JP3916328B2 - 非接触通信システム - Google Patents
非接触通信システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP3916328B2 JP3916328B2 JP21089698A JP21089698A JP3916328B2 JP 3916328 B2 JP3916328 B2 JP 3916328B2 JP 21089698 A JP21089698 A JP 21089698A JP 21089698 A JP21089698 A JP 21089698A JP 3916328 B2 JP3916328 B2 JP 3916328B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- radio wave
- communicator
- communication device
- communication
- responder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 144
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 57
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/0701—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
- G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
- G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
- G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
- G06K19/0701—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management
- G06K19/0715—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips at least one of the integrated circuit chips comprising an arrangement for power management the arrangement including means to regulate power transfer to the integrated circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/02—Transmitters
- H04B1/04—Circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/02—Transmitters
- H04B1/04—Circuits
- H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
- H04B2001/0416—Circuits with power amplifiers having gain or transmission power control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器から送信された高周波変調信号である電波を応答器が受信して該電波から電力を生成するとともに、受信した該電波の変調信号から情報を復調し、その情報に対する返答情報を質問器に送り返す非接触通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、非接触通信システムとしてアンテナから送信されてくる電波から電力を得て、内部に記憶している情報を送信する高周波タグ（ＲＦ・ＴＡＧ）やＩＤカードが使用されており、スキー場のリフトや鉄道の改札、荷物の仕分けなどに利用されている。
【０００３】
この高周波タグやＩＤカードは内部に不揮発性のメモリを有し、また、送受信機構を有しているが、バッテリーなどの電源を有していない非接触型カードとして形成される。そして、該非接触カードを動作させる電力は、受信した高周変調波信号としての電波から生成される。また、情報のやり取りは電波によって行うために、非接触で情報のやり取りができるというメリットがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような非接触通信システムでは、前記非接触カードである応答器が質問器から送信される電波を受信して、その電波から電力を得るようになっているため、前記質問器から、常時、前記応答器を比較的離れた所でも動作させることのできる大きさの電力の通信用の電波を送出するようにしていた。しかしながら、この非接触通信システムでは、応答器が通信可能な範囲内に存在していないときであっても、前記通信用の電波が前記質問器から送出され続けなければならないので、明らかに消費電力の無駄である。
【０００５】
また、このような非接触通信システムにおいて、上記のように、前記質問器が常に前記応答器を動作させるのに必要な電力をもった電波を出力し続けるために、他の電気機器への不用意な妨害を与えたり、人体に悪影響を及ぼしたりするおそれがあり、好ましくなかった。
【０００６】
本発明は、前記質問器が前記電波を出力するのに消費する消費電力を減少させるような非接触通信システムを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、前記質問器が前記応答器との通信動作を行っていないときに出力する電波が、他の電気機器の動作に妨害を与えたり、人体に悪影響を及ぼしたりしないことを目的とする非接触通信システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の非接触通信システムは、電波を送信する第１通信器と、前記電波を受信するとともに該電波から電力を再生する機能を有し、前記第１通信器から送信された前記電波に変化を与えることにより前記第１通信器と通信する第２通信器と、からなる非接触通信システムにおいて、前記第１通信器は、送信する前記電波の出力を制御する制御手段を備え、前記第１通信機が、第１の電波を送信するとともに該第１の電波に所定の変化が与えられたことを検出することによって、前記制御手段が出力を調整して前記第１の電波より強い第２の電波を送信することを特徴とする
【０００９】
このような構成の非接触通信システムによれば、第２通信器が検知用の電波に対して変化を与えることができるような範囲内に近づくと、検知用の電波のレベルが大、小の変化を繰り返す。このような変化を、第１通信器が検知し、送信電波を検知用の電波から通信用の電波に変更する。この通信用の電波によって、第１通信器は、第２通信器と所定の通信動作を行う。尚、第２通信器が通信可能な範囲に入ってこない場合は、第１通信器は常に検知用の電波を送出し続ける。
【００１０】
請求項２に記載の非接触通信システムは、前記第１通信器が、前記第１の電波と前記第２の電波とを共通の送信手段を通して、どちらか一方のみを送信することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の非接触通信システムは、前記第２通信器が前記第１通信器と通信可能な範囲に存在したとき、前記第１通信器によって送信された前記第１の電波によって前記第２通信器で再生された電力が、前記第２通信器を継続させて動作させるのに十分な大きさではないため、前記第２通信器が一定の周期で作動と停止とを繰り返す動作を行い、前記第２通信器がこのような繰り返し動作をすることによって、前記第１通信器から送信される前記第１の電波に変化を生じさせるとともに、前記第１通信器が、前記第１の電波に生じる該変化を検知する検知手段と、該検知手段の出力に基づいて、前記第２通信器が前記第１通信器と通信可能な範囲に存在するか否かを判定する判定手段と、を備え、該判定手段の出力に基づいて、前記制御手段が前記第２の電波を送信することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の非接触通信システムは、前記第１通信器に前記第２通信器が通信可能な範囲に存在することを認識させるために、前記第２通信器が、前記第１の電波を受信したとき返信信号を生成する信号生成手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
このような構成の非接触通信システムによれば、前記信号生成手段によって生成された返信信号に合わせて、前記第２通信器内のインピーダンスをスイッチング素子などを用いて変化させることによって、前記第１通信器より送出される前記第１の電波を変化させて、該第１通信器に前記第２通信器が通信可能な範囲に存在することを認識させた後、所定の通信動作を行う。
【００１４】
また、通信用の電波を放射する第１通信器と、該第１通信器と通信を行う第２通信器とからなる非接触通信システムにおいて、第１通信器内に機械的または光学的なセンサを設けることで、前記第２通信器が前記第１通信器と通信できる範囲に存在することを、第１通信器が認識することによって、前記第１通信器が前記通信用の電波を送出し始めることとしても構わない。
