(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質問機からの電力信号を受信する共振回路と、
この共振回路が受信した電力信号を平滑化して動作電力に変換する電源回路と、
この電源回路からの給電状態で前記電力信号に含まれる質問信号に応じて前記共振回路を基準電位にクランプすることにより応答する制御回路と、
この制御回路により前記共振回路が前記基準電位にクランプされたときの前記共振回路の電圧降下を制限する電圧降下制限回路とを備え、
前記電圧降下制限回路は、複数段階の電圧降下レベルを有し、それらの電圧降下レベルのうちから選択された電圧降下レベルで前記共振回路が前記基準電位にクランプされた際の電圧降下を制限するように構成され、
前記電圧降下制限回路は、前記質問機が送信した電力信号に含まれる指令信号に応じて前記共振回路が前記基準電位にクランプされたときの電圧降下レベルを選択することを特徴とするＩＤタグ。
【請求項２】
質問機からの電力信号を受信する共振回路と、
この共振回路が受信した電力信号を平滑化して動作電力に変換する電源回路と、
この電源回路からの給電状態で前記電力信号に含まれる質問信号に応じて前記共振回路を基準電位にクランプすることにより応答する制御回路と、
この制御回路により前記共振回路が前記基準電位にクランプされたときの前記共振回路の電圧降下を制限する電圧降下制限回路とを備え、
前記電圧降下制限回路は、複数段階の電圧降下レベルを有し、それらの電圧降下レベルのうちから選択された電圧降下レベルで前記共振回路が前記基準電位にクランプされた際の電圧降下を制限するように構成され、
前記制御回路は、他のＩＤタグと同時に応答動作を実行する場合は、他のＩＤタグと異なるように前記電圧降下制限回路による電圧降下レベルを設定することを特徴とするＩＤタグ。
【請求項３】
前記制御回路は、応答動作を実行するときは前記電圧降下制限回路による電圧降下レベルを最小に設定した状態で応答すると共に、前記質問機が応答動作を認識できないことに応じて同一の応答動作を再度実行するときは、前記電圧降下制限回路による電圧降下レベルが大きくなるように変更した状態で応答することを特徴とする請求項１または２記載のＩＤタグ。
【請求項４】
前記電圧降下制限回路は、抵抗により電圧降下レベルを制限することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のＩＤタグ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共振回路で受信した質問機からの電力信号を電源回路で平滑することにより動作電力を生成して動作するＩＤタグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、移動体の識別システムとして、高周波の電波を利用したリモートＩＤシステムがある。これは、質問機とＩＤタグとの間で電波による通信を行い、離れた位置にあるＩＤタグのデータを読み取ったり、ＩＤタグにデータを書き込んだりするものである。
このようなリモートＩＤシステムは、配送システム、在庫管理システム、販売システムなど種々のシステムに応用することが考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＩＤタグは、共振回路で受信した質問機からの電力信号を電源回路で平滑することにより動作電力を生成して動作すると共に、共振回路をグランドラインに間欠的にクランプすることにより質問機に対して応答するようにしている。この場合、共振回路をグランドラインに完全にクランプしたときは、動作電力が零となってしまうので、共振回路を所定の抵抗値の抵抗を介してグランドラインに接続することにより動作電力を確保するようにしている。
【０００４】
