(57)【要約】  【課題】  本発明はＲＦＩＤシステムにおいて、接近するＩＣカードによりリーダライタ側で発生するヌルポイントを解消する非接触型ＩＤ識別装置を提供する。【解決手段】  非接触型ＩＤ識別装置１は、送受信用のアンテナと、アンテナを構成するアンテナコイル６の始端の電圧を検知する電圧検知手段１６と、電圧検知手段１６の出力端の電圧と所定の基準電圧とを比較し、電圧検知手段１６の出力端の電圧が所定の基準電圧以下かあるいは基準電圧より小さい場合に電圧検知手段１６の出力端の電圧を所定の基準電圧に変換する電圧比較変換手段と、アンテナコイル６の終端に接続された電流量可変手段７とからなり、電圧比較変換手段の出力をアンテナコイル６の始端に印加することで電流量可変手段７によりアンテナコイル６を流れる電流量を増減させる。  【選択図】図１
2006270699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送受信用のアンテナと、前記アンテナを構成するアンテナコイルの始端の電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知手段の出力端の電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記電圧検知手段の出力端の電圧が前記所定の基準電圧以下かあるいは基準電圧より小さい場合に前記電圧検知手段の出力端の電圧を前記所定の基準電圧に変換する電圧比較変換手段と、前記アンテナコイルの終端に接続された電流量可変手段とからなり、前記電圧比較変換手段の出力を前記アンテナコイルの始端に印加することで前記電流量可変手段により前記アンテナコイルを流れる電流量を増減させることを特徴とする非接触型ＩＤ識別装置。
【請求項２】
送受信用のアンテナと、前記アンテナを構成するアンテナコイルの始端の電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知手段の出力端の電圧と所定の基準電圧とを比較する比較手段と、前記電圧検知手段の出力端の電圧が前記所定の基準電圧以下かあるいは基準電圧より小さい場合に前記電圧検知手段の出力端の電圧を前記所定の基準電圧に変換する電圧変換手段と、前記アンテナコイルの終端に接続された電流量可変手段とからなり、前記電圧比較変換手段の出力を前記アンテナコイルの始端に印加することで前記電流量可変手段により前記アンテナコイルを流れる電流量を増減させることを特徴とする非接触型ＩＤ識別装置。
【請求項３】
送受信用のアンテナと、前記アンテナを構成するアンテナコイルに流れる電流の大きさを検知し電圧に変換する電圧検知手段と、前記電圧検知手段の出力端の電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記電圧検知手段の出力端の電圧が前記所定の基準電圧以下かあるいは基準電圧より小さい場合に前記電圧検知手段の出力端の電圧を前記所定の基準電圧に変換する電圧比較変換手段と、前記アンテナコイルの終端に接続された電流量可変手段とからなり、前記電圧比較変換手段の出力を前記アンテナコイルの始端に印加することで前記電流量可変手段により前記アンテナコイルを流れる電流量を増減させることを特徴とする非接触型ＩＤ識別装置。
【請求項４】
送受信用のアンテナと、前記アンテナを構成するアンテナコイルに流れる電流の大きさを検知し電圧に変換する電圧検知手段と、前記電圧検知手段の出力端の電圧と所定の基準電圧とを比較する比較手段と、前記電圧検知手段の出力端の電圧が前記所定の基準電圧以下かあるいは基準電圧より小さい場合に前記電圧検知手段の出力端の電圧を前記所定の基準電圧に変換する電圧変換手段と、前記アンテナコイルの終端に接続された電流量可変手段とからなり、前記電圧比較変換手段の出力を前記アンテナコイルの始端に印加することで前記電流量可変手段により前記アンテナコイルを流れる電流量を増減させることを特徴とする非接触型ＩＤ識別装置。
【請求項５】
電流量可変手段がＰＩＮダイオードである請求項１乃至４いずれかに記載の非接触型ＩＤ識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁場における誘導結合を用いた非接触型ＩＤ識別システムにおいて、非接触型ＩＣカード（以下、ＩＣカードと記す）と電磁波を用いてデータの読取りおよび書込みを行う非接触型ＩＤ識別装置（以下、リーダライタと記す）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、鉄道の自動改札機や建物への入退出管理に非接触型ＩＣカードを用いたり、商品のトレーサビリティやスポーツ・レジャーの個人照合に非接触型ＩＣタグを用いたり、いわゆる非接触型ＩＤ識別システム（以下ＲＦＩＤシステムと記す）が導入されている。
