JPH09284172A - 非接触データ送受信方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非接触データ送受信システムは送信させない
ために変調部と送信部、または受信部と復調部を切り放
し各信号を伝送しないというものにおいては、各応答器
の共振回路の共振周波数が同じであるため、応答器を接
近させた場合に共振回路同士の結合等により両方の応答
器の受信波形振幅が小さくなったり、またそれぞれの応
答器の受信波形に歪みが生じることで、質問器からの信
号を正確に復調できない。 【解決手段】 通信を許可された特定の応答器が質問器
に対して送信している間、特定の応答器以外の応答器は
その共振回路の共振周波数を質問器の送信するコマンド
の送信周波数から自らずらせ、また特定の応答器は、送
信を終了した後、または送信を許可されていないタイミ
ングにおいて、その共振回路の共振周波数を質問器の送
信するコマンドの送信周波数からずらせ、この特定の応
答器に代わって他の応答器がその共振回路の共振周波数
を質問器の送信周波数に合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、工場の生産ライ
ンや物流ライン、オフィスの入退出管理等で工具や荷
物、または人に非接触カード等の応答器をもたせて、ま
たこの応答器には固有のＩＤコードや製品番号や製造時
のデータ等を登録し、非接触でデータを通信、管理する
非接触データ送受信装置に係り、とくに通信エリアに複
数の応答器が存在する場合の通信方式に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１４は従来の非接触データ送受信装置
の構成を示すブロック図、図１５は質問器に対する複数
の応答器の位置関係を示す平面図、図１６は図１５に示
す状態において質問器が応答器から受ける信号の状態を
示す受信状態図、図１７は２つの応答器間の距離と第１
の応答器の受信振幅との関係を示す特性図、図１８はＡ
ＳＫ通信における波形の歪みを示す波形図である。図１
４において、１は質問器、２は通信エリア３内におい
て、質問器１と通信を行う応答器である。質問器１は発
振部（ＯＳＣ）１３、変調部１４、送信部２５、受信部
２６、復調部１５および制御部（ＣＰＵ）１６から構成
される。

【０００３】応答器２は受信部４、電源部５、スイッチ
２７、復調部６、制御部７、メモリ８、変調部９、スイ
ッチ２８および送信部１０から構成される。

【０００４】次に動作について説明する。従来の非接触
カード装置においては、図１４に示すように質問器１か
ら応答器２に対して非接触で読み出しコマンドの高周波
信号を送出し、応答器２はその信号から固有のＩＤコー
ドやデータを返送するものである。この場合、質問器１
からの読み出しコマンドの到達領域を通信エリア３と
し、そのエリアに入っている応答器２のみが通信を許さ
れるものである。まず質問器１が通信エリア３内にある
応答器２に対して読み出しの高周波信号を送出する。読
み出しコマンドは応答器２に対して内部のメモリ８のデ
ータを読み出すコマンド等をＡＳＫやＦＳＫで変調した
ものである。応答器２は受信部４にて受信した質問器１
からのコマンド信号を復調するとともに、この高周波信
号を整流し、内部電源とする。また高周波信号を応答器
２の内部クロックとしても利用する。なお、受信部４は
受信効率をあげるためＱ値の高い並列共振回路にて構成
される。そしてコマンドの内容により応答器２内にある
メモリ８からＩＤコードやデータを読み出し、高周波信
号に変調をかけて返送する。ここで図１４では送信部１
０と受信部４を別々に構成しているが、一つにまとめて
低コスト化を図ることが考えられる。

【０００５】しかし従来の非接触カードシステムでは質
問器１と応答器２が一対一で通信していることから、図
１５のように通信エリア３に複数の応答器２ａ、２ｂが
存在した場合には図１６に示すように混信が生じて通信
不可能となる。この対策として、各応答器２ａ、２ｂは
図１４のように質問器１から返信する許可がでるまで、
または自らが送信するタイミングをタイマーで設定し、
スイッチ２８によって変調部９と送信部１０、またはス
イッチ２７によって受信部４と復調部６を切り放して各
信号を伝送させないようにして、各応答器２ａ、２ｂを
１つずつ順に返信させるようにすることが考えられる。
しかし各応答器２ａ、２ｂが互いに接近して存在してい
る場合には、各応答器２ａ、２ｂの共振回路同士の結合
によって応答器２ａ、２ｂ間の距離ｌが狭くなるほど各
応答器２ａ、２ｂの質問器１から信号の受信波形振幅が
小さくなる。これにより応答器２ａ、２ｂは質問器１の
読み出しコマンドが受信できなくなり、正常な通信が不
可能となる。また図１７のような振幅変調（ＡＳＫ）の
場合、同様に応答器２ａ、２ｂ間の共振回路の結合や応
答器２ａの大きい内部インピーダンスの変化等によって
受信波形に歪みが生じることで、質問器１の信号から応
答器２ａの内部クロックが抽出できなくなり、質問器１
の信号の復調が不可能になる怖れがある等の問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は上述のように、従来の非接触データ送受信
システムでは通信エリアに複数の応答器が存在した場合
に混信が生じ、このため通信が不可能となり、この対策
として、従来応答器毎に送信時間を設定して送信時間を
ずらす時分割方式などが提案されている。しかしそれら
の非接触データ送受信システムは送信させないために変
調部と送信部、または受信部と復調部を切り放し各信号
を伝送しないというものであり、この場合、各応答器の
共振回路の共振周波数が同じであるため、応答器を接近
させた場合に共振回路同士の結合等により両方の応答器
の受信波形振幅が小さくなったり、またそれぞれの応答
器の受信波形に歪みが生じることで、質問器からの信号
を正確に復調できないことである。

