(57)【要約】【課題】内部メモリ内の情報以外の情報を通信可能とする無線型伝送装置を提供する。【解決手段】符号化回路１２９を備え、外部発信受信装置１８０が発信する電波の受信感度を数値化して上記外部発信受信装置へ返信するようにＲＦＩＤタグ１０１を構成した。又、符号化回路に代えて通信エラー検出回路５１０を設けても良い。よって外部発信受信装置では、受信した上記受信感度情報に基づいて外部発信受信装置とＲＦＩＤタグとの間の距離を求めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部発信受信装置が発信する電波を受信して内部電源電圧を生成する電源電圧生成部、及び上記外部発信受信装置へ情報を送出する送信部を備えた無線型伝送装置であって、
上記電源電圧生成部に接続され、上記電波の受信感度を符号化する符号化回路と、
上記符号化回路にて符号化した受信感度情報を上記送信部から上記外部発信受信装置へ送出させる制御部と、
を備えたことを特徴とする無線型伝送装置。
【請求項２】
上記制御部は、上記受信感度情報に対応した情報で上記受信感度情報以外の情報であって上記受信感度情報を変換した変換情報を、上記受信感度情報に代えて上記送信部から上記外部発信受信装置へ送出させる変換部を有する、請求項１記載の無線型伝送装置。
【請求項３】
上記変換情報は、上記外部発信受信装置と当該無線型伝送装置との距離情報であり、上記変換部は、上記受信感度情報と上記距離情報とを関連付けて記憶した記憶部を有し、該記憶部から読み出した上記距離情報を上記送信部から送出させる、請求項２記載の無線型伝送装置。
【請求項４】
上記受信感度情報は、受信した電波の受信電圧であり、上記符号化回路はＡ／Ｄ変換回路である、請求項１から３のいずれかに記載の無線型伝送装置。
【請求項５】
上記送信部はアンテナであり、上記制御部及び上記アンテナに接続され、上記制御部の制御により上記受信感度情報に応じて上記アンテナのインピーダンスを変調する負荷変調部をさらに有する、請求項１記載の無線型伝送装置。
【請求項６】
外部発信受信装置が発信する電波を受信して内部電源電圧を生成する電源電圧生成部、及び上記外部発信受信装置へ情報を送出する送信部を備えた無線型伝送装置であって、
受信した電波の通信エラーを検出する通信エラー検出回路と、
上記通信エラー検出回路にて検出した通信エラーに対応したエラー情報を上記送信部から上記外部発信受信装置へ送出させる制御部と、
を備えたことを特徴とする無線型伝送装置。
【請求項７】
上記通信エラー検出回路は、受信した電波の強度を変更して送出する信号強度変更部と、上記信号強度変更部に接続され上記強度変更された受信電波から上記通信エラーの検出を行い検出結果を上記制御部へ送出するエラー判断部と、を有し、上記制御部は、上記検出結果に応じて上記信号強度変更部に対して上記受信電波の強度を変更させる、請求項６記載の無線型伝送装置。
【請求項８】
上記外部発信受信装置がエラー訂正符号を付加して発信したとき、上記通信エラーは、エラー訂正したときに検出される誤り数であり、上記制御部は、上記誤り数に応じて上記信号強度変更部に対して上記受信電波の強度を変更させる、請求項７記載の無線型伝送装置。
【請求項９】
上記送信部はアンテナであり、上記制御部及び上記アンテナに接続され、上記制御部の制御により上記エラー情報に応じて上記アンテナのインピーダンスを変調する負荷変調部をさらに有する、請求項６記載の無線型伝送装置。
【請求項１０】
内容量が変化する内容物を収容する外容器と、
上記外容器に付属し請求項１から９のいずれかに記載の無線型伝送装置と、
を備えたことを特徴とする収容容器。
【請求項１１】
上記内容物は液体であり、上記無線型伝送装置は、上記液体の表面に当該無線型伝送装置を浮遊させるベース材を有し、上記外容器内に配置される、請求項１０記載の収容容器。
【請求項１２】
上記外容器は、上記内容物の内容量変化に応じて外形状が伸縮可能な部材にてなり、上記無線型伝送装置は、上記外容器の表面に取り付けられる、請求項１０記載の収容容器。
【請求項１３】
上記外容器内に設けられ、上記内容物の内容量変化に応じて上記外容器内で可動な隔壁部材をさらに有し、上記無線型伝送装置は、上記隔壁部材に取り付けられる、請求項１０記載の収容容器。
【請求項１４】
請求項１から９のいずれかに記載の無線型伝送装置と、
上記無線型伝送装置と無線にて情報交換を行う外部発信受信装置と、
を備えたことを特徴とする送受信システム。
【請求項１５】
上記外部発信受信装置は、上記無線型伝送装置へ電波を発信するとともに、上記無線型伝送装置の送信部から送信された受信感度情報、又は当該外部発信受信装置と上記無線型伝送装置との距離情報を受信する送受信部を有する、請求項１４記載の送受信システム。
【請求項１６】
上記無線型伝送装置が上記受信感度情報を送信するとき、上記外部発信受信装置は、上記送受信部に接続され上記受信感度情報に応じて当該外部発信受信装置及び上記無線型伝送装置間の距離情報を求める距離決定部をさらに有する、請求項１５記載の送受信システム。
【請求項１７】
上記距離決定部は、上記受信感度情報と上記距離情報とを関連付けて記憶した発信装置側記憶部と、上記送受信部にて受信した受信感度情報に対応した距離情報を読み出す読出部とを有する、請求項１６記載の送受信システム。
【請求項１８】
内容量が変化する内容物を収容するとともに上記無線型伝送装置を有する収容容器をさらに備えた、請求項１４から１７のいずれかに記載の送受信システム。
【請求項１９】
上記内容物は液体であり、上記無線型伝送装置は、上記液体の表面に当該無線型伝送装置を浮遊させるベース材を有し、上記収容容器内に配置される、請求項１８記載の送受信システム。
【請求項２０】
上記収容容器は、上記内容物の内容量変化に応じて外形状が伸縮可能な部材にてなり、上記無線型伝送装置は、上記収容容器の表面に取り付けられる、請求項１８記載の送受信システム。
【請求項２１】
上記収容容器内に設けられ、上記内容物の内容量変化に応じて上記収容容器内で可動な隔壁部材に、上記無線型伝送装置は取り付けられる、請求項１８記載の送受信システム。
【請求項２２】
上記内容物は、燃料電池用メタノール溶液であり、上記収容容器は、直接メタノール型燃料電池システムに接続される燃料用タンクである、請求項１８から２１のいずれかに記載の送受信システム。
【請求項２３】
上記内容物は、輸液であり、上記収容容器は、上記輸液を収容する輸液収容容器である、請求項１８又は１９に記載の送受信システム。
【請求項２４】
上記内容物は、印刷用紙であり、上記収容容器は、上記印刷用紙を収容する給紙トレーであり、該給紙トレーは、上記印刷用紙を載置し上記印刷用紙の内容量の変化に応じて当該給紙トレー内で可動であり、かつ上記無線型伝送装置を取り付けた給紙機構を有する、請求項１８記載の送受信システム。
【請求項２５】
上記内容物は、インクであり、上記収容容器は、上記インクを収容するインクカートリッジである、請求項１８から２１のいずれかに記載の送受信システム。
【請求項２６】
上記無線型伝送装置は、上記内容物及び上記収容容器の少なくとも一方に関する情報であって当該無線型伝送装置における送信部から上記外部発信受信装置へ送信される管理情報を記憶する情報格納部を有する、請求項１８から２５のいずれかに記載の送受信システム。
【請求項２７】
上記内容物に関する上記管理情報は上記内容物の種類を示す情報であり、上記収容容器に関する上記管理情報は上記収容容器の製造時期及び使用履歴の少なくとも一方を示す情報である、請求項２６記載の送受信システム。
【請求項２８】
上記無線型伝送装置は、上記内容物及び上記収容容器の少なくとも一方に関する情報であって当該無線型伝送装置における送信部から上記外部発信受信装置へ送信される管理情報を記憶する情報格納部を有し、上記内容物に関する上記管理情報は、上記内容物の種類を示す情報であり、上記収容容器に関する上記管理情報は、上記収容容器の製造時期及び使用履歴の少なくとも一方を示す情報であり、
上記外部発信受信装置は、上記管理情報を表示する表示部を有する、請求項２３記載の送受信システム。
【請求項２９】
外部発信受信装置より発信される電波を無線型伝送装置にて受信して内部電源電圧を生成し、上記無線型伝送装置から上記外部発信受信装置へ情報を送出する送受信方法であって、
上記電波の受信感度を符号化し、
符号化した受信感度情報を上記外部発信受信装置へ送信する、
ことを特徴とする送受信方法。
【請求項３０】
上記受信感度情報は、受信した電波の受信電圧値であり、上記外部発信受信装置と当該無線型伝送装置との距離情報を上記受信感度情報に応じて求め、上記受信感度情報に代えて上記距離情報を上記外部発信受信装置へ送出する、請求項２９記載の送受信方法。
【請求項３１】
上記無線型伝送装置は、内容量が変化する内容物を収容する収納容器に設けられ、上記距離情報は上記収納容器内の内容物量に対応する、請求項３０記載の送受信方法。
【請求項３２】
上記収容容器は、直接メタノール型燃料電池システムに備わりメタノール溶液を収容した燃料タンクであり、上記距離情報は、上記収容容器内のメタノール溶液の残量を示す情報である、請求項３１記載の送受信方法。
【請求項３３】
上記無線型伝送装置から上記外部発信受信装置へ送信する電波を上記受信感度情報に応じて変調して発信する、請求項２９から３２のいずれかに記載の送受信方法。
【請求項３４】
外部発信受信装置より発信される電波を無線型伝送装置にて受信して内部電源電圧を生成し、上記無線型伝送装置から上記外部発信受信装置へ情報を送出する送受信方法であって、
上記外部発信受信装置が発信する電波の通信エラーを上記無線型伝送装置にて検出し、
検出した通信エラーに対応したエラー情報を上記無線型伝送装置から上記外部発信受信装置へ送出する、
ことを特徴とする送受信方法。
【請求項３５】
上記通信エラーの検出が困難なとき、上記無線型伝送装置は、上記通信エラーの検出が可能となるように上記電波の受信信号の強度を変更する、請求項３４記載の送受信方法。
【請求項３６】
上記外部発信受信装置がエラー訂正符号を付加して発信したとき、上記通信エラーは、エラー訂正したときに検出される誤り数であり、上記無線型伝送装置は、上記誤り数に応じて上記受信信号の強度を変更する、請求項３５記載の送受信方法。
【請求項３７】
上記無線型伝送装置から上記外部発信受信装置へ送信する電波を上記エラー情報に応じて変調して発信する、請求項３４から３６のいずれかに記載の送受信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線周波数帯の電波を利用して非接触で外部発信受信装置との間で情報交換を行う無線型伝送装置、該無線型伝送装置を備えた収容容器、上記無線型伝送装置を備えた送受信システム、及び送受信方法に関する。より詳しくは、収容容器内の内容物量の管理を可能とする無線型伝送装置、収容容器、送受信システム、及び送受信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣチップに内蔵するＥＥＰＲＯＭに物品の個体情報を記録し、該ＩＣチップを内蔵したタグを各々の物品自体に装着することで、物品とは非接触にて、これら物品を逐次管理可能な装置が様々な分野にて実用化されている。例えば、上記ＥＥＰＲＯＭとの情報の書き込み読み出し、及び上記ＩＣチップへの動作電力供給について、無線周波数帯域の電波を利用して非接触にてデータ及び電力を通信するいわゆるＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグが実用化されている。尚、ＲＦＩＤタグは、無線タグとも呼ばれ、各種の周波数帯域で利用されている。
