JP5333100B2 - RF tag - Google Patents
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Description
本発明は、RFID用途やセンサ用途等に用いるRFタグに関し、特に、パッシブ型のRFタグに関する。 The present invention relates to an RF tag used for RFID applications, sensor applications, and the like, and more particularly, to a passive type RF tag.
近年においては、所定の周波数(例えば、13.56MHz)の搬送波を受けて生成した電力により動作するRFタグ(パッシブ型、もしくは、無電池RFタグ)が市販されている。RFタグは、一般的に、RFタグのリーダ/ライタから発せられた搬送波をアンテナで受け、アンテナのリアクタンスとタグに内蔵する容量との共振作用により受電電力を増幅した後、整流回路に変換されて得られる直流電源で動作する。 In recent years, RF tags (passive type or battery-less RF tags) that operate with power generated by receiving a carrier wave having a predetermined frequency (for example, 13.56 MHz) are commercially available. In general, an RF tag receives a carrier wave emitted from a reader / writer of the RF tag with an antenna, amplifies the received power by a resonance action between the reactance of the antenna and a capacitor built in the tag, and then is converted into a rectifier circuit. It operates with a direct current power source.
図1に従来のRFタグの構成例のブロック図を示す。RFタグは、リーダ/ライタから電波を受け、また、リーダ/ライタに対し電波を発信するためのアンテナ部201、アンテナ部201の出力(交流)と共振することにより電力を増幅させるための共振部203、直流電流を出力するための整流部205を有し、整流部205の後段には、電圧を安定化させるためのレギュレータ207およびレギュレータ207からの出力によって動作する処理部209を有する。また処理部209は、データ処理機能を有するコントローラ211およびデータ保持機能を有するメモリ213が含まれる。メモリ213は、例えば、不揮発性メモリである。
FIG. 1 shows a block diagram of a configuration example of a conventional RF tag. The RF tag receives a radio wave from the reader / writer, and transmits the radio wave to the reader / writer. The resonance unit for amplifying power by resonating with the output (alternating current) of the
図2は、図1に示される従来のRFタグの構成の一部を等価回路として表した図である。RFタグは、リーダ/ライタのアンテナ401と交信するアンテナ部201として、リアクタンスを備えたアンテナ301を備え、リアクタンスとの共振作用に供される共振部203として、容量303を備え、交流を直流に変換して出力する整流部205として、ダイオードで構成された整流回路305を備える。
FIG. 2 is a diagram showing a part of the configuration of the conventional RF tag shown in FIG. 1 as an equivalent circuit. The RF tag includes an
RFタグが受ける電力(RFタグにおいて生成される電力)は、リーダ/ライタ401が出力する電波の出力の大きさ、リーダ/ライタ401とRFタグとの距離、RFタグ内部における共振作用によって決定される。当該電力の大きさはそれらの要因によって決定され、RFタグが消費する電流の大きさには因らない。つまり、RFタグが消費する電流が大きいときは、電圧が下がり、他方、RFタグが消費する電流が小さいときは、電圧が上がる。
The power received by the RF tag (power generated in the RF tag) is determined by the magnitude of the radio wave output from the reader /
RFタグが受けた受電電力(RFタグ内部において生成された電力)は、何らかの方法で消費される必要がある。つまり、RFタグの動作に要する電力が少なくて済む場合であっても大きな電力を受電した場合には、余剰の電力を何らかの方法で消費させる必要がある。 The received power received by the RF tag (power generated inside the RF tag) needs to be consumed by some method. That is, even when the power required for the operation of the RF tag is small, when a large amount of power is received, it is necessary to consume the surplus power by some method.
RFタグは、通常、整流回路305を備え、さらに、当該整流回路305の後段にシャントレギュレータ回路207を備える。シャントレギュレータ回路207は、RFタグの回路(コントローラ等)209がその動作に必要な電流を消費するときに、当該回路にかかる電圧を定電圧に保つ機能を有する。シャントレギュレータ207が降圧を行う際に生じる余剰な電力は、シャントレギュレータ207自身に備わった抵抗にて消費される。さらに、シャントレギュレータ207が消費する最大電力以上に入力される電力が大きい場合には、整流回路305の出力の電圧が上昇し、整流回路305を構成するダイオードに逆バイアス電圧以上の電圧がかかり、整流回路の逆バイアス方向に電流が流れ出す。RFタグにおいては、回路にかかる電圧を一定にするためのシャントレギュレータ207に含まれる抵抗において消費される電力や、整流回路305の逆バイアス方向の電流によって消費される電力は、結果的に熱として放出される。
The RF tag usually includes a
また、RFタグとは別に、近年、半導体温度センサが実用化され、市場に流通するようになった。半導体温度センサは、その他の機能を有する半導体回路とオンチップ化でき、RFタグ用半導体と組み合わせれば、リーダ/ライタと組み合わせて無線温度計RFタグを実現できる。無線温度計RFタグでは、所定の物体に貼り付けることにより、半導体温度センサが検知した温度情報をリーダ/ライタで読み取ることが可能である。 In addition to the RF tag, in recent years, a semiconductor temperature sensor has been put into practical use and has been distributed to the market. The semiconductor temperature sensor can be formed on-chip with a semiconductor circuit having other functions, and when combined with an RF tag semiconductor, a wireless thermometer RF tag can be realized in combination with a reader / writer. With the wireless thermometer RF tag, it is possible to read temperature information detected by the semiconductor temperature sensor with a reader / writer by pasting it on a predetermined object.
無線温度計RFタグは、それを人体に貼り付けることにより無線体温計として利用できる。無線体温計は、病院内にて入院患者に常時貼り付けておき、検温時にリーダ/ライタで体温を読み取ることができるため、検温の度に体温計を患者に渡し一定時間経過後温度を確認するという2度手間の作業が不要になる。また、患者が眠っている場合にも、体温計のある箇所にリーダ/ライタを近づけるだけで体温を測定することができる。無線体温計として利用するためには、RFタグを無電池タグとして構成してその大きさを小さく薄くすることが有効である。 The radio thermometer RF tag can be used as a radio thermometer by attaching it to a human body. The wireless thermometer is always attached to an inpatient in the hospital, and the temperature can be read with a reader / writer at the time of temperature measurement. Time-consuming work is not necessary. Even when the patient is asleep, the body temperature can be measured simply by bringing the reader / writer close to a place where the thermometer is located. In order to use it as a wireless thermometer, it is effective to configure the RF tag as a battery-free tag and to reduce its size and thickness.
しかしながら、RFタグにおいては、回路にかかる電圧を一定にするためのシャントレギュレータに含まれる抵抗において消費される電力や、整流回路の逆バイアス方向の電流によって消費される電力は、結果的に熱として放出される。また、RFIDタグは比較的小さい熱容量しか持たない。そのため、放出される熱が、温度センサ付RFタグ(無線温度計RFタグ)の温度センサ部へ影響を与えるという問題がある。このような観点から、無線温度計RFタグは、その回路の動作により電流を消費して発熱し、温度センサの測定結果に影響を与えることで測定精度が悪化するため、RFタグ自身の消費電力を少なくすることが求められている。また、大きな通信距離を確保する上でも、RFタグ自身の消費電力は少ない方が望ましい。 However, in the RF tag, the power consumed by the resistor included in the shunt regulator for making the voltage applied to the circuit constant and the power consumed by the current in the reverse bias direction of the rectifier circuit result in heat. Released. Also, the RFID tag has a relatively small heat capacity. Therefore, there is a problem that the released heat affects the temperature sensor part of the RF tag with a temperature sensor (wireless thermometer RF tag). From this point of view, the radio thermometer RF tag consumes current due to the operation of its circuit, generates heat, and affects the measurement result of the temperature sensor, thereby degrading measurement accuracy. Is required to reduce Also, in order to secure a large communication distance, it is desirable that the RF tag itself consumes less power.