【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、複数の応答器が同一の通信エリア
に存在するとき、通信中の応答器の共振回路が通信して
いない応答器の共振回路との結合等による影響を受けず
に、質問器と通信できる非接触データ送受信方法を得る
ことを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、通信
を許可された特定の応答器が質問器に対して送信してい
る間、特定の応答器以外の応答器はその共振回路の共振
周波数を質問器の送信するコマンドの送信周波数から自
らずらせ、また特定の応答器は、送信を終了した後、ま
たは送信を許可されていないタイミングにおいて、その
共振回路の共振周波数を質問器の送信するコマンドの送
信周波数からずらせ、この特定の応答器に代わって他の
応答器がその共振回路の共振周波数を質問器の送信周波
数に合わせる方法である。

【０００９】請求項２の発明は、質問器が応答器に対
し、ＩＤコード収集コマンドとその応答器からのデータ
の読み取り、書き込みコマンドをたがいに異なる周波数
で送信するとともに、応答器側も同様に、質問器に対し
それぞれのコマンドに対応した周波数で送信する方法で
ある。

【００１０】請求項３の発明は、通信を許可された特定
の応答器が質問器に対して送信している間、特定の応答
器以外の応答器はその共振回路のＱ値を低く設定し、ま
た特定の応答器は、送信を終了した後、または送信を許
可されていないタイミングにおいて、その共振回路のＱ
値を低くし、この特定の応答器に代わって他の応答器が
その共振回路のＱ値をもとに戻す方法である。

【００１１】請求項４の発明は、質問器が通信エリア内
に存在するすべての応答器のＩＤコードを取得したと
き、その収集が終了したことを示すコマンドを送信出力
を上げて通信エリア内に送信する方法である。

【００１２】請求項５の発明は、応答器を、変調部と、
コイルとコンデンサの並列共振回路により構成された送
受信手段と、この送受信手段からの信号を復調する復調
手段と、質問器からの搬送波を応答器の内部電源に変換
する内部電源手段と、応答器の送受信手段からの信号お
よびメモリとのアクセスを制御する制御手段と、データ
を記憶するメモリと、応答器の並列共振回路に並列に接
続された電界効果トランジスタとコンデンサとの直列回
路と、電界効果トランジスタを制御することによって応
答器の共振回路の共振周波数を制御する制御部とから構
成したものである。

【００１３】請求項６の発明は、応答器を、変調部と、
コイルとコンデンサの並列共振回路により構成された送
受信手段と、この送受信手段からの信号を復調する復調
手段と、質問器からの搬送波を応答器の内部電源に変換
する内部電源手段と、応答器の送受信手段からの信号お
よびメモリとのアクセスを制御する制御手段と、データ
を記憶するメモリと、応答器の並列共振回路に並列に接
続された電界効果トランジスタと抵抗との直列回路と、
電界効果トランジスタを制御することによって応答器の
共振回路のＱ値を制御する制御部とから構成したもので
ある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図によってこの発明の実施
の一形態を説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による非
接触データ送受信方法および装置の一実施例を示すブロ
ック図、図２は質問器の送信波形と応答器の受信波形な
らびに内部回路のタイミングチャート、図３は応答器の
受信部の回路図、図４は複数の応答器の通信状態を示す
タイミングチャート、図５は第１と第２の２つの応答器
間の距離と第１の応答器の受信レベルとの関係を示す特
性図で、第２の応答器の共振周波数をｆ２にずらした場
合と従来例との比較を示す。図６は応答器の受信部の回
路の別な例を示す図である。

【００１５】図１において１は質問器、２は通信エリア
３内において、質問器１と通信を行う応答器である。応
答器２において、４は受信部、５は電源部、６は復調部
で、電源部５とともに受信部４の出力端に接続される。
７ａは第１の制御部で、復調部６の出力端に接続され
る。８は第１の制御部７ａに接続されたメモリ、９は変
調部で第１の制御部７ａの出力端に接続される。１０は
送信部で、変調部９の出力端に接続される。１１はタイ
マー、７ｂは第２の制御部で、この第２の制御部７ｂの
出力端は受信部４に接続され、かつ第２の制御部７ｂは
タイマー１１の出力端に接続される。

【００１６】受信部４の構成例を図３に示す。受信部は
コイルＬ１、コンデンサＣ１を有し、かつ周波数ｆｃで
共振する並列共振回路１２と、この並列共振回路１２と
並列に接続されるコンデンサＣ２と電界効果トランジス
タＦＥＴ１との直列回路により構成される。そして電界
効果トランジスタＦＥＴ１は第２の制御部７ｂの出力端
に接続される。

【００１７】図１において、通信エリア３に入った応答
器２は質問器１からの読みとり信号を受信部４にて受信
すると、復調部６により質問器１のコマンドの信号を復
調する。質問器１のコマンドとしては、応答器２内のメ
モリ８に格納されている応答器２の固有のＩＤコード
や、各種データなどを読み出すものなどが考えられる。
第１の制御部７ａは復調結果からコマンドに従ってメモ
リ８内のデータを読み出し、変調部９へと伝送させる。
変調部９ではデータに合わせて変調をかけ、送信部１０
へ伝送し、質問器１に返送信号を送信する。なお、変調
方式としては、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｓｈｉｆ
ｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓ
ｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）、ＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈ
ｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）などが考えられる。応答器２は送
信すべきデータを送信すると、第２の制御部７ｂの出力
がオフからオンとなり、その信号は受信部４へ伝送され
る。ここで電界効果トランジスタＦＥＴ１が導通してい
ない場合の並列共振回路１２の共振周波数ｆ１は次式で
表される。

