JP4133585B2 - データ検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、問い合わせ信号に対して非接触IDタグから送信される応答信号を検出するデータ検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、商品や物品等に非接触IDタグ(応答器)を取り付け、このIDタグに予め設定されている固有の識別データをデータ検出装置により非接触で読取るシステムが実用化されている。また、上記IDタグの他、ICカードなどに記憶されたデータをデータ検出装置により非接触で読出すシステムも実用化されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
図4は、非接触IDタグを用いたデータ検出システムの従来の構成例について示したものである。
図4において、10はデータ検出装置で、送信部11を備えている。上記送信部11は、図示しないが発振器の出力である送信搬送波を制御回路22からの問い合わせ信号及びクロックで振幅変調し、送信アンプで増幅して出力する。上記送信部11から出力される送信信号は、方向性結合器12、サーキュレータ13を介してアンテナ14へ送られ、このアンテナ14から非接触IDタグ30へ送信される。
【0004】
また、上記送信部11から方向性結合器12に入力された送信搬送波は、その一部が方向性結合器12により取り出され、第1の2分配器15に入力されて2分配される。上記第1の2分配器15により2分配された送信搬送波は、第1の受信系16のミキサ16a及び第2の受信系17のミキサ17aに入力される。
【0005】
上記非接触IDタグ30は、例えばアンテナ31、変復調器32、制御器33、メモリ34からなり、このメモリ34に予め固有のIDデータを記憶させている。非接触IDタグ30は、データ検出装置10から送られてくる送信搬送波をアンテナ31で受信し、この搬送波を変復調器32で検波及び平滑して直流電圧とし、制御器33及びメモリ34へ動作電源として供給する。また、変復調器32は、上記受信した搬送波からクロック及び問い合わせ信号を取り出し、制御器33へ入力する。制御器33は、データ検出装置10からの問い合わせ信号に応じてメモリ34の記憶内容を読出し、応答信号として変復調器32へ出力する。変復調器32は、制御器33からの応答信号に応じて、データ検出装置10からの送信搬送波を振幅変調し、データ検出装置10へ返送波として再放射する。
【0006】
データ検出装置10は、非接触IDタグ30からの返送波をアンテナ14で受信し、サーキュレータ13より第2の2分配器18に入力して2分配する。この2分配器18で2分配された受信波の一方はそのまま第1の受信系16のミキサ16aに入力され、受信波の他方は位相器19で90°位相シフトされて第2の受信系17のミキサ17aに入力される。
【0007】
第1の受信系16及び第2の受信系17は、2分配器15、18で2分配され、直接あるいは位相器19を介して入力される受信波と送信部11からの搬送波とをミキサ16a、17aで混合及び検波してベースバンド成分(復調出力)を取り出し、更にローパスフィルタ16b、17b及び受信アンプ16c、17cを介して出力する。そして、上記受信アンプ16c、17cの出力信号、すなわち第1の受信系16及び第2の受信系17の出力信号を合成アンプ20で加算合成する。
【0008】
上記合成アンプ20から出力される復調された応答信号は、レベル変換器21によりデジタルデータに変換されて制御回路22へ送られ、更に、この制御回路22からホスト機器例えばパーソナルコンピュータ(図示せず)へ送られる。
【0009】
上記復調系で第1の受信系16と第2の受信系17を設けているのは、1つの受信系の場合、データ検出装置10と非接触IDタグ30の位置関係により、送信搬送波と非接触IDタグ30からの信号の位相差が変化し、受信できない箇所が発生するためである。第2の2分配器18で2分配された受信波の一方を位相器19で90°位相シフトし、受信系16、17の出力を合成することで応答信号を安定して取り出すことができ、受信できない点を回避することができる。
【0010】
【特許文献1】
特開平11−220424号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のデータ検出装置10では、非接触IDタグ30等の識別対象物からの応答信号について、受信できない点を回避するように構成した場合、送信搬送波の一部を分配する2分配器15及び非接触IDタグ30からの応答信号を分配する2分配器18、更には位相器19が必要であり、構成が複雑になると共にコストが上昇するという問題があった。
【0012】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、送信搬送波及び識別対象物からの応答信号を分配する分配器及び位相器が不要であり、構成を簡易化してコストの低下を図り得るデータ検出装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るデータ検出装置は、送信搬送波を問い合わせ信号で変調してなる送信信号を出力する送信部と、前記送信部から出力される送信信号を識別対象物に送信すると共に該識別対象物からの応答信号を受信するアンテナと、前記送信部から出力される送信搬送波の一部を取り出す方向性結合器と、前記識別対象物からの応答信号を前記アンテナを経由して取り出すサーキュレータと、前記方向性結合器により取り出された送信搬送波と前記サーキュレータにより取り出された前記識別対象物からの応答信号が両端部に入力される伝送路と、前記伝送路に一定の間隔で接続される複数の受信系とを具備したことを特徴とする。