また、無線温度計RFタグを人体に貼り付けて体温計として利用する場合、RFタグ自身が発熱すると、人体にやけどが生じるおそれがあり、さらに重大な事故にも繋がり得る点も問題である。例えば13.56MHzを利用する無線温度計RFタグの場合、駅の自動改札機などは常時13.56MHzの電波を放出しているため、無線温度計RFタグを貼り付けた人がそのまま自動改札機などに近づくことにより、RFタグが共振を起こして発熱するおそれがある。 In addition, when a radio thermometer RF tag is attached to a human body and used as a thermometer, if the RF tag itself generates heat, the human body may be burned, and a serious accident may also occur. For example, in the case of a wireless thermometer RF tag that uses 13.56 MHz, the automatic ticket checker at a station always emits a 13.56 MHz radio wave, so the person who attached the RF thermometer RF tag is still in the automatic ticket checker. As a result, the RF tag may resonate and generate heat.
例えば、特許文献1(特開2007−114925号公報)は、センサ機能を備えたRFタグおよびリーダ/ライタからなるシステムに関する。当該文献においては、センサの精度を上げるために、リーダ/ライタからの電波を間欠的に遮断することや、整流回路よりも後段の要素(回路)への電力の供給を遮断することや、アンテナのコイルとの間で共振するための容量に可変コンデンサを採用し、キャパシタンスを制御して共振周波数を変更することが述べられている。 For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-114925) relates to a system including an RF tag and a reader / writer having a sensor function. In this document, in order to increase the accuracy of the sensor, the radio wave from the reader / writer is intermittently interrupted, the power supply to the element (circuit) subsequent to the rectifier circuit is interrupted, the antenna It is described that a variable capacitor is adopted as a capacity for resonating with the other coil, and the resonance frequency is changed by controlling the capacitance.
特許文献1の発明は、RFタグがリーダ/ライタからキャリア(搬送波)による電力供給を受け、当該電力がRFタグ内の回路において消費されることで発生する熱を抑制することを目的とする。 An object of the invention of Patent Literature 1 is to suppress heat generated when an RF tag receives power supply from a reader / writer by a carrier (carrier wave) and is consumed in a circuit in the RF tag.
特許文献1では、例えば、リーダ/ライタからの電力供給を間欠的に遮断することでタグの温度上昇の抑制を行う(請求項1)。この場合、リーダ/ライタ側での制御が必要である。よって、この手法では、そのような制御に対応したリーダ/ライタの構成が必要である。だが、このような制御に対応していないリーダ/ライタが多く流通している現状において、上述した無線体温計の市中における意図しない温度上昇の抑制に対してその実効性は疑わしい。 In Patent Document 1, for example, the temperature rise of the tag is suppressed by intermittently interrupting the power supply from the reader / writer (Claim 1). In this case, control on the reader / writer side is necessary. Therefore, this method requires a reader / writer configuration corresponding to such control. However, in the current situation where many readers / writers that do not support such control are distributed, the effectiveness of the above-described suppression of unintended temperature rise in the market of the wireless thermometer is questionable.
また、特許文献1では、RFタグ内部のレギュレータ等電源供給回路を制御する発明が記載される(請求項5)。しかしながら、実際にRFタグのアンテナが受けた電力は、何らかの手段により消費される。その実施例では、整流回路以降の一部又は全部の回路に対する電流供給を遮断しているが、余剰の電力は整流回路で消費されるため、温度上昇の抑制に対する寄与は限定的である。つまり、RFタグのアンテナが受電する電力が変化しない限り、レギュレータの後段にある回路に対する電力供給路を切断すればその分、アンテナ端の電圧が上昇し、通常ダイオードで構成される整流回路に逆バイアスを越える電圧がかかって電流が流れ、この電流による発熱が生じる。 Patent Document 1 describes an invention for controlling a power supply circuit such as a regulator inside an RF tag (Claim 5). However, the power actually received by the antenna of the RF tag is consumed by some means. In the embodiment, the current supply to some or all of the circuits after the rectifier circuit is cut off, but the surplus power is consumed by the rectifier circuit, so the contribution to the suppression of the temperature rise is limited. In other words, as long as the power received by the RF tag antenna does not change, if the power supply path to the circuit in the subsequent stage of the regulator is cut, the voltage at the end of the antenna rises by that amount and reverses to the rectifier circuit that is normally composed of a diode. When a voltage exceeding the bias is applied, current flows, and heat is generated by this current.
また、特許文献1では、その実施例で、アンテナのリアクタンスとの共振作用に供せられる容量としての可変コンデンサを制御し、共振周波数を変更することが述べられているが、具体的にどのように、容量を変更するのかは不明である。 Further, in Patent Document 1, in the embodiment, it is described that a variable capacitor serving as a capacitor provided for resonance with the reactance of the antenna is controlled to change the resonance frequency. However, it is unclear whether the capacity will be changed.
仮に特許文献1の図9のように、共振に用いる可変コンデンサC1を、アンテナに接続される2つの端子間に設けた場合には、トリマコンデンサを機械的に制御するのは大掛かりである。また、可変コンデンサとして小さい多数の容量を設けて半導体スイッチで一部をオン/オフ制御する構成も考えられるが、アンテナの電位は整流回路で生成される基準接地に比べてプラスマイナス両方に振れ、タグに実装が容易な半導体スイッチで構成するのは難しい。 If the variable capacitor C1 used for resonance is provided between two terminals connected to the antenna as shown in FIG. 9 of Patent Document 1, it is significant to mechanically control the trimmer capacitor. In addition, a configuration in which a large number of small capacitors are provided as variable capacitors and a part of the switch is turned on / off by a semiconductor switch is considered, but the potential of the antenna fluctuates in both plus and minus compared to the reference ground generated by the rectifier circuit, It is difficult to configure a semiconductor switch that can be easily mounted on a tag.
つまり、特許文献1が開示するところの、アンテナ両端に設けた可変コンデンサで共振をずらすという手法は、トランジスタスイッチによる実装が困難である。また、共振をずらせば、RFタグ自身が動作するための電力供給も絶たれる。このことは、可変コンデンサを制御する信号を生成する回路の電源もオフになることになり、当該共振の制御が困難になる。 In other words, the technique disclosed in Patent Document 1 in which resonance is shifted by the variable capacitors provided at both ends of the antenna is difficult to implement with a transistor switch. Further, if resonance is shifted, power supply for operating the RF tag itself is cut off. This also turns off the power supply of the circuit that generates the signal for controlling the variable capacitor, making it difficult to control the resonance.
本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものである。本発明は、低廉な構成で発熱を抑制可能なRFタグを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. An object of this invention is to provide the RF tag which can suppress heat_generation | fever with a cheap structure.