【０００３】
図１９に示すように、ＲＦＩＤタグ１０は、ベース材１１に、送受信用のアンテナ１２及び上記ＩＣチップ２０を設けたもので、例えば小型の物であれば数ミリ角程度の大きさ及び１グラム以下の重さにてなる。図２０に示すように、ＩＣチップ２０は、機能的に大別すると、電源電圧生成部２１とデータ処理部２２とに分割できる。電源電圧生成部２１は、外部発信受信装置から発信されアンテナ１２にて受信された無線周波数帯の電波から、上記データ処理部２２にて使用する内部電源電圧を生成する部分であり、整流回路２３、及び一定電圧を発生させる電圧適正化回路２４を有する。データ処理部２２は、アンテナ１２に接続され外部発信受信装置から発信された情報を受信する受信回路２５と、受信情報を処理するマイクロコンピュータを有し当該ＲＦＩＤタグ１０の制御を行う制御部２６と、例えば上述のように個体情報を記憶するＥＥＰＲＯＭにてなる記憶部２７と、制御部２６にて処理された情報をアンテナ１２を介して上記外部発信受信装置へ送信するための送信回路２８とを有する。
【０００４】
一般的に自由空間における電波の伝搬は、送信電力及び受信感度に比例し、通信間の距離の２乗に反比例することが知られている。そのため、ＲＦＩＤタグは、通信を容易にするために、測定対象物の表面に取り付けられたり、上記外部発信受信装置の近傍に配置されたりする。又、ＲＦＩＤタグでは、使用する無線周波数帯域によって、電磁誘導で送る方式と、マイクロ波で送る方式とがあるが、いずれの場合でも通信距離は、上記外部発信受信装置が送出する無線電力と、ＲＦＩＤタグから返信する無線電力で決まる。例えば１３．５６ＭＨｚ帯域では、コイル状のループアンテナを使い電磁誘導によりループアンテナ間で信号と電力の受け渡しがなされる。
【０００５】
尚、通信方式として、上述の、ＲＦＩＤタグから無線電力を返信する方式以外に、外部発信受信装置の送出するアンテナ負荷を、ＲＦＩＤタグ自身が内部回路を切り替えることにより変化させる負荷変調方式もあり、この場合も、無線電力を返信する方式と同様の効果がある。
【０００６】
上記通信距離が大きくなると、電力の伝送量が少なくなり通信が途絶え、ＲＦＩＤタグにおける電源電圧が下がる。これにより、上記ＥＥＰＲＯＭ等の内部メモリへの情報の書き込みエラーのおそれが生じることから、受信電力が一定値以下に低下したときには通信を切断し誤動作を防ぐ仕組みがＲＦＩＤタグに設けられている。一方、通信距離が短過ぎると伝送電力が大きすぎて、ＲＦＩＤタグにて過大な電圧を発生して不具合を起こす恐れがある。よって、ＲＦＩＤタグには、生成する電源電圧を抑制する回路も設けられている。一般的には、１３．５６ＭＨｚの周波数の電波を利用する場合、ＩＣチップ及びアンテナの仕様により変化するが、通信距離は、数センチから数１０センチに限られている。
【０００７】
又、液体商品を容器に入れて販売するときに、液体商品の特性データだけでなく、内容量の管理が必要な場合も多い。又、使用中における内容量の残量管理も重要である。
例えば、メタノールを直接の燃料として発電を行うＤＭＦＣ（直接メタノール型燃料電池）では、種々の濃度のメタノール燃料を収容した燃料容器があり、燃料電池において円滑に発電を行い最大出力を得るには、適切な濃度、例えば１mol％付近の濃度のメタノールを供給する必要がある。よって、高濃度のメタノール水溶液を供給して希釈して発電に供する燃料電池システムでは、初期のメタノール濃度は重要な情報である。したがって、ＲＦＩＤタグを利用することで、その内部メモリにメタノール濃度を記録でき、濃度管理上都合が良い。
【０００８】
又、燃料電池では、燃料を供給する限り半永久的に発電運転が継続されるが、当然ながら燃料が無くなると発電は停止する。したがって、燃料電池システムにおいて、燃料残量の管理は、非常に重要である。一般的に、内容量を管理する方法として、溶液の導電性や誘電率等に基づいて液面レベルを推計するセンサーや、超音波の反射を利用した液面レベルセンサー等を用いて水位を計測する方法がある。しかしこれらの方法は、コストが高い上に、液面検出用の回路構成部品点数が多く、装置が大型化し実用経済性に問題がある。したがって、例えばノート型のパーソナルコンピュータのような、携帯可能な電子機器用の電源として燃料電池を用いた場合、該燃料電池のメタノール燃料の残量検出装置として上述のセンサー等を採用することは不可能である。
【特許文献１】特開平９−１３０９９９公報
【特許文献２】特開平６−３２５２２９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、内容物の管理にＲＦＩＤタグを利用することは都合が良く、又、ＲＦＩＤタグ自体が微小かつ軽量サイズにて構成可能であることから、特に、軽量小型化が要求される携帯用電子機器に使用することは有益であるのがわかる。
しかしながら、上述したように、ＲＦＩＤタグを用いた従来の技術では、予め設定した通信可能な距離内に、ＲＦＩＤタグを配置させることで、上記外部送信受信装置とＲＦＩＤタグとの情報交換を行う形態である。即ち、上記外部送信受信装置は、上記予め設定した通信距離を確保するため該通信距離に対応した一定の出力にて発信を行っている。さらに、従来の技術では、上記外部送信受信装置とＲＦＩＤタグとの間で上記内部メモリに対する情報交換を行うこと、即ち、上記ＥＥＰＲＯＭ等の内部メモリの情報、及び該内部メモリの情報を処理した結果情報が通信されるだけである。
換言すると、ＲＦＩＤタグを用いた従来の技術では、ＲＦＩＤタグの存在位置が設定した通信範囲を超え不明であるときには通信が行えないことから、そもそもＲＦＩＤタグの存在位置が不明な場合は議論の対象としていない。よって、存在位置が不明なＲＦＩＤタグの存在位置を検出するための外部送信受信装置における工夫は、従来、提案されていない。
【００１０】
尚、上記特開平６−３２５２２９公報には、受信電波を整流した直流電圧を基準にして返信データの応答の周期を変調して、距離の測定を可能にした通信方式が開示されている。しかし、この方式では、複数の断続したデータを送信する場合でも、応答信号と応答信号との間に信号間隔を設ける必要があることから、通信に無用の時間を要することになる。その結果、通信効率が悪く、迅速な応答ができないという不具合がある。
【００１１】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、上記ＲＦＩＤタグに相当する無線型伝送装置における内部メモリ内の情報以外の情報を通信可能とする、無線型伝送装置、該無線型伝送装置を有する収容容器、上記無線型伝送装置を有する送受信システム、及び上記無線型伝送装置を使用した送受信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様における無線型伝送装置は、外部発信受信装置が発信する電波を受信して内部電源電圧を生成する電源電圧生成部、及び上記外部発信受信装置へ情報を送出する送信部を備えた無線型伝送装置であって、
上記電源電圧生成部に接続され、上記電波の受信感度を符号化する符号化回路と、
上記符号化回路にて符号化した受信感度情報を上記送信部から上記外部発信受信装置へ送出させる制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記制御部は、上記受信感度情報に対応した情報で上記受信感度情報以外の情報であって上記受信感度情報を変換した変換情報を、上記受信感度情報に代えて上記送信部から上記外部発信受信装置へ送出させる変換部を有することもできる。
【００１４】
上記変換情報は、上記外部発信受信装置と当該無線型伝送装置との距離情報であり、上記変換部は、上記受信感度情報と上記距離情報とを関連付けて記憶した記憶部を有し、該記憶部から読み出した上記距離情報を上記送信部から送出させることもできる。
【００１５】
上記受信感度情報は、受信した電波の受信電圧であり、上記符号化回路はＡ／Ｄ変換回路で構成することもできる。
【００１６】
又、上記送信部はアンテナであり、上記制御部及び上記アンテナに接続され、上記制御部の制御により上記受信感度情報に応じて上記アンテナのインピーダンスを変調する負荷変調部をさらに有することもできる。
【００１７】
さらに本発明では、上記第１態様の無線型伝送装置の他に、第５態様の無線型伝送装置を設けることもできる。上記第５態様における無線型伝送装置は、外部発信受信装置が発信する電波を受信して内部電源電圧を生成する電源電圧生成部、及び上記外部発信受信装置へ情報を送出する送信部を備えた無線型伝送装置であって、
受信した電波の通信エラーを検出する通信エラー検出回路と、
上記通信エラー検出回路にて検出した通信エラーに対応したエラー情報を上記送信部から上記外部発信受信装置へ送出させる制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
上記第５態様において、上記通信エラー検出回路は、受信した電波の強度を変更して送出する信号強度変更部と、上記信号強度変更部に接続され上記強度変更された受信電波から上記通信エラーの検出を行い検出結果を上記制御部に送出するエラー判断部と、を有し、上記制御部は、上記検出結果に応じて上記信号強度変更部に対して上記受信電波の強度を変更させることもできる。
【００１９】
上記第５態様において、上記外部発信受信装置がエラー訂正符号を付加して発信したとき、上記通信エラーは、エラー訂正したときに検出される誤り数であり、上記制御部は、上記誤り数に応じて上記信号強度変更部に対して上記受信電波の強度を変更させてもよい。
【００２０】
上記第５態様において、上記送信部はアンテナであり、上記制御部及び上記アンテナに接続され、上記制御部の制御により上記エラー情報に応じて上記アンテナのインピーダンスを変調する負荷変調部をさらに有してもよい。
【００２１】
又、本発明の第２態様における収容容器は、内容量が変化する内容物を収容する外容器と、上記第１態様又は上記第５態様のどちらかの無線型伝送装置とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
上記第２態様において、上記内容物は液体であり、上記無線型伝送装置は、上記液体の表面に当該無線型伝送装置を浮遊させるベース材を有し、上記外容器内に配置するように構成してもよい。
【００２３】
上記第２態様において、上記外容器は、上記内容物の内容量変化に応じて外形状が伸縮可能な部材にてなり、上記無線型伝送装置は、上記外容器の表面に取り付けるように構成してもよい。
【００２４】
上記第２態様において、上記外容器内に設けられ、上記内容物の内容量変化に応じて上記外容器内で可動な隔壁部材をさらに有し、上記無線型伝送装置は、上記隔壁部材に取り付けるように構成してもよい。
【００２５】
又、本発明の第３態様における送受信システムは、上記第１態様又は上記第５態様のどちらかの無線型伝送装置と、該無線型伝送装置と無線にて情報交換を行う外部発信装置と、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
上記第３態様において、上記外部発信受信装置は、上記無線型伝送装置へ電波を発信するとともに、上記無線型伝送装置の送信部から送信された受信感度情報、又は当該外部発信受信装置と上記無線型伝送装置との距離情報を受信する送受信部を有するように構成してもよい。