【００１５】
このような構成の非接触通信システムによれば、前記第１通信器に設けた光センサ上に前記第２通信器を近づけたり、また、前記第１通信器に設けたタッチパネルに前記第２通信器を接触させるといった所定の動作を使用者が行った後、前記第１通信器と前記第２通信器が所定の通信動作を始める。尚、上記のような動作が行われない場合、前記第１通信器は内部に備えたセンサにより前記第２通信器を感知するために駆動しているが、該第１通信器から電波は全く送出されていない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について、図１〜３を参照して、説明する。図１は本実施形態において使用する質問器１の内部構成を示したブロック図である。
【００１７】
質問器１は、所定の周波数ｆのキャリアを供給するキャリア供給回路２と、該キャリアを全体制御部８から送られるデータに従って変調する変調回路３と、前記キャリアの出力電力を制御する出力電力調整部４と、電波の送信・受信機能を有した同調回路５と、後述する応答器１０からの返信信号を検出する第１信号検出部６及び第２信号検出部７と、前記キャリア供給回路２、変調回路３、出力電力調整部４、第１信号検出部６、及び第２信号検出部７を制御するマイクロコンピュータ等で構成された全体制御部８を有している。
【００１８】
また、図２は本発明において使用したＩＣ回路１１を有する応答器１０の内部構成を示したブロック図である。応答器１０は、質問器１より送出された周波数ｆのキャリアと同調する同調回路１２を有するとともに、ＩＣ回路１１内に整流回路１３、スイッチ１４、復調回路１５、レギュレータ１６、情報処理回路１７を有している。
【００１９】
このような構成の質問器１と応答器１０を用いた非接触通信システムにおいて、応答器１０が質問器１と通信可能な範囲に存在していないとき、出力電力調整部４によって通常の通信時に使用される電波（以下、通信用電波と呼ぶ。）の電力より１０ｄＢ程度弱い電力に調整された電波が同調回路５より送出されるように、全体制御部８によって出力電力調整部４が制御される。これ以降、このように応答器１０が通信可能な範囲に存在するか否かを検出するために送出される電波を、応答器検出用電波と呼ぶ。
【００２０】
上記のような応答器検出用電波の電力は、他の電気機器に影響を及ぼさない程度の大きさで、且つ、一定の範囲内で応答器１０が動作可能な電力を得られるか否かの臨界点となる大きさである。この臨界点は、応答器の性能によって異なる。また、該応答器検出用電波は、全体制御部８より変調回路３に変調信号が送出されていない、図３（ａ）のような、電波である。
【００２１】
尚、本実施形態で使用される応答器検出用電波には、上記のように変調信号が与えられていない電波を用いたが、変調信号が与えられた電波を応答器検出用電波として用いても良い。
【００２２】
このとき、全体制御部８によって、キャリア供給回路２、出力電圧制御部４、及び第２信号検出部７が動作を行い、第１信号検出部６が停止した状態になるように制御される。また、変調回路３に、全体制御部８から変調信号は送出されない。これ以降、このような状態を検出モードと呼び、応答器１０と共に非接触通信を行っているときの状態を通信モードと呼ぶ。
【００２３】
また、図４（ａ）のように、質問器１の同調回路５から空間を介した応答器１０の負荷までを一つのアンテナ回路と見なせるため、質問器１の同調回路５にかかるインピーダンスは、応答器１０が動作していないときのものを図４（ｂ）のようにＺ0、応答器１０が動作を行い、且つスイッチ１４が解放状態であるときのものを図４（ｃ）のようにＺ1、そして、応答器１０が動作を行い、且つスイッチ１４が接続されたときのものを図４（ｄ）のようにＺ2、とおける。それぞれのインピーダンスの関係は、Ｚ0＞Ｚ1＞Ｚ2となる。
【００２４】
同調回路１２により該応答器検出用電波と同調すると、整流回路１３によって、ＩＣ回路１１内に供給される電力が生成され、応答器１０が動作を行おうとする。このとき応答器１０内のスイッチ１４は解放状態にあるので、質問器１の同調回路５にかかるインピーダンスが、Ｚ0からＺ1に変わる。このように、該インピーダンスが変化することによって、応答器１０内部で電力が消費されるため、前記応答器検出用電波の振幅が減少するとともに、その電力も弱まる。
【００２５】
該応答器検出用電波の電力は、一定の範囲内で応答器１０を動作させるのには充分ではない電力しか得られない電界強度になるように出力制御されているため、その電波の振幅が上記のように変化すると、応答器１０を動作させるために寄与する電力よりも弱い電力しか得られなくなるために、応答器１０の動作が停止する。これにより、再び、前記インピーダンスの値がＺ0に戻るとともに、該応答器検出用電波の振幅も元の大きさに戻る。このため、応答器１０が再び動作し始める。
【００２６】
このようにして、応答器１０が作動と停止を繰り返すため、前記応答器検出用電波は、図３（ｂ）のように、ある一定の周波数ｆ１で変調された信号となる。また、上記のような動作を繰り返すので、質問器１から情報を含んだ電波が送出されていても、その電波の情報を情報処理回路１７で充分に処理することができないので、該情報処理回路１７によりスイッチ１４が制御されることがなく、そのため、応答器１０が動作しているとき、スイッチ１４は解放状態にあるので、前記インピーダンスがＺ1となる。
【００２７】
質問器１の同調回路５から出力される上記のように変調された信号を、第２信号検出部７において、該信号の周波数ｆ１に同調させた共振回路を用いて検出し、検出出力を全体制御部８に送る。
【００２８】
ここで、前記周数ｆ１の信号が検出されると、質問器１は、全体制御部８によって、応答器１０が通信可能な範囲に存在することを認識する。このとき、全体制御部８は、送信信号の出力を増幅させるように出力電力調整部４を制御し、第２信号検出部７の動作が停止させるとともに第１信号検出部６を作動させ、また、同時に変調回路３に変調信号を送出し始める。これにより、検出モードから通信モードに移行する。
【００２９】
このとき、キャリア供給回路２によって供給されるキャリアを、変調回路３で全体制御部８より送られるデータＱに従って変調した後、同調回路５より出力電力調整部４で増幅した応答器１０を動作させるのに充分な電力を有した通信用電波が送出される。この通信用電波は、図３（ｃ）のように、Ｔ1の期間のデータＱによって変調された変調波とＴ2の期間のデータＱによって変調されていない無変調波が交互に送出された高周波信号である。
【００３０】
応答器１０が該通信用電波を同調回路１２にて受信すると、該通信用電波を整流回路１３にて整流して電力を生成し、この電力によって応答器１０が動作し始める。このとき、該通信用電波のＴ1期間内の変調信号を復調回路１５にて復調して得たデータＱが情報処理回路１７で処理されるとともに、該処理回路から返答データＡが出力される。該返答データＡはパルス列化されており、これにより、スイッチ１４のＯＮ、ＯＦＦが制御される。このようにスイッチ１４が制御されることによって、質問器１の同調回路５にかかる前記インピーダンスが、それぞれスイッチ１４がＯＦＦの時はＺ1、スイッチ１４がＯＮの時はＺ2、というように変化する。
【００３１】
同調回路５にかかる前記インピーダンスが変化すると、期間Ｔ2の無変調波が、図３（ｄ）のように、前記返答データＡにて振幅変調された形となる。この信号を第１信号検出部６で検出し、全体制御部８に検出した信号を送出する。
【００３２】
上記のようにして、質問器１と応答器１０の間で通信が行われた後、再び、通信モードから検出モードへ移行し、全体制御部８によって、変調回路３への変調信号の送出を停止されるとともに出力電力調整部４からの出力が弱まるように該出力電力調整４の設定値を切り替え、更に、第２信号検出部７が作動されるとともに第１信号検出部６が停止される。
【００３３】
尚、本実施形態において、質問器１が前記応答器検出用電波と前記通信用電波を送信するための同調回路を同調回路５のみとし、該同調回路５に出力する電波と該同調回路５にかかるインピーダンス変化を認識し信号を検出する信号検出部６、７を検出モードと通信モードのそれぞれの状態に応じて使用したが、図７のように、質問器１’が、前記応答器検出用電波を送信するための同調回路５ａと前記通信用電波を送信するための同調回路５ｂとを有し、該同調回路５ａ、５ｂと出力電力調整部４との間に出力切り替え部２０を設け、更に、同調回路５ａ、５ｂがそれぞれ信号検出部６、７に接続したような質問器１’であっても良い。
【００３４】
このような質問器１’を使用したとき、応答器１０が通信可能な範囲に存在することを認識する手段と、応答器１０とお互いに通信する通信手段は上記した手段を用いる。ただし、検出モードと通信モードの間で行う全体制御部８による切り替え動作は、出力電力調整部４の出力の設定値の切り替え動作と、出力切り替え部２０の同調回路５ａ、５ｂへの出力の切り替え動作とである。すなわち、検出モードでは、微弱な電波が同調回路５ａから送出されるように、また、通信モードでは、増幅された電波が同調回路５ｂより送出されるように出力切り替え部２０が制御される。
【００３５】
また、応答器が第２の実施形態で後述する応答器検出用電波で動作するような専用の回路を備えた応答器１０’（図５）であるとき、図３（ｂ）におけるインピーダンスＺ1と図３（ｄ）におけるインピーダンスＺ1は異なることがある。