本発明は、その一態様においては、所定の周波数を有する電波を受信するアンテナ部と、電波の受信にともなってアンテナ部を流れる電流と共振する共振容量を有する共振部と、共振部の出力を受けて直流を出力する整流部と、整流部の出力を電源として動作する処理部と、を有するRFタグであって、さらに、整流部の出力の電圧を計測する電圧モニタを有し、処理部は、電圧モニタが出力する電圧計測値に基づいて共振部の共振容量を変化させて共振部の出力を少なくとも低減させる電源制御信号を出力する電源制御部を含み、共振部は、電源制御信号に基づいて共振容量を変化させる第1の共振周波数変更手段を備える、RFタグである。 In one aspect, the present invention provides an antenna unit that receives a radio wave having a predetermined frequency, a resonance unit that has a resonance capacity that resonates with a current flowing through the antenna unit upon reception of the radio wave, and an output of the resonance unit. An RF tag having a rectifying unit that receives and outputs a direct current, and a processing unit that operates using the output of the rectifying unit as a power source, and further includes a voltage monitor that measures the voltage of the output of the rectifying unit, and the processing unit Includes a power supply control unit that outputs a power supply control signal for changing at least the output of the resonance unit by changing the resonance capacitance of the resonance unit based on the voltage measurement value output by the voltage monitor, and the resonance unit is included in the power supply control signal. The RF tag includes first resonance frequency changing means for changing the resonance capacitance based on the first resonance frequency changing means.
本発明は、その一態様においては、所定の周波数を有する電波を受信するアンテナ部と、電波の受信にともなってアンテナ部を流れる電流と共振する共振容量を有する共振部と、共振部の出力を受けて直流を出力する整流部と、整流部の出力を電源として動作する処理部と、を有するRFタグであって、さらに、温度センサを有し、処理部は、温度センサが出力する温度計測値に基づいて共振部の共振容量を変化させて共振部の出力を少なくとも低減させる電源制御信号を出力する電源制御部を含み、共振部は、電源制御信号に基づいて共振容量を変化させる第1の共振周波数変更手段を備える、RFタグである。 In one aspect, the present invention provides an antenna unit that receives a radio wave having a predetermined frequency, a resonance unit that has a resonance capacity that resonates with a current flowing through the antenna unit upon reception of the radio wave, and an output of the resonance unit. An RF tag having a rectifying unit that receives and outputs a direct current, and a processing unit that operates using the output of the rectifying unit as a power source, and further includes a temperature sensor, and the processing unit measures temperature output from the temperature sensor. A power supply control unit that outputs a power supply control signal that changes the resonance capacity of the resonance unit based on the value to at least reduce the output of the resonance unit, and the resonance unit changes the resonance capacitance based on the power supply control signal. This is an RF tag comprising the resonance frequency changing means.
本発明は、その一態様においては、所定の周波数を有する電波を受信するアンテナ部と、電波の受信にともなってアンテナ部を流れる電流と共振する共振容量を有する共振部と、共振部の出力を受けて直流を出力する整流部と、整流部の出力を電源として動作する処理部と、を有するRFタグであって、さらに、整流部の出力の電圧を計測する電圧モニタを有し、処理部は、電圧モニタが出力する電圧計測値に基づいて整流部の整流回路の切断および接続を制御する電源制御信号を出力する電源制御部を含み、整流部は、電源制御信号に基づいて整流回路の切断および接続を行うことによる第2の共振周波数変更手段を備える、RFタグである。 In one aspect, the present invention provides an antenna unit that receives a radio wave having a predetermined frequency, a resonance unit that has a resonance capacity that resonates with a current flowing through the antenna unit upon reception of the radio wave, and an output of the resonance unit. An RF tag having a rectifying unit that receives and outputs a direct current, and a processing unit that operates using the output of the rectifying unit as a power source, and further includes a voltage monitor that measures the voltage of the output of the rectifying unit, and the processing unit Includes a power supply control unit that outputs a power supply control signal that controls disconnection and connection of the rectifier circuit of the rectifier unit based on the voltage measurement value output from the voltage monitor, and the rectifier unit includes a power supply control signal based on the power supply control signal. It is RF tag provided with the 2nd resonance frequency change means by performing a cutting | disconnection and connection.
本発明は、その一態様においては、所定の周波数を有する電波を受信するアンテナ部と、電波の受信にともなってアンテナ部を流れる電流と共振する共振容量を有する共振部と、共振部の出力を受けて直流を出力する整流部と、整流部の出力を電源として動作する処理部と、を有するRFタグであって、さらに、温度センサを有し、処理部は、温度センサが出力する温度計測値に基づいて整流部の整流回路の切断および接続を制御する電源制御信号を出力する電源制御部を含み、整流部は、電源制御信号に基づいて整流回路の切断および接続を行うことによる第2の共振周波数変更手段を備える、RFタグである。 In one aspect, the present invention provides an antenna unit that receives a radio wave having a predetermined frequency, a resonance unit that has a resonance capacity that resonates with a current flowing through the antenna unit upon reception of the radio wave, and an output of the resonance unit. An RF tag having a rectifying unit that receives and outputs a direct current, and a processing unit that operates using the output of the rectifying unit as a power source, and further includes a temperature sensor, and the processing unit measures temperature output from the temperature sensor. A power supply control unit that outputs a power supply control signal that controls disconnection and connection of the rectifier circuit of the rectifier unit based on the value. The rectifier unit is configured to disconnect and connect the rectifier circuit based on the power supply control signal. This is an RF tag comprising the resonance frequency changing means.
本発明の一態様においては、さらに、電源制御信号を受けて保持し保持する電源制御信号を出力するレジスタと当該レジスタに電力を供給する保持用電源部とを備えた電源制御信号保持部を有し、保持用電源部は、整流部が出力する直流からレジスタに供給する電力を蓄電することが好ましい。 In one embodiment of the present invention, there is further provided a power control signal holding unit including a register that outputs a power control signal that receives and holds the power control signal and a holding power source that supplies power to the register. The holding power supply unit preferably stores the power supplied to the register from the direct current output from the rectification unit.
本発明の一態様においては、共振部、整流部、および、処理部が1つの半導体チップに形成されることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the resonance unit, the rectification unit, and the processing unit are preferably formed in one semiconductor chip.
本発明は、その一態様においては、所定の周波数を有する電波を受信するアンテナ部と、電波の受信にともなってアンテナ部を流れる電流と共振する共振容量を有する共振部と、共振部の出力を受けて直流を出力する整流部と、整流部の出力を電源として動作する処理部と、を有するRFタグであって、さらに、アンテナ部と共振部との間に、アンテナ部を流れる電流が所定値以上の大きさになった場合にアンテナ部から共振部へ流れる電流を遮断する電流遮断手段を有する、RFタグである。 In one aspect, the present invention provides an antenna unit that receives a radio wave having a predetermined frequency, a resonance unit that has a resonance capacity that resonates with a current flowing through the antenna unit upon reception of the radio wave, and an output of the resonance unit. An RF tag having a rectifying unit that receives and outputs a direct current, and a processing unit that operates using the output of the rectifying unit as a power source, and a current flowing through the antenna unit is predetermined between the antenna unit and the resonance unit. It is an RF tag having current blocking means for blocking current flowing from the antenna section to the resonance section when the size becomes larger than the value.
本発明の一態様においては、電流遮断手段は、電流ヒューズを含むことが好ましい。 In one aspect of the present invention, the current interrupting means preferably includes a current fuse.