しかしながら、ＩＤタグの応答レベルは固定されているので、ＩＤタグの応答レベルが電気的ノイズに比較して小さい場合には、図１２に示すようにように応答信号がノイズに埋没してしまってＩＤタグが応答することができない。この場合、同図に示すようにノイズに比較して応答レベルを高めればよいように思われるものの、応答レベルを高めるために共振回路と接続された抵抗の抵抗値を大きくした場合には、抵抗による電圧降下レベルが大きくなり、それだけＩＤタグの電源電圧が低下してしまう。つまり、図１３に示すようにＩＤタグの応答レベルとＩＤタグの電源電圧とは相反する関係となっている。このため、応答レベルを大きく設定することによりＩＤタグの電源電圧の電圧ドロップが大きい状態において、質問機とＩＤタグとの間の通信距離が大きくという使用環境では、ＩＤタグの電源電圧がＩＤタグの動作限界電圧よりも低下してしまって、ＩＤタグが動作しなくなってしまうことがある。要するに、耐ノイズ性の観点からは応答レベルを大きく設定することが望ましいものの、それでは、通信距離によってはＩＤタグが動作しないことがあり、ＩＤタグの応答レベルが固定されている場合には、種々の使用環境に適切に対応することができないのである。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、使用環境に応じた最適な応答レベルを設定することが可能となるＩＤタグを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、共振回路が質問機からの電力信号を受信すると、電力信号は電源回路により平滑化されて動作電力に変換される。このようにして電源回路からの給電状態では、制御回路は、質問信号に応じて共振回路を基準電位に間欠的にクランプすることにより応答する。
【０００７】
ここで、電圧降下制限回路は、複数段階の電圧降下レベルを有し、それらの電圧降下レベルのうちから選択された電圧降下レベルで共振回路が基準電位にクランプされたときの電圧降下を制限するので、応答レベルを任意に設定することができる。この場合、応答レベルとして、ノイズの影響を受けないように設定することにより、通信距離を最大に延ばすことができる。
【０００８】
また、電圧降下制限回路は、質問機が送信した電力信号に含まれる質問信号に応じて共振回路が基準電位にクランプされたときの電圧降下レベルを選択するので、使用環境が変化するにしてもＩＤタグの応答レベルを任意に設定することができ、使用環境に応じた応答レベルを適切に設定することができる。
【０００９】
請求項２の発明によれば、例えば２個のＩＤタグからのキャリアが１８０°ずれ且つ同じ信号レベルで重なりあったときは、応答信号のキャリアが見掛け上零レベルとなってしまうキャリア相殺が発生して通信不能となってしまうことがあるものの、制御回路は、他のＩＤタグと同時に応答動作を実行する場合は、他のＩＤタグと異なるように電圧降下制限回路による電圧降下レベルを設定する。これにより、各ＩＤタグからのキャリアが１８０°ずれ且つ同じ信号レベルで重なりあうにしても、一方のＩＤタグからのキャリアが現れるので、質問機は、一方のＩＤタグからのタグ情報を読取ることができる。この場合、タグ情報の読取りが完了したＩＤタグはキャリアの出力を停止するので、他方のＩＤタグのキャリアが現れるようになる。従って、質問機は、他方のＩＤタグからタグ情報も読取ることができる。
【００１０】
請求項３の発明によれば、ＩＤタグは、応答動作を実行するときは、電圧降下制限回路による電圧降下レベルを最小に設定した状態で応答する。このとき、応答レベルが最小であり、最大通信距離は短いので、ＩＤタグの位置によっては質問機がＩＤタグを認識できないことがある。このような場合、ＩＤタグは、同一の応答動作を再度実行するときは、電圧降下制限回路による電圧降下レベルが大きくなるように変更した状態で応答する。これにより、最大通信距離が延びるので、質問機は、ＩＤタグを認識できるようになる。
【００１１】
請求項４の発明によれば、抵抗により電圧降下レベルを制限するので、容易に実施することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明をリネンシステムに適用した第１の実施の形態を図１乃至図７を参照して説明する。
図２は、リネンシステムを概略的に示している。このリネンシステムは、例えばコンビニエンスストアに貸与するユニホームにＩＤタグを装着することによりユニホームの貸出及び回収並びに洗濯情報を管理するものである。
【００１３】
即ち、洗濯工場内で洗濯されたユニホーム１はハンガーに吊下げられた状態でライン２により搬送されることによりユニホーム通過ガイド３間を通過するようになっている。このユニホーム通過ガイド３にはアンテナ４が設けられており、アンテナ４からはコントローラ５からの指令に応じて質問信号を送信するようになっている。ユニホーム通過ガイド３の出口にはライン切換装置６が設置されており、コントローラ５からの指令に応じてユニホーム通過ガイド３を通過したユニホーム１をサイズに応じたライン２ａ〜２ｃに搬送するようになっている。
