JP2012133548A - Active tag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクティブタグに関し、殊に、内蔵電池の長寿命化に関するものである。 The present invention relates to an active tag, and more particularly to extending the life of a built-in battery.
従来から、部屋への入退室管理を行う個人認証システムとして、アクティブタグと、当該アクティブタグから送信される識別信号を受信して各アクティブタグの所有者の認証を行うリーダとから構成されるものがある。 Conventionally, as a personal authentication system for managing entry / exit to / from a room, it is composed of an active tag and a reader that receives an identification signal transmitted from the active tag and authenticates the owner of each active tag There is.
そして、この個人認証システムの一部を構成するアクティブタグは、常時、内蔵電池からの電力供給を受けている。この内蔵電池は、タグ内に樹脂等で埋設されていて容易に交換することができないので、内蔵電池の寿命がタグの寿命に直結することとなる。そのため、内蔵電池の長寿命化が強く要請されている。 And the active tag which comprises a part of this personal authentication system always receives the electric power supply from a built-in battery. Since the built-in battery is embedded in the tag with a resin or the like and cannot be easily replaced, the life of the built-in battery is directly linked to the life of the tag. Therefore, there is a strong demand for extending the life of the built-in battery.
内蔵電池の長寿命化を図るための技術として、例えば、特許文献1の技術が知られている。
特許文献1に記載のアクティブタグは、リーダとの通信を行わない場合、リーダとの通信の開始、終了を制御するための制御信号を受信する受信回路だけを駆動させ、他の回路を停止させておくことで消費電力の低減を図っている。
As a technique for extending the life of the built-in battery, for example, the technique of
The active tag described in
ところで、上述のアクティブタグでは、製造が完了した状態において、送受信回路が内蔵電池に電気的に接続されている。これにより、製造直後から内蔵電池から送受信回路に電力供給が継続される。
従って、製造後、出荷までの間、長期間(例えば、数ヶ月)使用せずに倉庫等に保管するような場合には、アクティブタグの電池が浪費されてしまうこととなっていた。
By the way, in the above-described active tag, the transmitter / receiver circuit is electrically connected to the built-in battery in a state where the manufacture is completed. Thereby, the power supply from the built-in battery to the transmission / reception circuit is continued immediately after manufacture.
Therefore, when the product is stored in a warehouse or the like without being used for a long period of time (for example, several months) after the manufacture until the shipment, the battery of the active tag is wasted.
本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、電池が埋め込まれたアクティブタグにおいて、長期間使用しないときにおける電池の消耗を無くすことを目的とする。 The present invention has been made in view of the above reasons, and an object of the present invention is to eliminate battery consumption when the active tag in which the battery is embedded is not used for a long period of time.
上記課題を解決するために、本発明に係るアクティブタグは、電池と無線回路との間の配線路に挿入されたスイッチと、光エネルギーを電力に変換する発電回路と、発電回路で発生した電力によってスイッチの開閉を制御する制御回路とを備える。 In order to solve the above problems, an active tag according to the present invention includes a switch inserted in a wiring path between a battery and a radio circuit, a power generation circuit that converts light energy into power, and power generated in the power generation circuit. And a control circuit for controlling opening and closing of the switch.
また、本発明に係るアクティブタグは、発電回路が、外部から光が照射されると電力を発生する太陽電池を含むものであってもよい。
また、本発明に係るアクティブタグは、制御回路が、発電回路が発生した電力で前記スイッチを閉じ、以後その状態を保持する自己保持回路であってもよい。
Moreover, the active tag which concerns on this invention may contain the solar cell which generate | occur | produces electric power, when a power generation circuit is irradiated with light from the outside.
Further, the active tag according to the present invention may be a self-holding circuit in which the control circuit closes the switch with the power generated by the power generation circuit and holds the state thereafter.
また、本発明に係るアクティブタグは、無線回路が、LF周波数帯で信号を受信する受信回路を含み、受信回路が、スイッチが開いた状態である場合において発電回路で発生した電力で作動し、制御回路が、外部装置から前記スイッチを閉じる旨の命令を受信回路で受信すると、前記スイッチを閉じるものであってもよい。 Further, the active tag according to the present invention includes a receiving circuit in which the radio circuit receives a signal in the LF frequency band, and the receiving circuit operates with the power generated in the power generation circuit when the switch is in an open state. When the control circuit receives a command to close the switch from an external device by the receiving circuit, the control circuit may close the switch.
また、本発明に係るアクティブタグは、スイッチが閉じた状態では、制御回路が電池からの電力で作動しており、スイッチが閉じた状態において、受信回路が外部装置からスイッチを開く旨の命令を受信すると、制御回路が、スイッチを開いて、電池と無線回路とを非接続の状態とするものであってもよい。 In the active tag according to the present invention, when the switch is closed, the control circuit is operated by the power from the battery. When the switch is closed, the receiving circuit issues a command to open the switch from the external device. Upon reception, the control circuit may open the switch to disconnect the battery and the radio circuit.
本構成によれば、製造後の段階で電池と受信回路とを接続するスイッチを非接続状態にしておき、出荷後、使用する時にアクティブタグに光エネルギーを加えてスイッチを接続状態に切り替えることができるので、製造後から出荷までの間における電池の浪費を抑制することができる。 According to this configuration, the switch that connects the battery and the receiving circuit is in a disconnected state at the stage after manufacture, and after shipping, when the switch is used, light energy is applied to the active tag to switch the switch to the connected state. Therefore, it is possible to suppress the waste of the battery between the manufacturing and the shipment.
