JP2009301356A

JP2009301356A - Ｒｆｉｄタグ

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Publication number: JP2009301356A
Application number: JP2008155816A
Authority: JP
Inventors: Juichi Kimura; 重一木村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-06-13
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2028-06-13
Also published as: EP2133826B1; EP2133826A1; JP5195059B2; US8242889B2; US20090309705A1

Abstract

【課題】リーダライタと通信できる距離を伸ばすことができるパッシブタグ型のＲＦＩＤタグを提供すること。
【解決手段】バッテリー８４に電力が蓄積されている場合に、電力供給切替制御部８６ｂが、バッテリー８４によって動作電力が供給されるように電力供給切替スイッチ８５の接続を切り替えるとともに、電源生成部切替制御部１６ａが、アンテナ７１によって受信された電波が電源生成部７３に入力されないように電源生成部切替スイッチ１５の接続を切り替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグに関し、特に、リーダライタから送信される電波をＩＣチップの電力源として用いるパッシブタグに関する。

近年、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグは、物流管理システム、ユーザ認証システム、電子マネーシステム、交通システムなどの様々な場面で用いられている。ＲＦＩＤタグは、小型のＩＣ（Integrated Circuit）チップをアンテナとともにカードなどの形状の内部に収めたものであり、電波を介してリーダライタから非接触で情報を読み出したり、書き込んだりする。

ＲＦＩＤタグには、バッテリーを内蔵せずに、リーダライタから送信される電波をＩＣチップの電力源として用いるパッシブタグと呼ばれるＲＦＩＤタグがある。パッシブタグは、半永久的に動作することができるため、様々なシステムで用いられている。

特開平５−６７２５４号公報特開平８−６９５１３号公報特開２００５−３５１８７７号公報

しかしながら、上述した従来のパッシブタグには、リーダライタと通信できる距離が短いという問題があった。具体的には、従来のパッシブタグは、リーダライタから受信した電波に基づいて動作電力を生成するため、動作電力を生成する際に必要となる電力を有する電波を受信できる範囲でなければ動作することができなかった。すなわち、従来のパッシブタグは、十分に電力の大きい電波を受信する必要があるため、リーダライタの近傍でなければ動作できなかった。

開示の技術は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、リーダライタと通信できる距離を伸ばすことができるパッシブタグ型のＲＦＩＤタグを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本願に開示するＲＦＩＤタグは、電力を蓄積して当該のＲＦＩＤタグに電力を供給するバッテリーと、リーダライタから発信される電波を受信するアンテナと、前記アンテナによって受信された電波に基づいて電力を生成して、該電力を当該のＲＦＩＤタグに供給する電源生成手段と、前記バッテリーに電力が蓄積されているか否かを判定する電力蓄積判定手段と、前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていると判定された場合に、当該のＲＦＩＤタグが前記バッテリーから供給される電力によって動作するように回路の接続を切り替える電力供給切替制御手段と、前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていると判定された場合に、前記アンテナによって受信された電波が前記電源生成手段に入力されないように回路の接続を切り替える電源生成部切替制御手段とを備えたことを要件とする。

なお、本願に開示するＲＦＩＤタグの構成要素、表現または構成要素の任意の組合せを、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、データ構造などに適用したものも、他の態様として有効である。

本願に開示したＲＦＩＤタグによれば、従来のＲＦＩＤタグと比較して、リーダライタと通信できる距離を伸ばすことができるという効果を奏する。

以下に、本願に開示するＲＦＩＤタグの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下では、本願に開示するＲＦＩＤタグを、パッシブタグに適用する例について説明するが、本願に開示するＲＦＩＤタグは、パッシブタグ以外の非接触ＩＣ記録媒体に適用することも可能である。

まず、実施例１に係るパッシブタグの特徴を明らかにするために、従来のパッシブタグについて説明する。図１３は、従来のパッシブタグ７の概略回路図を示す図である。図１３に示すように、パッシブタグ７は、アンテナ７１と、復調部７２と、電源生成部７３と、制御部７６とを有する。

アンテナ７１は、図示しないリーダライタから発信される電波を受信して、受信した電波を、復調部７２および電源生成部７３へ出力する。アンテナ７１が復調部７２と電源生成部７３とへ出力する電波の電力は、所定の割合に分割される。本明細書では、アンテナ７１が復調部７２と電源生成部７３とへ出力する電波の電力の割合は、「２：３」であるものとする。例えば、アンテナ７１が電力１０［ｍＷ（ミリワット）］の電波を受信した場合、アンテナ７１は、復調部７２へ電力４［ｍＷ］の電波を出力するとともに、電源生成部７３へ電力６［ｍＷ］の電波を出力する。

復調部７２は、アンテナ７１から入力された電波を復調する処理部である。なお、復調部７２は、所定の電力以上の電波を入力された場合に、かかる電波を復調することができる。本明細書では、復調部７２が電波を復調する際に必要となる電波の電力は、１０［ｍＷ］以上であるものとする。すなわち、アンテナ７１が電力２５［ｍＷ］以上の電波を受信した場合に、復調部７２は、かかる電波を復調することができる。これは、アンテナ７１が電力２５［ｍＷ］の電波を受信した場合、２５［ｍＷ］に「２／５」乗じた電力１０［ｍＷ］の電波が復調部７２に入力されるからである。

