JPH08172378A

JPH08172378A - 非接触識別システム

Info

Publication number: JPH08172378A
Application number: JP6316997A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Osada; 雅裕長田; Takashi Saeki; 隆佐伯; Takayuki Arai; 隆之新居; Hideo Nabeshima; 秀生鍋嶋; Atsushi Misawa; 篤志三澤; Masato Nanboku; 正人南北; Toshiaki Yoshiyasu; 利明吉安; Koji Ono; 浩司大野
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1994-12-20
Filing date: 1994-12-20
Publication date: 1996-07-02
Anticipated expiration: 2021-07-26
Also published as: JP3800634B2

Abstract

(57)【要約】【目的】応答器の共振部の製造精度や温度特性を向上
することなしに、交信可能距離を大きくすることのでき
る非接触識別システムを提供する。【構成】応答器２からの返信信号を質問器１の周波数
測定部１６で測定し、測定した返信信号の周波数に基づ
いて、質問器１の搬送波周波数制御部１７により、搬送
波の周波数が応答器２の共振周波数に近い値になるよう
に制御するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、質問器と応答器間にお
いて、非接触にて交信を行う非接触識別システムに関す
るものであり、例えば、入退室管理、生産工程管理、あ
るいは鉄道や道路の通行券等の自動照合等に利用される
ものである。

【０００２】

【従来の技術】非接触識別システムに利用されている通
信媒体としては、光、マイクロ波、中波等があるが、中
波を利用した従来の電磁誘導式の非接触識別システム
は、図９に示すような質問器１と応答器２で構成されて
いる。質問器１は、符号化器１１、変調部１２、送信部
１３、受信部１４および復調部１５を有してなる。符号
化器１１は質問器１から応答器２への送信データや命令
を信号伝送に適した形式に変換するものである。変調部
１２は符号化器１１から出力される信号に対してＦＳＫ
変調やＡＳＫ変調を施すものである。送信部１３はコイ
ルよりなり、変調部１２により変調された信号を放射す
るものである。また、受信部１４はコイルよりなり、応
答器２からの返信信号を受信するものである。復調部１
５は受信した返信信号を復調するものである。復調部１
５で復調された信号は、符号化器１１により、上位コン
トローラ（図示せず）が処理するのに適した信号形式に
変換される。

【０００３】応答器２は、共振部２１、残響制御部２
２、復調部２３、メモリ制御部２４およびメモリ２５を
有してなる。共振部２１はコイルとコンデンサの並列回
路からなり、コイルのインダクタンス値とコンデンサの
容量値により決まる共振周波数により質問器１から放射
される信号に対して電磁誘導により受信するものであ
る。残響制御部２２はコンデンサとスイッチで構成さ
れ、メモリ制御部２４によりメモリ２５から読み出され
る返信データに基づいてスイッチを開閉し、共振部２１
の残響の振幅または周波数を制御することにより、ＦＳ
Ｋ変調信号やＡＳＫ変調信号を共振部２１から出力する
ものである。復調部２３は共振部２１で受信した質問器
１からの信号を復調するものである。メモリ制御部２４
は復調部２３で復調して得られた命令に基づいて、メモ
リ２５に対してデータの書き込み用制御信号または読み
出し用制御信号を出力するものである。メモリ２５は自
己のデータを記憶しておくものである。

【０００４】従って、上述の電磁誘導式の非接触識別シ
ステムにおいては、質問器１からのデータの書き込み信
号に対しては、メモリ制御部２４からの書き込み用制御
信号によりメモリ２５にデータが書き込まれる。また、
質問器１からのデータの読み出し信号に対しては、メモ
リ制御部２４からの読み出し用制御信号により、メモリ
２５から読み出された返信データに基づいて、残響制御
部２２の残響の振幅または周波数を制御することによ
り、ＦＳＫ変調信号やＡＳＫ変調信号が出力されるので
ある。応答器から出力されるＦＳＫ変調信号やＡＳＫ変
調信号は、質問器１の復調部１５で復調され、符号化器
１１で返信データとして上位コントローラに送られるの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
非接触識別システムにあっては、質問器１と応答器２間
の交信可能距離を大きくしようとすると、応答器２の共
振部２１のＱ値（共振特性の先鋭度）を大きくすること
が望ましい。つまり、共振部２１のＱ値が大きい場合に
は、図１０の実線に示すように、共振周波数ｆ_cに対し
て、大きな電圧が共振部２１に誘起されるのである。と
ころが、共振部２１を構成するコイルのインダクタンス
値やコンデンサの容量値が製造誤差や温度特性により変
化する場合がある。コイルのインダクタンス値やコンデ
ンサの容量値が変化すると共振部２１の共振周波数が変
化してしまう。図１０の点線に示すように、共振周波数
が本来の共振周波数ｆ_cから共振周波数ｆ_c' に変化し
たとすると、共振周波数の変化により、共振部２１に誘
起される電圧が著しく低下し、その結果、交信距離が著
しく低下してしまうという問題があった。