本発明は、発熱を抑制可能なRFタグを低廉な構成で提供する、という効果を奏する。 The present invention has an effect of providing an RF tag capable of suppressing heat generation with a low-cost configuration.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の実施の形態は、RFタグに関する。当該RFタグは、低廉かつ簡潔に構成され、RFタグ内部における電力消費に伴う発熱を抑制することができるRFタグである。第1ないし第4の実施の形態にかかるRFタグにあっては、整流部の後段にあって、当該整流部の出力を安定化させるレギュレータからの出力で動作する処理部回路によって制御される動作により発熱が抑制されるRFタグが示される。第5の実施の形態にかかるRFタグにあっては、処理部に上記制御にかかる構成を設けることを要さずに発熱がよく抑制されるRFタグが示される。 Embodiments described herein relate generally to an RF tag. The RF tag is an RF tag that is configured inexpensively and simply, and can suppress heat generation due to power consumption inside the RF tag. In the RF tag according to the first to fourth embodiments, the operation is controlled by the processing unit circuit that is in the subsequent stage of the rectifying unit and operates with the output from the regulator that stabilizes the output of the rectifying unit. Shows an RF tag in which heat generation is suppressed. In the RF tag according to the fifth embodiment, an RF tag in which heat generation is well suppressed without requiring the processing unit to be provided with the configuration related to the above control is shown.
第1の実施の形態により、処理部回路が、整流部の出力にかかる電圧の高低に基づいて共振部の共振周波数を制御し、発熱を抑制するRFタグが提供される。 According to the first embodiment, an RF tag is provided in which the processing unit circuit controls the resonance frequency of the resonance unit based on the level of the voltage applied to the output of the rectification unit and suppresses heat generation.
第2の実施の形態により、処理部回路が、温度センサが出力する温度値の高低に基づいて共振部の共振周波数を制御し、発熱を抑制するRFタグが提供される。 According to the second embodiment, an RF tag is provided in which the processing unit circuit controls the resonance frequency of the resonance unit based on the level of the temperature value output from the temperature sensor and suppresses heat generation.
第3の実施の形態により、処理部回路が、整流部の出力にかかる電圧の高低に基づいて整流部の接続/切断を制御し、発熱を抑制するRFタグが提供される。 According to the third embodiment, an RF tag is provided in which the processing unit circuit controls connection / disconnection of the rectifying unit based on the level of the voltage applied to the output of the rectifying unit, and suppresses heat generation.
第4の実施の形態により、処理部回路が、温度センサが出力する温度値の高低に基づいて整流部の接続/切断を制御し、発熱を抑制するRFタグが提供される。 According to the fourth embodiment, an RF tag is provided in which the processing unit circuit controls connection / disconnection of the rectifying unit based on the level of the temperature value output from the temperature sensor and suppresses heat generation.
第5の実施の形態により、アンテナ部と共振部との間に配された電流遮断手段が、所定値以上の電流が流れたときにアンテナ部と共振部との間の接続を遮断することにより、発熱を抑制するRFタグが提供される。 According to the fifth embodiment, the current blocking means arranged between the antenna unit and the resonance unit blocks the connection between the antenna unit and the resonance unit when a current of a predetermined value or more flows. An RF tag that suppresses heat generation is provided.
本発明にかかる実施の形態によるRFタグは、いずれの形態においても、発熱を抑制する機能を有し、低廉な半導体スイッチで簡潔に構成可能である。そのため、当該RFタグは、コスト面および構成のコンパクトさにおいて有利である。なお、本発明にかかる実施の形態によるRFタグは、いずれの形態においても、1つまたは複数の半導体集積回路で構成されたRFICタグとして構成可能である。 The RF tag according to the embodiment of the present invention has a function of suppressing heat generation in any form, and can be simply configured with an inexpensive semiconductor switch. Therefore, the RF tag is advantageous in terms of cost and compact configuration. Note that the RF tag according to the embodiment of the present invention can be configured as an RFIC tag including one or a plurality of semiconductor integrated circuits in any form.
本発明にかかる実施の形態によるRFタグは、いずれの形態においても、半導体温度センサと組み合わせて無線温度計RFタグを構成することができ、医療機器として無線体温計として用いることができ、コスト面および構成のコンパクトさにおいて有利であるとともに、それ自身の発熱により人体にやけどを負わすおそれがない点において有利である。 In any form, the RF tag according to the embodiment of the present invention can constitute a radio thermometer RF tag in combination with a semiconductor temperature sensor, and can be used as a medical thermometer as a radio thermometer. This is advantageous in terms of compactness of the configuration, and is advantageous in that there is no risk of burns to the human body due to its own heat generation.
本発明にかかる実施の形態によるRFタグは、いずれの形態においても、RFIDタグとして物流分野において利用可能である。このような用途に関し、本発明にかかる実施の形態によるRFタグは、それ自身の発熱により火災等の事故を起こすおそれがない点において有利である。 The RF tag according to the embodiment of the present invention can be used in the physical distribution field as an RFID tag in any form. Regarding such applications, the RF tag according to the embodiment of the present invention is advantageous in that there is no possibility of causing an accident such as a fire due to its own heat generation.
