JP2013117750A - Tag - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、起動信号の受信処理及び応答信号の送信処理を行う無線タグに関し、特に、アンテナで受信した電波から得た電力を効率よく利用する技術に関する。 The present invention relates to a wireless tag that performs reception processing of an activation signal and transmission processing of a response signal, and more particularly to a technology that efficiently uses power obtained from radio waves received by an antenna.
タグリーダと信号の送受信を行う無線タグ(以下、「タグ」という。)の動作には、電力供給の方法の違いによって2つの動作モードがある。
内蔵した電源(例えば電池)からの電力で動作するアクティブモードと、外部からの電磁波から得た電力で動作するパッシブモードである。通常、アクティブモードで動作するタグは、電池切れの場合にも認証されるように、パッシブモードでも動作する機能を備えている。
The operation of a wireless tag (hereinafter referred to as “tag”) that transmits and receives signals to and from a tag reader has two operation modes depending on the method of supplying power.
An active mode that operates with electric power from a built-in power supply (for example, a battery) and a passive mode that operates with electric power obtained from electromagnetic waves from the outside. Usually, a tag that operates in the active mode has a function that operates in the passive mode so that the tag can be authenticated even when the battery runs out.
アクティブモードとパッシブモードでは、通信距離が異なり、アクティブモードでは、数m(メートル)、パッシブモードでは数cm(センチメートル)である。パッシブモードでは、タグをタグリーダにかざす必要があるため、近接認証モードとも呼ばれ、電池切れの場合だけでなく、重要エリアへの入退出等を厳重に管理したい場合などにも用いられる。 The communication distance is different between the active mode and the passive mode, and is several meters (meter) in the active mode and several centimeters (centimeter) in the passive mode. In the passive mode, since it is necessary to hold the tag over the tag reader, it is also referred to as proximity authentication mode, and is used not only when the battery runs out but also when strictly managing entry / exit to / from an important area or the like.
これら両モードで動作し、アクティブモードでは、LF(Low Frequency)帯で起動信号を受信してRF(Radio Frequency)帯で応答信号を送信し、パッシブモードでは、LF帯で起動信号を受信して受信した電波から得た電力を用いてLF帯で応答信号を送信するタグが知られている(特許文献1)。 It operates in both these modes. In the active mode, it receives a start signal in the LF (Low Frequency) band and transmits a response signal in the RF (Radio Frequency) band. In the passive mode, it receives a start signal in the LF band. A tag that transmits a response signal in the LF band using power obtained from a received radio wave is known (Patent Document 1).
しかしながら、パッシブモードにおいて、タグが送信する応答信号をタグリーダで確実に受信させるために、応答信号の送信強度をできるだけ大きくするには、起動信号受信処理時に比べて大きな電力が必要となり無線回路で消費する電流が大きく変化する。この変化のため、電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンス(以下、「無線回路のインピーダンス」という。)が、受電のためのアンテナのインピーダンスと整合しなくなり、応答信号の送信処理時に、受信した電波からの電力を効率よく利用できないという問題がある。 However, in passive mode, in order to ensure that the response signal transmitted by the tag is received by the tag reader, in order to increase the transmission strength of the response signal as much as possible, a large amount of power is required compared to the activation signal reception processing and consumed by the radio circuit. The current to be changed greatly. Due to this change, the input impedance of the wireless circuit viewed from the power supply side (hereinafter referred to as “the impedance of the wireless circuit”) does not match the impedance of the antenna for receiving power, and is received during the response signal transmission process. There is a problem that power from radio waves cannot be used efficiently.
そこで、本発明は、係る問題に鑑みてなされたものであり、パッシブモードで動作するタグにおいて、起動信号の受信処理時のみならず、応答信号の送信処理時においてもアンテナで受信した電波からの電力を効率よく利用できるようにしたタグを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a problem, and in a tag operating in the passive mode, not only at the time of reception signal reception processing but also from the radio wave received by the antenna at the time of response signal transmission processing. An object is to provide a tag that enables efficient use of electric power.
上記課題を解決するために、本発明に係るタグは、電波によりアンテナ回路に誘起される起電力から無線回路を駆動する電力を生成するタグであって、アンテナ回路は、アンテナコイルを含み、無線回路が起動信号の受信処理の際には、アンテナコイルの全体に誘起する第1起電力から第1駆動電力を生成し、無線回路が応答信号の送信処理の際には、アンテナコイルの一部に誘起する第2起電力から第2駆動電力を生成することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a tag according to the present invention is a tag that generates power for driving a radio circuit from an electromotive force induced in an antenna circuit by radio waves, the antenna circuit including an antenna coil, When the circuit receives the activation signal, the circuit generates first drive power from the first electromotive force induced in the entire antenna coil, and when the wireless circuit performs the response signal transmission process, a part of the antenna coil is generated. The second drive power is generated from the second electromotive force induced in.
ここで、アンテナコイルの全体で定まるインピーダンスは、受信処理の際の電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンスと整合する第1インピーダンスであり、第1起電力は、第1インピーダンスに応じた起電力であり、アンテナコイルの一部で定まるインピーダンスは、送信処理の際の電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンスと整合する第2インピーダンスであり、第2起電力は、第2インピーダンスに応じた起電力であるようにしてもよい。 Here, the impedance determined by the whole antenna coil is a first impedance that matches the input impedance of the wireless circuit viewed from the power supply side during reception processing, and the first electromotive force is an electromotive force corresponding to the first impedance. The impedance determined by a part of the antenna coil is a second impedance that matches the input impedance viewed from the power supply side when the transmission process is performed, and the second electromotive force is an electromotive force corresponding to the second impedance. You may make it be electric power.
ここで、アンテナコイルの一端を基点としてアンテナコイルの一部を形成する位置に接続端子が設けられ、アンテナ回路は、送信処理実行の際には、アンテナコイルの他端と無線回路とが接続された状態から、接続端子と無線回路とが接続される状態へと切替えるようにしてもよい。
ここで、アンテナ回路は、送信処理終了の際には、接続端子と無線回路とが接続された状態からアンテナコイルの他端と無線回路とが接続される状態へと切替えるようにしてもよい。
Here, a connection terminal is provided at a position where a part of the antenna coil is formed starting from one end of the antenna coil, and the antenna circuit is connected to the other end of the antenna coil and the radio circuit when executing transmission processing. It may be switched from the connected state to a state in which the connection terminal and the wireless circuit are connected.
Here, at the end of the transmission process, the antenna circuit may be switched from a state where the connection terminal and the wireless circuit are connected to a state where the other end of the antenna coil and the wireless circuit are connected.
ここで、アンテナコイルは、N個(N>0)のチップコイルを直列に接続したものであり、第1起電力は、N個のチップコイルに誘起する起電力であり、第2起電力は、N個のチップコイルのうち連続するM個(N>M>0)のチップコイルに誘起する起電力であるようにしてもよい。
ここで、アンテナ回路で受信する電波は、LF帯の電波であり、応答信号の送信は、UHF帯で行うようにしてもよい。
Here, the antenna coil is obtained by connecting N (N> 0) chip coils in series, the first electromotive force is an electromotive force induced in the N chip coils, and the second electromotive force is The electromotive force induced in M (N>M> 0) continuous chip coils among the N chip coils may be used.
Here, the radio wave received by the antenna circuit is an LF band radio wave, and the response signal may be transmitted in the UHF band.
