。 本発明の一実施の形態である非接触タグのパルスインターバル符号化における作用の一例を示すタイミングチヤートである。 本発明の一実施の形態である非接触タグを含む非接触ＩＤ識別システムで用いられるコーディング波形の一例を示す波形図である。 従来の非接触タグのＡＳＫ１００％変調の場合の作用を示す概念図である。 従来の非接触タグのＡＳＫ１０％変調の場合の作用を示す概念図である。 従来の非接触タグのパルスポーズ符号化における作用を示すタイミングチヤートである。 従来の非接触タグのパルスポーズ符号化における作用の一例を示すタイミングチヤートである。

符号の説明

１ アンテナ
２ 整流器
３ 電源生成回路
４ クロック抽出回路
５ 抽出クロック
６ クロック分周回路
７ 分周クロック
８ 復調回路
９ 復調信号
１０ 変調回路
１１ 応答情報
１２ ロジック回路
１２ａ カウンタ部
１２ａ−１ カウンタ値
１２ｂ デコード部
１２ｃ データ処理部
１３ 不揮発メモリ
２１ イネーブル信号
２１ａ イネーブル信号
２２ リセット信号
２２ａ リセット信号
６１ フリップフロップ
６２ 論理ゲート
１００ 非接触タグ
２００ リーダ・ライタ
２０１ アンテナ
２０２ 送受信部
２０３ 制御部
３００ 情報処理装置
４００ キャリア
４００ａ 変調期間
４００ｂ 非変調期間
４０１ アナログ復調波形
５００ 荷物

Claims (10)

1. 受信した搬送波からクロックを抽出するクロック抽出手段と、
   前記搬送波の非変調期間と変調期間の各々に対応して論理状態が変化する論理信号からなる復調信号を出力する復調手段と、
   前記クロック抽出手段から入力される前記クロックから分周クロックを生成するとともに、前記復調信号の論理状態に応じて、前記分周クロックの出力を抑止する分周手段と、
   前記分周クロックにて駆動されるカウンタの値を用いて前記搬送波に含まれる情報をデコードするデコード手段と、
   を含むことを特徴とする非接触タグ。
2. 請求項１記載の非接触タグにおいて、
   前記デコード手段は、前記カウンタの値によって、所定の時間幅のデータフレーム内における前記変調期間の位置を検出することで、前記情報をデコードすることを特徴とする非接触タグ。
3. 請求項１記載の非接触タグにおいて、
   前記デコード手段は、前記カウンタの値によって、前記非変調期間の長さを検出することで、前記情報をデコードすることを特徴とする非接触タグ。
4. 請求項１記載の非接触タグにおいて、
   前記搬送波は、変調率１００％または変調率１０％のいずれかによって前記情報を搬送し、同一の前記情報については、前記変調率１００％および前記変調率１０％のいずれにおいても前記カウンタの値の推移が一致することを特徴とする非接触タグ。
5. 請求項１記載のタグにおいて、
   前記搬送波は、１００％振幅変調または１０％振幅変調のいずれかによって前記情報を搬送し、前記１００％の振幅変調にて振幅が変調される期間および、前記１０％振幅変調にて振幅が変調される期間については前記分周クロックの出力を抑止することを特徴とするタグ。
6. 請求項１記載の非接触タグにおいて、
   前記分周手段は、前記クロックを入力としＸＱ端子からの出力をＤ端子に帰還入力することでＱ端子から前記分周クロックを出力するフリップフロップと、前記復調信号と前記イネーブル信号とを論理演算して前記フリップフロップのイネーブル（ＥＮ）端子に入力論理ゲートとを含み、前記復調信号の論理状態に応じて前記分周クロックを停止させることを特徴とする非接触タグ。
7. 請求項１記載の非接触タグにおいて、
   前記分周手段は、前記クロックを入力とし、ＸＱ端子からの出力をＤ端子に帰還することでＱ端子から前記分周クロックを出力するフリップフロップと、前記フリップフロップのクリア信号と前記復調信号とを論理演算して前記フリップフロップのクリア（ＣＬ）端子に入力する論理ゲートとを含み、前記復調信号の論理状態に応じて前記分周クロックを停止させることを特徴とする非接触タグ。
8. 受信した搬送波からクロックを抽出するステップと、
   前記搬送波の非変調期間と変調期間の各々に対応して論理状態が変化する論理信号からなる復調信号を出力するステップと、
   前記クロック抽出手段から入力される前記クロックから分周クロックを生成するとき、前記復調信号の論理状態に応じて、前記分周クロックの出力を抑止するステップと、
   前記分周クロックのカウント値を用いて前記搬送波に含まれる情報をデコードするステップと、
   を含むことを特徴とする非接触タグの制御方法。
9. 請求項８記載の非接触タグの制御方法において、
   前記情報をデコードする前記ステップでは、
   前記カウント値によって、所定の時間幅のデータフレーム内における前記変調期間の位置を検出することで、前記情報をデコードすることを特徴とする非接触タグの制御方法。
10. 請求項８記載の非接触タグの制御方法において、
    前記情報をデコードする前記ステップでは、
    前記カウント値によって、前記変調期間の長さを検出することで、前記情報をデコードすることを特徴とする非接触タグの制御方法。

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