【００２７】
上記第３態様において、上記無線型伝送装置が上記受信感度情報を送信するとき、上記外部発信受信装置は、上記送受信部に接続され上記受信感度情報に応じて当該外部発信受信装置及び上記無線型伝送装置間の距離情報を求める距離決定部をさらに有するように構成してもよい。
【００２８】
上記第３態様において、上記距離決定部は、上記受信感度情報と上記距離情報とを関連付けて記憶した発信装置側記憶部と、上記送受信部にて受信した受信感度情報に対応した距離情報を読み出す読出部とを有するように構成してもよい。
【００２９】
上記第３態様において、内容量が変化する内容物を収容するとともに上記無線型伝送装置を有する収容容器をさらに備えるように構成してもよい。
【００３０】
上記第３態様において、上記内容物は液体であり、上記無線型伝送装置は、上記液体の表面に当該無線型伝送装置を浮遊させるベース材を有し、上記収容容器内に配置するように構成してもよい。
【００３１】
上記第３態様において、上記収容容器は、上記内容物の内容量変化に応じて外形状が伸縮可能な部材にてなり、上記無線型伝送装置は、上記収容容器の表面に取り付けるように構成してもよい。
【００３２】
上記第３態様において、上記収容容器内に設けられ、上記内容物の内容量変化に応じて上記収容容器内で可動な隔壁部材に、上記無線型伝送装置は取り付けるように構成してもよい。
【００３３】
上記第３態様において、上記内容物は、燃料電池用メタノール溶液であり、上記収容容器は、直接メタノール型燃料電池システムに接続される燃料用タンクであってもよい。
【００３４】
上記第３態様において、上記内容物は、輸液であり、上記収容容器は、上記輸液を収容する輸液収容容器であってもよい。
【００３５】
上記第３態様において、上記内容物は、印刷用紙であり、上記収容容器は、上記印刷用紙を収容する給紙トレーであり、該給紙トレーは、上記印刷用紙を載置し上記印刷用紙の内容量の変化に応じて当該給紙トレー内で可動であり、かつ上記無線型伝送装置を取り付けた給紙機構を有してもよい。
【００３６】
上記第３態様において、上記内容物は、インクであり、上記収容容器は、上記インクを収容するインクカートリッジであってもよい。
【００３７】
上記第３態様において、上記無線型伝送装置は、上記内容物及び上記収容容器の少なくとも一方に関する情報であって当該無線型伝送装置における送信部から上記外部発信受信装置へ送信される管理情報を記憶する情報格納部を有するように構成してもよい。
【００３８】
上記第３態様において、上記内容物に関する上記管理情報は上記内容物の種類を示す情報であり、上記収容容器に関する上記管理情報は上記収容容器の製造時期及び使用履歴の少なくとも一方を示す情報であるように構成してもよい。
【００３９】
上記第３態様において、上記無線型伝送装置は、上記内容物及び上記収容容器の少なくとも一方に関する情報であって当該無線型伝送装置における送信部から上記外部発信受信装置へ送信される管理情報を記憶する情報格納部を有し、上記内容物に関する上記管理情報は、上記内容物の種類を示す情報であり、上記収容容器に関する上記管理情報は、上記収容容器の製造時期及び使用履歴の少なくとも一方を示す情報であり、
上記外部発信受信装置は、上記管理情報を表示する表示部を有してもよい。
【００４０】
又、本発明の第４態様における送受信方法は、外部発信受信装置より発信される電波を無線型伝送装置にて受信して内部電源電圧を生成し、上記無線型伝送装置から上記外部発信受信装置へ情報を送出する送受信方法であって、
上記電波の受信感度を符号化し、
符号化した受信感度情報を上記外部発信受信装置へ送信することを特徴とする。
【００４１】
上記第４態様において、上記受信感度情報は、受信した電波の受信電圧値であり、上記外部発信受信装置と当該無線型伝送装置との距離情報を上記受信感度情報に応じて求め、上記受信感度情報に代えて上記距離情報を上記外部発信受信装置へ送出するようにしてもよい。
【００４２】
上記第４態様において、上記無線型伝送装置は、内容量が変化する内容物を収容する収納容器に設けられ、上記距離情報は上記収納容器内の内容物量に対応するようにしてもよい。
【００４３】
上記第４態様において、上記無線型伝送装置から上記外部発信受信装置へ送信する電波を上記受信感度情報に応じて変調して発信してもよい。
【００４４】
さらに本発明では、上記第４態様の送受信方法の他に、第６態様の送受信方法を採ることもできる。上記第６態様における送受信方法は、外部発信受信装置より発信される電波を無線型伝送装置にて受信して内部電源電圧を生成し、上記無線型伝送装置から上記外部発信受信装置へ情報を送出する送受信方法であって、
上記外部発信受信装置が発信する電波の通信エラーを上記無線型伝送装置にて検出し、
検出した通信エラーに対応したエラー情報を上記無線型伝送装置から上記外部発信受信装置へ送出する、
ことを特徴とする。
【００４５】
上記第６態様において、上記通信エラーの検出が困難なとき、上記無線型伝送装置は、上記通信エラーの検出が可能となるように上記電波の受信信号の強度を変更してもよい。
【００４６】
上記第６態様において、上記外部発信受信装置がエラー訂正符号を付加して発信したとき、上記通信エラーは、エラー訂正したときに検出される誤り数であり、上記無線型伝送装置は、上記誤り数に応じて上記受信信号の強度を変更してもよい。
【００４７】
上記第６態様において、上記無線型伝送装置から上記外部発信受信装置へ送信する電波を上記エラー情報に応じて変調して発信してもよい。
【発明の効果】
【００４８】
上記第１態様の無線型伝送装置によれば、符号化回路及び制御部を備えたことから、当該無線型伝送装置に対して電波を発信する外部発信受信装置が従来と同様に一定出力で電波を発信したときでも、無線型伝送装置における受信感度の強、弱、即ち上記外部発信受信装置と当該無線型伝送装置との距離の小、大に応じて、当該無線型伝送装置は受信感度情報を上記外部発信受信装置へ送信することができる。したがって、無線型伝送装置について、無線型伝送装置内の内部メモリの情報以外の情報を通信することで、新たな情報、例えば距離情報を提供することが可能になる。これにより、一つの応用例として、収容容器内の内容物の残量管理用に当該無線型伝送装置を使用することが可能となる。
【００４９】
又、上記受信感度情報を上記距離情報に変換し該距離情報を送出してもよい。
このような無線型伝送装置は、そのサイズが例えば数ミリ角程度であり軽量微小であることから、例えば携帯電子機器用の直接メタノール型燃料電池システムにおける燃料の残量計として有効である。
【００５０】
さらに又、上記第５態様の無線型伝送装置によれば、通信エラー検出回路及び制御部を備えたことから、無線型伝送装置における通信エラーに対応した通信エラー情報を外部発信受信装置へ送信することができる。したがって、無線型伝送装置について、無線型伝送装置内の内部メモリの情報以外の情報を通信することで、新たな情報、例えば距離情報を提供することが可能になる。
【００５１】
又、上記第１態様及び第５態様の無線型伝送装置における通信方式を、いわゆる負荷変調方式とすることもできる。該負荷変調方式を採ることで、無線型伝送装置からの送信に要する電力を低減することができる。
【００５２】
又、上記第２態様の収容容器によれば、上述した第１態様及び第５態様のいずれかの無線型伝送装置を有することから、軽量微小な装置構成にて内容物の残量管理が可能な収容容器を提供することができる。したがって、当該収容容器は、例えば携帯電子機器用の直接メタノール型燃料電池システムにおける燃料タンク等に有効である。
【００５３】
又、上記第３態様の送受信システムによれば、上述した第１態様及び第５態様のいずれかの無線型伝送装置を有することから、無線型伝送装置内の内部メモリの情報以外の新たな情報として、電波の受信感度情報を通信することが可能となる。
無線型伝送装置が上記受信感度情報を送信する場合、外部発信受信装置が距離決定部を有することで、外部発信受信装置と無線型伝送装置との間の距離情報を得ることができる。上記距離情報を利用する一例として、当該送受信システムは、内容物の残量管理システムとして使用することができる。特に、微小な装置構成が必要となる、例えば携帯電子機器用の直接メタノール型燃料電池システムにおける燃料の残量管理用として、当該送受信システムは有効である。又、さらに、当該システムによれば、無線型伝送装置内の内部メモリの情報、例えば内容物の物性値等を通信することも可能であり、内容量の管理のみならず内容物や収容容器の管理を行うことも可能である。
【００５４】
又、上記第４態様の送受信方法によれば、無線型伝送装置にて受信感度を符号化して外部発信受信装置へ送信することから、無線型伝送装置内の内部メモリの情報以外の新たな情報、例えば距離情報を外部発信受信装置へ送信することができる。
【００５５】
又、上記第６態様の送受信方法によれば、無線型伝送装置における通信エラーに対応したエラー情報を外部発信受信装置へ送信することから、無線型伝送装置内の内部メモリの情報以外の新たな情報、例えば距離情報を外部発信受信装置へ送信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
本発明の実施形態である無線型伝送装置、該無線型伝送装置を有する収容容器、上記無線型伝送装置を有する送受信システム、及び上記無線型伝送装置を使用した送受信方法について、図を参照しながら以下に詳しく説明する。尚、各図において、同じ構成部分については同じ符号を付している。
【００５７】
又、本実施形態では、無線型伝送装置の一例としてＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグを用いるが、これに限定するものではない。又、無線型伝送装置を備えた送受信システム、及び該送受信システムにて実行される送受信方法について、本実施形態では、例えばノート型のパーソナルコンピュータ等の携帯電子機器に装着可能で該携帯電子機器に電力を供給可能な直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）システムを例に採るが、勿論、当該燃料電池システムに限定するものではなく、無線型伝送装置における受信感度に関する情報を利用するシステムであって当業者が容易想到な範囲に含まれる装置システムに適用可能である。例えば、灯油、ガソリンなどの石油燃料を収納容器に保管する場合とか、自動車などの燃料タンクに収納した場合の残量管理、また食用の調味料、油、スープ、酒類などを保管する収納容器または供給装置など、液体を収納する場合はすべて使用可能であって、大型の物としては浮遊式の蓋を持つ原油の貯蔵タンクにおいても使用可能である。又、内容物が液体の場合以外にも、例えば米びつのように固体を収容する場合にも適用可能である。この場合、例えば図７Ａ及び図７Ｂ、並びに図８に示すような形態が好ましい。又、図７Ａ及び図７Ｂ、並びに図８に示す形態では内容物が気体の場合でも適用可能である。同様に、無線型伝送装置を用いて管理される対象について、本実施形態では、燃料電池用のメタノール溶液を例に、その液位計測を例に採るが、勿論これらに限定するものではない。
【００５８】
第１実施形態：
まず、本実施形態の無線型伝送装置について説明する。