【０００６】一方、共振部２１の共振周波数の変化によ
る影響を小さくするために、応答器２の共振部２１のＱ
値を図１１に示すように、小さくした場合には、共振周
波数ｆ_cが共振周波数ｆ_c' に変化した場合にも、共振
部２１に誘起される電圧の変化は小さいので、交信可能
距離の変化を小さくすることができる。ところが、この
場合には、共振部２１のＱ値が小さいので、共振部２１
に誘起される元来の電圧が小さく、交信可能距離が小さ
いという問題があった。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなしたもので
あり、その目的とするところは、応答器の共振部の製造
精度や温度特性を向上することなしに、交信可能距離を
大きくすることのできる非接触識別システムを提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、データに基づいて搬送波を変調する変調部と、該変
調部で変調された信号を送信信号として放射する送信部
と応答器からの返信信号を受信する受信部と該受信部で
受信した受信信号を復調する復調部とを有してなる質問
器と、質問器からの送信信号を受信するとともに返信信
号を送信する共振部と該共振部で受信した信号を復調す
る復調部と自己の保有するデータにより返信信号を作成
する残響制御部とを有してなる応答器とからなり、質問
器と応答器との間で非接触で交信を行う非接触識別シス
テムにおいて、質問器に、前記変調部で使用する搬送波
の周波数を制御する搬送波周波数制御部を付加し、該搬
送波周波数制御部では、応答器からの返信信号に基づい
て搬送波の周波数を制御するようにしたことを特徴とす
るものである。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、質問器に、応答器からの返信信号の周波
数を測定する周波数測定部を設け、前記搬送波周波数制
御部では、前記周波数測定部で測定された応答器からの
返信信号の周波数の値に応じて搬送波の周波数を制御す
るようにしたことを特徴とするものである。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１記載の
発明において、質問器に、応答器からの返信信号の信号
強度を測定する信号強度測定部を設け、前記搬送波周波
数制御部では、前記信号強度測定部で測定された応答器
からの返信信号の信号強度の値に応じて搬送波の周波数
を制御するようにしたことを特徴とするものである。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請
求項３記載の発明において、質問器では、応答器からの
返信信号に基づいて、復調部に含まれる共振回路の中心
周波数を制御するようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請
求項４記載の発明において、応答器に、質問器からの送
信信号の信号強度を測定する信号強度測定部および該信
号強度測定部で測定された質問器からの送信信号の信号
強度の値に応じて前記共振部の共振周波数を制御する共
振周波数制御部を付加したことを特徴とするものであ
る。

【００１３】

【作用】請求項１の発明は、応答器からの返信信号の周
波数あるいは信号強度に基づいて、搬送波周波数制御部
により、搬送波の周波数が応答器の共振周波数に近い値
になるように制御するようにしている。

【００１４】請求項２または請求項３記載の発明は、請
求項１記載の発明において、質問器に設けた周波数測定
部あるいは信号強度測定部等により測定した返信信号の
周波数あるいは信号強度に基づいて搬送波の周波数が応
答器の共振周波数に近い値になるように制御するように
している。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３記載の発明において、応答器からの返信信号の周波
数に基づいて、復調部に含まれる共振回路の中心周波数
が応答器の共振周波数に近い値になるように制御するよ
うにしている。