電源生成部７３は、アンテナ７１から入力された電波に基づいて電力を生成して、生成した電力を復調部７２および制御部７６に供給する処理部である。なお、電源生成部７３は、所定の電力以上の電波を入力された場合に、復調部７２および制御部７６を動作させるための電力を生成することができる。本明細書では、電源生成部７３が復調部７２および制御部７６を動作させるための電力を生成するために必要となる電波の電力は、１８［ｍＷ］以上であるものとする。すなわち、アンテナ７１が電力３０［ｍＷ］以上の電波を受信した場合に、電源生成部７３は、復調部７２および制御部７６を動作させるための電力を生成することができる。これは、アンテナ７１が電力３０［ｍＷ］の電波を受信した場合、３０［ｍＷ］に「３／５」乗じた電力１８［ｍＷ］の電波が電源生成部７３に入力されるからである。

制御部７６は、パッシブタグ７を全体制御する制御部である。例えば、制御部７６は、リーダライタから発信される電波に含まれる各種コマンドに基づいて、タグＩＤを送信する処理や、図示しない記憶部にデータのリードやライトを制御する処理を行う。

ここで、図１４を用いて、アンテナ７１が受信する電波の電力（以下、「アンテナ入力電力」という）と、復調部７２および制御部７６に供給される電力（以下、「使用可能電力」という）との関係について説明する。図１４は、図１３に示したパッシブタグ７におけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係の一例を示す図である。

図１４に示すように、アンテナ入力電力が２５［ｍＷ］に達した場合に、復調部７２は電波を復調することができるが、パッシブタグ７は動作することができない。これは、電源生成部７３によって生成される電力が、パッシブタグ７を動作させることができる電力（以下、パッシブタグを動作させることができる電力を「動作可能電力」という）に達しないからである。パッシブタグ７がリーダライタとの間で通信を行うためには、復調部７２が受信電波を復調できるとともに、電源生成部７３が動作可能電力を生成できる必要がある。したがって、アンテナ入力電力が２５［ｍＷ］である場合、パッシブタグ７は、リーダライタとの間で通信を行うことができない。一方、図１４に示すように、アンテナ入力電力が３０［ｍＷ］に達した場合、電源生成部７３によって生成される電力が動作可能電力に達するので、パッシブタグ７は、リーダライタと通信することができる。なお、図１４に示すように、一般に、復調に必要となる電波の電力よりも、動作可能電力を生成する際に必要となる電波の電力の方が大きい。

このように、従来のパッシブタグ７は、アンテナ入力電力が３０［ｍＷ］以上にならなければ動作することができない。言い換えれば、パッシブタグ７は、リーダライタとの距離が、電力３０［ｍＷ］以上である電波を受信できる距離でなければ動作することができない。このようなことから、従来のパッシブタグ７には、リーダライタとの間で通信を行うことができる距離が短いという問題があった。

ここで、上述した問題点を解決するために、パッシブタグにバッテリーを内蔵し、電波を受信する処理を行う場合にバッテリーから電力を供給するように構成することが考えられる。図１５を用いて、バッテリーを内蔵するパッシブタグについて説明する。なお、本明細書では、バッテリーを内蔵するパッシブタグを「バッテリーアシストタグ」と呼ぶこととする。

図１５は、バッテリーアシストタグ８の概略回路図を示す図である。なお、以下では、既に示した構成部位と同様の機能を有する部位には同一符号を付すこととして、その詳細な説明を省略する。図１５に示すように、バッテリーアシストタグ８は、アンテナ７１と、復調部７２と、電源生成部７３と、バッテリー８４と、電力供給切替スイッチ８５と、制御部８６とを有する。

バッテリー８４は、蓄積している電力を復調部７２および制御部８６に供給する装置である。電力供給切替スイッチ８５は、復調部７２および制御部８６に電力を供給する装置が、電源生成部７３またはバッテリー８４のいずれか一方になるように接続を切り替えるスイッチである。

制御部８６は、バッテリーアシストタグ８を全体制御する制御部であり、電力蓄積判定部８６ａと、電力供給切替制御部８６ｂとを有する。電力蓄積判定部８６ａは、定期的に、バッテリー８４に電力が蓄積されているか否かを判定する処理部である。例えば、電力蓄積判定部８６ａは、バッテリー８４に流れる電流の値を計測することで、バッテリー８４に電力が蓄積されているか否かを判定する。

電力供給切替制御部８６ｂは、電力蓄積判定部８６ａによる電力蓄積有無判定処理の結果に基づいて、電力供給切替スイッチ８５に対して接続を切り替えるように指示する処理部である。具体的には、電力供給切替制御部８６ｂは、電力蓄積判定部８６ａによってバッテリー８４に電力が蓄積されていると判定された場合に、バッテリー８４から電力が供給されるように電力供給切替スイッチ８５の接続を切り替える。一方、電力供給切替制御部８６ｂは、電力蓄積判定部８６ａによってバッテリー８４に電力が蓄積されていないと判定された場合に、電源生成部７３から電力が供給されるように電力供給切替スイッチ８５の接続を切り替える。