【００１４】
ここで、ユニホーム１にはＩＤタグ７が装着されている。このＩＤタグ７にはユニホーム１のサイズが記憶されており、コントローラ５は、ユニホーム１がユニホーム通過ガイド３を通過した際にアンテナ４を通じてＩＤタグ７に洗濯回数を記憶すると共に、ＩＤタグ７に記憶されているユニホームのサイズを読取ってライン切換装置６を切換えることによりユニホームをサイズに応じて自動分別するようにしている。
【００１５】
図１はＩＤタグ７の電気的構成を概略的に示している。この図１において、ＩＤタグ７は、電波信号を送受信するためのアンテナ用コイル８と、共振コンデンサ９と、平滑部（電源回路に相当）１０と、制御用ＩＣチップ１１と、電圧降下制限回路１２とから構成されている。
【００１６】
上記制御用ＩＣチップ１１は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）１３の他、整流部１４、変復調部１５、メモリ部１６などを構成する半導体素子をワンチップ化したものである。また、平滑部１０は、ツェナーダイオードからなる全波整流回路１７及び平滑コンデンサ１８からなる。
【００１７】
そして、上記アンテナ用コイル８は、共振コンデンサ９と並列に接続されて共振回路１９を構成し、外部機器である質問機から所定の高周波数の電力用電波信号が送信されてくると、これを受信して平滑部１０を介して整流部１４に送信する。整流部１４は、平滑部１０と共に電源回路を構成するもので、共振回路１９から送信されてきた電力用電波信号を整流し、平滑部１０により平滑化し且つ一定電圧の直流電力（動作用電力）にしてＭＰＵ１３などに供給する。
【００１８】
質問機から送信されてくるデータなどの信号は、電力用電波信号に重畳して送信されるようになっており、その信号は、変復調部１５により復調されてＭＰＵ１３に与えられる。ＭＰＵ１３は、メモリ部１６が有するＲＯＭに記憶された動作プログラムに従って動作するもので、変復調部１５から入力される信号に応じた処理を実行し、受信したデータをメモリ部１６が有するＥＥＰＲＯＭなどの消去可能な不揮発性メモリに書き込んだり、メモリ部１６からデータを読み出して変復調部１５により変調し、アンテナ用コイル８から電波信号として送信したりする。
【００１９】
一方、電圧降下制限回路１２は、複数の抵抗２０ａ〜２０ｎ、切換回路２１及びスイッチング回路２２からなり、各抵抗２０ａ〜２０ｎの一端を共振回路１９に並列接続すると共に他端を切換回路２１及びスイッチング回路２２を介してグランドライン（基準電位に相当）２３と接続して構成されている。尚、この電圧降下制限回路１２はＩＣチップ１１に内蔵されており、ＭＰＵ１３からの指令に応じて制御されるようになっている。
【００２０】
ここで、電圧降下制限回路１２における抵抗として第１〜第３の抵抗２０ａ〜２０ｃを設けた場合は、各抵抗の抵抗値は図３に示すように設定されている。つまり、第１の抵抗２０ａの抵抗値は大きく、第２の抵抗２０ｂの抵抗値は中程度、第３の抵抗２０ｃの抵抗値は小さく設定されている。この場合、抵抗値と共振電流の電流変化、応答レベル、耐ノイズ性との関係は、図３に示すように抵抗値が大きいときは電流変化及び応答レベル並びに耐ノイズ性は小さく、抵抗値が中程度のときは電流変化及び応答レベル並びに耐ノイズ性は中程度、抵抗値が小さいときは電流変化及び応答レベル並びに耐ノイズ性は大きくなっている。
【００２１】
ところで、応答レベルが大きくなると、本来は図４に実線で示すように耐ノイズ性が大きくなると共に質問機とＩＤタグ７との間の最大通信距離は大きくなるものの、一方において、通信距離が大きくなると、図５に示すようにＩＤタグの電源電圧が低下することから、応答レベルが大きく設定されたＩＤタグ７が通信距離が大きな使用環境で使用されたときは、電源電圧がＩＤタグ７の動作限界電圧を下回ってしまい、ＩＤタグ７が動作しなくなる。この結果、最大通信距離は、応答レベルが所定レベルとなるまでは応答レベルが大きくなる程大きくなる関係であるのに対して、所定レベル以上では応答レベルが大きくなる程小さくなる関係（図４に破線で示す）となる。従って、ＩＤタグ７を耐ノイズ性を高めるために応答レベルが比較的大きな状態（図４に破線で示す領域）で使用する際は、図６に示すような関係となるように応答レベルを設定する必要がある。つまり、通信距離は短くても耐ノイズ性を向上したい場合は応答レベルを大きく設定する。また、そこそこの通信距離と耐ノイズ性を確保したい場合は応答レベルを中間レベルに設定する。そして、耐ノイズ性は犠牲にしても通信距離を長くしたい場合は応答レベルを小さく設定する。
