(57)【要約】 【課題】  小型、軽量で、かつＭＣＵの電源起動時において、電源容量が小さい場合にも安定した起動が可能なアクティブ型無線タグを提供すること。【解決手段】  ＭＣＵ４と、リチウムイオン電池１とＤＣ−ＤＣコンバーター２からなる電源と、無線部５、アンテナ６とで構成される通信部と、ＬＥＤ、モーター等のアクチュエータ７とを具備しており、上記電源投入時にＭＣＵ４の電源電圧がＭＣＵ４の最小動作電圧以上の一定の基準電圧まで上昇し、さらに一定時間経過した後にＭＣＵ４のリセット信号を入力する手段として電圧検出器３と遅延回路１３を備えている。【選択図】  図１
2008059516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＣＵ（マイクロコントローラユニット）と電源とを具備したアクティブ型無線タグにおいて、前記電源投入時に前記ＭＣＵの電源電圧が該ＭＣＵの動作電圧の下限値以上の一定の基準電圧まで上昇し、さらに一定時間経過した後に前記ＭＣＵのリセット信号を入力する手段を備えることを特徴とするアクティブ型無線タグ。
【請求項２】
前記一定時間経過した後に前記ＭＣＵのリセット信号を入力する手段として、前記ＭＣＵの電源電圧の前記基準電圧への到達を検出して電圧到達信号を出力する電圧検出器と、前記電圧到達信号を一定時間遅延させてリセット信号として出力するための発振回路とカウンター回路とで構成されタイマー機能を持つ遅延回路とを備えることを特徴とする請求項１記載のアクティブ型無線タグ。
【請求項３】
前記電圧検出器には前記遅延回路が一体に内蔵されていることを特徴とする請求項２記載のアクティブ型無線タグ。
【請求項４】
前記遅延回路の遅延時間が２μｓ以上で、かつ２００ｍｓ以下に設定されていることを特徴とする請求項２または３記載のアクティブ型無線タグ。
【請求項５】
アクチュエータとしてＬＥＤまたはモーターまたはサウンダの少なくとも１つ以上を有し、前記電源はリチウムイオン電池で構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアクティブ型無線タグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブ型無線タグに関し、特にその構成とリセット方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
所定の情報が記憶された無線タグからリーダーライターにより非接触にて情報の読み出し、書き込みを行うＲＦＩＤ（Radio  Frequency  Identification）システムは、特許文献１に示されるように、商品の流通、管理や検査等の様々な分野において利用されている。
【０００３】
電源を持たないパッシブ型無線タグは、リーダーライターから送信される電磁波により誘導された起電力を用いて通信するため、通信可能距離が非常に短い。そのため、通信距離を必要とする場合は電源を持ったアクティブ型無線タグを使用する。ここで、無線タグは物品に装着されて使用されるために小型、軽量が求められ、且つ安価である必要がある。そのため、電源を持ったアクティブ型無線タグであっても回路規模や電源容量をできるだけ小さくする必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−８５９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のアクティブ型無線タグの基本的なブロック構成を図６に示す。図６に示すように、通信部１５と、自分のＩＤを記憶し、かつ通信等を制御するＭＣＵ（マイクロコントローラユニット）１４と、これらの動作に必要な電源を供給する電源部１２とに大別できる。ここで、一般的に使用されるＭＣＵ１４にはパワーオンリセット機能が内蔵され、電源投入後、ＭＣＵ１４の電源電圧が動作電圧の下限値（最小動作電圧）に到達するとＭＣＵ１４を一旦初期化するためのリセット動作を自動的に開始する。このため、無線タグの電源容量が小さい場合、このリセット動作が負荷となり、電源電圧が再度最小動作電圧を下回る状態が発生し、誤動作を引き起こす可能性がある。
【０００６】
図７は電源容量の違いによる電源電圧の立ち上がり時間の差をしめす。無線タグを小型、軽量にするため電源容量を小さくするほど、一旦電源電圧が減少して上記最小動作電圧を下回った場合、最小動作電圧に回復するまでの復帰時間がかかるので誤動作を生ずる可能性が高くなり影響は大きい。
【０００７】
また、最近では図６に示すように無線タグにＬＥＤやモーター等のアクチュエータ１７を搭載し、ＩＤを送信するだけでなく上記アクチュエータを動作させ無線タグの位置を人間の五感のいずれかを通して伝える無線タグが開発されている。しかし、アクチュエータ１７を搭載することにより、アクチュエータ１７とＭＣＵ１４の起動が同期する場合ではアクチュエータ１７が電力を消費するため電源１２の立ち上がりが更に遅くなり、ＭＣＵ１４の誤作動を引き起こす可能性がさらに高まってしまう。