【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４記載の発明において、応答器において、共振周波数
制御部により、応答器に設けた信号強度測定部により測
定した質問器からの送信信号の信号強度が最も大きくな
るように、共振部の共振周波数を制御するようにしてい
るのである。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は、本発明の一実施例に係る非接触識別システ
ムの概略構成を示すブロック図である。本実施例の基本
的構成は図９で示した従来のものと同等であるので、同
一箇所には同一符号を付して説明を省略する。本実施例
は、図９で示した非接触識別システムにおいて、質問器
１に周波数測定部１６と搬送波周波数制御部１７とを付
加した構成になっている。周波数測定部１６は、質問器
１の受信部１４で受信された応答器２からの返信信号の
周波数、つまり、応答器２の共振周波数を測定し、測定
結果を搬送波周波数制御部１７に出力するものである。
搬送波周波数制御部１７は、周波数測定部１６で測定し
た応答器２の共振周波数と同一または制御可能な範囲で
最も近い搬送周波数を生成し出力するものであり、例え
ば、図２に示すように、発振回路１８と可変分周回路１
９とからなる。発振回路１８は搬送周波数の数十倍乃至
数百倍の周波数の発振信号を出力するものであり、可変
分周回路１９は周波数測定部１６から出力される応答器
２の共振周波数の値に基づいて発振回路１８で生成され
た発振信号に対して分周を行い、応答器２の共振周波数
と同一または制御可能な範囲で最も近い周波数の搬送波
信号を生成するようにしているのである。変調部１２で
は、搬送波周波数制御部１７から出力された搬送波信号
を用いて変調を行うのである。

【００１８】次に、本実施例の動作を説明する。交信に
先立ち、予め、質問器１から無変調の搬送波を送信し、
応答器２からの残響信号を受信部１４で受信し、受信し
た残響信号の周波数を周波数測定部１６で測定すること
により、応答器２の正確な共振周波数が検知できるので
ある。周波数測定部１６で得られた応答器２の共振周波
数の値に基づいて、可変分周回路１９では、分周数を適
切に選択することにより、応答器２の共振周波数に最も
近い周波数の搬送波信号を生成することができるのであ
る。そして、この搬送波信号を用いて、以降の交信が行
われるのである。

【００１９】従って、本実施例においては、質問器１側
の周波数測定部１６で応答器２からの返信信号の周波数
を測定し、搬送波周波数制御部１７により、周波数測定
部１６で測定した応答器２の共振周波数と同一または制
御可能な範囲で最も近い搬送周波数を生成し、この生成
された搬送周波数で変調された信号を送信部１３から送
出されるようにしているのであり、応答器２の共振部２
１のコイルやコンデンサが製造誤差や温度特性によりそ
のインダクタンス値や容量値が所期の値より変動し、そ
の結果、共振部２１において、質問器１からの搬送波周
波数に一致させるように設定した共振周波数が変動した
場合でも、質問器の搬送波周波数を、応答器２の実際の
共振周波数に合致するようにしているので、共振周波数
の変化により、共振部２１に誘起される電圧が著しく低
下してしまうことがなくなり、共振部２１のＱ値を大き
くするとともに、交信距離の低下を抑えることができる
のである。なお、図３に示すように、質問器１に設けた
周波数測定部１６の替わりに、受信部１４で受信した応
答器２からの返信信号の信号強度を測定する信号強度測
定部２０を設け、測定した信号強度に基づいて搬送波周
波数制御部１７により搬送波の周波数を制御するように
してもよい。この場合は、質問器１から送信される送信
信号の搬送波周波数を変化させ、前記応答器２からの返
信信号の信号強度が最も大きくなる場合の搬送波周波数
に設定するように制御すればよい。

【００２０】図４は本発明の他の実施例を示す非接触識
別システムの概略構成を示すブロック図である。本実施
例の場合も基本的構成は図９で示した従来のものと同等
であるので、同一箇所には同一符号を付して説明を省略
する。本実施例は、図９で示した非接触識別システムに
おいて、応答器２に信号強度測定部２６と共振周波数制
御部２７とを付加した構成になっている。信号強度測定
部２６は共振部２１の出力に接続され、質問器１からの
送信信号の信号強度を測定するものである。共振周波数
制御部２７は信号強度測定部２６で測定された信号の信
号強度に基づいて共振部２１の共振周波数を変化させる
ものである。共振周波数制御部２７は、例えば、図５に
示すように、コンデンサＣ１〜Ｃ３およびスイッチＳＷ
１〜ＳＷ３を並列接続した構成となっており、信号強度
測定部２６から出力される受信信号の信号強度に応じた
共振周波数制御信号に基づいて、スイッチＳＷ１〜ＳＷ
３の開閉が制御されるようになっている。つまり、質問
器１からの送信信号の信号強度に応じて残響制御部２２
に並列に接続されるコンデンサＣ１〜Ｃ３を制御するこ
とにより、共振部２１での残響信号の共振周波数を制御
するようにしているのである。