<実施の形態1>
<1>概要
アクティブタグは、リーダとともに、部屋への入退室管理を行う個人認証システムの一部を構成する。このアクティブタグは、リーダに対して自装置のID番号に関する情報を含む識別信号を送信する機能を有し、一方、リーダは、アクティブタグから送信された識別信号を受信してアクティブタグの所持者の認証を行う機能を有する。
<
<1> Outline An active tag, together with a reader, constitutes a part of a personal authentication system that manages entering and leaving a room. The active tag has a function of transmitting an identification signal including information related to the ID number of its own device to the reader. On the other hand, the reader receives the identification signal transmitted from the active tag and is the owner of the active tag. It has a function to perform authentication.
ところで、本実施の形態に係るアクティブタグ2000では、光が照射されると電池250とLF受信回路220との間が接続状態となるスイッチ280を設けてある。そして、このスイッチ280を製造終了の段階で非接続状態としておくことで、製造終了後、実際に使用されるまでの間における電池の消耗を抑制することができる。また、このスイッチ280は、光MOSリレーにより構成されており、製造後、光を照射して光MOSリレーの一部を構成する発光ダイオードを点灯させない限りオンすることがない。
By the way, in the
<2>構成
以下、本実施の形態に係るアクティブタグ2000を含む個人認証システムの概略を図1に示す。
<2> Configuration FIG. 1 shows an outline of a personal authentication system including an
個人認証システムは、図1に示すように、リーダ1000と、アクティブタグ2000とから構成される。
<2−1>リーダ(外部装置)
リーダ1000は、入室が制限された部屋の入り口等に設置され、アクティブタグ2000から当該アクティブタグ2000自身のID番号に関する情報を含むUHF周波数帯(UHF帯、例えば、426MHz帯)の識別信号を受信すると、アクティブタグ2000のID番号を照合して、当該アクティブタグ2000の所持者の入室を許可できるか否かを判別する認証処理を行う。
The personal authentication system includes a
<2-1> Reader (External device)
The
また、リーダ1000は、更に、アクティブタグ2000に対して、UHF送信回路240および制御回路210を起動させるために、LF周波数帯(LF帯、例えば、135kHz帯)の起動信号を送信する機能や、接続状態にあるスイッチ280を非接続状態にするためのLF帯のスイッチオフ信号を送信する機能も有する。
Further, the
リーダ1000は、LF送信回路120と、UHF受信回路130と、これらの送受信回路120,130を制御する制御回路110とを含んでいる。
LF送信回路120は、制御回路110から入力される後述の起動信号を用いて変調したLF信号をLFアンテナA11を介してアクティブタグ2000に送信する。
The
The
UHF受信回路130は、アクティブタグから発信され、アンテナA12を介して受信したUHF信号を復調して得られたID番号を含む信号を制御回路110に入力する。
制御回路110は、アクティブタグ2000を起動させるための起動信号を生成し、LF送信回路130に入力する。また、制御回路110は、UHF受信回路140からアクティブタグ2000のID番号に関する情報を含む信号が入力されると、認証処理を行った後、認証処理で得られたデータを、リーダ1000に接続された上位装置(例えば、ID番号を管理するサーバ等)に送信する。
The UHF receiving
The
なお、リーダ1000には、アクティブタグ2000にスイッチオフ信号を送信するときにユーザが操作する操作釦(図示せず)が設けられている。そして、ユーザがこの操作釦を押下すると、LF送信回路120が、スイッチ280を開く旨の命令を内容とするスイッチオフ信号を送信する。
Note that the
<2−2>アクティブタグ
アクティブタグ2000は、従来のアクティブタグと同様に、LF受信回路220と、UHF送信回路240と、UHF送信回路240およびLF受信回路220を制御する制御回路210と、電池250とを含むとともに、更に、光電力変換回路270と、電池250とLF受信回路220等との間の配線路L1に挿入されたスイッチ280と、スイッチ280のオンオフを制御するスイッチ制御部260とを備える。
<2-2> Active Tag The
アクティブタグ2000は図2に示すように、外観が矩形状をしていて、この矩形状ハウジング2001内に上記各回路が配置された回路基板2002と電池250とを収納している。ハウジング2001の表面には、太陽電池270aが複数枚露出状態で設けられている。太陽電池270aは光電力変換回路270の一部をなすものであり、詳細は後述する。
As shown in FIG. 2, the
なお、アクティブタグ2000は、リーダ1000からのLF信号を受信するアンテナA21として、3つの独立したコイル(図示せず)を互いに直交する形で配置してなる3軸構成のアンテナを備えている。これは、アクティブタグ2000のリーダ1000に対する向きによって受信感度が大きく変動するのを抑制するためである。
The
また、リーダ1000にUHF信号を送信するためのアンテナA22として、近くに人体があっても送信特性への影響が少ない微小ループアンテナを使用している。
<2−2−1>LF受信回路
以下、LF受信回路220の構成について図1を参照して説明する。
Further, as the antenna A22 for transmitting the UHF signal to the
<2-2-1> LF Receiver Circuit The configuration of the
LF受信回路220は、受信したLF信号に対して誤り検出処理を行った後に、当該LF信号の中に起動信号を示す起動パターンWAKEやスイッチオフ信号を示すスイッチオフパターンDOFFが存在するか否かを確認する起動制御部220aを有する。また、LF受信回路220は、配線Loffを介してスイッチ制御回路260に接続されている。
After performing error detection processing on the received LF signal, the