このような構成の下、バッテリーアシストタグ８は、バッテリー８４に電力が蓄積されている間は、バッテリー８４から供給される電力で動作することができる。すなわち、バッテリーアシストタグ８は、電源生成部７３によって生成される電力が、復調部７２および制御部８６を動作させることができる電力以上にならない場合であっても、動作することができる。図１６を用いて具体的に説明する。

図１６は、図１５に示したバッテリーアシストタグ８におけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係の一例を示す図である。なお、ここでは、バッテリー８４に電力が蓄積されているものとする。図１６に示すように、バッテリーアシストタグ８は、バッテリー８４に電力が蓄積されている場合には、復調部７２等の動作に十分な電力がバッテリー８４から供給される。したがって、図１６に示すように、アンテナ入力電力が２５［ｍＷ］以上である場合に、復調部７２が電波を復調することができるので、バッテリーアシストタグ８は、リーダライタと通信することができる。

このように、図１３に示した従来のパッシブタグ７では、電力３０［ｍＷ］以上の電波を受信しなければ動作できなかったが、バッテリーアシストタグ８は、電力２５［ｍＷ］以上の電波を受信すれば動作することができる。その結果、バッテリーアシストタグ８は、従来のパッシブタグ７と比較して、リーダライタとの間で通信できる距離を伸ばすことができる。

しかし、従来のパッシブタグ７と比較して、バッテリーアシストタグ８によって改善される通信距離は、復調可能な電力を有する電波を受信できる距離と、動作可能電力を生成する際に必要となる電力を有する電波を受信できる距離との差にしかすぎない。近年、パッシブタグが様々な場面で用いられている中で、通信距離をさらに伸ばすことができるパッシブタグの実現が望まれている。

そこで、実施例１に係るパッシブタグでは、バッテリーアシストタグ８よりも通信距離をさらに伸ばすことを実現する。図１は、実施例１に係るバッテリーアシストタグ１の概略回路図を示す図である。図１に示すように、バッテリーアシストタグ１は、図１５に示したバッテリーアシストタグ８と比較して、制御部８６の代わりに制御部１６を有し、電源生成部切替スイッチ１５を新たに有する。

電源生成部切替スイッチ１５は、アンテナ７１が受信した電波を電源生成部７３に入力させるか否かのいずれか一方になるように接続を切り替えるスイッチである。電源生成部切替スイッチ１５が、電源生成部７３に電波が入力されるように接続を切り替えた場合、アンテナ７１が復調部７２と電源生成部７３とへ出力する電波の電力の割合は、「２：３」である。一方、電源生成部切替スイッチ１５が、電源生成部７３に電波が入力されないように接続を切り替えた場合、アンテナ７１は、受信した電波をすべて復調部７２へ出力する。例えば、アンテナ７１が電力１０［ｍＷ］の電波を受信した場合、復調部７２に電力１０［ｍＷ］の電波が入力される。

制御部１６は、図１５に示した制御部８６と比較して、電源生成部切替制御部１６ａを新たに有する。電源生成部切替制御部１６ａは、電力蓄積判定部８６ａによる電力蓄積有無判定処理の結果に基づいて、電源生成部切替スイッチ１５に対して接続を切り替えるように指示する処理部である。

具体的には、電源生成部切替制御部１６ａは、電力蓄積判定部８６ａによってバッテリー８４に電力が蓄積されていると判定された場合に、電源生成部７３に電波が入力されないように電源生成部切替スイッチ１５の接続を切り替える。一方、電源生成部切替制御部１６ａは、電力蓄積判定部８６ａによってバッテリー８４に電力が蓄積されていないと判定された場合に、電源生成部７３に電波が入力されるように電源生成部切替スイッチ１５の接続を切り替える。

次に、図１に示したバッテリーアシストタグ１におけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係について説明する。図２は、図１に示したバッテリーアシストタグ１におけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係の一例を示す図である。なお、ここでは、バッテリー８４に電力が蓄積されているものとする。

図２に示すように、バッテリーアシストタグ１では、アンテナ入力電力が１０［ｍＷ］に達した場合に、復調部７２が電波を復調することができる。これは、上述したように、バッテリー８４に電力が蓄積されている場合、アンテナ７１が受信した電波がすべて復調部７２に入力されるからである。すなわち、アンテナ７１が電力１０［ｍＷ］の電波を受信した場合、電力１０［ｍＷ］の電波が復調部７２に入力されるため、復調部７２は、かかる電波を復調することができる。また、バッテリーアシストタグ１は、バッテリー８４から供給される電力によって動作することができるので、アンテナ入力電力が１０［ｍＷ］以上である場合に、リーダライタと通信することができる。

次に、実施例１に係るバッテリーアシストタグ１による接続切替処理の手順について説明する。図３は、実施例１に係るバッテリーアシストタグ１による接続切替処理手順を示すフローチャートである。なお、図３に示した処理手順は、定期的に行われる。