また、本発明に係るタグは、電波によりアンテナ回路に誘起される起電力から無線回路を駆動する電力を生成するタグであって、アンテナコイルを含み、無線回路が起動信号の受信処理の際には、アンテナコイルの全体に誘起する第1起電力を生成し、無線回路が応答信号の送信処理の際には、アンテナコイルの一部に誘起する第2起電力を生成するアンテナ回路と、無線回路の動作中に電力供給側から当該無線回路をみた入力インピーダンスを繰返し測定するインピーダンス測定部とを備え、アンテナ回路は、インピーダンス測定部の測定結果に基いて、第1起電力の生成から第2起電力の生成への切替え、及び第2起電力の生成から第1起電力の生成への切替えのいずれかを行い、起動信号を受信するための駆動電力は第1起電力から生成され、応答信号を送信するための駆動電力は第2起電力から生成されることを特徴とする。 The tag according to the present invention is a tag that generates power for driving a radio circuit from an electromotive force induced in an antenna circuit by radio waves, includes an antenna coil, and the radio circuit performs a start signal reception process. Generates a first electromotive force that is induced in the entire antenna coil, and the wireless circuit generates a second electromotive force that is induced in a part of the antenna coil in response signal transmission processing, and a wireless circuit. An impedance measuring unit that repeatedly measures the input impedance of the wireless circuit viewed from the power supply side during the operation of the circuit, and the antenna circuit performs the second generation from the generation of the first electromotive force based on the measurement result of the impedance measuring unit. Either the switching to the generation of the electromotive force or the switching from the generation of the second electromotive force to the generation of the first electromotive force is performed, and the driving power for receiving the start signal is generated from the first electromotive force. It is, drive power for transmitting the response signal characterized in that it is produced from the second electromotive force.
上記構成を備える本発明に係るタグによれば、パッシブモードにおいて、起動信号の受信処理時のみならず、応答信号の送信処理時においてもアンテナで受信した電波からの電力を効率よく利用することが可能となる。 According to the tag according to the present invention having the above-described configuration, in the passive mode, it is possible to efficiently use the power from the radio wave received by the antenna not only during the reception signal reception process but also during the response signal transmission process. It becomes possible.
<実施の形態1>
<1−1.概要>
図1は、実施の形態に係るタグ10を用いたタグ認証システム1の概略構成図である。タグ認証システム1は、タグリーダ20とタグ10とで構成される。なお、制御ユニット21、LF送信ユニット22、UHF受信回路23、及びUHFアンテナ24を含む構成をタグリーダ20と呼ぶ。
<Embodiment 1>
<1-1. Overview>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a tag authentication system 1 using a tag 10 according to an embodiment. The tag authentication system 1 includes a tag reader 20 and a tag 10. A configuration including the
扉30は電気錠31で施錠されており、電気錠31は、タグリーダ20の制御ユニット21の指示に従って、施解錠される。
図2は、タグ認証システム1の起動信号と応答信号との送受信のタイミングを示す図である。
タグリーダ20のLF送信ユニット22は、制御ユニット21の指示に従って一定周期ct(例えば、500ミリ秒)ごとに、LF帯(例えば135kHz)で起動信号を送信する。起動信号の送信にかかる時間はst(例えば102.6ミリ秒)である。タグリーダ20は、起動信号の送信が終わった後に、タグ10が応答信号の送信処理にかかる時間に相当する時間もタグ10に電力を供給するために引き続き搬送波を送信する。ユーザが、タグ10をLF送信ユニット22にかざすと、LF送信ユニット22のLFアンテナ(不図示)のコイルとタグ10のLFアンテナ回路(後述)のコイルとの間の電磁誘導によって起電力が生じ、タグ10に電力が供給される。
The door 30 is locked with an electric lock 31, and the electric lock 31 is locked and unlocked according to an instruction from the
FIG. 2 is a diagram illustrating transmission / reception timings of the activation signal and the response signal of the tag authentication system 1.
The
タグ10は、供給された電力によって、起動信号に含まれるデータを処理し、UHF帯(例えば、426MHz)で応答信号を送信する。応答信号の送信にかかる時間はrt(例えば25ミリ秒)である。このように、タグ10は、タグリーダ20からの起動信号を受信し、応答信号を送信するが、図3に示すように、応答信号送信処理時では、UHF帯の電波を用いて起動信号の受信時よりも遠くに応答信号が到達するように送信するので、タグ10の無線回路(後述)の消費電流が大きく異なる。同図では、無線回路の消費電流は、起動信号受信処理時では、数mA(ミリアンペア)(例えば1.2mA)であり、一方、応答信号送信処理時では、消費電流は十数mA(例えば10mA)であり、無線回路での消費電流は、起動信号受信処理時と応答信号送信処理時で大きな差がある。 The tag 10 processes data included in the activation signal with the supplied power, and transmits a response signal in the UHF band (for example, 426 MHz). The time required for transmission of the response signal is rt (for example, 25 milliseconds). As described above, the tag 10 receives the activation signal from the tag reader 20 and transmits a response signal. As shown in FIG. 3, the tag 10 receives the activation signal using the radio wave in the UHF band as shown in FIG. Since the transmission is performed so that the response signal reaches farther than the time, the current consumption of the radio circuit (described later) of the tag 10 is greatly different. In the figure, the current consumption of the radio circuit is several mA (milliampere) (for example, 1.2 mA) during the activation signal reception process, while the current consumption is several ten mA (for example, 10 mA) during the response signal transmission process. ), And there is a large difference in current consumption in the radio circuit between the activation signal reception process and the response signal transmission process.
タグ10の無線回路は、一定の電圧(例えば3V(ボルト))で動作するように設計されているので、消費電流が大きく変化するということは、この無線回路のインピーダンスが大きく変化することを意味する。LFアンテナ回路を、起動信号受信処理時での無線回路のインピーダンスと整合するように設計すると、応答信号送信処理時には、LFアンテナ回路のインピーダンスが無線回路のインピーダンスと整合しなくなる。このため、このようなタグでは、応答信号送信処理時にタグリーダ20から得られる電力を効率よく利用できない。 Since the radio circuit of the tag 10 is designed to operate at a constant voltage (for example, 3 V (volt)), the fact that the consumption current changes greatly means that the impedance of the radio circuit changes greatly. To do. If the LF antenna circuit is designed to match the impedance of the radio circuit during the activation signal reception process, the impedance of the LF antenna circuit will not match the impedance of the radio circuit during the response signal transmission process. For this reason, such a tag cannot efficiently use the power obtained from the tag reader 20 during the response signal transmission process.
そこで、タグ10は、LFアンテナ回路のコイルの一端からの巻数が応答信号送信処理時での無線回路のインピーダンスと整合するインピーダンスの巻数となるようにコイルの途中の位置に、無線回路と接続するための接続端子を備え、応答信号を送信する際にコイルの一端とこの接続端子とで無線回路に接続するように接続端子を切替え、タグリーダ20から得られる電力を効率よく利用できるようにする。 Therefore, the tag 10 is connected to the wireless circuit at a position in the middle of the coil so that the number of turns from one end of the coil of the LF antenna circuit is the number of turns of impedance that matches the impedance of the wireless circuit at the time of response signal transmission processing. The connection terminal is switched so that one end of the coil and this connection terminal are connected to the wireless circuit when transmitting a response signal, so that the electric power obtained from the tag reader 20 can be used efficiently.
タグリーダ20は、タグ10からの応答信号を、UHFアンテナ24を介してUHF受信回路23で受信し、制御ユニット21は、応答信号に基き、タグ10が予め登録されているタグか否かを認証し、予め登録されているタグと認証された場合には電気錠31の解錠を行う。このようにして、ユーザは電気錠31が解錠された扉30から入室することができる。
The tag reader 20 receives the response signal from the tag 10 by the
以下、本実施の形態1に係るタグ10について図面を参照しながら説明する。
<1−2.機能構成>
図4は、タグ10の機能ブロック図である。
タグ10は、制御回路11、記憶部12、無線回路13、UHFアンテナ14、LFアンテナ回路15、切替器16、給電回路17、電源18、及び電源切替器19を備える。
Hereinafter, the tag 10 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.