起動制御部220aは、LF信号の中に起動パターンWAKE(図5参照)が存在すると認識すると、受信したLF信号が起動信号であると認識し、制御回路210およびUHF送信回路240を起動する。そして、起動制御部220aは、更に、起動信号の中からリーダ1000のID番号の情報を抽出して制御回路210に入力する。制御回路210は、リーダ1000のID番号が入力されると、リーダ1000に対してUHF送信回路240を介して識別信号を送信する。起動制御部220aは、送信が完了すると、再び、制御回路210およびUHF送信回路240を停止する。これにより、アクティブタグ2000全体の消費電力の低減を図っている。
When the
また、起動制御部220aは、LF信号の中にスイッチオフパターンDOFF(図5参照)が存在すると認識すると、LF信号がスイッチオフ信号であると認識し、スイッチ制御回路260に負電圧を入力する。
<2−2−2>UHF送信回路
UHF送信回路240は、UHF帯の識別信号をアンテナA22を介してリーダ1000へ送信する。この回路は従来技術と変わらないので詳細な説明は省略する。
<2−2−3>制御回路
制御回路210は、CPUおよびメモリ(図示せず)を備え、LF受信回路220およびUHF送信回路240の制御を行う。また、制御回路210は、アクティブタグ2000のID番号等の識別情報を示す信号を生成してUHF送信回路240に入力する機能も有する。
<2−2−4>光電力変換回路(発電回路)
光電力変換回路270は、図3に示すように、太陽電池270aと、太陽電池270aで発生した電気を蓄電する蓄電回路270bとから構成される。
When the
<2-2-2> UHF Transmission Circuit The
<2-2-3> Control Circuit The
<2-2-4> Optical power conversion circuit (power generation circuit)
As shown in FIG. 3, the optical
太陽電池270aは、多結晶シリコンにより形成されたPN接合型の太陽電池で構成されており、電流源G1、ダイオードD1および抵抗R1からなる並列回路と、並列回路に直列に接続された抵抗R2とからなる等価回路で表わされている。ここにおいて、電流源G1は、照射される光量が増加すると電流出力が増加する。また、ダイオードD1は、PN接合型のダイオードを示し、抵抗R1,R2は、素子固有の抵抗成分を示す。そして、太陽電池270aは、図2に示すように、受光部がハウジング2001の窓部2001aから露出する形で配置される。
The
蓄電回路270bは、整流用のダイオードD2と太陽電池270aから出力される電気を蓄えるためのコンデンサC1とから構成される。このコンデンサは、スイッチ制御回路260の入力端子Te11,Te12(図4参照)に接続されており、当該コンデンサの両端間電圧Vfによってスイッチ制御回路260を駆動するようにしている。
The
ところで、アクティブタグ2000では、製造過程や保管時において光が照射されてしまうことが想定される。例えば、工場内に設置されている照明器具等から照射される光などである。この段階で光起電力によってスイッチ制御回路260が駆動されるのは避ける必要がある。
By the way, in the
そのため、光電力変換回路270は、予め製造過程や保管時において照射されると想定される光により太陽電池270aで発生する起電力を実験的に算出しておき、製造過程や保管時に加わる光によってはスイッチ280がオン状態とならないように、コンデンサC1の容量が調整してある。これにより、製造過程や保管時にアクティブタグ2000に照射される光では、光電力変換回路270がスイッチ280をオン状態にするために必要な電圧を出力しないことを担保している。但し、アクティブタグ2000に懐中電灯を近づける等して強い光を照射すると、スイッチ280は閉じる。
<2−2−5>スイッチ
以下、スイッチ280の構成について図1および図4を参照して説明する。
Therefore, the optical
<2-2-5> Switch Hereinafter, the configuration of the
スイッチ280は、光MOSリレーを備えて構成され、電池250と制御回路210、LF受信回路220およびUHF送信回路240とを接続する配線路L1に挿入され、電池250から制御回路210等への電力供給をオンオフする。このスイッチ280は、製造終了の段階において開いた状態になっている。
The
スイッチ280は、図4に示すように、入力端子Te21,Te22間に接続された発光ダイオードLEDと、発光ダイオードLEDの光を受光すると起電力を発生するフォトダイオードを複数個直列に接続してなる光電変換素子PDと、光電変換素子PDの高電位側にゲートが接続され且つ低電位側にソースが接続されたMOSFETからなるトランジスタTr2と、トランジスタTr2のゲートとドレインとの間に接続されたコンデンサC2と抵抗R2との直列回路とから構成される。そして、トランジスタTr2のドレインとソースそれぞれが、スイッチ280の出力端子Te23,Te24に接続されている。このスイッチ280は、スイッチ制御回路260から発光ダイオードLEDに電圧が入力されると、トランジスタTr2がターンオンすることにより出力端子Te23,Te24間が導通状態となる(スイッチ280がオン状態)。また、スイッチ280は、スイッチ制御回路260からの電圧入力がなくなるとオフ状態で維持される。
<2−2−6>スイッチ制御回路
スイッチ制御回路260は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)により構成され、図4に示すように、光電力変換回路270に接続される入力端子Te11,Te12それぞれがゲートおよびソースに接続されたMOSFETからなるトランジスタTr1と、トランジスタTr1のゲート−ソース間に接続されたコンデンサC1と抵抗R1とからなる直列回路と、スイッチ制御回路260の高電位側の入力端子Te11と直列回路の高電位側との間に介挿されたダイオードDとを備える。そして、トランジスタTr1のゲートおよびドレインそれぞれが、出力端子Te14,Te15に接続されている。また、スイッチ280の一部を構成するトランジスタTr2のソースとトランジスタTr1のゲートとが、ゲートターンオフ型サイリスタGTOを介して電気的に接続されている。ゲートターンオフ型サイリスタGTOのゲートは入力端子Te13に接続されている。
As shown in FIG. 4, the
<2-2-6> Switch Control Circuit The
ここにおいて、スイッチ制御回路260は、光電力変換回路270から入力される電圧により一旦スイッチ280をオンさせると、電池250から入力される電圧をスイッチ280に印加し続ける。つまり、スイッチ制御回路260は、光電力変換回路270が発生した電力でスイッチ280を閉じ、以後その状態を保持する自己保持回路を構成している。
Here, once the