【０００８】
従って、本発明の課題は、小型、軽量で、かつＭＣＵの電源起動時において、電源容量が小さい場合にも安定した起動が可能なアクティブ型無線タグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明のアクティブ型無線タグは、ＭＣＵと電源とを具備したアクティブ型無線タグにおいて、該アクティブ型無線タグの前記電源投入時に前記ＭＣＵの電源電圧が該ＭＣＵの動作電圧の下限値以上の一定の基準電圧まで上昇し、さらに一定時間経過した後に前記ＭＣＵのリセット信号を入力する手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、前記一定時間経過した後に前記ＭＣＵのリセット信号を入力する手段として、前記ＭＣＵの電源電圧の前記基準電圧への到達を検出して電圧到達信号を出力する電圧検出器と、前記電圧到達信号を一定時間遅延させてリセット信号として出力するための発振回路とカウンター回路とで構成されタイマー機能を持つ遅延回路を備えていてもよい。
【００１１】
前記電圧検出器には前記遅延回路が一体に内蔵されていることが望ましい。
【００１２】
また、前記遅延回路の遅延時間が２μｓ以上で、かつ２００ｍｓ以下に設定されていることが望ましい。
【００１３】
また、アクチュエータとしてＬＥＤまたはモーターまたはサウンダの少なくとも１つ以上を有し、前記電源はリチウムイオン電池で構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、ＭＣＵがパワーオンリセット機能によりリセットしたとしても、その後ＭＣＵの電源電圧がＭＣＵの動作電圧の下限値以上の一定の基準電圧まで上昇し、さらに一定時間経過し通信部やアクチュエータ等の他のブロックの起動が終了して誤動作の可能性がなくなった状態で再びＭＣＵのリセット信号を入力してリセットすることにより、安定した起動を行うことができる。
【００１５】
さらに具体的には、電源電圧の基準電圧への到達を検出する電圧検出器と、発振回路とカウンタタイマを使用した遅延回路により上記の一定時間の遅延を得ることができる。抵抗、コンデンサを用いても遅延回路を構成できるが、遅延時間を長くするにはコンデンサの容量を大きくする必要があり、コンデンサのサイズが大きくなってしまうため、物品等に装着可能な小型、軽量な無線タグを実現することが困難となる。本発明ではさらに発振回路とカウンタタイマを使用した遅延回路を内蔵した電圧検出器を使用することができ、より小型の無線タグが実現可能となる。
【００１６】
以上のように、ＭＣＵのパワーオンリセット機能の有無に関わらず、また、無線タグにアクチュエータであるＬＥＤ、モーター、サウンダを搭載したアクティブ型無線タグを実現する際も誤動作なく安定に起動を行うことができる小型のアクティブ型無線タグが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明によるアクティブ型無線タグの一実施の形態を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態のアクティブ型無線タグは、ＭＣＵ４と、リチウムイオン電池１とＤＣ−ＤＣコンバーター２からなる電源と、無線部５、アンテナ６とで構成される通信部、ＬＥＤ、モーター等のアクチュエータ７とを具備しており、上記電源投入時にＭＣＵ４の電源電圧がＭＣＵ４の最小動作電圧以上の一定の基準電圧まで上昇し、さらに一定時間経過した後にＭＣＵ４のリセット信号を入力する手段として電圧検出器３と遅延回路１３を備えている。
【００１９】
図２は、本実施の形態のアクティブ型無線タグのＭＣＵ４の電源電圧の立ち上がり時間変化とリセット信号の発生の関係を示す図であり、図２に示すように、電源電圧が上記基準電圧まで上昇し、さらに２μｓ〜２００ｍｓの間の一定時間経過した後にＭＣＵ４のリセット信号を発生させるために、ＭＣＵ４の電源電圧の前記基準電圧への到達を検出して電圧到達信号を出力する電圧検出器３と、前記電圧到達信号を一定時間遅延させてリセット信号として出力するための発振回路とカウンター回路とで構成されタイマー機能を持つ遅延回路１３とを備えている。
【００２０】
電源電圧が基準電圧まで上昇しさらに通信部やアクチュエータの起動が終了して安定するまで遅延回路１３によりリセット動作を遅延させることで、誤動作無く起動できるアクティブ型無線タグが実現できる。この時、基準電圧値としては、ＭＣＵ４の規模等にも関係するが、ＭＣＵ４が１６ビットＭＣＵで１０μＦ程度のバイパスコンデンサを設置した場合、最小動作電圧から２０％程度大きい電圧値が最適である。また、遅延時間は、電源容量に関係するが、ＭＣＵ４が１６ビットＭＣＵで１０μＦ程度のバイパスコンデンサを設置した場合、最小２μｓ程度の遅延時間でもリセット信号を遅延させた効果が確認でき、また最大遅延時間は、ＭＣＵ他の回路動作速度で制限されるが、２００ｍｓ程度が実現性や応答時間などを考慮して妥当であると思われる。