<1-2. Functional configuration>
FIG. 4 is a functional block diagram of the tag 10.
The tag 10 includes a
制御回路11は、受信した起動信号100に含まれるタグリーダIDや動作モードのフラグの情報を処理する起動信号受信処理機能、起動信号100に含まれるデータに基いて応答信号200を生成し、応答信号200の送信を制御する応答信号送信処理機能、タグリーダ20の起動信号に含まれる動作モード(アクティブモード又はパッシブモード)に応じて、電源18又は給電回路17のどちらかを無線回路13に接続するように切替えるための制御を行う機能、及び起動信号受信処理時と応答信号送信処理時におけるLFアンテナ回路の接続端子の切替えを制御する機能を有する。なお、制御回路11は、制御プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)、前記制御プログラムを格納するROM(Read Only Memory)及び不揮発性メモリ(例えば、フラッシュメモリ)を含んで構成され、制御回路11の機能は、ROMに記憶されているプログラムをCPUが実行することにより実現される。
The
記憶部12は、不揮発性メモリ等の記憶媒体より実現され、システム管理者による登録操作によって予め登録された自機の識別情報(以下、「タグID」という。)を記憶している。
無線回路13は、LFアンテナ回路15を介して起動信号100を受信し、受信した起動信号100に含まれるデータを制御回路11に送り、制御回路11で生成した応答信号200を受け取り、UHFアンテナ14を介して送信する機能を有する。
The
The
起動信号100のデータ構成を図5(a)に示す。
起動信号100は、同図に示すように、PR(Preamble)101、UW(Unique Word)102、リーダID103、フラグ104、及びCRC(Cyclic Redundancy Check)105で構成される。
PR101は、起動信号100のデータの始まりを示すビット列(同期符号)であり、UW102は、いわゆるフレーム同期信号である。
The data structure of the activation signal 100 is shown in FIG.
As shown in the figure, the activation signal 100 includes a PR (Preamble) 101, a UW (Unique Word) 102, a
PR101 is a bit string (synchronization code) indicating the start of data of the activation signal 100, and UW102 is a so-called frame synchronization signal.
リーダID103は、起動信号100の送信元であるタグリーダ20の識別情報である。
フラグ104は、アクティブモードとパッシブモードのうち、どちらの動作モードで通信するかを示す情報である。本実施の形態1では、アクティブモードで通信する場合を「0」、パッシブモードで通信する場合を「1」とする。以下、フラグ104が「0」の起動信号をアクティブモードの起動信号といい、「1」の起動信号をパッシブモードの起動信号と呼ぶ。
The
The
CRC105は、起動信号100を受信したタグ10が起動信号100に誤りが発生しているか否かを検出するためのデータである。
次に、図5(b)に応答信号200のデータ構造を示す。
応答信号200は、PR201、UW202、リーダID203、タグID204、及びCRC205で構成され、制御回路11で生成される。
The
Next, FIG. 5B shows the data structure of the
The
PR201は、応答信号200のデータの始まりを示すビット列(同期符号)であり、UW202は、いわゆるフレーム同期信号である。また、CRC205は、応答信号200を受信したタグリーダ20が、応答信号200に誤りが発生しているか否かを検出するためのデータである。
リーダID203は、タグリーダ20の識別情報を表し、この応答信号200がどのタグリーダからの起動信号に応じたものかを示すものである。すなわち、この応答信号200は、リーダID203で示されるタグリーダから送信された起動信号に対して送信された応答信号であることになる。
PR201 is a bit string (synchronization code) indicating the start of data of the
The
タグID204は、タグ10の識別情報であり、自機の記憶部12に予め記憶しているタグIDに基いて生成される。
LFアンテナ回路15は、コイル(例えば、長さ20mm(ミリメートル)、直径11.3mm、フェライトコア(透磁率25(H/m)入り)の一端からの巻数が、起動信号受信処理時に無線回路13のインピーダンスとインピーダンス整合する巻数(例えば、66回巻でインダクタンスが770μH(マイクロヘンリー))となる接続端子N1と、応答信号送信処理時に無線回路13のインピーダンスとインピーダンス整合する巻数(例えば、33回巻、長さが10mm、インダクタンスが251μH)となる接続端子N2を有する構成である。
The
The
切替器16は、制御回路11の指示に従って、起動信号受信処理時と応答信号送信処理時に無線回路13と接続する接続端子N1、N2を選択的に切替えるスイッチである。
給電回路17は、ダイオードD1〜D4からなるブリッジ整流回路、平滑コンデンサC1、定電圧にするためのツェナーダイオードD5から構成され、タグリーダ20からの電波によってLFアンテナ回路15のコイルに誘起された起電力による交流電流を、一定電圧(例えば3V)の直流電流に変換して、無線回路13へ電力供給する回路である。各素子の動作は、周知なので説明は省略する。
The
The
電源18は、例えばコイン形リチウム電池で構成されており、アクティブモード動作時にタグ10の各回路を動作させるための電力を供給する。
電源切替器19は、無線回路13に電力を供給する回路を、パッシブモードでは給電回路17に、アクティブモードでは電源18に各々切替えるためのスイッチである。
<1−3.動作>
図6は、タグ10の制御回路11の処理を示すフローチャートである。
The
The
<1-3. Operation>
FIG. 6 is a flowchart showing the processing of the
タグ10の電源スイッチ(不図示)がONにされると、タグ10は初期化され、電源スイッチがONされた直後は、無線回路13は電源18と接続され、起動信号受信時のLFアンテナ回路の接続端子N1が無線回路13と接続された状態となる。
タグリーダ20は、起動信号100と電力供給のための搬送波とを連続して繰返し(例えば500ミリ秒ごとに)送信している。制御回路11は、このタグリーダ20からの起動信号100を受信した場合(ステップS10:YES)、パッシブモードの起動信号を受信したか否かを判断する(ステップS11)。具体的には、受信した起動信号100に含まれるフラグ104の値が「1」の場合にパッシブモードの起動信号であると判断する(ステップS11:YES)。
When the power switch (not shown) of the tag 10 is turned on, the tag 10 is initialized. Immediately after the power switch is turned on, the
The tag reader 20 continuously transmits the activation signal 100 and a carrier wave for supplying power repeatedly (for example, every 500 milliseconds). When receiving the activation signal 100 from the tag reader 20 (step S10: YES), the
制御回路11は、ステップS11でYESの場合には、無線回路13と給電回路17とが接続されていない場合(ステップS12:NO)には、無線回路13から電源18を切断して、無線回路13と給電回路17とを接続させる指示を電源切替器19に送る。電源切替器19は、制御回路11の指示に従って、無線回路13から電源18を切断して、給電回路17と無線回路13とを接続する(ステップS13)。
If YES in step S11, the
ステップS12でYESの場合には、無線回路13と給電回路17とが接続しており、タグ10はパッシブモードで動作する状態であるので無線回路13に電力を供給するための回路を切替える必要はない。
ステップS12でYESの場合又はステップS13の処理が完了した場合、制御回路11は、起動信号100に含まれるリーダID103の情報から得たリーダIDと、記憶部12から得た自機のタグIDとを含む応答信号200を生成し、無線回路13へ送る(ステップS14)。
In the case of YES in step S12, the
If YES in step S12 or the processing in step S13 is completed, the
次に、制御回路11は、切替器16に無線回路13と接続するLFアンテナ回路15の接続端子を応答信号送信処理時での無線回路13のインピーダンスと整合するインピーダンスの巻数の接続端子N2に切替える指示を送る。切替器16は、制御回路11の指示に従って無線回路13と接続する接続端子を接続端子N2に切替える(ステップS15)。
無線回路13は、タグリーダ20の送信する電波を受けてLFアンテナ回路15に生じた電力を用いて、制御回路11から送られた応答信号200を、UHFアンテナ14を介して送信する(ステップS16)。
Next, the
The
ステップS16の処理が完了したら、制御回路11は、切替器16に無線回路13と接続するLFアンテナ回路15の接続端子を応答信号送信処理時での無線回路13のインピーダンスと整合するインピーダンスとなる巻数の接続端子N2から、起動信号受信処理時での無線回路13のインピーダンスと整合するインピーダンスの巻数の接続端子N1に切替える指示を送る。切替器16は、制御回路11の指示に従って無線回路13と接続する接続端子を接続端子N2から接続端子N1に切替える(ステップS17)。