【００２２】
次に上記構成の作用について説明する。
図７はＩＤタグ７に対する応答レベル設定フローを示している。この図７において、質問機は、耐ノイズ性及び通信距離に基づいて応答レベルを決定したときは、応答レベルを含む指令を送信する。つまり、ノイズが大きな使用環境で使用する際に通信距離が短くてもよい場合は、電圧降下制限回路１２の抵抗として抵抗値の大きな抵抗２０ａを選択する。また、ノイズが小さな環境で使用する際に長い通信距離を必要とする場合は、抵抗値の小さな抵抗２０ｃを選択する。この実施の形態では、アンテナ４の最大通信距離はユニホーム通過ガイド３の幅ｈ（図１参照）であり固定的であるので、最大通信距離ｈの位置でＩＤタグが通信不能となる手前となるように応答レベルを設定する。
【００２３】
さて、ＩＤタグ７は、指令信号を受信したときは、指令信号に含まれる応答レベルを抽出し、内部処理により応答レベルを設定する。
具体的には、指令信号により指令された抵抗２０ａ〜２０ｃを切換回路２１により選択するもので、これにより選択された抵抗２０ａ〜２０ｃのうちの何れかはスイッチング回路２２と接続される。従って、ＩＤタグ７の応答レベルはノイズレベル及び通信距離に応じた最適レベルに設定される。この応答レベルはメモリ部１６のＥＥＰＲＯＭに記憶され、次に更新されるまで有効となる。
【００２４】
続いて、ＩＤタグ７は、スイッチング回路２２を所定タイミングでオンする。これにより、共振回路１９が電圧降下制限回路１２において選択された抵抗２０ａ〜２０ｃを介してグランドライン２３と接続されるので、共振回路１９の電圧が選択された抵抗２０ａ〜２０ｃに応じた抵抗値で低下する。このとき、質問機は、電力信号の電圧変化を検出することによりＩＤタグ７からタグ情報を読取ることができる。つまり、質問機は、ＩＤタグ７のメモリ部１６に記憶されているユニホームのサイズを読取ることができるのである。
そして、質問機は、ＩＤタグ７からの応答を受信したところで処理を完了し、読取ったユニホームのサイズに応じてライン切換装置６を切換える。
以上の動作により、洗濯されたユニホームはサイズに応じて分別されるようになる。
【００２５】
このような実施の形態によれば、ＩＤタグ７の応答レベルとしてノイズレベル及び通信距離に応じて最適な応答レベルを設定するようにしたので、設定された応答レベルによってはＩＤタグが停止してしまう従来例のものと違って、ＩＤタグ７が停止してしまうことなく当該ＩＤタグ７からタグ情報を確実に読取ることができる。
【００２６】
この場合、質問機によりＩＤタグ７に対して応答レベルを設定するようにしたので、使用環境が変化するにしてもＩＤタグ７の応答レベルを任意に設定することができ、使用環境に応じた応答レベルを適切に設定することができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態を図８乃至図１０を参照して説明する。この実施の形態は、複数のＩＤタグ７からタグ情報を読取る際にキャリアの位相が１８０°ずれることによるキャリア相殺の現象を防止することを特徴とする。
【００２８】
即ち、例えば２個のＩＤタグ７からのキャリアが図９に示すように１８０°ずれ且つ同じ信号レベルで重なりあったときは、応答信号のキャリアが見掛け上零レベルとなってしまうキャリア相殺が発生するので、通信不能となってしまうことがある（図８参照）。
【００２９】
そこで、本実施の形態では、図８に示すように、ＩＤタグ７は、質問機から複数の読取り指令を受けたときは、自己の応答レベルをランダムに変更するようになっている。つまり、各ＩＤタグ７毎に応答レベルが異なっている場合は、図１０に示すように２個のＩＤタグ７からのキャリアの位相が１８０°ずれた状態で重なりあうにしても、一方のＩＤタグ７からのキャリアが他方のＩＤタグ７からのキャリアよりも大きいことから、一方のＩＤタグからのキャリアが現れるので、一方のＩＤタグ７は質問機との通信が可能となる。この場合、一方のＩＤタグ７の通信が終了したときは当該ＩＤタグ７は質問機からの質問に対して応答しなくなり、今度は他方のＩＤタグ７からのキャリアが現れるので、質問機は、他方のＩＤタグ７からのタグ情報を読取ることができるようになる。