上述したように上記無線型伝送装置として、ここでは図３に示すようなＲＦＩＤタグ１０１を例に採る。ＲＦＩＤタグ１０１は、ベース材１１に、送受信用で例えばループ状のアンテナ１２及びＩＣチップ１２０を設けたもので、例えば数ミリ角程度の大きさにてなる。後述するように、例えば燃料タンク内のメタノール溶液の液面に当該ＲＦＩＤタグ１０１を浮遊させる構成を採るときには、ベース材１１は、浮遊させる液体に対して、密度又は比重の小さい材料つまり浮遊材が用いられる。尚、液体表面に浮遊すれば良いことから、必ずしもベース材１１の密度が液体密度よりも軽い必要はなく、表面張力で液面表面に浮遊可能であれば、密度的には液体よりも重くともよい。又、ＲＦＩＤタグ１０１の表面全体に防水若しくは撥水処理を施すことで、回路の保護を図ることができると共に、より安定した浮遊性を得ることができる。
【００５９】
図１に示すように、ＩＣチップ１２０は、機能的に大別すると、電源電圧生成部１２１とデータ処理部１２２とに分割できる。電源電圧生成部１２１は、外部発信受信装置から発信されアンテナ１２にて受信された無線周波数帯の電波から、データ処理部１２２にて使用する内部電源電圧を生成する部分であり、整流回路１２３及び電圧適正化回路１２４を有する。尚、上記外部発信受信装置は、追って説明するように、当該ＲＦＩＤタグ１０１と通信を行うための装置である。整流回路１２３は、上記電波のキャリア信号を整流して直流電圧に変換する回路である。電圧適正化回路１２４は、受信電波の強弱に応じて変化する発生電圧に対して、整流回路１２３の出力直流電圧が高すぎるときは抑制し、低いときは特定の下限値でカットすることで一定電圧を発生させる回路である。上記一定電圧は、データ処理部１２２の各構成部分に動作用電源として供給される。
【００６０】
データ処理部１２２は、アンテナ１２に接続され外部発信受信装置から発信された情報を受信電波より抽出する受信回路１２５と、受信情報を処理するマイクロコンピュータを有し当該ＲＦＩＤタグ１０１の制御を行う制御部１２６と、情報を記憶するＥＥＰＲＯＭにてなる情報格納部１２７と、制御部１２６にて処理された情報をアンテナ１２を介して上記外部発信受信装置へ送信するための送信回路１２８とを有するとともに、従来に存在しない新規な構成部分として符号化回路１２９をさらに有する。尚、送信回路１２８及びアンテナ１２は、送信部として機能する。
【００６１】
符号化回路１２９は、上記整流回路１２３に接続され、アンテナ１２で受信した電波の受信感度を検出する回路であり、本実施形態では上記受信感度情報、具体的には受信電圧、換言すると整流回路１２３の出力電圧を例えば数値化する回路である。符号化回路１２９は、本実施形態では数値化した受信感度情報１２９１を制御部１２６へ送出する。このような符号化回路１２９は、例えば、Ａ／Ｄ変換回路や、電圧計数回路（ＶＣＯ）等を利用して周波数をカウントする形態にて構成することができる。勿論、符号化回路１２９の出力形態は、上記数値化する形態に限定されず、上記受信感度の検出に応じて種々の出力形態を採ることができる。例えば、文字情報や図形情報等の形態を採ることも可能である。
【００６２】
上記制御部１２６は、受信回路１２５から供給された所定の命令を実行して、データ書き込みの場合はその結果を情報格納部１２７に書き込み、データ読み出しのときには、情報格納部１２７のデータを読み出し、送信回路１２８を経てループアンテナ１２から返信する。例えば、情報格納部１２７に記録されている燃料データを返信させる指令を送ると、情報格納部１２７内のデータ、例えばメタノール濃度数値データを制御部１２６が読み出し、送信回路１２８で無線周波数帯域に変調した無線電波としてループアンテナ１２に電力供給し返信する。尚、情報格納部１２７には、上記濃度データの他、内容物及び該内容物を収容する収容容器の少なくとも一方に関する管理情報１２７１が格納される。上記内容物に関する管理情報１２７１としては上記内容物の例えば種類を示す情報があり、又、上記収容容器に関する管理情報１２７１としては上記収容容器の例えば製造時期及び使用履歴の少なくとも一方を示す情報がある。読み出し時には、これらの情報の少なくとも１つが読み出される。
【００６３】
本実施形態のＲＦＩＤタグ１０１では、制御部１２６は、さらに、符号化回路１２９から供給される受信感度情報１２９１について、送信回路１２８にて無線周波数帯域に変調させ無線電波としてループアンテナ１２に電力供給し返信させる制御を行う。
詳しく説明すると。アンテナ１２での受電電力は、送信電力、送信感度、受信感度に関係するが、図４の、受信感度に応じて変化する上記整流回路１２３の出力電圧と通信距離との関係に示すように、上記外部発信受信装置とＲＦＩＤタグ１０１との間の距離に最も左右される。既に説明したように、電圧適正化回路１２４の特性により上記外部発信受信装置とＲＦＩＤタグ１０１との間が規定距離より短い場合にのみ両者で通信が可能であり、即ち、図５に示すように、アンテナ受信電圧が規定のしきい入力レベルを超えるときのみ電圧適正化回路１２４から一定の動作電源電圧が発生する。逆に言えば、ＲＦＩＤタグ１０１における受信電力値によりＲＦＩＤタグ１０１と上記外部発信受信装置との間の距離を推定することが可能となる。つまり収容容器内の液体の液面計として利用可能となる。そこで、本実施形態では、ＲＦＩＤタグ１０１における受信電力を符号化回路１２９にて数値化し、該数値を上記外部発信受信装置へ返信するように構成した。
【００６４】
尚、本実施形態のＲＦＩＤタグ１０１では、上述のように数値化した受信感度情報１２９１を上記外部発信受信装置へ返信する形態を採るが、以下のように構成することもできる。即ち、制御部１２６は、図２に示すように、変換部１２６１を有する。変換部１２６１は、上記受信感度情報１２９１に対応した情報で上記受信感度情報以外の情報であって上記受信感度情報を変換した変換情報を、上記受信感度情報１２９１に代えて送信回路１２８から上記外部発信受信装置へ送出させる。上記変換情報は、例えば、上記外部発信受信装置とＲＦＩＤタグ１０１との間の距離情報であり、変換部１２６１は、例えば既定の演算式を利用して上記受信感度情報１２９１から上記変換情報を算出してもよいし、又、変換部１２６１に備えた記憶部１２６２に、予め、上記受信感度情報１２９１と上記変換情報とを関連付けて記したテーブルを記憶しておき、記憶部１２６２から読み出した上記変換情報を送信回路１２８から送出させるようにしてもよい。
【００６５】
以上説明したような構成を有するＲＦＩＤタグ１０１を用いた一応用例として、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、上記外部発信受信装置１８０と、ＲＦＩＤタグ１０１とを備えた送受信システム１９０を例に採り、該システム１９０について以下に説明する。尚、当該送受信システム１９０にて管理する対象は、液体の残量つまり液位である。
【００６６】
ＲＦＩＤタグ１０１は、収容容器１５０内に収容された液体１５１の液面１５１ａに浮遊させている。尚、図６Ａは、液体１５１が収容容器１５０内に満たされている状態を示し、外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１との間の距離は、距離１４０−１であり、液体１５１の残量は、残量１５５−１である。一方、図６Ｂは、液体１５１が消費され残量が少ない状態を示しており、外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１との間の距離は、距離１４０−２であり、液体１５１の残量は、残量１５５−２である。尚、上述の距離１４０−１、１４０−２を総称して、外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１との間の距離情報１４０と記す場合もあり、又、上述の残量１５５−１、１５５−２を総称して液体１５１の残量１５０と記す場合もある。
【００６７】
外部発信受信装置１８０は、ＲＦＩＤタグ１０１とは非接触にて配置され、ＲＦＩＤタグ１０１と無線にて通信を行い情報交換を行う装置であり、送受信部１６０と、発信装置側制御部１７０とを備える。送受信部１６０は、ＲＦＩＤタグ１０１のアンテナ１２と通信を行う、電磁誘導の入出力端としてのループ状のアンテナ１６１と、電磁誘導のための送受信回路１６２とを有し、ＲＦＩＤタグ１０１へ電波を発信するとともに、ＲＦＩＤタグ１０１から送出された受信感度情報１２９１、又は当該外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１との距離情報１４０を受信する部分である。発信装置側制御部１７０は、当該外部発信受信装置１８０の動作制御を行う部分である。
尚、外部発信受信装置１８０は、機器側に設置されるため、比較的大きな回路規模が可能である。
【００６８】
上述したようにＲＦＩＤタグ１０１は、本実施形態では、受信感度情報１２９１としての受信電圧値を返信する。よって、外部発信受信装置１８０の発信装置側制御部１７０には、上記受信感度情報１２９１に応じて当該外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１との間の距離情報１４０を求める距離決定部１７１が備わる。距離決定部１７１は、例えば既定の演算式を利用して上記受信感度情報１２９１から距離情報１４０を算出してもよいし、又、当該距離決定部１７１に備えた発信装置側記憶部１７１１に、予め、上記受信感度情報１２９１と距離情報１４０とを関連付けて記したテーブルを記憶しておき、発信装置側記憶部１７１１から読出部１７１２にて距離情報１４０を読み出してもよい。
得られた距離情報１４０は、発信装置側制御部１７０から送出される。
又、ＲＦＩＤタグ１０１から距離情報１４０が発信されてくる形態を採る場合には、発信装置側制御部１７０は、送受信部１６０にて受信され供給される距離情報１４０を送出する。
このような発信装置側制御部１７０は、例えば液位レベルを可視的に表示する表示装置１８５に接続され、当該送受信システム１９０にて一つの液面計を構成してもよいし、追って説明するように、さらに上位の制御装置へ距離情報１４０を送出するように構成してもよい。
【００６９】
以上説明したように構成される送受信システム１９０における送受信方法について説明する。
基本的な送受信動作を説明すると、発信装置側制御部１７０は、送受信部１６０に対して、予め定められた出力電圧にて送信を行うように制御する。該規定の一定出力の電波を受信したＲＦＩＤタグ１０１は、通信可能な距離にＲＦＩＤタグ１０１が位置するときには、上述したように受信電波により内部電圧が生成されるとともに、受信感度の符号化、本実施形態では、整流回路１２３の出力電圧の数値化が行われる。又、情報格納部１２７とのデータの書き込みや読み出しが行われる場合もある。そして、数値化された受信電圧情報１２９１、又は、該受信電圧情報１２９１に基づき変換された距離情報１４０がＲＦＩＤタグ１０１から発信装置側制御部１７０へ返信される。
【００７０】
図６Ａに示すように、収納容器１５０内が液体１５１にて満たされている場合には、ＲＦＩＤタグ１０１は、液面１５１ａの位置に浮遊しており、外部発信受信装置１８０のアンテナ１６１との距離１４０は、距離１４０−１となっている。この通信距離１４０−１であれば、外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１との通信は、十分可能であり、ＲＦＩＤタグ１０１で受信する電力も大きく、整流回路１２３の出力の直流電圧も高い。
【００７１】