When the process of step S16 is completed, the
一方、起動信号100がパッシブモードの起動信号でない場合(ステップS11:NO)、すなわちアクティブモードの起動信号の場合に、制御回路11は、無線回路13と電源18が接続していなければ(ステップS18:NO)、無線回路13から給電回路17を切断して、無線回路13と電源18とを接続させる指示を電源切替器19に送る。電源切替器19は、制御回路11の指示に従って、無線回路13から給電回路17を切断して、電源18と無線回路13とを接続する(ステップS19)。なお、ステップS18でYESの場合は、無線回路13と電源18とが接続しており、タグ10はアクティブモードで動作する状態であるので無線回路13に電力を供給するための回路を切替える必要はない。
On the other hand, when the activation signal 100 is not the activation signal in the passive mode (step S11: NO), that is, in the case of the activation signal in the active mode, the
次に、制御回路11は、ステップS14と同様の手順で応答信号200を生成し、無線回路13に送る(ステップS20)。
無線回路13は、電源18の電力を用いて、制御回路11から送られた応答信号200を、UHFアンテナ14を介して送信する(ステップS21)。
ステップS17の処理又はステップS21の処理が完了したら制御回路11は、ステップS10から処理を繰り返す。
Next, the
The
When the process of step S17 or the process of step S21 is completed, the
以上により、実施の形態1のタグ10は、パッシブモードにおいて、起動信号受信処理時と応答信号送信処理時に、無線回路13と接続するLFアンテナ回路のコイルの接続端子を、各々の動作時における無線回路13のインピーダンスと整合するインピーダンスとなる巻数の接続端子と接続するように切替えることによって、タグリーダ20から得られる電力を効率よく利用することができる。
<実施の形態2>
実施の形態1のタグ10では、起動信号受信処理時と応答信号送信処理時で無線回路13の消費電流が大きく異なることが予め分かっているので、各々の処理を実行する際に無線回路13と接続するLFアンテナ回路の接続端子を切替える実施の形態を説明した。
As described above, in the passive mode, the tag 10 according to the first embodiment is configured so that the connection terminal of the coil of the LF antenna circuit connected to the
<Embodiment 2>
In the tag 10 according to the first embodiment, it is known in advance that the current consumption of the
実施の形態2では、パッシブモードで動作する場合に、無線回路13のインピーダンスの変化を検知して、無線回路13と接続するLFアンテナ回路の接続端子を切替えるタグ10bについて、実施の形態1で示したものと変更のない点についての説明は省略し、変更ある点を重点的に説明する。
<2−1.構成>
タグ10bとタグ10との違いは、タグ10bには、図7に示すように、インピーダンス測定回路111が給電回路17の出力端子と電源切替器19との間に設けられ、制御回路11bは、起動信号受信処理時と応答信号送信処理時におけるLFアンテナ回路のコイルの接続端子の切替えを制御する機能の代わりに、インピーダンス測定回路111の抵抗Rの両端の電圧を測定し、動作中の無線回路13のインピーダンスを計算し、インピーダンスの計算結果に基いて無線回路13に接続するコイルの接続端子の切替えを制御する機能を有する点である。
In the second embodiment, the tag 10b that detects a change in impedance of the
<2-1. Configuration>
The difference between the tag 10b and the tag 10 is that, in the tag 10b, as shown in FIG. 7, an
また、記憶部12bは、タグ10bのLFアンテナ回路15のコイルに備えた各々の接続端子を特定するための接続端子IDとその接続端子で無線回路13に接続した場合のLFアンテナ回路15のインピーダンス値とを対応付けた対応テーブル300を予め記憶している点で異なる。
図8に対応テーブル300のデータ構造を示す。
In addition, the
FIG. 8 shows the data structure of the correspondence table 300.
対応テーブル300は、項目として、コイルの接続端子ID301とその接続端子で無線回路13に接続した場合のLFアンテナ回路15のインピーダンス値302とを有する。
図8の対応テーブル300には、LFアンテナ回路15のコイルの巻数が、起動信号送信処理時での無線回路13のインピーダンスに整合したインピーダンスの巻数のコイルの接続端子N1と、応答信号送信処理時での無線回路13のインピーダンスに整合したインピーダンスの巻数のコイルの接続端子N2と、各々の接続端子で接続した場合のLFアンテナ回路15のインピーダンス値とが対応づけて予め記憶されている。
The correspondence table 300 includes, as items, a coil
In the correspondence table 300 of FIG. 8, the number of turns of the coil of the
インピーダンス測定回路111は、抵抗値R1(例えば10Ω(オーム))の抵抗Rで構成される回路で、抵抗Rの両端は、電圧を測定するために無線回路13に接続されている。そして、制御回路11bは、インピーダンス測定回路111の抵抗Rの両端間の電圧Er1を繰返し測定する。抵抗Rに流れる電流Ir1は、無線回路13に流れる電流であり、Ir1=Er1/R1で計算できる。
The
無線回路13は一定電圧Ecで動作するので電流Ir1が流れているときの無線回路13のインピーダンスZcはZc=Ec/Ir1で計算できる。すなわち、インピーダンスZcは、Zc=Ec/Er1×R1で計算できる。Ec、R1の値はタグ10bの設計時に予め分かっているので、電圧Er1を計測することによって、動作中の無線回路13のインピーダンスZcが計算できる。
Since the
制御回路11bは、給電回路17から電力が供給されている間、繰返し(例えば、2ミリ秒ごとに)抵抗Rの両端の電圧を測定し、その電圧値に基いて、インピーダンスZcを計算する。次に、インピーダンスZcと記憶部12bの対応テーブル300のインピーダンス値とを比較し、最も近いインピーダンス値に対応したコイルの接続端子を選択し、選択した接続端子で無線回路13と接続するように切替器16に指示する。切替器16は、制御回路11bが指示した接続端子に切替える。
While the power is supplied from the
このようにして、動作中の無線回路13のインピーダンスを繰返し測定することによって、各々の動作時の無線回路13のインピーダンスに整合したインピーダンスのLFアンテナ回路となるコイルの巻数の接続端子でLFアンテナ回路15と無線回路13とを接続することができる。
<2−2.動作>
図9に制御回路11bの信号の送受信の処理のフローチャートを示す。
In this way, by repeatedly measuring the impedance of the
<2-2. Operation>
FIG. 9 shows a flowchart of signal transmission / reception processing of the
なお、制御回路11bは、ステップS31、ステップS35、及びステップS36の処理をパッシブモードで実行する間、割り込み処理によって後述するLFアンテナ回路のコイルの接続端子切替え処理を行い、無線回路13と接続するコイルの接続端子を切替える。
タグリーダ20は、起動信号100と電力供給のための搬送波とを連続して繰返し(例えば500ミリ秒ごとに)送信している。制御回路11bは、このタグリーダ20からの起動信号100を受信し、起動信号100のリーダID103と、フラグ104との値を取得する(ステップS31)。
The
The tag reader 20 continuously transmits the activation signal 100 and a carrier wave for supplying power repeatedly (for example, every 500 milliseconds). The
次に、受信した起動信号100がパッシブモードの起動信号か否かを判断する(ステップS32)。具体的には、受信した起動信号100のフラグ104の値が「1」である場合にパッシブモードの起動信号であると判断する(ステップS32:YES)。
ステップS32でYESの場合に、制御回路11bは、無線回路13と給電回路17が接続されていない場合(ステップS33:NO)には、無線回路13から電源18を切断して、無線回路13と給電回路17とを接続させる指示を電源切替器19に送る。電源切替器19は、制御回路11の指示に従って、無線回路13と電源18とを切断して、給電回路17と無線回路13とを接続する(ステップS34)。なお、ステップS33でYESの場合には、無線回路13と給電回路17とが接続しており、タグ10bはパッシブモードで動作する状態であるので無線回路13に電力を供給するための回路の切替は必要ない。
