(57)【要約】【課題】弾性表面波を用いて識別信号を出力する電子機器において、より多くの識別信号を出力可能な電子機器、及び当該電子機器を提供する。【解決手段】弾性表面波を伝搬する伝搬部材と、電気信号を弾性表面波に変換するとともに、前記伝搬部材に設置された第１の変換手段と、前記伝搬部材に設置されるとともに、前記第１の変換手段により変換され、前記伝搬部材により伝搬された弾性表面波を、前記第１の変換手段が設置された位置と自らが設置された位置とにより定まる位相を示す電気信号に変換する複数の第２の変換手段と、を有し、前記複数の第２の変換手段が、当該複数の第２の変換手段の各々により変換された各々の電気信号の位相が互いに異なるように設置する。【選択図】図２
2009075628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性表面波を伝搬する伝搬部材と、
電気信号を弾性表面波に変換するとともに、前記伝搬部材に設置された第１の変換手段と、
前記伝搬部材に設置されるとともに、前記第１の変換手段により変換され、前記伝搬部材により伝搬された弾性表面波を、前記第１の変換手段が設置された位置と自らが設置された位置とにより定まる位相を示す電気信号に変換する複数の第２の変換手段と、
を有し、
前記複数の第２の変換手段が、当該複数の第２の変換手段の各々により変換された各々の電気信号の位相が互いに異なるように設置された電子機器。
【請求項２】
複数の前記第１の変換手段を有し、
前記複数の第１の変換手段の各々は、当該複数の第１の変換手段の各々により変換された弾性表面波の位相が互いに異なるように設置された請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
少なくとも２つの前記第２の変換手段が、前記第１の変換手段を挟んで対向するように設置された請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記第１の変換手段に電気信号を入力するための入力端子、及び前記第２の変換手段により変換された電気信号を出力するための出力端子を更に有する請求項１〜請求項３に記載の複数の電子機器と、
前記入力端子に連続波信号を生成しバースト信号を出力するバースト信号出力手段と、
前記バースト信号出力手段が出力した前記バースト信号に応じて前記出力端子により出力された応答信号を受信し、前記連続波信号と受信した応答信号とが示す位相差を検出することにより、受信した応答信号がいずれの電子機器が出力した応答信号かを識別する識別手段と、
を有する電子機器識別装置。
【請求項５】
前記電子機器は、
前記入力端子と前記第１の変換手段との間に接続され、前記入力端子と前記第１の変換手段とのインピーダンスを整合する第１の整合手段と、
前記出力端子と前記第２の変換手段との間に接続され、前記出力端子と前記第２の変換手段とのインピーダンスを整合する第２の整合手段と、
を更に有する請求項４に記載の電子機器識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器、及び電子機器識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気信号を弾性表面波（Surface Acoustic Wave：以下、ＳＡＷと記す)に変換し、その弾性表面波を再び電気信号に変換し、その電気信号により識別可能な電子機器（SAW-ID Tag）がある。
【０００３】
この技術に関連して、特許文献１には、タグの識別符号を予め識別部に設定することなく、任意にタグの識別することができる技術が開示されている。この技術は、入力ＩＤＴ（Inter Digital Transducer）で励振されたＳＡＷを受け取り側のタップ遅延素子の構造を任意に切り替える（スイッチＯＮのとき１、ＯＦＦのとき０）ことで、プログラマブルにＩＤを変更することができるようになっている。
【０００４】
上記特許文献に開示されているタグの形状はマッチドフィルタやタップなどと呼ばれている。この構造では励振したＳＡＷを直接出力側のタップで受信しているため、反射型SAW-ID Tagに比べ、損失が小さい。
【０００５】
また、特許文献２ではタップ内のＩＤＴで伝搬してくるＳＡＷ信号に対して、特許文献１と同様に信号の有無を検出する技術が開示されている。この技術では、信号を検出した場合、伝搬したＳＡＷ信号が基準位相に対して、同相で取得するか、逆相で取得するかによってさらに２値取得することができるようになっている。その結果合計で３値のＩＤ信号を判別することができる。