【０００３】
このＲＦＩＤシステムでは、電磁結合あるいは電磁誘導の理論に基づいて、リーダライタ側のアンテナコイルとＩＣカード側のアンテナコイルが磁気的に結合し、データの読取り、書込みが行われる。
【０００４】
このようなＲＦＩＤシステムでは、リーダライタ側のアンテナコイルによる磁界内に、ＩＣカード側アンテナコイルが入ってくると相互インダクタンスを発生する。
【０００５】
この相互インダクタンスは、リーダライタ側アンテナコイルとＩＣカード側アンテナコイルとの距離により結合係数が変化し、送受信信号が急激に落ち込む状態、いわゆるヌルポイントを発生させ、読取りあるいは書込みが出来ないゾーン（以下、不読帯と記す）を発生することがあった。
【０００６】
従来技術では、この不読帯を解消するために、搬送波周波数から共振周波数を所定の値だけずらして設定する方法（例えば、特許文献１を参照）、リーダライタ側における送信回路のインピーダンスを切り換える方法が公開されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開２００３−６７６８９号公報
【特許文献２】特開２００３−３６４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の非接触型ＩＤ識別装置であれば、回路の複雑化それに伴い部品点数の増加により、サイズも大きくなりコストアップにつながっていた。
【０００８】
本発明は、不読帯が発生した際に、リーダライタのアンテナコイルに流れる電流または電圧変化を検出し、一定電流を供給出来るようにした非接触型ＩＤ識別装置であり、さらに簡単な回路で不読帯解消を可能とする非接触型ＩＤ識別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の非接触型ＩＤ識別装置は、上記課題を解決するために送受信用のアンテナと、前記アンテナを構成するアンテナコイルの始端の電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知手段の出力端の電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記電圧検知手段の出力端の電圧が前記所定の基準電圧以下かあるいは基準電圧より小さい場合に前記電圧検知手段の出力端の電圧を前記所定の基準電圧に変換する電圧比較変換手段と、前記アンテナコイルの終端に接続された電流量可変手段とを備えている。
【００１０】
また、本発明の非接触型ＩＤ識別装置は送受信用のアンテナと、前記アンテナを構成するアンテナコイルの始端の電圧を検知する電圧検知手段と、前記電圧検知手段の出力端の
電圧と所定の基準電圧とを比較する比較手段と、前記電圧検知手段の出力端の電圧が前記所定の基準電圧以下かあるいは基準電圧より小さい場合に前記電圧検知手段の出力端の電圧を前記所定の基準電圧に変換する電圧変換手段と、前記アンテナコイルの終端に接続された電流量可変手段とを備えている。
【００１１】
また、本発明の非接触型ＩＤ識別装置は送受信用のアンテナと、前記アンテナを構成するアンテナコイルに流れる電流の大きさを検知し電圧に変換する電圧検知手段と、前記電圧検知手段の出力端の電圧と所定の基準電圧とを比較し、前記電圧検知手段の出力端の電圧が前記所定の基準電圧以下かあるいは基準電圧より小さい場合に前記電圧検知手段の出力端の電圧を前記所定の基準電圧に変換する電圧比較変換手段と、前記アンテナコイルの終端に接続された電流量可変手段とを備えている。
【００１２】
また、本発明の非接触型ＩＤ識別装置は送受信用のアンテナと、前記アンテナを構成するアンテナコイルに流れる電流の大きさを検知し電圧に変換する電圧検知手段と、前記電圧検知手段の出力端の電圧と所定の基準電圧とを比較する比較手段と、前記電圧検知手段の出力端の電圧が前記所定の基準電圧以下かあるいは基準電圧より小さい場合に前記電圧検知手段の出力端の電圧を前記所定の基準電圧に変換する電圧変換手段と、前記アンテナコイルの終端に接続された電流量可変手段とを備えている。
【００１３】