一方、スイッチ280がオン状態において、LF受信回路220がスイッチオフ信号を受信すると、LF受信回路220から、信号線Loff(図1参照)を介して入力端子Te13に負電圧が入力される。このとき、ゲートターンオフ型サイリスタGTOは、ターンオフし、スイッチ280への電圧入力が停止してスイッチ280がオフする。ここで、上述した配線Loffは、入力端子Te13と接続される接続線と、入力端子Te12に接続される接続線とからなる。
<2−2−7>ハウジング
ハウジング2001は、合成樹脂等により形成され、図2に示すように、回路基板2002および電池250がハウジング2001内部に収納されている。なお、本願のアクティブタグ(ハウジング2001)は、手に持たず携行しやすくなるのはもちろん、手に持った場合の扱いやすさにも配慮して、日本で使われる所謂名刺カードのサイズに近しいように、ISO/ICE7810規格のID1に準拠するサイズに形成されている。また、ハウジング2001の一表面側には、太陽電池270aを露出させるための窓部2001aが形成されている。
On the other hand, when the
<2-2-7> Housing The
<3>信号フォーマット
以下、本実施の形態に係る個人認証システムで用いられる起動信号、識別信号およびスイッチオフ信号のパケット構造について、図5を用いて説明する。
<3> Signal Format Hereinafter, the packet structure of the activation signal, the identification signal, and the switch-off signal used in the personal authentication system according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
<3−1>起動信号パケット
起動信号は、図5(a)に示すように、プリアンブルPRと、ユニークワードUWと、起動パターンWAKEと、リーダ1000のID番号からなる識別情報ID1と、誤り検出符号CRCとから構成されるパケットである。
<3-1> Activation Signal Packet As illustrated in FIG. 5A, the activation signal includes a preamble PR, a unique word UW, an activation pattern WAKE, identification information ID1 including an ID number of the
ここで、プリアンブルPRは、起動信号の始まりを示すビット列(同期符号)であり、ユニークワードUWは、いわゆるフレーム同期信号である。また、誤り検出符号CRCは、アクティブタグ2000側で受信した起動信号に誤りが発生しているか否かを検出するためのビット列である。そして、起動パターンWAKEは、LF信号が起動信号であることを識別するためのビット列のパターンある。なお、リーダ1000の識別情報ID1は、リーダ1000の制御回路110に含まれるメモリ(図示せず)に予め記憶されている。
Here, the preamble PR is a bit string (synchronization code) indicating the start of the activation signal, and the unique word UW is a so-called frame synchronization signal. The error detection code CRC is a bit string for detecting whether or not an error has occurred in the activation signal received on the
<3−2>識別信号パケット
識別信号は、図5(b)に示すように、プリアンブルPRと、ユニークワードUWと、リーダ1000のID番号からなる識別情報ID1と、アクティブタグ2000のID番号からなる識別情報ID2と、誤り検出符号CRCとから構成されるパケットである。
<3-2> Identification Signal Packet As shown in FIG. 5 (b), the identification signal is made up of the preamble PR, the unique word UW, identification information ID1 consisting of the ID number of the
識別情報ID1は、アクティブタグ2000から発信された識別信号を受信したリーダ1000が、受信した識別信号が自装置宛ての信号か否かを判別するために用いられる。また、識別情報ID2は、リーダ1000が自装置宛てに送信された識別信号がどのアクティブタグ2000から送信されたものかを識別するために用いられる。
The identification information ID1 is used by the
ここで、プリアンブルPRは、識別信号の始まりを示すビット列(同期符号)であり、ユニークワードUWは、いわゆるフレーム同期信号である。また、誤り検出符号CRCは、リーダ1000が受信した応答信号20に誤りが発生しているか否かを検出するためのビット列である。なお、識別情報ID2は、アクティブタグ2000の制御回路210に含まれるメモリ(図示せず)に予め記憶されている。
Here, the preamble PR is a bit string (synchronization code) indicating the start of the identification signal, and the unique word UW is a so-called frame synchronization signal. The error detection code CRC is a bit string for detecting whether or not an error has occurred in the response signal 20 received by the
<3−3>スイッチオフ信号パケット
スイッチオフ信号は、図5(c)に示すように、図5(a)と略同じ構成であり、スイッチオフパターンDOFFを含む点のみが相違するパケットである。スイッチオフパターンDOFFは、LF信号がスイッチ280を開く旨の命令を示すスイッチオフ信号であることを識別するためのものである。
<3-3> Switch-off signal packet As shown in FIG. 5C, the switch-off signal has substantially the same configuration as that in FIG. 5A, and is a packet that differs only in that it includes the switch-off pattern DOFF. . The switch-off pattern DOFF is for identifying that the LF signal is a switch-off signal indicating a command to open the