【００３６】
図１及び図５を使用して、第２の実施形態について説明する。本実施形態に於いて使用する質問器は、第１の実施形態で使用する図１の質問器と同一の構成の質問器である。
【００３７】
図５は本実施形態で使用する応答器１０’の内部構成を示したブロック図である。該応答器１０’は、第１の実施形態で使用される応答器１０と同様に、質問器１より送出された周波数ｆのキャリアと同調する同調回路１２と、ＩＣ回路１１内に整流回路１３、スイッチ１４、復調回路１５、レギュレータ１６を有している。更に、前記ＩＣ回路１１内には、小電力でも動作可能な第１情報処理回路１７ａと、通信モードでの信号処理を行う第２情報処理回路１７ｂと、スイッチ１８と、該スイッチ１８を制御するスイッチング制御部１９とを有している。
【００３８】
このような構成の質問器１と応答器１０’を用いた非接触通信システムにおいて、応答器１０’が質問器１と通信可能な範囲に存在していないとき、第１の実施形態と同様に質問器１は検出モードの状態であり、前記通信電波の電力より１０ｄＢ程度弱い電力の前記応答器検出用電波が同調回路５より送出されるように、出力電力調整部４によって該通信用電波の出力電力が制御される。
【００３９】
尚、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に該応答器検出用電波に変調信号が与えられていない電波を用いるが、変調信号が与えられた電波を応答器検出用電波として用いても良い。
【００４０】
このような応答器検出電波を、応答器１０’の同調回路１２で受信すると、該応答器検出用電波を整流回路１３にて整流して電力を生成し、この電力によって応答器１０’が動作し始める。このとき、スイッチ１８は接点ａ側に接続されているので、整流回路１３で生成された電力は第１情報処理回路１７ａに供給され動作可能になる。一方、該第２情報処理回路１７ｂには電力が供給されず動作不能のままになっている。
【００４１】
該第１情報処理回路１７ａが作動すると、ある一定の周波数ｆ２のパルス列化されたデータが該第１情報処理回路１７ａより出力される。この出力されたデータの周期にあわせて、スイッチ１４のＯＮ、ＯＦＦを繰り返して同調回路１２のインピーダンスを変化させる。
【００４２】
上記のように、同調回路１２のインピーダンスを変化させることによって、前記応答器検出用電波が周波数ｆ２によって振幅変調された形となる。このように変調された信号によって、質問器１の同調回路５の両端間のインピーダンスが変化する。この変化を、第２信号検出部７において、該信号の周波数ｆ２に同調させた共振回路を用いて検出し、検出出力を全体制御部８に送る。
【００４３】
ここで、前記信号が検出されると、質問器１は、全体制御部８によって、応答器１０’が通信可能な範囲に存在することを認識する。このとき、全体制御部８は、送信信号の出力を増幅させるように出力電力調整部４を制御し、第２信号検出部７の動作を停止させるとともに第１信号検出部６を作動させる。これにより、検出モードから通信モードに移行する。通信モードにおいて、質問器１は第１の実施形態同様の動作を行って、変調回路３に変調信号を送出しながら通信用電波を送信する。該通信用電波に応答器１０’が同調回路１２によって同調すると、該電波を生成した電力が急激に大きくなったことをスイッチング制御部１９によって検知するとともに、スイッチ１８の接点ｂ側を接続するように制御する。
【００４４】
このようにして、応答器１０’が質問器１との通信が行える状態になると、第１の実施形態で行った通信と同様の通信が行われ、通信が終わるか、応答器１０’に供給される電力が弱まると、質問器１は検出モードに切り替わるために、スイッチング制御部１９によりスイッチ１８が接点ａ側に接続される。尚、本実施形態における第２情報処理回路１７ｂが、第１の実施形態での情報処理回路１７に相当し、同様の動作を行う。更に、第１の実施形態と同様に本実施形態においても、図７に示した検出モードと通信モードで別々の同調回路を使用する質問器１’を使用しても良い。
【００４５】
図２及び図６を使用して、第３の実施形態について説明する。本実施形態において使用する応答器は、第１の実施形態で使用する図２の応答器と同一の構成の応答器である。
【００４６】
図６は、本実施形態で使用する質問器１”の内部構造を示したブロック図である。該質問器１”は、所定の周波数ｆのキャリアを供給するキャリア供給回路２と、該キャリアを全体制御部８から送られるデータに従って変調する変調回路３と、電波の送信・受信機能を有した同調回路５と、応答器１０からの返答信号を検出する第１信号検出部６と、応答器１０が質問器１”と通信可能な範囲に存在していることを認識するための光センサなどを有したセンサ部９と、前記キャリア供給回路２、変調回路３及び第１信号検出回路６を制御するマイクロコンピュータ等で構成された全体制御部８’とで構成されている。
【００４７】
上記のような質問器１”に、応答器１０をセンサ部９に近づけたとき、センサ部９内の光センサによって、光学的に、応答器１０が質問器１”に近づいたことを検知する。この検知した出力を、全体制御部８’に送る。その結果、質問器１”が応答器１０と通信を行うように、全体制御部８’が質問器１”全体を作動させる。
【００４８】
このとき行われる動作は、第１及び第２の実施形態において、質問器１”が通信モードのときに行う動作と検出モード時に検出用電波を出力していないこと以外は同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００４９】
尚、本実施形態において、質問器１”が通信動作を行うためのスイッチとして、光センサという光学的な手法を用いたが、タッチパネル触れることによって質問器１”が通信動作を始めさせるような機械的な手法を用いても良い。
【００５０】
第１〜３の実施形態でいう質問器及び応答器は、それぞれ、請求項の第１通信器、第２通信器に相当する。また、第１の実施形態の第１信号検出回路６が請求項３の検知手段に相当し、全体制御部８が請求項３の判定手段及び制御手段を行う。更に、請求項４の信号生成手段は、第２実施形態の第１情報処理回路１７ａに相当する。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１に記載の非接触通信システムによると、第２通信器である応答器が第１通信器である質問器と通信可能な範囲に存在せず、お互いが通信動作を行っていないときには、該質問器は、通常の通信を行うときに使用する電波よりも弱い電力しか得られない電波を出力するので、通信用の強い電力が得られる電波を出力し続けるような従来のシステムと比べて消費される電力が低減し、そのエネルギー効率が良くなる。
【００５２】
請求項１に記載の非接触通信システムによると、応答器が質問器と通信可能な範囲に存在せず、お互いが通信動作を行っていないときには、該質問器は、通常の通信を行うときに使用する電波よりも弱い電力の電波を出力するようにしているので、通信動作を行っていないときに他の電気機器に対して不用意な妨害を与えたり、人体に悪影響を及ぼしたりする可能性が低くなる。
【００５３】
請求項２に記載の非接触通信システムによると、通信用の電波と検知用の電波を送信するための送信手段に共通の送信手段を用いているので、通信用の電波と検知用の電波のそれぞれを送信するための送信手段を別々に備える必要がなく、前記第１通信器は、従来の第１通信器の構造に少し手を加えた構造の第１通信器でよく、大がかりな構造のものにならない。
【００５４】
請求項３に記載の非接触通信システムによると、応答器が質問器と通信可能な範囲に存在していないときに質問器が発生する検知用の電波が、通信時用の電波に比べて微弱な電波であり、かつ、該電波によって生成する電力が応答器を動作させるための臨界点となる大きさの電力であるので、応答器が作動と停止をある一定の周期で行い、これによって、質問器の同調回路にかかるインピーダンスが一定の周期で変化する。このとき、質問器がこのような一定の周期の変化を読み取ることによって、応答器の存在を検知することができ、更に、質問器に応答器の存在を検知させるための通信以外の回路を応答器が必要としないので、従来と同一の構造の応答器を用いて本非接触通信システムを行うことができる。
【００５５】
請求項４に記載の非接触通信システムによると、質問器より発生する通信時よりも弱い電波により得られる少ない電力でも動作可能な回路を応答器が所有し、また、該回路によって、前記電波が常に同一の周波数で変調される。よって、応答器が通信可能な範囲に存在することを質問器に認識させるときに、応答器内部に構成される通信を行うための回路の特性に左右されることのない信号を質問器に検知させることができるので、汎用性がある。
【００５６】
また、応答器の接近を光センサや圧電スイッチ回路等で感知したときに初めて通信用の電波を送出して非接触通信を行い始めるように構成すると、両通信器が通信を行わないときの消費電力を低減させることができるとともに、他の電気機器に有害な妨害を与えたり、人体に悪影響を及ぼしたりすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態で採用した質問器の内部構成を示したブロック図。
【図２】本発明の第１及び第３の実施形態で採用した応答器の内部構成を示したブロック図。
【図３】応答器検出用電波及び通信用電波の波形図。