【００１８】

【数１】

【００１９】一方、電界効果トランジスタＦＥＴ１が導
通した場合の並列共振回路１２の共振周波数は次式で表
されるｆ２となる。

【００２０】

【数２】

【００２１】ここで質問器１からの読みとり信号の周波
数をｆ１と設定した場合、並列共振回路１２の共振周波
数がｆ１から離れるほど質問器が送信する信号の受信効
率は低下し、受信波形の振幅は減少する。よってコンデ
ンサＣ２の容量値を大きくすることで、共振周波数ｆ１
とｆ２の差が大きくなり、受信波形の振幅差が大きくな
る。

【００２２】第２の制御部７ｂに接続されたタイマー１
１によって、第２の制御部７ｂの出力がオンする時間、
たとえば応答器２が通信エリア３を通過するまでの時間
が設定される。その設定時間は各システム毎に応答器２
が通信エリア３内に存在する時間等である。応答器２が
通信エリア３外に移動するとタイマー１１がオフとな
り、第２の制御部７ｂの出力がオフとなる。これにより
並列共振回路１２の共振周波数はｆ１に戻り、再度通信
エリア３に入ってきたときでも質問器１の読みとり信号
の受信波形振幅を大きくとることが可能となる。なお、
タイマー１１等の電源の供給は電源部に充電用コンデン
サ（図に示していない）を接続して充電させたものを用
いるか、各応答器２に電池等をもたせるか、または質問
器１から周波数ｆ２の無変調波を送信し、応答器２はそ
の高周波信号を整流して直流にし、これを充電用コンデ
ンサ（図に示していない）に充電したものを動作電源に
使っても良い。この場合、応答器２が通信エリア３から
出ると質問器１からの送信信号を受信しなくなることか
ら、回路内の電源電圧レベルや受信波形振幅の低下を検
知し、それぞれあるしきい値を下回ったところで第２の
制御部７ｂの出力をオフとし、共振周波数をｆ１に戻す
ことが可能となる。

【００２３】ここで複数の応答器がほぼ同時に通信エリ
アに進入した場合のタイムチャートを図４に示す。な
お、この図においては２つの応答器２ａ、２ｂが示され
ている。各応答器２ａ、２ｂが返送するタイミングは従
来提案されているように、各応答器２ａ、２ｂ毎にあら
かじめ返送タイミングを設定して重複しないようにする
方法などが考えられる。図４において通信エリア３に入
った応答器２ａ、応答器２ｂは質問器１の送信周波数ｆ
１の信号を受信するが、各々の応答器２ａ、２ｂの並列
共振回路１２の共振周波数がともにｆ１であることから
生じる受信波形振幅の低下や質問器１からの読み出しコ
マンドの受信波形の歪みにより復調不可能状態であるこ
とを検知し、他の応答器が近くに存在していると判断す
る。すると応答器２ｂはあらかじめ設定された送信時間
がくるまで第２の制御部７ｂの出力をオンとし、並列共
振回路１２の共振周波数をｆ２にする。

【００２４】ここで２つの応答器２ａ、２ｂ間の距離Ｌ
と共振周波数ｆ１の応答器２ａの受信波形振幅の関係を
図５に示す。送信を停止している応答器２ｂの共振周波
数ｆ２を質問器１の送信周波数ｆ１から遠ざけることに
より、図１６の従来例とは異なり、応答器間距離Ｌを近
づけた場合の並列共振回路１２の結合等によって起こる
応答器２ａの受信波形振幅の低下を軽減することができ
る。また受信波形の歪みが無くなり、質問器１の読み出
しコマンドの復調が不可能になるといった通信不可能状
態を回避することが可能となる。これにより応答器２ａ
は、応答器２ｂにより質問器１の送信する信号の受信波
形振幅の低下や受信波形の歪みによる復調不可能状態に
させられることがなく、読み出しコマンドを正常に受信
でき、返送すべきデータをメモリ８から読み出して質問
器１へ返信することができる。応答器２ａはデータ送信
後、通信エリア３外に出るまで第２の制御部７ｂの出力
をオンとして並列共振回路１２の共振周波数をｆ２と
し、受信波形振幅を自ら低下させる。

【００２５】一方、応答器２ａがデータの送信を終えた
後、応答器２ｂは質問器１の次の読み出しコマンドを受
信する前にタイマー１１がオフとなり第２の制御部７ｂ
の出力をオフとして共振周波数をｆ１に戻す。このとき
応答器２ａの並列共振回路１２の共振周波数はｆ２であ
るので、応答器２ｂの受信波形振幅は大きくなり、受信
波形の歪み等も無い状態となる。そして読み出しコマン
ドを正常に受信し、データ送信後、再度第２の制御部７
ｂの出力をオンとして受信波形振幅を小さくし、通信エ
リア３外に出るまでそれを維持する。以上の方式によ
り、各応答器２ａ、２ｂは他の応答器に質問器１の読み
出しコマンドの受信を妨げられることなく、また混信な
く通信することができる。なお、上記では２つの応答器
の例を示したが、複数応答器が存在しても同様の効果が
得られる。またここでは読み出しコマンドの例を示した
が、質問器１は各応答器２ａ、２ｂに対して、メモリ８
にデータを書き込むコマンドや書き込むデータ等を送っ
てもよく、その場合でも上述の方法を用いればよい。

【００２６】一方、受信部４に図６に示すような受信回
路を用いることも考えられる。図６において、コイルＬ
１、コンデンサＣ１を有し、かつ周波数ｆｃで共振する
並列共振回路１２と、この並列共振回路１２と並列に接
続される抵抗Ｒ２と電界効果トランジスタＦＥＴ１との
直列回路により構成される。そして電界効果トランジス
タＦＥＴ１は第２の制御部７ｂの出力端に接続される。
第２の制御部７ｂに上述と同様の信号を与えることによ
り電界効果トランジスタＦＥＴ１を導通し、並列共振回
路１２のＱ値を、電源を効率良く得るために高く設定さ
れたものから低いものにする。Ｑ値が低くなることによ
り、複数の応答器２ａ、２ｂが接近した場合に並列共振
回路１２同士の結合が低減され、上述と同様の効果を得
ることができる。なお、電界効果トランジスタＦＥＴ１
を導通するタイミングは、上述に示したものと同じであ
り、送信終了後、または送信を許可されていないタイミ
ングである。