<第1の実施の形態>
図3は、第1の実施の形態によるRFタグの構成を示すブロック図である。RFタグは、リーダ/ライタ(図示せず。)からの搬送波を受けるアンテナ部101、アンテナ部101のリアクタンスと共振する容量(共振容量)を備えた共振部103、共振部103から出力される交流を整流し、後段へ直流を供給する整流部105、整流部105の出力の電圧を測定し測定結果を後述の処理部109の電源制御部115へ出力する電圧モニタ106、整流部105の出力する直流を受け、電圧を安定化(例えば、定電圧化)させて出力するレギュレータ107、レギュレータ107の出力を受けて動作する処理部109を有する。処理部109は、RFタグの動作を制御するコントローラ111、例えば、不揮発性メモリといった、データを蓄積保持するメモリ113、および、電圧モニタ106の出力する電圧測定値に基づいて共振部103の容量を制御する電源制御部115を備える。
<First Embodiment>
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the RF tag according to the first embodiment. The RF tag includes an
共振部103は、第1の共振周波数変更手段103aを備える。第1の共振周波数変更手段103aは、処理部109に含まれる電源制御部115から出力される電源制御信号117に基づいて共振部103の容量を変更し、もって、アンテナ部101のリアクタンスとの共振作用の程度を調整する。
The
アンテナ部101が(図示しない)リーダ/ライタから搬送波を受けると、共振部103との間で共振作用が生じ、共振作用によって増幅された電力が整流部105へ送られる。整流部105は、当該電力にかかる交流を直流に変換して出力する。ここで、電圧モニタ106は、整流部105の出力にかかる電圧をモニタリングして得た電圧値を、制御部109の電源制御部115へ送る。電源制御部115は、電圧値が所定の値以上になった場合に、電源制御信号117の信号レベルを変化させ、共振部103の第1の共振周波数変更手段103aを動作させる。第1の共振周波数変更手段103aの作用により共振部103の容量が変化すると、共振作用の程度は減ぜられ、整流部105へ供給される電力が減少する。このようにして、RFタグ内部において生成される電力が抑えられ、もって、RFタグ内部において生じる熱量が減少する。
When the
図4aは、共振部103および第1の共振周波数変更手段103aの例を示す等価回路図である。共振部103は、可変コンデンサ3を有する。そして、第1の共振周波数変更手段103aは、可変コンデンサ3の容量を、処理部109(の電源制御部115)が出力する電源制御信号117に基づいて変更する。可変コンデンサ3の容量が変更されることにより、アンテナ部101のリアクタンス1との共振作用の程度が変更され、そうすることによって、整流部5に供給される電力の大きさが変更される。
図4bは、図4aの可変コンデンサ3を半導体回路として半導体チップ内に内蔵する場合の例を示す図である。半導体回路として可変コンデンサ3を構成する場合、可変コンデンサ3(図4a)は電圧により容量値を変化させる可変コンデンサ3cで構成することができる。この場合、第1の共振周波数変更手段103aは、処理部109(の電源制御部)が出力する電源制御信号に基づいて、可変コンデンサ3cの電圧を制御することによって、共振部103(図3)の容量を変化させる。
FIG. 4A is an equivalent circuit diagram illustrating an example of the
FIG. 4B is a diagram showing an example in which the variable capacitor 3 of FIG. 4A is built in a semiconductor chip as a semiconductor circuit. When the variable capacitor 3 is configured as a semiconductor circuit, the variable capacitor 3 (FIG. 4a) can be configured by a
図5aは、図4aの可変コンデンサ3を、半導体回路として構成する場合のもう一つの例を示す図である。半導体回路として可変コンデンサ3を構成する場合、可変コンデンサ3(図4a)は複数の固定容量を有するコンデンサ3aおよびコンデンサ3aに接続されるスイッチ3bとして構成することができる。この場合、第1の共振周波数変更手段103aは、処理部109(の電源制御部)が出力する電源制御信号に基づいて、複数のスイッチ3bのオン/オフを制御することによって、共振部103(図3)の容量を変化させる。
FIG. 5a is a diagram showing another example in which the variable capacitor 3 of FIG. 4a is configured as a semiconductor circuit. When the variable capacitor 3 is configured as a semiconductor circuit, the variable capacitor 3 (FIG. 4a) can be configured as a
図5aのコンデンサ3aおよびスイッチ3bは、半導体回路として半導体チップ内に内蔵することが可能である。この場合において、スイッチ3bをトランジスタで構成する場合には、差動の電位差がソース−ドレイン間にかかるように構成されればよい。
図5bは図5aの可変コンデンサ3a、スイッチ3bを、半導体回路として構成する場合において、より容易で安価に製造しやすくした例を示す図である。図5bのコンデンサ3aおよびスイッチ3bは、図5aに比べて耐圧の小さいコンデンサ、スイッチで構成することが可能である。より耐圧の小さいコンデンサを使用可能な場合、半導体上に構成されるコンデンサは、層間膜をより薄くすることができ、面積あたりの容量が増え、結果としてチップ面積を小さく安価に製造することが可能である。
The
FIG. 5B is a diagram showing an example in which the
図6は、共振部103および第1の共振周波数変更手段103a(ともに図3)を、半導体回路として構成する場合の例を示す図である。本例においては、共振部103は、容量(コンデンサ)3cと、容量3cと並列に、接地電位を間に挟んで直列に接続される複数の容量3dと、によって構成される。そして、第1の共振周波数変更手段103aは、容量3dと接地電位との間に配されるトランジスタスイッチ3eとして構成される。処理部109からの電源制御信号117は、当該トランジスタスイッチ3eに接続される。電源制御信号117によりトランジスタスイッチ3eのオン/オフが切り替えられ、(例えば、スイッチ3eがオン状態になると)共振部103の有する共振周波数が変化し、リアクタンス1との共振作用の程度が減ぜられ、RFタグにおいて生成される電力が小さくなる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which the
電源制御信号117は、例えば、ロー・レベル(L)とハイ・レベル(H)とをとることができる。トランジスタスイッチ3eがN−chトランジスタであれば、電源制御信号117がLレベルのときに容量3cおよび複数の容量3dによる合成容量がリアクタンス1とよく共振するように、容量3cおよび複数の容量3dの値を設定すればよい。そして、電源制御信号117がHレベルのときに、当該合成容量が変化し、その共振周波数がずれることによって、RFタグにおいて生成される電力を小さくすることができる。電力が低下すれば、当然に、RFタグ内部において消費される電力も低下し、RFタグの発熱量を抑制することが可能となる。
The
なお、トランジスタスイッチ3eによって共振部103の容量(容量3cおよび容量3dの合成容量)を変化させる場合、上記のように、トランジスタスイッチ3eがオン状態になることで合成容量が増大されるように構成することができるが、逆に、トランジスタスイッチ3eがオン状態になることで合成容量が低減されるように構成してもよい。
In addition, when changing the capacity | capacitance (resonance capacity | capacitance of the capacity |
本実施の形態においては、共振周波数をずらす(変化させる)ための電源制御信号117は、アンテナ部101と共振部103との共振作用によって生成された信号(交流)を整流部105で直流化し、さらに、レギュレータ107で一定電圧化された出力で動作する処理部109において生成される。よって、本実施の形態にかかるRFタグは、リーダ/ライタの仕様とは無関係に、つまり、リーダ/ライタが自身の発する搬送波のパワーを制御することなしに、RFタグの発熱を抑制することが可能である。
In the present embodiment, the power
このように、本実施の形態においては、トランジスタスイッチ3eのオン/オフ状態を切り替えることによって共振部103の有する共振周波数を変化させ、RFタグ内部において生成される電力を低減させ、発熱の抑制を図っている。したがって、リーダ/ライタから出力される電磁界が大きく、RFタグ内部における電力消費による発熱量が大きくなるような場合であっても、RFタグ内部において生成される電力が小さくなるので、RFタグの発熱量を抑制することが可能である。
As described above, in the present embodiment, the resonance frequency of the
<第1の実施の形態変形例>
図7は、第1の実施の形態の変形例によるRFタグの構成を示すブロック図である。本変形例によるRFタグは、図3に示した第1の実施の形態によるRFタグが有する構成に加え、さらに、電源制御信号117を受けて保持するレジスタ123とレジスタ123の電源として機能する保持用電源部125とで構成される電源制御信号保持部121を有する。
<Modification of First Embodiment>
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an RF tag according to a modification of the first embodiment. In addition to the configuration of the RF tag according to the first embodiment shown in FIG. 3, the RF tag according to the present modification further receives the power
図3ないし図6を参照して説明した第1の実施の形態では、共振部103(図3)の有する共振周波数をずらすことで、アンテナ部101が受信した搬送波から生成される電力の大きさを下げて発生する熱を抑制している。その一方で、共振部103の共振周波数をずらすことによりRFタグが利用可能な電力が低下することで、処理部109の電源制御部115は共振周波数をずらすための電源制御信号117を所望のレベル(例えば、Hレベル)に維持することが困難になる場合も考えられる。電源制御信号117が所定のレベル(例えば、Hレベル)を維持できなくなると、共振部103(図3)の共振周波数がもとに戻り、生成される電力が本来の大きさにまで回復する。そうすると電圧モニタ106が再び電圧の上昇を検知し、電力制御信号117が所定のレベル(例えば、Hレベル)になる。このようにして電力制御信号117がHレベルとLレベルとの間で頻繁に交代する状況が現れ、発熱の抑制効果が損なわれてしまう可能性がある。