次に、図６Ｂに示すように、収納容器１５０内の液体１５１が消費され、外部発信受信装置１８０のアンテナ１６１との距離１４０が距離１４０−２となった場合には、通信距離が遠くなる。このとき、ＲＦＩＤタグ１０１のアンテナ１２で電磁誘導される電圧は低くなり、ついには電圧適正化回路１２４の入力電圧のスレッシュホールドレベル以下となる。よって、ＲＦＩＤタグ１０１は、電源が供給されない状態になる。ＲＦＩＤタグ１０１にて、電源電圧の供給が無くなることで、ＲＦＩＤタグ１０１は、受信電圧情報１２９１、又は距離情報１４０を返信できなくなる。よって、外部発信受信装置１８０は、ＲＦＩＤタグ１０１からの返信が無いことから、液体１５１が規定量以下になったか、収容容器１５０自体が存在しないと判断する。
尚、通信の限界距離は、電圧適正化回路１２４にて電源電圧を設定することで規定することができる。
【００７２】
上述の例では、ＲＦＩＤタグ１０１からの返信が無くなったことで、液体１５１の残量が規定量以下となったことを検出したが、収納容器１５０内から液体１５１が無くなったときでも、ＲＦＩＤタグ１０１から受信電圧情報１２９１、又は距離情報１４０を返信するように構成することもできる。以下に、その一実施例を示す。
【００７３】
外部発信受信装置１８０は、一例として１３．５６ＭＨｚの周波数で変調された、ＲＦＩＤタグ１０１への指令信号を、例えば３０ｍＷの出力で送信する。外部発信受信装置１８０のループアンテナ１６１と、ＲＦＩＤタグ１０１のループアンテナ１２との距離１４０が１５ｍｍのとき、１３．５６ＭＨｚのキャリア成分より整流回路１２３で取り出した直流電圧は６．２Ｖである。又、外部発信受信装置１８０のループアンテナ１６１と、ＲＦＩＤタグ１０１のループアンテナ１２との距離１４０が３０ｍｍのとき、１３．５６ＭＨｚのキャリア成分より整流回路１２３で取り出した直流電圧は１．５Ｖである。尚、ここに記載した各値は、一実施例における値である。
このようにループアンテナ間距離１４０が異なると、整流回路１２３から異なる直流電圧値が送出され、ＲＦＩＤタグ１０１の制御部１２６は、符号化回路１２９から供給される上記直流電圧値を記憶し、外部発信受信装置１８０から返信要請が来たときに、この電圧値を返信する。
【００７４】
ＲＦＩＤタグ１０１の受信電力は、外部発信受信装置１８０の送信電力に比例し、ほぼ通信距離１４０の２乗に反比例することから、外部発信受信装置１８０のアンテナ１６１と、ＲＦＩＤタグ１０１のアンテナ１２との距離１４０は、容易に推定でき、よって、液位も推定可能である。実用的には、ＲＦＩＤタグ１０１周辺における受信電波の反射などの誤差要因を軽減するために、予め、収容容器１５０内における液体１５１の内容量と、符号化回路１２９から供給される上記直流電圧値との関係を記した評価テーブルを用いるのが好ましい。
【００７５】
上述の送受信システム１９０では、収納容器１５０の外容器１５２は変形せず、該収容容器１５０内に収容された液体１５１が変化する場合で、ＲＦＩＤタグ１０１は、液体１５１の液面１５１ａに浮遊する構成であるが、図７Ａ及び図７Ｂに示すような構成を採ることも可能である。
図７Ａ及び図７Ｂに示す送受信システムでは、収容容器１５３の外容器１５３１は、内容物の一例としての液体１５１の内容量変化に応じて外形状が伸縮可能な部材、例えばゴム材等の弾性部材にてなる。よって、液体１５１の内容量変化に合わせて外容器１５３１の高さが変化する。そこで、外部発信受信装置１８０に対向する、外容器１５３１の対向面１５３２にＲＦＩＤタグ１０１を取り付けることで、外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１との間の距離１４０の変化を内容量の増減として検出することができる。図７Ａは、外容器１５３１内に液体１５１が満たされた状態を示し、図７Ｂは、外容器１５３１内の液体１５１が減った状態を示している。
尚、外容器１５３１は、その全体を同一の部材、材料にて形成してもよいが、部分的に部材、材料を異ならせることもできる。例えば、上記対向面１５３２は、外容器１５３１の高さの変化によらず外部発信受信装置１８０に対してほぼ平行な状態を維持するのが測定上好ましい。よって、対向面１５３２は、変形しにくい硬度の大きい材料を用いるなど、収容容器１５３の変形具合を場所によって調整することもできる。このようにすることによって収容容器１５３の姿勢が変化した場合であっても距離情報１４０は一定のままであることから、内容量の変化を精度良く測定することができる。
【００７６】
又、図８に示すような構成を採ることもできる。図８に示す送受信システムでは、収容容器１５４の外容器１５４１は、変形しないが、外容器１５４１内で鉛直方向に相当し図示するＺ軸方向１４５に沿って可動な隔壁部材１５４２を設ける。内容物の一例としての液体１５１は、外容器１５４１の内壁に沿った隔壁部材１５４２の移動によって外容器１５４１外へ押し出される。したがって、隔壁部材１５４２は、液体１５１の内容量変化に応じて移動する。そこで、隔壁部材１５４２に対向して外部発信受信装置１８０を配置し、かつ隔壁部材１５４２にＲＦＩＤタグ１０１を取り付けることで、外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１との間の距離１４０の変化を内容量の増減として検出することができる。尚、収容容器１５４では、隔壁部材１５４２と外容器１５４１の間の気密性を確保することで、収容容器１５４の姿勢が変化しても液体１５１が外部に漏れ出したり、外容器１５４１内に外気が入り込んだりするのを防止することができる。このとき、隔壁部材１５４２はＺ軸方向１４５にのみ移動するので、収容容器１５４の姿勢が変化した場合であっても距離情報１４０は一定となり、内容量の変化を精度良く測定することができる。
又、送受信システムの構成は、上述したものに限定されるものではなく、その他、当業者が容易想到な範囲にて、送受信システムを構成することができる。
【００７７】
次に、以上説明した送受信システム１９０等を備えた応用システムの一例を図９に示す。図９に示す応用システム２０１では、電子機器２１０における一つの電源として、直接メタノール型燃料電池ユニット２２０を使用し、該燃料電池ユニット２２０に備わる燃料収容容器１５０内のメタノール溶液１５１１の残量管理に上述の送受信システム１９０を使用する。ここで、上記電子機器２１０としては、例えばノート型パーソナルコンピュータのような携帯可能な電子機器が相当する。又、メタノール溶液１５１１を収容した収容容器１５０は、燃料電池ユニット２２０に対して着脱可能な構造を採る。尚、メタノール溶液１５１１は、メタノール原液のみならず、発電に適切な濃度に調整されたメタノール水溶液を含む概念である。さらに、燃料としてメタノールを例に挙げたが、メタノールに限定するものではない。例えば、ボロハイドライドをアルカリ水溶液に溶かした溶液等の液体を燃料として用いることもできる。
【００７８】
上述したように、ＩＣチップ１２０は微小サイズにて製造可能なことから、ＲＦＩＤタグ１０１そのものも数ミリ角程度の大きさにて作製可能である。したがって、ＲＦＩＤタグ１０１を用いることで、初めて、携帯用の電子機器２１０に装着されるような小型の燃料収容容器１５０に対して装着可能となり、かつ内容量が検出可能となると言っても過言ではない。又、ＲＦＩＤタグ１０１は、軽量であることから、例えば図７Ａ及び図７Ｂに示す形態のように外容器１５３１の上面１５３２にＲＦＩＤタグ１０１を貼付した場合でもＲＦＩＤタグ１０１の自重で外容器１５３１が変形することはなく、計測誤差を低減させることができ、又、貼付場所が限定されないという効果もある。
【００７９】
さらに、内容量を管理する方法として従来から用いられてきた、内容物の導電率や誘電率あるいは超音波の反射を利用した液面レベル測定のための構成部品を、小型軽量の無線型伝送装置で代替することが可能となる。その結果、燃料電池システムの管理情報、例えば、燃料濃度、内容物の特性、燃料カートリッジのリサイクル回数等、を記憶させると共に、内容量を管理する部品としての共用化を実現でき、収容容器の小型軽量化という優れた効果を得ることができる。また、収容容器全体の寸法を変えない場合は、従来から用いられてきた内容量管理のための構成部品が不要となるため、燃料を収容する空間を大きくすることが可能となり、燃料電池システムの運転の長時間化が実現できるという効果も有する。
【００８０】
燃料電池ユニット２２０には、メタノール溶液１５１１が直接に供給されて発電を行う発電セル部２２１と、収容容器１５０に接続可能であり収容容器１５０からメタノール溶液１５１１を上記発電セル部２２１へ供給する燃料供給ポンプ２２２と、発電セル部２２１にて発生した電力を電子機器２１０に適切な電圧に変換し電子機器２１０へ供給する電圧変換回路２２３と、上述の送受信システム１９０を構成する外部発信受信装置１８０とが備わる。外部発信受信装置１８０は、検出したメタノール溶液１５１１の残量情報を、電子機器２１０に備わりマイクロコンピュータを有する制御装置２１１へ送出する。
尚、収容容器１５０が携帯可能な電子機器２１０に装着される場合、収容容器１５０の姿勢変化に伴い液面１５１ａが変動しＲＦＩＤタグ１０１と外部発信受信装置１８０との間の距離１４０が定まらない場合が考えられる。このような問題を解決するため、例えば、図１０に示すような構成を採ることができる。即ち、各組がＩＣチップ１２０及びアンテナ１２からなる３組の無線型伝送部１０１−ａ、１０１−ｂ、１０１−ｃの互いの位置関係を固定した状態にて一つのベース材１１Ａに３組の無線型伝送部１０１−ａ、１０１−ｂ、１０１−ｃを配置したＲＦＩＤタグ１１０１を用いる。該ＲＦＩＤタグ１１０１は、収容容器１５０内の液体１５１の液面１５１ａに浮遊する。これに対し、外部発信受信装置１８０のアンテナ１６１は一つ設ける。尚、図１０では、外部発信受信装置１８０のアンテナ１６１に対して、液面１５１ａが傾斜した状態を図示している。このような構成を採ることで、収容容器１５０の姿勢変化に伴い液面１５１ａが変動した場合でも、３つの無線型伝送部１０１−ａ、１０１−ｂ、１０１−ｃと、アンテナ１６１との距離ｄ１、ｄ２、ｄ３を用いて、アンテナ１６１と液面１５１ａとの距離１４０を液面１５１ａの姿勢にかかわらず決定することが可能となる。
【００８１】
上述のように構成された応用システム２０１における燃料残量管理方法について説明する。
燃料に関する情報確認の指令が電子機器２１０の制御装置２１１から燃料電池ユニット２２０の外部発信受信装置１８０に発せられたときには、外部発信受信装置１８０の発信装置側制御部１７０は、収容容器１５０内のＲＦＩＤタグ１０１に格納されているデータ、例えば燃料の特性データを読むべく、一定電力でＲＦＩＤタグ１０１にデータ返信指令を送信する。該電波を受信したＲＦＩＤタグ１０１は、ＲＦＩＤタグ１０１の制御部１２６の制御により、上記データ、及び符号化回路１２９にて数値化された受信電圧情報１２９１を外部発信受信装置１８０へ返信する。よって、外部発信受信装置１８０は、ＲＦＩＤタグ１０１から燃料電池用燃料であることを示すデータ、及び受信電圧情報１２９１を得る。
【００８２】
外部発信受信装置１８０の発信装置側制御部１７０は、上述したように、上記受信電圧情報１２９１に基づき外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１との間の距離情報１４０を求める。これにより、収容容器１５０内のメタノール溶液１５１１の残量を把握することができる。
【００８３】