【０００６】
更に、特許文献３や特許文献４に開示されたものは、弾性表面波素子を用いた復調装置であり、予めコード化された受信信号から目的の信号を得るためにフィルタリングするものである。
【特許文献１】特開平９−２８８１７６号公報
【特許文献２】特表２００２−５３９７４３号公報
【特許文献３】特開平６−７７７５９号公報
【特許文献４】特開２０００−１１４９２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような技術背景において、特許文献２に開示された技術では、予めＳＡＷの波長に合わせた位置にＩＤＴを配置させているため、識別信号の数は最大でも３値までのものであった。
【０００８】
このように従来の技術では、弾性表面波を用いて識別信号を出力する電子機器は、出力可能な識別信号の数が少ないという問題点があった。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、弾性表面波を用いて識別信号を出力する電子機器において、より多くの識別信号を出力可能な電子機器、及び当該電子機器を識別する電子機器識別装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、弾性表面波を伝搬する伝搬部材と、電気信号を弾性表面波に変換するとともに、前記伝搬部材に設置された第１の変換手段と、前記伝搬部材に設置されるとともに、前記第１の変換手段により変換され、前記伝搬部材により伝搬された弾性表面波を、前記第１の変換手段が設置された位置と自らが設置された位置とにより定まる位相を示す電気信号に変換する複数の第２の変換手段と、を有し、前記複数の第２の変換手段が、当該複数の第２の変換手段の各々により変換された各々の電気信号の位相が互いに異なるように設置されたものである。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、複数の前記第１の変換手段を有し、前記複数の第１の変換手段の各々は、当該複数の第１の変換手段の各々により変換された弾性表面波の位相が互いに異なるように設置されたものである。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、少なくとも２つの前記第２の変換手段が、前記第１の変換手段を挟んで対向するように設置されたものである。
【００１３】
また、請求項４の発明は、前記第１の変換手段に電気信号を入力するための入力端子、及び前記第２の変換手段により変換された電気信号を出力するための出力端子を更に有する請求項１〜請求項３に記載の複数の電子機器と、前記入力端子に連続波信号を生成しバースト信号を出力するバースト信号出力手段と、前記バースト信号出力手段が出力した前記バースト信号に応じて前記出力端子により出力された応答信号を受信し、前記連続波信号と受信した応答信号とが示す位相差を検出することにより、受信した応答信号がいずれの電子機器が出力した応答信号かを識別する識別手段と、を有する。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記電子機器は、前記入力端子と前記第１の変換手段との間に接続され、前記入力端子と前記第１の変換手段とのインピーダンスを整合する第１の整合手段と、前記出力端子と前記第２の変換手段との間に接続され、前記出力端子と前記第２の変換手段とのインピーダンスを整合する第２の整合手段と、を更に有するものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、弾性表面波を用いて識別信号を出力する電子機器において、より多くの識別信号を出力可能な電子機器を提供することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、複数の第１の変換手段を、各々の第１の変換手段が出力する弾性表面波の位相が異なるように設置することができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、第１の変換手段を挟んで対向するように設置することで、挟んで対向するように設置しない場合と比較して、各々の第１の変換手段が弾性表面波を受信する面積を大きくすることができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電子機器を識別可能な電子機器識別装置を提供することが可能となる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、入力端子からの電力を効率よく第１の変換手段に伝送できるとともに、第２の変換手段からの電力を効率よく出力端子に伝送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