図３に示すように、バッテリーアシストタグ１の電力蓄積判定部８６ａは、所定の時間が経過した場合に（ステップＳ１０１肯定）、バッテリー８４に電力が蓄積されているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。電力蓄積判定部８６ａは、所定の時間が経過するたびに、バッテリー８４に電力が蓄積されているか否かを判定する。

電力蓄積判定部８６ａによってバッテリー８４に電力が蓄積されていると判定された場合（ステップＳ１０３肯定）、電力供給切替制御部８６ｂは、バッテリー８４から電力が供給されるように電力供給切替スイッチ８５の接続を切り替える（ステップＳ１０４）。続いて、電源生成部切替制御部１６ａは、電源生成部７３に電波が入力されないように電源生成部切替スイッチ１５の接続を切り替える（ステップＳ１０５）。

このように、電力供給切替スイッチ８５および電源生成部切替スイッチ１５の接続が切り替えられることにより、復調部７２および制御部１６には、バッテリー８４によって電力が供給され、アンテナ７１が受信した電波は、すべて復調部７２に入力される。これにより、バッテリーアシストタグ１は、バッテリー８４に電力が蓄積されている間は、小さい電力を有する電波を受信した場合であっても、リーダライタと通信することができる。

一方、電力蓄積判定部８６ａによって、バッテリー８４に電力が蓄積されていないと判定された場合（ステップＳ１０３否定）、電力供給切替制御部８６ｂは、電源生成部７３から電力が供給されるように電力供給切替スイッチ８５の接続を切り替える（ステップＳ１０６）。続いて、電源生成部切替制御部１６ａは、電源生成部７３に電波が入力されるように電源生成部切替スイッチ１５の接続を切り替える（ステップＳ１０７）。

このように、電力供給切替スイッチ８５および電源生成部切替スイッチ１５の接続が切り替えられることにより、復調部７２および制御部１６には、電源生成部７３によって電力が供給され、アンテナ７１が受信した電波は、電源生成部７３および復調部７２に入力される。これにより、バッテリーアシストタグ１は、バッテリー８４に蓄積されている電力を消費した場合であっても、従来のパッシブタグと同様に動作することができる。

上述してきたように、実施例１に係るバッテリーアシストタグ１は、バッテリー８４に電力が蓄積されている場合に、バッテリー８４によって動作電力が供給されるように接続を切り替え、アンテナ７１が受信した電波が電源生成部７３に入力されないように接続を切り替えるように構成したので、小さい電力を有する電波を受信した場合であっても、リーダライタと通信することができる。その結果、実施例１に係るバッテリーアシストタグ１は、従来のパッシブタグ７やバッテリーアシストタグ８と比較して、リーダライタと通信できる距離を伸ばすことができる。

また、実施例１に係るバッテリーアシストタグ１は、バッテリー８４に電力が蓄積されていない場合に、電源生成部７３によって動作電力が供給されるように接続を切り替え、アンテナ７１が受信した電波が電源生成部７３に入力されるように接続を切り替えるように構成したので、バッテリー８４に蓄積されている電力を消費した場合であっても、従来のパッシブタグと同様に動作することができる。

ところで、上記実施例１では、電源生成部切替スイッチ１５によって接続を切り替えることで、復調部７２に入力される電波の電力を大きくする例を示したが、アンテナ７１が受信した電波を増幅することで、復調部７２に入力される電波の電力を大きくするようにしてもよい。そこで、実施例２では、アンテナ７１が受信した電波を増幅する例について説明する。

図４は、実施例２に係るバッテリーアシストタグ２の概略回路図を示す図である。図４に示すように、バッテリーアシストタグ２は、図１に示したバッテリーアシストタグ１が有する電源生成部切替スイッチ１５と制御部１６との代わりに、電波入力切替スイッチ２３と制御部２６とを有し、アンプ２１とアンプ切替スイッチ２２とを新たに有する。

アンプ２１は、入力された電波の電力を増幅して復調部７２へ出力する回路である。なお、本明細書では、アンプ２１は、電力を２．５倍に増幅するものとする。アンプ切替スイッチ２２は、電源生成部７３またはバッテリー８４から供給される電力を、アンプ２１に入力させるか否かのいずれか一方になるように接続を切り替えるスイッチである。電波入力切替スイッチ２３は、アンテナ７１が受信した電波を、アンプ２１を介して復調部７２に入力するか、または、アンプ２１を介さずに復調部７２に入力するかのいずれか一方になるように接続を切り替えるスイッチである。

制御部２６は、図１に示した制御部１６と比較して、電源生成部切替制御部１６ａの代わりに、アンプ切替制御部２６ａを有する。アンプ切替制御部２６ａは、電力蓄積判定部８６ａによる電力蓄積有無判定の結果に基づいて、アンプ切替スイッチ２２および電波入力切替スイッチ２３に対して接続を切り替えるように指示する処理部である。