【００２７】実施の形態２．次に別の実施の形態２を示
す。図７に質問器１と応答器２の回路構成、図８に通信
エリア３に３つの応答器２ａ、２ｂ、２ｃが入ってきた
時の質問器アンテナと各応答器２ａ、２ｂ、２ｃの位置
関係、図９に質問器１と各応答器２ａ、２ｂ、２ｃの通
信タイムチャート、図１０に応答器２の送受信部回路例
を示す。通信エリア３内に存在する複数の応答器２ａ、
２ｂからメモリ８内のデータを収集する方法として、質
問器１は最初に各応答器２ａ、２ｂが所有する固有のＩ
Ｄコードを収集し、次に収集した複数のＩＤコードをひ
とつずつ選択して通信エリア３に送信し、各応答器２
ａ、２ｂは受信したＩＤコードと自分のＩＤコードを比
較し、一致した応答器のみが質問器１からのコマンドに
従ってメモリ８とのアクセスをおこない、メモリ８内の
データ等を返送したり、質問器１が送信した書込データ
をメモリ８に書き込む方法がある。この場合、質問器１
は通信エリア３内に存在する全ての応答器２に向かって
各応答器２ａ、２ｂからＩＤコードを収集するためのコ
マンドを送信するが、複数の応答器２ａ、２ｂにおける
並列共振回路１２間の結合により受信波形の歪みが生
じ、コマンドを認識できない応答器が発生する。コマン
ドを認識できなかった応答器は固有のＩＤコードを質問
器１に教えることができないので、質問器１はその応答
器が通信エリア内に存在しないものと誤判断してしま
う。

【００２８】ここで実施の形態１のように各応答器２
ａ、２ｂに並列共振回路１２の共振周波数を変化させる
時間、タイミングをタイマー１１に設定する方法で全て
の応答器２にＩＤコード収集のコマンドを認識させるこ
とが考えられるが、そのシステムで使用する応答器２の
数が多い場合、各応答器２ａ、２ｂに異なるタイマーの
設定を行うことは困難である。また、応答器２の並列共
振回路同士の結合による受信波形の歪みは、通信エリア
３内に存在する全ての応答器２に同様に起こるものでは
なく、ひとつの応答器２は質問器１の読み出しコマンド
を正常に受信できるが他の応答器２は受信波形に歪みが
生じ、復調できないという場合がある。特に図１７のよ
うな振幅による変調（ASK ）時には各応答器２ａ、２ｂ
の回路の内部インピーダンスの変化が激しいことから、
その変化が応答器２同士でノイズとなって発生する可能
性がある。これは質問器１と各応答器２ａ、２ｂの位置
関係により上述のような現象が発生する。

【００２９】そこで質問器１のＩＤコード収集コマン
ド、および応答器２のメモリ８内データの読み出し、書
き込み等のコマンドを正常に受信し、メモリ８内のデー
タの返信等を行った応答器２から順に並列共振回路１２
の共振周波数を変化させる方法がある。図７に示す質問
器１において、１３は発振部（ＯＳＣ）、１４は変調
部、１５は復調部、１６は制御部（ＣＰＵ）、１７はス
イッチ、１８は第１の送受信部、１９は第２の送受信部
である。そして発振部１３は変調部１４に接続され、こ
の変調部１４は制御部１６とスイッチ１７に接続され
る。同様に復調部１５は制御部１６とスイッチ１７とに
接続される。また制御部１６はスイッチ１７に接続され
る。さらにスイッチ１７は第１の送受信部１８と第２の
送受信部１９とに接続され、両送受信部１８、１９を選
択的に切り換える。また応答器２において、２０は送受
信部であり図１の受信部４および送信部１０に相当す
る。そして送受信部２０は制御部７、電源部５、復調部
６、変調部９に接続される。メモリ８は制御部７に接続
される。

【００３０】まず図７に示す質問器１においてスイッチ
１７によって第１の送受信部１８が選択される。質問器
１は第１の送受信部１８から通信エリア３内に存在する
全ての応答器２ａ、２ｂ、２ｃに対して周波数ｆ１のＩ
Ｄコード収集コマンド信号を送信する（図９）。一方こ
のとき各応答器２ａ、２ｂ、２ｃは、並列共振回路１２
の共振周波数がｆ１に設定されている。応答器２ｃは通
信エリア３に存在するが、応答器２ａおよび２ｂから離
れた位置に存在しているため、応答器２ｃの並列共振回
路１２は応答器２ａおよび２ｂの並列共振回路１２と結
合することなく、質問器１からのＩＤコード収集コマン
ドを正常に受信できる。一方、応答器２ａと２ｂは接近
した状態で存在しているために、お互いの並列共振回路
１２で結合が生じ、受信波形振幅の低下や波形歪みが発
生する状態にある。しかし応答器２ａは質問器１との通
信距離が近いため受信振幅が大きく、信号の歪みも少な
いので、ＩＤコード収集コマンドを正常に受信すること
ができる。よって応答器２ａ、および２ｃはＩＤコード
収集コマンドを復調し、制御部７によりメモリ８内に格
納されている固有のＩＤコードを読み出し、変調部９で
変調して送受信部２０にて返送する。一方、応答器２ｂ
は応答器２ａの並列共振回路１２の影響を受けることで
受信波形が歪み、質問器１からのＩＤコード収集コマン
ドを復調することができない。