In the first embodiment described with reference to FIGS. 3 to 6, the magnitude of the power generated from the carrier wave received by the
そこで、本変形例においては、電源制御信号117を保持するための構成を、第1の共振周波数変更手段103aと電源制御部115との間に介在させる構成を追加し、処理部109へ供給される電力が低下した場合における電源制御信号117の信号レベルの安定化を図っている。
Therefore, in this modification, a configuration for holding the
図8は、本変形例における電源制御信号保持部121(図7)の構成を示す等価回路図である。このように、電源制御信号保持部121は、電源制御信号117のレベルを保持するレジスタ23(123)が設けられる。そしてレジスタ23に供給される電源である保持用電源部125として、容量25aと処理部109に供給される電源の電圧レベルが下がった場合に容量25aに保持される電気的エネルギが処理部109へ流出しないようにするためのダイオード25b(逆流防止用ダイオード)が設けられる。本変形例においては、第1の共振周波数変更手段103aへ供給される電源制御信号117として、レジスタ123が保持する信号レベルが使用される。
FIG. 8 is an equivalent circuit diagram showing the configuration of the power supply control signal holding unit 121 (FIG. 7) in this modification. Thus, the power supply control
このように電源制御信号保持部121を構成することにより、保持用電源部125に十分な電力が蓄えられている間は、レジスタ123の信号レベルは一定に保たれ、継続的に発熱が抑制され十分な放熱効果が期待できるようになる。やがて保持用電源部125に蓄えられた電気的エネルギは漏れ電流により徐々に減少し、レジスタ123が信号レベルを維持できなくなって電源制御信号117のレベルが(例えば、Lレベルに)戻り、共振部103(図7)の共振周波数がもとに戻る。なお、保持用電源部125の容量25aの大きさは、レジスタ123が信号レベルを維持することができる時間の長さに関係するから、放熱のための時間や発熱を抑制したい時間間隔等を考慮して適宜決定すればよい。
By configuring the power supply control
<第2の実施の形態>
図9は、第2の実施の形態によるRFタグの構成を示すブロック図である。本実施の形態によるRFタグは、図3に示した第1の実施の形態によるRFタグの構成から電圧モニタ106(図3)を省略し、代わりに、温度センサ131を追加した構成を有する。温度センサ131は、半導体温度センサでよく、処理部109aと一体的に構成されてよい。
<Second Embodiment>
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of an RF tag according to the second embodiment. The RF tag according to the present embodiment has a configuration in which the voltage monitor 106 (FIG. 3) is omitted from the configuration of the RF tag according to the first embodiment shown in FIG. 3, and a
温度センサ131の出力、すなわち、温度測定値は、電源制御部115aに入力される。電源制御部115aは、温度測定値が所定の温度値以上になった場合に電源制御信号117を所定のレベル(例えば、Hレベル)に切り替える。
The output of the
このようにして、本実施の形態によるRFタグにおいては、整流部105によって直流化され、さらに、レギュレータ107によって定電圧化された電力によって動作する温度センサ131および電源制御部115aによる制御動作によって、共振部103の共振周波数が、温度に応じて変更され、もって、RFタグの発熱が抑制される。
Thus, in the RF tag according to the present embodiment, by the control operation by the
<第2の実施の形態変形例>
図10は、第2の実施の形態の変形例によるRFタグの構成を示すブロック図である。本変形例によるRFタグは、図9に示したRFタグ(第2の実施の形態)に、さらに、レジスタ123および保持用電源部125を有する電源制御信号保持部121が追加された構成を有する。
<Modification of Second Embodiment>
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an RF tag according to a modification of the second embodiment. The RF tag according to this modification has a configuration in which a power control
このようにして、本変形例によるRFタグもまた、第1の実施の形態の変形例によるRFタグと同様、処理部109へ供給される電力が低下した場合における電源制御信号117の信号レベルの安定化を図っている。なお、レジスタ121および保持用電源部125の構成は、第1の実施の形態の変形例と関連して図8に示された構成と同様の構成でよい。
As described above, the RF tag according to the present modification also has the signal level of the power
<第3の実施の形態>
図11は、第2の実施の形態によるRFタグの構成を示すブロック図である。本実施の形態によるRFタグは、図3に示した第1の実施の形態によるRFタグの構成において、第1の共振周波数変更手段103aに代えて、電源制御信号117に基づいて整流部105の整流回路を遮断したり接続したりすることにより動作する第2の共振周波数変更手段105aを付加した構成を有する。第2の共振周波数変更手段105aは、半導体回路として整流回路105と一体的に構成されてよい。
<Third Embodiment>
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an RF tag according to the second embodiment. The RF tag according to the present embodiment is the same as that of the RF tag according to the first embodiment shown in FIG. 3 except that the
第2の共振周波数変更手段105aは、処理部109の電源制御部115が出力する電源制御信号117が所定のレベル(例えば、Hレベル)にある場合に、整流部105の整流回路を短絡し、共振部103の共振容量の一部を無効にし、共振容量値を変更することで共振作用の程度を低減し、整流部105へ供給される電力が減少される。このようにして、RFタグ内部において生成される電力が抑えられ、もって、RFタグ内部において生じる熱量が減少する。
The second resonance
図12(a)は、整流部105の整流回路の等価回路図である。このように表される整流回路をCMOSトランジスタを用いて実装する場合には、図12(b)のように各要素を構成すればよい。例えば、整流回路を構成するトランジスタ105aは、NMOSトランジスタで構成され、ゲートを接地している。ドレインが接地電位よりも高い電位にあるか、低い電位であってもその差がNMOSトランジスタのスレッショルド電圧以内の場合はオフ状態にあるが、ドレインの電位が接地電位よりもスレッショルド電圧を超えて低い場合、オンしダイオードとして機能する。
FIG. 12A is an equivalent circuit diagram of the rectifying circuit of the rectifying
図13は、図12(b)に示された整流回路に、第2の共振周波数変更手段105aを追加した構成を示す図である。このように、第2の共振周波数変更手段105aは、整流回路のダイオードを構成するトランジスタの1つ、または、複数のゲートに電源制御信号117を接続することにより、構成可能である。この場合、電源制御信号117がアクティブ(例えば、Hレベル)にあるときに整流回路105を短絡し、結果として共振部103にあるコンデンサの一部103bの両端を短絡することになり、共振周波数が変更される。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration in which second resonance
このように、本実施の形態によるRFタグにおいては、整流回路のダイオードとして機能するトランジスタのゲートの電位を、アンテナ部101と共振部103との共振作用によって生成された信号(交流)を整流部105で直流化し、さらに、レギュレータ107で一定電圧化された出力で動作する処理部109において生成される電源制御信号117によって制御する。電源制御信号117は、整流部105の出力にかかる電圧が所定の値以上であるか、否か、に基づいて変化する。よって、本RFタグは、整流部105の出力の電圧の高低に従って、共振周波数を変更することにより、RFタグの発熱を抑制することができる。
As described above, in the RF tag according to this embodiment, the potential of the gate of the transistor functioning as a diode of the rectifier circuit and the signal (alternating current) generated by the resonance action of the
<第3の実施の形態変形例>
図14は、第3の実施の形態の変形例によるRFタグの構成を示すブロック図である。本変形例によるRFタグは、図11に示したRFタグ(第3の実施の形態)に、さらに、レジスタ123および保持用電源部125を有する電源制御信号保持部121が追加された構成を有する。
<Modification of Third Embodiment>
FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of an RF tag according to a modification of the third embodiment. The RF tag according to this modification has a configuration in which a power supply control
このようにして、本変形例によるRFタグもまた、第1および第2の実施の形態の変形例によるRFタグと同様、処理部109へ供給される電力が低下した場合における電源制御信号117の信号レベルの安定化を図っている。なお、レジスタ121および保持用電源部125の構成は、第1の実施の形態の変形例と関連して図8に示された構成と同様の構成でよい。