まず、図１を用いて、ＳＡＷと出力信号の関係について説明する。同図には、出力信号を示す波形と、ＳＡＷを示す波形と、電極とが示されている。電極に示された黒丸は、その点が接続されていることを示しており、以下の説明でも同じ意味で用いられる。同図の場合の電極は、電極Ａと電極Ｂとが境界を境に線対称となるように接続されたものとなっている。従って、電極Ａと電極Ｂとが出力する出力信号の波形も線対称なものとなる。具体的には、電極Ａからの出力信号と電極Ｂの出力信号は位相がπだけずれたものとなる。このように接点が異なると、同じＳＡＷからでも位相の異なる出力信号が出力される。
【００２２】
次に、図２を用いて、電極を２段構造にした電子機器（ＳＡＷ  ＩＤ  Ｔａｇ：以下単にタグと記す）について説明する。なお、この図２で説明した符号は、他の図でも用いられることがあるが、その場合の説明は省略することとする。
【００２３】
同図に示されるタグには、弾性表面波素子７０、アンテナ５０Ａ、５０Ｂ、整合回路５２Ａ、５２Ｂ、入力電極６０、及び出力電極６２が示されている。
【００２４】
このうち、弾性表面波素子７０は、弾性表面波を伝搬する伝搬部材である。入力電極６０は、電気信号を弾性表面波に変換するとともに、弾性表面波素子７０に設置された第１の変換手段である。
【００２５】
また、上段と下段の２つ設けられている出力電極６２は、弾性表面波素子７０に設置されるとともに、入力電極６０により変換され、弾性表面波素子７０により伝搬された弾性表面波を、入力電極６０が設置された位置と自らが設置された位置とにより定まる位相を示す電気信号に変換する複数の第２の変換手段である。このように、出力電極６２が多段になっているものは、１つの段の出力電極が複数存在するものとする。
【００２６】
また、上段と下段の出力電極６２が、当該上段と下段の出力電極６２の各々により変換された各々の電気信号の位相が互いに異なるように設置されている。位相が異なるように設置されていることは、入力電極６０が１つのみであり、上段が設置された位置と、下段が設置された位置とが異なることから分かる。また同図に示されるように上段と下段の電極がずらして設置されているが、このずらす量は予め例えばπ／４やπ／２だけずれるように設置するようにする。
【００２７】
また、上記アンテナ５０Ａは、入力電極６０に電気信号を入力するための入力端子であり、アンテナ５０Ｂは、出力電極６２により変換された電気信号を出力するための出力端子である。
【００２８】
また、整合回路５２Ａは、アンテナ５０Ａと入力電極６０との間に接続され、アンテナ５０Ａと入力電極６０とのインピーダンスを整合する第１の整合手段である。整合回路５２Ｂは、アンテナ５０Ｂと出力電極６２との間に接続され、アンテナ５０Ｂと出力電極６２とのインピーダンスを整合する第２の整合手段である。
【００２９】
同図に示される上段の出力電極６２では、入力電極６０からの弾性表面波の波形を示す波形Ａと比較して位相が０（同相）或いはπだけずれた波形の信号を出力信号として出力することができる。一方、下段の出力電極６２では、波形Ａと比較して位相がπ／２或いは３π／２だけずれた波形の信号を出力信号として出力することができる。
【００３０】
なお、波形Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｈは、上段の出力電極６２から出力された出力信号の波形を示し、波形Ｄ、Ｆは、下段の出力電極６２から出力された出力信号の波形を示している。また、各波形と楕円で囲まれた電極の部分が出力する出力信号の波形を示している。
【００３１】
同図に示されるように、上段の出力電極６２からの出力信号の波形を示す波形Ｂ、波形Ｅ、及び波形Ｈは波形Ａと同相である。同じく上段の出力電極６２からの出力信号の波形を示す波形Ｃは、波形Ａとπだけ位相がずれている。このように上段の出力電極６２からの出力信号は、位相が０（同相）、又はπだけずれたものとなる。
【００３２】
