(57)【要約】【課題】内部ノイズの影響の低減と通信可能距離の長さを常にバランスよく両立させるようなオペアンプ等の変換器の設定を可能にする。【解決手段】リーダーライター１は、搬送波出力回路２から出力された搬送波信号を送信すると共に、副搬送波信号を受信するアンテナ６と、搬送波信号及び副搬送波信号を受信信号として入力して、この受信信号の包絡線に対応するアナログ信号を出力する包絡線検波部７と、基準電圧Ｖｒｅｆを出力する電圧レベル設定部１０と、基準電圧Ｖｒｅｆ及び上記アナログ信号が入力される変換器８と、変換器８の出力を規定の閾値Ｖｔｈと比較して、ディジタル信号を出力するＡ／Ｄ変換回路１０及びトランジスター（スイッチング素子）１１とを備える。電圧レベル設定部１０は、基準電圧Ｖｒｅｆのレベルを変更して設定し、当該設定した基準電圧Ｖｒｅｆを変換器８に出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波信号を出力する搬送波出力回路と、
前記搬送波出力回路から出力された搬送波信号を送信すると共に、副搬送波信号を受信するアンテナと、
前記搬送波出力回路から出力された搬送波信号及び前記アンテナで受信された副搬送波信号を受信信号として入力して、この受信信号の包絡線に対応するアナログ信号を出力する検波部と、
基準電圧と、前記検波部から入力されるアナログ信号とを比較して、当該アナログ信号が前記基準電圧以上の場合にディジタル信号を出力するディジタル信号出力部と、
前記基準電圧のレベルを変更して設定し、当該設定した前記基準電圧を前記ディジタル信号出力部に出力する電圧レベル設定部と、を備えるリーダーライター。
【請求項２】
前記ディジタル信号出力部は、
前記アナログ信号が前記基準電圧以上の場合に電圧信号を出力する変換器と、
前記変換器から前記電圧信号が閾値以上の場合にディジタル信号を出力するスイッチング素子と、を備える請求項１に記載のリーダーライター。
【請求項３】
前記電圧レベル設定部は、外部からの指示に応じて前記基準電圧のレベルを変更して設定する請求項１又は請求項２に記載のリーダーライター。
【請求項４】
前記電圧レベル設定部は、手動操作に応じて前記基準電圧のレベルを変更して設定する請求項１又は請求項２に記載のリーダーライター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タグとの間でデータ通信を行うリーダーライターに関し、特に受信信号を復調するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
リーダーライターとしては、データに応じて変調された搬送波信号をアンテナからタグに向けて送信し、当該タグから受信した受信信号を復調してデータを生成するものが提案されている。（特許文献１を参照）。また、特許文献２には、無線タグからの信号を受信する受信アンテナにより外来ノイズを捕捉して、外来ノイズのレベルを検出し、例えば外来ノイズのレベルの時間変化に基づいて、無線タグとの無線通信が可能な期間を特定し、特定された期間において無線通信を実行する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９３７８０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１４９８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、リーダーライターでは、タグからの受信信号のレベルが微小なため、受信信号に対するリーダーライターの内部に発生したノイズの影響が課題となる。つまり、リーダーライターとしては、微小なレベルの受信信号を変換器等を備えるディジタル信号出力部に入力させて、当該受信信号を正確にディジタル信号に変換するために、受信信号と比較する基準電圧の値を低い値にすることが考えられるが、この場合、変換器はノイズの影響を受けやすい。一方、基準電圧の値を比較的高い値に設定すると、ノイズの影響は低減されるが、微小なレベルの受信信号に対応しにくくなるため、リーダーライターとタグの間の通信可能距離が短くなる。
【０００５】