具体的には、アンプ切替制御部２６ａは、電力蓄積判定部８６ａによってバッテリー８４に電力が蓄積されていると判定された場合に、バッテリー８４からアンプ２１に電力が供給されるようにアンプ切替スイッチ２２の接続を切り替えるとともに、アンテナ７１が受信した電波がアンプ２１を介して復調部７２に入力されるように電波入力切替スイッチ２３の接続を切り替える。

一方、アンプ切替制御部２６ａは、電力蓄積判定部８６ａによってバッテリー８４に電力が蓄積されていないと判定された場合に、電源生成部７３からアンプ２１に電力が供給されないようにアンプ切替スイッチ２２の接続を切り替えるとともに、アンテナ７１が受信した電波がアンプ２１を介さずに復調部７２に入力されるように電波入力切替スイッチ２３の接続を切り替える。このように、バッテリー８４に電力が蓄積されていない場合、使用しないアンプ２１に対して電力を供給しないようにすることで、消費電力を減少させることができる。

次に、図４に示したバッテリーアシストタグ２におけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係について説明する。図５は、図４に示したバッテリーアシストタグ２におけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係の一例を示す図である。なお、ここでは、バッテリー８４に電力が蓄積されているものとする。

図５に示すように、バッテリーアシストタグ２では、アンテナ入力電力が１０［ｍＷ］に達した場合に、復調部７２が電波を復調することができる。これは、上述したように、バッテリー８４に電力が蓄積されている場合、アンテナ７１が受信した電波が増幅されて復調部７２に入力されるからである。すなわち、アンテナ７１が電力１０［ｍＷ］の電波を受信した場合、電力４［ｍＷ］の電波がアンプ２１に入力される。アンプ２１は、入力された電波を電力１０［ｍＷ］に増幅して復調部７２に入力する。このため、復調部７２は、かかる電波を復調することができる。また、バッテリーアシストタグ２は、バッテリー８４から供給される電力によって動作することができるので、アンテナ入力電力が１０［ｍＷ］以上である場合に、リーダライタと通信することができる。

なお、上述したアンプ２１の増幅率はあくまで一例であり、アンプ２１の増幅率によって、バッテリーアシストタグ２が動作することができる電波の強度は変化する。

次に、実施例２に係るバッテリーアシストタグ２による接続切替処理の手順について説明する。図６は、実施例２に係るバッテリーアシストタグ２による接続切替処理手順を示すフローチャートである。なお、図６に示した処理手順は、定期的に行われる。また、以下では、図３に示した処理手順と同様の処理手順については、説明を省略する。

図６に示すように、バッテリーアシストタグ２の電力供給切替制御部８６ｂは、電力蓄積判定部８６ａによってバッテリー８４に電力が蓄積されていると判定された場合に（ステップＳ２０３肯定）、バッテリー８４から電力が供給されるように電力供給切替スイッチ８５の接続を切り替える（ステップＳ２０４）。

続いて、アンプ切替制御部２６ａは、バッテリー８４からアンプ２１に電力が供給されるようにアンプ切替スイッチ２２の接続を切り替える（ステップＳ２０５）。続いて、アンプ切替制御部２６ａは、アンテナ７１が受信した電波がアンプ２１を介して復調部７２に入力されるように電波入力切替スイッチ２３の接続を切り替える（ステップＳ２０６）。

一方、電力蓄積判定部８６ａによってバッテリー８４に電力が蓄積されていないと判定された場合に（ステップＳ２０３否定）、電力供給切替制御部８６ｂは、電源生成部７３から電力が供給されるように電力供給切替スイッチ８５の接続を切り替える（ステップＳ２０７）。

続いて、アンプ切替制御部２６ａは、電源生成部７３からアンプ２１に電力が供給されないようにアンプ切替スイッチ２２の接続を切り替える（ステップＳ２０８）。続いて、アンプ切替制御部２６ａは、アンテナ７１が受信した電波がアンプ２１を介さずに復調部７２に入力されるように電波入力切替スイッチ２３の接続を切り替える（ステップＳ２０９）。

上述してきたように、実施例２に係るバッテリーアシストタグ２は、バッテリー８４に電力が蓄積されている場合に、バッテリー８４によって動作電力が供給されるように接続を切り替え、アンテナ７１が受信した電波がアンプ２１を介して復調部７２に入力されるように電波入力切替スイッチ２３の接続を切り替えるように構成したので、小さい電力を有する電波を受信した場合であっても、リーダライタと通信することができる。その結果、実施例２に係るバッテリーアシストタグ２は、従来のパッシブタグ７やバッテリーアシストタグ８と比較して、リーダライタと通信できる距離を伸ばすことができる。

また、実施例２に係るバッテリーアシストタグ２は、バッテリー８４に電力が蓄積されていない場合に、電源生成部７３によって動作電力が供給されるように接続を切り替え、アンテナ７１が受信した電波がアンプ２１を介さずに復調部７２に入力されるように電波入力切替スイッチ２３の接続を切り替えるように構成したので、バッテリー８４に蓄積されている電力を消費した場合であっても、従来のパッシブタグと同様に動作することができる。