【００２１】次に、本実施例の動作を説明する。交信に
先立ち、予め、質問器１から無変調の搬送波を送信す
る。応答器２では、共振周波数制御部２７のスイッチＳ
Ｗ１〜ＳＷ３を開閉しつつ、信号強度測定部２６で質問
器１からの送信信号の信号強度を測定し、信号強度が最
も大きいスイッチＳＷ１〜ＳＷ３の組み合わせを選択す
るのである。このとき、選択されたスイッチＳＷ１〜Ｓ
Ｗ３の組み合わせで付加されるコンデンサＣ１〜Ｃ３に
より、共振部２１、残響制御部２２および共振周波数制
御部２７で構成される回路の共振周波数は、質問器１の
搬送波信号の周波数に最も近づいた値となるのである。

【００２２】図６は、質問器１の復調部１５の一例を示
すブロック図であり、ミキサ３１、ディスクリミネータ
３２およびＬＰＦ３３からなるクォドラチァ検波回路が
使用される。ミキサ３１は受信したＦＳＫ信号とディス
クリミネータ３２の出力信号を混合するものであり、Ｌ
ＰＦ３３はミキサ３１の出力から高周波成分を除去して
返信データを取り出すものである。ディスクリミネータ
３２は、図７に示すように、コイルＬ１、コンデンサＣ
４、抵抗Ｒ１からなる並列共振回路で構成され、図８の
実線で示すような振幅特性３３ａおよび位相特性３４ａ
を有するものである。そして、その中心周波数ｆ_cは搬
送波周波数に一致するようにしてある。この復調部１５
に入力されるＦＳＫ信号は２分割され、ミキサ３１とデ
ィスクリミネータ３２とに入力される。ディスクリミネ
ータ３２に入力されたＦＳＫ信号は、周波数に応じた位
相変化が与えられた後、ミキサ３１に入力され、前記直
接入力されたＦＳＫ信号と混合され、ミキサ３１の出力
は両者が同相のとき最大となり、逆相のとき最小とな
る。ディスクリミネータ３２は周波数により位相特性が
変化するので、入力信号の周波数に応じた電圧がＬＰＦ
３３から出力されることになる。

【００２３】ここで、図１あるいは図３で示した実施例
では、質問器１の搬送波周波数は応答器２の共振部のコ
イルやコンデンサの特性によって変化するので、前記復
調部１５のディスクリミネータ３２の中心周波数ｆ_cと
搬送波周波数とがずれてしまうことになる。そこで、図
７に示すように、ディスクリミネータ３２をなす並列共
振回路と並列にコンデンサＣ５〜Ｃ７とスイッチＳＷ４
〜ＳＷ６からなる共振周波数制御部３３を設けているの
である。つまり、図１の場合の周波数測定部１６あるい
は図３の場合の信号強度測定部２０から出力される周波
数制御信号に基づいてスイッチＳＷ４〜ＳＷ６の開閉を
制御することにより、ディスクリミネータ３２のコンデ
ンサＣ４に並列に付加されるコンデンサＣ５〜Ｃ７を選
択し、図８の点線で示すように、並列共振回路の振幅特
性３３ａおよび位相特性３４ａを振幅特性３３ｂおよび
位相特性３４ｂに変化させることにより、中心周波数ｆ
_cを中心周波数ｆ_c' に変化させ、搬送波周波数と一致
させるのである。

【００２４】このようにすることにより、質問器１の搬
送波周波数が変化した場合でも、復調部１５での正確な
復調が可能となる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、応答器からの返信信号の周波数あるいは信号強度
に基づいて、搬送波周波数制御部により、搬送波の周波
数が応答器の共振周波数に近い値になるように制御する
ようにしたので、応答器の共振部の製造精度や温度特性
を向上することなしに、交信可能距離を大きくすること
のできる非接触識別システムが提供できた。