【００３１】ＩＤコードを返信した応答器２ａ、および
２ｃは質問器１から返送されるＩＤコードの受信体制に
はいる。ここで応答器２ａ、および２ｃが送信した信号
は微弱であることから、質問器１では通信距離が近い応
答器２ａのＩＤコードを判別することができる。よって
質問器１は通信エリア３に応答器２ａのＩＤコードを送
信する。応答器２ａは受信したＩＤコードと質問器１の
ＩＤコード収集コマンドにより送信した固有のＩＤコー
ドが一致したことを確認した後に並列共振回路１２の共
振周波数をｆ１からｆ２に変換する。一方、応答器２ｃ
は受信したＩＤコードと送信した固有のＩＤコードが異
なっていたことから、質問器１が認識しなかったと判断
し、並列共振回路１２の共振周波数をｆ１のままにして
おく。質問器１への返信には、例えば応答器２の並列共
振回路１２のインピーダンスを変調部９からのデータに
あわせて変化させることで行う。応答器２の送受信回路
例を図１０に示す。インピーダンスの変化のさせ方とし
ては第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２を導通、非導
通させる方法などが考えられる。質問器１が送信したＩ
Ｄコードと質問器１のＩＤコード収集コマンドにより送
信した固有のＩＤコードが一致したことを確認した後に
第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１がＯＮとなり、コ
イルＬ１、コンデンサＣ１からなる並列共振回路１２の
共振周波数ｆ１が式２の関係によりコイルＬ１、コンデ
ンサＣ１、Ｃ２からなる並列共振回路１２の共振周波数
ｆ２へと変化する。

【００３２】一方、応答器２ａからの返信信号を受信し
た質問器１は、他の応答器２ｂ、２ｃが通信エリア３内
に存在しているかを確認するため、再度ＩＤコード収集
コマンドを送信する。ここで応答器２ａは既に質問器１
のコマンドに従ってＩＤコードを送信していることか
ら、並列共振回路１２の共振周波数をｆ２にしておき、
他の応答器２ｂの並列共振回路１２へ影響を与えないよ
うにしている。応答器２ａの並列共振回路１２の共振周
波数がｆ２になっていることから、応答器２ｂとの並列
共振回路１２間の結合の強さが軽減され、応答器２ｂは
受信振幅が大きくなり、受信信号の歪みも無くなる。そ
こで応答器２ｂと２ｃは質問器１からのＩＤコード収集
コマンドを復調することが可能となり、応答器２ｂと２
ｃは同様にメモリ８内に格納されている固有のＩＤコー
ドを返信する。ここで応答器２ｂは応答器２ｃより質問
器１に近い位置に存在していることから、質問器１は応
答器２ｂのＩＤコードを認識し、応答器２ａと同様に応
答器２ｂのＩＤコードを通信エリア３に送信する。応答
器２ｂは質問器１が送信したＩＤコードと自らが送信し
た固有のＩＤコードを比較して一致した場合、図１０の
電界効果トランジスタＦＥＴ１をＯＮにして並列共振回
路１２の共振周波数をｆ１からｆ２に変換する。質問器
１は再度ＩＤコード収集コマンドを送信し、応答器２ｃ
のＩＤコードを読み出し、そのＩＤコードを送信する。
応答器２ｃは質問器１が送信したＩＤコードから質問器
１に認識されたと判断し、並列共振回路１２の共振周波
数をｆ１からｆ２にする。

【００３３】ここで質問器１は４回目のＩＤコード収集
コマンドを送信する。全ての応答器２ａ、２ｂ、２ｃは
ＩＤコードの返信を終了しているので、質問器１に返っ
てくる信号はない。質問器１はこれを判断し、第１の送
受信部１８の共振周波数をスイッチ１７にてｆ１からｆ
２に切り替える。その後、各応答器２ａ、２ｂ、２ｃの
メモリ８内データの読み出しコマンド、または書き込み
コマンドと書き込みデータに、収集したＩＤコードを付
加して、周波数ｆ２にて通信エリア３内に送信する。

【００３４】通信エリア３内に存在する全ての応答器２
ａ、２ｂ、２ｃはＩＤコードを送信し、質問器１が送信
したＩＤコードを比較して一致した後、並列共振回路１
２の共振周波数をｆ１からｆ２に切り替えているので、
ＩＤコード収集コマンドを受信したときと同じ状態で質
問器１からの読み出しコマンド、または書き込みコマン
ドと書き込みデータを受信する。よってＩＤコード収集
コマンドを受信したときと同じように、応答器２ａおよ
び２ｃが受信可能な状態であり、応答器２ｂは受信電圧
の振幅低下や受信波形の歪み等から質問器１からの読み
出しコマンド、または書き込みコマンドと書き込みデー
タを受信することができない。ここで質問器１はＩＤコ
ードを収集した順番にＩＤコードを付加した読み出しコ
マンド、または書き込みコマンドと書き込みデータを送
信する。

【００３５】ここで、応答器２ａおよび２ｃは受信した
信号を復調し、コマンドに付加されているＩＤコードと
自分のＩＤコードを比較し、一致したらコマンドにあわ
せてメモリ８とのアクセスを行う。図９において質問器
１は応答器２ａのＩＤコードを付加してコマンドを送信
しているので、応答器２ａは質問器１にデータを送信す
るが、応答器２ｃは自分へのコマンドではないことを認
識し、待機状態となる。一方応答器２ａはメモリ８との
アクセスが終了し、メモリ８内のデータを送信し終える
と、再度並列共振回路１２の共振周波数をｆ２からｆ１
に切り替える。応答器２ａと交信を終えた質問器１は、
応答器２ａの次にＩＤコードを収集した応答器２ｂに対
して同様な動作を行い、応答器２ｂも応答器２ａと同様
な動作で返信を行う。このとき応答器２ｂの並列共振回
路１２は、応答器２ａがデータ送信後に並列共振回路１
２の共振周波数をｆ２からｆ１に切り替えているので、
応答器２ａの並列共振回路１２の影響を受けずに質問器
１と通信することが可能となる。質問器１はＩＤコード
を収集した全ての応答器に対して同様の動作をおこな
い、一方通信エリア３内に存在し、ＩＤコードを質問器
１に送信した全ての応答器も同様な動作により質問器１
と交信をする。