【図４】アンテナ回路の等価回路。
【図５】本発明の第２の実施形態で採用した応答器の内部構成を示したブロック図。
【図６】本発明の第３の実施形態で採用した質問器の内部構成を示したブロック図。
【図７】本発明で採用した２つの同調回路を備えた質問器の内部構成を示したブロック図。
【符号の説明】
１ 質問器（第１通信器）
２ キャリア供給回路
３ 変調回路
４ 出力電力調整部
５ 同調回路
６ 第１信号検出部
７ 第２信号検出部
８ 全体制御部
９ センサ部
１０ 応答器（第２通信器）
１１ ＩＣ回路
１２ 同調回路
１３ 整流回路
１４ スイッチ
１５ 復調回路
１６ レギュレータ
１７ 情報処理回路
１８ スイッチ
１９ スイッチング制御部
２０ 出力切り替え部
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器から送信された高周波変調信号である電波を応答器が受信して該電波から電力を生成するとともに、受信した該電波の変調信号から情報を復調し、その情報に対する返答情報を質問器に送り返す非接触通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、非接触通信システムとしてアンテナから送信されてくる電波から電力を得て、内部に記憶している情報を送信する高周波タグ（ＲＦ・ＴＡＧ）やＩＤカードが使用されており、スキー場のリフトや鉄道の改札、荷物の仕分けなどに利用されている。
【０００３】
この高周波タグやＩＤカードは内部に不揮発性のメモリを有し、また、送受信機構を有しているが、バッテリーなどの電源を有していない非接触型カードとして形成される。そして、該非接触カードを動作させる電力は、受信した高周変調波信号としての電波から生成される。また、情報のやり取りは電波によって行うために、非接触で情報のやり取りができるというメリットがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような非接触通信システムでは、前記非接触カードである応答器が質問器から送信される電波を受信して、その電波から電力を得るようになっているため、前記質問器から、常時、前記応答器を比較的離れた所でも動作させることのできる大きさの電力の通信用の電波を送出するようにしていた。しかしながら、この非接触通信システムでは、応答器が通信可能な範囲内に存在していないときであっても、前記通信用の電波が前記質問器から送出され続けなければならないので、明らかに消費電力の無駄である。
【０００５】
また、このような非接触通信システムにおいて、上記のように、前記質問器が常に前記応答器を動作させるのに必要な電力をもった電波を出力し続けるために、他の電気機器への不用意な妨害を与えたり、人体に悪影響を及ぼしたりするおそれがあり、好ましくなかった。
【０００６】
本発明は、前記質問器が前記電波を出力するのに消費する消費電力を減少させるような非接触通信システムを提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、前記質問器が前記応答器との通信動作を行っていないときに出力する電波が、他の電気機器の動作に妨害を与えたり、人体に悪影響を及ぼしたりしないことを目的とする非接触通信システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の非接触通信システムは、電波を送信する第１通信器と、前記電波を受信するとともに該電波から電力を再生する機能を有し、前記第１通信器から送信された前記電波に変化を与えることにより前記第１通信器と通信する第２通信器と、からなる非接触通信システムにおいて、前記第１通信器は、送信する前記電波の出力を制御する制御手段を備え、前記第１通信機が、第１の電波を送信するとともに該第１の電波に所定の変化が与えられたことを検出することによって、前記制御手段が出力を調整して前記第１の電波より強い第２の電波を送信することを特徴とする
【０００９】
このような構成の非接触通信システムによれば、第２通信器が検知用の電波に対して変化を与えることができるような範囲内に近づくと、検知用の電波のレベルが大、小の変化を繰り返す。このような変化を、第１通信器が検知し、送信電波を検知用の電波から通信用の電波に変更する。この通信用の電波によって、第１通信器は、第２通信器と所定の通信動作を行う。尚、第２通信器が通信可能な範囲に入ってこない場合は、第１通信器は常に検知用の電波を送出し続ける。
【００１０】
請求項２に記載の非接触通信システムは、前記第１通信器が、前記第１の電波と前記第２の電波とを共通の送信手段を通して、どちらか一方のみを送信することを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の非接触通信システムは、前記第２通信器が前記第１通信器と通信可能な範囲に存在したとき、前記第１通信器によって送信された前記第１の電波によって前記第２通信器で再生された電力が、前記第２通信器を継続させて動作させるのに十分な大きさではないため、前記第２通信器が一定の周期で作動と停止とを繰り返す動作を行い、前記第２通信器がこのような繰り返し動作をすることによって、前記第１通信器から送信される前記第１の電波に変化を生じさせるとともに、前記第１通信器が、前記第１の電波に生じる該変化を検知する検知手段と、該検知手段の出力に基づいて、前記第２通信器が前記第１通信器と通信可能な範囲に存在するか否かを判定する判定手段と、を備え、該判定手段の出力に基づいて、前記制御手段が前記第２の電波を送信することを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の非接触通信システムは、前記第１通信器に前記第２通信器が通信可能な範囲に存在することを認識させるために、前記第２通信器が、前記第１の電波を受信したとき返信信号を生成する信号生成手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
このような構成の非接触通信システムによれば、前記信号生成手段によって生成された返信信号に合わせて、前記第２通信器内のインピーダンスをスイッチング素子などを用いて変化させることによって、前記第１通信器より送出される前記第１の電波を変化させて、該第１通信器に前記第２通信器が通信可能な範囲に存在することを認識させた後、所定の通信動作を行う。
【００１４】
また、通信用の電波を放射する第１通信器と、該第１通信器と通信を行う第２通信器とからなる非接触通信システムにおいて、第１通信器内に機械的または光学的なセンサを設けることで、前記第２通信器が前記第１通信器と通信できる範囲に存在することを、第１通信器が認識することによって、前記第１通信器が前記通信用の電波を送出し始めることとしても構わない。
【００１５】
このような構成の非接触通信システムによれば、前記第１通信器に設けた光センサ上に前記第２通信器を近づけたり、また、前記第１通信器に設けたタッチパネルに前記第２通信器を接触させるといった所定の動作を使用者が行った後、前記第１通信器と前記第２通信器が所定の通信動作を始める。尚、上記のような動作が行われない場合、前記第１通信器は内部に備えたセンサにより前記第２通信器を感知するために駆動しているが、該第１通信器から電波は全く送出されていない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について、図１〜３を参照して、説明する。図１は本実施形態において使用する質問器１の内部構成を示したブロック図である。
【００１７】
質問器１は、所定の周波数ｆのキャリアを供給するキャリア供給回路２と、該キャリアを全体制御部８から送られるデータに従って変調する変調回路３と、前記キャリアの出力電力を制御する出力電力調整部４と、電波の送信・受信機能を有した同調回路５と、後述する応答器１０からの返信信号を検出する第１信号検出部６及び第２信号検出部７と、前記キャリア供給回路２、変調回路３、出力電力調整部４、第１信号検出部６、及び第２信号検出部７を制御するマイクロコンピュータ等で構成された全体制御部８を有している。
【００１８】
また、図２は本発明において使用したＩＣ回路１１を有する応答器１０の内部構成を示したブロック図である。応答器１０は、質問器１より送出された周波数ｆのキャリアと同調する同調回路１２を有するとともに、ＩＣ回路１１内に整流回路１３、スイッチ１４、復調回路１５、レギュレータ１６、情報処理回路１７を有している。
【００１９】
このような構成の質問器１と応答器１０を用いた非接触通信システムにおいて、応答器１０が質問器１と通信可能な範囲に存在していないとき、出力電力調整部４によって通常の通信時に使用される電波（以下、通信用電波と呼ぶ。）の電力より１０ｄＢ程度弱い電力に調整された電波が同調回路５より送出されるように、全体制御部８によって出力電力調整部４が制御される。これ以降、このように応答器１０が通信可能な範囲に存在するか否かを検出するために送出される電波を、応答器検出用電波と呼ぶ。
【００２０】
上記のような応答器検出用電波の電力は、他の電気機器に影響を及ぼさない程度の大きさで、且つ、一定の範囲内で応答器１０が動作可能な電力を得られるか否かの臨界点となる大きさである。この臨界点は、応答器の性能によって異なる。また、該応答器検出用電波は、全体制御部８より変調回路３に変調信号が送出されていない、図３（ａ）のような、電波である。