<4>動作
本実施の形態に係るアクティブタグ2000の動作について図6および図7に基づいて説明する。
<4> Operation The operation of the
アクティブタグ2000は、製造が完了した後、スイッチは開いた状態になっている。
そして、このアクティブタグ2000では、光が照射されると光電力変換回路270からスイッチ制御回路260に電圧を出力される。この光が照射される場合とは、例えば、アクティブタグ2000の製造が完了した後、暗室環境の倉庫に保管しておき、その後、アクティブタグ2000を実際に使用する際に直射日光や懐中電灯の光等の比較的強い光に晒した場合である。
The
In the
光電力変換回路270からスイッチ制御回路260に電圧が出力されると、スイッチ制御回路260のトランジスタTr1がターンオンし、スイッチ制御回路260からスイッチ280に電圧が入力され(ステップS1)、スイッチ280がオンする(ステップS2)(図7のT1参照)。このとき、電池250から供給される電力によりLF受信回路220だけが起動する(ステップS3)(図7のT2参照)。
When a voltage is output from the optical
そして、LF受信回路220は、リーダ1000からアンテナA21を介してLF信号をいつでも受信できる状態で待機する(ステップS4)。
一方、リーダ1000は、LF帯の起動信号を生成するとともに、常にアンテナA11を介して外部に当該起動信号を送出している(図7のT21参照)。従って、アクティブタグ2000の所持者が、リーダ1000からのLF信号の到達範囲内に侵入すると、LF受信回路220が、起動信号を受信することになる。
Then, the
On the other hand, the
その後、LF受信回路220が、リーダ1000からLF信号を受信すると(ステップS4:Yes)、LF受信回路220の一部を構成する起動制御部220aが、LF信号に起動パターンWAKEが存在するか否かを判断することにより、LF信号が起動信号であるか否かを判断する(ステップS5)
ステップS5において、起動制御部220aは、LF信号が起動信号であると判断すると(ステップS5:Yes)、制御回路210およびUHF送信回路240を起動する(ステップS6)(図7のT3参照)。
After that, when the
In step S5, when the
続いて、制御回路210が、アクティブタグ2000の識別情報をUHF送信回路240に入力する。すると、UHF送信回路240が、入力された識別情報を用いて変調したUHF帯の識別信号をリーダ1000に送信する(ステップS7)。
Subsequently, the
一方、リーダ1000では、アクティブタグ2000から識別信号を受信すると、認証処理を行う(図7のT22参照)。
そして、起動制御部220aは、UHF送信回路240がUHF信号の送信を完了すると、制御回路210およびUHF送信回路240を再び停止させる(ステップS8)(図7のT4参照)。その後、再び、ステップS4に移行する。
On the other hand, when receiving an identification signal from the
Then, when the
一方、ステップS5において、起動制御部220aは、LF信号が起動信号でないと判断すると(ステップS5:No)、続いて、LF信号にスイッチオフパターンDOFFが存在するか否かを判断することによりLF信号がスイッチオフ信号か否かを判断する(ステップS9)。このスイッチオフ信号は、リーダ1000が生成して送信する(図7のT23参照)。
On the other hand, when the
ステップS9において、起動制御部220aは、LF信号がスイッチオフ信号でないと判断すると(ステップS9:No)、再び、ステップS4に移行する。
一方、ステップS9において、起動制御部220aが、LF信号がスイッチオフ信号であると判断すると(ステップS9:Yes)、起動制御部220aは、スイッチ制御回路260に信号線Loffを介して負電圧を入力する。そして、スイッチ制御回路260は、スイッチ280への電圧入力を停止することによりスイッチ280をオフにする(ステップS10)(図7のT5参照)。
In step S9, if the
On the other hand, when the
結局、本実施の形態に係るアクティブタグ2000は、製造終了の段階で、光MOSリレーに電圧が入力されないようにしてスイッチ280をオフ状態としておけば、製造が完了してからアクティブタグ2000に光が照射されるまでの間(図7参照)、スイッチ280をオフ状態で維持することができる。
In the end, the
従って、アクティブタグ2000の製造後、倉庫に保管しておき、アクティブタグ2000を実際に使用するときにアクティブタグ2000に光を照射することで、スイッチ280をオンさせることが可能となる。これにより、これにより、製造後の段階で電池250とLF受信回路220とを接続するスイッチ280を非接続状態にしておけば、製造後、出荷までの間、長期間(例えば、数ヶ月)使用せずに倉庫等に保管するような場合であっても、電池250の浪費を抑制することができるという利点がある。
Therefore, after manufacturing the
また、本実施の形態に係るアクティブタグ2000は、スイッチ制御回路260が、LF受信回路220でスイッチ280をオフにする指示を内容とするスイッチオフ信号を受信すると、スイッチ280をオフする。これにより、スイッチ280をオンにした後においても、アクティブタグ2000を使用しない場合にスイッチ280をオフにしておくことができるので、電池250の消耗を更に抑制することができる。
Moreover, the
<実施の形態2>
<1>概要
本実施の形態に係るアクティブタグ2000では、光が照射されると、LF受信回路220および制御回路210の両方を起動する。その後、LF受信回路220がスイッチ280を閉じる旨の命令を内容とするスイッチオン信号を受信するまでスイッチ280を開いた状態で維持する。そして、スイッチオン信号を受信すると制御回路210がスイッチ280を閉じた状態にする。これにより、実施の形態1のように、制御回路210の他にスイッチ制御回路を設ける必要がなくなるので、部品点数の削減を図ることができる。更に、意図しない光が照射されてしまった場合であっても、電池の消耗を抑制することができる。
<
<1> Outline In the
<2>構成
本実施の形態に係るアクティブタグ2000は、図8に示すように、実施の形態1の構成と略同様であり、光電力変換回路270がLF受信回路220および制御回路210に接続されている点、スイッチ制御回路260がない点が相違する。
<2> Configuration As shown in FIG. 8, the