Next, it is determined whether or not the received activation signal 100 is a passive mode activation signal (step S32). Specifically, when the value of the
In the case of YES in step S32, the
ステップS33でYESの場合又はステップS34の処理が完了した場合、制御回路11bは、起動信号100に含まれるリーダID103の情報から得たリーダIDと、記憶部12bから得た自機のタグIDとを含む応答信号200を生成し、無線回路13へ送る(ステップS35)。
無線回路13は、制御回路11bから送られた応答信号200を、UHFアンテナ14を介して送信する(ステップS36)。
If YES in step S33 or if the processing in step S34 is completed, the
The
一方、起動信号100がパッシブモードの起動信号でない場合(ステップS32:NO)、すなわちアクティブモードの起動信号の場合に、制御回路11bは、無線回路13と電源18とが接続していなければ(ステップS37:NO)、無線回路13から給電回路17を切断して、無線回路13と電源18とを接続させる指示を電源切替器19に送る。電源切替器19は、制御回路11bの指示に従って、無線回路13から給電回路17を切断して、無線回路13と電源18とを接続する(ステップS38)。なお、ステップS37でYESの場合は、無線回路13と電源18とが接続しており、タグ10bはアクティブモードで動作する状態であるので無線回路13に電力を供給するための回路の切替は必要ない。
On the other hand, when the activation signal 100 is not the activation signal in the passive mode (step S32: NO), that is, in the case of the activation signal in the active mode, the
次に、制御回路11bは、ステップS35と同様の手順で応答信号200を生成し、無線回路13に送る(ステップS39)。
無線回路13は、電源18の電力を用いて、制御回路11bから送られた応答信号200を、UHFアンテナ14を介して送信する(ステップS40)。
ステップS36の処理又はステップS40の処理が完了したら制御回路11bは、ステップS31から処理を繰り返す。
Next, the
The
When the process of step S36 or the process of step S40 is completed, the
次に、タグ10bが、パッシブモードで、ステップS31、ステップS35、及びステップS36の処理を実行中に、割り込み処理によって動作中の無線回路13のインピーダンスに整合したインピーダンスとなるLFアンテナ回路のコイルの接続端子を切替える処理について説明する。
図10に制御回路11bのLFアンテナ回路15のコイルの接続端子切替え処理のフローチャートを示す。
Next, when the tag 10b is executing the processing of step S31, step S35, and step S36 in the passive mode, the impedance of the coil of the LF antenna circuit that has an impedance that matches the impedance of the
FIG. 10 shows a flowchart of the coil connection terminal switching process of the
タグ10bが、タグリーダ20にかざされると、タグ10bのLFアンテナ回路15に起電力が生じ、給電回路17で一定電圧の直流電流に変換された電流がインピーダンス測定回路111の抵抗Rに流れる。制御回路11bは、インピーダンス測定回路111の抵抗Rの両端間の電圧Er1を測定し(ステップS41)、インピーダンスZcをZc=Ec/Er1×R1の式で計算する(ステップS42)。
When the tag 10 b is held over the tag reader 20, an electromotive force is generated in the
制御回路11bは、記憶部12bに予め記憶している対応テーブル300の各々の接続端子ID301に対応したインピーダンス値302とインピーダンスZcの値とを比較する(ステップS43)。具体的には、制御回路11bは、各々の接続端子ID301に対応したインピーダンス値302の値とZcとの差の絶対値を計算し、最も差の絶対値が小さいインピーダンス値の接続端子IDの接続端子を無線回路13と接続する接続端子として選択する。制御回路11bは、選択した接続端子IDの接続端子と無線回路13とを接続する指示を切替器16へ送る。切替器16は、制御回路11bが選択した接続端子と無線回路13とを接続する(ステップS44)。
The
制御回路11bは、ステップS44の処理が完了したら、ステップS41からの処理を繰返す。
以上により、実施の形態2のタグ10bは、各処理を実行している間の無線回路のインピーダンスを、接続端子切替え処理の割り込みを繰返し行うことによって測定し、その測定結果に基いて、無線回路13と接続するLFアンテナ回路15のコイルの接続端子を動作中の無線回路13のインピーダンスと整合する接続端子に切替えることができる。
When the process of step S44 is completed, the
As described above, the tag 10b according to the second embodiment measures the impedance of the wireless circuit while executing each process by repeatedly interrupting the connection terminal switching process, and based on the measurement result, the wireless circuit The connection terminal of the coil of the
<変形例>
以上、本発明に係るタグを、実施の形態に基いて説明したが、以下のように変形することも可能であり、本発明は上述した実施の形態で示した通りのタグに限られないことは勿論である。
(1)実施の形態1、2では、LFアンテナ回路のコイルを長さ20mm、直径11.3mm、巻数66回で、透磁率25H/mのフェライトコア入りのコイルとしたが、このコイルに限らない。
<Modification>
The tag according to the present invention has been described above based on the embodiment. However, the tag can be modified as follows, and the present invention is not limited to the tag as described in the above embodiment. Of course.
(1) In Embodiments 1 and 2, the coil of the LF antenna circuit is a coil with a ferrite core having a length of 20 mm, a diameter of 11.3 mm, a winding number of 66 and a magnetic permeability of 25 H / m. Absent.
LFアンテナ回路のインピーダンスが無線回路のインピーダンスと整合するインピーダンスとなるように、コイルの大きさ、巻数等を決定すればよい。
(2)実施の形態1、2では、LFアンテナ回路のコイルを1つの巻線コイルを用い、コイルの途中に接続端子を設ける構成として説明したが、LFアンテナ回路15のコイルは1つの巻線コイルで構成する必要はない。
What is necessary is just to determine the magnitude | size of a coil, the number of turns, etc. so that the impedance of LF antenna circuit may become the impedance which matches the impedance of a radio | wireless circuit.
(2) In the first and second embodiments, the coil of the LF antenna circuit is described as a configuration in which one winding coil is used and a connection terminal is provided in the middle of the coil. However, the coil of the
例えば、図11で示すように、タグ10cのLFアンテナ回路15cのコイルは、複数のチップコイルをコイルの軸を揃え直列に接続した構成である。そして、接続したチップコイルの両端とチップコイル間に無線回路13と接続するための接続端子を設け、チップコイルの両端又は、一端とチップコイル間に設けた接続端子とで無線回路13と接続する。このように、チップコイルを用いることでLFアンテナ回路を小型化することができ、チップコイルとチップコイルの間に接続端子を容易に設けることができる。
(3)実施の形態1、2では、タグリーダの起動信号の送信周期を500ミリ秒ごととしたがこれに限らない。
For example, as shown in FIG. 11, the coil of the
(3) In the first and second embodiments, the transmission cycle of the tag reader activation signal is set every 500 milliseconds, but the present invention is not limited to this.