【0014】
上記のように方向性結合器及びサーキュレータに両端部が接続される伝送路を設けることにより、送信部からの搬送波及び識別対象物からの返送波をそれぞれ複数の受信系に分配して供給できるので、分配器を省略することができる。また、伝送路における受信系の接続点の間隔を例えばλg/8、λg/16等の値に設定することにより、送信部からの搬送波及び識別対象物からの返送波の位相を所望の値だけ遅延させることができ、位相器を設けたものと同等の作用を行なわせることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図1は、非接触IDタグを用いたデータ検出システムに実施した場合の構成例を示すブロック図であり、図2に示した従来例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【0016】
図1に示すようにデータ検出装置40の送信部11は、例えば2.45GHzの送信搬送波を制御回路22からの問い合わせ信号及びクロックで振幅変調し、送信アンプで増幅して出力する。上記送信部11から出力される送信信号は、方向性結合器12、サーキュレータ13を介してアンテナ14へ送られ、このアンテナ14から非接触IDタグ30へ送信される。
【0017】
上記方向性結合器12は、送信部11から出力される送信搬送波の一部を取り出して伝送路41の一方の端部に入力する。
【0018】
また、サーキュレータ13は、アンテナ14で受信した非接触IDタグ30からの応答信号を取り出し、上記伝送路41の他方の端部に入力する。この伝送路41は、例えばインピーダンスが50Ωのマイクロストリップラインにより構成したもので、少なくともλg/8以上の長さを有し、その途中に例えば約λg/8の間隔で第1の受信系16のミキサ16a及び第2の受信系17のミキサ17aを接続する。なお、上記λgは、伝送路41により伝送される送信搬送波及び応答信号の波長である。
【0019】
その他の構成、すなわち受信系16、17及び識別対象物である非接触IDタグ30の構成は、上記図4に示した従来のものと同様の構成であるので、詳細な説明は省略する。
【0020】
次に、上記伝送路41及び第1の受信系16のミキサ16a、第2の受信系17のミキサ17a部分の具体的な構成例について図2及び図3を参照して説明する。図2は上記伝送路41及びミキサ16a、17a部分を基板上に配置した場合の構成例を示し、図3は回路構成例を示したものである。
【0021】
図2において、51は回路基板で、この回路基板51上に伝送路41をマイクロストリップラインにより形成する。また、回路基板51には、伝送路41の一端側に方向性結合器12を設け、他端側にサーキュレータ13を設ける。更に、回路基板51には、伝送路41に沿って第1の受信系16のミキサ16a及び第2の受信系17のミキサ17aを設け、その入力端子t1をそれぞれ直流阻止用のコンデンサ52、53を介して伝送路41に接続する。この場合、伝送路41上におけるコンデンサ52、53の接続点の間隔を約λg/8に設定する。
【0022】
上記ミキサ16a、17aは、それぞれ3つの端子t1〜t3を有し、t1が入力端子、t2が出力端子、t3がアース端子となっている。ミキサ16a、17aの出力端子t2は、それぞれ回路パターン54、55を介して図1に示したローパスフィルタ16b、17bに接続され、アース端子t3はアースパターン56に接続される。
【0023】
上記ミキサ16a、17aは、図3に示すようにそれぞれ1対の検波用ダイオードD1、D2からなり、例えばダイオードD1のアノードとダイオードD2のカソードが一括接続されて入力端子t1となり、この入力端子t1がコンデンサ52またはコンデンサ53に接続される。また、ダイオードD1のカソード側が出力端子t2となり、この出力端子t2から検波出力が取り出されてミキサ16aまたはミキサ17aに接続される。そして、ダイオードD2のアノード側がアース端子t3となり、上記したようにアースパターン56に接続されて接地される。
【0024】
上記の構成において、送信部11は、制御回路22からの問い合わせ信号及びクロックで送信搬送波を振幅変調し、送信アンプで増幅して出力する。上記送信部11から出力される送信信号は、方向性結合器12、サーキュレータ13を介してアンテナ14へ送られ、このアンテナ14から非接触IDタグ30へ送信される。
【0025】
また、上記送信部11から方向性結合器12に入力された送信搬送波は、その一部が方向性結合器12により取り出され、伝送路41を介して第1の受信系16のミキサ16aに入力されると共に、更にλg/8の伝送長さ分だけ遅れて、すなわち位相が45°遅れて第2の受信系17のミキサ17aに入力される。
【0026】
また、非接触IDタグ30からの返送波は、アンテナ14で受信され、サーキュレータ13より伝送路41を介して第2の受信系17のミキサ17aに入力されると共に、更にλg/8の伝送長により位相が45°遅れて第1の受信系16のミキサ16aに入力される。