【００３６】図９においては応答器２ｃと交信中に応答
器２ａが通信エリア３外に出たことを示しているが、並
列共振回路１２の共振周波数はｆ１に戻っているので再
度通信エリア３に入ってきても、応答器２ａは質問器１
のＩＤ収集コマンドを受信することが可能となる。

【００３７】ここで、もし送ったＩＤコードと自分が保
有しているＩＤコードを比較して異なっていた場合、再
度ＩＤコード収集コマンドを受信し、ＩＤコードととも
に前回に送ったＩＤコードが間違って認識されたことを
質問器１に知らせるデータを付加することも考えられ
る。これにより質問器１では前回受信したＩＤコードが
間違ったものであることを認識し、再度受信したＩＤコ
ードを登録し、以後の通信では新しく入手したＩＤコー
ドを使用するようにする。なお図９では質問器１が応答
器２ａ、２ｂ、２ｃに対して、応答器２ａ、２ｂ、２ｃ
のメモリ８内データを送信させる読み出しコマンドの例
を示しているが、周波数ｆ２で送信するコマンドは応答
器２ａ、２ｂ、２ｃのメモリ８にデータを書き込む書き
込みコマンドや書き込みデータ、又は応答器２ａ、２
ｂ、２ｃへの各種コマンドでも良い。

【００３８】実施の形態３．次に実施の形態３について
説明する。図１３はＱ値を低くする方法を用いたこの発
明の実施の形態３を示す通信タイムチャートである。一
方、上記実施の形態１から２において、応答器２は並列
共振回路１２の共振周波数を変化させるのではなく、図
１１のように並列共振回路１２に並列に接続した抵抗Ｒ
２により、並列共振回路１２のＱ値を低くすることによ
っても、同じような効果を得ることができる。

【００３９】図１３中の線幅は各応答器２ａ、２ｂ、２
ｃが受信する電圧振幅を表している。ここで応答器２
ａ、２ｂ、２ｃが質問器１からのＩＤコード収集コマン
ドを受信し、ＩＤコードを返信し、質問器１が送信した
ＩＤコードと先に送信したＩＤコードを比較する過程は
上記実施の形態２と同じであるが、通信エリア３内に存
在する全ての応答器２ａ、２ｂ、２ｃのＩＤコードを収
集した後、質問器１はＩＤ収集が終了したことを示すコ
マンドを送信する。このとき、応答器２ａ、２ｂ、２ｃ
の並列共振回路１２のＱ値を低くしているので、質問器
１からｆ１で送信してくる信号の受信電圧振幅は小さく
なっていることから、質問器１はこのコマンドの時には
送信電力をあげて、信号を送信する。図１２は質問器１
からのＩＤ収集終了のコマンドを受信する回路で、２
１、２２はスイッチ、２３は電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ１に入力される信号を反転させる反転回路、２４は増
幅器である。この回路によってＩＤ収集終了のコマンド
の時のみ増幅器２４にて増幅して復調できるようにす
る。ここで各応答器２ａ、２ｂ、２ｃは並列共振回路１
２のＱ値を低くしているので、質問器１からの信号の歪
みは低減され、全ての応答器２ａ、２ｂ、２ｃがコマン
ドを受信することが可能となる。これにより質問器１は
１つの周波数を使って交信を行うことができ、アンテナ
構成が簡略化される。

【００４０】

【発明の効果】請求項１の発明は、通信を許可された特
定の応答器が質問器に対して送信している間、特定の応
答器以外の応答器はその共振回路の共振周波数を質問器
の送信するコマンドの送信周波数から自らずらせ、また
特定の応答器は、送信を終了した後、または送信を許可
されていないタイミングにおいて、その共振回路の共振
周波数を質問器の送信するコマンドの送信周波数からず
らせ、この特定の応答器に代わって他の応答器がその共
振回路の共振周波数を質問器の送信周波数に合わせるよ
うにしているので、各応答器が通信エリア内で接近して
いる場合でも応答器間の共振回路同士の結合が低減さ
れ、したがって受信波形振幅を低下させることがなくな
り、このため他の応答器の質問器との通信を妨げること
がなく、質問器が送信しているコマンドの送信周波数と
同じ共振周波数の共振回路をもった応答器のみが質問器
と通信ができる。また受信波形の歪みなどによる通信不
能状態を回避するようにしたので、返信を許された応答
器は質問器の読み出し信号等を良好に受信し、データを
返送することが可能となるなどの効果がある。

【００４１】請求項２の発明は、質問器が応答器に対
し、ＩＤコード収集コマンドとその応答器からのデータ
の読み取り、書き込みコマンドをたがいに異なる周波数
で送信するとともに、応答器側も同様に、質問器に対し
それぞれのコマンドに対応した周波数で送信するので、
請求項１と同様に、各応答器が通信エリア内で接近して
いる場合でも応答器間の共振回路同士の結合が低減され
ることがなく、したがって受信波形振幅を低下させるこ
とがなくなり、このため他の応答器の質問器との通信を
妨げることがなく、質問器が送信しているコマンドの送
信周波数と同じ共振周波数の並列共振回路をもった応答
器のみが質問器と通信ができる。また受信波形の歪みな
どによる通信不能状態を回避するようにしたので、返信
を許された応答器は質問器の読み出し信号等を良好に受
信し、データを返送することが可能となるなどの効果が
ある。