起動信号の送信周期は、起動信号の送信処理に必要な時間と応答信号の送信処理に必要な時間を足した時間以上の間隔であればよい。
(4)実施の形態1では、図3に示すように、タグリーダ20が起動信号と電力供給のための搬送波との連続送信を繰返し行うものとして説明した。しかしながら、起動信号と電力供給のための搬送波とを連続して送信することは必須ではなく、起動信号の送信後に、電力供給のための搬送波を送信すれば足りる。すなわち、起動信号の送信と電力供給のための搬送波の送信との間に多少時間が空いてもよい。
The transmission period of the activation signal may be an interval equal to or longer than the time required for the transmission process of the activation signal and the time necessary for the transmission process of the response signal.
(4) In the first embodiment, as illustrated in FIG. 3, the tag reader 20 has been described as repeatedly performing continuous transmission of an activation signal and a carrier wave for supplying power. However, it is not essential to continuously transmit the activation signal and the carrier wave for supplying power, and it is sufficient to transmit the carrier wave for supplying power after transmitting the activation signal. That is, there may be some time between the transmission of the activation signal and the transmission of the carrier wave for supplying power.
また、実施の形態1では図3に示すように、タグ10が電力供給のための搬送波を受信するタイミングで、その受信直前に受信した起動信号に対する応答信号の送信を開始する例を説明した。しかしながら、応答信号の送信開始のタイミングは、給電回路17のコンデンサC1の容量に応じて適宜変更でき、例えば、電力供給のための搬送波の受信完了までに、その直前に受信した起動信号に対する応答信号の送信を開始してもよい。
(5)実施の形態1、2のタグの給電回路の整流回路をダイオード4つのブリッジ回路の構成としたがこれに限らない。
Further, in the first embodiment, as illustrated in FIG. 3, an example has been described in which transmission of a response signal to an activation signal received immediately before reception is started at a timing when the tag 10 receives a carrier wave for power supply. However, the transmission start timing of the response signal can be changed as appropriate according to the capacitance of the capacitor C1 of the
(5) Although the rectifier circuit of the tag power supply circuit of Embodiments 1 and 2 has a configuration of four diode bridge circuits, the present invention is not limited thereto.
LFアンテナ回路からの交流の電流を整流できる構成であればどのような整流回路であってもよい。
(6)実施の形態1、2では、起動信号の受信はLF帯で行い、応答信号の送信はUHF帯で行う例を説明した。このLF帯は起動信号の受信の周波数帯の一例であり、UHF帯は応答信号の送信の周波数帯の一例にすぎず、起動信号の受信はLF帯に限られず、また、応答信号の送信はUHF帯に限らない。
但し、パッシブモードで動作する場合でも、タグがアクティブモードで動作する場合の起動信号の受信に用いる周波数帯及び応答信号の送信に用いる周波数帯とそれぞれ同じ周波数帯を用いて信号を送受信することが望ましい。
Any rectifier circuit may be used as long as it can rectify an alternating current from the LF antenna circuit.
(6) In the first and second embodiments, the example in which the activation signal is received in the LF band and the response signal is transmitted in the UHF band has been described. The LF band is an example of the frequency band for receiving the activation signal, the UHF band is only an example of the frequency band for transmitting the response signal, the reception of the activation signal is not limited to the LF band, and the transmission of the response signal is It is not limited to the UHF band.
However, even when operating in the passive mode, signals may be transmitted and received using the same frequency band as the frequency band used for receiving the activation signal and the frequency band used for transmitting the response signal when the tag operates in the active mode. desirable.
また、実施の形態1、2では、タグ認証システムを例として説明したが、本発明に係るタグは、例えば、所在管理システムなど他のシステムに使われるものとしてもよい。
また、実施の形態1、2では、1つの扉に対して入退出を管理する場合を例にして説明したが、例えば、複数の扉の入退出を管理する場合にも、本発明を適用することができる。この場合、1つの制御ユニットが各扉に係る認証を行うようにしてもよいし、複数の制御ユニットが各扉に係る認証を分担してもよい。
(7)実施の形態2のタグでは、無線回路のインピーダンスを計算して、無線回路に接続するコイルの接続端子の切替を行ったがこれに限らない。
In the first and second embodiments, the tag authentication system has been described as an example. However, the tag according to the present invention may be used in other systems such as a location management system.
In the first and second embodiments, the case where entrance / exit is managed for one door has been described as an example. However, for example, the present invention is applied to the case where entrance / exit of a plurality of doors is managed. be able to. In this case, one control unit may perform authentication related to each door, or a plurality of control units may share authentication related to each door.
(7) In the tag according to the second embodiment, the impedance of the wireless circuit is calculated and the connection terminal of the coil connected to the wireless circuit is switched. However, the present invention is not limited to this.
例えば、実施の形態2のタグでは、無線回路の動作電圧は一定なので、無線回路のインピーダンスは、無線回路に流れる電流に反比例する。また、無線回路に流れる電流は、インピーダンス測定回路の抵抗に流れる電流であり、この抵抗の両端の電圧に比例する。このことより、インピーダンス測定回路の抵抗の両端の電圧又はこの抵抗に流れる電流の変化によってインピーダンスの変化を検知できるので、これらいずれかの値の変化に基いて無線回路に接続するコイルの接続端子を切替えても良い。
(8)実施の形態1、2のタグでは、切替える接続端子を2つとして説明したが切替える接続端子は2つに限らない。
For example, in the tag according to Embodiment 2, since the operating voltage of the wireless circuit is constant, the impedance of the wireless circuit is inversely proportional to the current flowing through the wireless circuit. The current flowing through the wireless circuit is the current flowing through the resistance of the impedance measuring circuit, and is proportional to the voltage across the resistor. As a result, the impedance change can be detected by the voltage across the resistor of the impedance measurement circuit or the change in the current flowing through the resistor, so the connection terminal of the coil connected to the radio circuit based on the change of any one of these values can be detected. It may be switched.
(8) In the tags of the first and second embodiments, two connection terminals are described. However, the number of connection terminals to be switched is not limited to two.
無線回路のインピーダンスが大きく変化するのが、起動信号の受信処理時と応答信号の送信処理時の2つの処理時であることを前提として説明したので切替える接続端子を2つとした。しかし、起動信号受信から応答信号送信完了までに行われる処理(例えば、起動信号に含まれるデータを取り出す処理や、応答信号のデータを生成する処理など)において、無線回路のインピーダンスが大きく変化する場合が複数あれば、各々の処理実行の際の電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンスと整合するインピーダンスのLFアンテナ回路となるコイルの巻数で接続できるようコイルの途中に複数の接続端子を設けて、コイルの両端を含む複数の接続端子のうち2つの接続端子を選んで無線回路に接続するようにしてもよい。
(9)実施の形態に係るタグに上記(1)〜(8)の一部又は全部の変形を組み合わせて適用してもよい。
<補足>
以下、更に本発明の一実施形態に係るタグの構成及びその変形例と各効果について説明する。
(a)本発明の一実施形態に係るタグは、電波によりアンテナ回路に誘起される起電力から無線回路を駆動する電力を生成するタグであって、アンテナ回路は、アンテナコイルを含み、無線回路が起動信号の受信処理の際には、アンテナコイルの全体に誘起する第1起電力から第1駆動電力を生成し、無線回路が応答信号の送信処理の際には、アンテナコイルの一部に誘起する第2起電力から第2駆動電力を生成する。
Since the description has been made on the assumption that the impedance of the radio circuit greatly changes during the reception signal reception processing and the response signal transmission processing, two connection terminals are switched. However, when the impedance of the radio circuit changes greatly in processing performed from reception of the activation signal to completion of transmission of the response signal (for example, processing for extracting data included in the activation signal or processing for generating response signal data) If there are a plurality of connection terminals, a plurality of connection terminals are provided in the middle of the coil so that they can be connected with the number of turns of the coil that becomes an LF antenna circuit having an impedance matching the input impedance viewed from the power supply side when performing each processing. Alternatively, two connection terminals among a plurality of connection terminals including both ends of the coil may be selected and connected to the radio circuit.