As described above, the RF tag according to the present modification also has the power
<第4の実施の形態>
図15は、第4の実施の形態によるRFタグの構成を示すブロック図である。本実施の形態によるRFタグは、図11に示した第3の実施の形態によるRFタグの構成から電圧モニタ106(図11)を省略し、代わりに、温度センサ131を追加した構成を有する。温度センサ131は、半導体温度センサでよく、処理部109aと一体的に構成されてよい。
<Fourth embodiment>
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an RF tag according to the fourth embodiment. The RF tag according to the present embodiment has a configuration in which the voltage monitor 106 (FIG. 11) is omitted from the configuration of the RF tag according to the third embodiment shown in FIG. 11, and a
温度センサ131の出力、すなわち、温度測定値は、電源制御部115aに入力される。電源制御部115aは、温度測定値が所定の温度値以上になった場合に電源制御信号117を所定のレベル(例えば、Hレベル)に切り替える。
The output of the
このようにして、本実施の形態によるRFタグにおいては、整流部105によって直流化され、さらに、レギュレータ107によって定電圧化された電力によって動作する温度センサ131および電源制御部115aによる制御動作によって、共振部103の共振周波数が、温度に応じて変更され、もって、RFタグの発熱が抑制される。
Thus, in the RF tag according to the present embodiment, by the control operation by the
<第4の実施の形態変形例>
図16は、第4の実施の形態の変形例によるRFタグの構成を示すブロック図である。本変形例によるRFタグは、図15に示したRFタグ(第4の実施の形態)に、さらに、レジスタ123および保持用電源部125を有する電源制御信号保持部121が追加された構成を有する。
<Modification of Fourth Embodiment>
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of an RF tag according to a modification of the fourth embodiment. The RF tag according to the present modification has a configuration in which a power control
このようにして、本変形例によるRFタグもまた、第1、第2、および、第3の実施の形態の変形例によるRFタグと同様、処理部109へ供給される電力が低下した場合における電源制御信号117の信号レベルの安定化を図っている。なお、レジスタ121および保持用電源部125の構成は、第1の実施の形態の変形例と関連して図8に示された構成と同様の構成でよい。
As described above, the RF tag according to the present modification is also the same as the RF tag according to the modification of the first, second, and third embodiments when the power supplied to the
<第5の実施の形態>
図17は、第5の実施の形態によるRFタグの構成を示すブロック図である。RFタグは、リーダ/ライタ(図示せず。)からの搬送波を受けるアンテナ部101、アンテナ部101と共振部103との間の電流の大きさが所定値以上になるとその流れを遮断する機能を有する電流遮断手段102、アンテナ部101のリアクタンスと共振する容量を備えた共振部103、共振部103から出力される交流を整流し、後段へ直流を供給する整流部105、整流部105の出力する直流を受け、電圧を安定化(例えば、定電圧化)させて出力するレギュレータ107、レギュレータ107の出力を受けて動作する処理部109を有する。処理部109は、コントローラ111、および、メモリ113を備える。
<Fifth embodiment>
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of an RF tag according to the fifth embodiment. The RF tag has a function of blocking the flow when the magnitude of current between the
図18は、第5の実施の形態によるRFタグの電流遮断手段102を等価回路で表した図である。このように電流遮断手段102は、アンテナ1に流れる電流の大きさが所定値以上になると電気的接続性を切断する電流ヒューズ2を備える。電流ヒューズ2の作用によりアンテナ1と容量3との間の電気的接続性が絶たれることにより、容量3以降における電流の流れはなくなり、RFタグの発熱が抑制される。
FIG. 18 is a diagram showing an RF tag current interrupting means 102 according to the fifth embodiment in an equivalent circuit. As described above, the current interrupting means 102 includes the
本実施の形態によるRFタグは、電流遮断手段102として電流ヒューズ2をアンテナ部101(アンテナ1)と共振部103(容量3)との間に設けたことにより、至極簡便な構成で、RFタグの過剰な発熱を確実に防止することができる。例えば、RFタグに半導体温度センサを追加して、人体に貼り付けて使用する無線体温計を構成するような場合、やけど防止の絶対安全策として有効である。
The RF tag according to the present embodiment has a very simple configuration by providing the
なお、本発明にかかる実施の形態によるRFタグにおいては、いずれも、半導体温度センサ等と組み合わせて構成することにより、無線温度計RFタグを構成することができる。無線温度計RFタグは、医療機器として人体に接して使用する無線体温計として使用することもできる。本実施の形態にかかるRFタグは、過剰な発熱を抑制する機能を備えており、無線体温計として使用される場合に、やけど防止等の観点から非常に有用である。 Note that any of the RF tags according to the embodiments of the present invention can be configured in combination with a semiconductor temperature sensor or the like to form a wireless thermometer RF tag. The radio thermometer RF tag can also be used as a radio thermometer used as a medical device in contact with a human body. The RF tag according to this embodiment has a function of suppressing excessive heat generation, and is very useful from the viewpoint of burn prevention or the like when used as a wireless thermometer.
本発明にかかる第1ないし第4の実施の形態によるRFタグにおいては、処理部109に含まれるコントローラ111が、リーダ/ライタからのコマンドを受けて、電源制御部115(あるいは115a)に対し、電源制御信号117の信号レベルを変更する指示を出すように構成することも可能である。このように構成すれば、RFタグは、整流部105の出力の電圧の高低、および/または、RFタグ内部の温度の高低に基づく発熱抑制制御に加え、リーダ/ライタからの指示によって、発熱抑制制御をすることも可能である。
In the RF tag according to the first to fourth embodiments of the present invention, the
本発明にかかる第1ないし第5の実施の形態によるRFタグにかかる構成を組み合わせてもよい。例えば、電圧モニタ106および温度センサ131を備えることで、整流回路105の出力の電圧とRFタグの内部の温度とに基づいて、複合的な発熱抑制制御をすることも可能である。この場合、整流回路105の出力電圧およびRFタグの内部温度が共に所定値を上回ったときに発熱抑制制御を実行するようにしてもよいし、整流回路105の出力電圧およびRFタグの内部温度のいずれか一方が所定値を上回ったときに発熱抑制制御を実行するようにしてもよい。
You may combine the structure concerning the RF tag by the 1st thru | or 5th embodiment concerning this invention. For example, by providing the
本発明にかかる実施の形態によるRFタグにおいては、半導体上に構成された共振容量とスイッチにより、過剰な温度上昇につながる過大な電力を受けるとそれをRFタグ自身で検知し、あるいは、リーダ/ライタからのコマンドによる命令により、RFタグの共振周波数をずらすことが可能である。共振周波数をずらすことにより、リーダ/ライタからタグが受ける受電電力が減少し、タグの消費電力を減らすことでRFタグ自身からの発熱を減らすことが可能となる。 In the RF tag according to the embodiment of the present invention, when an excessive electric power that leads to an excessive temperature rise is received by the resonance capacitor and the switch formed on the semiconductor, the RF tag itself detects it, or the reader / The resonance frequency of the RF tag can be shifted by a command from the writer. By shifting the resonance frequency, the received power received by the tag from the reader / writer is reduced, and by reducing the power consumption of the tag, it is possible to reduce heat generation from the RF tag itself.