ここで、光が照射されることによりLF受信回路220および制御回路210が起動した後において、LF受信回路220が、リーダ1000からスイッチオン信号を受信すると、制御回路210がスイッチ280をオンにする。
Here, after the
なお、実施の形態1と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
<3>信号フォーマット
以下、本実施の形態で用いられるスイッチ280を閉じる旨の命令を内容とするスイッチオン信号のパケット構造について、図9を用いて説明する。なお、本実施の形態に係る個人認証システムにおいても起動信号、識別信号およびスイッチオフ信号を使用するが、これらのパケット構造は実施の形態1と同様なので説明を省略する。
In addition, about the structure similar to
<3> Signal Format Hereinafter, a packet structure of a switch-on signal including a command for closing the
スイッチオン信号は、図9に示すように、プリアンブルPRと、ユニークワードUWと、スイッチオンパターンDONと、リーダ1000のID番号からなる識別情報ID1と、誤り検出符号CRCとから構成されるパケットである。
As shown in FIG. 9, the switch-on signal is a packet composed of a preamble PR, a unique word UW, a switch-on pattern DON, identification information ID1 consisting of the ID number of the
識別情報ID1は、スイッチ280をオンしようとするアクティブタグ2000を特定するために用いられる。
ここで、プリアンブルPRは、起動信号の始まりを示すビット列(同期符号)であり、ユニークワードUWは、いわゆるフレーム同期信号である。また、誤り検出符号CRCは、アクティブタグ2000側で受信した起動信号に誤りが発生しているか否かを検出するためのビット列である。そして、スイッチオンパターンDONは、LF信号がスイッチ280を閉じる旨の命令を示すスイッチオン信号であることを識別するためのビット列である。なお、リーダ1000の識別情報ID1は、実施の形態1と同様に、リーダ1000の制御回路110に含まれるメモリ(図示せず)に予め記憶されている。
The identification information ID1 is used to identify the
Here, the preamble PR is a bit string (synchronization code) indicating the start of the activation signal, and the unique word UW is a so-called frame synchronization signal. The error detection code CRC is a bit string for detecting whether or not an error has occurred in the activation signal received on the
<4>動作
本実施の形態に係るアクティブタグ2000の動作について、図10および図11に基づいて説明する。
<4> Operation The operation of the
本実施の形態に係るアクティブタグ2000の動作は、実施の形態1と略同様であり、図10および図11における破線で囲んだ部分が実施の形態1と相違する部分である。
なお、図10におけるステップS55乃至ステップS61(ステップS57およびステップS59を除く)は、それぞれ図6におけるステップS4乃至ステップS10と同じなので説明を省略する。
The operation of the
Note that steps S55 to S61 (except for steps S57 and S59) in FIG. 10 are the same as steps S4 to S10 in FIG.
まず、光が照射されると、光電力変換回路270からLF受信回路220および制御回路210に電力が供給され、LF受信回路220および制御回路210が起動する(ステップS51)(図11のT51参照)。
First, when light is irradiated, power is supplied from the optical
その後、LF受信回路220は、リーダ1000からアンテナA21を介してLF信号をいつでも受信できる状態で待機する(ステップS52)。ここで、スイッチ280は、オフ状態で維持されている。
Thereafter, the
また、リーダ1000は、LF帯のスイッチオン信号を生成するとともに、常にアンテナA11を介して外部に当該起動信号を送出している(図10のT151参照)。従って、アクティブタグ2000の所持者が、リーダ1000からのLF信号の到達範囲内に侵入すると、LF受信回路220が、スイッチオン信号を受信することになる。
Further, the
その後、LF受信回路220は、リーダ1000からLF信号を受信すると(ステップS52:Yes)、受信したLF信号にスイッチオンパターンDONが含まれるか否かを判断することによりLF信号がスイッチオン信号であるか否かを判断する(ステップS53)。
After that, when receiving the LF signal from the reader 1000 (step S52: Yes), the
ステップS53において、LF受信回路220は、受信したLF信号がスイッチオン信号でないと判断すると(ステップS53:No)、ステップS52に移行し、再び、LF信号の受信待ち状態となる。
In step S53, when the
一方、ステップS53において、LF受信回路220は、受信したLF信号がスイッチオン信号であると判断すると(ステップS53:Yes)、制御回路210がスイッチ280をオンする(ステップS54)。その後、ステップS55以降の処理を行う。
On the other hand, when the
ステップS57では、制御回路210は既に起動しているので、UHF送信回路240だけを起動させる(図11のT53参照)。そして、ステップS59では、制御回路210は、スイッチ280をオン状態に維持しておくために起動させておき、UHF送信回路240のみを停止させる(図11のT54参照)。
In step S57, since the
結局、本実施の形態に係るアクティブタグ2000は、製造が完了してからアクティブタグ2000に光が照射されるだけでは、LF受信回路220および制御回路210を起動させるだけで、スイッチ280はオンしない(図10参照)。
After all, in the
従って、アクティブタグ2000の製造後、意図しない光がアクティブタグ2000に照射されてしまった場合であっても、直ちにはスイッチ280がオンしないので、電池250の消耗を防ぐことができる。