燃料の特性データ、例えばメタノール溶液１５１１の濃度、及び収容容器１５０内における内容量を確認した後は、燃料供給ポンプ２２２にて収容容器１５０からメタノール溶液１５１１を吸い出し、発電セル部２２１へ供給することで、発電セル部２２１にて発電が開始される。発電セル部２２１にて発電した電力は、電圧変換回路２２３で所定の電圧に変換され、電子機器２１０に供給される。
【００８４】
発電運転がスタートした後は、外部発信受信装置１８０は、定期的にＲＦＩＤタグ１０１と通信を行い、ＲＦＩＤタグ１０１から受信電圧情報１２９１の情報を得て、逐次、収容容器１５０内のメタノール溶液１５１１の残量を管理する。そしてメタノール溶液１５１１の残量が規定値以下になったと判断されたときには、外部発信受信装置１８０は、その旨を電子機器２１０の制御装置２１１へ送出する。これにより、電子機器２１０にて、例えば燃料少の表示等を行い燃料交換や燃料補充等を促す。尚、定期的に測定した液面レベルの情報を外部発信受信装置１８０及びＲＦＩＤタグ１０１の少なくとも一方に記憶させても良い。又、記憶させた液面レベルの情報と測定経過時間とから、燃料電池システムの予想残存駆動時間を表示することもできる。
【００８５】
尚、上述の、応用システム２０１における燃料残量管理方法では、ＲＦＩＤタグ１０１は、受信電圧情報１２９１を外部発信受信装置１８０へ返信したが、説明したように距離情報１４０を返信するように構成してもよい。又、外部発信受信装置１８０は、外部発信受信装置１８０のアンテナ１６１と、ＲＦＩＤタグ１０１のアンテナ１２との距離を決定するときには、予め定めた出力電圧にて送信を行ない、距離決定以外の場合には、別の出力電圧にてＲＦＩＤタグ１０１と送信を行っても良い。
【００８６】
上述の送受信システム１９０等を備えた応用システムのさらに別の例について、以下に説明する。
図１１は、上記外部発信受信装置１８０と、上記ＲＦＩＤタグ１０１とを備えた送受信システム１９０を輸液管理システム３０１に応用した構成を示す。該輸液管理システム３０１は、病院等の医療現場で点滴に使用される輸液パックに送受信システム１９０を応用した例である。尚、ここでは医療用輸液を例に採るが、医療用に限定するものではなく、収容容器内の液体を当該収容容器から排出していく構成を有する輸液管理システムに応用可能である。
【００８７】
輸液管理システム３０１は、輸液収容容器の一例に相当する輸液パック３１０と、外部発信受信装置１８０と、輸液コントロール部３１２とを備える。輸液パック３１０、外部発信受信装置１８０、及び輸液コントロール部３１２は、それぞれ別々の支持体に保持することもできるが、図示するように、輸液管理システム３０１に含まれる輸液ホルダー３１１にて一体的に保持されるのが好ましい。さらに又、輸液管理システム３０１には、以下に説明する表示装置３１３を含むこともできる。
【００８８】
輸液パック３１０には、輸液３１０１が収容されており、無線型伝送装置としてのＲＦＩＤタグ１０１を内蔵又は載置した部材３０３が輸液３１０１の液面に浮遊している。部材３０３の一例として、輸液に悪影響を及ぼさない材料を用いたカプセルを使用し、当該カプセル中にＲＦＩＤタグ１０１を内蔵したものを用いても良い。具体的には、輸液パック３１０を構成する材料と同一の材料を用いることが出来る。ＲＦＩＤタグ１０１における情報格納部１２７には、当該輸液パック３１０の輸液３１０１に関する情報、例えば、薬品の種類、濃度、容量、使用有効期限、及び輸液パック容器に関する情報、等を含む管理情報１２７１がＩＤ情報として記憶されている。上記管理情報１２７１として、さらに、輸液３１０１が点滴される患者の情報が含まれても良い。
【００８９】
当該輸液管理システム３０１では、輸液ホルダー３１１には、外部発信受信装置１８０と、輸液コントロール部３１２とが取り付けられている。輸液コントロール部３１２は、輸液パック３１０の輸液３１０１の状態の管理を行う制御部分に相当し、外部発信受信装置１８０と有線又は無線にて接続されており、マイクロコンピュータ３１２１と通信装置３１２２とを有する。マイクロコンピュータ３１２１は、輸液パック３１０の輸液３１０１の状態管理に関する処理を実行する。通信装置３１２２は、輸液パック３１０、外部発信受信装置１８０、及び輸液コントロール部３１２と隔てられて設置される表示装置３１３へ輸液管理に関する情報を送出する。尚、外部発信受信装置１８０と輸液コントロール部３１２とを一体型として構成しても良く、この構成において、表示装置３１３は、輸液コントロール部３１２又は外部発信受信装置１８０に付属させることもできる。
【００９０】
当該輸液管理システム３０１では、前述の実施形態と同様に、外部発信受信装置１８０に含まれる発信装置側制御部１７０は、ＲＦＩＤタグ１０１との通信距離を求めた後、その求めた通信距離に基づいて輸液３１０１の液面レベルを求める。ここで発信装置側制御部１７０に備わる上記距離決定部１７１に含まれる上記発信装置側記憶部１７１１は、本例の場合、複数の輸液パック３１０に対応した複数のテーブルを有しており、上記距離決定部１７１は、使用する輸液パック３１０に対応するテーブルを用いてＲＦＩＤタグ１０１との通信距離を求める。さらにまた、発信装置側記憶部１７１１には、患者の情報を記憶しておくのが好ましく、この場合、発信装置側制御部１７０は、輸液パック３１０内のＲＦＩＤタグ１０１との通信により、患者の照合も行う。
【００９１】
上述のように構成される輸液管理システム３０１の動作について説明する。
輸液ホルダー３１１に輸液パック３１０が設置されると、外部発信受信装置１８０は、ＲＦＩＤタグ１０１と通信して、ＲＦＩＤタグ１０１の情報格納部１２７に記録されている上記ＩＤ情報を読み取る。上記ＩＤ情報に、輸液３１０１が点滴される患者の情報が含まれている場合には、発信装置側制御部１７０は、予め発信装置側制御部１７０に記録されている患者情報と照合を行う。照合の結果、患者情報が一致することによって輸液パック３１０が当該患者に適したものであると判定された場合には、点滴を開始することができる。そして、ＲＦＩＤタグ１０１と外部発信受信装置１８０との定期的な通信により、輸液３１０１の液面レベルの測定が実行される。そして、外部発信受信装置１８０によって測定された上記液面レベルが規定レベル以下になると、発信装置側制御部１７０は、残量減少信号を輸液コントロール部３１２へ出力する。
【００９２】
一方、発信装置側制御部１７０による患者情報の照合の結果、輸液パック３１０が当該患者に不適合なものであると発信装置側制御部１７０が判定した場合には、発信装置側制御部１７０は、警告信号を輸液コントロール部３１２へ出力する。また、発信装置側制御部１７０が輸液３１０１の有効期限切れを判定した場合も同様に警告信号を輸液コントロール部３１２へ出力する。
【００９３】
輸液コントロール部３１２に含まれるマイクロコンピュータ３１２１は、上記残量減少信号、あるいは上記警告信号を受けると、通信装置３１２２に対してこれらの信号の送出を指示し、別室、例えばナースステーション等に設けられた表示装置３１３に、例えば「輸液残量少」や「誤輸液パック」を表示、等を行わせ、輸液管理システム３０１の使用者、例えば看護師や医師に輸液交換や注意を促す。又、使用者の要求により、リアルタイムで輸液パック３１０の残量を確認することができる。
【００９４】
上述した輸液管理システム３０１によれば、以下のような効果を得ることができる。
即ち、輸液３１０１の残量管理が可能になることから、多数の患者に対する輸液交換のタイミングをそれぞれ通知可能となる。よって、看護師や医師は、輸液切れに伴う煩雑な作業から開放される。
又、ＲＦＩＤタグ１０１が設けられた部材３０３は、数ミリ角程度の大きさで作製することができることから、小型の輸液パック３１０にも適用することができる。
又、患者に適した輸液であるかどうかの照合ができるので、患者に、誤った輸液を点滴するような医療過誤を防止できるという優れた効果を有する。
又、上述の例では点滴に使用される輸液パックを例に採ったが、輸血に使用される輸血パックにも適用可能であり、輸血用血液の残量管理と血液型の管理を行うことができる。  尚、図７、図８、及び図１０を参照して説明した実施形態を、この輸液管理システム３０１に適用することも可能である。
又、無線型伝送装置の一例としてＲＦＩＤタグ１０１を用いるが、これに限定するものではない。
又、外部発信受信装置１８０の発信装置側制御部１７０は、使用する輸液パック容器に対応するテーブルを用いて通信距離を測定したが、輸液パック溶液に対応する所定の演算により通信距離を求めて良い。
又、輸液コントロール部３１２から表示装置３１３への残量減少信号などの信号の通信は、有線で行っても良い。また無線で通信を行う場合には、外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１の通信に干渉しない周波数を採用すればよい。
輸液コントロール部３１２の電源は、例えば商用電力から得てもよいし、充電池を用いてコードレスにて得ることも可能である。
【００９５】
次に、図１２Ａ及び図１２Ｂは、上記外部発信受信装置１８０と、上記ＲＦＩＤタグ１０１とを備えた送受信システム１９０を、プリンター用紙残量管理装置４０１に応用した構成を示す。該プリンター用紙残量管理装置４０１は、プリンター４２０の給紙部分に送受信システム１９０を応用した例である。
紙残量管理装置４０１は、容量が変化する内容物としての印刷用紙４０５を収容する収容容器の一例に相当する給紙トレー４１０と、給紙トレー４１０に備わり上記ＲＦＩＤタグ１０１を有する給紙機構４１１と、上記外部発信受信装置１８０を有する測定部４０３とを備える。給紙機構４１１は、印刷用紙４０５を載置しかつＲＦＩＤタグ１０１を取り付けた載置部材４１２と、印刷用紙４０５の内容量の変化に応じて載置部材４１２を給紙トレー４１１内で移動可能とし、印刷用紙４０５の残量にかかわらず給紙トレー４１１からプリンタ４２０に対して印刷用紙４０５を供給可能とする付勢部材４１３とを有する。本例では、付勢部材４１３の一例としてバネを用い、給紙機構４１１は、載置部材４１２に載置されている印刷用紙４０５を付勢部材４１３の力で当該プリンター４２０の本体側に押し当てる仕組みである。
【００９６】
載置部材４１２に設けられたＲＦＩＤタグ１０１の情報格納部１２７には、本例の場合、管理情報１２７１の一例として、ＩＤ情報、当該給紙トレー４１０に収容されている印刷用紙４０５に関する情報、例えば、サイズ、種類などが記録されている。ＲＦＩＤタグ１０１は、例えば、載置部材４１２の幅方向の中央部分に取り付けられている。
測定部４０３は、給紙トレー４１０が装填可能なプリンター４２０側で、ＲＦＩＤタグ１０１に対応する場所に設置される。測定部４０３に含まれる外部発信受信装置１８０の発信装置側制御部１７０は、前述の実施形態と同様に、ＲＦＩＤタグ１０１との通信距離を求めた後、その求めた通信距離に基づいて印刷用紙４０５の残量を求める。発信装置側制御部１７０には、通信距離と印刷用紙４０５の残量との関係情報を記憶するとともに上記関係情報を読み出す残量決定部１７１５が備わる。又、測定部４０３は、当該プリンター４２０に備わるプリンター制御部４２１に接続されている。
【００９７】
上述のように構成される紙残量管理装置４０１の動作について、以下に説明する。