【００２１】
尚、本実施形態で使用される応答器検出用電波には、上記のように変調信号が与えられていない電波を用いたが、変調信号が与えられた電波を応答器検出用電波として用いても良い。
【００２２】
このとき、全体制御部８によって、キャリア供給回路２、出力電圧制御部４、及び第２信号検出部７が動作を行い、第１信号検出部６が停止した状態になるように制御される。また、変調回路３に、全体制御部８から変調信号は送出されない。これ以降、このような状態を検出モードと呼び、応答器１０と共に非接触通信を行っているときの状態を通信モードと呼ぶ。
【００２３】
また、図４（ａ）のように、質問器１の同調回路５から空間を介した応答器１０の負荷までを一つのアンテナ回路と見なせるため、質問器１の同調回路５にかかるインピーダンスは、応答器１０が動作していないときのものを図４（ｂ）のようにＺ0、応答器１０が動作を行い、且つスイッチ１４が解放状態であるときのものを図４（ｃ）のようにＺ1、そして、応答器１０が動作を行い、且つスイッチ１４が接続されたときのものを図４（ｄ）のようにＺ2、とおける。それぞれのインピーダンスの関係は、Ｚ0＞Ｚ1＞Ｚ2となる。
【００２４】
同調回路１２により該応答器検出用電波と同調すると、整流回路１３によって、ＩＣ回路１１内に供給される電力が生成され、応答器１０が動作を行おうとする。このとき応答器１０内のスイッチ１４は解放状態にあるので、質問器１の同調回路５にかかるインピーダンスが、Ｚ0からＺ1に変わる。このように、該インピーダンスが変化することによって、応答器１０内部で電力が消費されるため、前記応答器検出用電波の振幅が減少するとともに、その電力も弱まる。
【００２５】
該応答器検出用電波の電力は、一定の範囲内で応答器１０を動作させるのには充分ではない電力しか得られない電界強度になるように出力制御されているため、その電波の振幅が上記のように変化すると、応答器１０を動作させるために寄与する電力よりも弱い電力しか得られなくなるために、応答器１０の動作が停止する。これにより、再び、前記インピーダンスの値がＺ0に戻るとともに、該応答器検出用電波の振幅も元の大きさに戻る。このため、応答器１０が再び動作し始める。
【００２６】
このようにして、応答器１０が作動と停止を繰り返すため、前記応答器検出用電波は、図３（ｂ）のように、ある一定の周波数ｆ１で変調された信号となる。また、上記のような動作を繰り返すので、質問器１から情報を含んだ電波が送出されていても、その電波の情報を情報処理回路１７で充分に処理することができないので、該情報処理回路１７によりスイッチ１４が制御されることがなく、そのため、応答器１０が動作しているとき、スイッチ１４は解放状態にあるので、前記インピーダンスがＺ1となる。
【００２７】
質問器１の同調回路５から出力される上記のように変調された信号を、第２信号検出部７において、該信号の周波数ｆ１に同調させた共振回路を用いて検出し、検出出力を全体制御部８に送る。
【００２８】
ここで、前記周数ｆ１の信号が検出されると、質問器１は、全体制御部８によって、応答器１０が通信可能な範囲に存在することを認識する。このとき、全体制御部８は、送信信号の出力を増幅させるように出力電力調整部４を制御し、第２信号検出部７の動作が停止させるとともに第１信号検出部６を作動させ、また、同時に変調回路３に変調信号を送出し始める。これにより、検出モードから通信モードに移行する。
【００２９】
このとき、キャリア供給回路２によって供給されるキャリアを、変調回路３で全体制御部８より送られるデータＱに従って変調した後、同調回路５より出力電力調整部４で増幅した応答器１０を動作させるのに充分な電力を有した通信用電波が送出される。この通信用電波は、図３（ｃ）のように、Ｔ1の期間のデータＱによって変調された変調波とＴ2の期間のデータＱによって変調されていない無変調波が交互に送出された高周波信号である。
【００３０】
応答器１０が該通信用電波を同調回路１２にて受信すると、該通信用電波を整流回路１３にて整流して電力を生成し、この電力によって応答器１０が動作し始める。このとき、該通信用電波のＴ1期間内の変調信号を復調回路１５にて復調して得たデータＱが情報処理回路１７で処理されるとともに、該処理回路から返答データＡが出力される。該返答データＡはパルス列化されており、これにより、スイッチ１４のＯＮ、ＯＦＦが制御される。このようにスイッチ１４が制御されることによって、質問器１の同調回路５にかかる前記インピーダンスが、それぞれスイッチ１４がＯＦＦの時はＺ1、スイッチ１４がＯＮの時はＺ2、というように変化する。
【００３１】
同調回路５にかかる前記インピーダンスが変化すると、期間Ｔ2の無変調波が、図３（ｄ）のように、前記返答データＡにて振幅変調された形となる。この信号を第１信号検出部６で検出し、全体制御部８に検出した信号を送出する。
【００３２】
上記のようにして、質問器１と応答器１０の間で通信が行われた後、再び、通信モードから検出モードへ移行し、全体制御部８によって、変調回路３への変調信号の送出を停止されるとともに出力電力調整部４からの出力が弱まるように該出力電力調整４の設定値を切り替え、更に、第２信号検出部７が作動されるとともに第１信号検出部６が停止される。
【００３３】
尚、本実施形態において、質問器１が前記応答器検出用電波と前記通信用電波を送信するための同調回路を同調回路５のみとし、該同調回路５に出力する電波と該同調回路５にかかるインピーダンス変化を認識し信号を検出する信号検出部６、７を検出モードと通信モードのそれぞれの状態に応じて使用したが、図７のように、質問器１’が、前記応答器検出用電波を送信するための同調回路５ａと前記通信用電波を送信するための同調回路５ｂとを有し、該同調回路５ａ、５ｂと出力電力調整部４との間に出力切り替え部２０を設け、更に、同調回路５ａ、５ｂがそれぞれ信号検出部６、７に接続したような質問器１’であっても良い。
【００３４】
このような質問器１’を使用したとき、応答器１０が通信可能な範囲に存在することを認識する手段と、応答器１０とお互いに通信する通信手段は上記した手段を用いる。ただし、検出モードと通信モードの間で行う全体制御部８による切り替え動作は、出力電力調整部４の出力の設定値の切り替え動作と、出力切り替え部２０の同調回路５ａ、５ｂへの出力の切り替え動作とである。すなわち、検出モードでは、微弱な電波が同調回路５ａから送出されるように、また、通信モードでは、増幅された電波が同調回路５ｂより送出されるように出力切り替え部２０が制御される。
【００３５】
また、応答器が第２の実施形態で後述する応答器検出用電波で動作するような専用の回路を備えた応答器１０’（図５）であるとき、図３（ｂ）におけるインピーダンスＺ1と図３（ｄ）におけるインピーダンスＺ1は異なることがある。
【００３６】
図１及び図５を使用して、第２の実施形態について説明する。本実施形態に於いて使用する質問器は、第１の実施形態で使用する図１の質問器と同一の構成の質問器である。
【００３７】
図５は本実施形態で使用する応答器１０’の内部構成を示したブロック図である。該応答器１０’は、第１の実施形態で使用される応答器１０と同様に、質問器１より送出された周波数ｆのキャリアと同調する同調回路１２と、ＩＣ回路１１内に整流回路１３、スイッチ１４、復調回路１５、レギュレータ１６を有している。更に、前記ＩＣ回路１１内には、小電力でも動作可能な第１情報処理回路１７ａと、通信モードでの信号処理を行う第２情報処理回路１７ｂと、スイッチ１８と、該スイッチ１８を制御するスイッチング制御部１９とを有している。
【００３８】
このような構成の質問器１と応答器１０’を用いた非接触通信システムにおいて、応答器１０’が質問器１と通信可能な範囲に存在していないとき、第１の実施形態と同様に質問器１は検出モードの状態であり、前記通信電波の電力より１０ｄＢ程度弱い電力の前記応答器検出用電波が同調回路５より送出されるように、出力電力調整部４によって該通信用電波の出力電力が制御される。
【００３９】
尚、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に該応答器検出用電波に変調信号が与えられていない電波を用いるが、変調信号が与えられた電波を応答器検出用電波として用いても良い。
【００４０】
このような応答器検出電波を、応答器１０’の同調回路１２で受信すると、該応答器検出用電波を整流回路１３にて整流して電力を生成し、この電力によって応答器１０’が動作し始める。このとき、スイッチ１８は接点ａ側に接続されているので、整流回路１３で生成された電力は第１情報処理回路１７ａに供給され動作可能になる。一方、該第２情報処理回路１７ｂには電力が供給されず動作不能のままになっている。
【００４１】
該第１情報処理回路１７ａが作動すると、ある一定の周波数ｆ２のパルス列化されたデータが該第１情報処理回路１７ａより出力される。この出力されたデータの周期にあわせて、スイッチ１４のＯＮ、ＯＦＦを繰り返して同調回路１２のインピーダンスを変化させる。
【００４２】
上記のように、同調回路１２のインピーダンスを変化させることによって、前記応答器検出用電波が周波数ｆ２によって振幅変調された形となる。このように変調された信号によって、質問器１の同調回路５の両端間のインピーダンスが変化する。この変化を、第２信号検出部７において、該信号の周波数ｆ２に同調させた共振回路を用いて検出し、検出出力を全体制御部８に送る。