Therefore, even if unintended light is irradiated to the
また、スイッチ制御回路が不要となる分、実施の形態1に係るアクティブタグに比べて部品点数を削減することができ、コスト削減を図れる。
<実施の形態3>
<1>概要
本実施の形態に係るアクティブタグ2000では、光が照射されると、まず、LF受信回路220だけを起動し、LF受信回路220がスイッチ280をオンにする指示(スイッチを閉じる命令)を内容とするスイッチオン信号を受信するまでスイッチ280をオフ状態で維持する。これにより、意図せずに光が照射されてしまった場合であっても、電池250の消耗を抑制することができる。
Further, since the switch control circuit is unnecessary, the number of parts can be reduced as compared with the active tag according to
<
<1> Outline In the
<2>構成
本実施の形態に係るアクティブタグ2000は、図12に示すように、実施の形態1の構成と略同様であり、光電力変換回路270がLF受信回路220に接続されている点と、LF受信回路220からスイッチ制御回路260に配線Loffとともに配線Lonが接続されている点とが相違する。
<2> Configuration As shown in FIG. 12, the
アクティブタグ2000では、光電力変換回路270から電力が供給されると、LF受信回路220のみが起動する。そして、LF受信回路220は、リーダ1000からスイッチオン信号を受信すると、配線Lonを介してスイッチ制御回路260の入力端子Te11,Te12間に電圧を印加する(図4参照)。
In the
なお、実施の形態1と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。また、本実施の形態で用いられるスイッチオン信号のフォーマットは、実施の形態2と同様なので説明を省略する。
In addition, about the structure similar to
<3>動作
本実施の形態に係るアクティブタグ2000の動作について、図13および図14に基づいて説明する。
<3> Operation The operation of the
本実施の形態に係るアクティブタグ2000の動作は、実施の形態1と略同様であり、図13および図14における破線で囲んだ部分のみが実施の形態1と相違する。
なお、図13におけるステップS254乃至ステップS262は、それぞれ図6におけるステップS2乃至ステップS10と同じなので説明を省略する。
The operation of the
Note that steps S254 to S262 in FIG. 13 are the same as steps S2 to S10 in FIG.
まず、光が照射されると、光電力変換回路270からLF受信回路220に電力が供給され、LF受信回路220が起動する(ステップS251)(図14のT251参照)。
その後、LF受信回路220は、リーダ1000からアンテナA21を介してLF信号をいつでも受信できる状態で待機する(ステップS252)。ここで、スイッチ280は、オフ状態で維持されている。
First, when light is irradiated, power is supplied from the optical
Thereafter, the
また、リーダ1000は、LF帯のスイッチオン信号を生成するとともに、常にアンテナA11を介して外部に当該起動信号を送出している(図14のT2151参照)。従って、アクティブタグ2000の所持者が、リーダ1000からのLF信号の到達範囲内に侵入すると、LF受信回路220が、スイッチオン信号を受信することになる。
The
その後、LF受信回路220は、リーダ1000からLF信号を受信すると(ステップS252:Yes)、受信したLF信号にスイッチオンパターンDONが含まれるか否かを判断することによりLF信号がスイッチオン信号であるか否かを判断する(ステップS253)。
After that, when receiving the LF signal from the reader 1000 (step S252: Yes), the
ステップS53において、LF受信回路220は、受信したLF信号がスイッチオン信号でないと判断すると(ステップS253:No)、ステップS52に移行し、再び、LF信号の受信待ち状態となる。
In step S53, when the
一方、ステップS53において、LF受信回路220は、受信したLF信号がスイッチオン信号であると判断すると(ステップS253:Yes)、LF受信回路220から配線Lonを介してスイッチ制御回路260に電圧が入力される。そして、スイッチ制御回路260のトランジスタTr1がターンオンし、スイッチ制御回路260からスイッチ280に電圧が入力され(ステップS254)、スイッチ280がオンする(ステップS255)。その後、ステップS256以降の処理を行う。
On the other hand, when the
結局、本実施の形態に係るアクティブタグ2000は、製造が完了してからアクティブタグ2000に光が照射されただけでは、LF受信回路220を駆動させるだけで、スイッチ280はオンしない(図14参照)。
Eventually, in the
従って、アクティブタグ2000の製造後、意図しない光が照射されてしまった場合であっても、直ちにスイッチ280がオンせず、電池250の消耗を防ぐことができる。
また、スイッチ制御回路260は、多用途の制御回路210に比べて消費電力が少ない。従って、スイッチ280をオンさせる際、制御回路210を起動させる必要がないので、実施の形態2に係るアクティブタグに比べて消費電力の低減を図ることができる。
Therefore, even if unintended light is irradiated after the
In addition, the
<変形例>
(1)前述の実施の形態1乃至3に係るアクティブタグ2000では、光電力変換回路270が、多結晶シリコンにより形成されたPN接合型の太陽電池270aを用いて構成される例について説明したがこれに限定されるものではない。例えば、アモルファスシリコンにより形成されたPN接合側の太陽電池を用いて構成してもよい。
<Modification>
(1) In the
本変形例によれば、多結晶シリコンにより形成せれたPN接合型の太陽電池に比べて、シリコン原料を少なくすることができ、コスト低減を図ることができるという利点がある。 According to this modification, the silicon raw material can be reduced and the cost can be reduced as compared with a PN junction type solar cell formed of polycrystalline silicon.