プリンター４２０に給紙トレー４１０が装填された後、測定部４０３に備わる外部発信受信装置１８０は、定期的に印刷用紙４０５の残量の測定を実行する。そして測定された紙残量が規定量以下になると、発信装置側制御部１７０は、残量減少信号をプリンター制御部４２１へ出力する。プリンター制御部４２１は、上記残量減少信号を受けることで、例えば、プリンター４２０の表示部４２２や、当該プリンター４２０に接続され印刷命令を送出したパーソナルコンピュータの表示画面４２２に、「紙残量少」等を表示させて、プリンター４２０の使用者に印刷用紙４０５の補充を促す。又、使用者の要求により、リアルタイムで給紙トレー４１０の残量や紙のサイズを確認することができる。
【００９８】
上述の紙残量管理装置４０１によれば、以下のような効果を得ることができる。
外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１とが通信することによって、印刷用紙４０５の残量を管理することができる。
又、ＲＦＩＤタグ１０１は、数ミリ角程度の大きさで作製することができるので、プリンター内の任意のスペースに搭載する事が出来る。
又、ＲＦＩＤタグ１０１から測定部４０３への返信信号に含まれる情報、例えば印刷用紙４０５の種類やサイズに関する情報を参照することによって、当該プリンター４２０に接続されているパーソナルコンピュータから印刷命令を出すときに、サイズの異なった印刷用紙４０５を指定してしまうことを防止することができる。
又、無線型伝送装置の一例としてＲＦＩＤタグを用いて説明したが、これに限定するものではない。
【００９９】
次に、図１３Ａから図１３Ｃは、上記外部発信受信装置１８０と、上記ＲＦＩＤタグ１０１とを備えた送受信システム１９０をプリンター用のインク残量管理装置４５１に応用した構成を示す。本例のインク残量管理装置４５１は、インクジェットプリンターのインクカートリッジに送受信システム１９０を応用した構成を有する。
【０１００】
インク残量管理装置４５１は、上記外部発信受信装置１８０を有する測定部４６１と、容量が変化する内容物としてのインク４７０を収容する収容容器の一例に相当し、ＲＦＩＤタグ１０１を有するインクカートリッジ４６２と、インクカートリッジ４６２を収容し測定部４６１が設けられるインクホルダー４６０とを備える。
インクホルダー４６０は、インクカートリッジ４６２を交換可能に収納する。インクカートリッジ４６２に収容されているインク４７０には、ＲＦＩＤタグ１０１を設けた部材４６３が浮遊している。ＲＦＩＤタグ１０１の情報格納部１２７には、管理情報１２７１として、本例の場合、ＩＤ情報、当該インクカートリッジ４６２に収容されているインク４７０に関する情報、例えば、色、種類などが記録されている。
【０１０１】
測定部４６１は、インクカートリッジ４６２内のインク４７０の残量管理に関する処理を実行する。測定部４６１に含まれる外部発信受信装置１８０の発信装置側制御部１７０は、前述の実施形態と同様に、ＲＦＩＤタグ１０１との通信距離を求めた後、その求めた通信距離に基づいてインク４７０の残量を求める。図１３Ｃに示すように、発信装置側制御部１７０には、通信距離とインク４７０の残量との関係情報を記憶するとともに上記関係情報を読み出す残量決定部１７１７が備わる。又、測定部４６１は、当該プリンター４８０に備わるプリンター制御部４８１に接続されている。
【０１０２】
上述のように構成されるインク残量管理装置４５１における動作について、以下に説明する。
インクカートリッジ４６２がインクホルダー４６０に設置された状態で、測定部４６１の外部発信受信装置１８０は、定期的に、インク４７０の残量測定を実行する。測定されたインク残量が規定量以下になると、外部発信受信装置１８０の発信装置側制御部１７０は、残量減少信号をプリンター制御部４８１に出力する。
【０１０３】
プリンター制御部４８１は、発信装置側制御部１７０からの上記残量減少信号を受けると、例えば、プリンター４８０の表示部４８２や、当該プリンター４８０に接続され印刷命令を送出したパーソナルコンピュータの表示画面４８２に、「インク残量少」等を表示させて、プリンター４８０の使用者にインクカートリッジ４６２の交換を促す。又、使用者の要求により、リアルタイムでインクカートリッジ４６２内のインク残量を確認することができる。
【０１０４】
上述のインク残量管理装置４５１によれば、以下のような効果を得ることができる。
外部発信受信装置１８０とＲＦＩＤタグ１０１とが通信することによって、インクカートリッジ４６２内のインク４７０の残量を管理することができる。
又、ＲＦＩＤタグ１０１は、数ミリ角程度の大きさで作製することができるので、小型のインクカートリッジ内部にも搭載する事が出来る。
又、無線型伝送装置の一例としてＲＦＩＤタグを用いて説明したが、これに限定するものではない。
又、ＲＦＩＤタグ１０１を有するインクカートリッジ４６２は、図７Ａ、図７Ｂ、及び図８を参照して説明した構成を採ることも可能である。
【０１０５】
第２実施形態：
以上の説明では、ＲＦＩＤタグ１０１は、受信感度に注目して図１に示す構成、即ち符号化回路１２９を備えた構成を採る。しかしながら、ＲＦＩＤタグの構成は、これに限定されるものではなく、通信エラーを検出する機能を設けた構成でも、上述のＲＦＩＤタグ１０１と同様の効果を得ることができる。通信エラー検出機能について、下記に簡単に説明する。
【０１０６】
即ち、一般的に、通信時のエラーを想定したデータ通信では、リードソロモン等の各種の誤り訂正符号がデータに付加され、許可された周波数帯域に変調されて送信される。受信の際には、復調後、データを復号し、伝送誤りを有するデータ部分を、上記誤り訂正符号を用いて訂正し、正確なデータにする。
通信データを符号化する方法は各種あり、復号したときに、その通信経路で１，０を判定しやすい方法が選ばれる。１，０の判定には一定のスレッシュホールドレベルでもって、１，０の相対比較で判定される。
【０１０７】
通信データの信号レベルの符号化及び復号について、通信経路に非線形成分がない場合には、受信した通信データは完全に復号され、データを誤って処理することはない。一方、通信経路にノイズが発生している場合には、そのノイズ成分が一定の確率分布で発生していると見なすと、データとノイズの相対関係で、ある確率で誤ってデータを判別する結果となる。
データを誤って判定したか否かは、送るべきデータに誤り訂正符号を付加して送受信し、復号したデータについて、その誤り訂正符号との関係をみることで、誤り箇所つまり通信エラー箇所が判定できる。しかしながら、訂正能力以上の誤りが復号データに発生したときには、誤りは認識でるが、訂正できない状態となる。
通信エラーの発生確率は、ノイズの分布に左右されるが、ノイズ分布をガウス分布と想定すると、図１６Ａに示すようなグラフとなる。
【０１０８】
ＲＦＩＤタグの場合、通信経路の距離の２乗によって、受信信号は減少する。よって通信経路におけるノイズを一定と仮定すると、Ｓ／Ｎは、距離の２乗で悪化する。通信時に誤りが発生すると、上述のように、付加した誤り訂正符号により、データとの関係によって、誤り箇所が特定でき、誤り数、つまり誤り箇所の数を検出することが可能となる。通信距離が規定距離を超え、想定以上の誤りを発生したときには、過大な誤りを認知できるだけで、誤り箇所の特定はできなくなる。一方、図１６Ｂに示すように、通信距離が誤り検出可能な範囲（ＫＬ）であれば、上記誤り数に基づいて、正確に通信距離を測定することができる。
又、図１６Ｂにて「距離Ｌ」にて示すように、通信距離つまりＲＦＩＤタグと外部発信受信装置と距離が短すぎると、受信強度が十分過ぎるため、誤りが発生せず、通信距離の測定ができなくなる可能性がある。
【０１０９】
本第２実施形態では、上述した、通信距離と誤り数との関係に注目し、通信エラーの概念に含まれる上記誤り数を元に通信距離を求める。即ち、ＲＦＩＤタグは、通信エラーを検出する機能を設けた構成を採ることができ、その構成の一例を図１４に示す。
無線型伝送装置の一例としての、図１４に示す、ＲＦＩＤタグ５０１は、ＲＦＩＤタグ１０１における符号化回路１２９に代えて通信エラー検出回路５１０を備え、制御部１２６に代えて制御部５１５を備える。尚、通信エラー検出回路５１０は、受信回路１２５に含まれる概念であり、受信回路１２５は制御部５１５に接続される。その他の構成は、図１に示すＲＦＩＤタグ１０１における構成と同じである。
【０１１０】
通信エラー検出回路５１０は、外部発信受信装置が発信する電波の通信エラーを検出する回路であり、具体的には、電源電圧生成部１２１から電力の供給を受けて、アンテナ１２にて受信した電波について、通信エラーに対応したエラー情報としての一例である上記誤り数を検出し、検出した誤り数を制御部５１５に送出する。
【０１１１】
制御部５１５は、制御部１２６と同様に、ＲＦＩＤタグ５０１の制御を行う部分であり、受信回路１２５から供給された所定の命令を実行して、データ書き込みの場合はその結果を情報格納部１２７に書き込み、データ読み出しのときには、情報格納部１２７のデータを読み出し、送信回路１２８を経てループアンテナ１２から返信する。一方、本実施形態のＲＦＩＤタグ５０１では、制御部５１５は、さらに、通信エラー検出回路５１０から供給される上記エラー情報を送信回路１２８にて無線周波数帯域に変調させ無線電波としてループアンテナ１２に電力供給し外部発信受信装置１８０へ送出させる制御を行う。あるいはまた、制御部５１５は、上記エラー情報を元に、外部発信受信装置１８０との通信距離を求め、該距離情報を送信回路１２８にて無線周波数帯域に変調させ無線電波としてループアンテナ１２に電力供給し外部発信受信装置１８０へ送出させる制御を行う。
尚、制御部５１５も、制御部１２６と同様に、変換部１２６１及び記憶部１２６２を有する。制御部５１５に備わる記憶部１２６２には、後述する、選択レベル数と通信距離との関係、及び誤り数と通信距離との関係を示す情報が記憶されている。
【０１１２】
又、上述したように、ＲＦＩＤタグと外部発信受信装置と距離が短すぎる、図１６Ｂに「距離Ｌ」にて示す範囲では、従来、通信距離の測定が不可能である。本実施形態におけるＲＦＩＤタグ５０１ではこの問題を解決するため、通信エラー検出回路５１０は、図１５に示す構成を採る。
即ち、通信エラー検出回路５１０は、機能的に分けて、信号強度変更部５１１と、エラー判断部５１２とを有する。信号強度変更部５１１は、アンテナ１２にて受信された受信電波の強度を変更する部分であり、レベル変更回路５２１と、選択回路５２２と、増幅回路５２３とを有する。レベル変更回路５２１は、例えば、複数の抵抗を設けた抵抗分割回路にて構成され、複数の抵抗の組み合わせを選択することによってアンテナ１２にて受信された受信電波の信号強度を強制的に変更する回路である。選択回路５２２は、レベル変更回路５２１に接続され、レベル変更回路５２１から供給されるそれぞれの信号強度を有する複数の受信電波の中から、制御部５１５が送出する選択信号５２５１に従い、最適な信号強度を有する受信電波を選択する回路である。増幅回路５２３は、選択回路５２２に接続され、選択回路５２２から供給される電波を、測定すべき最大距離が測定可能となる増幅率にて増幅する回路である。ここで、上記測定すべき最大距離とは、図１６Ｂに示す、距離Ｌと、測定可能範囲ＫＬとを加えてなる距離である。
【０１１３】
エラー判断部５１２は、信号強度変更部５１１に接続され、強度を変更された受信電波から通信エラーの検出を行い、この検出結果を制御部５１５へ送出する部分であり、復号回路５２４と、エラー判断回路５２５とを有する。復号回路５２４は、増幅回路５２３に接続され、増幅回路５２３から供給される受信電波の復号を行い、復号されたデータのヘッダ一を検出し、エラー検出可能な受信データ列に変換する回路である。エラー判断回路５２５は、復号回路５２４に接続され、復号回路５２４から供給される上記受信データ列から誤り数を検出する回路であり、検出した誤り数を制御部５１５へ送出する。