【００４３】
ここで、前記信号が検出されると、質問器１は、全体制御部８によって、応答器１０’が通信可能な範囲に存在することを認識する。このとき、全体制御部８は、送信信号の出力を増幅させるように出力電力調整部４を制御し、第２信号検出部７の動作を停止させるとともに第１信号検出部６を作動させる。これにより、検出モードから通信モードに移行する。通信モードにおいて、質問器１は第１の実施形態同様の動作を行って、変調回路３に変調信号を送出しながら通信用電波を送信する。該通信用電波に応答器１０’が同調回路１２によって同調すると、該電波を生成した電力が急激に大きくなったことをスイッチング制御部１９によって検知するとともに、スイッチ１８の接点ｂ側を接続するように制御する。
【００４４】
このようにして、応答器１０’が質問器１との通信が行える状態になると、第１の実施形態で行った通信と同様の通信が行われ、通信が終わるか、応答器１０’に供給される電力が弱まると、質問器１は検出モードに切り替わるために、スイッチング制御部１９によりスイッチ１８が接点ａ側に接続される。尚、本実施形態における第２情報処理回路１７ｂが、第１の実施形態での情報処理回路１７に相当し、同様の動作を行う。更に、第１の実施形態と同様に本実施形態においても、図７に示した検出モードと通信モードで別々の同調回路を使用する質問器１’を使用しても良い。
【００４５】
図２及び図６を使用して、第３の実施形態について説明する。本実施形態において使用する応答器は、第１の実施形態で使用する図２の応答器と同一の構成の応答器である。
【００４６】
図６は、本実施形態で使用する質問器１”の内部構造を示したブロック図である。該質問器１”は、所定の周波数ｆのキャリアを供給するキャリア供給回路２と、該キャリアを全体制御部８から送られるデータに従って変調する変調回路３と、電波の送信・受信機能を有した同調回路５と、応答器１０からの返答信号を検出する第１信号検出部６と、応答器１０が質問器１”と通信可能な範囲に存在していることを認識するための光センサなどを有したセンサ部９と、前記キャリア供給回路２、変調回路３及び第１信号検出回路６を制御するマイクロコンピュータ等で構成された全体制御部８’とで構成されている。
【００４７】
上記のような質問器１”に、応答器１０をセンサ部９に近づけたとき、センサ部９内の光センサによって、光学的に、応答器１０が質問器１”に近づいたことを検知する。この検知した出力を、全体制御部８’に送る。その結果、質問器１”が応答器１０と通信を行うように、全体制御部８’が質問器１”全体を作動させる。
【００４８】
このとき行われる動作は、第１及び第２の実施形態において、質問器１”が通信モードのときに行う動作と検出モード時に検出用電波を出力していないこと以外は同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００４９】
尚、本実施形態において、質問器１”が通信動作を行うためのスイッチとして、光センサという光学的な手法を用いたが、タッチパネル触れることによって質問器１”が通信動作を始めさせるような機械的な手法を用いても良い。
【００５０】
第１〜３の実施形態でいう質問器及び応答器は、それぞれ、請求項の第１通信器、第２通信器に相当する。また、第１の実施形態の第１信号検出回路６が請求項３の検知手段に相当し、全体制御部８が請求項３の判定手段及び制御手段を行う。更に、請求項４の信号生成手段は、第２実施形態の第１情報処理回路１７ａに相当する。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１に記載の非接触通信システムによると、第２通信器である応答器が第１通信器である質問器と通信可能な範囲に存在せず、お互いが通信動作を行っていないときには、該質問器は、通常の通信を行うときに使用する電波よりも弱い電力しか得られない電波を出力するので、通信用の強い電力が得られる電波を出力し続けるような従来のシステムと比べて消費される電力が低減し、そのエネルギー効率が良くなる。
【００５２】
請求項１に記載の非接触通信システムによると、応答器が質問器と通信可能な範囲に存在せず、お互いが通信動作を行っていないときには、該質問器は、通常の通信を行うときに使用する電波よりも弱い電力の電波を出力するようにしているので、通信動作を行っていないときに他の電気機器に対して不用意な妨害を与えたり、人体に悪影響を及ぼしたりする可能性が低くなる。
【００５３】
請求項２に記載の非接触通信システムによると、通信用の電波と検知用の電波を送信するための送信手段に共通の送信手段を用いているので、通信用の電波と検知用の電波のそれぞれを送信するための送信手段を別々に備える必要がなく、前記第１通信器は、従来の第１通信器の構造に少し手を加えた構造の第１通信器でよく、大がかりな構造のものにならない。
【００５４】
請求項３に記載の非接触通信システムによると、応答器が質問器と通信可能な範囲に存在していないときに質問器が発生する検知用の電波が、通信時用の電波に比べて微弱な電波であり、かつ、該電波によって生成する電力が応答器を動作させるための臨界点となる大きさの電力であるので、応答器が作動と停止をある一定の周期で行い、これによって、質問器の同調回路にかかるインピーダンスが一定の周期で変化する。このとき、質問器がこのような一定の周期の変化を読み取ることによって、応答器の存在を検知することができ、更に、質問器に応答器の存在を検知させるための通信以外の回路を応答器が必要としないので、従来と同一の構造の応答器を用いて本非接触通信システムを行うことができる。
【００５５】
請求項４に記載の非接触通信システムによると、質問器より発生する通信時よりも弱い電波により得られる少ない電力でも動作可能な回路を応答器が所有し、また、該回路によって、前記電波が常に同一の周波数で変調される。よって、応答器が通信可能な範囲に存在することを質問器に認識させるときに、応答器内部に構成される通信を行うための回路の特性に左右されることのない信号を質問器に検知させることができるので、汎用性がある。
【００５６】
また、応答器の接近を光センサや圧電スイッチ回路等で感知したときに初めて通信用の電波を送出して非接触通信を行い始めるように構成すると、両通信器が通信を行わないときの消費電力を低減させることができるとともに、他の電気機器に有害な妨害を与えたり、人体に悪影響を及ぼしたりすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態で採用した質問器の内部構成を示したブロック図。
【図２】本発明の第１及び第３の実施形態で採用した応答器の内部構成を示したブロック図。
【図３】応答器検出用電波及び通信用電波の波形図。
【図４】アンテナ回路の等価回路。
【図５】本発明の第２の実施形態で採用した応答器の内部構成を示したブロック図。
【図６】本発明の第３の実施形態で採用した質問器の内部構成を示したブロック図。
【図７】本発明で採用した２つの同調回路を備えた質問器の内部構成を示したブロック図。
【符号の説明】
１ 質問器（第１通信器）
２ キャリア供給回路
３ 変調回路
４ 出力電力調整部
５ 同調回路
６ 第１信号検出部
７ 第２信号検出部
８ 全体制御部
９ センサ部
１０ 応答器（第２通信器）
１１ ＩＣ回路
１２ 同調回路
１３ 整流回路
１４ スイッチ
１５ 復調回路
１６ レギュレータ
１７ 情報処理回路
１８ スイッチ
１９ スイッチング制御部
２０ 出力切り替え部
Claims (5)
- 電波を送信する第１通信器と、
前記電波を受信するとともに該電波から電力を再生する機能を有し、前記第１通信器から送信された前記電波に変化を与えることにより前記第１通信器と通信する第２通信器と、からなる非接触通信システムにおいて、
前記第１通信器は、送信する前記電波の出力を制御する制御手段を備え、
前記第１通信機が、第１の電波を送信するとともに該第１の電波に所定の変化が与えられたことを検出することによって、前記制御手段が出力を調整して前記第１の電波より強い第２の電波を送信することを特徴とする非接触通信システム。 - 前記第１通信器は、前記第１の電波と前記第２の電波とを共通の送信手段を通して、どちらか一方のみを送信することを特徴とする請求項１に記載の非接触通信システム。
- 前記第２通信器が前記第１通信器と通信可能な範囲に存在したとき、前記第１通信器によって送信された前記第１の電波によって前記第２通信器で再生された電力が、前記第２通信器を継続させて動作させるのに十分な大きさではないため、前記第２通信器が一定の周期で作動と停止とを繰り返す動作を行い、前記第２通信器がこのような繰り返し動作をすることによって、前記第１通信器から送信される前記第１の電波に変化を生じさせるとともに、
前記第１通信器が、前記第１の電波に生じる該変化を検知する検知手段と、
該検知手段の出力に基づいて、前記第２通信器が前記第１通信器と通信可能な範囲に存在するか否かを判定する判定手段と、を備え、
該判定手段の出力に基づいて、前記制御手段が前記第２の電波を送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触通信システム。 - 前記第１通信器に前記第２通信器が通信可能な範囲に存在することを認識させるために、前記第２通信器が、前記第１の電波を受信したとき返信信号を生成する信号生成手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触通信システム。