一方、下段の出力電極６２からの出力信号の波形を示す波形Ｄは波形Ａとπ／２だけ位相がずれている。同じく下段の出力電極６２からの出力信号の波形を示す波形Ｆは、波形Ａと３π／２だけ位相がずれている。このように下段の出力電極６２からの出力信号は、位相がπ／２、又は３π／２だけずれたものとなる。
【００３３】
このようにしてずらした位相で出力される出力信号によりこのタグの識別信号（以下、単にＩＤと記す）を示すようになっている。
【００３４】
なお、上述した出力電極６２は、黒丸の部分で予め接続されているものであるが、接続されていない状態から必要に応じて接続したり、逆に予め全て接続された状態からレーザなどで切り離すなどすることにより、プログラマブルにＩＤを変更させることができる。
【００３５】
なお、図２に示したタグの場合、位相のずれが０、π／２、π、３π／２、及び信号なしの５値によりＩＤを示すことができる。
【００３６】
このように、本実施の形態におけるタグは、タグをフィルタとして用いるものではなく、より多くのＩＤを設定することが可能なタグとなっている。
【００３７】
上述した図２では、上段と下段の２段構造であったが、図３に示されるように、３段構造とするようにしても良い。この場合、例えば位相のずれが０、π／３、２π／３、π、４π／３、５π／３、及び信号なしの７値によりＩＤを示すことができる。なお、このように３段構造とした場合、後述する電子機器識別装置の位相検波精度を高める必要がある。
【００３８】
上記図２、図３で示したような多段構造のタグとは異なり、図４に示されるように、２つの出力電極６２Ａ、６２Ｂが、入力電極６０を挟んで対向するように設置されたタグとしても良い。この場合、上述した多段構造と比較して、同図に示されるように弾性表面波を受信する面積を大きくすることができる。従って、各出力電極６２Ａ、６２Ｂから出力される電力を大きくすることができる。
【００３９】
また、今まで説明したタグでは、出力電極６２を多段にしたり、位置を変えたりしたものであったが、図５に示されるように、複数の入力電極６０Ａ、６０Ｂを有し、複数の入力電極６０Ａ、６０Ｂの各々は、当該複数の入力電極６０Ａ、６０Ｂの各々により変換された弾性表面波の位相が互いに異なるように設置されるようにしても良い。
【００４０】
例えば、入力電極６０Ａによる弾性表面波と、入力電極６０Ｂによる弾性表面波との位相をπ／２だけずらすようにしても良い。
【００４１】
次に、図６を用いて、電子機器識別装置の構成について説明する。なお、以下に説明する電子機器識別装置は、タグＡ、Ｂの２つのタグを識別する場合を例にして説明する。
【００４２】
電子機器識別装置１４は、同図に示されるように、オシレータ２０、スイッチ２２、ＰＡ（Pulse Amplifier）２４、フィルタ２６、３０、Ｔ／Ｒ（transmitter/receiver）スイッチ２８、アンテナ６４、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）３２、タイマ４４、フェイズシフタ３８、ミキサ４０、４２、Ａ／Ｄ変換器３４、及びＤＳＰ（Digital Signal Processor）３６を含んで構成される。
【００４３】
オシレータ２０の出力端はスイッチ２２、フェイズシフタ３８、及びミキサ４０の入力端に、スイッチ２２の出力端はＰＡ２４の入力端に、ＰＡ２４の出力端はフィルタ２６の入力端に、フィルタ２６の出力端は、Ｔ／Ｒスイッチ２８の入力端に、Ｔ／Ｒスイッチ２８の出力端は、フィルタ３０の入力端に、フィルタ３０の出力端は、ＬＮＡ３２の入力端に、ＬＮＡ３２の出力端は、タイマ４４の入力端に、タイマ４４の出力端は、ミキサ４０、４２の入力端に、ミキサ４０、４２の出力端は、Ａ／Ｄ変換器３４の入力端に、Ａ／Ｄ変換器３４の出力端は、ＤＳＰ３６の入力端に各々接続されている。また、Ｔ／Ｒスイッチ２８は、アンテナ６４と接続している。
【００４４】
また、上記ミキサ４０の入力端は、オシレータ２０の出力端及びタイマ４４の出力端に接続される。また、ミキサ４０の出力端はＡ／Ｄ変換器３４の入力端に接続される。
【００４５】
更に上述したように、フェイズシフタ３８の入力端は、オシレータ２０の出力端に接続され、フェイズシフタ３８の出力端は、ミキサ４２の入力端に接続される。更にミキサ４２の入力端はＬＮＡ３２の出力端に、ミキサ４２の出力端はＡ／Ｄ変換器３４の入力端に各々接続されている。
【００４６】