これらの構成により前記電圧比較変換手段または前記電圧変換手段の出力を前記アンテナコイルの始端に印加することで前記電流量可変手段により前記アンテナコイルを流れる電流量を増減させることが出来、リーダライタ側アンテナコイルにＩＣカード側アンテナコイルが接近し、相互インダクタンスにより不読帯が発生しても前記アンテナコイルに一定電流を供給することにより不読帯解消が可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明はリーダライタにおいて、接近したＩＣカードの影響により不読帯が発生してもリーダライタ側アンテナコイルの電圧を検知し、あるいは電流を電圧に変換して電圧を検知し、基準電圧と比較し、基準電圧以下になればアンテナコイルに流れる電流を増加させるように直流バイアスを増加させ、アンテナコイルの終端に接続した電流量可変手段により電流量を一定に保ち、不読帯の解消を可能とする大きな効果を生み出す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１実施例について図１を参照して説明する。
【００１６】
１はリーダライタで２を信号源として、３の送信回路により搬送波（高周波）に信号を重畳して送信される。
【００１７】
４はリーダライタの送受信用アンテナコイル６とのマッチング回路で５は直流カットのコンデンサである。７は電流量可変手段である。
【００１８】
なお、電流量可変手段７は具体的には、例えばＰＩＮダイオードを使用する。
【００１９】
ダイオード８、抵抗９、１０およびコンデンサ１１で検波回路を構成しておりアンテナコイル６の始端の電圧を検出する電圧検知手段となっている。
【００２０】
１３は電圧比較変換手段でダイオード８、抵抗９，１０、コンデンサ１１等で構成された電圧検知手段の電圧と基準電圧１２との電圧を比較している。
【００２１】
高周波阻止用コイル１４と高周波阻止用コンデンサ１５は送信回路３より送出される高周波信号が電圧比較変換手段１３の出力に流れ込まないよう高周波を阻止するようにインピーダンスを構成している。
【００２２】
５０はＩＣカードでＩＣカード内のアンテナコイル５１および共振用コンデンサ５２、負荷変調を行うインピーダンス５３および負荷変調をスイッチするスイッチ５４で構成されている。
【００２３】
以上のように構成されたリーダライタについて、その動作を説明する。
【００２４】
リーダライタ１の送受信用アンテナコイル６の磁界内にＩＣカード側アンテナコイル５１が入ってくると相互インダクタンスを発生する。
【００２５】
この相互インダクタンスは、リーダライタ側アンテナコイル６とＩＣカード側アンテナコイル５１との距離により結合係数が変化し、送受信信号が急激に落ち込む状態、即ち不読帯を発生する。
【００２６】
このとき送信回路３より送出される搬送波の電圧あるいは電流に減少傾向の変化を生じる。実施の形態１ではアンテナコイル６の始端の電圧をダイオード８、抵抗９，１０およびコンデンサ１１で構成される電圧検知手段により電圧を検出し、電圧比較変換手段１３により基準電圧１２と比較を行い、基準電圧１２以下かあるいは基準電圧１２より小さい場合に電圧比較変換手段１３により直流バイアスを増加させるように働く。
【００２７】
そして、アンテナコイル６の始端に印加することで電流量可変手段７によりアンテナコイル６に流れる電流を増加させることが可能となる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態１によれば不読帯が発生しても、アンテナコイル６の始端の電圧を検出し、基準電圧１２との比較を１つの構成で行うことが可能で、所定の電圧へ変換し、電流量可変手段７によりアンテナコイル６に流れる電流を一定に保つことが可能となり、不読帯の発生を解消出来る。
【００２９】
（実施の形態２）
以下、本発明の第２実施例について図２を参照して説明する。
【００３０】
本実施の形態２において実施の形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３１】
図２において、１６はアンテナコイル６の始端の電圧を検知する電圧検知手段で、電圧検知用ダイオード１７、電圧検知用コンデンサ１８を使って電圧を検知する。次に、この検出された電圧を比較手段１９に入力し、基準電圧１２と電圧比較を行う。次に、電圧変換手段２０により電圧検知手段１６の出力端の電圧が所定の基準電圧１２以下かあるいは基準電圧１２より小さい場合に電圧検知手段１６の出力端の電圧を所定の基準電圧１２に変換し、アンテナコイル６の始端に印可する。このことにより電流量可変手段７によりアンテナコイル６に流れる電流を一定に保つことが可能となり、不読帯の発生を解消出来る。
【００３２】
なお、電流量可変手段７は具体的には、例えばＰＩＮダイオードを使用する。
【００３３】
以上のように、本実施の形態２によれば不読帯が発生しても、電圧検知手段１６，比較
手段１９、電圧変換手段２０および電流量可変手段７によりアンテナコイル６に流れる電流を一定に保つことが可能となり、不読帯の発生を解消出来る。
【００３４】
（実施の形態３）