- 前記信号生成手段によって生成された返信信号に基づいて、前記第２通信器内のインピーダンスを変化させて前記第１の電波を変化させることを特徴とする請求項４に記載の非接触通信システム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21089698A JP3916328B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 非接触通信システム |
| US09/359,651 US6731199B1 (en) | 1998-07-27 | 1999-07-26 | Non-contact communication system |
| DE19935146A DE19935146A1 (de) | 1998-07-27 | 1999-07-27 | Kontaktloses Kommunikationssystem |
| FR9909715A FR2781947B1 (fr) | 1998-07-27 | 1999-07-27 | Systeme de communication sans contact |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21089698A JP3916328B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 非接触通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000049653A JP2000049653A (ja) | 2000-02-18 |
| JP3916328B2 true JP3916328B2 (ja) | 2007-05-16 |
Family
ID=16596883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21089698A Expired - Fee Related JP3916328B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 非接触通信システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6731199B1 (ja) |
| JP (1) | JP3916328B2 (ja) |
| DE (1) | DE19935146A1 (ja) |
| FR (1) | FR2781947B1 (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001236474A (ja) * | 1999-12-16 | 2001-08-31 | Takamisawa Cybernetics Co Ltd | カードリードライト装置及びその制御方法とゲートシステム |
| DE10019657B4 (de) * | 2000-04-20 | 2020-06-18 | Carl H. Scheuermann | Identifikationssystem |
| US7014112B2 (en) * | 2003-04-29 | 2006-03-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electronic identification label and interrogator for use therewith |
| JP4470428B2 (ja) | 2003-09-29 | 2010-06-02 | ソニー株式会社 | 通信システム、情報処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム |
| US7289014B2 (en) * | 2003-12-23 | 2007-10-30 | Wayne-Dalton Corp. | System for automatically moving access barriers and methods for using the same |
| US7180403B2 (en) * | 2004-05-18 | 2007-02-20 | Assa Abloy Identification Technology Group Ab | RFID reader utilizing an analog to digital converter for data acquisition and power monitoring functions |
| FR2875976B1 (fr) * | 2004-09-27 | 2006-11-24 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif et procede de communication sans contact securisee |
| US7490817B2 (en) * | 2005-01-04 | 2009-02-17 | Bfs Diversified Products Llc | Distance indicating system and method |
| US20060176152A1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-10 | Psc Scanning, Inc. | RFID power ramping for tag singulation |
| US20070066224A1 (en) * | 2005-02-28 | 2007-03-22 | Sirit, Inc. | High efficiency RF amplifier and envelope modulator |
| US7546137B2 (en) * | 2005-02-28 | 2009-06-09 | Sirit Technologies Inc. | Power control loop and LO generation method |
| US7364144B2 (en) * | 2005-04-27 | 2008-04-29 | Bfs Diversified Products, Llc | Sensing and communication system and method |
| US7420462B2 (en) * | 2006-01-23 | 2008-09-02 | Bfs Diversified Products, Llc | Air spring distance indicating system and method |
| US7733239B2 (en) * | 2006-05-08 | 2010-06-08 | Bfs Diversified Products, Llc | Distance determining system and method |
| JP4948950B2 (ja) * | 2006-09-20 | 2012-06-06 | 東芝テック株式会社 | 電波照射制御装置 |
| US10715209B2 (en) * | 2006-11-18 | 2020-07-14 | RF Micron, Inc. | Computing device for processing environmental sensed conditions |
| US8467767B2 (en) | 2007-01-05 | 2013-06-18 | Macronix International Co., Ltd. | Method and apparatus to manage mobile payment account settlement |
| JP5001670B2 (ja) * | 2007-02-09 | 2012-08-15 | 富士通株式会社 | リーダライタの出力値自動調整方法 |
| JP2009135610A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-06-18 | Sony Corp | 通信システム並びに通信装置 |
| JP4998490B2 (ja) * | 2009-02-19 | 2012-08-15 | 株式会社デンソーウェーブ | 携帯端末 |
| JP5247567B2 (ja) * | 2009-04-06 | 2013-07-24 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置及びその制御方法、並びに該制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム |
| JP2012023565A (ja) * | 2010-07-14 | 2012-02-02 | Sony Corp | 通信システム並びに通信装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3299424A (en) * | 1965-05-07 | 1967-01-17 | Jorgen P Vinding | Interrogator-responder identification system |