ところで、上記実施例１および２に示したバッテリーアシストタグ１および２の構成を組合せてもよい。そこで、実施例３では、実施例１および２に示したバッテリーアシストタグ１および２の構成を組合せた例について説明する。

図７は、実施例３に係るバッテリーアシストタグ３の概略回路図を示す図である。図７に示すように、バッテリーアシストタグ３は、アンテナ７１と、復調部７２と、電源生成部７３と、バッテリー８４と、電力供給切替スイッチ８５と、電源生成部切替スイッチ１５と、アンプ２１と、アンプ切替スイッチ２２と、電波入力切替スイッチ２３と、制御部３６とを有する。また、制御部３６は、電力蓄積判定部８６ａと、電力供給切替制御部８６ｂと、電源生成部切替制御部１６ａと、アンプ切替制御部２６ａとを有する。

このような構成の下、実施例３に係るバッテリーアシストタグ３は、アンテナ７１が受信する電波の電力が小さい場合であっても動作することができる。図８を用いて具体的に説明する。図８は、図７に示したバッテリーアシストタグ３におけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係の一例を示す図である。なお、ここでは、バッテリー８４に電力が蓄積されているものとする。

図８に示すように、バッテリーアシストタグ３は、アンテナ入力電力が４［ｍＷ］に達した場合に、復調部７２が電波を復調することができる。これは、バッテリー８４に電力が蓄積されている場合、電源生成部切替制御部１６ａによって、電源生成部７３に電波が入力されないように、電源生成部切替スイッチ１５の接続が切り替えられるとともに、アンプ切替制御部２６ａによって、アンテナ７１が受信した電波がアンプ２１を介して復調部７２に入力されるように、電波入力切替スイッチ２３の接続が切り替えられるからである。

これにより、アンテナ７１が受信した電波がすべて復調部７２に入力され、かかる電波が増幅されて復調部７２に入力される。すなわち、アンテナ７１が電力４［ｍＷ］の電波を受信した場合、電力４［ｍＷ］の電波がアンプ２１に入力される。アンプ２１は、入力された電波を電力１０［ｍＷ］に増幅して復調部７２に入力する。このため、復調部７２は、かかる電波を復調することができる。また、バッテリーアシストタグ３は、バッテリー８４から供給される電力によって動作することができるので、アンテナ入力電力が４［ｍＷ］以上である場合に、リーダライタと通信することができる。

次に、実施例３に係るバッテリーアシストタグ３による接続切替処理の手順について説明する。図９は、実施例３に係るバッテリーアシストタグ３による接続切替処理手順を示すフローチャートである。なお、図９に示した処理手順は、定期的に行われる。

図９に示すように、バッテリーアシストタグ３の電力供給切替制御部８６ｂは、電力蓄積判定部８６ａによってバッテリー８４に電力が蓄積されていると判定された場合に（ステップＳ３０３肯定）、バッテリー８４から電力が供給されるように電力供給切替スイッチ８５の接続を切り替える（ステップＳ３０４）。続いて、電源生成部切替制御部１６ａは、電源生成部７３に電波が入力されないように電源生成部切替スイッチ１５の接続を切り替える（ステップＳ３０５）。

続いて、アンプ切替制御部２６ａは、バッテリー８４からアンプ２１に電力が供給されるようにアンプ切替スイッチ２２の接続を切り替える（ステップＳ３０６）。続いて、アンプ切替制御部２６ａは、アンテナ７１が受信した電波がアンプ２１を介して復調部７２に入力されるように電波入力切替スイッチ２３の接続を切り替える（ステップＳ３０７）。

一方、電力蓄積判定部８６ａによってバッテリー８４に電力が蓄積されていないと判定された場合に（ステップＳ３０３否定）、電力供給切替制御部８６ｂは、電源生成部７３から電力が供給されるように電力供給切替スイッチ８５の接続を切り替える（ステップＳ３０８）。続いて、電源生成部切替制御部１６ａは、電源生成部７３に電波が入力されるように電源生成部切替スイッチ１５の接続を切り替える（ステップＳ３０９）。

続いて、アンプ切替制御部２６ａは、電源生成部７３からアンプ２１に電力が供給されないようにアンプ切替スイッチ２２の接続を切り替える（ステップＳ３１０）。続いて、アンプ切替制御部２６ａは、アンテナ７１が受信した電波がアンプ２１を介さずに復調部７２に入力されるように電波入力切替スイッチ２３の接続を切り替える（ステップＳ３１１）。

上述してきたように、実施例３に係るバッテリーアシストタグ３は、バッテリー８４に電力が蓄積されている場合に、バッテリー８４によって動作電力が供給されるように接続を切り替え、アンテナ７１が受信した電波が電源生成部７３に入力されないように接続を切り替え、アンテナ７１が受信した電波がアンプ２１を介して復調部７２に入力されるように電波入力切替スイッチ２３の接続を切り替えるように構成したので、リーダライタと通信できる距離をさらに伸ばすことができる。