以下、本発明の第３実施例について図３を参照して説明する。
【００３５】
本実施の形態３において実施の形態１および実施の形態２と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３６】
図３において、２３はアンテナコイル６に流れる電流の大きさを電圧検知用抵抗２４，２５、電圧検知用ダイオード２６，２７および電圧検知用コンデンサ２８を使用して検知し、電圧に変換する電圧検知手段である。次に、電圧比較変換手段１３により基準電圧１２と比較を行い、基準電圧１２以下かあるいは基準電圧１２より小さい場合に電圧比較変換手段１３により直流バイアスを増加させるように働く。
【００３７】
そして、アンテナコイル６の始端に印加することで電流量可変手段７によりアンテナコイル６に流れる電流を増加させることが可能となる。
【００３８】
なお、電流量可変手段７は具体的には、例えばＰＩＮダイオードを使用する。
以上のように、本実施の形態３によればより精度の高い電圧検出が可能となり不読帯が発生しても、基準電圧１２との比較を１つの構成で行うことが可能で所定の電圧へ変換し、電流量可変手段７によりアンテナコイル６に流れる電流を一定に保つことが可能となり、不読帯の発生を解消出来る。
【００３９】
（実施の形態４）
以下、本発明の第４実施例について図４を参照して説明する。
【００４０】
本実施の形態４において実施の形態１乃至実施の形態３と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００４１】
図４において、２３はアンテナコイル６に流れる電流の大きさを電圧検知用抵抗２４，２５、電圧検知用ダイオード２６，２７および電圧検知用コンデンサ２８を使用して検知し、電圧に変換する電圧検知手段である。次に、この検出された電圧を比較手段１９に入力し、基準電圧１２と電圧比較を行う。次に、電圧変換手段２０により前記電圧検知手段１６の出力端の電圧が前記所定の基準電圧１２以下かあるいは基準電圧１２より小さい場合に前記電圧検知手段２３の出力端の電圧を前記所定の基準電圧１２に変換し、アンテナコイル６の始端に印可する。
【００４２】
このことにより電流量可変手段７によりアンテナコイル６に流れる電流を一定に保つことが可能となり、不読帯の発生を解消出来る。
【００４３】
なお、電流量可変手段７は具体的には、例えばＰＩＮダイオードを使用する。
以上のように、本実施の形態４によればより精度の高い電圧検出が可能となり不読帯が発生しても、電圧検知手段２３，比較手段１９、電圧変換手段２０および電流量可変手段７によりアンテナコイル６に流れる電流を一定に保つことが可能となり、不読帯の発生を解消出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の非接触型ＩＤ識別装置は、従来の回路構成よりもはるかに簡単な回路構成により不読帯の解消が可能となり部品点数の削減、しいてはコストダウンや小型化につなげるこ
とが可能となるので、非接触型ＩＤ識別装置などに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のリーダライタおよびＩＣカードの実施の形態１おける構成図
【図２】本発明のリーダライタおよびＩＣカードの実施の形態２おける構成図
【図３】本発明のリーダライタおよびＩＣカードの実施の形態３おける構成図
【図４】本発明のリーダライタおよびＩＣカードの実施の形態４おける構成図
【符号の説明】
【００４６】
１・リーダライタ
２・信号源
３・送信回路
４・マッチング回路
５・直流カット用コンデンサ
６・リーダライタ側アンテナコイル
７・電流量可変手段
８・電圧検知用ダイオード
９・電圧検知用抵抗
１０・電圧検知用抵抗
１１・電圧検知用コンデンサ
１２・基準電圧
１３・電圧比較変換手段
１４・高周波阻止用コイル
１５・高周波阻止用コンデンサ
１６・電圧検知手段
１７・電圧検知用ダイオード
１８・電圧検知用コンデンサ
１９・比較手段
２０・電圧変換手段
２１・電圧変換用抵抗
２２・電圧変換用抵抗
２３・電圧検知手段
２４・電圧検知用抵抗
２５・電圧検知用抵抗
２６・電圧検知用ダイオード
２７・電圧検知用ダイオード
２８・電圧検知用コンデンサ
５０・ＩＣカード
５１・ＩＣカード側アンテナコイル
５２・ＩＣカード側共振用コンデンサ
５３・負荷変調用インピーダンス
５４・負荷変調用スイッチ      
【図１】
2006270699.tif 000003
【図２】
2006270699.tif 000004
【図３】
2006270699.tif 000005
【図４】
2006270699.tif 000006