制御部５１５は、エラー判断回路５２５から上記誤り数が供給されないときには、上記選択回路５２２に対して、先に出力した信号強度よりも弱い強度を有する受信電波を選択するように、上記選択信号５２５１を選択回路５２２へ送出する。
【０１１４】
よって、通信エラー検出回路５１０は、上記誤り数が検出可能となるまで、信号強度変更を繰り返し、通信エラーが検出されたときに、レベル変更回路５２１の抵抗の組み合わせによって決定される減衰率、つまり選択レベル数と、誤り数とを制御部５１５へ送出する。尚、上記減衰率は、アンテナ１２にて受信された受信電波の信号強度レベルをどの程度下げたかを示すもので、レベル変更回路５２１における全抵抗に対する使用した抵抗の割合で示される。
【０１１５】
上述のように構成されるＲＦＩＤタグ５０１の動作について、以下に説明する。尚、外部発信受信装置１８０との通信に関する動作は、上述のＲＦＩＤタグ１０１の場合に同じであることから、ここでは、通信エラー検出回路５１０に関連する動作を主に説明する。
図１６Ｂに示す、外部発信受信装置１８０に対して、上述の測定可能範囲ＫＬにＲＦＩＤタグ５０１が存在するときには、換言すると、上述した信号強度変更を繰り返すことなく一回で誤り数が得られたときには、受信した信号強度の電波が使用され、通信エラー検出回路５１０は、該電波を復号して通信エラーを検出し、誤り数を検出する。そして、制御部５１５は、通信エラー検出回路５１０から供給された、エラー情報の一例に相当する誤り数及び上記選択レベル数に基づいて、上記変換部１２６１にて通信距離情報を求める。尚、変換部１２６１では、上記選択レベル数から図１６Ｂに示す距離Ｌを求め、上記誤り数から図１６Ｂに示す測定可能範囲ＫＬ内の位置を求める。そして、制御部５１５は、送信回路１２８及びアンテナ１２を介して外部発信受信装置１８０へ上記通信距離情報を発信する。又は、制御部５１５は、通信距離情報への変換を行わずに、少なくとも上記誤り数を外部発信受信装置１８０へ発信させてもよい。
【０１１６】
一方、外部発信受信装置１８０に対してＲＦＩＤタグ５０１が図１６Ｂに示す距離Ｌの範囲に存在する場合には、通信エラー検出回路５１０は、上述したように、誤り数が検出可能となるまで、信号強度変更を繰り返す。即ち、レベル変更回路５２１の抵抗の接続を変えて入力を減衰させ、エラーが発生するまで信号レベル選択をする。そして、誤り数が検出されることで、制御部５１５は、通信エラー検出回路５１０から供給された、誤り数と選択レベル数とに基づいて、変換部１２６１にて通信距離情報を求める、そして、送信回路１２８及びアンテナ１２を介して外部発信受信装置１８０へ上記通信距離情報を発信する。あるいは、制御部５１５は、通信距離情報への変換を行わず、上記誤り数、及び選択回路５２２の選択レベル数を外部発信受信装置１８０へ発信させてもよい。この場合、上記誤り数及び上記選択レベル数がエラー情報に相当する。
【０１１７】
上述のように、通信エラー検出回路５１０を設け通信エラーを検出する場合であっても、受信感度に基づいて通信距離情報を得る場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
又、上述した各実施形態、及び各応用システム例では、ＲＦＩＤタグ１０１、５０１は、外部発信受信装置１８０からの電波を受信して得られる電力を利用して返信する形態を採っている。しかしながら、ＲＦＩＤタグ１０１、５０１から外部発信受信装置１８０への返信形態は、上述の形態に限定されるものではなく、例えば、無線型伝送装置が電波を受信するときのアンテナ１２の受信インピーダンスを変調することにより、外部発信受信装置１８０に無線型伝送装置の返信信号を伝える、いわゆる負荷変調方式を採ることも可能である。この場合においても、上述の各実施形態、及び各応用システム例と同様の効果を得られることは明白である。
【０１１９】
即ち、負荷変調方式を採る無線型伝送装置の場合、無線型伝送装置は、返信信号を増幅して無線型伝送装置のアンテナから返信する必要はなく、比較的省電力でアンテナにつながる負荷インピーダンスを返信信号に応じて変更することで、外部発信受信装置１８０の送信負荷を変化させ、これにより通信が可能である。このときの、外部発信受信装置１８０における無線型伝送装置への送信電力は、上述したように距離の関数である。よって、無線型伝送装置から外部発信受信装置１８０への負荷変調による返信の信号レベルも、外部発信受信装置１８０における送信と同様に、距離の関数になっているので、同じ効果が得られる。
【０１２０】
このような負荷変調方式を採る無線型伝送装置の一例であるＲＦＩＤタグは、図１７に示すような構成を採ることができる。
即ち、図１７に示すＲＦＩＤタグ６０１は、当該ＲＦＩＤタグ６０１における受信感度に基づいて負荷変調を行うものであり、図１に示すＲＦＩＤタグ１０１と比べると、上述のように返信信号を増幅して返信する必要が無いことから送信回路１２８は必要無く、送信回路１２８の代わりに負荷変調部６１１を備え、又、制御部１２６に代えて制御部６１５を設けた構成を採る。負荷変調部６１１は、アンテナ１２の受信インピーダンスを変調するためアンテナ１２の負荷を変更する、例えばスイッチング部６１１１と、該スイッチング部６１１の切り替えを行う負荷切替部６１１２とを有する。尚、スイッチング部６１１１は、アンテナ１２の受信インピーダンスを変調可能な構成であればよく、図示のスイッチ構成に限定するものではない。
制御部６１５は、符号化回路１２９により符号化された受信感度に基づいて、具体的には該受信感度から得られる例えば通信距離情報に基づいて、負荷切替部６１１２を動作制御を行う。
【０１２１】
このように構成されるＲＦＩＤタグ６０１と、外部発信受信装置１８０とを備えた送受信システムにおける動作の一例を説明する。
第１実施形態にて説明したように、外部発信受信装置１８０が発信する電波を受信したＲＦＩＤタグ６０１では、符号化回路１２９にて受信感度が符号化され、制御部６１５に供給される。制御部６１５は、符号化された受信感度に基づいて、負荷切替部６１１２の動作制御を行い、それにより、スイッチング部６１１１は、例えば通信距離情報に応じてアンテナ１２の受信インピーダンスを変調する。該変調により、外部発信受信装置１８０の送信負荷が変化する。該変化状況に応じて、外部発信受信装置１８０は、ＲＦＩＤタグ６０１との通信距離を求めることができる。
【０１２２】
又、図１４を参照して説明した通信エラーに基づいて負荷変調を行うＲＦＩＤタグの構成例を図１８に示す。図１８に示すＲＦＩＤタグ６５１では、制御部６６５は、上記誤り数に基づいて、負荷切替部６１１２の動作制御を行い、それにより、スイッチング部６１１１は、アンテナ１２の受信インピーダンスを変調する。該変調により、外部発信受信装置１８０の送信負荷が変化する。該変化状況に応じて、外部発信受信装置１８０は、ＲＦＩＤタグ６５１との通信距離を求めることができる。
【０１２３】
なお、上述の様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明は、無線周波数帯の電波を利用して非接触で外部発信受信装置との間で情報交換を行う、例えば収容容器内の内容物量の管理を可能とするような、無線型伝送装置、該無線型伝送装置を備えた収容容器、上記無線型伝送装置を備えた送受信システム、及び送受信方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の実施形態である無線型伝送装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示す制御部の構成を示すブロック図。
【図３】図１に示す無線型伝送装置の斜視図。
【図４】図１に示す整流回路の出力電圧と通信距離との関係の概略を示すグラフ。
【図５】図１に示す無線型伝送装置における受信電圧と動作電源電圧との関係を示すグラフ。
【図６Ａ】本発明の実施形態である送受信システムであって、図１に示す無線型伝送装置を備えた送受信システムの構成を示す図であり、収容容器内の内容量が多い場合を示す図。
【図６Ｂ】本発明の実施形態である送受信システムであって、図１に示す無線型伝送装置を備えた送受信システムの構成を示す図であり、収容容器内の内容量が少ない場合を示す図。
【図７Ａ】本発明の実施形態である送受信システムにおける他の例を示す図であり、収容容器内の内容量が多い場合を示す図。
【図７Ｂ】本発明の実施形態である送受信システムにおける他の例を示す図であり、収容容器内の内容量が少ない場合を示す図。
【図８】本発明の実施形態である送受信システムにおける別の例を示す図。
【図９】図６Ａ及び図６Ｂに示す送受信システムを備えた応用システムの一例を示す図。
【図１０】図１に示す無線型伝送装置であって、液面姿勢が変化する場合に使用可能な無線型伝送装置の一例を示す図。
【図１１】本発明の実施形態である送受信システムを備えた応用システムの別の例を示す図。
【図１２Ａ】本発明の実施形態である送受信システムを備えた応用システムの他の例を示す図。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示す測定部の構成を説明するためのブロック図。
【図１３Ａ】本発明の実施形態である送受信システムを備えた応用システムのさらに他の例を示す図。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示すインク残量管理装置の構成を示す図。
【図１３Ｃ】図１３Ｂに示す測定部の構成を説明するためのブロック図。
【図１４】本発明の実施形態である無線型伝送装置の別の構成例を示すブロック図。
【図１５】図１４に示す通信エラー検出回路の構成を示すブロック図。
【図１６Ａ】通信Ｓ／Ｎと、誤り率との関係を示すグラフ。
【図１６Ｂ】通信距離と、誤り検出数との関係を示すグラフ。
【図１７】本発明の実施形態である無線型伝送装置の他の構成例を示すブロック図。
【図１８】本発明の実施形態である無線型伝送装置の他の構成例を示すブロック図。
【図１９】従来のＲＦＩＤタグを示す斜視図。
【図２０】従来のＲＦＩＤタグのＩＣチップの構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１２６】
１１…ベース材、１２…アンテナ、
１０１…ＲＦＩＤタグ、１２１…電源電圧生成部、１２６…制御部、
１２８…送信回路、１２９…符号化回路、１４０…距離情報、１５０…収容容器、
１５１…液体、１５２…外容器、１６０…送受信部、１７１…距離決定部、
１８０…外部発信受信装置、２２０…燃料電池ユニット、
３１０…輸液パック、３１３…表示装置、４１０…給紙トレー、４１１…給紙機構、
４６２…インクカートリッジ、５１０…通信エラー検出回路、
５１１…信号強度変更部、５１２…エラー判断部、６１１…負荷変調部、
１２６１…変換部、１２６２…記憶部、１５３１…外容器、１５３２…対向面、
１５４１…外容器、１５４２…隔壁部材、１７１１…発信装置側記憶部、
１７１２…読出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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