また、実施例３に係るバッテリーアシストタグ３は、バッテリー８４に電力が蓄積されていない場合に、電源生成部７３によって動作電力が供給されるように接続を切り替え、アンテナ７１が受信した電波が電源生成部７３に入力されるように接続を切り替え、アンテナ７１が受信した電波がアンプ２１を介さずに復調部７２に入力されるように電波入力切替スイッチ２３の接続を切り替えるように構成したので、バッテリー８４に蓄積されている電力を消費した場合であっても、従来のパッシブタグと同様に動作することができる。

ところで、上記実施例１および３では、電波を電源生成部７３に入力させるか否かを切り替えるために、電源生成部切替スイッチ１５を設ける例を示したが、送信バックスキャッタスイッチを用いてもよい。そこで、実施例４では、送信バックスキャッタスイッチを用いて、電波を電源生成部７３に入力させるか否かのいずれか一方になるように接続を切り替える例について説明する。

まず、送信バックスキャッタスイッチを有する従来のパッシブタグ９について説明する。図１０は、送信バックスキャッタスイッチを有する従来のパッシブタグ９の概略回路図を示す図である。図１０に示すように、パッシブタグ９は、バックスキャッタと呼ばれる方式によってリーダライタとの間で通信を行うパッシブタグであり、アンテナ７１と、復調部７２と、電源生成部７３、送信バックスキャッタスイッチ９１と、制御部９６とを有する。

送信バックスキャッタスイッチ９１は、パッシブタグ９がリーダライタから電波を受信した場合に、リーダライタに対して受信電波の反射波を送信する際に用いられるスイッチである。具体的には、図１０に示した状態のように、送信バックスキャッタスイッチ９１の接続が切り替えられている場合、アンテナ７１とのインピーダンスと、パッシブタグ９のインピーダンスとは整合している。パッシブタグ９は、リーダライタから電波を受信して、受信電波の反射波をリーダライタへ送信する場合、制御部９６によって送信バックスキャッタスイッチ９１の接続を切り替えさせて、アンテナ７１のインピーダンスとパッシブタグ９のインピーダンスとが整合しなくなるようにする。このようにして、パッシブタグ９は、リーダライタに対して受信電波の反射波を送信する。

上述した送信バックスキャッタスイッチ９１は、パッシブタグ９がリーダライタに反射波を送信する場合のみに用いられていた。実施例４では、かかる送信バックスキャッタスイッチ９１を、反射波を送信する際に用いるとともに、受信した電波を電源生成部７３に入力させるか否かのいずれか一方になるように接続を切り替えるスイッチとして用いる。

図１１は、実施例４に係るバッテリーアシストタグ４の概略回路図を示す図である。図１１に示すように、バッテリーアシストタグ４は、図１に示したバッテリーアシストタグ１と比較して、電源生成部切替スイッチ１５と制御部１６との代わりに、送信バックスキャッタスイッチ９１と制御部４６とを有する。

制御部４６は、図１に示した制御部１６と比較して、電源生成部切替制御部１６ａの代わりに、バックスキャッタ制御部４６ａを有する。バックスキャッタ制御部４６ａは、リーダライタから電波を受信する場合、アンテナ７１が受信した電波を電源生成部７３に入力させるか否かのいずれか一方になるように送信バックスキャッタスイッチ９１の接続を切り替える。一方、リーダライタへ反射波を送信する場合、バックスキャッタ制御部４６ａは、アンテナ７１のインピーダンスとパッシブタグ９のインピーダンスとが整合しなくなるように、送信バックスキャッタスイッチ９１の接続を切り替える。

上述してきたように、実施例４に係るバッテリーアシストタグ４は、送信バックスキャッタスイッチ９１を、受信した電波を電源生成部７３に入力させるか否かのいずれか一方になるように接続を切り替えるスイッチとして用いるように構成したので、回路規模を大きくすることなく、従来のパッシブタグ７やバッテリーアシストタグ８と比較して、リーダライタと通信できる距離を伸ばすことができる。

なお、上記では、図１に示したバッテリーアシストタグ１が有する電源生成部切替スイッチ１５の代わりに、送信バックスキャッタスイッチ９１を用いる例を示したが、図７に示したバッテリーアシストタグ３においても、電源生成部切替スイッチ１５の代わりに、送信バックスキャッタスイッチ９１を用いてもよい。図１２は、図７に示したバッテリーアシストタグ３が有する電源生成部切替スイッチ１５の代わりに、送信バックスキャッタスイッチ９１を有するバッテリーアシストタグ５の概略回路図を示す図である。図１２に示すように、バッテリーアシストタグ５は、図７に示したバッテリーアシストタグ３と比較して、電源生成部切替スイッチ１５と制御部３６との代わりに、送信バックスキャッタスイッチ９１と制御部５６とを有する。バッテリーアシストタグ５によれば、図７に示したバッテリーアシストタグ３と比較して、回路規模を大きくすることなく、リーダライタと通信できる距離を伸ばすことができる。