また、光電力変換回路270は、例えば、InGaAsP系の化合物半導体で形成された太陽電池を用いたものであってもよい。これによれば、シリコン系材料で形成された太陽電池を用いる場合に比べて、光を電気に変換する際の変換効率を高めることができるので、より少ない光照射量でスイッチ制御回路260を駆動させることができ、エネルギーロスを削減することができる。
Further, the optical
或いは、太陽電池として、ルテニウム錯体等の色素を用いた色素増感太陽電池を用いてもよい。これにより、コスト削減を図ることができる。
更に、光電力変換回路270が、多接合型の太陽電池を用いたものであってもよい。これによれば、光を電気に変換する際の変換効率を更に高めることができるので、エネルギーロスの更なる削減を図ることができる。
Alternatively, a dye-sensitized solar cell using a dye such as a ruthenium complex may be used as the solar cell. Thereby, cost reduction can be aimed at.
Further, the optical
(2)前述の実施の形態1乃至3に係るアクティブタグ2000では、制御回路210およびUHF送信回路240が、電池250から供給される電力により駆動する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、光電力変換回路270から出力される電力を蓄電しておく蓄電部(図示せず)と、制御回路210およびUHF送信回路240への電力の供給元を電池250と蓄電部とで切り替える切替スイッチ(図示せず)とを備えるものであってもよい。
(2) In the
本変形例によれば、切替スイッチにより電力の供給元を電池250から蓄電部に適宜切り替えることにより、電池250の消費を低減することができる。
なお、本変形例では、制御回路210およびUHF送信回路240への電力の供給元の切り替えをリーダ1000から送信される制御信号により行うようにしてもよい。これにより、アクティブタグ2000本体に、切替スイッチを設ける必要がなくなるので、装置構成の簡素化を図ることができる。
According to this modification, the consumption of the
In this modification, the power supply source to the
(3)前述の実施の形態1乃至3では、スイッチ280が光MOSリレーにより構成される例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、スイッチ280を光MOSリレー以外のソリッドステートリレーにより構成してもよい。
(3) In the first to third embodiments described above, the example in which the
(4)前述の実施の形態1乃至3では、アクティブタグ2000の各構成が別個の回路で構成される例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、アクティブタグ2000の複数の構成の全部又は一部を、1チップ又は複数チップの集積回路で実現してもよい。
(4) In the above-described first to third embodiments, the example in which each component of the
本変形例によれば、アクティブタグ2000の小型化を図ることができる。
(5)前述の実施の形態1乃至3で説明した制御回路210、LF受信回路220およびUHF送信回路240を含む各回路の機能を実現するための処理をCPUに実行させる為のプログラムは、記録媒体に記録して頒布することもできる。この記録媒体としては、ICカード、光ディスク、フレキシブルディスク、ROM、フラッシュメモリ等がある。頒布されたプログラムは、機器におけるCPUで読み取り可能なメモリ等に格納され、その機器のCPUがそのプログラムを実行することにより前述の実施の形態1および2で示した各機能を実現できる。
According to this modification, the
(5) A program for causing the CPU to execute processing for realizing the functions of the circuits including the
210 制御回路
220 LF受信回路
220a 起動制御回路
240 UHF送信回路
250 電池
260 スイッチ制御回路
270 光電力変換回路(発電回路)
270a 太陽電池
280 スイッチ
1000 リーダ(外部装置)
2000 アクティブタグ
L1 配線路
210
270a
2000 Active tag L1 Wiring path
Claims (5)
光エネルギーを電力に変換する発電回路と、
前記発電回路で発生した電力によって前記スイッチの開閉を制御する制御回路とを備える
ことを特徴とするアクティブタグ。 A switch inserted in the wiring path between the battery and the radio circuit;
A power generation circuit that converts light energy into electric power;
An active tag comprising: a control circuit that controls opening and closing of the switch by electric power generated in the power generation circuit.
外部から光が照射されると電力を発生する太陽電池を含んで構成される
ことを特徴とする請求項1記載のアクティブタグ。 The power generation circuit is
The active tag according to claim 1, comprising a solar cell that generates electric power when irradiated with light from the outside.
前記発電回路が発生した電力で前記スイッチを閉じ、以後その状態を保持する自己保持回路である
ことを特徴とする請求項2記載のアクティブタグ。 The control circuit includes:
3. The active tag according to claim 2, wherein the switch is a self-holding circuit that closes the switch with power generated by the power generation circuit and holds the state thereafter.
前記受信回路は、前記スイッチが開いた状態である場合において前記発電回路で発生した電力で作動し、
前記制御回路は、前記受信回路が外部装置から前記スイッチを閉じる旨の命令を受信すると、前記スイッチを閉じる
ことを特徴とする請求項2記載のアクティブタグ。 The wireless circuit includes a receiving circuit that receives a signal in the LF frequency band,
The receiving circuit operates with the power generated in the power generation circuit when the switch is in an open state,
3. The active tag according to claim 2, wherein the control circuit closes the switch when the receiving circuit receives an instruction to close the switch from an external device. 4.
前記スイッチが閉じた状態において、前記受信回路が前記外部装置からスイッチを開く旨の命令を受信すると、
前記制御回路は、前記スイッチを開いて、前記電池と前記無線回路とを非接続の状態とする
ことを特徴とする請求項4記載のアクティブタグ。 With the switch closed, the control circuit is operating with power from the battery,
When the receiving circuit receives a command to open the switch from the external device in a state where the switch is closed,
The active tag according to claim 4, wherein the control circuit opens the switch to disconnect the battery and the wireless circuit.
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-
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