本発明にかかる実施の形態によるRFタグにおいては、リーダ/ライタから受ける電力が大きくなって、RFタグが過剰に発熱してRFタグ自身の温度が上昇し、RFタグ内蔵の温度センサが検知する温度がある値以上になった場合に、受電電力を減じるための制御動作を行って発熱を抑えることが可能となる。 In the RF tag according to the embodiment of the present invention, the power received from the reader / writer increases, the RF tag generates excessive heat, and the temperature of the RF tag itself rises, and the temperature sensor built in the RF tag detects. When the temperature exceeds a certain value, it is possible to suppress heat generation by performing a control operation for reducing the received power.
本発明にかかる実施の形態によるRFタグにおいては、共振周波数を変更した状態での受電電力が、共振周波数の変更を指示する信号の信号レベルを維持する電力よりも小さい場合であっても、共振周波数をずらした状態を一定時間維持し、共振周波数が元にも戻るまでの時間、放熱に寄与することが可能となる。 In the RF tag according to the embodiment of the present invention, even when the received power when the resonance frequency is changed is smaller than the power that maintains the signal level of the signal instructing the change of the resonance frequency, The state in which the frequency is shifted is maintained for a certain period of time, and it is possible to contribute to heat dissipation until the resonance frequency returns to the original state.
本発明にかかる実施の形態によるRFタグにおいては、CMOS型半導体上に構成された共振容量とスイッチにより、過剰な温度上昇につながる過大な電力を受けるとそれをRFタグ自身で検知し、あるいは、リーダ/ライタからのコマンドによる命令により、RFタグの整流回路の一部トランジスタを短絡することにより、リーダ/ライタからRFタグが受ける受電電力が減少され、RFタグの消費電力を減らすことでRFタグ自身からの発熱を減らすことが可能となる。 In the RF tag according to the embodiment of the present invention, when the RF capacitor itself receives excessive electric power that leads to an excessive temperature rise due to the resonance capacitor and the switch configured on the CMOS type semiconductor, it is detected by the RF tag itself, or By receiving a command from the reader / writer, a part of the transistors of the RF tag rectifier circuit is short-circuited, so that the received power received by the RF tag from the reader / writer is reduced and the power consumption of the RF tag is reduced. It becomes possible to reduce the heat generation from itself.
本発明にかかる実施の形態によるRFタグにおいては、アンテナに過大な電流が流れ、人体に貼り付けたRFタグ(無線体温計)が発熱することによるやけどを防止することが可能となる。また、物流管理用途等としてRFタグを人体以外の物品に貼り付けた場合も、発熱による火災や発煙を防止することが可能となる。 In the RF tag according to the embodiment of the present invention, it is possible to prevent burns due to excessive current flowing through the antenna and heat generation of the RF tag (wireless thermometer) attached to the human body. In addition, when an RF tag is attached to an article other than a human body for physical distribution management or the like, it is possible to prevent fire and smoke generation due to heat generation.
本発明は、無線温度計、RFID等の用途に使用可能なRFタグを提供する。 The present invention provides an RF tag that can be used for applications such as a radio thermometer and RFID.
1 ・・・ アンテナ
2 ・・・ 電流ヒューズ
3 ・・・ コンデンサ(容量)
3a・・・ コンデンサ(容量)
3b・・・ スイッチ
3c・・・ コンデンサ(容量)
3d・・・ コンデンサ(容量)
3e・・・ トランジスタスイッチ
5 ・・・ 整流回路
23 ・・・ レジスタ
25a・・・ コンデンサ(容量)
25b・・・ 逆流防止用ダイオード
117 ・・・ 電源制御信号
301 ・・・ アンテナ
303 ・・・ 共振容量
305 ・・・ 整流回路
401 ・・・ アンテナ(リーダ/ライタ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
3a: Capacitor (capacitance)
3b ...
3d ... Capacitor (capacitance)
3e ...
25b ...
Claims (4)
前記電波の受信にともなって前記アンテナ部を流れる電流と共振する共振容量を有する共振部と、
前記共振部の出力を受けて直流を出力する整流部と、
前記整流部の出力を電源として動作する処理部と、を有するRFタグであって、
さらに、前記整流部の出力の電圧を計測する電圧モニタを有し、
前記処理部は、前記電圧モニタが出力する電圧計測値に基づいて前記整流部の整流回路の切断および接続を制御する電源制御信号を出力する電源制御部を含み、
前記整流部は、前記電源制御信号に基づいて前記整流回路の切断および接続を行う第2の共振周波数変更手段を備える、RFタグ。 An antenna unit for receiving radio waves having a predetermined frequency;
A resonance unit having a resonance capacity that resonates with a current flowing through the antenna unit in response to reception of the radio wave;
A rectifying unit that receives the output of the resonance unit and outputs a direct current;
An RF tag having a processing unit that operates using the output of the rectifying unit as a power source,
Furthermore, it has a voltage monitor that measures the voltage of the output of the rectifying unit,
The processing unit includes a power control unit that outputs a power control signal that controls disconnection and connection of the rectifier circuit of the rectifier based on a voltage measurement value output from the voltage monitor,
The rectifying unit includes an RF tag that includes second resonance frequency changing means for disconnecting and connecting the rectifier circuit based on the power control signal.
前記電波の受信にともなって前記アンテナ部を流れる電流と共振する共振容量を有する共振部と、
前記共振部の出力を受けて直流を出力する整流部と、
前記整流部の出力を電源として動作する処理部と、を有するRFタグであって、
さらに、温度センサを有し、
前記処理部は、前記温度センサが出力する温度計測値に基づいて前記整流部の整流回路の切断および接続を制御する電源制御信号を出力する電源制御部を含み、
前記整流部は、前記電源制御信号に基づいて前記整流回路の切断および接続を行う第2の共振周波数変更手段を備える、RFタグ。 An antenna unit for receiving radio waves having a predetermined frequency;
A resonance unit having a resonance capacity that resonates with a current flowing through the antenna unit in response to reception of the radio wave;
A rectifying unit that receives the output of the resonance unit and outputs a direct current;
An RF tag having a processing unit that operates using the output of the rectifying unit as a power source,
In addition, it has a temperature sensor
The processing unit includes a power control unit that outputs a power control signal that controls disconnection and connection of the rectifying circuit of the rectifying unit based on a temperature measurement value output from the temperature sensor,
The rectifying unit includes an RF tag that includes second resonance frequency changing means for disconnecting and connecting the rectifier circuit based on the power control signal.
前記保持用電源部は、前記整流部が出力する直流から前記レジスタに供給する電力を蓄電する、請求項1または2に記載のRFタグ。 And a power control signal holding unit including a register that outputs and holds a power control signal that receives and holds the power control signal, and a holding power supply unit that supplies power to the register,
The RF tag according to claim 1 , wherein the holding power supply unit stores electric power supplied to the register from a direct current output from the rectifying unit.
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