【００４２】請求項３の発明は、通信を許可された特定
の応答器が質問器に対して送信している間、特定の応答
器以外の応答器はその共振回路のＱ値を低く設定し、ま
た特定の応答器は、送信を終了した後、または送信を許
可されていないタイミングにおいて、その共振回路のＱ
値を低くし、この特定の応答器に代わって他の応答器が
その共振回路のＱ値をもとに戻すようにしているので、
各応答器が通信エリア内で接近している場合でも応答器
間の共振回路同士の結合が低減され、したがって受信波
形振幅を低下させることがなくなり、このため他の応答
器の質問器との通信を妨げることがなく、Ｑ値をもとに
戻している応答器のみが質問器と通信ができる。また受
信波形の歪みなどによる通信不能状態を回避するように
したので、返信を許された応答器は質問器の読み出し信
号等を良好に受信し、データを返送することが可能とな
るなどの効果がある。

【００４３】請求項４の発明は、質問器が通信エリア内
に存在するすべての応答器のＩＤコードを取得したと
き、その収集が終了したことを示すコマンドを送信出力
を上げて通信エリア内に送信するので、各応答器は共振
回路のＱ値を低くしている状態で、質問器１からの収集
が終了したことを示すコマンドを、全ての応答器がコマ
ンドを受信することが可能となる。これにより質問器は
１つの周波数を使って交信を行うことができ、アンテナ
構成が簡略化される。さらに請求項３と同様に、各応答
器が通信エリア内で接近している場合でも応答器間の共
振回路同士の結合が低減され、したがって受信波形振幅
を低下させることがなくなり、このため他の応答器の質
問器との通信を妨げることがなく、Ｑ値をもとに戻して
いる応答器のみが質問器と通信ができる。また受信波形
の歪みなどによる通信不能状態を回避するようにしたの
で、返信を許された応答器は質問器の読み出し信号等を
良好に受信し、データを返送することが可能となるなど
の効果がある。

【００４４】請求項５の発明は、応答器を、変調部と、
コイルとコンデンサの並列共振回路により構成された送
受信手段と、この送受信手段からの信号を復調する復調
手段と、質問器からの搬送波を応答器の内部電源に変換
する内部電源手段と、応答器の送受信手段からの信号お
よびメモリとのアクセスを制御する制御手段と、データ
を記憶するメモリと、応答器の並列共振回路に並列に接
続された電界効果トランジスタとコンデンサとの直列回
路と、電界効果トランジスタを制御することによって応
答器の共振回路の共振周波数を制御する制御部とから構
成したので、請求項１と同様に、各応答器が通信エリア
内で接近している場合でも応答器間の共振回路同士の結
合が低減され、したがって受信波形振幅を低下させるこ
とがなくなり、このため他の応答器の質問器との通信を
妨げることがなく、質問器が送信しているコマンドの送
信周波数と同じ共振周波数の共振回路をもった応答器の
みが質問器と通信ができる。また受信波形の歪みなどに
よる通信不能状態を回避するようにしたので、返信を許
された応答器は質問器の読み出し信号等を良好に受信
し、データを返送することが可能となるなどの効果があ
る。

【００４５】請求項６の発明は、応答器を、変調部と、
コイルとコンデンサの並列共振回路により構成された送
受信手段と、この送受信手段からの信号を復調する復調
手段と、質問器からの搬送波を応答器の内部電源に変換
する内部電源手段と、応答器の送受信手段からの信号お
よびメモリとのアクセスを制御する制御手段と、データ
を記憶するメモリと、応答器の並列共振回路に並列に接
続された電界効果トランジスタと抵抗との直列回路と、
電界効果トランジスタを制御することによって応答器の
共振回路のＱ値を制御する制御部とから構成したので、
請求項３と同様に、各応答器が通信エリア内で接近して
いる場合でも応答器間の共振回路同士の結合が低減さ
れ、したがって受信波形振幅を低下させることがなくな
り、このため他の応答器の質問器との通信を妨げること
がなく、Ｑ値をもとに戻している応答器のみが質問器と
通信ができる。また受信波形の歪みなどによる通信不能
状態を回避するようにしたので、返信を許された応答器
は質問器の読み出し信号等を良好に受信し、データを返
送することが可能となるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による非接触データ送
受信方法および装置を示すブロック図である。

【図２】図１における質問器の送信波形と応答器の受信
波形ならびに内部回路のタイミングチャートである。

【図３】図１における応答器の受信部の回路図である。

【図４】質問器と複数の応答器の通信状態を示すタイミ
ングチャートである。

【図５】第１と第２の２つの応答器間の距離と第１の応
答器の受信レベルとの関係を示す特性図で、第２の応答
器の共振周波数をｆ２にずらした場合と従来例との比較
を示す図である。