(9) A part or all of the modifications (1) to (8) may be combined and applied to the tag according to the embodiment.
<Supplement>
Hereinafter, the configuration of the tag according to the embodiment of the present invention, its modification examples, and each effect will be described.
(A) A tag according to an embodiment of the present invention is a tag that generates electric power for driving a radio circuit from an electromotive force induced in the antenna circuit by radio waves, and the antenna circuit includes an antenna coil, and the radio circuit When the activation signal is received, the first drive power is generated from the first electromotive force induced in the entire antenna coil. When the wireless circuit performs the response signal transmission process, a part of the antenna coil is generated. Second drive power is generated from the induced second electromotive force.
この構成のタグは、アンテナ回路がタグリーダからの電波に誘起され生じた電力で動作し、起動信号の受信処理の際には、アンテナコイルの全長で生じた電力で無線回路を動作させ、応答信号の送信処理の際には、アンテナコイルの一部で生じた電力で無線回路を動作させることができる。すなわち、この構成のタグは、上記それぞれの処理において、アンテナコイルのインピーダンスが異なった状態でアンテナ回路に電力を生じさせ、無線回路を動作させることができる。
従って、タグリーダからの電波による電力を効率よく無線回路で利用できるインピーダンスとなるアンテナ回路で電力を生じさせることができる。
(b)また、アンテナコイルの全体で定まるインピーダンスは、受信処理の際の電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンスと整合する第1インピーダンスであり、第1起電力は、第1インピーダンスに応じた起電力であり、アンテナコイルの一部で定まるインピーダンスは、送信処理の際の電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンスと整合する第2インピーダンスであり、第2起電力は、第2インピーダンスに応じた起電力であるようにしてもよい。
In the tag of this configuration, the antenna circuit operates with the electric power generated by the radio wave from the tag reader, and when the activation signal is received, the radio circuit is operated with the electric power generated over the entire length of the antenna coil, and the response signal In the transmission process, the wireless circuit can be operated with power generated in a part of the antenna coil. That is, the tag having this configuration can generate power in the antenna circuit and operate the radio circuit in a state where the impedance of the antenna coil is different in each of the above processes.
Therefore, power can be generated by the antenna circuit having an impedance that can be efficiently used by the radio circuit from the power from the radio wave from the tag reader.
(B) Further, the impedance determined by the whole antenna coil is a first impedance that matches the input impedance seen from the power supply side in the reception process when viewed from the wireless circuit, and the first electromotive force corresponds to the first impedance. This is an electromotive force, and the impedance that is determined by a part of the antenna coil is a second impedance that matches the input impedance viewed from the power supply side in the transmission process, and the second electromotive force depends on the second impedance. The electromotive force may be changed.
この構成のタグは、アンテナコイルの全体で定まるインピーダンスを、受信処理の際の電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンスと整合するインピーダンスとすることができる。また、アンテナコイルの一部で定まるインピーダンスを、送信処理の際の電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンスと整合するインピーダンスとすることができる。 In the tag of this configuration, the impedance determined by the whole antenna coil can be set to an impedance that matches the input impedance of the wireless circuit viewed from the power supply side during reception processing. Further, the impedance determined by a part of the antenna coil can be set to an impedance that matches the input impedance of the wireless circuit viewed from the power supply side during transmission processing.
従って、無線回路でのそれぞれの処理の際に、タグリーダからの電波による電力を効率よく無線回路に供給することができる。
(c)また、アンテナコイルの一端を基点としてアンテナコイルの一部を形成する位置に接続端子が設けられ、アンテナ回路は、送信処理実行の際には、アンテナコイルの他端と無線回路とが接続された状態から、接続端子と無線回路とが接続される状態へと切替えるようにしてもよい。
Therefore, the electric power from the radio wave from the tag reader can be efficiently supplied to the wireless circuit during each process in the wireless circuit.
(C) In addition, a connection terminal is provided at a position where a part of the antenna coil is formed starting from one end of the antenna coil, and the antenna circuit is connected to the other end of the antenna coil and the radio circuit when performing transmission processing. You may make it switch from the connected state to the state in which a connection terminal and a radio circuit are connected.
この構成のタグは、UHFアンテナから応答信号の送信を行う際に、アンテナコイルのインピーダンスが、送信処理の際の電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンスと整合するインピーダンスとなる接続端子で無線回路と接続するように切替えることができる。
従って、応答信号の送信処理を実行する際に、タグリーダからの電波による電力を効率よく無線回路に供給することができる。
(d)また、アンテナ回路は、送信処理終了の際には、接続端子と無線回路とが接続された状態からアンテナコイルの他端と無線回路とが接続される状態へと切替えるようにしてもよい。
The tag of this configuration is a wireless circuit with a connection terminal in which when the response signal is transmitted from the UHF antenna, the impedance of the antenna coil becomes an impedance that matches the input impedance viewed from the power supply side in the transmission process. Can be switched to connect.
Therefore, when the response signal transmission process is executed, the electric power from the radio wave from the tag reader can be efficiently supplied to the wireless circuit.
(D) The antenna circuit may be switched from the state in which the connection terminal and the radio circuit are connected to the state in which the other end of the antenna coil and the radio circuit are connected at the end of the transmission process. Good.
この構成のタグは、応答信号の送信処理が終了した際に、アンテナコイルのインピーダンスが、受信処理の際の電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンスと整合するインピーダンスとなるように切替えることができる。
従って、起動信号の受信処理の際に、タグリーダからの電波による電力を効率よく無線回路に供給することができる。
(e)また、アンテナコイルは、N個(N>0)のチップコイルを直列に接続したものであり、第1起電力は、N個のチップコイルに誘起する起電力であり、第2起電力は、N個のチップコイルのうち連続するM個(N>M>0)のチップコイルに誘起する起電力であるようにしてもよい。
The tag of this configuration can be switched so that the impedance of the antenna coil matches the input impedance seen from the power supply side in the reception process when the response signal transmission process is completed. .
Therefore, the power from the radio wave from the tag reader can be efficiently supplied to the wireless circuit during the reception process of the activation signal.
(E) The antenna coil is formed by connecting N (N> 0) chip coils in series, and the first electromotive force is an electromotive force induced in the N chip coils, and the second electromotive force. The electric power may be an electromotive force induced in M (N>M> 0) continuous chip coils among the N chip coils.
この構成のタグは、アンテナ回路のコイルを複数のチップコイルを直列に接続した構成とすることができる。従って、アンテナ回路を小型化し、またチップコイル間に容易に接続端子を設けることができる。
(f)また、アンテナ回路で受信する電波は、LF帯の電波であり、応答信号の送信は、UHF帯で行うようにしてもよい。
The tag having this configuration can be configured such that a plurality of chip coils are connected in series to a coil of an antenna circuit. Therefore, the antenna circuit can be downsized, and the connection terminals can be easily provided between the chip coils.
(F) The radio wave received by the antenna circuit is an LF band radio wave, and the response signal may be transmitted in the UHF band.