【００３０】
このような第２の実施の形態によれば、質問機が複数のＩＤタグ７からタグ情報を読取る際は、各ＩＤタグ７は応答レベルをランダムに変更するようにしたので、キャリア相殺による影響を回避して、質問機による複数のＩＤタグ７の認識が可能となる。
【００３１】
尚、各ＩＤタグの応答レベルの決定手段としては、ＩＤタグ自身がランダムに応答レベルを決定するのに代えて、質問機からの読取り指令時に同時に指定するようにしてもよい。
【００３２】
（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態を図１１を参照して説明する。この第３の実施の形態は、通信可能距離を最大限に延ばすことを特徴とする。尚、本実施の形態では、ＩＤタグ７の応答レベルは、図４に示すように応答レベルが大きくなるのに従って最大通信距離が長くなるという関係の領域を満足するように設定されているものとする。
【００３３】
さて、質問機がＩＤタグ７に読出し指令を送信したときは、読出し指令を受取ったＩＤタグ７は、抵抗２０ａを選択することにより応答レベルを最小に設定した状態で応答する。この場合、質問機とＩＤタグ７との間の通信距離が短い場合は、ＩＤタグ７の応答レベルが小さく設定されているにしても、質問機は、ＩＤタグ７からタグ情報を読取ることができる。
【００３４】
これに対して、通信距離が比較的大きい場合は、ＩＤタグ７が抵抗値の大きな抵抗２０ａを選択することにより応答レベルを小さく設定した状態で応答するにしても、質問機は、ＩＤタグ７を認識することはできないので、リトライフラグ付きで読出し指令を送信する。このとき、ＩＤタグ７は前回認識されなかったと判断して、抵抗値の大きな抵抗２０ｂ（若しくは２０ｃ）を選択することにより応答レベルを中（若しくは大）に設定した状態で応答する。これにより、図１１に示したように最大通信距離が大きくなるので、質問機は、ＩＤタグ７を認識してタグ情報を読取ることができる。
【００３５】
このような第３の実施の形態によれば、質問機がＩＤタグ７を認識できない場合は、ＩＤタグ７は、応答レベルを順に大きく設定するようにしたので、通信距離を最大限に引き延ばすことができる。
【００３６】
尚、各ＩＤタグの応答レベルの決定手段としては、質問機からのリトライフラグ付きの読出し指令に代えて、ＩＤタグ７が質問機から読出し指令を再度受信したときは、ＩＤタグ自身が判断して決定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるＩＤタグを概略的に示す電気回路図
【図２】ユニホームのサイズ分別ラインを示す平面図
【図３】抵抗の抵抗値と共振電流の電流変化、応答レベル、耐ノイズとの関係を示す図
【図４】応答レベルと最大通信距離との関係を示す図
【図５】通信距離とＩＤタグの電源電圧との関係を示す図
【図６】使用環境と応答レベルとの関係を示す図
【図７】質問機とＩＤタグとの間に通信手順を示す流れ図
【図８】本発明の第２の実施の形態において質問機と複数のＩＤタグとの間の通信動作を示す流れ図
【図９】キャリア相殺を説明するための波形図
【図１０】キャリア相殺を回避したときの波形図
【図１１】本発明の第３の実施の形態において質問機とＩＤタグとの間の通信動作を示す流れ図
【図１２】従来例におけるＩＤタグの応答レベルと質問機の応答認識との関係を示す図
【図１３】ＩＤタグの応答レベルと電源電圧との関係を示す図
【符号の説明】
７はＩＤタグ、１０は平滑部（電源回路）、１１はＩＣチップ、１２は電圧降下制限回路、１３はＭＰＵ（制御回路）、１９は共振回路、２３はグランドライン（基準電位）である。
【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６】
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【図７】
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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１２】
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【図１３】
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