【0027】
第1の受信系16のミキサ16aは、送信部11から方向性結合器12を介して送られてくる搬送波と伝送路41で位相が45°遅れた非接触IDタグ30からの返送波とを混合してダイオード検波し、ローパスフィルタ16bを介して受信アンプ16cへ出力する。
【0028】
また、第2の受信系17のミキサ17aは、送信部11から方向性結合器12及び伝送路41を介して位相が45°遅れて送られてくる搬送波とアンテナ14及びサーキュレータ13を介して送られてくる非接触IDタグ30からの返送波とを混合してダイオード検波し、ローパスフィルタ17bを介して受信アンプ17cへ出力する。
【0029】
上記のように方向性結合器12及びサーキュレータ13に両端部が接続される伝送路41を設けることにより、送信部11からの搬送波及び非接触IDタグ30からの返送波をそれぞれ第1の受信系16のミキサ16aと第2の受信系17のミキサ17aに分配して供給することができる。また、伝送路41におけるミキサ16a、17aの接続点間の距離をλg/8に設定することにより、送信部11からの搬送波及び非接触IDタグ30からの返送波の位相をそれぞれ45°遅延させることができ、90°の位相器を設けたものと同等の作用を行なわせることができる。
【0030】
この結果、データ検出装置40に対して非接触IDタグ30が応答可能範囲内に位置していれば、非接触IDタグ30の位置に拘わらず、第1の受信系16及び第2の受信系17の少なくとも一方から、常に非接触IDタグ30の応答信号を検出することができる。
【0031】
上記のようにλg/8以上の長さを持つ伝送路41を設けることにより、従来の2分配器及び90°位相器と同等の作用を行なわせることができ、回路構成を簡易化してコストの低下を図ることができる。
【0032】
なお、上記実施形態では、2系統の受信系、すなわち第1の受信系16及び第2の受信系17を設けた場合について示したが、更に多数系統例えば4系統の受信系を設ける場合においても上記実施形態と同様にして実施し得るものである。4系統の受信系を設ける場合には、各受信系のミキサを伝送路41に対して約λg/16の間隔で接続することにより、非接触IDタグ30からの応答信号をより円滑に受信することができる。
【0033】
また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
【0034】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、送信搬送波を問い合わせ信号で変調してなる送信信号を識別対象物に送信し、該識別対象物から返送される応答信号を受信するデータ検出装置において、送信搬送波の一部を取り出す方向性結合器と識別対象物からの応答信号を取り出すサーキュレータに伝送路の両端部を接続すると共に、上記伝送路に所定の間隔で複数の受信系を接続することにより、送信部からの搬送波及び識別対象物からの返送波の位相を遅延させて混合することができる。この結果、従来の分配器及び位相器を設けたものと同等の作用を行なわせることができ、構成を簡易化してコストの低下を図り得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るデータ検出システムの構成を示すブロック図。
【図2】同実施形態における要部の具体的な構成例を示す図。
【図3】同実施形態におけるミキサ部分の回路構成を示す図。
【図4】従来のデータ検出システムの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
11…送信部
12…方向性結合器
13…サーキュレータ
14…アンテナ
16…第1の受信系
16a…ミキサ
16b…ローパスフィルタ
16c…受信アンプ
17…第2の受信系
17a…ミキサ
17b…ローパスフィルタ
17c…受信アンプ
20…合成アンプ
21…レベル変換器
22…制御回路
30…IDタグ
31…アンテナ
32…変復調器
33…制御器
34…メモリ
40…データ検出装置
41…伝送路
51…回路基板
52、53…コンデンサ
54、55…回路パターン
56…アースパターン
Claims (3)
- 送信搬送波を問い合わせ信号で変調してなる送信信号を出力する送信部と、前記送信部から出力される送信信号を識別対象物に送信すると共に該識別対象物からの応答信号を受信するアンテナと、前記送信部から出力される送信搬送波の一部を取り出す方向性結合器と、前記識別対象物からの応答信号を前記アンテナを経由して取り出すサーキュレータと、前記方向性結合器により取り出された送信搬送波と前記サーキュレータにより取り出された前記識別対象物からの応答信号が両端部に入力される伝送路と、前記伝送路に一定の間隔で接続される複数の受信系とを具備したことを特徴とするデータ検出装置。
- 前記受信系として2系統設け、各受信系を前記伝送路に約λg/8(λgは伝送路における送信搬送波及び応答信号の波長)の間隔で接続したことを特徴とする請求項1に記載のデータ検出装置。
- 前記受信系として4系統設け、各受信系を前記伝送路に約λg/16(λgは伝送路における送信搬送波及び応答信号の波長)の間隔で接続したことを特徴とする請求項1に記載のデータ検出装置。
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