上記オシレータ２０は、タグＡ、Ｂが反応する周波数の連続波を発生するものである。スイッチ２２は、オシレータ２０から入力された連続波からバースト信号を作製するものである。ＰＡ２４は、バースト信号の強度をコントロールするものである。フィルタ２６は、タグＡ、Ｂが反応する周波数の周波数信号のみをＴ／Ｒスイッチ２８に出力するものである。この出力された信号がバースト信号である。
【００４７】
Ｔ／Ｒスイッチ２８は、フィルタ２６から出力されたバースト信号を、アンテナ６４に出力するとともに、アンテナ６４からのバースト信号及び応答信号を受信するもので、バースト信号が送信されるとフィルタ３０側にスイッチを切り替える。これにより、同図に示されるバースト信号とタグＡ、Ｂからの応答信号を受信することができる。なお、Ｔ／Ｒスイッチ２８を用いずに、アンテナ６４への出力端と、アンテナ６４からの入力端とを分けたものを使用しても良い。
【００４８】
フィルタ３０は、Ｔ／Ｒスイッチ２８から出力された信号のうち、所定の周波数信号のみを取り出すものである。ＬＮＡ３２は、フィルタ３０から出力された信号の強度をコントロールするものである。
【００４９】
タイマ４４は、アンテナから受信された信号の位相のずれを補正するためのものである。具体的には、予め定められた基準となる連続波信号と受信した応答信号を用いて同期させることで補正するようになっている。
【００５０】
ミキサ４０及びミキサ４２から出力された信号は、各々Ａ／Ｄ変換器３４でデジタル信号に変換され、それぞれＤＳＰ３６に出力される。ミキサ４０及びミキサ４２から出力された信号を用いることで、位相を４相式（ＱＰＳＫ）でより精度良く検出することができる。なお、ミキサ４０に入力されるオシレータ２０からの信号は、バースト信号と同相であり、ミキサ４２に入力されるオシレータ２０からの信号は、バースト信号からπ／２だけずれたものである。ＤＳＰ３６は、ミキサ４０、４２から入力されるバースト信号とアンテナ６４により受信した応答信号とを用いてそれらの位相差を検出することとなる。
【００５１】
Ａ／Ｄ変換器３４は、ミキサ４０、４２から出力された信号をデジタル変換するものである。ＤＳＰ３６は、Ａ／Ｄ変換器３４から出力されたデジタル信号を解析するものである。このＤＳＰ３６により、位相差を検出することで、タグＡ、ＢのＩＤを得ることができる。
【００５２】
例えば、タグＡが、位相を０、π、３π／２だけずらすタグの場合、図７に示される波形のうち、太線で示された波形の応答信号を電子機器識別装置１４が受信することとなる。この太線で示された波形は、ｔ０〜ｔ１までは位相が０だけずれた波形となり、ｔ１〜ｔ２までは位相がπだけずれた波形となり、ｔ２〜は位相が３π／２だけずれた波形となる。
【００５３】
また、上述した構成のうち、オシレータ２０、スイッチ２２、ＰＡ２４、及びフィルタ２６がバースト信号発生手段に対応する。フィルタ３０、ＬＮＡ３２、タイマ４４、ミキサ４０、４２、Ａ／Ｄ変換器３４、及びＤＳＰ３６が識別手段に対応する。
【００５４】
なお、上述したＰＡ２４、フィルタ２６、３０、及びＬＮＡ３２は、必ずしも必要な構成ではなく、オシレータ２０の性能やアンテナ６４から入力される信号周波数等に応じて設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】ＳＡＷと出力信号の関係を示す図である。
【図２】出力電極を２段構造にしたタグを示す図である。
【図３】出力電極を３段構造にしたタグを示す図である。
【図４】２つの出力電極が、入力電極を挟んで対向するように設置されたタグを示す図である。
【図５】複数の入力電極が設置されたタグを示す図である。
【図６】電子機器識別装置の構成を示す図である。
【図７】タグから出力される応答信号の波形の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１４  電子機器識別装置
２０  オシレータ
２２  スイッチ
２４  ＰＡ
２６、３０  フィルタ
２８  Ｔ／Ｒスイッチ
３２  ＬＮＡ
３４  Ａ／Ｄ変換器
３６  ＤＳＰ
３８  フェイズシフタ
４０、４２  ミキサ
４４  タイマ
５０Ａ、５０Ｂアンテナ
５２Ａ、５２Ｂ  整合回路
６０、６０Ａ、６０Ｂ  入力電極
６２、６２Ａ、６２Ｂ  出力電極
６４  アンテナ
７０  弾性表面波素子
【図１】
2009075628.tif 000003
【図２】
2009075628.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2009075628.tif 000008
【図７】
2009075628.tif 000009