【００２６】請求項２または請求項３記載の発明は、請
求項１記載の発明において、質問器に設けた周波数測定
部あるいは信号強度測定部等により測定した返信信号の
周波数あるいは信号強度に基づいて、搬送波の周波数が
応答器の共振周波数に近い値になるように制御するよう
にしたので、応答器の共振部の製造精度や温度特性を向
上することなしに、交信可能距離を大きくすることので
きる非接触識別システムが提供できた。

【００２７】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３記載の発明において、応答器からの返信信号の周波
数に基づいて、復調部に含まれる共振回路の中心周波数
が応答器の共振周波数に近い値になるように制御するよ
うにしたので、質問器１の搬送波周波数が変化した場合
でも、復調部での正確な復調が可能となる。

【００２８】請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求
項４記載の発明において、応答器に設けた信号強度測定
部で測定した質問器からの送信信号の信号強度が最も大
きくなるように、応答器の共振周波数制御部で、共振部
の共振周波数を制御するようにしたので、応答器の共振
部の製造精度や温度特性を向上することなしに、交信可
能距離を大きくすることのできる非接触識別システムが
提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る非接触識別システムの
概略構成を示すブロック図である。

【図２】同上に係る搬送波周波数制御部の一例を示すブ
ロック図である。

【図３】本発明の他の実施例に係る非接触識別システム
の概略構成を示すブロック図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例に係る非接触識別シ
ステムの概略構成を示すブロック図である。

【図５】同上に係る共振周波数制御部の一例を示す回路
図である。

【図６】本発明の実施例に係る質問器の復調部の一例を
示すブロック図である。

【図７】同上に係るディスクリミネータおよび共振周波
数制御部を示す回路図である。

【図８】同上に係る振幅、位相の周波数特性図である。

【図９】従来例に係る非接触識別システムの概略構成を
示すブロック図である。

【図１０】共振部の周波数特性図である。

【図１１】共振部の周波数特性図である。

【符号の説明】

１質問器２応答器１１符号化器１２変調部１３送信部１４受信部１５復調部１６周波数測定部１７搬送波周波数制御部１８発振回路１９可変分周回路２１共振部２２残響制御部２３復調部２４メモリ制御部２５メモリ２６信号強度測定部２７共振周波数制御部３１ミキサ３２ディスクリミネータ３３ＬＰＦ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鍋嶋秀生大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者三澤篤志大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者南北正人大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者吉安利明大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内 (72)発明者大野浩司大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データに基づいて搬送波を変調する変調
部と、該変調部で変調された信号を送信信号として放射
する送信部と応答器からの返信信号を受信する受信部と
該受信部で受信した受信信号を復調する復調部とを有し
てなる質問器と、質問器からの送信信号を受信するとと
もに返信信号を送信する共振部と該共振部で受信した信
号を復調する復調部と自己の保有するデータにより返信
信号を作成する残響制御部とを有してなる応答器とから
なり、質問器と応答器との間で非接触で交信を行う非接
触識別システムにおいて、質問器に、前記変調部で使用
する搬送波の周波数を制御する搬送波周波数制御部を付
加し、該搬送波周波数制御部では、応答器からの返信信
号に基づいて搬送波の周波数を制御するようにしたこと
を特徴とする非接触識別システム。
【請求項２】質問器に、応答器からの返信信号の周波
数を測定する周波数測定部を設け、前記搬送波周波数制
御部では、前記周波数測定部で測定された応答器からの
返信信号の周波数の値に応じて搬送波の周波数を制御す
るようにしたことを特徴とする請求項１記載の非接触識
別システム。
【請求項３】質問器に、応答器からの返信信号の信号
強度を測定する信号強度測定部を設け、前記搬送波周波
数制御部では、前記信号強度測定部で測定された応答器
からの返信信号の信号強度の値に応じて搬送波の周波数
を制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の
非接触識別システム。
【請求項４】質問器では、応答器からの返信信号に基
づいて、復調部に含まれる共振回路の中心周波数を制御
するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３
記載の非接触識別システム。
【請求項５】応答器に、質問器からの送信信号の信号
強度を測定する信号強度測定部および該信号強度測定部
で測定された質問器からの送信信号の信号強度の値に応
じて前記共振部の共振周波数を制御する共振周波数制御
部を付加したことを特徴とする請求項１乃至請求項４記
載の非接触識別システム。