【図６】図１における応答器の受信部の回路図の別の例
である。

【図７】この発明の実施の形態２による非接触データ送
受信方法および装置を示すブロック図である。

【図８】この発明の実施の形態２による非接触データ送
受信方法および装置における質問器と応答器との同一通
信エリア内における位置関係を示す平面図である。

【図９】この発明の実施の形態２による非接触データ送
受信方法および装置における質問器と応答器との通信タ
イミングチャートである。

【図１０】この発明の実施の形態２による非接触データ
送受信方法および装置における応答器の送受信回路図で
ある。

【図１１】この発明の実施の形態３による非接触データ
送受信方法および装置を示す応答器の送受信部の回路図
である。

【図１２】この発明の実施の形態３による非接触データ
送受信方法および装置を示す回路図である。

【図１３】この発明の実施の形態３による通信タイミン
グチャートである。

【図１４】従来の非接触データ送受信装置ブロック構成
図である。

【図１５】質問器に対する複数の応答器の位置関係を示
す平面図である。

【図１６】図１４に示す状態において質問器が応答器か
ら受ける信号の状態を示す受信状態図である。

【図１７】２つの応答器間の距離と第１の応答器の受信
振幅との関係を示す特性図である。

【図１８】ＡＳＫ通信における波形の歪みを示す波形図
である。

【符号の説明】

１ 質問器 ２ 応答器 ３ 通信エリア ４ 受信部 ５ 電源部 ６ 復調部 ７ 制御部 ８ メモリ ９ 変調部 １０ 送信部 Ｌ１ コイル Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ Ｒ２ 抵抗 ＦＥＴ１，ＦＥＴ２ 電界効果トランジスタ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信エリアにおいて、質問器から応答器
   に対し、コマンドやデータを送信し、上記応答器はこの
   コマンドに対し内部のメモリとアクセスするとともに、
   上記応答器から上記質問器に対し応答用データを送信す
   る非接触データ送受信装置において、上記質問器によっ
   て通信を許可された特定の応答器が上記質問器に対し所
   定のタイミングをもって応答するとともに、その特定の
   応答器が上記質問器に対して送信している間、上記特定
   の応答器以外の応答器はその共振回路の共振周波数を上
   記質問器の送信するコマンドの送信周波数から自らずら
   せ、かつ上記特定の応答器は、送信を終了した後、また
   は送信を許可されていないタイミングにおいて、その共
   振回路の共振周波数を上記質問器の送信するコマンドの
   送信周波数からずらせ、この特定の応答器に代わって他
   の応答器がその共振回路の共振周波数を上記質問器の送
   信周波数に合わせることを特徴とする非接触データ送受
   信方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記質問器は上記応
   答器に対し、上記応答器のＩＤコードを収集するＩＤコ
   ード収集コマンドと上記応答器からのデータの読み取
   り、またはメモリへのデータ書き込みのコマンド等をた
   がいに異なる周波数で送信するとともに、上記応答器も
   上記質問器に対し、固有のＩＤコードとメモリ内データ
   を上記質問器の上記応答器に対するＩＤコード収集コマ
   ンドと上記応答器からのデータの読み取り、またはメモ
   リへのデータ書き込みのコマンド等とそれぞれ対応した
   異なる周波数で送信することを特徴とする非接触データ
   送受信方法。
3. 【請求項３】 通信エリアにおいて、質問器から応答器
   に対し、コマンドやデータを送信し、上記応答器はこの
   コマンドに対し内部のメモリとアクセスするとともに、
   上記応答器から上記質問器に対し応答用データを送信す
   る非接触データ送受信装置において、上記質問器によっ
   て通信を許可された特定の応答器が上記質問器に対し所
   定のタイミングをもって応答するとともに、その特定の
   応答器が上記質問器に対して送信している間、上記特定
   の応答器以外の応答器はその共振回路のＱ値を低く設定
   し、かつ上記特定の応答器は、送信を終了した後、また
   は送信を許可されていないタイミングにおいて、その共
   振回路のＱ値を低くし、この特定の応答器に代わって他
   の応答器がその共振回路のＱ値をもとに戻すことを特徴
   とする非接触データ送受信方法。
4. 【請求項４】 請求項３において、上記質問器は通信エ
   リア内に存在するすべての応答器のＩＤコードを取得し
   た後、ＩＤコード収集が終了したことを示すコマンドを
   送信出力を上げて上記通信エリア内に送信することを特
   徴とする非接触データ送受信方法。
5. 【請求項５】 通信エリアにおいて、質問器から応答器
   に対し、コマンドやデータを送信し、上記応答器はこの
   コマンドに対し内部のメモリとアクセスするとともに、
   上記応答器から上記質問器に対し応答用データを送信す
   る非接触データ送受信装置において、応答器には変調部
   と、コイルとコンデンサの並列共振回路により構成され
   た送受信手段と、この送受信手段からの信号を復調する
   復調手段と、質問器からの搬送波を応答器の内部電源に
   変換する内部電源手段と、応答器の送受信手段からの信
   号およびメモリとのアクセスを制御する制御手段と、デ
   ータを記憶するメモリと、上記応答器の並列共振回路に
   並列に接続された電界効果トランジスタとコンデンサと
   の直列回路と、上記質問器によって通信を許可された特
   定の応答器が上記質問器と通信する必要があるときに上
   記電界効果トランジスタを非導通とし、かつ上記特定の
   応答器が上記質問器に対して送信する必要がないときに
   上記電界効果トランジスタを駆動させる制御部とを設け
   た非接触データ送受信装置。
6. 【請求項６】 通信エリアにおいて、質問器から応答器
   に対し、コマンドやデータを送信し、上記応答器はこの
   コマンドに対し内部のメモリとアクセスするとともに、
   上記応答器から上記質問器に対し応答用データを送信す
   る非接触データ送受信装置において、応答器には変調部
   と、コイルとコンデンサの並列共振回路により構成され
   た送受信手段と、この送受信手段からの信号を復調する
   復調手段と、質問器からの搬送波を応答器の内部電源に
   変換する内部電源手段と、応答器の送受信手段からの信
   号およびメモリとのアクセスを制御する制御手段と、デ
   ータを記憶するメモリと、上記応答器の並列共振回路に
   並列に接続された電界効果トランジスタと抵抗との直列
   回路と、上記質問器によって通信を許可された特定の応
   答器が上記質問器と通信する必要があるときに上記電界
   効果トランジスタを非導通とし、かつ上記特定の応答器
   が上記質問器に対して送信する必要がないときに上記電
   界効果トランジスタを駆動する制御部とを設けた非接触
   データ送受信装置。