実施例１に係るバッテリーアシストタグの概略回路図を示す図である。図１に示したバッテリーアシストタグにおけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係の一例を示す図である。実施例１に係るバッテリーアシストタグによる接続切替処理手順を示すフローチャートである。実施例２に係るバッテリーアシストタグの概略回路図を示す図である。図４に示したバッテリーアシストタグにおけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係の一例を示す図である。実施例２に係るバッテリーアシストタグによる接続切替処理手順を示すフローチャートである。実施例３に係るバッテリーアシストタグの概略回路図を示す図である。図７に示したバッテリーアシストタグにおけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係の一例を示す図である。実施例３に係るバッテリーアシストタグによる接続切替処理手順を示すフローチャートである。送信バックスキャッタスイッチを有する従来のパッシブタグの概略回路図を示す図である。実施例４に係るバッテリーアシストタグの概略回路図を示す図である。図７に示したバッテリーアシストタグが有する電源生成部切替スイッチの代わりに、送信バックスキャッタスイッチを有するバッテリーアシストタグの概略回路図を示す図である。従来のパッシブタグの概略回路図を示す図である。図１３に示したパッシブタグにおけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係の一例を示す図である。バッテリーアシストタグの概略回路図を示す図である。図１５に示したバッテリーアシストタグにおけるアンテナ入力電力と使用可能電力との関係の一例を示す図である。

符号の説明

１〜５、８バッテリーアシストタグ
７、９パッシブタグ
１５電源生成部切替スイッチ
１６、２６、３６、４６、５６、７６、８６、９６制御部
１６ａ電源生成部切替制御部
２１アンプ
２２アンプ切替スイッチ
２３電波入力切替スイッチ
２６ａアンプ切替制御部
４６ａバックスキャッタ制御部
７１アンテナ
７２復調部
７３電源生成部
８４バッテリー
８５電力供給切替スイッチ
８６ａ電力蓄積判定部
８６ｂ電力供給切替制御部
９１送信バックスキャッタスイッチ

Claims

電力を蓄積して当該のＲＦＩＤタグに電力を供給するバッテリーと、
リーダライタから発信される電波を受信するアンテナと、
前記アンテナによって受信された電波に基づいて電力を生成して、該電力を当該のＲＦＩＤタグに供給する電源生成手段と、
前記バッテリーに電力が蓄積されているか否かを判定する電力蓄積判定手段と、
前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていると判定された場合に、当該のＲＦＩＤタグが前記バッテリーから供給される電力によって動作するように回路の接続を切り替える電力供給切替制御手段と、
前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていると判定された場合に、前記アンテナによって受信された電波が前記電源生成手段に入力されないように回路の接続を切り替える電源生成部切替制御手段と
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
前記電力供給切替制御手段は、前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていないと判定された場合に、当該のＲＦＩＤタグが前記電源生成手段から供給される電力によって動作するように回路の接続を切り替え、
前記電源生成部切替制御手段は、前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていないと判定された場合に、前記アンテナによって受信された電波が前記電源生成手段に入力されるように回路の接続を切り替えることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
前記電源生成部切替制御手段は、送信バックスキャッタスイッチの接続を切り替えることによって、前記アンテナによって受信された電波が前記電源生成手段に入力されるか否かを切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載のＲＦＩＤタグ。
電力を蓄積して当該のＲＦＩＤタグに電力を供給するバッテリーと、
リーダライタから発信される電波を受信するアンテナと、
前記アンテナによって受信された電波を復調する復調手段と、
前記アンテナによって受信された電波に基づいて電力を生成して、該電力を当該のＲＦＩＤタグに供給する電源生成手段と、
前記アンテナによって受信された電波を増幅して前記復調手段に入力するアンプと、
前記バッテリーに電力が蓄積されているか否かを判定する電力蓄積判定手段と、
前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていると判定された場合に、当該のＲＦＩＤタグが前記バッテリーから供給される電力によって動作するように回路の接続を切り替える電力供給切替制御手段と、
前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていると判定された場合に、前記アンテナによって受信された電波が前記アンプを介して前記復調手段に入力されるように回路の接続を切り替えるアンプ切替制御手段と
を備えたことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていると判定された場合に、前記アンテナによって受信された電波が前記電源生成手段に入力されないように回路の接続を切り替える電源生成部切替制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載のＲＦＩＤタグ。
前記電源生成部切替制御手段は、前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていないと判定された場合に、前記アンテナによって受信された電波が前記電源生成手段に入力されるように回路の接続を切り替えることを特徴とする請求項５に記載のＲＦＩＤタグ。
前記電力供給切替制御手段は、前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていないと判定された場合に、当該のＲＦＩＤタグが前記電源生成手段から供給される電力によって動作するように回路の接続を切り替え、
前記アンプ切替制御手段は、前記電力蓄積判定手段によって電力が蓄積されていないと判定された場合に、前記アンテナによって受信された電波が前記アンプを介さずに前記復調手段に入力されるように回路の接続を切り替えるとともに、前記電源生成手段から前記アンプに電力が供給されないように回路の接続を切り替えることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載のＲＦＩＤタグ。
前記電源生成部切替制御手段は、送信バックスキャッタスイッチの接続を切り替えることによって、前記アンテナによって受信された電波が前記電源生成手段に入力されるか否かを切り替えることを特徴とする請求項５または６に記載のＲＦＩＤタグ。