この構成のタグは、LF帯で送信された起動信号を受信し、UHF帯で応答信号を送信することができる。従って、この構成のタグは、パッシブモードにおいてもアクティブモードと同様の動作をすることができる。
(g)また、本発明の一実施形態に係るタグは、電波によりアンテナ回路に誘起される起電力から無線回路を駆動する電力を生成するタグであって、アンテナコイルを含み、無線回路が起動信号の受信処理の際には、アンテナコイルの全体に誘起する第1起電力を生成し、無線回路が応答信号の送信処理の際には、アンテナコイルの一部に誘起する第2起電力を生成するアンテナ回路と、無線回路の動作中に電力供給側から当該無線回路をみた入力インピーダンスを繰返し測定するインピーダンス測定部とを備え、アンテナ回路は、インピーダンス測定部の測定結果に基いて、第1起電力の生成から第2起電力の生成への切替え、及び第2起電力の生成から第1起電力の生成への切替えのいずれかを行い、起動信号を受信するための駆動電力は第1起電力から生成され、応答信号を送信するための駆動電力は第2起電力から生成される。
The tag having this configuration can receive an activation signal transmitted in the LF band and transmit a response signal in the UHF band. Therefore, the tag having this configuration can perform the same operation as in the active mode even in the passive mode.
(G) A tag according to an embodiment of the present invention is a tag that generates power for driving a wireless circuit from an electromotive force induced in the antenna circuit by radio waves, includes an antenna coil, and the wireless circuit is activated. During the signal reception process, a first electromotive force is generated that is induced in the entire antenna coil, and when the wireless circuit is in the response signal transmission process, the second electromotive force is induced in a part of the antenna coil. An antenna circuit to be generated, and an impedance measurement unit that repeatedly measures an input impedance of the radio circuit viewed from the power supply side during operation of the radio circuit. The antenna circuit is based on a measurement result of the impedance measurement unit. Driving power for receiving a start signal by performing either switching from generation of electromotive force to generation of second electromotive force or switching from generation of second electromotive force to generation of first electromotive force Generated from the first electromotive force, driving power for transmitting a response signal is generated from the second electromotive force.
この構成のタグは、アンテナ回路がタグリーダからの電波に誘起され生じた電力で動作し、電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンスの変化を無線回路の動作中に繰返し測定することができる。そして、そのインピーダンスの変化に応じて、電力供給側から無線回路をみた入力インピーダンスと最も整合するインピーダンスのアンテナ回路となるように切替えることができる。 In the tag of this configuration, the antenna circuit operates with the electric power induced by the radio wave from the tag reader, and the change of the input impedance viewed from the power supply side when viewed from the wireless circuit can be repeatedly measured during the operation of the wireless circuit. And according to the change of the impedance, it can switch so that it may become an antenna circuit of the impedance most matched with the input impedance which looked at the radio | wireless circuit from the electric power supply side.
従って、動作中の無線回路のインピーダンスが変化しても、タグリーダからの電波による電力を効率よく無線回路に供給することができる。 Therefore, even when the impedance of the operating wireless circuit changes, the electric power from the radio wave from the tag reader can be efficiently supplied to the wireless circuit.
1 タグ認証システム
10、10b、10c タグ
11 制御回路
12 記憶部
13 無線回路
14、24 UHFアンテナ
15 LFアンテナ回路
16 切替器
17 給電回路
19 電源切替器
21 制御ユニット
22 LF送信ユニット
23 UHF受信回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tag authentication system 10, 10b,
Claims (7)
前記アンテナ回路は、アンテナコイルを含み、前記無線回路が起動信号の受信処理の際には、前記アンテナコイルの全体に誘起する第1起電力から第1駆動電力を生成し、前記無線回路が応答信号の送信処理の際には、前記アンテナコイルの一部に誘起する第2起電力から第2駆動電力を生成する
ことを特徴とするタグ。 A tag that generates power for driving a radio circuit from an electromotive force induced in an antenna circuit by radio waves,
The antenna circuit includes an antenna coil, and when the wireless circuit performs reception processing of the activation signal, the antenna circuit generates first driving power from the first electromotive force induced in the entire antenna coil, and the wireless circuit responds. In the signal transmission process, the second drive power is generated from the second electromotive force induced in a part of the antenna coil.
前記第1起電力は、前記第1インピーダンスに応じた起電力であり、
前記アンテナコイルの一部で定まるインピーダンスは、前記送信処理の際の電力供給側から前記無線回路をみた入力インピーダンスと整合する第2インピーダンスであり、
前記第2起電力は、前記第2インピーダンスに応じた起電力である
ことを特徴とする請求項1記載のタグ。 The impedance determined by the entire antenna coil is a first impedance that matches the input impedance seen from the wireless circuit from the power supply side during the reception process,
The first electromotive force is an electromotive force according to the first impedance,
The impedance determined by a part of the antenna coil is a second impedance that matches the input impedance seen from the wireless circuit from the power supply side during the transmission process,
The tag according to claim 1, wherein the second electromotive force is an electromotive force corresponding to the second impedance.
前記アンテナ回路は、前記送信処理の実行の際に、前記アンテナコイルの他端と前記無線回路とが接続された状態から、前記接続端子と前記無線回路とが接続される状態へと切替える
ことを特徴とする請求項2記載のタグ。 A connection terminal is provided at a position where a part of the antenna coil is formed starting from one end of the antenna coil,
The antenna circuit switches from a state in which the other end of the antenna coil and the wireless circuit are connected to a state in which the connection terminal and the wireless circuit are connected when the transmission process is executed. The tag according to claim 2, wherein the tag is characterized.
ことを特徴とする請求項3記載のタグ The antenna circuit switches from a state in which the connection terminal and the wireless circuit are connected to a state in which the other end of the antenna coil and the wireless circuit are connected when the transmission process is completed. The tag according to claim 3
前記第1起電力は、N個のチップコイルに誘起する起電力であり、前記第2起電力は、前記N個のチップコイルのうち連続するM個(N>M>0)のチップコイルに誘起する起電力である
ことを特徴とする請求項1記載のタグ。 The antenna coil is formed by connecting N (N> 0) chip coils in series.
The first electromotive force is an electromotive force induced in N chip coils, and the second electromotive force is generated in M (N>M> 0) continuous chip coils among the N chip coils. The tag according to claim 1, wherein the tag is an induced electromotive force.
ことを特徴とする請求項1記載のタグ。 The tag according to claim 1, wherein the radio wave received by the antenna circuit is an LF band radio wave, and the response signal is transmitted in the UHF band.
アンテナコイルを含み、前記無線回路が起動信号の受信処理の際には、前記アンテナコイルの全体に誘起する第1起電力を生成し、前記無線回路が応答信号の送信処理の際には、前記アンテナコイルの一部に誘起する第2起電力を生成するアンテナ回路と、
前記無線回路の動作中に電力供給側から当該無線回路をみた入力インピーダンスを繰返し測定するインピーダンス測定部とを備え、
前記アンテナ回路は、前記インピーダンス測定部の測定結果に基いて、前記第1起電力の生成から第2起電力の生成への切替え、及び前記第2起電力の生成から前記第1起電力の生成への切替えのいずれかを行い、
前記起動信号を受信するための駆動電力は前記第1起電力から生成され、前記応答信号を送信するための駆動電力は前記第2起電力から生成される
ことを特徴とするタグ。 A tag that generates power for driving a radio circuit from an electromotive force induced in an antenna circuit by radio waves,
Including an antenna coil, the wireless circuit generates a first electromotive force induced in the whole antenna coil when the activation signal is received, and the wireless circuit transmits the response signal when the response signal is transmitted. An antenna circuit for generating a second electromotive force induced in a part of the antenna coil;
An impedance measuring unit that repeatedly measures the input impedance of the wireless circuit viewed from the power supply side during operation of the wireless circuit;
The antenna circuit switches from the generation of the first electromotive force to the generation of the second electromotive force, and the generation of the first electromotive force from the generation of the second electromotive force based on the measurement result of the impedance measuring unit. Switch to
The drive power for receiving the activation signal is generated from the first electromotive force, and the drive power for transmitting the response signal is generated from the second electromotive force.
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