【００２１】
図３は、本実施の形態のアクティブ型無線タグを利用した通信システムの構成の一例を示す構成図であり、コンピュータ１０に接続されたリーダーライター９とアクティブ型無線タグ８との間で通信が行われる。
【００２２】
図１に示すように、ＭＣＵ４は、本アクティブ型無線タグのＩＤやディジタルデータを記憶し、通信時に無線部５の制御を行ない、またアクチュエータ７の制御を行う。また、無線部５は、アンテナ６を介してＭＣＵ４からのディジタルデータ信号を無線でリーダーライター９（図３）に送信するものである。さらに、電源部を構成するリチウムイオン電池１、ＤＣ−ＤＣコンバーター２は、電圧検出器３、遅延回路１３、ＭＣＵ４、無線部５およびアクチュエータ７を駆動させるための電源を供給する。
【００２３】
図４は、本実施の形態のアクティブ型無線タグの構成の一例を示す斜視図である。図４に示すように、本構成の外形寸法は、幅寸法ａが４４ｍｍ、奥行き寸法ｂが６５ｍｍ、高さ寸法ｃが１１ｍｍであり、幅寸法５４ｍｍ、奥行き寸法８５．５ｍｍの一般的なカードサイズより小型である。本構成では、電圧検出器３として遅延回路１３を内蔵した電圧検出器を用いている。具体的にはセイコーインスツル株式会社製Ｓ−８０１シリーズのＩＣを用いることができる。この場合遅延時間は２００ｍｓと設定されている。図５にその詳細回路図を示す。ＶＤＤ端子にＤＣ−ＤＣコンバータ２からの電源が接続され、ＯＵＴ端子より遅延したリセット信号が得られる。すなわち、図５の回路図中の遅延回路に入力される電圧到達信号が遅延回路により遅延され、処理されてＯＵＴ端子より出力される。ＭＣＵ４の最小動作電圧は１．８Ｖ程度であり、基準電圧としては２．１〜２．３Ｖ程度に設定される。また、本構成ではリチウムイオン電池１としては、電源容量が３００ｍＡｈと小さい小型のリチウムイオン電池を用いた。ここで、リチウムイオン電池を用いていることからこのアクティブ型無線タグはリチャージャブルである。
【００２４】
また、アクチュエータとしてＭＣＵ４にＬＥＤ１１（図４）が接続され制御される。この場合、電源容量が小さいため、電源投入時にＬＥＤ１１も電力を消費するので電源の立ち上がりが遅くなるが、上述のようにＭＣＵ４に遅延回路内蔵の電圧検出器が接続され安定な状態で再リセットされるため誤動作が起きない。
【００２５】
以上のように、本発明のアクティブ型無線タグは、小型、軽量で、かつ電源容量が小さい場合にも安定した起動が可能なアクティブ型無線タグが得られる。
【００２６】
なお、本発明は、上記実施の形態や構成例に限定されるものではないことは言うまでもない。例えば、ＭＣＵの電源電圧がＭＣＵの動作電圧の下限値以上の一定の基準電圧まで上昇し、さらに一定時間経過した後にＭＣＵのリセット信号を入力する手段としては、同様な機能を得ることができるものであれば上記構成例の回路以外の回路を使用することができ、また基準電圧の値も、通信部やアクチュエータ、電源部の容量などに応じて最適な値を選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるアクティブ型無線タグの一実施の形態を示すブロック図。
【図２】本実施の形態のアクティブ型無線タグのＭＣＵの電源電圧の立ち上がり時間変化とリセット信号の発生の関係を示す図。
【図３】本実施の形態のアクティブ型無線タグを利用した通信システムの構成の一例を示す構成図。
【図４】本実施の形態のアクティブ型無線タグの構成の一例を示す斜視図。
【図５】本構成に用いる遅延回路内蔵の電圧検出器の詳細回路図。
【図６】従来のアクティブ型無線タグの基本的なブロック構成図。
【図７】電源容量の違いによる電源電圧の立ち上がり時間の差を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１    リチウムイオン電池
２    ＤＣ−ＤＣコンバーター
３    電圧検出器
１３    遅延回路
４、１４    ＭＣＵ
５    無線部
６    アンテナ
７、１７    アクチュエータ
８    アクティブ型無線タグ
９    リーダーライター
１０    コンピュータ
１１    ＬＥＤ
１２    電源部
１５    通信部
【図１】
2008059516.tif 000003
【図２】
2008059516.tif 000004
【図３】
2008059516.tif 000005
【図４】
2008059516.tif 000006
【図５】
2008059516.tif 000007
【図６】
2008059516.tif 000008
【図７】
2008059516.tif 000009