また、上記ノイズは、リーダーライター周辺のノイズ源に応じて多様に変化する。このため、ノイズの影響の低減と通信可能距離の長さを常にバランスよく両立させるディジタル信号出力部が必要になる、という課題を有する。しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の技術は、いずれも当該課題を解決するものではない。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みなされたものであり、ディジタル信号出力部が、ノイズの影響の低減と通信可能距離の長さを常にバランスよく両立可能となるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一局面に係るリーダーライターは、搬送波信号を出力する搬送波出力回路と、前記搬送波出力回路から出力された搬送波信号を送信すると共に、副搬送波信号を受信するアンテナと、前記搬送波出力回路から出力された搬送波信号及び前記アンテナで受信された副搬送波信号を受信信号として入力して、この受信信号の包絡線に対応するアナログ信号を出力する検波部と、基準電圧と、前記検波部から入力されるアナログ信号とを比較して、当該アナログ信号が前記基準電圧以上の場合にディジタル信号を出力するディジタル信号出力部と、前記基準電圧のレベルを変更して設定し、当該設定した前記基準電圧を前記ディジタル信号出力部に出力する電圧レベル設定部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ディジタル信号出力部が、ノイズの影響の低減と通信可能距離の長さを常にバランスよく両立して、アンテナで受信した副搬送波信号を正確にディジタル信号に変換して出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のリーダーライターの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】電圧レベル設定部から出力される基準電圧、耐ノイズ性、及び通信可能距離の関係を概念的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明のリーダーライターの一実施形態を示すブロック図である。本実施形態のリーダーライター１は、パッシブ型又はアクティブ型のタグＴＧとの間でデータ通信を行うものであり、データに応じて搬送波信号を変調して、この変調された搬送波信号をタグＴＧに送信し、タグＴＧから受信した副搬送波信号を復調して、データを生成する。同様に、タグＴＧでも、データに応じて副搬送波信号を変調して、この変調された副搬送波信号をリーダーライター１に送信したり、リーダーライター１から受信した搬送波信号を復調して、データを生成したりする。ここでは、副搬送波信号の周波数が搬送波信号の周波数とは異なるものとするが、副搬送波信号の周波数が搬送波信号の周波数と同一であっても、つまりリーダーライター１及びタグＴＧが同一周波数の搬送波信号を送受信しても構わない。
【００１２】
図１に示すようにリーダーライター１は、搬送波出力回路２、アンテナ６、包絡線検波部７、変換器８、Ａ／Ｄ変換回路９、電圧レベル設定部１０、及び各コンデンサＣ１、Ｃ２等を備えて構成されている。なお、変換器８及びＡ／Ｄ変換回路９が、特許請求の範囲におけるディジタル信号出力部の一例となる。
【００１３】
搬送波出力回路２は、搬送波生成部３、増幅器４、及び搬送波制御部５を含んでいる。搬送波生成部３は、規定周波数の搬送波信号を生成して出力する。尚、変換器８は、オペアンプやコンパレーターを適用可能である。また、増幅器４は、トランジスター、インバーター、オペアンプ等が適用可能である。
【００１４】
増幅器４は、搬送波生成部３からの搬送波信号を増幅して出力する。搬送波制御部５は、増幅器４の増幅オンオフを制御する。また、搬送波制御部５は、外部から入力したデータに応じて増幅器４の増幅率を制御して、増幅器４から出力される搬送波信号を変調する。
【００１５】
アンテナ６は、送受信兼用であり、増幅器４から出力された搬送波信号を送信すると共に、タグＴＧから送信されて来た副搬送波信号を受信する。
【００１６】
包絡線検波部７は、増幅器４により増幅された搬送波信号及びアンテナ６で受信された副搬送波信号を受信信号として受け入れて、この受信信号の包絡線に対応するアナログ信号を出力する。
【００１７】
増幅器４から出力された搬送波信号及びアンテナ６で受信された副搬送波信号は、コンデンサＣ１を介して包絡線検波部７に入力される。包絡線検波部７は、例えば倍電圧回路で構成され、搬送波信号及び副搬送波信号を受信信号として入力して、この受信信号の包絡線を抽出し、この包絡線に対応するアナログ信号を出力する。
【００１８】
包絡線検波部７から出力された包絡線に対応するアナログ信号の高周波成分（包絡線の立ち上がり及び立下りに対応する信号）は、コンデンサＣ２を通じて変換器８に入力される。変換器８の一対の入力端子には、その包絡線の立ち上がり及び立下りに対応する信号ｓｉと、電圧レベル設定部１０で生成された基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。すなわち、電圧レベル設定部１０は、基準電圧Ｖｒｅｆのレベルを変更して設定し、当該設定した基準電圧Ｖｒｅｆを変換器８に出力する。変換器８の出力端子からは、上記アナログ信号が基準電圧Ｖｒｅｆ以上の場合に、包絡線の立ち上がり及び立下りに対応する電圧信号ｓｏが出力される。なお、電圧信号ｓｏは、リーダーライター１の正常動作時には、トランジスター（特許請求の範囲におけるスイッチング素子の一例）１１の閾値電圧Ｖｔｈよりも高い値となるように設定されている。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換回路９は、例えば、トランジスター１１及び抵抗１２からなるエミッタ接地回路である。トランジスター１１のベースには、変換器８からの電圧信号ｓｏが入力されている。トランジスター１１は、電圧信号ｓｏのレベルが閾値電圧Ｖｔｈ未満のときにトランジスター１１はオフとなり、電圧信号ｓｏのレベルが閾値電圧Ｖｔｈ以上のときにオンとなる。これにより、Ａ／Ｄ変換回路９からは、包絡線に対応するディジタル信号Ｄｇが出力される。
【００２０】
ここで、リーダーライター１では、リーダーライター１とタグＴＧの間のデータ通信の開始時に、搬送波制御部５が、増幅器４を増幅オフから増幅オンに切り替えて、増幅器４から無変調の搬送波信号を出力させる。この無変調の搬送波信号は、アンテナ６から送信される。この搬送波信号（電波）は、タグＴＧのアンテナで受信されて、この搬送波信号の電力によりタグＴＧがプリチャージされ、タグＴＧが動作可能な状態となる。
【００２１】
この後、リーダーライター１では、搬送波制御部５が、外部から入力したデータに応じて増幅器４の増幅オンオフを制御して、増幅器４から出力される搬送波信号を変調する。この変調された搬送波信号は、アンテナ６から送信される。タグＴＧでは、この搬送波信号（電波）がアンテナで受信されて復調され、データを示すディジタル信号が生成される。
【００２２】
また、リーダーライター１では、タグＴＧからのデータを受信する期間に、搬送波制御部５が増幅器４から無変調の搬送波信号を出力させ、この無変調の搬送波信号がアンテナ６から送信される。タグＴＧでは、該タグＴＧ側のアンテナでの搬送波信号（電波）の反射、該アンテナの負荷制御などにより、リーダーライター１へと送信すべきデータに応じて変調された副搬送波信号が生成され、この副搬送波信号がリーダーライター１に向けて送信される。
【００２３】
リーダーライター１では、増幅器４から出力された無変調の搬送波信号及びタグＴＧで変調されてアンテナ６で受信された副搬送波信号が、コンデンサＣ１を介して包絡線検波部７に入力される。包絡線検波部７は、これらの搬送波信号及び副搬送波信号を受信信号として入力し、この受信信号の包絡線を抽出して、この包絡線に対応するアナログ信号を出力する。このとき、増幅器４から出力された搬送波信号が無変調であり、アンテナ６で受信された副搬送波信号が変調されているので、その包絡線がアンテナ６で受信された副搬送波信号のレベル変化に対応するものとなる。そして、この包絡線に対応するアナログ信号の高周波成分、つまり副搬送波信号の包絡線の立ち上がり及び立下りに対応する信号ｓｉが、コンデンサＣ２を通じて変換器８に加えられる。更に、包絡線の立ち上がり及び立下りに対応するに対応する電圧信号ｓｏが、変換器８からＡ／Ｄ変換回路９へと加えられ、Ａ／Ｄ変換回路９からは、タグＴＧからのデータを示すディジタル信号Ｄｇが出力される。
【００２４】
ところで、リーダーライター１においては、例えば搬送波出力回路２でノイズが発生すると、このノイズが搬送波信号と共に出力される。そして、このノイズが搬送波信号及び副搬送波信号からなる受信信号に重畳されて包絡線検波部７に加えられるので、包絡線検波部７の出力にはノイズが含まれることとなる。このとき、アンテナ６で受信された副搬送波信号のレベルが微小であって、包絡線検波部７から出力された包絡線に対応するアナログ信号のレベルも微小であるため、アナログ信号がノイズの影響を受ける。
【００２５】
また、搬送波出力回路２に発生するノイズのレベルは、電磁ノイズを発生する電源回路やモーターなどのノイズ源がリーダーライター１の周辺に存在するかどうかによっても大きく変動する。
【００２６】
そして、このノイズの影響によりＡ／Ｄ変換回路９から出力されたディジタル信号Ｄｇに誤りが生じると、データエラーとなって、データの送受信のリトライ処理が繰り返される。
【００２７】
そこで、本実施形態のリーダーライター１では、電圧レベル設定部１０により、変換器８の一方の入力端子に加えられる基準電圧Ｖｒｅｆを適宜変更して設定可能とされている。電圧レベル設定部１０により基準電圧Ｖｒｅｆを適宜変更して設定することで、多様なノイズの影響を適宜抑えることが可能な基準電圧Ｖｒｅｆの値を選択して用いることが可能になる。なお、電圧レベル設定部１０は、基準電圧Ｖｒｅｆが一旦設定されると、次に他の値の基準電圧Ｖｒｅｆが設定されるまでは、同値の基準電圧Ｖｒｅｆを変換器８に対して出力する。
【００２８】
なお、上記実施形態では、Ａ／Ｄ変換回路９により、変換器８から出力される電圧信号ｓｏのレベルが閾値電圧Ｖｔｈ未満のときにトランジスター１１がオフとなり、電圧信号ｓｏのレベルが閾値電圧Ｖｔｈ以上のときにトランジスター１１がオンとなるようにしているため、変換器８に入力される基準電圧Ｖｒｅｆが適宜変更されることで変換器８から出力される電圧信号ｓｏが不安定になった場合でも、Ａ／Ｄ変換回路９から、包絡線に対応する正確なディジタル信号Ｄｇが出力される。
【００２９】
一般に、リーダーライターとしては、微小なレベルのタグからの受信信号をオペアンプに入力させて、当該受信信号を正確にディジタル信号に変換するためには、受信信号と比較する基準電圧Ｖｒｅｆの値は低い値とされる。しかしながらこの場合、オペアンプはノイズの影響を受けやすい。一方、基準電圧Ｖｒｅｆの値を比較的高い値に設定すると、ノイズの影響は低減されるが、微小なレベルの上記受信信号に対応しにくくなるため、リーダーライターとタグの間の通信可能距離が短くなる。
【００３０】
これに対して、上記実施形態によれば、変換器８及びＡ／Ｄ変換回路９が、ノイズの影響の低減とタグＴＧとの通信可能距離の長さを常にバランスよく両立して、アンテナ６で受信した副搬送波信号を正確にディジタル信号に変換して出力することができる。
【００３１】
図２は、基準電圧Ｖｒｅｆ、耐ノイズ性、及び通信可能距離の関係を概念的に示すグラフである。この図２のグラフから明らかなように基準電圧Ｖｒｅｆが大きくなる程、通信可能距離が短くなって、耐ノイズ性が向上する。逆に、基準電圧Ｖｒｅｆが小さくなる程、通信可能距離が長くなって、耐ノイズ性は低下する。
【００３２】
本実施形態においては、例えば電圧レベル設定部１０が、ＣＰＵ等の外部からの入力に応じて基準電圧Ｖｒｅｆを昇降させて、通信可能距離及び耐ノイズ性をバランスよく調節する。この場合は、基準電圧Ｖｒｅｆを随時増減させることができるため、ノイズ源が作動して、ノイズのレベルが高くなったときに、電圧レベル設定部１０がＣＰＵ等の外部からの入力に応じて基準電圧Ｖｒｅｆを高くして、耐ノイズ性を増大させる。またノイズ源が停止して、ノイズのベルが低くなったときに、電圧レベル設定部１０がＣＰＵ等の外部からの入力に応じて基準電圧Ｖｒｅｆを低くして、通信可能距離を長くする。
【００３３】
また、電圧レベル設定部１０として、図略の操作部の操作により基準電圧Ｖｒｅｆが調節されるものを適用することもできる。この場合は、リーダーライター１がノイズ源の近くに配置されたときに、電圧レベル設定部１０の基準電圧Ｖｒｅｆを高く調節して、耐ノイズ性を増大させ、またリーダーライター１がノイズ源から離れて配置されたときに、電圧レベル設定部１０の基準電圧Ｖｒｅｆを低く調節して、通信可能距離を長くすることができる。
【００３４】
これに対して従来は、変換器８の一方の入力端子に加えられる基準電圧Ｖｒｅｆが固定されていたので、通信可能距離が十分であっても、耐ノイズ性が不足したり、逆に耐ノイズ性が十分であっても、通信可能距離が不足したりすることがあった。
【００３５】
本実施形態に係るリーダーライター１によれば、ノイズ環境に応じて、ノイズの影響の低減と通信可能距離の長さとがバランスよく両立されたクロスポイントを導くことができる基準電圧Ｖｒｅｆを設定することが可能である。
【００３６】
なお、図１及び図２を用いて説明した構成及び処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成及び処理に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００３７】
１      リーダーライター
２      搬送波出力回路
３      搬送波生成部
４      増幅器
５      搬送波制御部
６      アンテナ
７      包絡線検波部
８      変換器
９      Ａ／Ｄ変換回路
１０    電圧レベル設定部
１１    トランジスター
１２    抵抗
ＴＧ    タグ
【図１】
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【図２】
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