| US3859624A (en) * | 1972-09-05 | 1975-01-07 | Thomas A Kriofsky | Inductively coupled transmitter-responder arrangement |
| GB8509135D0 (en) * | 1985-04-10 | 1985-05-15 | Gen Electric Co Plc | Transaction system |
| GB2173623B (en) * | 1985-04-10 | 1989-06-21 | Gen Electric Plc | Transaction system |
| IL82025A (en) * | 1987-03-27 | 1993-07-08 | Galil Electro Ltd | Electronic data communications system |
| EP0309201B1 (en) * | 1987-09-22 | 1993-05-26 | Hitachi Maxell Ltd. | Method and system of communication for a non-contact ic card |
| US5305008A (en) * | 1991-08-12 | 1994-04-19 | Integrated Silicon Design Pty. Ltd. | Transponder system |
| GB2229845B (en) * | 1989-04-01 | 1993-08-04 | Avery Ltd W & T | Transaction system |
| DE69230171T2 (de) * | 1991-04-03 | 2000-04-13 | Integrated Silicon Design Pty. Ltd., Adelaide | Warensortiersystem |
| US5418353A (en) * | 1991-07-23 | 1995-05-23 | Hitachi Maxell, Ltd. | Non-contact, electromagnetically coupled transmission and receiving system for IC cards |
| US5689239A (en) * | 1991-09-10 | 1997-11-18 | Integrated Silicon Design Pty. Ltd. | Identification and telemetry system |
| JP2896031B2 (ja) * | 1992-12-28 | 1999-05-31 | 三菱電機株式会社 | 非接触ｉｃカードの端末機および非接触ｉｃカードシステム |
| JP2698766B2 (ja) * | 1995-01-11 | 1998-01-19 | ソニーケミカル株式会社 | 非接触式ｉｃカードシステム用送受信装置 |
| JP3909607B2 (ja) * | 1995-10-11 | 2007-04-25 | モトローラ・インコーポレイテッド | 遠隔給電される電子タッグの励起装置／読取装置およびその方法 |
| US6169474B1 (en) * | 1998-04-23 | 2001-01-02 | Micron Technology, Inc. | Method of communications in a backscatter system, interrogator, and backscatter communications system |
-
1998
- 1998-07-27 JP JP21089698A patent/JP3916328B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-07-26 US US09/359,651 patent/US6731199B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-07-27 DE DE19935146A patent/DE19935146A1/de not_active Withdrawn
- 1999-07-27 FR FR9909715A patent/FR2781947B1/fr not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2781947A1 (fr) | 2000-02-04 |
| DE19935146A1 (de) | 2000-03-23 |
| JP2000049653A (ja) | 2000-02-18 |
| US6731199B1 (en) | 2004-05-04 |
| FR2781947B1 (fr) | 2006-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3916328B2 (ja) | 非接触通信システム | |
| US7180403B2 (en) | RFID reader utilizing an analog to digital converter for data acquisition and power monitoring functions | |
| JP3843944B2 (ja) | 非接触通信媒体および非接触通信システム | |
| EP1840789B1 (en) | Detection signal generator circuit for an RFID reader | |
| US7348875B2 (en) | Semi-passive radio frequency identification (RFID) tag with active beacon | |
| EP0377257A1 (en) | Identification system | |
| US7400250B2 (en) | Indicating radio frequency identification (RF-ID) tag | |
| WO2000041333A1 (en) | Active electrostatic transceiver and communicating system | |
| GB2310067A (en) | Battery built-in wireless ID card unit and ID verification unit | |
| JP2012023565A (ja) | 通信システム並びに通信装置 | |
| KR100341628B1 (ko) | 비접촉형 통신시스템 및 그에 사용되는 질문기 | |
| JPH10302028A (ja) | 非接触ｉｃカード | |
| JP3589029B2 (ja) | リーダライタ、非接触ｉｃカード及びそれらを用いたカードシステム | |
| JPH06325229A (ja) | 携帯可能な情報記録媒体 | |
| JP3903614B2 (ja) | Ｉｄタグ用手持式リーダライタ | |
| US8653943B2 (en) | Radio frequency identification system provided for access control | |
| JPH10215210A (ja) | データキャリアシステム | |
| JP3205260B2 (ja) | 非接触データ送受信方法およびその装置 | |
| KR100479326B1 (ko) | 비접촉식 아이씨 카드 리더기와 다수의 카드간의 데이터충돌 방지 장치 및 방법 | |
| JP3202588B2 (ja) | 非接触データ送受信方法およびその装置 | |
| JP2005250545A (ja) | 充電式の無線タグ | |
| KR20030017607A (ko) | 국 식별 신호 생성 수단을 포함하는 통신국을 구비하는트랜스폰더 시스템 | |
| JP2001243432A (ja) | 非接触ｉｃカード及び非接触ｉｃカードリーダライタ | |
| JP2002009660A (ja) | データキャリアシステム | |
| KR101359015B1 (ko) | 센서 태그 운용 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040915 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061002 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061010 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061211 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070206 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070206 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |